• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.476-481
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• 2005

2004년말 현재 국내에서 발생되는 음식물쓰레기의 재활용량은 전체 발생량의 $87.7\%$인 10,015톤/일이며, 전체 재활용량의 $6.47\%$인 640톤/일 정도가 혐기성소화 방법에 의해 처리 및 자원화 되고 있다. 국내에서 적용되고 있는 음식물쓰레기 혐기성소화 기술의 대부분은 습식소화(Wet digestion) 공법이며, 처리 방법별로 2상 혐기성소화(Two-phase anaerobic digestion)와 하수슬러지 흑은 축산분뇨와 함께 혼합처리 하는 통합소화(Co-digestion) 공정으로 구분되고 있다. 음식물쓰레기의 자원화 방법에 있어 혐기성소화는 사료화, 퇴비화에 비하여 폐기물의 효과적인 감량화와 자원화 효과뿐만 아니라 유용 에너지원인 메탄가스의 회수가 가능하기에 최근에 주목을 받는 biotechnology중의 하나로 자리매김 하고 있으며, 또한 유기성폐기물의 자원순환형 관리 시스템 구현에 있어 적절한 대안으로 고려되고 있다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.39 no.4
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• pp.186-193
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• 2017

Microwave (MW) is an effective method for solubilizing organic solids because it has thermal, non-thermal and ionic conduction effects by dielectric heating and high energy efficiency. In this study, we evaluated the application of MW to the solubilization of cattle manure and investigated the solubilization ratio of cattle manure by solid concentration, MW power and target temperature. And $H_2SO_4$ and NaCl were added to investigated the effects on the MW-assisted solubilization. Also, we evaluated the solubilization efficiency by biochemical methane potential(BMP) test according to the solubilization conditions. Maximum SCOD increment per energy supply was 70.5 mg $SCOD_{increased}/kJ$ at 12% of the solid concentration, MW power of 800 W and the target temperature of $40^{\circ}C$. And SCOD concentration went up 153.2% compared to the initial concentration. In the MW-assisted solubilization with $H_2SO_4$ and NaCl as chemical catalysts, SCOD concentration was increased by 36% and 22.7%, respectively, compared to the result of MW. The methane production was increased by 13.3% and 11.3% with the addition of $H_2SO_4$ and NaCl. Therefore, MW is an effective method for solubilization of cattle manure, and it is necessary to use chemical catalysts to increase the solubilzation efficiency.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.4 no.4
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• pp.785-790
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• 1993

Three ester-type chitin derivatives were synthesized by reacting chitin with acetic anhydride, propionic anhydride and n-butyric anhydride to form acetyl chitin(AC), propionyl chitin(PC) and n-butyryl chitin(BC). Methanesulfonic acid was used as a catalyst. FT-IR spectra and solid state CP/MAS $^{13}C-NMR$ spectra of three chitin derivatives showed that the substituents were mainly incorporated in the $C_6$ position of chitin. The ester-type chititn derivatives were dissolved well in formic acid and swollen in aqueous acidic solution.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.2 no.2
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• pp.3-17
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• 1994

The inhibitory effect of sodium ion on the anaerobic degradation of food waste was studied by an anaerobic batch toxicity assay and inhibition model. The anaerobic degradation activity of food waste spiked with over $2g\;Na^+/L$ of sodium ion was severely inhibited at the initial stage of the exposure. The inhibition response of anaerobic microorganisms on the sodium ion estimated from the methane production was differed according to the concentration of sodium ion. The relative acclimation time(RAT) and methanation rate(RMR), defined as the ratios of initial lag time and maximum methane production rate of the sample spiked with sodium ion to the control. respectively, were used to evaluate the acclimation and inhibitory effects quantitatively on the anaerobic microorganisms. When sodium ion was increased from $2g\;Na^+/L$ to $20g\;Na^+/L$, the RAT was exponentially increased from 18.9 to 90. but the RMR was linearly decreased from 0.97 to 0.02. The effects of sodium ion for the maximum methanation rate, first order kinetic constant and ultimate methane production were well evaluated by a generalized nonlinear expression model. it could be described by the uncompetitive inhibition mode. The sodium ion concentration causing 50% inhibition of methanation activity was about $11g\;Na^+/L$, and the critical sodium ion beyond to compelete inhibition was 20 to $21g\;Na^+/L$. The presented results could be used to obtain the design or operation parameters of the anaerobic process treating food waste of high salt.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.25 no.1
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• pp.35-45
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• 2017

