• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.245-245
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• 2010

우리나라 생활폐기물 중 음식물쓰레기는 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 또한, 음식물쓰레기에서 발생되는 음폐수의 발생량은 8,926톤/일에 달하고 있지만, 이 중 극히 일부만이 하수처리장 등에서 병합 처리되고 있고 대부분은 해양 투기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 독일 GBU사로부터 중온/습식/이상 혐기성 소화 기술을 도입하여 HADS Pilot Plant를 설치하였고, 2008년 3월부터 국내 음폐수 및 음식물쓰레기에 적합한 최적의 운전기술을 확보하기 위한 Pilot Test를 실시하였다. 본 실험에 사용된 HADS Pilot Plant는 산발효조($6m^3$), 메탄발효조($50m^3$), 안정화조/가스저장조($40m^3$)그리고 가스 소각기로 구성되어 있다. 그리고 적용 음폐수 및 음식물쓰레기는 경기도 Y군에 위치한 사료화 시설에 반입되는 것을 이용하였는데 음폐수는 평균 TS 13.5%, VS 80%, pH $3.7{\pm}0.2$의 성상을 나타내었다. 이를 이용해 계단식으로 유기물 부하를 증가시키면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하며 중온 상태에서 혐기성 소화를 실시한 결과, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 음식물쓰레기는 음폐수와 달리 1차 파쇄/선별기 및 배관상에 설치되는 2차 미세파쇄/선별기를 통한 전처리를 실시하였고, 1차 파쇄/선별 후 평균적으로 TS가 17.4%, VS는 81%, pH는 $3.85{\pm}0.2$의 성상을 나타내는 음식물쓰레기를 2차 미세파쇄/선별기를 거쳐 Pilot Plant의 산발효조에 투입하여 중온상태에서 혐기성 소화를 실시하였다. 음폐수 적용시와 마찬가지로 계단식으로 유기물 부하를 증량하면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하여 운전하였고, 그 결과 약 $0.9{\sim}1.2Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수와 85~87%의 VS 감량 효율을 확인하였다. 음폐수와 음식물쓰레기의 혐기성 소화 실험 결과, 제거된 VS량을 기준으로 보았을 때, 음식물쓰레기에서 더 많은 바이오가스 발생하였는데 이는 음식물쓰레기에 존재하는 고형물이 미생물들의 서식 공간으로 활용됨에 따라 혐기성 소화 과정에서 일어나는 혼합 발효 및 공영양 대사가 음폐수 대비 좀 더 수월하게 일어날 수 있게 된 데에 따른 결과라고 생각된다. 당사의 HADS Pilot Plant test에서는 계단식의 순차적인 유기물 부하 증량과 총VFA/총 알카리도 비율을 0.3~0.4 수준이하로 유지하며 운전함에 따라 음폐수와 음식물 모두에서 안정적으로 $4kgVS/m^3/d$까지의 유기물 부하 적용이 가능하였다. 또한, 생산된 바이오가스 내 메탄의 함량은 60~65%를 유지하였으며, 메탄발효조의 pH는 별도의 조절이 없이도 운전기간 동안 평균 7.8~7.9 수준을 유지하였다. 이처럼 pH 3.7~3.8의 음폐수 또는 음식물쓰레기의 투입에도 안정적인 완충능력을 보여준 것은 소화조 내에서 기질로부터 분해되어져 나오는 암모니아와 이산화탄소가 강력한 버퍼 시스템을 구축하고 있음에 따른 결과로 사료된다. 그리고 음폐수와 음식물쓰레기의 경우 모두 85%이상의 높은 VS 제거율을 보여주었는데 이는 당사의 HADS Pilot Plant 소화조의 구조가 내통과 외통으로 구분되어져 있음에 따라 plug flow + CSTR의 특징을 가짐에 따른 결과로 판단된다. 상기한 결과를 바탕으로 향후에는 $5kgVS/m^3/d$ 수준의 유기물 부하 적용운전도 계획하고 있다.

