• 유기물자원화
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• 제10권1호
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• pp.109-119
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• 2002

본 연구에서는 음식물쓰레기의 자원화방안으로 메탄발효를 고려하여 메탄발효과정에서 음식물쓰레기와 생분해성 음식물쓰레기 전용봉투가 투입되었을 때 실제적으로 생분해성 플라스틱이 분해가 잘 이루어지며 생분해성 플라스틱이 미생물의 활성이나 분해반응에 영향이 있는지를 연구하였다. 30%생분해성 플라스틱의 경우, 미생물에 의한 무게감량에서 중온은 최대6%, 고온은 최대 10%밖에 분해가 되지 않았다. 신장율은 중옹이 약 150%, 고온이 약 120%까지 감소하였으며, 인장강도에서는 중온이 약 $180kgf/cm^2$, 고온이 $200kgf/cm^2$ 정도 감소하였다. 대체로 온도가 높고 미생물의 활성이 좋은 고온 혐기성 소화에서 중온보다 많은 무게감소를 보였으며 HDPE계열보다는 LLDPE계열의 플라스틱이 무게감량과는 상관없이 신장율과 인장강도에서 많은 감소를 보였다. 100%생분해성 플라스틱의 경우 미생물에 의한 무게감량에서 중온은 최대 8%, 고온은 최대 33%정도 감소가 있었다. 신장율은 중온이 약 230%, 고온이 약440%까지 감소하였으며, 인장강도에서는 중온이 약 $380kgf/cm^2$, 고온이 $400kgf/cm^2$ 정도 감소하였다. 이러한 결과 30%생분해성 플라스틱은 음식물쓰레기전용봉투로의 사용이 부적합하며 100% 생분해성 플라스틱의 경우 음식물쓰레기 전용봉투로 사용이 가능하나 제품이 고가이기 때문에 경제적 부담을 줄일 수 있는 방법이 요구된다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권3호
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• pp.155-161
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• 2012

본 연구에서는 고순도 메탄을 회수하기 위해서 Plug Flow Reactor와 External $CO_2$ Stripper를 결합한 중온 Methane Enhancement System을 개발하였다. 반응조 운전인자로서 알칼리도와 Leachate 순환율(LRR, Leachate Recycle Rate)이 바이오가스의 조성과 생성량 및 TVS 제거효율에 미치는 영향을 규명하였다. 고순도 메탄회수 공정 운전결과 OLR 2 g TVS/L-d, 알칼리도 4 g/L as $CaCO_3$, Leachate 순환율 3 v/v-d일 때 평균 94%의 높은 메탄함량을 나타내 고순도 메탄회수를 위한 최적조건임이 밝혀졌다. 이때 1일 반응조 단위 부피당 0.71부피의 메탄이 생성되었으며, TVS 제거율은 79%로서 Control Reactor의 94% 수준을 달성하였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제52권2호
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• pp.117-124
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• 2010

본 연구는 균상재배 느타리버섯부산물(SMS)의 반추동물 조사료원으로서의 가치를 평가하기 위하여 in situ 반추위 소실율 및 면양을 이용한 in vivo 영양소 소화율, 체내 질소이용성 및 섭취행동 패턴을 평가하였다. SMS에 당밀 5% (w/w, 건물기준), 유산균(Lactobacillus plantarum) 0.5% (v/w) 그리고 효모 (Saccharomyces cerevisiae) 0.5% (v/w)를 첨가하여 30일간 혐기발효 시킨 후 반추위캐뉼라가 장착된 평균체중 620 kg Holstein 육우 2두를 이용하여 in situ 소실율을 평가하였다. 면양대사실험은 평균체중 48kg의 숫 면양 6두 이용하여 $3{\times}3$ 라틴방각법으로 하였다. 대조구는 볏짚 100%를, 처리구는 볏짚의 25%와 50%를 생균발효 SMS로 각각 대체 급여하였다. 균상재배 버섯부산물의 반추위 in situ DM 및 NDF 이용성은 생균발효처리에 의해 개선되었다(P<0.001). 생균발효 SMS를 볏짚의 25% 및 50% 대체하여 면양에게 급여하였을 때, 단백질과 섬유소(NDF, ADF, CF) 소화율은 감소하였으나 (P<0.05), 조회분 소화율은 증가하였으며(P<0.001), 면양체내 단백질 축척량은 차이가 없었다(P>0.05). 볏짚을 생균발효 SMS로 대체 급여함에 따라 면양의 반추시간은 평균 28% 감소하였다(P<0.05). 생균발효 SMS는 볏짚의 76% 수준의 에너지가를 보였다. 결과적으로, 균상재배 느타리버섯부산물은 유지목적의 반추동물 조사료원으로서 보다 적합한 것으로 사료되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.781-788
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• 2008

