음식물분해를위한균분리동정

목차

1. 연구설계배경
2. 실험 배경 이론
3. 실험내용
4. 실험중간결과
5. 설계계획
6. 공정선정
7. 전체공정흐름도
8. 고찰

본문내용

배지 설계
균은 G-2와 YM-2 그리고 LB-4를 사용하기로 하였다. 최적 성장 조건을 앞의 실험으로부터 결과값을 얻게 되었음으로 이 결과값으로 균을 성장 시키기 위한 배지를 설계하기로 하였다. 각 균마다 배지가 틀리며 각 적정 pH가 다름으로 각 균마다 다른 환경의 배지 조성이 필요하였다. 따라서 G-2는 30℃, pH7의 배지 조성, LB-4는 40℃, pH9의 배지 조성, 그리고 YM-2는 30℃, pH7의 배지 조성을 만들어 줌으로서 균을 가장 잘 자라게 해주는 것으로 배지 조성을 하기로 하였다.
음식물 쓰레기 환경 조성
가정에서 나온 음식물 쓰레기를 모와서 한 곳으로 들여 올 경우에는 각각의 다른 환경에 있다가 한 곳으로 들어오기 때문에 온도 및 pH 그리고 성분들이 전부 다르며 음식물 쓰레기 안에 처리 불가능한 다른 물질들이 들어 있을 확률이 매우 높다. 따라서 이들 음식물 쓰레기를 분류하는 작업을 먼저 해야 할 필요성이 있다. 음식물 쓰레기에 썩혀서 같이 들어온 일반 쓰레기를 분류하는 작업을 한 후에 음식물 쓰레기의 환경을 다시 균이 자라는 환경과 비슷하게 온도 및 pH를 맞추어서 최적의 상태에서 균이 자랄 수 있도록 한다. 이때에 각 균이 자라는 환경이 조금씩 틀리기 때문에 한번에 균을 음식물 쓰레기에 배양하기 보다는 단계별로 하여 균이 성장할 수 있도록 한다. 따라서 음식물 쓰레기를 40℃ pH9의 상태로 만들어서 LB-4의 균을 배양하여 1차 처리를 하게 한다. LB-4가 성장하고 분해를 함으로 pH7정도로 됨으로 이때에 온도만 30℃를 만들어주고 G-2를 배양한다. G-2도 성장함에 따라서 pH가 산성으로 변하게 됨으로서 pH5까지 되었을 때 YM-2를 배양하게 한다. 이렇게 단계별로 배양하게 하여 분해를 하면 음식물 쓰레기를 따로 온도를 맞추고 pH를 맞추는 작업 대신에 균의 성장으로 자연적으로 음식물 쓰레기의 환경이 바뀌는 것을 이용하여서 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
처리후 음식물 처리 계획
종합적인 음식물 처리 시설이 아님으로 한번에 음식물을 처리하기는 힘이 들며 음식물을 다 처리 할려면 시간적인 사정으로 한번에 처리하기에 힘이 든다. 따라서 적정시간에 처리하여야 함으로 음식물 쓰레기의 찌꺼기가 나올 수 있는데 이와 같은 찌꺼기의 경우에는 수분만을 제거한 후 모와서 한번에 종합처리시설로 보내며 폐수의 경우에는 따로 모와서 1차처리를 하여 내보낼 수 있도록 함으로써 수질관리에도 힘을 쓸 수 있도록 한다.
공정선정
