• 대한환경공학회지
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• 제35권9호
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• pp.660-665
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• 2013

소화설비내 스케일 형성의 주요 원인을 파악하기 위하여 스케일 성분분석 및 음식물류 폐수에 대한 혐기소화 실험을 하였다. 성분분석결과, 음식물류 폐수 중 유분이 스케일의 유기성분과 밀접한 연관이 있었다. 또한, 소화실험시 소화조내 결정체의 발생량은 음식물류 폐수중 유분을 사전에 제거한 경우가 제거하지 않은 원수를 소화한 경우의 58.9% 수준으로 나타나 유분이 스케일 형성의 중요한 요인임을 알 수 있었다. 아울러, 유분을 제거한 음식물류 폐수는 68.7 L-gas/kg-COD 그리고 음식물류 폐수 원수는 67.7 L-gas/kg-COD로서 유분의 사전제거가 소화가스 생산에 부정적 영향을 주지 않았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권8호
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• pp.5-15
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• 2016

국내 하수처리장의 증가 및 방류수 수질기준 강화 등에 따라 하수 슬러지의 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 기존 하수 슬러지는 소각과 해양배출 등으로 처리하였지만, 대기오염과 해양배출 금지 등에 따라 최근에는 자원화 또는 에너지화 방법 등을 연구하고 있다. 그러나 전반적인 기술의 수준 및 적용기술에 대한 체계적인 분석 등이 부족하여 관련 기술에 대한 향후 분석이 필요한 실정이다. 본 논문은 슬러지 처리기술, 고체연료화 및 바이오가스 증산 활용기술을 대상으로 관련 특허, 논문 동향을 조사하였다. 또한, 국내 외 연구개발 추이를 분야별 5개 국가별(한국, 일본, 중국, 미국, 유럽)로 조사 및 분석하였다. 향후 슬러지의 효과적 처리를 위해 필요한 기술 분야를 제시하였다.

• Advances in environmental research
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• 제3권2호
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• pp.173-183
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• 2014

A comprehensive mathematical model was developed for this study to estimate on-site and off-site GHG emissions from wastewater treatment plants (WWTPs). The model was applied to three different hybrid WWTPs (S-WWTP, J-WWTP, and T-WWTP) including anaerobic, anoxic, and aerobic process, located in Seoul City, South Korea. Overall on-site and off-site GHG emissions from S-WWTP, J-WWTP, and T-WWTP were $305,253kgCO_2e/d$, $282,682kgCO_2e/d$, and $117,942kgCO_2e/d$, respectively. WWTP treating higher amounts of wastewater produced more on-site and off-site GHG emissions. On average, the percentage contribution of on-site and off-site emissions was 3.03% and 96.97%. The highest amount of on-site GHG emissions was generated from anoxic process and the primary on-site GHG was nitrous oxide ($N_2O$). Off-site GHG emissions related to electricity consumption for unit operation was much higher than that related to production of chemicals for on-site usage. Recovery and reuse of biogas significantly reduced the total GHG emissions from WWTPs. The results obtained from this study can provide basic knowledge to understand the source and amount of GHG emissions from WWTPs and strategies to establish lower GHG emitting WWTPs.

• 한국유기농업학회지
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• 제28권4호
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• pp.535-553
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• 2020

In this study, the characteristics of the waste sector CDM project were analyzed through cluster analysis of the waste sector CDM project and the analysis of the CDM investment cost in waste sector using CDM project data registered with UNFCCC since 2008 when EU ETS phase 2 began. As of September 2020, 772 cases of CDM projects in waste disposal and disposal are registered. Biogas technology is the largest, followed by livestock manure processing and biomass production technology. The results of the cluster analysis are summarized as follows: First, on average, projects utilizing AWMS technology are small in size and relatively low in investment costs. This is judged to be relatively low investment costs due to previously attracted foreign investment capital. Second, the average investment cost of CDM projects considered along with waste (No.13), the energy industry (No.1) and agriculture (No.15) was higher than those involving only waste. The analysis of the factors determining the investment cost of the waste sector CDM project showed that, as with cluster analysis, the AWMS technology, which is a livestock manure treatment technology, was lower in the investment cost than those that use other technologies. As a result of multiple regression analysis, the investment cost of the CDM project was analyzed lower in the order of biomass, AWMS, LFG and biogas. Also, the higher the investment cost for CDM projects linked to waste, energy and agriculture, and the better the investment environment, the higher the investment cost. Although no statistical feasibility was obtained, the larger the annual emission reduction, the lower the CDM investment cost.

