• 한국토양비료학회지
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• 제40권4호
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• pp.242-248
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• 2007

돈분뇨 슬러리와 음식물쓰레기 자원화 과정에서 발생하는 액상물의 혼합 액비화를 통한 액비의 비료적 특성 및 액비의 악취 저감 특성을 검토하였다. 발효가 진행됨에 따라 음식물쓰레기 액상물 혼합비율이 높은 처리구에서 pH가 높아졌고 돈분뇨 슬러리 혼합비율이 높은 처리구에서는 낮아졌고, EC는 180일째에 모든 처리구에서 $21{\sim}23dS\;m^{-1}$로 안정되었다. 180일간 발효시키고 난 후에 질소성분은 최초 성분량의 20%까지 저하되었는데, 음식물쓰레기 액상물 50% 이상 혼합한 구에서는 비료공정규격에 미달되었다. 발효가 진행되면서 유기물, 인산, 석회, 고토성분은 감소되었고 칼리, 염분의 함량은 증가하였는데, 염분의 증가는 액비 발효과정 중 수분 증발에 따른 농축효과에 기인하였다. 악취 성분으로서 $NH_3$는 발효 초기 30일째까지 많이 발생하다 점차 감소하였고 돈분뇨 슬러리 혼합비율이 높을수록 오래까지 지속적으로 발생되었고, $R-NH_2$의 경우는 $NH_3$에 비해 발효기간이 길어져도 지속적으로 발생하였다. $C_2H_5SH$는 돈분뇨슬러리와 혼합처리구에서만 발생하였는데, 발효기간 180일이 지나도 지속적으로 발생되었다. 관능검사 결과 역시 돈분뇨슬러리 혼합처리구에서는 발효기간 180 일이 지나도 악취도가 1 이하로 저하되지 않았다. 현행 비료 공정규격상 악취강도 기준이 2 이하인 점과 질소성분의 휘산으로 인한 액비 중 T-N 성분 저하 등을 고려했을 때 이의 제어연구가 수행될 필요가 있었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권3호
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• pp.155-162
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• 2011

기후변화협약 대응을 위해 IPCC 온실가스 인벤토리 가이드라인에 따라 축산분야 온실가스인 $CH_4$, $N_2O$가스의 배출량을 평가하고 배출계수를 산출하여 국가 Database 확보 및 측정기준을 제시하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 돈사 슬러리 피트에 샘플링 챔버를 설치 운영하기 위해 돈분뇨위에 띄울 수 있는 반구형태의 플로팅 챔버(Open chamber method or flow-through steady-state)를 고안 제작하였다. Open chamber method의 특성상 외부의 공기를 일정한 제어를 통해 챔버내로 유입시켜 돈사 슬러리에서 발생된 가스를 희석하고 정상상태의 최적조건에서 발생된 가스의 일정량을 제어하여 포집하는 장치로 시스템을 구성하였다. 돈분뇨 슬러리에서 온실가스 발생 특성상 돈사 내부에 위치에 따라 10개의 챔버를 투입하여 Data의 신뢰성을 갖출 수 있게 하였다. 유입유량을 $5{\sim}9{\ell}/min$, 포집유량을 $1{\ell}/min$으로 변경하면서 포집된 가스를 GC/ECD를 통해 분석하였고 챔버로 유입되는 공기가 슬러리 표면을 직접 접촉하지 않는 방법으로 기구를 구성하고 잉여 공급공기는 챔버 상부를 통해 외부로 배출하는 방법으로 최적조건의 정상상태 온실가스를 샘플링 할 수 있었다. 포집 가스를 GC/ECD 분석결과 $N_2O$ 가스의 배출형태는 대기중의 신선한 공기에 포함된 $N_2O$ 농도와 돈사 10곳의 샘플링 가스 시료의 농도를 볼 때 오차 범위 안의 농도로 슬러리 돈사내 분뇨에서는 $N_2O$의 발생은 없다고 판단된다. $CH_4$ 가스 발생량은 $0.15{\sim}1.02mg/m^2{\cdot}s$로 나타났다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제14권3호
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• pp.183-192
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• 2008

