• Journal of Biosystems Engineering
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• 제37권6호
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• pp.365-372
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• 2012

Purpose: Performance of slurry composting and biofiltration with methane production (SCB-M) using swine manure and sawdust was evaluated. The suitable specific liquid input (SLI) was determined at lab-scale SCB. Method: In lab-scale SCB, the SLI test was performed at liquid input rate of 0.04, 0.09, $0.17cc/cm^3$ with constant sawdust volume. In pilot-scale SCB-M, the swine manure was fed to methane digester at organic loading rate (OLR) of 0.25-0.5 g VS/L/d. The effluent from methane digester was filtered using SCB. Results: The SLI at $0.04cc/cm^3$ showed good performance in terms of retention time. In pilot-scale SCB, the removal of $NH_3$-N and total nitrogen (T-N) was found to be around 59% and 28%, respectively. Similarly, volatile fatty acid (VFA) and total chemical oxygen demand (TCOD) removal was found be 56% and 43%, respectively. Conclusions: For SCB-M process, the SLI of $0.04cc/cm^3$ is recommended. The performance of swine manure treatment was improved more by using SCB-M system than using methane digester only.

• 상하수도학회지
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• 제20권3호
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• pp.397-402
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• 2006

The treatment characteristics of leachate produced from pretreatment facilities like composting and feeding were investigated in a mesophilic anaerobic treatment. Experiments were performed in two phase which were acidification and methane fermentation. The acidification step was optimized for OLR from 1 to $4.5kg\;COD/kg\;VS{\cdot}day$ without adding NaOH. As experiment dates became longer, the solubilization ratio of particles increased up to 30% over 70 days. TVA was generated up to maximum 9,970mg HAc/L at OLR of $2kg\;COD/kg\;VS{\cdot}day$. But TVA was generated to minimum 6,519mg HAc/L at OLR of $4.5kg\;COD/kg\;VS{\cdot}day$. The acidification ratio was analyzed from 10.9% to 3.8% at OLR of $2kg\;COD/kg\;VS{\cdot}day$ and $4.5kg\;COD/kg\;VS{\cdot}day$ respectively. After 55 days, salt contents in the acid fermenter were accumulated and stabilized at the concentration of 3,150mg/L. Sodium ion($Na^+$) concentration was stabilized at 1,300mg/L. At methane fermentation step, biogas was generated up to 750ml and 937.5ml at the feeding volume of 20ml and 25ml respectively for acid fermented liquid during 25 days. About 80% of total biogas was generated during early 15 days and 95% were generated during 18 days respectively. After 25 days of the BMP test, acetic acid was removed approximately 97% and 98%, in case of those two experimental conditions.

• 한국물환경학회지
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• 제33권5호
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• pp.546-555
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• 2017

The Nutrient budget is one of the agricultural-environment indicators of OECD. A nutrient budget measures the surplus as the differential between the inputs and the outputs of within a certain boundary and within a specified period of time (i.e. one year). According to OECD, the annual nitrogen budget for Korea was $245kg\;N\;ha^{-1}$ in 2014, which corresponds to the first position among OECD countries. In Korea in 2014, about 90 % of livestock excreta was composted as solid and liquid manure, which are usually and customarily spread on agricultural land. The objectives of this study are intended to suggest methodology of the regional nitrogen budget as a nitrogen management tool, which considers conversion from raw excreta to composted manures based on the methodology of OECD/Eurostat, and application of the new method in an agricultural region of Korea. As a result, the calculated excess rate of hydrospheric nitrogen surplus was $251kg\;N\;ha^{-1}$ (in the region in 2014), which indicates the presence of potential risks emanating from excessive nitrogen, with regard to both export water and soil environments. The findings also assert that this was shown to be one of the most important elements in the nitrogen budget, which translates to the actual amounts of nitrogen lost during the solid composting process. To better understand the process and the reliability of the method, it is necessary to analyze the sensitivity of the relevant co-efficients used in the method in the near future.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권2호
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• pp.123-130
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• 2014

Percolation is the important process of extracting the soluble constituents of a fine mesh, porous substance by passage of a liquid through it. In this study, bio-wastes were percolated under various conditions through continuous percolation processes, and the energy potential of percolate was evaluated. The representative bio-wastes from the K composting plant in Darmstadt, Germany were used as the sample for percolation. The central objective of this study was to determine the optimal amount of process water and the optimum duration of percolation through the bio-wastes. For economic reasons, the retention time of the percolation medium should be as long as necessary and as short as possible. For the percolation of the bio-wastes, the optimal percolation time was 2 hr and maximum percolation time was 4 hr. After 2 hr, more than two-thirds of the organic substances from the input material were percolated. In the first percolation process, the highest yields of organic substance were achieved. The best percolation of the bio-wastes was achieved when the process water of 2 L for the first percolation procedure and then the process water of 1.5 L for each further percolation procedure for a total 8 L for all five procedures were used on 1,000 g fresh bio-waste. The gas formation potentials of 0.83 and $0.96Nm^3/ton$ fresh matter (FM) were obtained based on the percolate from 1 hr percolation of 1,000 g bio-waste with the process water of 2 L according to the measurement of the gas formation in 21 days (GB21). This method can potentially contribute to reducing fossil fuel consumption and thus combating climate change.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제5권2호
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• pp.199-215
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• 1992

