• 유기물자원화
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• 제8권3호
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• pp.81-88
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• 2000

음식쓰레기, 슬러지 등과 같이 C/N비가 낮은 폐기물을 호기성으로 퇴비화하는 경우 질소 성분이 많이 손실될 수 있으며, 이는 비료성분의 손실, 악취를 비롯한 환경오염 발생 등을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 퇴비화 공정에서 질소성 물질의 보존방법을 도출하기 위한 기초 연구로 음식쓰레기를 실험실 규모로 퇴비화하면서 일반적인 호기성 퇴비화 공정에서 일어나는 질소의 거동을 분석하였다. 음식쓰레기는 종이나 나무조각과 혼합하여 퇴비화하였으며, 질소성 물질의 거동을 평가하기 위해 퇴비시료에 포함된 암모니아, 산화성 질소, 유기성 질소를 측정하였다. 배가스로 손실되는 질소도 황산으로 흡수시켜 정량하였다. 퇴비화 반응의 활성화 여부가 유기성 질소의 무기화에 큰 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 활성이 좋은 퇴비를 식종한 경우 반응 초기부터 유기성 질소의 무기화가 활발히 진행되어 많은 양의 질소가 손실된 반면 초기의 낮은 pH 기간이 길어지면 유기성 질소의 분해가 지연되는 것으로 나타났다. 암모니아 손실량은 주입된 공기량의 영향이 큰 것으로 판단되며, 암모니아 손실이 증가하면 퇴비의 암모니아 함량이 크게 감소하였다. 질소에 대한 물질수지 분석을 통하여 초기 질소의 28~38%가 암모니아로 전환되었으며, 전환된 암모니아의 77~94%가 가스로 손실된 것으로 나타났다.

• 미생물과산업
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• 제14권3호
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• pp.16-20
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• 1988

암모니아를 아질산또는 질산으로 산화시키는 과정인 질화작용(nitrification)은 암모니아와 함께 또 하나의 식물및 미생물에 대한 질소원인 질산의 농도를 증사시켜 생물의 생장을 뒷받침하기도 하나(Fenchel and Blackburn, 1979) 생물체의 질소원에 있어서 세가지의 불이익을 초래하기도 한다. 질산은 암모니아와는 달리 토양이나 저질토(sediment)의 cation exchange site에 흡착되지 않으므로 쉽게 손실된다(Greenland, 1958). 또 무산소상태에서는 탈질화과정 (denitrification)에 의하여 기체질소로 환원되어 생태계내에서 사라진다 (Broadbent and Clark, 1965). 끝으로 질산태의 질소가 생물체내의 질소의 주 형태인 아미노산의 질소로 되기 위해서는 암모니아로 환원되어야 하므로 질산의 동화는 상대적으로 많은 에너지를 필요로한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.77-82
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• 2007

질소비료로부터 암모니아의 휘산은 자연적으로 존재하는 모든 토양에서 일어나는 질소 손실의 주된 기작이다. 암모니아 휘산은 다양한 토양과 환경의 조건 및 비료관리 방안에 의해 영향을 받는다. 질소비료 의존도가 높은 채소들도 휘산된 암모니아 가스에 의해 피해를 받는 사례가 종종 보고되고 있다. 본 연구에서는 표토에 시용된 요소비료로부터 암모니아 휘산량을 측정하였고, 이에 미치는 요소비료 시용량, 관개시기, 및 온도 등의 비료관리요인들의 영향을 조사했다. 암모니아 휘산은 요소를 시용한 뒤 약 3일 후에 시작되었으며, 약 2주 후에 최대에 도달하였다. 17일 후, 휘산된 암모니아태 질소의 양은 200, 400, $600kg\;N\;ha^{-1}$ 의 시용량에서 각각 3.0, 4.4, 그리고 8.0 kg 이었다. 이들 휘산량은 시용된 질소가 15.0, 10.9, 및 13.0% 가 손실된 것과 상응한다. 온도가 5, 8, 22, $28^{\circ}C$ 일때 휘산된 질소의 양은 각각 5, 21, 75, $87kg\;N\;ha^{-1}$ 이였다. 요소비료를 시용한 뒤 0, 5, 10 mm의 물을 관개한 경우, 휘산된 질소의 양은 각각 21.3, 21.2, $16.6kg\;N\;ha^{-1}$ 이었다. 한편, 요소를 시용한 후 5 mm를 관수한 경우의 질소 휘산량은 $10.44kg\;N\;ha^{-1}$ 로 감소하였다. 그러므로 요소비료를 권장량을 표토와 혼합, 온도가 낮을 때 그리고 요소비료를 시용후 즉시 관개하는 방안이 암모니아 휘산에 의한 질소 손실을 최소화 하는 비료관리 방안이었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.383-388
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• 2002

