상향류식 혐기성 생물전기화학 반응조(upflow anaerobic bioelectrochemical reactor, UABE)를 이용하여 주정폐수를 유기물부하율 16 g COD/L.d에서 처리하는 동안 pH, 알카리도, 유기산 등의 상태변수들의 변화와 COD 제거율, 비메탄발생량 및 메탄함량에 대한 전극배치의 영향을 평가하였으며, 그 성능을 UASB 반응조와 비교하였다. 면적이 27 m²/m³인 전극을 나선형으로 UABE 반응조 전체 공간에 고르게 배치하였을 때 비메탄발생율은 5.78 L/L.d로서, 전극을 설치하지 않은 UASB 반응조의 3.49 L/L.d보다 약 65.6%로 높았다. 이것은 UABE 반응조에 전기활성미생물이 성장하여 직접 종간전자전달(direct interspecies electron transfer, DIET) 반응이 활성화됨으로서 메탄생성반응이 크게 향상되었다는 것을 의미한다. UABE 반응조의 상부 1/3의 공간에 위치한 전극을 제거하였을 때, 비메탄발생율은 5.74 L/L.d로서 반응조 전체 공간에 전극을 설치한 경우와 큰 차이가 없으나, UABE 반응조 상부 2/3 공간에 설치한 전극을 제거한 경우 비메탄발생율은 5.34 L/L.d로 약 7.5% 감소하였다. 이 결과는 UABE 반응조에서 전극을 하부 1/3의 공간에만 설치한 경우 전기활성미생물도 감소하여 DIET 반응도 감소하였다는 것을 의미한다. 전극을 UABE 반응조 하부로부터 2/3 이상의 공간까지 설치하였을 때 COD 제거율은 약 91.5%이었으나 반응조 하부로부터 1/3의 공간에만 설치한 경우 COD 제거율은 88.9%로 약 2.6%로 감소하였다.

바이오디젤은 석유기반의 디젤을 대체할 수 있는 유망한 대체에너지원으로 각광받고 있으나 그 생산 공정의 경제성을 확보하는 것이 관건이다. 따라서 사회성, 경제성, 환경성을 동시에 고려할 수 있는 값싼 원료를 찾는 다면 지속가능성 측면에서 매우 유용할 것이다. 이에 따라 본 연구는 다양한 육류(소, 돼지, 오리)를 이용하여 판매하는 음식점에서 버려지는 폐지방을 대상으로 전이에스테르화 반응을 수행하여 바이오디젤을 생산하였으며 fatty acids methy ester (FAME)을 추출하여 그 구성특성을 규명하였다. J시 음식점 중 소, 돼지, 오리를 찌거나 훈제하는 음식점으로부터 발생된 폐지방을 수집하여 KOH와 메탄올을 이용한 전이에스테르화 반응을 통해 바이오디젤을 생산하였고, 간단한 n-hexane을 통해 FAME만을 추출한 뒤 GC-FID를 이용하여 정량하여 그 구성특성을 분석하였다. 실험결과에서 FAME의 프로파일 분석결과는 폐지방성분이 유용한 바이오디젤원료가 될 수 있는 것으로 나타났다. 37도에서 한 시간 동안의 전이에스테르화에 있어 KOH는 폐지방을 FAME으로 우수한 효율로 전환가능하게 하는 촉매로 판단된다. 소, 돼지, 오리의 폐지방에 대하여 각각 48%, 45%, 55%의 질량이 총 FAME으로 전환되는 것으로 나타났다. 총 지방의 2%이상의 질량비율을 갖는 주요 FAME은 소의 경우 C16:0 (13.1%), C18:1 (22.4%), C18:0 (8.6%) 이었고, 돼지의 경우 C16:0 (12.3%), C18:1 (26.5%), C18:2(8.0%), C18:0 (5.3%)이었으며, 오리는 C16:0 (9.4%), C18:1 (23.0%), C18:2 (7.2%), C18:2 (2.7%)로 나타났다. 이러한 높은 FAME 수율과 C16:0과 C18:1 의 우점화는 일반적인 바이오디젤의 특성과 유사한 것으로 살료된다. 종합하면, 본 연구결과는 동물성폐지방 성분의 바이오디젤화의 가능성을 열어주며 최적반응조건 도출을 통해 실현가능한 대체에너지생산 및 페자원 에너지화 방법임을 보였다.