하이브리드수열탄화 (Hybrid HTC) 기술은 2가지 이상의 유기성폐기물을 혼합한 특허 받은 열역학 공정으로 공정온도 180~250℃, 압력 20~40 bar에서 반응시간이 2시간 이내이며 에너지 소비가 적고, 폐기물의 부피감소 및 악취 저감효과가 크다. 폐기물 중 대부분의 탄소가 최종 생성물에 축적되므로 유기성 폐기물 고형연료화에 가장 적합한 기술로 평가받고 있다. 본 연구에서는 하이브리드 수열탄화기술을 활용하여 캄보디아 망고 폐기물을 대상으로 온도 및 반응시간의 변화에 따라 발열량 및 수율 등에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 본 연구를 통해 공정변수를 최적화하고, 전공정플랜트의 에너지 효율성을 향상시킬 수 있으며, 수연탄화기술에서 분해되어 가스가 생성되는데 이때 수소(H2) 및 메탄(CH4) 등 제조 및 생산기술개발을 할 수 있다. 본 연구 결과를 토대로 망고폐기물(2t/day)실증 물질수지 및 에너지 수지 도출과 함께 경제성도 평가하였다.
바이오디젤은 온실가스 배출의 큰 비중을 차지하는 수송용 차량의 대체연료로서 가장 우수한 재생에너지원으로 평가되고 있다. 그러므로 바이오디젤의 폭넓은 확대와 신뢰성 향상을 위해서는 바이오디젤의 품질 개선에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 폐식용유를 원료로 에스테르화 반응을 통해 바이오디젤 (BD100, BD20)을 제조한 후 품질기준 24개 항목의 적합성 여부를 분석하였다. 폐식용유와 바이오디젤은 Oleic acid, Linoleic acid, Linolenic acid과 같은 불포화 지방산의 함량이 높아서 바이오디젤의 원료로 사용해도 이상 없는 것으로 확인되었다. 바이오디젤 품질기준 항목 분석 결과 BD100의 산화안정도는 2시간, BD20의 지방산메틸에스테르 18.6w%, 필터막힘점 $-5^{\circ}C$로서 기준범위에 미달하였으나 나머지 항목들은 품질기준에 적합한 것으로 나타났다. 일부 항목에 대한 품질개선 기술에 대한 연구가 뒷받침되면 폐자원을 이용한 대체에너지로서의 활용도 향상에 기여 할 것으로 사료된다.
시판중인 여섯 가지 종류의 코이어 자루배지에 세 가지 전처리 방법을 실시하고, 처리 과정에서 생성되는 배액을 분석함으로써 경제적이며 간단하게 칼륨과 나트륨을 제거할 수 있는 전처리 방법을 구명하고자 2차에 걸쳐 실험을 수행했다. 1차 실험에서는 시판중인 코이어 자루 중에서 전처리가 되었고, 농가에 많이 보급된 6가지 배지를 선정하여, 7일간 물로 씻는 처리(W7S0), 물로 3일간 씻고 배양액으로 4일간 씻는 처리(W4S3), 배양액으로 7일간 씻는 처리(W0S7)의 세 가지 전처리를 했다. 2차 실험에서는 Bio Grow와 coco Mix 배지를 대상으로 1차 실험과 동일한 방법으로 재현성을 확인했다. 실험결과 pH의 안정화에 좋은 전처리 방법은 W4S3 처리와 W0S7 처리였다. EC는 세 처리 모두에서 4일차가 되면 공급 EC와 같은 1.0 이하로 안정되었다. 배액의 이온은 W7S0에서는 처리 3~4일 이후에 안정화 되지만 대부분의 이온들이 용탈되어 Ca와 Mg의 부족이 발생했고, 4일 이상을 씻는 것은 물의 낭비로 판단되었다. W0S7에서는 배지의 안정화는 W4S3 처리와 유사했으나 배양액으로 7일간 씻어주는 것은 경제적으로 손실인 것으로 사료된다. 두 가지 배지를 사용한 재현성 실험에서도 비슷한 결과를 보였다. 따라서 농가에서 사용하기에 가장 간단하고 경제적인 전처리 방법은 물로 3일간 씻어준 후 배양액으로 1일간 포수시킨 후에 정식하는 방법으로 사료된다.
KIM, Joon Ho;YANG, Seung Min;LEE, Hyun Jae;PARK, Ki Hyung;KANG, Seog Goo
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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제48권6호
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pp.832-846
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2020
본 연구는 목재의 투습성을 활용한 용도개발을 위해 국산 침엽수 9개 수종에 대한 투습성 평가와 소형 벽체 구조 제작을 통한 투습성 평가를 하고자 하였다. 또한, 투습성 개선을 위해 폐자재인 bottom ash를 흡습제로 투입한 소형 벽체를 제작하여 투습성을 평가하였다. 그 결과, Sd 값에 의한 투습성 평가 결과는 다음과 같다. ① 국산 침엽수 9개 수종 중 Abies holiphylla(잣나무), Picea jezoensis(가문비나무), Ginkgo biloba(은행나무), Pinus koraiensis(잣나무) and Pinus rigida(리기다 소나무)는 투습 성능을 나타내는 것을 확인하였다. ② 이를 이용하여 벽체 구조 제작 시 반투습 성능을 나타냄을 평가하였다. ③ 또한, Bottom ash를 투입한 소형 벽체 구조를 제작하여 투습성 개선 효과를 평가한 결과, Pinus koraiensis(잣나무)의 Sd 값이 1.63으로 나타나, 8개 타 수종보다 우수함을 확인하였다.