본 연구는 실험계획법과 통계학적 분석을 이용하여 세가지 유기성 폐기물(축산폐수, 하수슬러지, 음식물쓰레기)의 혼합 산발효를 위한 최적 운전 조건을 구하였다. 먼저, 세가지 기질의 최적 혼합비 도출을 위해 15회의 회분식 실험을 진행하였고, 획득한 실험 값의 통계학적 분석 결과 도출된 최적 혼합비는 chemical oxygen demand(COD) 기준으로 축산폐수, 하수슬러지, 음식물쓰레기 순으로 0.4 : 1.0 : 1.1로 나타났다. 도출된 최적 혼합비율로 준비된 기질을 대상으로 산발효 연속 운전 최적화를 수행하였다. 중요 운전 인자로서 hydraulic retention time(HRT)과 기질 농도를 설정하고, 실험계획법의 일종인 반응표면법(Response surface methodology, RSM)을 적용하였다. 3단계의 실험 계획에 의거한 연속 운전 결과, total volatile fatty acids(TVFA) 생성을 극대화 할 수 있는 최적 운전 조건은 HRT 2일, 기질 농도 29,237 mg COD/L로 밝혀졌고, 제시된 2차 경험적 모델식을 통해 최적 운전 조건에서 73%의 TVFA 증가율을 예상할 수 있었다. 도출된 모델식의 정확도 검증을 위한 실험 결과, 약 4%의 상대오차를 나타내 반응표면법을 비롯한 실험계획법과 통계학적 분석 방안이 성상 변화가 큰 실 폐기물의 최적화에도 효과적으로 적용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권3호
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• pp.110-116
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• 2016

최근 다양한 형태의 슬러지 최종처리 기술들이 제안되고, 기존 혐기성 소화공정에서 바이오가스 생산효율을 증가시키기 위한 전처리 기술들이 개발되어왔다. 이들 기술 중 열적전처리(Thermal pretreatment) 기술은 기존 슬러지 처리방법과 다르게 입자의 유기성 성분을 용해시킴으로써 슬러지 특성을 변화시켜 감량과 재이용이 가능한 전처리 기술이다. 그러나 대부분의 연구들은 높은 온도에서 입자의 가수분해, COD 가용화부분에 중점을 두고 연구 되어졌으며, 소수의 결과들만이 물리, 화학적 특성변화에 대해서 보고되었다. 본 연구는 열적전처리 효율에 영향을 미칠 수 있는 온도, 약품이 탄소원 형성과 분율에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 그 결과 반응온도가 증가함에 따라 입자의 가수분해 속도가 증가하였으며, 산화제의 주입량이 증가 할수록 고분자 유기성 물질은 감소하고 저분자 유기성 물질(분자량 350 g/mol 이하)의 분율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이번 실험결과는 슬러지 감량화 및 재이용를 위한 열적 전처리에 의한 분자의 특성을 파악하는데 기여할 수 있을 것이라 판단한다.

• 멤브레인
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• 제21권4호
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• pp.360-366
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• 2011

음식물 폐기물 침출수를 처리하는 분리막 결합 고온 혐기성소화공정(생물학적 반응조) (Anaeorobic Membrane Bioreactor, AnMBR)의 파일럿 운전에서 분리막의 교차여과 속도와 막간압력이 파울링에 미치는 영향을 관찰하였다. 연구 결과 정압여과 하에서 교차여과 속도가 증가할수록 파울링의 속도는 현격히 감소되었다. 그러나 이와 같은 영향은 낮은 막간압력에서 더욱 효과적이었다. 막간압력이 증가할수록 여과대상 물질의 압축성으로 인해 투과성이 상대적으로 낮은 파울링층(혹은 케익층)이 분리막 표면에 형성된 것에 기인된 듯하다. 여과대상 시료의 입도분석을 해 본 결과 입자크기는 약 $10{\sim}100{\mu}m$ 범위에서 분포하였고 이에 따라 브라운확산에 의한 역수송보다 분리막 표면에서 교차여과에 의해 발생하는 전단력이 입자의 역수송에 더욱 기여하고 있음을 예측할 수 있었으며 이는 AnMBR의 연속운전을 통해 재확인할 수 있었다. 운전 후 막 부검을 실시한 결과 유기 및 무기 파울링이 모두 관찰되었으나 어느 것이 지배적인 파울링 기작을 나타내는지는 앞으로 더욱 연구가 필요하다. 무기 파울링의 경우 대부분 분리막 표면에서 스케일링 형성이 지배적이었으며, 따라서 분리막의 공극 막힘에 주로 기여하는 작은 콜로이드성 유기물질의 경우 분리막 표면에서 전단력에 의한 역수송 효과는 그다지 크지 않을 것으로 사료된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제49권5호
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• pp.647-656
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• 2007