Sources of organic waste materials for aerobic and/or anaerobic degradation, or for composting of solid wastes in Germany were estimated. The basic microbiology and the energetics of these processes were compared with special emphasis on anaerobic degradation, for which a general degradation scheme of carbohydrates is presented. Advantages of anaerobic over aerobic treatment processes are pointed out and conditions for maintaining a highly stable anaerobic process as well as producing a sanitized, hygienic product are discussed. Reactor systems suitable for efficient treatment of wastes with a high or low proportion of suspended solids are principally compared and results of laboratory studies on the degradation of several wastes and animal manures summarized. Finally, a piggery slurry treatment factory for an ultimate slurry processing to obtain a dry fertilizer and a harmless, disposable liquid, as it is in operation in Helmond/Holland, is presented and preliminary process data are presented.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.671-675
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• 2012

본 연구는 2008년부터 2010년까지 경기도 여주군 능서면 오계2리 SCB 액비를 시용한 논에서 수질환경 부하 저감을 위한 물관리 방안을 제시하고자 시험을 수행하였다. 첫째, 액비가 시용된 경지정리된 논에서는 시용 직후부터 이앙 후 3주까지 물 흘러대기를 금지하여 시용된 양분의 환경부하를 최소화하면서 시비효율을 높이는 방안, 둘째, 액비를 최소 이앙 20일 전에 시비하여 토양 중 양분 보유 능력을 높여 작물의 양분 이용효율을 높이는 방안, 셋째, 액비 살포 후 바로 경운시 담수심을 5 cm내외로 유지하여 환경부하 저감 및 용수절감 효과를 높이는 방안, 넷째, 액비 중에 포함되어 있는 분변성 대장균은 논에 시용 후 48시간 후부터 소멸되기 시작하므로 최소 2일 동안 물꼬를 막아 논 표면수의 유출을 억제하여 대장균에 의한 인근 하천 수계 오염을 저감하는 방안이 있다. 그러나, 본 연구에서는 SCB 액비를 시용하는 평탄지 논에서 수행한 연구결과로 물관리 패턴이 다른 곡간지 논에서는 한계점이 있을 것으로 생각되나 액비를 시용하는 논은 대부분 시용이 용이한 경지정리된 평탄지 논으로 본 연구결과들은 외부 수질환경 부하를 방지하기 위한 영농지도 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제15권1호
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• pp.69-74
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• 2009

축분 퇴비 생산은 축분 종류, 처리방법, 부자재 종류 등에 따라서 비료성분과 품질이 다양 하고 축분 퇴비 이용은 축분 퇴비 종류 및 채소, 과수, 일반밭작물, 수도작 등의 재배작물에 따라서 시비량이 차이가 있으므로, 축분 퇴비 생산과 이용은 지역 농업의 축산업 및 작물재배 특성에 부합된 축분 퇴비 생산 및 이용시스템을 확립해야 될 것으로 판단되었다. 생분 수분조절용 부자재는 77%가 톱밥을 사용하고 있었으며, 축분 공동처리는 유료가 82%로서 퇴비화 처리 비용(원/톤)은 $2{\sim}4$만원 정도였다. 퇴비화처리설비는 지붕 있는 통기 퇴적방식 및 개방형 로터리(또는 스크푸) 교반방식이 많았다. 축분 퇴비 재료의 연간처리량(톤/년)은 $0.5{\sim}1$만 톤 이하가 많았으며, 생산된 축분 퇴비의 운영관리비(원/톤)는 $5{\sim}10$ 만원 범위를 나타내 보였고, 경영수지 적자가 30%, 수지 보합이 20% 이였다. 축분 퇴비 이용은 채소와 과수 농가가 60% 이상이며, 비 포대용 퇴비판매가격은 축산농가 및 농협에서 생산된 축분 퇴비의 품질, 생산 상황, 경종농가와 관계 등에 따라서 차이가 있으나, 퇴비 판매가격이 2톤 차 1대당 8만원에서 16만원 범위로 퇴비 숙도에 따라서 다양 하였고, 포대용 축분 퇴비 1포대(원/20kg) 가격은 $2,000{\sim}4,000$원 범위가 대부분을 차지하였다. 시설오이재배 농가에서 축분 퇴비 시비량은 평균 10톤/10a이고, 화학비료 시비량은 평균 70kg/10a 이었으며 이때에 수확량은 23.5톤/10a 등으로 나타났다. 사용 퇴비 종류는 우분, 돈분 및 계분 등의 축분 퇴비가 76%를 차지하였으며, 시설재배보다 노지재배에서 80% 이상 많이 활용 되었으며, 퇴비 이용 상에 문제점은 노동력 부족으로서 포대퇴비 이용보다는, 대부분이 퇴비제조 업자를 통하여 벌크퇴비 상태로 포장에 시비하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.61-67
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• 2003

