상하수도 124회 1교시 문제 11. 퇴비화(Composting) 시 필요한 반응 인자

답 1. 서론

- 최근 유기성 폐기물의 급격한 증가와 이들의 매립 및 소각으로 인한 환경오염 문제 발생

- 특히 매립장 확보의 어려움이 심각하여 매립 처분되는 폐기물의 감량화 필요

- 매립 시 부패성 유기물질은 악취의 발산뿐만 아니라 침출수 발생으로 토양 및 지하수, 인근 지표수 오염문제 유발 가능

 

답 2. 퇴비화의 특징

- 유기물을 호기성 조건에서 생물학적으로 안정화시키는 고형폐기물 자원화 방법

- 음식물 찌꺼기, 축산 폐기물, 낙엽 또는 하수처리장 슬러지와 같은 유기물은 안정한 부식토로 변환시키는 생물학적 공정

 

답 3. 퇴비화의 장단점

장점	단점
퇴비는 토양개량제로 사용가능 초기시설투자비와 운영비 낮음 고도의 기술수준 요구되지 않음	비료가치 낮음(질소, 인 함량 낮음) 퇴비제품의 표준화 어려움 부피의 감소정도가 낮음 악취발생 가능성

 

답 4. 퇴비화 시 필요한 반응 인자

1) 온도

- 퇴비화 진행 및 완료여부를 나타내는 지표

- 고온유지는 호기성 조건에서 퇴비화 진행되고 있음을 알려줌

- 적정온도는 55 ~ 60℃이며 적정온도 초과 시 미생물 대사 저하되므로 공기공급량 증가시켜 온도조절 필요

2) C/N비

- 탄질비는 미생물의 분해대상인 유기물의 특성으로, 효과적 퇴비화 위한 직접적인 인자

- 탄소는 미생물 생장 에너지원으로, 질소는 세포증식을 위한 단백질 합성에 이용

- 탄질비가 너무 높으면 유기산 생성으로 pH 저하되고 퇴비화 저하

- 탄질비가 너무 낮으면 질소가 암모니아로 변하여 pH 상승하고 암모니아 가스로 인한 악취발생

- 적정 탄질비는 25 ~ 35가 적당

3) 수분함량

- 미생물은 대사에 필요한 영양분을 대부분 가수분해효소를 분비하여 흡수하기 좋은 상태로 분해 후 수용액 상태에서 흡수

- 수분함량이 30% 이하가 되면 생물반응 저해, 20% 이하일 때는 반응 불가

- 너무 높은 수분함량에서는 입자표면으로의 산소전달 문제로 혐기성 조건이 되어 악취 발생

4) 입자크기

- 입자의 크기가 작으면 표면적이 넓어져 반응속도 빨라지나, 너무 작으면 입자사이의 간격이 좁아 산소전달과 발생된 이산화탄소의 배출이 어려워 반응속도 저하