반추동물의 생산효율을 향상시킬 목적으로 반추위 환경을 조절하려는 노력들이 수십년간 지속되어 오면서 그동안 주로 사료급여 및 사양관리 시스템 개발(NRC, 2001)이 근간을 이루어 왔으나, 최근에는 유전공학, 효소공학, 생물공학, 미생물공학, 천연물화학 등의 발전으로 식물추출물, 항생제, 미생물제제, 계면활성제 등 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있다 (Yang과 Russell, 1993; 이 등, 1997; Lee 등, 2003; Lee와 Ha, 2003; Busquet 등, 2006). 그 중, 계면활성제인 surfactant는 미생물 세포막 표면에 부착하여 미생물에 대한 산소공급을 차단함으로써 호기성 미생물 성장을 감소시키며 (Hulme와 Stranks, 1970), 세포내, 외의 효소를 유리시켜 효소기능 및 분비를 촉진 하는 것 (Reese와 Maguire, 1969; Munn 등, 1983; Yazdi 등, 1990)으로 알려져 있다. 이러한 surfactant의 작용원리를 이용하여 반추위내 혐기성 발효를 촉진시키기 위한 제제로서 그 가능성이 높이 평가되어 왔는데, 지금까지 반추위 발효 조절 기능이 밝혀진 계면활성제는 비이온성으로서 반추동물의 소화율과 생산성에 기여할 수 있는 제제로서 인정받고 있다. 계면활성제를 이용한 일련의 시험 중, 앞서 수행한 비이온성 계면활성제와 양쪽 이온성(+/－) 계면활성제를 이용한 시험에서 비이온성 계면활성제는 in vitro 반추위 발효양상에 매우 긍정적인 결과를 얻었으나 양쪽 이온성(+/－) 계면활성제는 반추위 미생물에 오히려 독성으로서 작용하는 결과를 얻었다(De Oude, 1992). 또한 양(+)이온성과 음(－)이온성 계면활성제에 대한 국내의 연구가 전무한 사항이라 참고 자료를 찾을 수가 없었다. 따라서 본 시험은 일반적으로 많이 사용하는 양(+)이온 또는 음(－)이온성을 띄는 계면활성제를 선발하여 반추위 발효 성상 및 미생물 합성에 어떠한 영향을 미치는지를 규명해 보고자 실시하였다.

• 한국유기농업학회지
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• 제23권2호
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• pp.335-346
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• 2015

본 연구는 육계 생산과정에서의 건조 Rosemary 잎 분말의 급여가 육계의 생산성, 맹장내 균총 및 깔짚 중 유해가스 발생량에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 총 216수의 7일령 육계에 대조구, Rosemary 분말 0.5% (5 g/kg diet, T1) 및 1.0% (10 g/kg diet, T2)로 구분하여 35일령까지 총 4주간의 사양 시험을 실시하였다. 사육기간중 증체중 및 사료효율은 Rosemary 급여에 의해서 유의하게 증가하였지만(P<0.05), 처리구간(T1 Vs. T2)에는 유의한 차이가 인정되지 않았다. 사료섭취량 및 도태율은 대조구와 처리구간에 차이는 인정되지 않았다. 21일령과 35일령 모두 맹장내 Lactobacillus의 수는 Rosemary 급여에 의해서 유의하게 증가하였고(P<0.05), E. Coli 및 Salmonella의 수는 유의하게 감소하였다(P<0.05). 혐기성 총 미생물 수는 Rosemary의 첨가에 의한 영향은 인정되지 않았다. 깔짚 내 Ammonia의 발생량은 Rosemary 첨가에 의해서 유의하게 감소하였다(P<0.05). 그러나 처리구간(T1 Vs. T2)에는 차이가 인정되지 않았다. 이상의 결과를 종합해보면, 육계사양에서 건조 Rosemary 잎의 급여는 사료중 영양소 이용율 증가, 소화관내 유익균의 증가 및 유해균의 감소, 및 배설물 중 $NH_3$의 발생량 감소로 인한 증체량 및 사료효율을 개선시킬 가능성이 생각된다.

