• 유기물자원화
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• 제27권1호
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• pp.77-85
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• 2019

바이오가스화는 유기성폐기물을 처리하는 과정에서 발생되는 메탄가스를 포함하는 환경 친화적인 연료를 생산하는 기술이다. 바이오가스화는 유기성폐기물의 해양투기 금지 이후 안정적인 육상처리일 뿐만 아니라 신재생에너지원으로 인정받으면서 세계적인 관심을 받고 있다. 최근에는 생산된 바이오가스를 고품질화하여 도시가스 및 수송용으로 이용하는 추세가 증가하고 있다. 바이오가스화 현장시설에서는 아직도 잦은 고장으로 바이오가스 생산이 저하되고, 또한 생산된 바이오가스를 효과적으로 정제하여 이용하는 것이 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 바이오가스 생산 및 이용 시설에서의 문제점들을 파악하고, 최적으로 바이오가스를 도시가스 및 수송용으로 활용 가능하기 위한 가이드라인 및 기술지침을 마련하고자 하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제12권1호
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• pp.41-49
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• 1993

본(本) 연구(硏究)는 저온기(低溫期)의 농축산(農畜産) 폐기물(廢棄物) 처리를 위한 혐기발효(嫌氣醱酵) 효율(效率)을 증진(增進)코저 저온(低溫)에 내성(耐性)을 갖는 메탄 생성균주(生成菌株)를 개발(開發)하여 발효(醱酵) 모균(母菌)으로 이용하려 하였다. 시험(試驗)에 사용한 시료(試料)는 북위(北緯) $34.8{\sim}37.4$ 도(度)의 국내(國內), 북위(北緯) 41.4도(度) 지역(地域)인 미국(美國)의 중북부(中北部) 및 북위(北緯) $54.5{\sim}56.9$ 도(度)의 카나다 아한대(亞寒帶) 지역(地域)의 토양(土壤), 늪지 퇴적물(堆積物), 수중(水中) 퇴적물(堆積物) 및 유기물(有機物) 퇴적층(堆積層) 등을 채취(採取)하여 사용하였다. 채취(採取)된 시료(試料)는 저온조건(低溫條件)에서 메탄 생성량(生成量)의 측정(測定), 저온내성(低溫耐性) 메탄 생성균(生成菌)의 생태적(生態的) 특성(特性)을 조사(調査)하였으며 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 저온(低溫)에서 메탄 생성량(生成量)은 Cellulose 배지(培地)가 Methanol 배지(培地)보다 더 높았다. 2. 저온(低溫)($8^{\circ}C$)에서의 $CH_4$ 발생량(發生量)은 아한대(亞寒帶) 지역(地域) 늪지 퇴적물(堆積物)에서 30일 동안에 $15{\sim}19\;{\mu}\;moles/ml$ 로 높았으나 온대지역(溫帶地域) 시료(試料)에서는 검출(檢出)되지 않았다. 3. 아한대(亞寒帶) 지역(地域) 시료(試料)(카나다, $54.5\;^{\circ}N$)의 집적 배양액(培養液)에 메탄 생성균에 영향을 주지 않는 $40\;{\mu}g/ml$의 Streptomycin + Vancomycin 또는 Ampicillin + Oleandomycin 처리로 $CH_4$생성량(生成量)이 $57{\sim}67%$ 억제(抑制)되었다. 4. 온대지역(溫帶地域) 시료(試料)에는 고온(高溫)에 내성(耐性)을 갖고 있는 메탄 생성균주(生成菌株)가 있으며, 아한대(亞寒帶) 지역(地域)의 시료(試料)에는 고온성균(高溫性菌)이 존재(存在)하지 않는 반면에 $8{\sim}13^{\circ}C$ 의 저온(低溫)에 내성(耐性)을 갖는 메탄 생성균주(生成菌株)의 존재를 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.42-47
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• 2006

