혐기성 소화 부산물 사용으로 인한 미세조류 배양 비용 저감 = Reduction of Microalgal Culture Cost by using Liquid Digestate

국문 초록 (Abstract)

미세조류 활용산업은 폐수 처리 분야, 바이오 연료, 바이오 부산물 생산 등 응용처가 다양하여 유망한 기술임이 증명되었다. 그러나 현재 미세조류 활용기술은 종합적 경제성을 제고를 위한 R&D가 진행 중이며 아직 상용화는 어려운 실정이다. 미세조류 배양 시 소요비용이 가장 큰 부분은 성장에 필수적인 영양물질 투입비용이다. 혐기성 소화액을 미세조류 배지로 사용한다면, 영양물질의 농도가 높고 무기탄소를 다량 함유하여 매우 유망하지만 잠재적 유해성을 확인할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구는 하수슬러지를 처리하는 실험실규모 혐기성소화조 유출액이 미세조류 배양을 위한 배지로 활용가능한지 그 타당성을 평가하였다. 사용된 미세조류는 Chlorella vulgaris였고, 다양한 희석배수(50배, 10배)의 소화액에서 온도와 빛을 25℃ 및 120 ㎛ol/m²ㆍs 로 조절하여 배양하였다. 미세조류가 성장하는 동안 광반응조 내의 주요 영양물질(T-N, NO₃^-, NO₂^-, PO₄^3-)을 모니터링 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 대조군과 비교하여, 희석한 소화액에서의 성장률은 50배에서 33%, 10배에서 29% 저해가 있었다. 미세조류 성장 동안 pH는 7.5-8.7사이로 유지되었고, 소화액 배지에 존재하는 암모니아성 질소가 유리 암모니아 형태로 전환되어 미세조류 성장에 저해를 일으킨 것으로 보인다. 그러나 총 질소는 53%, 75%의 저감, 인산염은 89%, 54%의 저감을 확인 할 수 있었다. 따라서 본 연구결과는 혐기성소화액을 미세조류 인공배지로 사용하여 소화액 후처리 비용과 미세조류 배양 비용을 저감하는데 기여할 수 있다. 추가적으로 N, P 농도 감소 및 탄소 고정화 환경에 미치는 부정적인 영향까지 줄일 수 있어 지속가능한 사회 구현에 이바지할 수 있다고 사료된다.