• 유기물자원화
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• 제24권4호
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• pp.5-9
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• 2016

현대의 집적된 산업 사회에서 자정능력을 초과하여 발생하는 막대한 양의 유기성폐자원은 수질, 토양, 대기 등 총체적인 환경오염을 유발하는 처리 곤란 물질로 전락하였고, 화석연료의 지속적인 사용에 따른 온실가스의 방출은 지구온난화를 촉진시켰다. 개발된 회분식 공정을 적용하는 음식물쓰레기 수소발효에서, 세계 최초로 수소 전환율과 초기 및 운전 pH와의 관계를 수학적으로 표현하였고, 동시에 최적화하였다. 최적 초기 및 운전 pH는 각각 7.50, 6.01이었다. 축산폐수를 음식물쓰레기의 수소발효에 보조기질로 첨가 시 pH 제어를 위해 요구되는 알칼리량을 감소시킴과 동시에 수소발생률도 크게 증대시킬 수 있음을 관찰할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제20권4호
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• pp.86-96
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• 2012

탄소원으로 자당을 공급한 합성폐수에 비해 상대적으로 발생수소량은 (7.56 mg $H_2/g$ COD) 적었지만 음식물쓰레기를 기질로 이용한 혐기적 발효공정에서 발생된 가스는 3.47 mg $H_2/g$ COD의 수소생성율을 나타내었다. 자당 합성폐수와 음식물쓰레기의 경우, 각각 8.01, 3.73의 B/A비를 보였으며 수소생성이 많은 경우 주요 유기산 중 Butyric acid가 많이 검출되었다. 동정분석 결과 주요 미생물 군집은 Escherichia 속, Klebsiella 속, Clostridium 속, Bacterium 속, 그리고 Enterobacter 속으로 분석되었다. Clostridium 속은 자당 합성폐수와 음식물 쓰레기 모두에서 관찰되었고 Klebsiella 속은 음식물 쓰레기의 발효과정에서 더욱 활발한 것으로 나타났다. 미생물의 분류학적 관계를 확인한 결과로 60%가 ${\gamma}-proteobacteria$이였으며 Firmicute와 Bacteria가 각각 20%를 차지하였다.

• 유기물자원화
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• 제17권2호
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• pp.93-100
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• 2009

본 연구에서는 돈분폐수와 음식물폐수를 대상으로 대장균을 비롯한 병원성균의 존재여부를 파악하였으며, 이들을 여러 비율로 혼합한 혼합폐수를 대상으로 $55^{\circ}C$의 고온의 회분식 혐기소화를 실시하여 최적의 유기물 분해를 위한 혼합비율 및 혐기소화과정에서의 미생물상의 변화를 관찰하였다. 대장균 등의 분변성 장내세균은 축산폐수에서만 발견되었으며 식중독세균인 포도상구균은 음식물과 축산폐수 양쪽에서 발견되었다. 각 폐수의 혼합비율을 달리하여 고온 회분식 혐기소화과정을 거친 결과 각 폐수의 비율이 50:50인 R3 반응조에서 가장 높은 유기물 제거효율을 나타냈으며, 이때 $BOD_5$, CODcr SS의 감량율은 각각 23.2%, 24.7%, 19.7%로 나타났다. 한편, 소화과정 중 미생물상의 변화는 각 혼합반응조 모두 유사한 결과를 보여주었다. 총 세균수의 경우, 반응 최종일까지 상당량의 미생물이 존재하는 것으로 나타났으며, 대장균 등의 분변성 장내세균의 경우에는 반응 10일째 대부분이 사멸되는 것으로 나타났다. 반면, 포도상구균의 경우, 반응기간 내내 완만한 감소세를 보이며 최종 반응일 까지 1,000~5,000 CFU/mL 정도의 개체수가 유지되는 것으로 관찰되었다.

• 유기물자원화
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• 제15권2호
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• pp.128-135
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• 2007

음식물폐수, 축산폐수, 지렁이 등, 다양한 분리원으로부터 음식물류폐수내 섬유소, 지방, 단백질 등 유기 성분을 처리하기 위한 유기물분해 미생물을 분리하여 그 특징을 밝히고 균주를 동정하였다. 음식물류폐수에서 분리된 6종의 균주를 비롯하여 음식물폐수내 삼성 유기물에 대한 분해능이 우수한 11균주를 최종적으로 분리하여 동정하였다. 분자생물학적 동정결과, 9종은 Bacillus 속으로 밝혀졌고, 2종은 Enterobacter 속 및 Pantoea agglomerans로 동정되었다. 유기물분해효소 활성도 조사결과, 음식물폐수로부터 분리된 FWB-5 (Bacillus pumilus)와 FWB-6 (B. lichenisformis) 및 축산폐수로부터 분리된 OD-4 (Pantoea agglomerans)의 균주에서 섬유소에 대한 효소활성이 가장 높게 나타난 것을 비롯하여 전체적으로 효소활성도가 높게 나타났다. FWB-5 및 OD-4의 경우, 효소활성을 위한 최적 생장온도 및 pH는 각각 $37^{\circ}C$ 및 7.0으로 나타났으며, FWB-6의 경우, $25^{\circ}C$에서 단백질 및 지질에 대한 효소활성도가 높게 관찰되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제29권4호
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• pp.653-658
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• 2012