생물활성탄(BAC) 공정에서의 공탑 체류시간(EBCT) 및 수온의 변화에 따른 9종의 halonitromethanes (HNMs)류들의 생물분해 특성을 평가하였다. 수온 $10^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$에서 EBCT를 5분~15분까지 변화시켜 실험하였다. 생물활성탄 공정에서 HNMs류 9종의 생물분해율은 EBCT와 수온에 따라 큰 영향을 받았으며 EBCT와 수온이 증가할수록 생물분해율이 증가하였으며, HNMs류들의 종류에 따른 생물활성탄 공정에서의 생물분해율은 DBCNM과 TBNM이 가장 높았고, CNM과 DCNM이 가장 낮았다. DBCNM과 TBNM을 제외한 HNMs류 7종에 대해 BAC 공정에서의 생물분해 속도상수($k_{bio}$)는 수온이 $10^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$로 상승하였을 경우, $0.0797{\sim}0.7657min^{-1}$에서 $0.1245{\sim}1.8421min^{-1}$로 증가하여 1.6~2.4배 정도 증가하였다.
이 연구에서는 하수 처리 시 발생하는 잉여슬러지의 탈수성을 증대시켜 탈수 후 최종슬러지 케이크를 감소시키기 위해 초음파 적용 가능성을 검토하였다. 이번 연구에서 사용된 슬러지는 하수처리장에서 직접 채취한 탈수 전 잉여슬러지이며 여기에 초음파 조사시간과 조사강도를 달리 가하여 탈수성 변형특성을 고찰하였다. 실내외 실험을 동시에 수행하였으며 각각 용량이 다른 세 개(7리터, 1톤, 7톤)의 처리조를 제작 활용하였다. 초음파 처리 시간과 처리강도에 따라 탈수성 및 감량화 판단 인자로 사용되는 CST와 점도의 변화를 측정하였다. 연구결과 초음파 조사시간이 길어질수록 원 시료의 CST가 증가하는 경향을 보였으나 조사한 슬러지에 응집제를 첨가할 경우 도리어 초음파 강도와 조사시간에 따른 CST가 아주 낮게 최고점의 20%까지 측정되었다. 초음파에 의한 점도 변화는 최고점의 40%까지 감소하였다. 또한 원심력에 따른 슬러지의 침하를 분석하였는데 초음파를 가하고 응집제를 첨가한 슬러지의 초기 침하속도가 더 빠르며, 최종침하량에도 더 빨리 도달한 것으로 나타났다. 연구결과 초음파 조사시간과 초음파 강도가 탈수성에 큰 영향을 주는 것으로 나타났으며 연구결과를 현장에 도입할 경우 잉여슬러지의 탈수능 향상과 최종 탈수케이크 감량화에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 가능성 평가를 위하여 대형 처리조를 처리장에 설치 운영하여 탈수케이크의 CST 및 함수율 변화를 고찰하였으며 실험실과 유사한 결과(최고 50% 감소)를 도출하였다.
최근 구제역과 같은 가축질병으로 인한 살 처분된 가축매몰지의 적절한 모니터링 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 그러나 현재 사용되는 모니터링 시스템은 살 처분된 매몰지 현장에서의 시료를 채취한 후 1~2주간의 모니터링 기간을 필요로 함으로 실시간 감시가 필요로 하는 매몰지에 대한 연속측정이 불가능하다. 이에 본 논문에서는 이런 실시간 모니터링을 가능하게 하는 우선 센서네트워크 기반의 가축매몰지 환경정보 모니터링 시스템 설계 및 구현을 제안한다. 제안된 시스템의 무선 센서노드는 환경센서(Dust, Co2, NH3, H2s, Temperature, Humidity)와 위치확인을 위한 GPS센서로 구성된다. 제안된 시스템은 게이트웨이를 통해 원격지 서버에 전송된 매몰지 환경정보를 분석함으로 언제 어디에서나 유해환경 모니터링이 기능하고 위치확인을 통한 상황에 따른 능동적인 대응을 가능케한다. 따라서 제안된 시스템의 유효성 검증을 위해 규정된 가스 배출관에 센서를 설치하였고, 통합 모니터링이 가능한 테스트 베드에서 실시간으로 수신된 데이터를 수집, 분석하여 시간의 변화에 따른 매몰지 위치의 악취환경변화를 모니터링 하였다. 이를 통한 상황에 따른 실시간 대응을 함으로 유사시 환경오염의 사전예방이 가능 한 것을 확인할 수 있었다.