늘어만 가는 음식물 쓰레기를 모두 집합하기 전에 아파트 단지내에서 1차적으로 처리할 수 있는 간편하고 부피가 작을 설비를 갖추게 될 수 있을 것이다. 현재 아파트에서 음식물을 수거하는 통 주위에는 악취가 많이 발생하고 있으며, 주변 미관을 저해하는 등 않좋은 시선을 많이 보내고 있다. 하지만 음식물 분해 시설을 갖추게 된다면 1차 처리시설을 아파트 단지내 또는 음식점이 밀집하여 있는 곳에 설치하게 됨으로써 음식물 쓰레기를 좀 더 줄일 수 있게 되고 후 처리하는 곳에서 비용과 시간을 줄일수 있을 것이다. 더 나아가 이와 같은 공정에 하수처리 공정이 합쳐지게 된다면 아파트 단지 내에서 음식물을 처리하고 남은 찌꺼기는 수거해 가서 2차 처리시설로 보내져 퇴비화 및 사료로 활용시에 시간절약과 비용절감을 가져 올 수 있을 것이다. 또한 이 공정에서 나오는 폐수를 처리할 수 있는 폐수 처리 시설을 도입한다면 여기서 나오는 폐수를 1차적으로 처리하여 하수도로 보냈을 시에 2차 처리장소인 하수종말처리장등에서 좀 더 안정적으로 처리하는데 도움이 될 것이며 비용절감과 시간절약을 가져올 수 있을 것으로 기대된다.
전체공정 흐름도
그림을 보면 처음에 음식물 쓰레기가 투입되는 투입구가 있다. 이 투입구 밑은 대각선으로 판을 덧대어 놓았는데 바스켓이 움직이면서 한쪽으로 퇴적되는 것을 막기 위하여 대각선으로 판을 설치해놓았고 컨베이어 벨트를 통해 움직이는 바스켓을 달아 시간에 따라 일정한양의 쓰레기를 분해실로 이동시키는 방법을 채택하였다. 음식물 쓰레기가 1차 분해실로 이동하면 옆에 배지에서 키운 LB-4 균을 살포 한다. LB-4는 40℃ pH9에서 가장 잘 자라는 것을 실험을 통해 알수 있었다. 각각의 분해실은 2단 구조로 구성 하였는데 시설의 부피는 줄이기 위해서였고 윗칸은 균을 넓게 살포하기 위해 높게 밑에있는칸은 균의 살포가 없기 때문에 낮게 설계를 하였다. 컨베이어 벨트를 통해 2차 분해실로 들어가게되면 옆에있는 배지에서 G-2 균이 살포되게 된다. 같은 방법으로 3차 분해실을 통과한 음식물 쓰레기는 맨 밑에있는 통에 모여 음식물 쓰레기 수거차량에 의해 수거되어갈 것이다.
음식물 쓰레기를 운반하는 컨베이어 벨트안에 돌기를 추가하여 진동을 주면 음식물 쓰레기가 교반되어 균이 음식물 쓰레기와 적절히 섞일 것으로 예상되며 음식물 쓰레기의 수분이 맨 밑으로 모이면서 폐수만 따로 처리할 수 있을 것으로 예상된다.
분해실의 부피는 1인 하루 음식물 쓰레기 배출량인 0.26kg을 이용하여 1가구당 4인 가정으로 계산하였고 아파트 평균 가구 수인 250가구로 계산하여 계산의 부정확성을 보완하기위해 가중치 1.5를 곱하였다. 분해실의 길이는 1m이고 폭은 1m 이다. 높이는 1층이 0.2m 2층이 0.4m로 하였다.
고찰
실험은 거의 마친 상태이긴 하나 아직 미흡한 부분이 있어 지금까지 하였던 실험들을 바탕으로 하여 부족한 부분은 최종 보고서 제출 전까지 보완하여서 더 낳은 설계자료를 만들도록 하겠습니다. 부족한 부분으로 생각되는 부분은 현재 보관하고 있는 균이 실제로 음식물을 얼마나 분해할 수 있는지 확인하는 부분이며 또한 균이 음식물을 분해시에 걸리는 시간과 분해되고 남은 음식물의 상태에 대해서 좀 더 실험이 필요한 것 같습니다. 훨씬 낳은 결과를 위해서 더 많은 문헌과 실험이 필요한 것으로 생각됩니다. 또한 앞의 설계와 같이 진행하였을 경우 이 시설을 지었을 때의 비용과 이 시설이 가져올 사회적인 파장도 같이 생각하여야 하며 과연 필요한 시설인지 아닌지도 판단하여야 한다고 생각합니다. 이런 부족한 부분은 최종보고서 전까지 채우도록 하겠습니다.

키워드

음식물쓰레기분해를위한균분리동정,   미생물,   미생물 실험