• 공업화학
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• 제22권2호
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• pp.203-208
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• 2011

런던협약에 의해 2012년부터는 폐기물 해양투기가 전면 금지될 것이다. 따라서 지상에서의 음식폐기물 처리방법의 모색이 시급한 실정이다. 위 문제의 해결방안은 UASB 공법을 이용하여 음폐수로부터 자원화개발을 하는 것이다. 본 연구에서는 유출수의 재순환 및 내부반송이 유기물 제거효율과 바이오 가스 생성에 미치는 영향을 알아보았다. 25일 동안은 내부순환만 실시하였고, 그 후엔 유출수 재순환을 실시하였다. 실험 결과 운전기간동안 유기물 제거효율은 90% 이상으로 나타났고, 메탄수율은 78~80%로 나타났다. 또한, 유출수 반송을 3 Q 이상으로 반송하여 운전할 경우 수산화나트륨(1 N)의 소모가 없었고, 그 결과 경제적이며 안정적인 운전을 할 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권2호
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• pp.145-149
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• 2008

Anaerobic co-digestion of swine manure and food waste for biogas production was performed in serum bottles at various volatile solids(VS) contents and mixing ratios of two substrates(swine manure:food waste=$100:0{\sim}0:100$). Through kinetic mode of surface methodology, the methane production was fitted to a Gompertz equation. The ultimate methane production potential of swine manure alone was lower than that of food waste regardless of VS contents. However, it was appeared that maximum methane production potentials in 80 : 20 of the mixing rate at VS 3% was enhanced at 144.7%, compared to its only swine manure. The potential increased up to 815.71 ml/g VS fed as VS concentration and food composition increased up to 3.0% and 20%, respectively. The ultimate amount of methane produced had significantly a positive relationship with that of methane yield rate. Overall, it would be strongly recommended that feeding stocks use 20% of mixing ratio of food waste based on VS 3% contents when operating the anaerobic reactor on site at $35^{\circ}C$ if not have treatment of its anaerobic waste water.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.110.2-110.2
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• 2011

바이오가스 생산은 현재 정부에서 추진하고 있는 저탄소 녹색성장으로 인해 더욱 그 가치의 중요성이 부각되고 있다. 스웨덴 Scandinavian Biogas Fuel AB(SBF) 사의 바이오 가스 생산 기술을 이용함으로 소화효율을 개선하고 바이오가스 발생량을 극대화하였다. 전국 403개 공공하수처리시설 중 소화조가 설치된 처리시설은 65 개소이며 이중 57 개소에서 총 64개 소화조를 운영 중이다. 하지만 국내 소화조의 효율은 유입수질 저하, 운영, 관리 미숙으로 인해 전진국의 1/4 수준으로 에너지 이용률이 미미한 편이다. 환경부는 2010년부터 에너지 이용, 생산사용 확대, 추진을 위해 하수처리시설별 이용 가능한 에너지 잠재력의 종류, 양, 지역 내 수요자, 공급자 의 현황 규모 등을 정리해 2012년부터 에너지 이용사업 확대를 추진한다. SBF의 기술을 바탕으로 하수처리시설에서 들어오는 하루 슬러지 $1370m^3$와 음식물쓰레기 180t을 함께 처리하며 바이오가스 생산량을 더욱 늘렸다. 각 $7,000m^3$의 달걀모양(egg shape) 소화조 2개를 운영하며 생 슬러지와 음식물 쓰레기 처리 후 바로 소화조로 투입, 혐기 소화하는 방식이며 슬러지 최종처분방법은 탈수 후 소각된다. 반입되는 생 슬러지의 평균 TS 1.7%, VS 63% 이며 농축 후에는 평균 TS 9%, VS 75% 이다. 또 소화조로 들어가는 음식물 쓰레기는 평균 TS 8%, VS 85% 이며 소화 후 평균 TS 3.6% VS 59% 이다. 그리고 소화조의 pH는 7.3~7.8,유기산의 농도는 150mg/L~350mg/L, 가스발생량은 하루 평균 $26,500Nm^3$이며 소화효율은 평균 67%이다. 혐기성소화는 산소가 없는 무 산소 상태 에서 분해 가능한 유기물을 분해시켜 메탄으로 전환시키고 우리는 현재 이 가스를 소화조 가온에 사용하고, 판매하고 있다. 소화효율을 높이기 위하여 가온과 교반이 행해지는데 가온방식은 직접가온방식(증기주입식)과 간접가온방식(열교환방식)이 있다. 그중 우리는 간접가온방식을 채택하여 소화효율을 높였고 일반중온 혐기소화온도보다 약간 높은 $38^{\circ}C$로 운전한다. 그리고 일반적으로 알려진 교반방식인 가스교반, 기계교반, 이 둘은 병행한 교반이 아닌 독자적인 방법을 이용, 소화조 내의 슬러지가 정체되어 교반되지 않는 부분을 최소화 하였다. 이때 미생물이 투입되기 힘든 소화조 아래 쪽 으로도 고루분포 되어 슬러지를 이용 하게 되고 소화조 상하부의 온도차가 $1^{\circ}C$ 이하로 거의 완벽한 교반상태를 보여 줌 으로써 소화효율을 최대한으로 한다. 더욱이 소화일수 부족으로 인한 전반적 소화효율 저하가 발생하지 않도록 input과 output 조절을 통한 적정소화일수 20~25일을 최대한 맞추어 운전하여 소화조 설계용량의 평균 90%를 활용하고 있다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.192-199
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• 2015

