• 대한환경공학회지
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• 제30권3호
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• pp.314-322
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• 2008

하수슬러지를 알칼리(40 meq/L NaOH, 330 min. at 40$^{\circ}C$)로 가용화시킨 후 호기적으로 안정화시켜 생산한 액상의 비료(액비)로 오이, 배추, 국화 등의 농작물을 재배하여 비료로서의 활용가능성 및 그 안전성을 평가하였다. 위생적인 안전성을 확보하기 위해 검출한 분원성대장균은 연속공정보다 회분식 공정에서 더 높은 제거 효율을 보였는데 이는 아마도 긴 슬러지 체류시간(SRT) 때문이며 생산된 액비 모두 미국 EPA 기준의 B등급 이상이었다. 또한 우리나라에서 규제하는 비소, 카드뮴, 크롬, 수은, 구리, 납 등 6개의 중금속 중 크롬, 구리, 납은 대략 식물 건중량당 10 mg/kg 이하로 검출되었으나 비소, 카드뮴, 수은은 거의 검출되지 않았다. 그러나 규제 외 항목 중 선진외국에서 규제하는 아연과 니켈은 각각 최고 118 mg/kg과 15.7 mg/kg로 검출되었다. 아울러 생물량기준으로 볼 때, 활성슬러지액비(4.3 mg, dw)보다 소화슬러지액비(5.4 mg, dw)가 더 양호한 비효효과를 나타냈고 전처리한 액비(1.24 mg, dw)가 비전처리 액비(1.12 mg, dw)보다 더 좋았으나 액비 성분이 실제로 농가에서 사용하는 배양액 성분의 대략 60$\sim$80%를 차지했고 아연, 티타늄, 크롬 등의 중금속이 농축되었으므로 화훼 재배에는 무리가 없을 것이나 식용작물 재배 시에는 전적으로 액비에 의존하기 보다는 추가적인 비료로 사용하는 것이 타당할 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권1호
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• pp.90-96
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• 2008

슬러지 직매립 금지와 런던협약에 따른 해양투기의 금지로 인해 하수슬러지의 처리 대안 연구가 다방면으로 진행되고 있으며 본 연구에서도 슬러지를 안정화시켜 액비로 재활용하는 기술에 대한 실험연구가 수행되었다. 슬러지 가용화를 위해 알칼리 전처리를 도입하였고 전처리된 슬러지를 호기성 소화조의 기질로 투입하여 유기물 및 질소화합물의 성상 변화를 관찰하였다. 또한 pot test를 통해 처리된 슬러지의 액비 이용 가능성을 평가하였다. 그 결과 알칼리 전처리된 슬러지를 호기성 소화조의 기질로 투입할 경우 전처리되지 않은 슬러지를 투입할 경우에 비해 SS 분해율은 57%에서 66%로 VSS 분해율은 59%에서 69%로 증가하였으며, 슬러지를 전처리할 경우 소화조의 체류시간 감소가 예측되었다. 알칼리 전처리와 호기성 소화를 통해 TCOD의 94.1%가 감소되었고, 최종 SCOD는 220$\sim$230 mg/L로 낮아 유기물이 안정화됨을 나타내었다. 소화조에서 질산화와 이로 인한 pH 저하 현상이 발견되었으며 전처리하지 않은 경우(445.4 mgN/L)가 전처리한 경우(223.1 mgN/L)보다 높은 질산농도와 낮은 pH값(최저 3.0)을 보였다. 슬러지를 액비로 이용할 경우 오이 묘목 잎의 성장은 소화 처리된 슬러지, 전처리 및 소화된 슬러지, 처리되지 않은 슬러지, 증류수의 순으로 높았으며 질산성 질소의 농도, 슬러지 투입량은 잎의 성장과 정의 상관성을 보였다. 전처리와 소화를 병행할 경우 처리하지 않은 슬러지보다 잎과 줄기의 생육 모두를 향상시켰으나, 소화만을 거친 슬러지는 처리하지 않은 슬러지보다 잎의 성장은 크게 향상시키고 줄기의 성장은 다소 저하시켰다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권8호
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• pp.578-582
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• 2011

호기성 소화를 통해 안정화된 유기성 슬러지는 질소 비료로서 활용될 수 있는 잠재력이 있다. 본 연구에서는 식품공장 폐수 처리장에서 발생한 슬러지를 호기성 소화한 후, 소화액의 비효효과를 오이 생장을 통해 평가하였다. 공기 공급량을 200 mL/L/min까지 증가시킬 경우, 질산화와 비효효과가 향상됨을 확인하였다. 또한 일반 비료에 비해 슬러지 내 함유량이 부족한 칼륨 등을 보충하기 위해 음식물 쓰레기의 일종인 계란 껍질 가루를 시비 시 함께 투여하여, 식물 생장이 향상됨을 확인하였다. 본 논문에서 제시하는 적정 공기 공급량과 저가의 첨가제 투여는 슬러지 액비의 품질을 보장하는데 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권10호
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• pp.865-872
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• 2009

