퇴비 공장에서 발생하는 대표적 질소계 악취가스인 암모니아를 제거하기 위해 퇴비발효장에 바이오필터를 설치하여 암모니아와 대표적 유황계 악취가스인 황화수소에 대한 제거성능을 조사하였다. 퇴비공장의 악취가스 발생은 현장의 날씨 및 퇴비 상태, 퇴비교반기의 가동여부에 따라 많은 영향을 받게 되며, 발생되는 악취의 농도는 약 2배까지 차이를 보였다. 그리고 수용성 취기를 효과적으로 제거하기 위해 수세 방식의 전처리조를 가동함으로써 암모니아의 제거능을 약 3배 이상 향상시킬 수 있었다. 바이오필터의 장기안정성을 조사하기 위해 일정한 풍량조건(SV=500h-1) 하에서 약 100일간 가동한 결과 미생물들의 순치기간은 약 30일이었으며. 이후 탈취능은 안정화되었다. 안정화가 이루어진 후 암모니아와 황화수소의 제거율은 각각 95%이상. 97%이상 유지할 수 있었다. 100$\textrm{m}^3$/min의 풍량을 처리하는 퇴비공장용 바이오필터의 전기 소비량은 약 80㎾h/일이었고, 용수 소비량은 80~100ι/일이었다. 결과적으로 퇴비장에서 발생되는 악취를 제거하기 위해 바이오필터를 적용할 경우 탈취능이 우수할 뿐만 아니라 경제적인 측면에서도 효과적일 것으로 판단되었다.
The objective of this study was to analyze an availability of green roof soil based on the bottom ash soil and compost using sludge derived from food factory as comparing and analysing the growth of native plants. Analysing the physical properties and chemical resistance of 12 different type mixing soils which is mainly used in green roof, selected 4 types of soil, experiments were conducted to compare plant growth. The growth status of the plant showed the most superior of the soil 13(control), next soil 9(Pearlite : Bottom Ash : Compost = 20 : 60 : 20) and soil 10(Pearlite : Zeolite : Compost = 60 : 20 : 20) This result showed that native plants grow well in the soil based on the bottom ash and compost using sludge derived from food factory, and this soil type is determined that is available the green roof soil.
In order to find out an alternative way of analysis of food waste compost, the Near Infrared Reflectance Spectroscopy(NIRS) was used for the compost assessment because the technics has been known as non-detructive, cost-effective and rapid method. One hundred thirty six compost samples were collected from Incheon food waste compost factory at Namdong Indurial Complex. The samples were analyzed for nitrogen, organic matter (OM), ash, P, and K using Kjedahl, ignition method, and acid extraction with spectrophotometer, respectively. The samples were scanned using FOSS NIRSystem of Model 6500 scanning mono-chromator with wavelength from $400\~2,400nm$ at 2nm interval. Modified partial Least Squares(MPLS) was applied to develop the most reliable calibration model between NIR spectra and sample components such as nitrogen, ash, OM, P, and K. The regression was validated using validation set(n=30). Multiple correlation coefficient($R^2$) and standard error of prediction(SEP) for nitrogen, ash, organic matter, OM/N ratio, P and K were 0.87, 0.06, 0.72, 1.07, 0.68, 1.05, 0.89, 0.31, 0.77, 0.06, and 0.64, 0.07, respectively. The results of this experiment indicates that NIRS is reliable analytical method to assess some components of feed waste compost, also suggests that feasibility of NIRS can be Justified in case of various sample collection around the year.