본 연구에서 구성한 바이오필터 시스템은 암모니아 가스를 대상으로 여러 조건에서 성능을 구명하였으며, 필터 설계시 중요 인자인 송풍량, 온도, 함수율, 압력강하, 체류시간들간의 관계를 구명하였다. 필터 내부의 온도 변화는 체류시간 및 압력손실에 거의 영향을 주지 않았으며, 함수율의 변화가 체류시간과 압력손실에 미치는 영향은 함수율 값이 증가할수록 체류시간은 감소했으며 반대로 압력손실은 증가하는 결과를 보였다. 이는 필터 내부의 공극률 변화로 생긴 결과라 판단된다. 송풍량은 바이오필터 효율에 절대적으로 영향을 미치며 송풍량이 증가할수록 체류시간은 감소하며 초기 제거율도 떨어진다. 미생물의 투입 여부에 따른 제거율은 미생물 접종을 하지 않은 경우 초기 흡착에 의한 영향으로 제거율이 높다가 시간이 지남에 따라 차츰 낮아져 90% 이하로 떨어지는 경향을 보였고, 균주를 접종한 경우에 있어서는 시운전 기간 동안 거의 100% 가까운 제거 성능을 보였다. 본 연구는 실험실에서 암모니아 가스만을 대상을 하여 실험하였다. 따라서 실제 축사에서 발생하는 다양한 성분의 악취와 농도에 대한 성능 검증과 개선에 대한 연구가 보다 장기간에 걸쳐 이루어져야 할 것이다. 또한 소요되는 에너지와 운전비용의 절감 등의 유지관리, 바이오필터와 타 방식과의 조합, 그리고 다양한 전처리 방식의 개발 등 여러 측면에서 바이오필터 성능 개선에 대한 연구가 병행되어야 할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.133-142
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• 2007

화학비료의 과다사용으로 환경오염의 문제가 심각해 지면서 친환경 농자재(목초재 또는 축산분뇨 등)를 사용하는 유기농업의 필요성이 대두되어 왔다. 이러한 친환경 농자재의 시용량은 작물 종류별, 토양 종류별, 계절별, 재배환경 등에 따라 결정되어져야 한다. 유기비료로서 축산분뇨량의 효율적 사용과 축산분뇨로부터의 암모니아 방출량 저감을 위해서는 먼저 축산분뇨의 경작지 시비 후 암모니아 방출모델이 제시되어야 한다. 그리고 암모니아 방출에 영향이 큰 인자들을 찾아내어 이 인자들을 변화시킴으로서 암모니아 방출량을 감소시킬 수 있을 것이다. 이 연구에서는 인공신경망(artificial neural network) 기법을 이용하여 시비된 돈분의 암모니아 휘산량을 예측한다. 유럽지역에서 얻은 암모니아 방출 실험데이터(ALFAM database)를 바탕으로, 암모니아 손실 영향인자에 따른 암모니아 방출량을 Michaelis-Menten 모델식을 이용하여 예측한다. 이 모델식의 모델인자(암모니아 최대 방출량과 암모니아 최대 방출량의 50%에 도달하는 시간)는 feedforward-backpropagation 인공신경망 기법으로 예측하였고, 가중치 분할법(weight partitioning method)으로 암모니아 손실에 미치는 총 15개의 영향인자의 상대적인 중요도를 분석하였다. 그 결과 암모니아 방출량은 기후에 따라 크게 좌우되고, 돈분의 상태도 상당한 영향을 주고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.253-258
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• 2010