북한은 "자력갱생"의 경제기조 아래, 에너지 수급원을 수력과 화력에 집중해왔으나, 구 공산권의 몰락에 따른 관련 기자재 공급 불안정, 홍수 등 각종재해에 따른 설비 노후화 등에 기인한 극심한 에너지난을 겪으며, 에너지원의 다양화에 대한 관심이 대내외적으로 증대되고 있다. 특히, 신재생에너지는 북한 송전망 상황에 부합하는 분산형 에너지원이라는 점과, 자력갱생 기조에 부합하는 자체 생산 가능한 에너지라는 점에서 대북 에너지지원의 최선책으로 회자되고 있으며, 바이오가스는 식량증산과 연계하여 북한 주민의 인권 향상에 기여할 수 있어, 인도적 지원측면에서 FAO, WFP 등 국제기구를 통한 지원이 원활할 것으로 예상되는 바, 신재생에너지원 중에서도 지원가능성이 가장 높은 에너지원으로 손꼽히고 있다. 그러나 한편으로는 지원 물품의 군사적 용도로의 전용가능성과 전략물자의 유입에 대한 우려 또한 높은 실정이며, 북한의 핵실험 및 미사일 발사 등 군사적 도발에 따른 UN 안전보장이사회결의와 국제사회의 경제제재가 대북 지원의 걸림돌이 되고 있다. 본 논문에서는 바이오가스플랜트의 대북지원 가능 물품에 대하여 UN 제재품목여부를 기반으로 제재가능성을 평가하고, 원활한 대북지원을 위한 해결책을 논하고자 한다.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.327-332
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• 2023

본 연구에서는 바이오가스 수증기 개질을 통한 합성가스 생산에 관해 연구했다. Ni-Al₂O₃ 및 Ni-CeO₂ 촉매는 공침법으로 제조되었으며 침전제 주입 속도가 조절되었다. 온도에 따른 촉매 성능 테스트는 CH₄:CO₂:H₂O = 1:0.67:3의 가스 조성비와 647,000 mL h^-1 gcat^-1의 공간속도에서 진행하였다. 침전제 주입 속도는 촉매 특성에 영향을 미쳤으며, 지지체 종류에 따라 결과를 보였다. 온도가 증가함에 따라 이산화탄소 개질 반응과 reverse water gas shift 반응이 일어났다. 수증기가 충분히 공급되는 조건에서는 침전제를 한 번에 투입하여 제조된 Ni-Al₂O₃ 촉매가 높은 Ni 분산도에 기인하여 가장 우수한 성능을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권8호
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• pp.561-569
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• 2014

본 연구는 인제거를 위한 하수처리시설에서 발생하는 약품 잉여슬러지의 혐기성소화 특성을 조사하기 위한 것이다. 잉여슬러지의 최종생분해도 값은 Biogas발생량을 기준으로 약 31%, PACl 슬러지는 24%이며, Alum 슬러지는 26%이었다. 20일 동안 잉여슬러지는 $S_1$이 75%로써 $k_1$ ($0.1129day^{-1}$)의 속도로 분해되었으며, PACl 슬러지는 $k_1$ ($0.0998day^{-1}$)의 속도로 $S_1$인 74%의 BVS를 분해시켰고, Alum 슬러지는 $S_1$이 76%로써 $k_1$ ($0.1091day^{-1}$)의 속도로 분해되었다. SCFMR 반응조 운전시 모든 슬러지는 pH 6.7~7.0을, Alkalinity는 1,800~2,200 mg/L 범위로 차이가 미미하며 유사한 값을 유지하였다. HRT 20일에서 PACl 슬러지와 Alum 슬러지 Biogas 발생량은 각각 0.089, 0.091 v/v-d로 Control 0.124 v/v-d에 비해 낮은 27~28%이었다. 운전 전반에 걸처 메탄의 함량은 세 반응조 모두 70~76%로 PACl과 Alum을 주입함에 따른 영향은 없는 것으로 판단된다. PACl과 Alum을 주입한 슬러지의 TVS 제거효율은 HRT 20일에서 각각 평균 19.6%, 19.9%로 Control (23.8%)에 비해 약 4% 가량 작은 값을 나타내었으며, BVS 제거효율은 HRT 20일 조건에서 Control 반응조의 경우 평균 34.5%, PACl과 Alum 슬러지는 각각 평균 25.8%, 26.9%로 나타내어 PACl과 Alum 슬러지가 Control 보다 약 8% 낮은 제거효율을 보였다.