본 연구는 스크레파 축사에서 톱밥을 미리 충전하고 주기적으로 돈분뇨슬러리을 투입하는 연속호기성 퇴비화 시스템 공정에서 효율적인 퇴비화 환경요인 지표의 기초자료로 활용하기 위하여 퇴비화 과정 중 온도, 수분, 수분수지 등 환경요인과 최종 퇴비의 이화학적 특성을 조사하였다. 1. 퇴비 발효기간 동안 발효층의 온도가 $50{\sim}70^{\circ}C$ 범위로서 정상적인 온도를 유지하였고, 겨울기간 동안에도 높은 온도를 유지하여 퇴비 발효가 활발하게 진행되었다. 발효조의 높이별 온도는 중간층 온도가 가장 높고 하부층 온도가 가장 낮았으며 두 층간 온도차는 $5{\sim}20^{\circ}C$를 나타내었다. 퇴비발효조의 수분함량이 50%내외일 때 발효조 온도가 $20{\sim}30^{\circ}C$로서 정상적인 발효가 일어나지 않았다. 발효조 시설물 내부의 상대습도는 최저 55%에서 최고 88% 범위에 있었다. 따라서 퇴비사의 습한 공기를 제거하기 위한 휀 장치를 설치하는 것이 필요할 것으로 사료된다. 퇴비화 기간 동안 수분수지를 분석한 결과 총 투입 수분의 90%가 증발되는 것으로 산출되었다. 2. 본 연구의 퇴비화 방식은 발효조에 수분조절제인 톱밥을 한 번 투입하고 분뇨를 연속적으로 투입하여 5월 가량 연속적으로 사용이 가능하여 톱밥 $1m^3$으로 돈분뇨슬러리 $3,13m^3$의 퇴비화 처리가 가능하였다. 3. 퇴비화 기간이 약 5개월간 발효를 거치므로 퇴비의 비료성분 함량이 높았으며 탄소함량은 34% 질소 함량은 1.62%를 나타내었고 탄질비는 21을 나타내었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제10권1호
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• pp.47-58
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• 2004

본 연구는 왕겨를 이용한 돈분 슬러리의 퇴비화시 부재료의 1회 투입과 부재료 재이용을 통해 부재료의 이용방법이 퇴비화에 미치는 영향을 구명하고 토양지지대가 있는 경우와 없는 경우를 비교함으로서 겨울철 퇴비화 시설에서 보온효과에 대한 기초자료를 얻고자 수행하였다. 본 실험에서 토양지 지대가 있는 경우의 보온효과는 기대할 수 없었으며 이를 위해서는 새로운 퇴비사의 설계가 요구되어졌다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 부재료 1회 투입으로 퇴비화시 돈슬러리 1㎥를 퇴비화 하는데 토양지지대가 있는 경우보다 지지대 없는 경우가 왕겨 소요량이 0.31㎥, 부재료의 충전의 경우 0.45㎥를 절약할 수 있었다. 2. 부재료 1회 투입으로 퇴비화 할 때 퇴비화 4일령에 퇴적더미의 온도가 $71^{\circ}C$에 도달한 이후 43일령까지 $40^{\circ}C$에서 $65^{\circ}C$를 주기적으로 반복되었고 50일 이후에는 $48^{\circ}C$에서 $28^{\circ}C$가 유지되었다. 부재료 재충전으로 퇴비화 하는 경우 부재료의 재충전 시점마다 퇴비화의 저점온도를 높여 가는 양상을 보였다. 3. 부재료 1회 투입 퇴비화시 pH는 8.6에서 9.5 사이에서 검지되었고 왕겨 1$\textrm m^3$당 돈슬러리 0.363$\textrm m^3$과 0.537$\textrm m^3$의 사이에서 지지대 없는 경우의 pH가 급격하게 감소하는 경향을 보였으며 부재료 재충전 퇴비화시 8.35에서 10.02 사이에서 검지 되었다. 퇴비화시 전기전도도는 1.10mS/$\textrm {cm}^3$∼1.87mS/$\textrm {cm}^3$의 범위에서 변화를 보였다. 부재료 이용 방법에 따라 전기전도도는 큰 차이를 보여 주었다. 4. 부재료 1회 투입 퇴비화시 유기물 함량 변화는 왕겨 1$\textrm m^3$ 당 돈 슬러리 0.l19$\textrm m^3$에서 0.363$\textrm m^3$의 구간에서 지지대 없는 경우는 55% 수준을 유지하였으며 토양지지대가 있는 경우는 48%에서 70%의 범위를 반복하였다. 0.363$\textrm m^3$ 이후의 유기물 함량은 지지대 없는 경우나 토양지지대가 있는 경우나 점증되는 양상을 보였다. 부재료 1회 투입으로 퇴비화시의 수용성 질소 대 수용성 탄소의 비는 1과 2 사이를, 부재료 재충전 퇴비화시의 경우는 1과 3 사이를 반복하였다. 5. 부재료 1회 투입으로 퇴비화시는 왕겨 1$\textrm m^3$당 돈 슬러리 0.639$\textrm m^3$에서 토양지지대가 있는 경우의 질소, 인산, 가리의 성분은 각각 0.36%에서 2.29%로, 0.26%에서 1.41%로, 0.65%에서 2.96%로 증가하였으며 지지대 없는 경우보다는 낮게 검출되었다. 부재료 재충전 퇴비화시는 왕겨 1㎥당 돈 슬러리의 량에 따라 달라졌으며 토양지지대가 있는 경우 및 지지대 없는 경우의 질소 함량 범위는 각각 1.96%∼2.24%, 2.04%∼2.52%로 토양지 지대가 있는 경우가 지지대 없는 경우보다 낮은 함량을 유지하였다. 인산의 함량에 있어서도 토양지지대가 있는 경우의 범위가 1.12%∼1.60%인 반면 지지대 없는 경우는 1.32%∼1.82%로 나타나 토양지지대가 있는 경우가 지지대 없는 경우보다 낮은 함량을 나타냈다. 가리의 경우도 질소와 인산처럼 토양지지대가 있는 경우가 낮은 함량을 유지하였다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2004년도 가을 학술발표회지 제13권(제2호)
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• pp.71-72
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• 2004