암모니아수를 이용한 이산화탄소 흡수분리공정에서 흡수액의 재생조건(온도, 압력)이 이산화탄소 흡수성능에 미치는 영향을 조사하였다. 실험에 사용된 흡수액은 탄산암모늄($(NH_4)_2CO_3$)을 물에 용해시키어 $CO_2$ 로딩($mol\;CO_2/mol\;NH_3$)이 0.5, 용액 내의 암모니아수 농도가 14, 20, 26 및 32 wt%로 되도록 제조하였고, 이산화탄소의 흡수에 앞서 재생압력(6~18 bar)을 조절하면서 $120{\sim}160^{\circ}C$의 온도범위로 제조된 흡수액을 가열하여 재생하였다. 재생된 흡수액을 기포 반응기에 넣고 12 vol%의 $CO_2$를 함유한 기체를 주입하여 흡수반응을 수행하였다. 실험결과 26 wt%의 암모니아수가 대체적으로 $CO_2$ 흡수량이 높았으며, 특히 재생온도가 $150^{\circ}C$, 재생압력이 14 bar일 때의 $CO_2$ 흡수량은 본 연구의 실험조건에서 $45ml\;CO_2/g$ solution으로 가장 높은 값을 보였다. 적정을 통해 재생된 용액을 분석한 결과 재생압력이 높아질수록 암모니아 손실량은 감소하고, 재생온도가 높아질수록 암모니아 손실량이 증가하였다. 또한 암모니아 농도증가에 따라 암모니아 손실량이 비례적으로 증가하였다. Electrolyte NRTL 모델을 사용하여 Aspen Plus에 적용한 결과 실험 데이터와 거의 일치함을 보였다.

• 유기물자원화
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• 제19권3호
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• pp.54-62
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• 2011

본 연구에서는 인을 함유하고 있는 뼈 폐기물과 Mg염을 첨가하여 struvite 결정화 반응을 유도하여 퇴비화 공정에서 암모니아 손실을 저감시키고자 하였다. 뼈 폐기물은 식당에서 발생하는 것으로 건조, 분쇄한 다음 사용하였다. 인 용출실험 결과 뼈 폐기물에는 회분 기준으로 약 20.9%의 인이 포함된 것으로 나타났다. 퇴비화 반응은 식종퇴비 첨가 여부에 따라 차이를 보였으며, 식종퇴비를 첨가한 경우 퇴비화 반응이 더 빨리 진행되었다. 식종퇴비를 사용하지 않는 경우 반응 초기 pH가 낮은 기간이 더 길게 유지되었으며, 이는 뼈 폐기물에 포함된 인 용출에 긍정적인 영향을 주어 struvite 결정화 반응 유발에 기여할 것으로 판단되었다. Struvite 결정화 반응을 통한 질소의 보전 효과는 암모니아 손실량 및 퇴비의 암모니아 함량 변화로부터 분명히 관찰되었다. 즉, Mg염과 뼈 폐기물을 첨가한 경우 암모니아 손실량은 감소하였으며, 퇴비의 암모니라 함량은 상대적으로 증가하였다. 이러한 struvite 결정화 반응은 건조퇴비의 암모니아 함량 분석으로 확실히 파악할 수 있었다. 하지만 뼈 폐기물을 첨가한 경우 struvite 결정화 반응은 수용성 인산염을 사용한 경우에 비하여 낮은 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제21권1호
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• pp.45-52
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• 2015

본 연구에서는 양식 폐수 중 암모니아를 제거하는 전기분해 공정에 극전환을 도입하여 전극 표면에 불용성 금속화합물이 형성되는 오염 현상을 방지하고자 하였다. 한편 극전환으로 인한 전류 손실이 유리염소 이온의 생성에 미치는 영향을 파악함으로서 최적의 극전환 주기를 찾고자 하였다. 먼저 극전환 주기가 짧아지면서 전류손실로 인해 유리염소 이온의 형성 효율이 떨어지는 것을 확인하였으며 이는 암모니아 제거 효율이 감소함을 의미한다. 이에 극전환 주기에 따른 폐수 중의 칼슘과 마그네슘의 농도를 측정해 본 결과 극전환 주기를 60초 이하로 유지하면 극전환에 의한 불용성 금속화합물의 분해를 통해 전극 표면의 오염 현상을 충분한 수준에서 방지할 수 있음을 확인하였다. 따라서 높은 유리염소 이온의 생성효율 유지와 전극 오염 방지라는 두 가지 운전목적 사이에서 최적의 극전환 주기는 60초이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권1호
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• pp.8-14
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• 1996