한국인이 가장 좋아하는 음식인 김치의 소비가 증가하면서 김치공장부산물(KWF)도 증가하였다. 본 연구는 KWF를 처리한 아주까리유박의 퇴비화에서 이화학적 특성의 변화와 시비에 따른 상추의 생육을 평가하였다. 처리구는 아주까리유박(60%)과 톱밥(40%)을 혼합한 대조구, KWF 35% 처리구(K-1), KWF 50% 처리구(K-2) 및 KWF 65% 처리구(K-3)로 설정하였다. KWF처리 후 pH, 유기물 및 미생물상은 처리구별 차이를 나타내지 않았으며, 대조구와 비교할 때, KWF처리구의 질소함량은 증가하였고, 유기물대 질소비는 감소하였다. 퇴비화 종료 후 KWF처리구는 비료공정규격에 적합하였으나 K-3의 염분은 1.91%로 다른 처리구들 보다 높았다. K-1처리구와 K-3처리구에서 상추의 생물중과 건물중은 대조구와 비슷하였다. 이러한 결과들은 김치공장 부산물이 퇴비원료로 사용이 가능하지만 작물에 안전한 아주까리유박퇴비의 생산을 위해서는 35% 이하로 사용하는 것이 적절함을 나타내었다.
본 연구는 수분조절제로서 김치공장 부산물(KFW) 처리에 따른 우분의 퇴비화 특성 및 퇴비의 시비에 따른 상추의 생육에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 실험에 사용된 퇴비 처리구는 대조구(우분 65 %+톱밥35 %), KFW 5 % 처리구(우분 65 %+톱밥30 %+KFW 5 %), KFW 10 % 처리구(우분 65 %+톱밥25 %+KFW 10 %) 및 KFW 15 % 처리구(우분 65 %+톱밥20 %+KFW 15 %)로 설정하였다. 퇴비화 25일 경과 후부터 KFW 처리구의 온도는 대조구보다 낮았다. 대조구와 비교할 때, KFW 15 % 처리구의 수분함량은 약 $5^{\circ}C$ 정도 낮았고, 유기물함량과 질소함량은 약간 높았으며, pH와 유기물대 질소비는 대조구와 비슷하였다. 발아지수를 통한 부숙도 평가에서 KFW 처리구들은 퇴비화 후 25일 경에, 대조구는 35일 경에 70이상을 나타내어 부숙이 완료되었다. KFW를 처리한 우분퇴비를 시비하였을 경우 KFW 10 % 처리구와 KFW 15 % 처리구에서 상추의 건물중이 각각 84 %와 67 %씩 증가하였다. 이러한 결과를 종합할 때, 김치공장 부산물은 가축분 퇴비화 과정에서 퇴비원료 및 수분조절제로서 사용이 가능하다는 것을 알 수 있었다.
The main purpose of this study is as follows : Finding a solution for fresh wood chips to be used as an alternative growing-media through a study of the formation method of a compost base that is applicable on both construction site and composting factory to ferment fresh wood chips produced from construction site as well as a study on adjuvant or secondary materials. The result from the experiment plot using wood chips sized 50mm or less, manure and fertilizer mixed manure as a source of nitrogen to compost fresh wood chips has shown that the temperatures 9days and 3days after the beginning of the experiment reached to $49.0^{\circ}C$ and $40.4^{\circ}C$ respectively, the heating duration was 7days and 4days respectively, and the C/N ratio was 26.5 and 25.3, each satisfying the standard for composted manure (25.0~40.0). Also, the other result from another experiment plot using mixture of sandy soil and microorganism as an inoculation source of microorganism has shown that the temperature 10days after the beginning of the experiment reached to $67.6^{\circ}C$ and lasted 16days. The experiment plot using sandy soil has shown the highest figure of $5.3{\sim}108$ CFU/g in terms of number of microorganism. The result from the experiment plots for on-site composting of fresh wood chips have shown that the experiment plot that used sandy soil with fertilizer due to supply restriction of manure as a nitrogen source in construction site reached the high temperature of $54.7^{\circ}C$ after 3days of experiment beginning and maintained heating state for 17days and reached 30.6 of C/N ratio, satisfying the standard for composted manure.