본 연구는 음식물찌꺼기의 재활용 방법의 일환으로 음식물 퇴비와 돈분 퇴비를 혼합, 고추 작물에 적용하여 생육 및 품질면에서 합리적인 시용량을 검증하고 토양 이화학적 특성변화 및 고추 생육과 수량에 미치는 영향을 평가하기 위해 실시하였다. 퇴비의 처리는 관행구(2ton/10a의 돈분 퇴비)와 음식물 퇴비 및 돈분 퇴비의 혼합구인 0.5t:1.5t, 1.0t:1.0t, 1.5t:0.5t, 2.0t:0ton/10a의 4개 처리구등 총 5개 처리구를 난괴법 3반복으로 수행하였다. 돈분 퇴비와 음식물 퇴비의 이화학적 특성을 분석한 결과 음식물 퇴비는 유기물이 기준량에 2배정도 높았으며, NaCl은 공정규격인 1%를 약 2.5배정도 초과하였다. 음식물 퇴비의 시용량 증가에 따라 토양 pH는 처리구별 특별한 변화는 없었으며, EC는 전체적으로 증가하였다. 생육기간 중 대조구와 음식물 퇴비의 처리구간 생육차이가 약간 나타났으며, 그로 인해 고추의 수량에 영향을 미친 것으로 판단된다. 음식물 퇴비 처리구에서 1ton/10a이상 일 때 시용량이 증가할수록 수확량 및 고추 개수에 있어서 감소 경향을 보였지만 수량 차이는 크지 않았다. 또한 capsaicin 함량에서도 음식물 퇴비 처리구간에 큰 차이는 보이지 않았다. 음식물 퇴비의 시용량에 따라 고추에 흡수되는 양분 흡수량은 큰 차이를 보이지 않았다. 결론적으로 음식물 퇴비를 시용한 고추 재배 시험에서 토양의 유기물 함량 증가, 물리성 개량, 토양 pH 완충력 증대 등의 효과를 보였다. 그러나 음식물 퇴비를 50%이상 돈분 퇴비와 혼합 시용시 고추의 수량이나 품질의 저하 및 토양의 염류집적의 우려가 나타났으나, 50%이하로 혼합 시용시 큰 무리는 없었다. 현재 적정 혼합비율을 구명하기 위한 연구가 진행중이다.
토마토의 펄라이트 배지경에서 공급했던 일본원시배양액의 폐양액은 EC는 $1.9{\sim}2.4dS/m$, pH는$5.5{\sim}7.1$의 범위였으며 다량 원소의 농도는 $NH_{4}^+$가 감소하였을 뿐 대부분 공급양액과 큰 차이가 없었다. 토마토 폐양액의 1L 관비시 퇴비시비량의 증가에 따라 토마토의 초장, 경경, 엽장, 엽폭 등 일반생육과 잎의 엽록소 함량이 현저히 좋아지는 경향을 보였으나 2L 관비처리에서는 일정한 경향이 없었다. 토마토 잎의 엽록소 함량은 주당 1L, 퇴비량이 4,000kg/10a 처리구에서 가장 높게 나타났다. 토마토 식물체의 생체중과 건물중도 폐양액의 1L 관비시 퇴비시비량의 증가에 따라 증가하는 경향이었으나 2L에서는 일정하지 않았다. 토마토의 수량도 일반생육과 비슷한 경향으로 관비량과 퇴비량 증가에 따라 증가하는 경향을 보여 관비량 1L, 퇴비량 4,000kg/10a 처리구에서 가장 많았다. 당도는 퇴비량과 관비량에 따른 일정한 경향이 없었으며 관비량 2L, 퇴비량 2,000kg/10a 처리구에서 fructose. glucose 및 총 당함량이 가장 높았다. 그러므로 이상의 결과로 볼 때 폐양액을 이용한 친환경적인 관비재배가 가능하며, 또한 관비재배에서 품질도 보장 할 수 있다고 판단된다.
Effect of the air distributor pore size for the removal of aquacultural waste, such as protein, total suspended solids (TSS), chemical oxygen demand (COD), turbidity and total ammonia nitrogen (TAN) from sea water was investigated by using foam separator. With the increase of pore size of air distributor, removal rates and efficiency of protein decreased. Removal rate by commercial air stone was in the range between the removal rates by G2 and G4 sintered glass discs. Within the range of pore size distributor from Gl to G4, the removal efficiency of protein were ranged from 21 to $42\%.$ The changes of removal rates and efficiencies of TSS, COD and turbidity were similar to proteins. TAN was removed by stripping. The pore size of air distributor for a higher overall oxygen mass transfer coefficient and saturation efficiency provided the condition for higher protein removal rate. Also the foam separator could be used as an aerator.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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