고농도 유기질 폐수처리를 위해 전기화학적 방법의 사용에 있어 관심이 고조되고 있다. 전기화학적 방법의 기술은 음식물폐수 및 공업적 폐수 문제를 해결하는데 이상적 처리 방법이다. 다른 화학적 처리 방법과는 다르게 전기화학적 처리장치는 2차 폐수의 부피를 증가시키지 않고 용수와 유기질 비료로 재활용한다. 전기화학적 방법은 전해부상장치를 무기화학적 약품과 병행하여 더욱 효과적으로 음식물 폐수를 처리한다. 이 연구는 2차 처리로 초음파와 오존처리로 탈색, COD와 BOD가 격감함으로 용수 및 유기질 비료로 활용하도록 실험하였다.

• 유기물자원화
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• 제21권1호
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• pp.13-24
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• 2013

• 멤브레인
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• 제20권2호
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• pp.127-134
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• 2010

연구는 음식물 쓰레기를 음식물 소멸기에서 미생물에 의해 발효하여 유기물을 감량화하고, 음식물 발효시 발생되는 가스를 냉각기에서 기체와 수분으로 분리하여 기체는 반응기로 다시 보내고 수분은 응축하여 침지식 MF 중공사 분리막이 장착된 MBR 시스템에 적용하여 처리하는 시스템에 관한 연구이다. (주)바이오하이테크에서 제작한 음식물 소멸기와 수처리 장치에 침지식 MF 중공사 모듈을 설치하여 90일간 H연구소 직원식당에서 발생되는 음식물 쓰레기를 연속 투입하여 처리하였다. 음식물 소멸기 초기 Seeding를 위하여 수분조절제로 미강, 왕겨, 톱밥을 305 kg 투입하였고 음식물은 운전기간동안 1,648 kg투입하였고 응축폐수는 1,600 L 발생되었다. 음식물 소멸기 운전 종료 후 배출된 발효 부산물은 386 kg으로 감량율은 약 80%로 조사되었다. 침지식 MF 중공사 분리막 모듈을 응축폐수의 MBR 시스템에 적용하여 유기물 처리한 결과 제거율은 각각 BOD 99.9%, COD 97.5%, SS 98.6%, T-N 54.6%, T-P 34.7%였으며, 총대장균은 100%가 제거되었다.

• 유기물자원화
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• 제18권2호
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• pp.55-61
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• 2010

본 연구에서는 음식물 쓰레기, 종이류 및 나무류 쓰레기, 음식물 폐수, 도축폐기물이 포함된 폐기물 발생량 분포지도를 국가 및 지역단위로 작성하였다. 환경부의 음식물류 폐기물, 종이류, 나무류, 음식물 폐수발생량, 도축폐기물 폐수발생량 등 폐기물통계자료를 수집하여 데이터베이스를 구축하고 GIS를 이용하여 발생원별 분포도를 작성하였다. 음식물류 폐기물 매립, 소각, 재활용 등의 자료를 이용하여 시군단위 음식물 폐기물 매립 및 재활용 분포도를 작성하였고, 나무류 및 종이류도 시군단위로 소각 및 재활용 분포도를 작성하였다. 음식물류 폐기물의 경우 시설지역 자료를 이용하여 공공시설과 민간시설로 나누어 폐수발생량 분포도를 작성하였다. 또한 도축 폐기물 폐수 발생량 분포도를 광역 시도단위로 작성하였는데 도축 돼지의 폐수 발생량은 경기도지역에서 특히 높게 나타났다. 이들 결과를 통해 폐기물 발생원별 분포도는 정책입안자, 농민, 일반인에게 폐기물자원에 대한 정보를 가시적으로 전달 할 수 있고, 친환경농업정책 추진과 바이오에너지 이용에 정책 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 1999년도 임시총회 및 가을 학술발표회 초록집 The Korean Environmental Sciences Society
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• pp.137-139
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• 1999