• 한국가금학회지
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• 제29권3호
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• pp.225-231
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• 2002

본 연구는 산란계에 대한 유산균과 효모의 단독 및 혼합 첨가급여 효과를 구명하기 위하여 실시하였다. 21주령된 ISA Brown 240수를 공시하여 10주 동안 사양하면서 산란 생산성, 영양소 이용성, 회장 및 맹장내 미생물 변화, 계란품질 변화 및 계분내 암모니아발생 양상을 조사하였다. 처리구는 무첨가구와 Lactobacillus crispatus avibro1(LCH), Lactobacillus vaginalis avibro2(LVH), 효모 Pichia ferinosa SKM-1(PF)을 단일 급여한 처리와 혼합 급여한 처리구(PF＋LCH, PF＋LVH)모두 6처리구로 하였다. 사료 g 당 유산균 첨가수준은 $10^{7}$ cfu 였으며, 생효모는 3$\times$$10^{6}$ cfu 이었다. 각 처리당 4반복, 반복당 10수씩 공시하여 10주간 시험을 실시한 바 얻어진 결과는 다음과 같다. 산란율은 생균제 급여구에서 대조구에 비하여 현저하게 높았으며 P<0.05), 처리구간 차이는 없었다. 평균난중도 처리구간에 통계적인 차이가 없었다. 1일 산란량은 생균제 첨가가 모두 대조구에 비하여 현저하게 개선되었으며(P<0.05), 처리구간에 차이는 나타나지 않았다. 사료섭취량은 처리간에 통계적인 차이가 없었으며, 난생산 사료효율은 생균제 첨가구가 전반적으로 개선되는 경향을 보였다. 영양소 이용성은 생균제 급여구가 건물, 조단백질, 조지방 및 조회분 소화율이 대조구에 비하여 개선되었다. 회장내 유산균 수는 LVH, PF)LClt PF＋LVH첨가구가 대조구에 비하여 현저하게 증가하였으며(P<0.05), 효모는 맹장에서 PF구가 높았으나 PF＋LVH는 가장 났았고 회장내 혐기성 미생물은 LVEt PF＋LCH, PF＋LVH가 가장 많았다. 난각질은 PF 급여구가 다른 처리구에 비하여 저하되었으며(P<0.05), Haugh unit는 처리구간에 일관성이 없었다. 계분내 암모니아 발생량은 배분후3일부터 6일까지 최대로 발생하였는데, 이 시기에 생균제 첨가구가 대조구에 비하여 발생량이 현저하게 감소되었다(P<0.05). 본 연구에서 산란계에 생효모 및 유산균의 단독 혹은 혼합 첨가는 산란율을 향상시키고 계분내 암모니아 가스 발생량을 감소시켰으며, 혼합첨가가 단독 첨가보다 향상되는 효과는 나타나지 않았다.

• 유기물자원화
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• 제20권3호
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• pp.27-33
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• 2012

환경부 통계에 의하면 하수슬러지의 배출량은 연 7~9% 증가되고 있다. 향후에도 하수처리장 증설과 질소 및 인 제거를 위한 고도처리 시행에 따라 지속적으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 그간은 상당량 매립에 의존해 처리해 오고 있었고, 일부는 해양배출에 의해 처리하고 있었으나, 현재는 유기성폐기물 직 매립금지와 해양배출마저 금지될 상황인지라 슬러지 처리에 비상사태라 할 수 있을 것이다. 재활용을 위해 혐기성 소화공법을 적용하여 바이오가스를 생산하거나 탄화공법을 적용하여 고형연료화를 할 수 있으나, 이 또한 공정이 만만치 않으며 악취발생과 2차 폐기물이 되어 버리므로, 사실상 실용적인 방법이라 할 수 없다. 본 연구는 유동층 연소로를 적용한 하수슬러지 처리에 대하여 실제적으로 활용가능한 기술임을 검증하기 위해 핵심 기술을 선정하여 입증하는데 그 목적이 있다. 하수슬러지 처리에 있어 유동층 연소로를 적용한다면 우리나라와 같이 에너지 부존자원이 부족한 나라에서의 대체에너지원(연료)으로 쉽게 활용할 수 있게 될 것이다. 특히 본래의 유동층 연소로의 장점만을 골라 충분히 활용하게 된다면 하수슬러지를 친환경적으로, 위생적으로, 그리고 경제적으로 간단하게 처리하게 될 것이다.