슬러지의 감량과 최종처분 기술 개발을 위해 실험실 규모 호기성 소화공정을 279일간 운전하였다. 혐기성 소화 슬러지를 원료로 $40^{\circ}C$에서 120분간 알칼리 전처리하여 호기성 소화조에 유입시켰다. 유입 슬러지 성상과 HRT의 변화에 따라 소화효율의 변화가 있었으며 적정 HRT는 6일인 것으로 나타났다. 이때 $NH_3$-N, SCOD, TKN, TCOD, SS, VSS의 평균 제거율(소화조 유입 슬러지 기준)은 각각 97.4%, 81.7%, 68.7%, 61.4%, 50.6%, 47.0% 이었다. SS는 전처리와 호기성 소화를 통해 원료 슬러지(23,920 mg/L)의 73.9% 감량화가 가능하였다. 처리 슬러지는 약 350 mg/L의 SCOD를 포함하고 있어 액비로 활용하기에 무리가 없을 것으로 판단되었다. HRT를 5일 이상으로 유지할 경우 질산화 반응이 활성화되었으며 최대 658 mg/L의 유출 슬러지 질산성 질소 농도를 얻을 수 있었다. 암모니아성 질소 농도는 20 mg/L 내외로 크게 감소하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제12권4호
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• pp.184-189
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• 2003

배지내의 양어장 폐수 슬러지(aquafarm waste water sludge, AWWS)의 농도가 고추 공정묘의 생장에 미치는 영향에 대해서 조사한 결과, 파종후 20일째와 파종후 40일째 조사의 경향에 약간 차이는 있었으나 생체중, 건물중, 엽면적, 초장 및 엽록소 함량은 배지내에 첨가된 AWWS의 농도가 높을수록 양호하였다. 그러나 건물률, 엽수 및 최대근장은 처리간에 큰 차이가 없었다. 대조구에서 보다도 슬러지 처리구에서 pH는 증가하고 EC는 감소하는 경향을 보였다. 또 AWWS의 함량이 증가할수록 변화의 폭이 작아졌음에도 불구하고 생장은 AWWS 함량이 증가할수록 양호해 육모후의 정식시의 생장도 우수하리라 기대된다. 배지내의 AWWS의 함량이 토마토 공정묘의 생장에 미치는 영향에 대해서 조사한 결과, 고추와 마찬가지로 파종후 20일째와 파종후 40일째의 경향에 약간 차이는 있었으나 생체중, 건물중, 엽수, 엽면적, 초장 및 엽록소 함량은 배지내에 첨가된 AWWS의 농도가 높을수록 양호하였다. 그러나 건물률 및 최대근장은 처리간에 큰 차이가 없었다. 대조구에서 보다도 슬러지 처리구에서 pH는 증가하고 EC는 감소하여 고추 공정묘에서와 비슷한 경향을 보였다. 액비를 사용한 대조구와 4kg AWWS${\cdot}45L^{-1}$ 배지 함유수(슬러지 4)에서의 전반적인 생장이 비슷하였다. AWWS를 육묘용 배지에 혼합하여 사용시 육묘시 액비에 절감과 시비 노동력의 감소로 인한 생산비의 절감을 실현할 수 있고 묘의 생장속도의 증가로 인한 육모기간의 단축이 가능하다고 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.139-147
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• 2021

가축분뇨는 고액분리 후 액상 가축분뇨를 호기생물반응조에서 충분히 부숙시켜 화학비료를 대체한 유기질비료(액비)로 이용하고 있다. 그러나 액비는 작물 생장 중인 여름철에는 토양 살포가 제한되기 때문에 액비 처분 문제가 반복 발생되고 있다. 액비를 추비(웃거름)로 이용하기 위해서는 액비 내 슬러지 저감, 병원성 미생물에 대한 안정성 문제가 확보되어야 한다. 본 연구에서는 가축분뇨 액비의 추비 이용을 위해 부유물질(SS) 제거와 살균 효과가 있다고 알려져 있는 마이크로버블 장치(FeMgO 촉매 삽입)의 액비 내 부유물질과 대장균군의 저감효과를 알아보고 마이크로 필터 장치를 연계한 시스템의 부유물질 제거 효율 향상 여부를 확인하였다. 마이크로버블 장치의 부상분리 과정을 거치면서 액비 내 부유물질은 57.9% 제거되었으며, 대장균군은 검출되지 않았다(16,200 MPN/100mL → 0 MPN/100mL). 마이크로 버블 장치와 마이크로 필터 연계 시스템의 수리학적 체류시간 최적화을 통해 액비 내 부유물질 제거 효율은 수리학적 체류시간이 0.1h 조건에서 92.9%까지 향상된 것을 확인하였다. 같은 조건에서 처리수의 성상을 확인한 결과 유기오염물질은 64.5%(TCOD), 70.1%(SCOD) 제거되었으며 인산염인(PO4-P)과 총질소(TN)의 농도도 각각 54.9%와 51.5%까지 감소되었다. 이러한 연계 시스템으로부터 처리된 유출수는 기존 액비의 조성보다 부유물질 및 오염물질 농도 감소, 대장균군이 포함되지 않아 추비로 직접 이용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제19권1호
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• pp.47-54
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• 2013

