• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.29 no.4
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• pp.67-76
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• 2021

Biogasification is a technology that produces environmentally friendly fuel using methane gas generated in the process of stably decomposing and processing organic waste. Biogasification is the most used method for energy conversion of organic waste with high moisture content, and is a useful method for organic waste treatment following the prohibition of direct landfill (2005) and marine dumping (2013). Due to African Swine Fever (ASF), which recently occurred in Korea, recycling of wet feed is prohibited, and consumers such as dry feed and compost are negatively recognized, making it difficult to treat food waste. Accordingly, biogasification is attracting more attention for the treatment and recycling of food waste. Korea's energy consumption amounted to 268.41 106toe, ranking 9th in the world. However, it is an energy-poor country that depends on foreign imports for about 95.8% of its energy supply. Therefore, in Korea, the Renewable Energy Portfolio Standard (RPS) is being introduced. The domestic RPS system sets the weight of the new and renewable energy certificate (REC, Renewable energy certificate) of waste energy lower than that of other renewable energy. Therefore, an additional incentive system is required for the activation of waste-to-energy. In this study, the operation of an anaerobic digester that treats food waste, food waste Leachate and various organic wastes was confirmed. It was intended to be used as basic data for preparing the waste-to-energy incentive system through precise monitoring for a certain period of time. Four sites that produce biogas from organic waste and use them for power generation and heavy gas were selected as target facilities, and field surveys and sampling were conducted. Basic properties analysis was performed on the influent sample of organic waste and the effluent sample according to the treatment process. As a result of the analysis of the properties, the total solids of the digester influent was an average of 12.11%, and the volatile solids of the total solids were confirmed to be 85.86%. BOD and CODcr removal rates were 60.8% and 64.8%. The volatile fatty acids in the influent averaged 55,716 mg/L. It can be confirmed that most of the volatile fatty acids were decomposed and removed with an average reduction rate of 92.3% after anaerobic digestion.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.11 no.3
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• pp.132-137
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• 2008

The average concentrations of COD and copper in the livestock sludge are $930,726{\pm}380.801$ mg/kg and $679{\pm}341$ mg/kg, respectively. Due to the high concentrations, dumping to the sea of the sludge could pose potential adverse effects to the marine environment. On the contrary, it could have economic advantages on land as the energy of biogas generated by decomposition of organisms and the compost in case of the sludge of good quality with the abundant nitrogen and phosphorus. Nevertheless, the amount of livestock sludge dumped to the sea in Korea increased sharply from 51,000 $m^3$ in 1997 to 2,745,000 $m^3$ in 2005. And also it had the high proportion of 27% in total amount of waste dumped into the sea (7,451,000 $m^3$) in 2007. It might cost between 20,000 won and 33,000 won to dump to the sea of the sludge. In comparison, it might cost 20,000 won to com- post the sludge. And its purification treatment even might cost just 10,000 won. It means that the disposal of the sludge at sea is the most expensive method to deal with the sludge, but ranchers, who engage in the livestock industry, still prefer the disposal at sea to the other methods on land such as the compost and purification treatment. In this article, therefore, we would analyze various factors in the ranchers' preference for the disposal of the sludge at sea, and then we could suggest some legal improvements to prevent and reduce pollution of the sea.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.17 no.8
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• pp.5-15
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• 2016

As the increase of domestic sewage treatment plant and reinforcement of the standard of effluent water quality continues, the volumes of sewage sludge are consistently increasing. Existing treatment of sewage sludge, such as incineration and ocean dumping has been prohibited because of air pollution and prohibitions towards ocean dumping, and in turn, recycling and energy recovery from waste methods have being studied recently. However, the lack of technical level and systematic analyses of application technique are problems, that future analysis of such relative technique would be required. The present study has been investigated as follows, management technique of sludge, patent on refuse-derived fuel and increase biogas production and utilizable technology, trend of research paper. Furthermore, research development from five developed nations (Korea, Japan, China, United States, and United Kingdom), domestic and foreign have been investigated and analyzed by section. In this study, the future technical field which is required for effective management of sludge has been suggested.

• Clean Technology
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• v.17 no.3
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• pp.280-282
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• 2011

Capture and conversion of abundant solar energy using biotechnology will be essential for the development of sustainable and future energy. Photosynthesis is used for the production of biofuels such as biohydrogen. In this study, lightharvesting xanthorhodopsin consisting of retinal and salinixanthin was isolated from a photosynthetic microorganism Salinibacter ruber by aqueous two phase extraction. To stabilize the light-harvesting machine, artificial xanthorhodopsin-liposome system was reconstructed to have photoelectron absorption activity.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.27 no.1
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• pp.77-85
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• 2019