이미 많은 양돈농가들이 설치${\cdot}$보유하고 있는 발효상이 여과기능과 생물분해기능을 동시에 지닌다는 것에 착안, 최소한의 개축으로 정화처리시의 전처리공정으로 이용할 있을지 그 기능성과, 1차 처리수 생물여과수를 방류하기 위해 응집공정을 도입하여 처리가능성을 검토한 결과, 최소한의 개축과 합리적인 운전으로 수처리공정의 전처리공정으로 사용할 수 있으며, 1차처리수인 생물여과수는 응집공정을 도입하여 처리함으로서 방류수 수질기준에 부합하도록 처리할 수 있다는 것을 알았다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제15권2호
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• pp.147-154
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• 2009

양돈농가에서의 돼지의 성장단계별 슬러리 돈사에서 발생되는 슬러리의 량 및 오염물질의 특성을 살펴보면 다음과 같다. 1. 양돈 농가에서의 슬러리 발생량 조사는 봄, 여름, 가을 및 겨울 등 4계절로 구분하여 조사한 결과 평균 슬러리 발생량은 봄철 5.83kg/일/두, 여름철 5.88, 가을철 5.77 및 겨울철 5.62kg/두/일로 평균 5.78kg/두/일 인 것으로 조사되었으나, 이를 평균 돼지체중 60kg을 기준으로 하여 돼지의 슬러리 발생량을 환산하면 평균 4.49kg/두/일 인 것으로 조사되었다. 2. 돼지슬러리의 수분함량은 평균 95.5%로 조사되었으며, 자돈의 경우 수분함량은 평균 95.5%였으나 여름철에 96.5%로 타계절에 비하여 약간 높은 것으로 조사되었으며, 육성 비육돈의 경우에는 평균 수분 함량이 93.9%로 자돈사 및 분만사의 평균 수분 함량인 95.4% 및 97.2% 보나 낮은 것으로 조사되었다 (p<005). 3. 슬러리의 비료성분은 돼지의 성장단계에 따라 다른 것으로 조사되었으며 N성분의 경우 자돈사 0.37%, 육성비육사 0.29%, 임신사 0.28% 및 분만사 0.15%로 분만사가 가장 낮았다(p<0.05). 이러한 경향은 $P_2O_5$ 및 $K_2O$ 성분에서도 같은 경향으로 조사되었다. 4. 돼지 슬러리의 유기물 함량의 경우에도 $2.7%{\sim}5.9%$까지 차이를 보이고 있었으며, OM/N은 평균 16.4로 조사되었다. 5. 슬러리 돈사형태별 슬러리의 BOD 농도는 평균 $21,856.3mg/{\ell}$로 조사되었으며, 돈사별로는 분만사에서 배출된 슬러리의 BOD 농도가 $16,211mg/{\ell}$로 가장 낮게 조사되었다. 반면에 비육사 $38,537mg/{\ell}$, 자돈사 $18,990mg/{\ell}$, 임신사 $23,687mg/{\ell}$로 비육사에서 배출된 슬러리의 BOD 농도가 가장 높은 것으로 조사되었다. 6. 돼지슬러리의 평균 COD 농도는 $33,883mg/{\ell}$로 조사되었으며, 분만사의 경우 $24,587mg/{\ell}$로 농도가 가장 낮은 것으로 조사되었다. 그리고 자돈사 $18,990mg/{\ell}$, 비육사 $45,886mg/{\ell}$, 임신사 $34,130mg/{\ell}$로 조사되었다. 그리고 SS 농도의 경우 평균농도는 $41,253mg/{\ell}$로 조사되었다.