In order to improve the anaerobic digestion efficiency of the sewage sludge, the methane potential of the hydrolysate generated from the hydro-thermal reaction at 170, 180, 190, 200, 210, $220^{\circ}C$ was analyzed and the constitutional characteristics of the organic materials were estimated by dividing organic materials of hydro-thermal hydrolysate into easily biodegradable, decomposition resistant, and non-biodegradable organic materials applying the parallel first order kinetics model. The ultimate methane potential of sewage sludge hydro-thermal hydrolysate increased to 0.39, 0.39, 0.40, 0.44, 0.45, and $0.46Nm^3/kg-VS_{added}$ as hydro-thermal reaction temperature increased from 170, 180, 190, 200, 210, $220^{\circ}C$. It has been shown that the organic matter of sewage sludge is solubilized to increase the content of biodegradable organic material($VS_B$). The easily degradable organic matter($VS_e$) content was highest at hydro-thermal reaction temperature of 200 and $210^{\circ}C$, and optimum hydro-thermal reaction temperature for organic matter solubilization of sewage sludge was in the range of $200{\sim}210^{\circ}C$. In addition, the amount of biodegradable organic material($VS_B$) and easily biodegradable organic matter ($VS_e$) in the hydrolysate of sewage sludge was the highest at hydro-thermal reaction temperature of $200^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.202-202
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• 2012

유연성 투명 전도막은 현대 전자산업의 발전에 있어 필수적인 부품소재로서, 가시광선의 투과율이 80% 이상이고 면저항이 $100{\Omega}/sq.$ 전후이며 휘거나 접히고 나아가 두루마리의 형태로도 응용이 가능한 소재를 일컫는다. 이러한 유연성 투명 전도막은 차세대 정보디스플레이 산업 및 유비쿼터스 사회의 중심이 되는 유연성 디스플레이, 터치패널, 발광다이오드, 태양전지 등 매우 다양한 분야에 응용이 기대된다. 이러한 이유로 고 신뢰성 유연성 투명 전도막 개발기술은 차세대 산업에 있어서의 핵심기술로 인식되고 있다. 현재로서는 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 및 전도성 유기고분자를 사용하여 투명 전도막을 제조하고 있으나, ITO 박막의 경우 인듐 자원의 고갈로 인한 가격상승 및 기판과의 낮은 접착력, 열팽창계수의 차이로 인한 공정상의 문제, 산화물 특유의 취성으로 인한 유연소자로서의 내구성 저하 등의 문제가 제기되고 있다. 전도성 유기고분자의 경우는 낮은 전기전도도와 기계적강도, 유기용매 처리 등의 문제점이 지적되고 있다. 따라서 높은 전기전도도와 투광도 뿐만 아니라 유연성을 지니는 재료의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 최근 이러한 재료로서 그래핀(graphene)과 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT)를 중심으로 하는 탄소나노재료가 주목받고 있으며 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법(thermal vapor deposition; TCVD)으로 합성된 그래핀 및 CNT를 이용하여 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막을 제작하고 그 특성을 평가하였다. 그래핀과 CNT합성을 위한 기판으로는 각각 300 nm 두께의 니켈과 1 nm 철이 증착된 실리콘 웨이퍼를 이용하였으며, 원료가스로는 메탄(CH4)과 아세틸렌(C2H2)등의 탄화수소가스를 이용하였다. 그래핀의 경우 원료가스의 유량, 합성온도, 냉각속도를 변경하여 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성하였으며, CNT의 경우 합성시간을 변수로 길이 제어합성을 도모하였다. 합성된 그래핀은 식각공정을, CNT는 스프레이 증착공정을 통해 고분자 기판(polyethylene terephthalate; PET) 위에 순차적으로 전사 및 증착하여 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막을 제작하였다. 제작된 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막은 물리적 과부하를 받았을 때 발생할 수 있는 유연성 투명 전도막의 구조적결함에 기인하는 전도성 저하를 보상하는 특징이 있어, 그래핀과 탄소나노튜브 각각으로 제조된 유연성 투명 전도막보다 물리적인 하중이 반복적으로 인가되었을 때 내구성이 향상되는 효과가 있다. 40% 스트레인을 반복적으로 인가하였을 때 그래핀 투명 전도막은 20 사이클 이후에 면저항이 $1-2{\Omega}/sq.$에서 $15{\Omega}/sq.$ 이상으로 급증한 반면 그래핀-CNT 복합체 투명 전도막은 30사이클까지 $1-2{\Omega}/sq.$ 정도의 면저항을 유지하였다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.23 no.4
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• pp.40-51
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• 2015