생물학적 고도처리는 혐기, 무산소, 호기의 조건을 반복하거나 재배열함으로서 이루어지는데 이때 혐기조와 무산소조에서는 유기산이 발생한다. 여기서 발생한 유기산은 질소와 인의 제거와 슬러지침강성에 중요한 인자로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 하 폐수 고도처리 시 F/M비 변화에 따른 유기산의 발생정도와 잔류농도 변화와 기에 따른 유기물과 질소의 제거 특성과 처리효율 및 슬러지 침강성과의 관계를 모색하기 위해 특성을 검토 하였다. 고도처리를 위해 $A^2/O$ 공정을 사용하였고 MLSS의 농도의 변화로 F/M비를 조절하였다. F/M비를 $0.16{\sim}0.08$ kg-BOD/kg-MLSS/day로 변화 시켰을 때 F/M비에 감소에 따라 회분식 반응기에 의한 유기산의 생성량의 증가하였고 잔류 유기산 농도는 감소하였다가 증가하였다. F/M비가 $0.16kg/kg{\cdot}d$ 실험 조건에서 SVI와 SS는 높게 나타났으며 F/M비가 $0.11{\sim}0.13kg/kg{\cdot}d$로 높아짐에 따라 감소하여 양호한 상태를 보이다 F/M비가 증가함에 SVI와 SS도 지속적으로 증가하여 $0.08kg/kg{\cdot}d$에서 높은 SVI와 SS 농도를 나타내었다. 무산소조의 유기산 잔류 농도 그리고 탈질률을 비교한 결과 무산소조의 유기산 잔류량이 적을수록 탈질률은 증가하였다. 슬러지 침강성과 질소 제거효율을 고려한 최적의 유기산 잔류 농도는 $1.4{\sim}2.2$ mg/L이며 이때의 F/M비는 $0.11{\sim}0.13$ kg-BOD/kg-MLSS/day범위로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제11권4호
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• pp.105-113
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• 2003

반응이 진행되는 동안 적절한 희석율(dilution rate; D)을 유지시키는 것은 성공적인 반응조 운전에 있어 필수적이다. 높은 희석율은 미생물의 유실을 가져오며 또한 낮은 희석율은 유기산의 축적으로 인한 product inhibition을 발생시키기 때문에, 높은 효율의 수소를 생산하는데 제한요소가 된다. 그러므로, 본 연구에서는 희석율의 조절을 통한 음식물쓰레기의 산발효 시 효율향상에 대한 연구를 실시하였다. 운전초기(1-2일)에는 단순유기물의 급속산화가 일어나기 때문에 유기산의 축적과 pH 저하가 발생하기 쉽지만, 최적의 초기 희석율로 보고된 $4.5d^{-1}$에서는 초기 이틀동안 적절한 유기산의 농도와 pH가 유지될 수 있었다. 그리고 이때의 뷰틸산/초산(B/A)의 값도 3.2이상의 높은 값이 유지되었다. 하지만 희석율의 조절없이 $4.5d^{-1}$로 계속 유지된 경우에는 단순 유기물의 감소로 인해 2일째 이후에는 유기산의 감소와 pH의 증가가 발생하였다. 또한 미생물의 유실이 많이 발생하였고, 수소발생도 크게 감소하였다. 그러나, 희석율을 $4.5d^{-1}$에서 $2.3d^{-1}$로 변화시킨 경우에는 반응조의 거동특성이 크게 향상되었다. 다른 희석율로 변화시킨 경우와 비교했을 때, 운전 4일째부터 7일째까지 2.0 이상의 가장 높은 뷰틸산/초산 (B/A) 값을 보여주었고 가장 큰 수소발생의 증가가 나타났다. 그 결과, 수소발효의 효율도 70.8%까지 크게 증가하였다. 이것은 적절한 희석율의 변화가 미생물성장에 알맞은 환경을 조성하였기 때문으로, 이 때 제거된 COD는 각각 수소(19.3%), 유기산(36.5%), 에탄올(15.0%)로 전환되었다. 그러므로 분해단계에 따른 적절한 희석율의 조절전략은 수소발효의 효율을 향상시키는데 매우 효과적임을 알 수 있었다.