• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2001년도 정기총회 특별강연 및 춘계학술연구발표회(2)
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• pp.109-112
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• 2001

A case study of foodwaste treatment was conducted to compare the impacts of four scenarios: incineration, incineration after biogasification, biogasification followed by composting, and composting. Potential contributions to climate change, acidification, consumption of landfill and human toxicity were assessed. Characterization of human toxicity caused by metals and PCDD/DF was performed by three multimedia fate models. Scenarios with a biogasification process showed lower impact on climate change and human toxicity. The ranking of four scenarios on human toxicity varied depending on the characterization models applied. The steady state models placed high priority on emission of heavy metals to farmland, whereas the dynamic model estimated the emission of PCDD/DF from the incineration process as more significant.

• 한국환경과학회지
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• 제31권7호
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• pp.609-616
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• 2022

In this study, the effect of different reaction times for thermal-alkaline pretreatment on the solubilization and biogasification of polyhydroxybutyrate (PHB) were evaluated. Thermal-alkaline pretreatment tests were performed at 73 ℃ and pH 13 at 0-120 h reaction times. The mesophilic anaerobic batch tests were performed with untreated and pretreated PHB samples. The increase in the pretreatment reaction time results in a 52.8-98.8% increase of the abiotic solubilization efficiency of the PHB samples. The reaction time required to achieve solubilization efficiencies of 50%, 90%, and 95% were 10.5, 52.0, and 89.6 h, respectively. The biogasification of the untreated PHB samples achieved a specific methane production rate of 3.6 mL CH₄/g VSS/d and require 101.3 d for complete biogasification. The thermal-alkaline pretreatment significantly improved specific methane production rate (10.2-16.0 time increase), lag time (shortened by 76-81%), and time for complete biogasification (shortened by 21-83%) for the biogasification of the PHB samples when compared to those of the untreated PHB samples. The improvement was higher as the reaction time of the thermal-alkaline pretreatment increased. The findings of this study could be used as a valuable reference for the optimization of the biogasification process in the treatment of PHB wastes.

• 자원리싸이클링
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• 제26권1호
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• pp.59-68
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• 2017

본 연구는 항진 항균 작용이 보고되어진 고춧가루 함량(0% ~ 1%)에 따른 음식물쓰레기와 하수슬러지 혼합 물질(1 : 5 V/V%)의 혐기성통합소화 효과를 평가하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서 고춧가루 함량 변화가 혐기성미생물 중 가수분해균과 메탄생성균보다 산생성균에 영향을 더 큰 줄 수 있음을 보였으며, 고춧가루함량이 가장 낮은 CAP0 (Capsaicin 0)에서 실험적 누적 메탄수율(ECMY)과 실험적 바이오생산량(EBEP)이 각각 0.17 L $CH_4/g$ $VS_{fed}$와 1,465 cal/g $VS_{fed}$로 최고값으로 측정되어졌다. 그리고 고춧가루 함량이 증가함에 따라 정상운전 위하여 혐기성 미생물의 순응을 위한 기간이 필요함을 보였다.

• 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.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.67-76
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• 2021

바이오가스화는 유기성폐기물을 안정적으로 분해하여 처리하는 과정에서 발생하는 메탄(CH₄)가스를 이용해 환경친화적인 연료를 생산하는 기술이다. 바이오가스화는 수분함량이 높은 유기성폐기물의 에너지화에 가장 많이 활용되는 방법이며, 직매립(2005) 및 해양투기(2013) 등의 금지에 따른 유기성폐기물 처리에 유용한 공법이다. 최근 국내에서 발병한 아프리카돼지열병(ASF, African Swine Fever)으로 습식사료화 재활용이 금지되고, 건조 사료화 및 퇴비화 등의 생산제품 수요처가 부정적으로 인식되면서 음식물류폐기물의 처리에 어려움을 겪고 있다. 이에, 음식물류폐기물의 처리 및 자원화를 위해 바이오가스화가 더욱 주목받고 있다. 우리나라 에너지소비 규모는 268.41 10⁶toe에 이르며 세계 9위 수준이다. 하지만 공급에너지의 약 95.8 %를 해외수입에 의존하고 있는 에너지 빈곤 국가이다. 따라서 국내에서는 신·재생에너지 공급의무화제도(RPS, Renewable energy portfolio standard)를 도입하고 있다. 국내의 RPS 제도는 다른 신재생에너지와 비교하여 폐기물에너지의 신·재생에너지 공급인증서(REC, Renewable energy certificate)의 가중치를 낮게 설정하고 있다. 따라서 폐자원에너지의 활성화를 위한 추가적 인센티브 제도가 요구된다. 본 연구에서는 음식물류폐기물, 음폐수 및 다양한 유기성폐기물이 처리되는 혐기소화조의 운영방식을 알아보고, 일정 기간의 정밀모니터링을 통해 폐자원에너지 인센티브제도를 마련하는 기초자료로써 활용하고자 하였다. 유기성 폐기물로 바이오가스를 생산하여 발전과 중질가스로 활용하는 4개소를 대상시설로 선정하였고, 현장조사 및 시료채취를 실시하였다. 채취된 유기성폐기물의 유입물 시료와 처리공정에 따른 유출물 시료의 기초 성상분석을 수행하였다. 성상분석 결과, 소화조 유입물의 총 고형물은 평 균 12.11 %이며, 총 고형물 중 휘발성 고형물은 85.86 %로 확인되었다. BOD와 CODcr 제거율은 소화조의 유입·유출 대비 각각 60.8 %와 64.8 %로 나타났으며, 유입물의 휘발성지방산은 평균 55,716 mg/L로 나타났으며, 혐기소화 후 감소율이 평균 92.3 %로 대부분 분해되어 제거된 것을 확인할 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.87-97
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• 2021