• 유기물자원화
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• 제17권4호
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• pp.29-35
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• 2009

바이오매스를 바이오오일로 전환시기키 위하여 오거형의 반응조를 설계, 제작하여 실험하였다. 10.2L의 반응조는 $550^{\circ}C$를 유지하며 Batch식으로 운영하였다. 돈분뇨 혼합물, 돈분 왕겨혼합물, 돈분 톱밥혼합물 등 세 가지 혼합물을 대상으로 주(主) 구성성분인 헤미셀루로즈, 리그닌, 셀루로즈, 단백질, 지질(脂質)등을 화학적으로 분석하였다. 실험결과에 의하면 전섬유소 (holocellulose = hemicellulose + cellulose), 리그닌(lignin)의 함유량이 클수록 바이오오일 생산량은 많았으나, 회분(ash)함량은 현저한 감소를 나타내었다. 본 연구에서는 다양한 바이오매스기질을 평가하였으며, 돈분과 왕겨의 상관성은 거의 나타나지 않았으나 돈분과 톱밥의 상관성은 매우 높게 나타났다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제16권3호
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• pp.175-180
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• 2010

본 시험은 혐기조건하에서 돈슬러리로부터 발생하는 온실가스 연속측정 기술을 습득하고, 이를 이용해 온실가스의 일종인 메탄 발생량 및 시간대별 배출량 변화를 알아보기 위한 목적으로 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. TGA의 16 site에서 측정한 값들의 평균값은 2.437 ppm이었으며 표준편차는 0.024 ppm이었다. 각 site에서 평균값과 비교한 표준편차는 10% 이내였다. 따라서 각 site에서 측정된 값은 일정한 농도를 보인다고 할 수 있다. 2. 돈분뇨 액비에서 배출되는 $CH_4$을 측정하기 위해 돈분뇨 액비 저장조에서 액비를 샘플링하여 그것을 들통에 보관하였고, 들통에서 배출되는 $CH_4$ 배출량을 측정하였다. 들통 1, 2, 3의 $CH_4$ 배출량은 각각 413.9, 373.8, 그리고 391.9 ${\mu}g\;m^{-2}\;s{-1}$였고 세 들통의 평균값은 393.2 ${\mu}g\;m^{-2}\;s{-1}$이었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제11권3로
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• pp.161-168
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• 2005