This study is to estimate the viability of aerobic stabilization technology for reducing greenhouse gas (GHG) emissions from landfills in Korea. In this study, methane emissions were estimated by applying Landfill gas estimation model (LandGEM) to Y landfill in Korea. By comparison of an anaerobic condition (baseline) and an aerobic condition, the amount of $CO_2eq$ savings was calculated. The $CO_2eq$ savings take place inside the landfilled waste during aeration due to the conversion of previously anaerobic biodegradation to aerobic processes, releasing mainly $CO_2$. It was demonstrated that 86.6% of the total GHG emissions occurring under anaerobic conditions could be reduced by aerobic stabilization technology. This means the aerobic stabilization technology could reduce environmental contamination through early stabilization and GHG emissions considerably at the same time. Therefore, the aerobic stabilization technology is one of the optimal technologies that could be employed to domestic landfill sites to achieve sustainable landfill.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.23 no.2
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• pp.28-35
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• 2015

In this study, the experiment was carried out to produce methane by applying Semi-Continuous Leachate Recirculation Anaerobic Digestion System fed with source separated food waste from school cafeteria. There were two systems and each system consisted of a bioreactor and a liquid tank. Each bioreactor had a screen near the bottom of the reactor. 2.5L of separated liquid was transferred to the liquid tank for 30min each day by using a tubing pump and the liquid from the liquid tank was pumped to the bioreactor at the upper of the bioreactor as soon as the transfer was ended. Through this circulation, the liquid having high concentration of VFAs was supplied to the top of bioreactor. At the beginning of the experiment, food waste/inoculum anaerobic sludge volume ratio was 2:8 that is 9g VS/L of OLR(Organic Loading Rate). Feeding was conducted every two weeks. Experimental results showed that the contents of moisture, combustible matter, ash were 65.91%, 32.73%, and 1.36%, respectively. Two different food waste loading were studied. The average organic loading rates were 3.51g VS/d for System A and 3.86g VS/d for System B, respectively. The average produced methane based on food waste fed to bioreactor were observed as $6.30m^3CH_4/kgVS{\cdot}d$ for system A and $4.94m^3CH_4/kgVS{\cdot}d$ for System B, respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.110.2-110.2
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• 2011