본 연구는 폐자원에너지 활성화를 위한 폐자원에너지 인센티브제도(안)을 마련하기 위하여 수행되었다. 선행연구와 경제성 분석을 통해 에너지이용 형태별 가중치를 마련하였고, 폐자원에너지 인센티브(안)은 에너지이용 형태별로 에너지효율을 감안하여 산정되었다. 바이오가스화 시설 11개소의 경제성 분석 결과, B/C 수치가 0.16 ~ 1.69로 매우 다양하게 나타났다. 편익에서는 폐기물처리 반입료 수입이 전체의 68.4 ~ 99.3 %로 매우 높게 나타났고, 경영수지가 흑자(+)가 되는 '1' 이상인 시설이 4개소로 나타났다. 에너지 이용량을 판매량 Nm³ 단위로 환산하기 위해 '단위환산' 계수로 발전 0.58 Nm³/KW, 스팀 0.17 Nm³/kg, 중질가스 1.00 Nm³/Nm³으로 산정하였고, '가중치'는 이용 형태별 각각 발전 0.249, 스팀 0.656, 중질가스 0.806으로 산정하였다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.77-86
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• 2021

본 연구에서는 유기성폐자원에너지 인센티브제도의 기초자료로 활용하고자 음식물폐기물, 음폐수 및 다양한 유기성폐기물이 처리되는 혐기소화조의 운영방식의 물질수지와 에너지수지 산정 결과를 통하여 에너지효율을 평가하고자 한다. 바이오가스화 시설 11개소의 물질수지 분석 결과 유기성폐기물을 제외한 반입물 중 공정수 21.1%, 시상수 25.7 % 다량 투입되는 것을 확인하였다. 그에 따라 연계처리수의 전체 유출물의 87.6 %를 차지하였다. 또한 총 유입물량의 15.7 %가 바이오가스로 전환되며, 총고형물(TS)가 평균 22 %임을 감안할 때 평균 75 %의 물질 전환율을 확인하였다. 에너지수지 분석 결과, 유입물의 잠재에너지 대비 바이오가스 열량을 분석하여 에너지 전환율은 평균 78.5%을 확인하였다. 바이오가스를 생산하기 위한 외부에너지원을 포함한 바이오가스 생산효율은 평균 69.4 %이며, 미이용된 유출에너지를 적용한 바이오가스 플랜트 효율은 평균 58.9 %로 나타났다.

• 한국환경보건학회지
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• 제23권1호
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• pp.28-33
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• 1997

This study was carried out to investigate factors affecting anaerobic digestion enhancement of waste activated sludge(WAS). In order to this investigation, the degradability and rupture of microorganisms cell present in WAS, and mesophilic anaerobic digestion(MAD) of these compounds, were also evaluated. The micro-organisms cell in WAS were ruptured by a mechanical jet stream and smashed under pressure of 30 bar. The rupture level of micro-organisms cell in WAS were determined using phosphate, soluble protein and soluble chemical oxygen demand (SCOD)concentrations. It was found that the rupture level of micro- organisms cell within WAS increased with increasing pretreatment times, and the pretreated WAS once under pressure of 30 bar resulted in an increase in VS removal and methane production of 5%, 9% over the intact WAS of 35%, 71%, respectively, in batchwise MAD of 6-day and 14-day retention time. With the pretreatment and MAD of 6-day retention time used, mesophlic bioconvertibility as the biogasification of WAS were found to be significantly higher biogas of 1, 850 ml than 300 ml under intact WAS. In conclusion it can be stated mechanical pretreatment enhances WAS bioconvertibility, while under identical treatment conditions, resulted in a considerable decrease in the bioconvertibility of intact WAS.

• 유기물자원화
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• 제24권2호
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• pp.3-13
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• 2016

본 연구는 바이오가스화 처리 유 무에 따라 하수슬러지 처리방법별, 즉 소각, 탄화, 건조, 고형화 등에 대한 환경성 및 경제성 분석을 실시하였다. 추가적으로 혐기 소화효율 45 %, 함수율 95% 등 정부정책 가이드 라인에 때한 경제적 타당성 조사도 실시하여 정책수립의 과학적 근거자료로 제시하고자 하였다. 경제성 분석을 위하여 30개의 혐기소화 소유 시설과 17개 소유하지 않는 시설을 조사하였다. 결과적으로, 환경성 및 경제성을 고려할 때 혐기소화 이후 후처리로 소각 또는 건조하는 경우가 가장 타당한 것으로 분석되었으며, 후처리로 탄화처리하는 경우가 가장 타당성이 적은 것으로 분석되었다. 고형화 처리는 가장 경제적이었으나 환경적 및 운전성이 부족하여 타당성이 부족한 것으로 분석되었다.

• 유기물자원화
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• 제29권1호
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• pp.37-46
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• 2021

가축분뇨에 함유된 질소와 인은 환경오염 유발 물질이지만 다양한 산업에서 사용되는 필수 자원이기도 하다. 본 연구에서는 가축분뇨에서 질소 회수에 활용되고 있는 스트리핑, 건조 및 탄화, 이온 교환, 전기투석에 대해 소개하였고, 2011년부터 2020년도까지 국내·외에서 수행한 실규모 연구 현황과 해외 실증플랜트 운영 사례를 분석하였으며 상기 조사결과를 바탕으로 공정별 평가를 실시하였다. 또한, 대표적인 기술인 스트리핑의 주요 운전인자인 pH, 온도, 기액비 등의 적정 범위를 제시하였고, 바이오가스화 공정 연계 시 예상되는 물질수지를 제공하였다. 본 연구에서 제시한 정보는 향후 관련 국내 정책 수립 및 실규모 플랜트 운전 시 유용한 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.