1. 돈슬러리의 초기 pH는 8.2로 약알칼리를 띠고 있었으며, 수분 함량은 $98.6\%$, 유기물 함량은 $0.4\%$였다. 돈슬러리내에 존재하는 총미생물수는 $6.3\times10^5cfu/ml$로 조사되었으며 Escherichia coli, Staphylococcus aureus 및 Bacillus cereus는 각각 $1.2\times10^4,\;4.1\times10^4,\;1.7\times10^4 cfu/ml,$였다. 2. 소독제 종류, 살포농도에 따른 처리별 수분, 유기물 함량은 큰 변화를 보이지 않았으며, pH는 기간이 경과함에 따라 높아지는 경향이었다. 3. 처리구별 초기 총미생물수는 $2.2\times10^5,\;9.9\times10^5\;cfu/ml,$의 분포를 나타냈으며, 소독제 살포후에는 모든 처리구에서 총미생물수가 점차적으로 감소하기 시작하여 2주째에 가장 낮은 수준인 $0.1\times10^5\~0.8\times10^5\;cfu/ml$으로 조사되었고 14일후에는 모든 처리구에서 다시 증가하는 경향을 나타내었다. 4. 병원성미생물인 Escherichia coli와 Staphylococcus aureus는 초기에는 각각 $1.0\times10^4\~4.8\times10^4,\;3.2\times10^4\~9.9\times10^4\;cfu/ml$의 분포를 나타내었으나, 소독제 살포당일부터 급격하게 감소하기 시작하여 살포 7일후에는 모든 처리 구에서 사멸되는 것으로 조사되었으며 살포 30일 후부터 서서히 증가하는 경향을 보였다. 5. 돈슬러리내 미생물중 부숙에 관여하는 미생물인 Bacillus cereus의 초기 미생물수는 $0.7\times10^4\~5.8\times10^4\;cfu/ml$였으며 소독제 살포당일에는 뚜렷한 감소효과를 보이지 않았으나 살포 3일 후부터 서서히 감소하기 시작하여 살포 14일 후까지 초기 수준에 비해 $8.6\~85.75\%$까지 감소하다가 그 이후부터는 서서히 증가하기 시작하여 시험초기와 비슷한 수준을 보였다. 6. 소독제 살포가 초기에는 돈슬러리 부숙에 약간의 영향을 미칠 수는 있으나, 기간이 경과함에 따라 그러한 영향은 거의 없어지는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제21권1호
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• pp.53-61
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• 2013

본 연구에서는 혐기소화액을 여과함과 동시에 퇴비화가 이루어지도록 하는 기능을 지닌 퇴비단 여과상과 이 퇴비단 여과상에서 발생하는 열로 외부 측벽이 가온되는 방식의 혐기소화조를 이용하여 돼지분뇨 슬러리로부터 발생하는 메탄생성 효율을 분석하였다. 혐기소화조의 형태는 약 $250m^3$ 규모의 긴 장방형 구조로 구성하여 운영하였다. 이 혐기소화조 내에 돼지분뇨 슬러리를 투입하여 혐기 소화하는 과정에서의 메탄생성 특성을 조사하였고, 또 한편으로는 혐기소화 폐액을 처리하는 방안으로서의 퇴비단 여과상의 소화폐액 여과효과를 분석하였다. 돼지분뇨 슬러리는 본 실험 시설인 장방형 중온성 혐기소화조에서 25일 동안 소화되었으며, 이 과정에서 발생한 소화폐액은 톱밥층과 왕겨층 등의 2겹의 층으로 구성된 퇴비단 여과상을 통과시키는 방법으로 처리하였다. 또한 퇴비단 여과상을 통과한 후의 최종 여과액을 대상으로 하여 액비로서의 이용가치를 가늠하기 위해 비료성분 함유량을 분석하였다. 혐기소화조에서 배출된 소화폐액의 성분을 분석한 결과 BOD, COD, SS, T-N 그리고 T-P 의 농도는 각각 1,800 mg/L, 3,500 mg/L, 11,800 mg/L, 1,200 mg/L, 그리고 350 mg/L 수준을 나타냈다. 이 소화액을 톱밥층과 왕겨층 등의 2겹의 층으로 구성되어 여과상 역할을 하는 퇴비단 여과상에 통과시킨 후에 채취한 여과수의 BOD, COD, SS, T-N 그리고 T-P 농도는 여과상 유입수에 비해 각각 97%, 62%, 89%, 39% 그리고 57% 수준의 감소정도를 보였다. 퇴비단 여과상을 거친 후 소화폐액의 질소, 인산, 칼륨의 농도는 각각 1,024, 111 그리고 407 mg/L 수준이었다. 또한 소화폐액 내의 chlorophenol, benzenedicarboxylic acid, dodecane, hexadecane dimethyloctane 등의 유기성 오염물질은 퇴비단 여과상을 거치는 과정에서 95%이상 제거되었다.