한국폐기물자원순환학회 학술대회자료집 2013년 추계학술발표회 논문집 (p.11-11)

PDMS의 생물학적 분해과정 중 휘발성 실록산의 발생

키워드 :
실록산,바이오가스,BMP test,탈수소효소

초록

신재생 에너지인 바이오가스는 혐기성 소화과정과 폐기물 매립지의 생물학적 분해작용에 의하여 생성되는 물질이다. 바이오가스는 메탄과 이산화탄소로 구성되어 있으며 그 외 미량불순물인 황화수소, 암모니아, 실록산 등이 존재한다. 이 중 실록산은 바이오가스가 에너지화 설비 내로 유입되어 연소되었을 때 이산화규소로 전환 된다. 이산화규소는 설비 표면에 첨착되어 스케일을 형성하고 설비의 마모와 성능 효율 감소를 일으킬 수 있다. PDMS(polydimethylsiloxanes)는 생활용품이나 샴푸나 소포제, 윤활유와 같은 제조산업에서 원료로 사용되며 하수처리장으로 유입되어 혐기성 소화과정 중 휘발성 실록산으로 전환 될 수 있다. 본 연구에서는 하수처리장 농축슬러지를 이용한 BMP(Biochemical methane potential) test를 실시하여 혐기성 조건에서 실록산의 발생 특성을 알아보고자 하였다. 또한 혐기성과정 중 미생물의 활성도를 파악하기 위하여 탈수소효소를 측정하였다. BMP test는 125 mL 세럼병에 농축슬러지 50 mL와 PDMS 3 g를 주입하여 질소 치환 후 36℃의 항온기에서 실시되었다. 실록산 가스 분석은 GC/FID를 이용하였으며 미생물 활성도를 파악하기 위한 탈수소효소 분석은 TTC(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride) 용액과 TPF(triphenyl formazan)용액을 이용하였다. 실험결과 15일 경과 후 이산화탄소와 메탄가스는 12%, 27%로 각각 생성되었으며 실록산의 농도는 시간에 따라 D4, 49 mg/m³, D5, 18 mg/m³ 내외로 발생되었다. 탈수소효소는 0일일 때 36.29±4.04 TF mg/L에서 15일 경과 후 25.43±0.50로 감소하였다. 이와 같은 결과는 PDMS가 혐기성 미생물에 의하여 분해되는 과정 중에서 휘발성 실록산이 발생되며, 미생물의 활성도에도 영향을 미치는 것으로 관찰되었다.