바이오가스 생산은 현재 정부에서 추진하고 있는 저탄소 녹색성장으로 인해 더욱 그 가치의 중요성이 부각되고 있다. 스웨덴 Scandinavian Biogas Fuel AB(SBF) 사의 바이오 가스 생산 기술을 이용함으로 소화효율을 개선하고 바이오가스 발생량을 극대화하였다. 전국 403개 공공하수처리시설 중 소화조가 설치된 처리시설은 65 개소이며 이중 57 개소에서 총 64개 소화조를 운영 중이다. 하지만 국내 소화조의 효율은 유입수질 저하, 운영, 관리 미숙으로 인해 전진국의 1/4 수준으로 에너지 이용률이 미미한 편이다. 환경부는 2010년부터 에너지 이용, 생산사용 확대, 추진을 위해 하수처리시설별 이용 가능한 에너지 잠재력의 종류, 양, 지역 내 수요자, 공급자 의 현황 규모 등을 정리해 2012년부터 에너지 이용사업 확대를 추진한다. SBF의 기술을 바탕으로 하수처리시설에서 들어오는 하루 슬러지 $1370m^3$와 음식물쓰레기 180t을 함께 처리하며 바이오가스 생산량을 더욱 늘렸다. 각 $7,000m^3$의 달걀모양(egg shape) 소화조 2개를 운영하며 생 슬러지와 음식물 쓰레기 처리 후 바로 소화조로 투입, 혐기 소화하는 방식이며 슬러지 최종처분방법은 탈수 후 소각된다. 반입되는 생 슬러지의 평균 TS 1.7%, VS 63% 이며 농축 후에는 평균 TS 9%, VS 75% 이다. 또 소화조로 들어가는 음식물 쓰레기는 평균 TS 8%, VS 85% 이며 소화 후 평균 TS 3.6% VS 59% 이다. 그리고 소화조의 pH는 7.3~7.8,유기산의 농도는 150mg/L~350mg/L, 가스발생량은 하루 평균 $26,500Nm^3$이며 소화효율은 평균 67%이다. 혐기성소화는 산소가 없는 무 산소 상태 에서 분해 가능한 유기물을 분해시켜 메탄으로 전환시키고 우리는 현재 이 가스를 소화조 가온에 사용하고, 판매하고 있다. 소화효율을 높이기 위하여 가온과 교반이 행해지는데 가온방식은 직접가온방식(증기주입식)과 간접가온방식(열교환방식)이 있다. 그중 우리는 간접가온방식을 채택하여 소화효율을 높였고 일반중온 혐기소화온도보다 약간 높은 $38^{\circ}C$로 운전한다. 그리고 일반적으로 알려진 교반방식인 가스교반, 기계교반, 이 둘은 병행한 교반이 아닌 독자적인 방법을 이용, 소화조 내의 슬러지가 정체되어 교반되지 않는 부분을 최소화 하였다. 이때 미생물이 투입되기 힘든 소화조 아래 쪽 으로도 고루분포 되어 슬러지를 이용 하게 되고 소화조 상하부의 온도차가 $1^{\circ}C$ 이하로 거의 완벽한 교반상태를 보여 줌 으로써 소화효율을 최대한으로 한다. 더욱이 소화일수 부족으로 인한 전반적 소화효율 저하가 발생하지 않도록 input과 output 조절을 통한 적정소화일수 20~25일을 최대한 맞추어 운전하여 소화조 설계용량의 평균 90%를 활용하고 있다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.45 no.6
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• pp.1086-1093
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• 2012

This research was carried out to develop the correction method of VDI4630 method improving accuracy, and investigated the effects of carbonate ion ($CO_3{^{2-}}$) and reactant water ($H_2O$) on anaerobic organic biodegradability in VDI4630 method. Pig blood, pig intestine residue, pig digestive tract content, and cattle rumen content were experimented as waste biomasses. Chemical formulas of pig blood, pig intestine residue, pig digestive tract content, and cattle rumen content were $C_{3.78}H_{8.39}O_{1.46}N_1S_{0.01}$, $C_{9.69}H_{15.42}O_{2.85}N_1S_{0.03}$, $C_{25.17}H_{43.32}O_{15.04}N_1$, $C_{27.23}H_{42.38}O_{15.93}N_1S_{0.11}$, respectively. And amount of reactant moisture for the anaerobic degradation of organic materials were 0.336, 0.485, 0.227, 0.266 mol, respectively. In pig blood, pig intestine residue, pig digestive tract content, and cattle rumen content, anaerobic organic biodegradability presented as $B_u/B_{th}$ were 82.3, 81.5, 70.8, and 66.1%, and anaerobic organic biodegradability (AB) by VDI4630 method were 72.2, 87.8, 74.2, 62.0%, and that were significantly different with anaerobic organic biodegradability presented as $B_u/B_{th}$. The effects of carbonate ion and reactant water on anaerobic organic biodegradability were not significant, But Accuracy of anaerobic organic degradability was expected to able to be improved by the correction method of VDI4630 considering the carbonate ion at digestate and the reactant water quantified.