축산폐수를 처리 시 우선 탈수 후 고상은 퇴비화, 액상을 연속회분식반응기(Sequencing batch reactor, SBR)로 이용하여 처리하는 시스템을 구상하였다. 영양염류 제거를 위한 SBR 공정의 안정적인 운전을 위한 운전모드 결정 실험을 수행하였다. K시 공공축산폐수처리장의 원심분리기에서 나온 유출수를 사용한 실험에서 질소를 제거하기 위한 적정 fill ratio는 1/12, SRT는 15일, 폭기/비폭기 주기는 2시간/1시간이었다. 탈질을 위하여 주입한 외부탄소원으로는 메탄올을 사용하였고 single feeding 방법과 step feeding 방법을 사용하였다. 이 결과 step feeding 방법을 사용시 더 효과적으로 유기물을 사용 탈질효율을 증가시킬 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.471-471
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• 2011

2012년 가축분뇨 해양투기가 전면 금지됨에 따라 가축분뇨의 자원화의 필요성이 대두되고 있다. 하지만 현재 가축분뇨 발생량의 일부는 퇴비화로 농경지로 환원되고 있으며, 지역에 따라 일부 지역에서는 농경지면적 대비 가축분뇨 필요량을 초과하는 것으로 나타나, 산림지 및 조림지역으로의 가축분뇨 환원이 새로운 대안중 하나로 대두되고 있다. 특히, SCB (Slurry Composting and Biofiltration) 액비는 성분이 비교적 균질하고 저농도이며 냄새가 없어 산림유역에 시비가 가능할 것으로 판단된다. 하지만, 액비 시비량에 따라 수분 및 영양성분 수지 불균형 등을 초래하여 토양에 축적될 우려가 있고, 지하수로 침출될 가능성이 있어 이에 대한 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 산림유역 중 백합나무 조림지인 바이오순환림과 포플러 조림지인 유휴지에 SCB액비를 시용하였을 때 지하수에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 매주 지하수 수질 모니터링을 실시하였다. 특히, 청색증 등을 유발시켜 지하수 오염의 지표인 질산성질소를 중심으로 지하수 수질 분석을 하였으며 질산성질소의 오염원을 판단하기 위하여 질소 동위원소비를 분석하였다. 시험림의 물리적 특성이 다른 두 산림유역에서의 SCB액비 시용에 따른 지하수 모니터링 결과는 향후 지속적인 모니터링이 이루어진다면 산림지에서 SCB액비 시용에 따른 수질영향 평가 및 모델링 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권10호
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• pp.845-854
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• 2009

최근 전 세계적으로 환경 중에 잔류하는 항생물질로 인한 항생물질 내성박테리아의 발현에 대한 우려가 커지고 있다. 그러나 국내의 경우 이에 대한 기초자료 확립을 위한 액상(수질)과 고상(토양, 저질토)에 잔류하는 항생물질의 동태와 이동에 대한 연구는 극히 드문 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내 우분 퇴비화 시설에 인접한 농경지 토양과 지표수 및 저질토에 대한 항생물질 모니터링을 실시하여 tetracycline 계열의 항생물질 3종(tetracycline, chlortetracycline, oxytetracycline)과 sulfonamide 계열의 항생물질 3종(sulfamethazine, sulfamethoxazole, sulfathiazole)에 대한 분포특성을 살펴보았다. 항생물질은 고형상추출(SPE, solid phase extraction)을 실시한 후 고성능액체크로마토그래피 질량분석기(HPLC/MS)로 분석하였다. 이를 통해 검출된 환경 중 항생물질의 농도는 지표수에서 BDL ~0.71 ${\mu}g$/L, 저질토에서 BDL ~27.61 ${\mu}g$/L, 농경지 토양에서 0.12~157.33 ${\mu}g$/L 수준으로 나타났으며 퇴비화 시설과 인접한 지점의 시료에서 상대적으로 높은 수준의 항생물질이 검출되었다. 이를 통해 퇴비화 시설이 환경 중에 존재하는 항생물질에 영향을 주고 있음을 알 수 있었다. 한편 수질시료에 비해 저질토와 토양에서 항생물질이 높은 농도로 검출되었으며 이는 항생물질의 물리화학적 특성에 기인하는 것으로 판단되었다. 장기적으로는 저질토와 토양에서 항생물질 내성박테리아 발현이 우려되므로 향후 항생물질의 환경 중 이동 및 잔류특성 평가를 위한 장기 모니터링 연구가 필요할 것으로 판단된다.