본 연구는 우리나라에 설치된 공공자원화시설 중에서 일처리용량이 0.5톤 이상인 자원화시설 중 가장 많은 분포를 보이는 퇴비화시설을 중심으로 설치 및 운영상황에 대하여 정밀진단하고 개선방안을 도출하기 위하여 수행되었다. 음식물쓰레기의 반입량을 월평균 및 년 평균값으로 조사한 결과, 월 평균값이 1,101.7톤/일, 년평균값이 930.9톤/일으로 평균계획용량 1,270.9톤/일에 상당량 미달되는 것으로 나타났다. 퇴비화시설의 입지조건도 공장등록이 불가능한 지역에 위치하여 허가를 득하지 못한 경우가 많았다. 퇴비화시설의 가동정지되는 주된 고장원인 기기는 발효시설과 파쇄시설로 나타났으며, 금속류 이물질유입은 파쇄시설의 고장이 주된 원인으로서 고장 및 부식에 대비한 설계가 요구된다. 초기함수율은 50~60%의 수분함량을 지키고 있는 것을 확인 되었으나, 톱밥, 음식물쓰레기, 반송퇴비가 적정하게 혼합되어 초기조건을 만족시킬 필요성이 있는 것으로 조사되었다. 발효시설의 체류시간은 부숙시설 15일, 후부숙조는 21일로서 최소기준이 설정되어 있으나, 일부 시설이 조건을 만족시키지 못하고 있는 것으로부터 시설의 종류에 따라서는 분해에 더 많은 시간이 소요됨으로 시설의 특징을 초기에 잘 파악하여 체류시간을 결정할 필요성이 있다. 퇴비화에 있어서 미생물 산화열에 의하여 발효조가 운영되어 경제성이 확보되어야 하나, 조사에 응한 25개소 중에서 14개소가 발효조에 어떠한 형태이던지 가온을 하고 있는 것으로 조사되었다. 이들 가온 시설은 역으로 미생물의 성장을 억제하여 퇴비화반응을 저해될 수 있는 것으로부터, 퇴비화에 있어서 미생물산화열을 이용하여 가능한 수분을 증발시키는 것을 기본으로 설계되어야 한다. 퇴비의 생산량을 발효조에 투입되는 음식물쓰레기와 부재료의 1일 평균 투입량이 22.8톤이었으며 퇴비로 생산된 량은 7.3톤/일로서 감량율이 68%를 보였다. 생산된 퇴비의 성상을 색상, 분해열의 잔류여부, 냄새 등으로 양질의 여부를 판단한 결과, 퇴비화 시설의 50% 정도는 퇴비화공정이 적정 설치, 운영이 되지 못했다는 것이 밝혀졌다. 생산된 퇴비가 토양에 건전한 형태로 제조되어야 할 것이다.
This paper studied production characteristics of organic farming products and analyzed management income and production cost of organic farming(rice). In order to analyze these points actually, this study was focused on pruduction activities of a producers' organization, Pulmoo Cooperatives in Hong-Dong Myun, Hong-Seong Region, Chung Nam Province. So the following results were obtained : In 1994, output level and an income rate of rice per unit area(10a) which was produced in organic farming method(O.F.M) was higher than those of general farming method(G.F.M) as about 5%, 7.4%. And management income size of the former was 1.8 times as large as that of the latter. But rice production cost of O.F.M was 1.93 times as much as that of G.F.M, particularily in labor cost and farming equipment cost, light and heat expenses, many other material costs. For the progress of organic farming O.F.M and equipmets should be developed much more, for example, the technics of prevetion against damages by blight and harmful insects and improvement of varieties, natural pesticides, agricultual application of microorganisim, construction of compost heat factory, etc. Since these technics and establishments have taken on the public goods, the development of those should be supported by government.