Biogasification is a technology that uses organic wastes to reproduce as environmental fuels containing methane gas. Biogasification has attracted worldwide attention because it can produce renewable-energy and stable land treatment with prohibit from landfilling and ocean dumping of organic waste. Biomethane is produced by refining biogas. It is injected into natural gas pipeline or used transportation fuel such as cars and buses. 90 bio-gasification facilities are operating in 2016, and methane gas production is very low due to it is limited to organic wastes such as food waste, animal manure, and sewage sludge. There are seven domestic biomethane manufacturing facilities, and the use of high value-added such as transport fuels and city-gas through upgrading biogas should be expanded. On the other hand, the rapid biogasification of organic wastes in domestic resulted in frequent breakdowns of facilities and low efficiency problems. Therefore, the problem is improving as technical guidance, design and operational technical guidance is developed and field experience is accumulated. However, while improvements in biogas production are being made, there is a problem with low utilization. In this study, the problems of biomethane manufacturing facilities were identified in order to optimize the production and utilization of biogas from organic waste resources. Also, in order to present the design and operation guideline of the gas pretreatment and the upgrading process, we will investigate precision monitoring, energy balance and economic analysis and solutions for on-site problems by facility.

• Journal of Environmental Science International
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• v.28 no.11
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• pp.927-933
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• 2019

A lipid-enriched strain of Botryococcus braunii (UTEX 572) was cultivated in a semi-batch aeration tank to enhance biomass as well as to develop intracellular lipids and fatty acids. A 30 day period of incubation produced 1.39 g/L of biomass and 0.31 g/L of total lipids in the biomass. The grown biomass was pre-treated using several methods to extract the total lipid content efficiently: ultrasonication was found to yield the highest percentage of lipids-namely 19.8% per biomass. Direct heating of biomass in an autoclave also showed better performance than when using only conventional solvent extraction. To enhance the biomass harvest and lipid extraction efficiency, coagulation and flocculation steps were added to the extraction process. It is noteworthy that not only the solvent type but also the solvent/biomass ratio greatly affected efficiency. In addition, the moisture content of the harvested(wet) biomass affected the efficiency significantly. This study elucidated the need for future research on optimizing this extraction process.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.61 no.2
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• pp.88-97
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• 2024

This study performed the analysis on an economic feasibility of each marine fuel, potential fuel pathways and the relevance of compliance measures to ensure compliance with the FuelEU Maritime regulation. Additionally, it identified certain regulatory gaps to encourage the use of alternative marine fuels. Regarding GHG emissions calculations, the existing GHG regulations for ships applies the Tank-to-Wake (TtW) method, whereas FuelEU Maritime applies the Well-to-Wake (WtW) method. The main results present that important information to establish response strategy for FuelEU Maritime including the costs and benefits of each marine fuel, the minimum blending ratio of alternative fules, and compliance impacts of measures. For the regulatory costs and benefits of marine fuels following the implementation of the FuelEU Maritime from 2025, our findings indicate that while most fossil fuels incur regulatory costs from 2025, most of biofuels and RFNBO fuels do not incur costs until 2050. This will play a role to narrow the price gap between fossil fuels and alternative fuels.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11a
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• pp.503-503
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• 2010

국제협약에 따라 2012년부터 유기성폐기물의 해양배출이 금지됨에 따라 환경문제를 유발하는 축산분뇨, 음식물쓰레기, 농축산 폐기물 등의 처리가 곤란한 실정이다. 그러나 최근 저탄소 녹색성장으로 정부가 폐자원 에너지화에 관심을 기울이면서 위의 폐기물을 바이오가스로 전환하는 바이오가스 플랜트(Biogas Plant, BGP)의 이용이 보다 활성화 될 전망이다[1]. 이 바이오가스 처리방법에서 유기물은 메탄가스로 배출되고[2], 나머지 영양성분들(질소, 인산, 칼륨 등)은 모두 소화액에 남아있으므로[3] 이들은 친환경농업에서 필요한 액비로도 활용이 가능하며, 혐기소화 처리방법은 일반적인 가축분뇨 처리과정에서 발생되는 악취문제도 해결할 수 있는 장점 또한 가지고 있다. BGP는 유기성 폐기물에서 혐기성소화를 통해 바이오가스를 만드는 장점이 있는 반면, 가스를 만들고 남은 소화액은 액비로 활용이 가능하지만, 액비로 활용이 불가능할 경우 악성 폐수로 그 처리가 매우 까다로운 단점이 있다. 일반적인 생물학적인 폐수처리방법으로는 처리가 곤란하며, 환경기준을 맞추도록 처리하는데 많은 비용이 소요된다. 이러한 폐액처리를 위해 공정의 단순화와 높은 처리 효율[4]을 가지면서, 액비 또는 정화처리공정이 가능한 방법으로서 분리막공정이 바람직하나, BGP 발생폐액의 성상이 고농도의 오염물질을 함유하고 있어 적용이 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 이를 보안할 수 있는 와류발생형 막모듈을 이용하여 Biogas Plant의 발생폐수에 대하여 분리막을 이용한 효과적인 처리공정을 개발하고 그에 따른 최적의 조건을 찾는 연구를 하고자 한다. 와류발생형 막모듈을 막과 막 사이에 와류를 발생시킴으로써 막에 전단력을 가하여 막의 가장 큰 단점인 막오염을 줄이는 방법으로 기존의 막모듈과 큰 차이가 있을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 기존의 분리막 모듈[5]과 와류발생형 막모듈의 차이를 실험을 통해 확인하며, 막에 가해지는 압력, 막을 통과하는 유량 등의 차이를 두어 최적조건을 탐색하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.507-511
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• 2005