Two types of reactors were set to investigate the change of characteristics of pig slurry by aeration during fertilization period. One system was equipped with air diffuser to supply oxygen to pig slurry for liquid fertilization, but there was no air diffuser in the other system. Air supply to the experimental systems was regulated by air flow meter. The reactors were set up in the laboratory to protect the pig slurry from external condition such as temperature and humidity changes. Maintaining optimal pH range in the experimental reactors is an important factor for liquid fertilization of pig slurry. In this study, pH ranges of aerobic reactor and anoxic reactor was 7.04~7.19 and 7.34~7.81, respectively. The temperature of aerobic reactors was $2{\sim}3^{\circ}C$ higher then indoor temperature. The amount of sludge accumulated at the bottom layer of non-aerated reactors was 4~5 times more than that of aerated reactors.

• 유기물자원화
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• 제17권2호
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• pp.51-58
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• 2009

본 논문에서는 제주지역에서 발생하는 주요 biomass에 대한 통합관리 및 자원순환체계에 대하여 검토하였다. 제주지역에서 발생하고 있는 주요 biomass는 슬러지가 년간 10,818톤, 음식물쓰레기가 61,284톤, 가축분뇨 1,519,000톤으로 발생하고 있으며, 슬러지의 경우에는 해양배출, 음식물쓰레기는 자원화, 축산분뇨는 발생원에서 처리되어 액비 등의 형태로 재활용되고 있다. Biomass자원의 순환관리 체계를 구축할 수 있는 방안으로는, 일본 오이타현 Hita-city에서 적용하고 있는 biomass town을 조성하고 관리하는 체계를 도입함이 적합한 사례라고 사료되었으며, 자원화체계를 구축하는 모델을 설정하여 경제성을 검토한 결과 시설규모에 차이가 있으나, 4년 이내 흑자로 전환되어 경제성이 있는 것으로 확인되었다. 제주지역의 Biomass자원의 순환관리 체계 구축에 있어서, 우선적으로 가축분뇨가 고려되어야하는 것으로 판단되어, 본 연구에서는 가축분뇨처리에 대한 문제점과 향후 과제에 대해서 제시하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제34권3호
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• pp.316-327
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• 2018

Liquid fertilizers made from livestock manure contain high concentrations of nitrogen and phosphorus and thus are used as a fertilizer. However, excessive use of liquid fertilizer causes eutrophication of agricultural land and nonpoint source pollution. In this study, as a means of lowering the nutrient concentrations, struvite ($MgNH_4PO_4{\cdot}6H_2O$) production from the liquid fertilizer was investigated. When liquid fertilizers produced in Gyeonggido were analyzed, its characteristics differed by region and season, but the phosphorus concentration was commonly lower than that of nitrogen. When $K_2HPO_4$ and $MgCl_2$ were added to the liquid fertilizers, the optimal pH for struvite formation was pH 9.5. For environmentally friendly sources of magnesium and phosphate, ferronickel slag (FNS) and sewage sludge ash (SSA) were suspended in deionized water and extracted by sulfuric acid with various mass ratios. The optimum conditions for extracting FNS and SSA were 4.0 M sulfuric acid and 0.35 mass ratio of sulfuric acid to sewage sludge ash, respectively. For forming struvite, 0.233 L of SSA leachate (SSAL) was added into 0.3 L of liquid fertilizer containing 2,586 mg/L of ammonia and 110 mg/L of phosphate, pH was then adjusted to pH 9.5 using 10 M of NaOH. Afterwards 0.333 L of FNS leachate (FNSL) was added to this mixed solution. After a reaction for 1 hr at room temperature, the remaining concentrations of magnesium, ammonium, and phosphate were less than 50 mg/L, 500 mg/L and 150 mg/L, respectively, and 30 g of precipitates were obtained, most of which were struvite.