건답(乾畓) 직파(直播) 재배(栽培) 논에서 건답(乾畓) 초기(初期)에 표면(表面) 시용(施用)된 요소(尿素)의 암모니아 휘산량(揮散量)을 알아내고, 이를 억제(抑制)하기 위하여 인산(燐酸) 입힌 요소(尿素)의 사용(使用) 효과(效果)를 검토(檢討)하였다. 인산(燐酸)입힌 요소(尿素)는 요소(尿素) 94.5%, 인산(燐酸) 5%, 그리고 silica powder 0.5% 비율로 섞어 조제하였다. 토양(土壤) 수분(水分)이 다른 상태로 조절한 토양(土壤)에 요소(尿素), 인산(燐酸) 입힌 요소(尿素) 및 urease 활성 억제제인 thio urea 5%를 처리하여 실험실 내에서 요소(尿素) 가수 분해율(分解率)을 조사하였다. 건답(乾畓) 직파(直播) 포장(圃場)에서의 암모니아 휘산량(揮散量)을 측정하기 위하여 직경22.5cm 높이 40cm인 아크릴 원통을 이용하여 인산(燐酸)과 giycerol 암모니아 포집포를 설치하여 암모니아 휘산량(揮散量)을 조사하였다. 실내 실험 결과 포장용수량(圃場容水量) 상태에서 요소(尿素) 첨가 후 3일만에 요소(尿素) 잔존률이 39.6%로 떨어졌고, 1주일 후에는 대부분의 요소(尿素)가 가수(加水) 분해 되었다. Thiourea의 사용에 의하여 가수분해(加水分解) 억제 효과가 있었다. 인산(燐酸) 입힌 요소(尿素)를 첨가한 경우 3일만의 요소(尿素) 잔존률은 높았으나, 7일 후에는 요소(尿素) 첨가와 비슷해졌다. 토양수분(土壤水分) 함량이 포장용수량(圃場容水量) 이상으로 충분한 조건에서는 요소(尿素) 및 인산(燐酸) 입힌 요소(尿素) 첨가 1주일 후의 가수분해율(加水分解率)은 97~98%로 차이가 없었고 thiourea 사용 효과만 있었다. 비교적 건조한 상태인 300KPa 수분(水分) 상태에서는 습윤한 상태 보다 가수(加水) 분해율(分解率)이 낮았으며, 인산(燐酸) 입힌 요소(尿素)와 thiourea 첨가 요소(尿素)의 가수분해율(加水分解率)은 요소(尿素) 사용에 비해 낮았다. 건답(乾畓) 직파(直播) 논에서 포장(圃場) 시험한 결과 담수 전인 건답(乾畓)상태에서 요소(尿素) 시용구에서는 시용 질소(窒素)의 14.7%가 암모니아로 휘산(揮散)되어 손실되었으며, 인산(燐酸) 입힌 요소(尿素)와 인산(燐酸)과 magnesium phosphate를 입힌 완효성(緩效性) 비료(肥料)의 암모니아 휘산률(揮散率)은 2~4%로 매우 낮았다. 한편 축산분(畜産糞) 유기질(有機質) 비료(肥料)를 사용한 구에서의 암모니아 휘산량(揮散量) 역시 많았다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제30권1호
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• pp.73-78
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• 2002

4 종류의 무기담채와 지렁이 분변토를 담채로 사용하여 분변토 집식배양한 질산화 세균을 접종한 바이오필터의 암모니아 제거 특성을 규명하였다. 담채의 암모니아 흡착능은 zcocarbn(24g-NH3/kg)을 제외하고 무시할 수준이었으며, 충전부피 당 담체의 미생물 고정화량은 담채 종류와 관계없이 유사하였다. 바이오필터의 압력손실은 분변토 $\geq$ zeocarbon $\geq$ zeolite $\geq$ porous glass $\simeqporous $ 순이었다. 담체의 충전 부피를 기준으로 한 최대 제거용량($g-Nkg^{-1}$$d^{-1}$)은 zeocarbon (526) $\geq$ 분변토 (220) $\geq$ porous celite (93) > Zeolite (68) > porous glass (53) 순으로 바이오필터의 성능은 담체에 많은 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다. 속도론적 해석에 의해 $V_{m}$과 $K_{s}$를 구하였으며, 담체들간의 암모니아 제거 성능을 고려할 때 가장 우수한 담체는 zeocarbon 이었다.