울돌목은 조류발전의 세계적인 최적지로 꼽히고 있으며 서해와 남해의 점이 지대로서 조류에 의해 해양 생물 군집의 대량 이동이 빈번한 곳이라 할 수 있다. 조류 발전 시설인 터빈의 가동은 물리적인 충격에 의해 해양 생물의 생태-생리 반응에 영향을 미칠 가능성이 있다. 네트를 이용한 1차 조사에서 터빈 가동에 의한 동물플랑크톤의 순 사망률은 $44.3\%$로 나타났다. 1차 조사 이 후 다이아프램 펌프를 이용한 조사 결과 중 출현 개체수가 높았던 조사에서 전체 동물플랑크톤의 순 사망률은 각각 $7.3\%,\;5.8\%$를 나타내었고, 요각류는 각각 $4.4\%,\;5.2\%$를 나타냈다. 물리적인 충격을 인위적으로 가한 실험에서 스트레스를 받은 요각류 Acartia hongi의 알 생산은 스트레스를 받지 않은 것보다 $1.8\~2.3$배 낮은 경향을 보였다. 본 조사에서 동물플랑크톤이 낮은 사망률을 보골 이유는 작은 크기의 생물이 우점하였기 때문이며 조사 결과에서 몸체가 비교적 단단하고 크기가 작은 요각류는 상대적으로 약한 부유유생보다 높은 생존율을 보였다. 울돌목 조사 해역에서 출현한 동물플랑크톤은 크기가 작아 터빈의 물리적인 충격에 의한 사망률은 낮을 수 있으나 순간적으로 강한 스트레스를 받는다면 재생산을 포함한 생리활동이 저하될 수 있음을 보였다. 네트 및 펌프를 이용한 조사 결과에서 네트에 의한 채집은 터빈의 영향뿐만 아니라 빠른 유속으로 인하여 네트가 받는 압력에 의해 생물체가 손상되는 양상이 높아 사망률이 높았던 것으로 보인다. 그러나 다이아프램 펌프는 생물 채집 시 오류를 최소화하는 장점은 있으나 채집의 장시간에 비해 매우 적은 생물량이 채집되는 단점을 보였다TEX>$96.5\%$에 미달하는 문제는 식물성 원료유로 제조한 고순도 바이오디젤과 혼합 사용하거나 감압 증류 공정을 통해 고농도의 폐식용유 바이오디젤을 제조하여 해결 가능하다. 대전시 신성동 소재의 음식점에서 수거한 폐식용유를 원료로 하여 생산한 바이오디젤의 차량 배출가스 실증 테스트 결과 경유 차량의 주 오염물질인 PM과 Soot 및 기타 오염물질의 배출량은 감소하였으나 NOx의 배출량은 약간 증가하는 것으로 나타났다구와 이해를 바탕으로 보존대책이 마련되어야 한다.되었다. 이런 모든 시편들을 각 탈염방법에 따라 탈염처리한 후 XRD와 SEM-EDS으로 분석한 결과 인철광과 침철광은 어떠한 변화도 보이지 않았고, 다만 적금광으로 동정된 시편만이 잔존하지 않았다. 철기 제작별 $Cl^-$ 이온 추출량과 탈염효과에 대한 비교 실험은 이온 크로마토그래피 분석 결과와 마찬가지로 단조 철제유물이 주조 철제보다 $Cl^-$ 이온을 많이 가지고 있었으며, 탈염 처리 후에는 $Cl^-$ 이온은 전혀 발견되지 않았다. 이상의 결과 $K_2CO_3$와 Sodium 용액은 탈염처리에서 가장 적합한 탈염처리 용액으로 알수가 있었으며 특히 어떠한 탈염 용액으로 유물을 처리한다 해도 철제유물에 생성된 부식물은 제거되지 않는다는 것을 알게 되었다. 따라서 보존처리자는 유물 표면의 부식 상태만을 보고 처리하기 보다는 철기제작물로 고려하여 처리하는 것이 필요하다. 또한 금속에 부식을 야기시키는 $Cl^-$ 이온과 부식물을 완전하게 제거하여 탈염처리를 하는 것이 유물 부식을 최대한 지연시킬 수 있는 것이라 생각된다.TEX>$88\%$)였다.(P=0.063). 결론: 본

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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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.