본 연구에서는 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 악취폐가스의 대표적인 제거대상 오염원인 암모니아의 효율적 처리를 위하여, 여러 운전 조건 하에서 동 부피의 폐타이어담체와 compost를 충전하고 반송슬러지를 고정한 바이오필터의 암모니아 제거 특성을 조사하고 바이오필터공정의 적정운전조건을 구축하였다. 암모니아를 함유한 폐가스의 처리를 위하여 바이오필터를 30일(2회/1일의 회수로 총 60회 실험) 동안 약 $30^{\circ}C$의 온도조건 하에서 암모니아부하를 $2.18g-N/m^3/h$부터 $70g-N/m^3/h$ 까지 증가시키면서 운전하였다. 바이오필터를 가동하여 I부터 IV 단계까지는 암모니아 제거율이 거의 100%로서, 암모니아부하가 $17g-N/m^3/h$에 이르기까지 거의 모든 암모니아가 제거되었으나, 바이오필터 운전 V 단계에서 암모니아부하를 약 $35g-N/m^3/h$로 증가시켰을 때에 암모니아제거율은 약 80% 정도로 급락하여 암모니아 제거용량이 약 $28g-N/m^3/h$이었다. 그러나 바이오필터 운전 VI 단계에서 암모니아부하를 약 $70g-N/m^3/h$로 두 배로 증가시켰을 때에도 암모니아제거율은 80%를 유지하여 최대암모니아 제거용량이 약 $55g-N/m^3/h$에 달하였다. 이와 같이 본 연구의 최대 암모니아 제거용량은, 분뇨슬러지를 유기담체인 rock wool에 접종하고 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 최대 암모니아 제거용량인 $1,200g-N/m^3/day$(i.e., $50g-N/m^3/h$)보다 다소 우월하였다. 그러나 본 연구의 암모니아 질소 임계부하는 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 암모니아 질소의 임계부하인 $810g-N/m^3/day$(i.e., $33.75g-N/m^3/h$)에 미치지 못하였다. 본 연구의 최대 암모니아 제거용량이 Kim 등보다 우월한 이유는 Kim 등에 의하여 사용된 미생물담체보다 본 연구에서 사용한 미생물담체인 폐타이어담체의 코코넛 활성탄분말로 도포된 표면 및 발달된 내부공극이 각각 질산화 및 탈질 미생물이 고정화되기 더욱 쉬운 환경을 제공하기 때문이라고 사료된다.
본 연구에서는 광촉매반응기/폐가스 가습조(유동상호기 및 무산소조)를 포함한 바이오필터공정으로 이루어진 하이브리드시스템을 구축하여 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물을 포함한 악취폐가스에 대한 처리효율을 제고하고 종합적인 적정 작업조건을 구축하였다. 악취가스(2 L/min)에 포함된 암모니아(300 ppmv)의 경우 광촉매반응기에서 약 22%가 제거되고, 폐가스 가습조에서 약 55%가 제거되고, 후 공정인 바이오필터에서 나머지인 약 23%가 모두 제거되었다. 악취가스에 포함된 톨루엔(100 ppmv)의 경우 광촉매반응공정에서 약 20%가 제거되고, 폐가스 가습조(유동상 호기 및 무산소조)에서 약 10% 제거되며 마지막 공정인 바이오필터에서 나머지 70% 모두가 제거되었다. 따라서 물에 용해도가 높은 암모니아의 경우에는 폐가스가습조에서 주로 제거되었고, 용해도가 낮은 톨루엔의 경우는 바이오필터에서 주로 제거되었다. 한편 황화수소(10 ppmv)는 광촉매반응공정에서 거의 처리되고 잔류 trace는 폐가스가습조에 용해되어서 바이오필터로 인입되는 가습된 feed에서 황화수소가 검지되지 않았다. 폐가스 가습조(유동상호기 및 무산소조)에서의 nitrate 농도는 무산소조에서 발생하는 탈질반응 때문에 무산소조 경우가 유동상호기조보다 약 3 ppm 정도 낮았다. 또한 폐가스가습조의 용존 암모니아 농도는 실험 시작부터 1,500~2,000 ppm 사이의 높은 값을 유지하였는데, 이는 폐가스 가습조 내부에 있는 용수에 포함된 염화암모늄 및 기타 암모니아성 질소원에 기인한다고 간주된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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