D．“ 음식 바이오 ”
동물은 이빨로 물어 부수어 음식을 세분화하고 나서 섭취하지만, 미생물에는 이빨이 없기 때문에, 물어 부술 수 없다.그래서, 소화 효소를 닮은 고분자 분해 효소를 세포 외에 분비하고, 대상물을 분해해 저분자화 한다.이것이 생 분해의 프로세스이지만, 미생물이 분해하려고 하는 대상 물질을 미리 인위적으로 세분해, 미립자로 하고, 미생물이“먹기 쉽게 요리하려는 발상, 이것이“음식•바이오”라고 하는 발상이다.９)
그림５에서 나타내 보인 반응성은, 화확적•물리적인 반응성이지만, 비표면적의 증대(=미립자화, 분산화)에 의한 반응성의 향상은, 미생물에 의한 생 분해인 경우에도 마찬가지이며, 유기물도 미립자로 하는 편이 생 분해는 급속히 진전한다.이것은, 예를 들어 말한다면, 인간이 스테이크를 먹을 때, 큰 채로는 먹을 수 없기 때문에 나이프로 고기를 작게 잘라 먹듯이, 미생물에서도 음식을 작게 잘라 먹게 합시다,라는 것이다.
기름(동식물유•광물유)을 미생물에 의해 분해 제거할 때도, 수중에서 에멀젼의 형태로 분산시켜 표면적을 크게 하면, 미생물이 어택하기 쉽다.기름의 큰 덩어리인 타르•볼은 그 표면적이 한정되 있기 때문에 미생물이 어택 하기 어렵다.10)
본문의 테마인“오니의 소산”의 경우는, 특히 이“음식•바이오”의 발상이 없으면, 오니는 절대라고 해도 좋을 만큼 소산하지 않는다.강인한 세포막에 보호된 오니 세포는, 세포막을 파괴하여, 세포막과 세포 내 물질을 파쇄•분쇄해 미립자화하지 않으면, 오니 세포 소산 공정은 시작되지 않는 것이다.
（表５） 광합성 세균체（Rp.capsulata）안의
비타민 및 색소 함유량（1993. 小林達治）
| 종 류 |
광합성세균
（μg／100g） |
효 모
（μg／100g） |
| ビタミン |
Ｂ2 |
3,600 |
2,900 |
| Ｂ6 |
3,000 |
2,400 |
| 葉 酸 |
2,000 |
1,700 |
| Ｂ12 |
2,000 |
1 |
| Ｃ |
2,000 |
- |
| Ｄ |
10,000IU |
300,000IU |
| Ｅ |
31,200 |
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| 色素 |
細菌性葉緑素
ｶﾛﾁﾉｲﾄﾞ 総量 |
56.1mg/g
41.7mg/g |
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- |
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그리고 이“음식•바이오”의 발상에는, 생선회를 자른다(=세분화) 뿐만이 아니라, 와사비와 간장과 야채로서“맛내기”를 한다는 발상도 있다.이“맛내기”에 해당하는 것이 광합성 세균의 첨가이다.
광합성 세균에는 표５에서 보듯이 세균성 엽록소나 카로틴계 색소 함유량이 매우 높고, 비타민도 풍부하다.
광합성균의 첨가에 의해, 광합성균체내의 풍부한 영양분을 섭취한 발효균류(특히 유산균)나 방선균이 증식 해, 파괴 오니 세포를 부패시키지 않고 발효→분해→소산이라고 하는 프로세스가 순조롭게 진전하는 것이다.
그리고 여기서 주목 해야 할 것은, 광합성 세균 배양의 영양제로서 오니 세포를 미립자화하기 때문에 「그룬바 처리」했을 때의 용액이 현저한 증식 효과를 가져오는 것이다.이러한 사실은, 오니 세포가 단백질•지방질등의 영양분이 풍부하기 때문에, 현재 이 영양분은 컴포스트(퇴비)화하는 것 외에 직접적인 이용법은 없지만, 오니의 영양분을 광합성균이나 효모등 다른 유용한 형태로 변환하는 신기술• 신시스템의 개발의 제일보가 된다고 생각된다.
그를 위한 요건은, 오니 세포가 파쇄•분쇄되어 미립자가 되고, 그 미립자 자체가 다른 미생물(발효균)의 쾌적한“미시적 서식지 (micro-habitat)”가 되는 조건을 구축하는 것이다.그 기초 이론은 본 장까지 서술해온 바, 구체적인 시스템의 구축 방법에 대해서는 다음 장에서 서술하고자 한다.
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５．오니 소산 처리 시스템
자연 속에서 가장 많이 보이는 미생물의 생활 현상은 부생(腐生,saprophagy)으로 불리는 프로세스이다.이것은, 생물 사체 또는 그 분해도상의 물질을 영양원으로서 이용하는 미생물의 생활인 것이다.
오수처리 시설에서 발생하는 잉여 오니가 난분해성인 원인은, 오니가 미생물체인 점, 미생물체가 농축된 덩어리가 되어 있는 것, 응집제등의 약제가 혼입되어 있는 점 등이다. 덧붙여 말한다면, 잉여 오니는, 대량의 에너지를 소비하고, 인위적, 강제적, 생물화학적으로 제조된 비자연적인 산물이기 때문에, 천연 자연의 부생 프로세스에로는 융합되지 않는 것이다.
그러나, 앞서 말했듯이 부생이란 생물 사체 또는 그 분해도상의 물질의 생 분해 과정이기 때문에, 호기성 미생물의 거대한 덩어리인 오니도, 오니 세포 자체는 난분해성이라 하더라도, 이것을“분해 도상의 물질”에 변용시켜, 적당한 조건만 주면, 부생 프로세스로는 순조롭게 진전한다. 이 경우, “분해 도상인 물질”로 변용시키는 처리 공정이, 전장까지 서술해 온 「그룬바•엔진」에 의한 오니 세포의 파쇄•분쇄 공정이다.
따라서, 오니 소산 처리 시스템은, 「그룬바•엔진」을 핵심으로 한 그림６과 같은 처리 공정이 된다.
그림７의 플로우챠트와 같이, 오니 소산 처리 시스템이란, 오니 세포를 파쇄•분쇄→미립자화해, 발효시켜, 더욱이 「ＥＲＳ-７」이라는 파쇄오니 미립자 소멸 장치에 투입해 소산•소멸시키는 시스템이다.
「ＥＲＳ-７」에 대해서는, 다음 페이지의 개략도(그림９)를 참조.
그림６의 플로우챠트를 실제의 플랜트로 실현되었을 경우의 이미지 도화도８이다.
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그림 6을 간략화 하면 그림 7과 같이 된다.
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A．오니 소산 처리 공정의 요점
오니 소산 처리 시스템(그림８)에서, 잉여 오니는 최종 침전조로부터 직접 빼내어 처리를 개시한다.
따라서, 오니 케이크를 만드는 공정이 불필요하게 된다.당연히, 응집제도 불필요하게 되어, 오니 케이크의 반출→처분이라고 하는 공정은 폐지된다.
빼낸 오니수는, 그룬바 처리되어 오니 수중의 호기성균의 세포 구조가 모두 파괴된 후, 발효균액이 주입된다. 이에 의해, 미세한 오니 세포 파편에 발효균이 달라 붙어 발효 분해가 시작한다. 분해도상의 미세한 세포 파편은, 충분히 발효된 후, 고액분리조에 자연히 침전한다.고액분리조로 침전한 세포 파편의 일부는, 재차 그룬바 처리조로 반송되어 다시 한번 미립화 처리가 이루어진다. |
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