• 제목/요약/키워드: Methane Content

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In vitro gas and methane production of some common feedstuffs used for dairy rations in Vietnam and Thailand

  • N. T. D., Huyen;J. Th. Schonewille;W. F. Pellikaan;N. X. Trach;W. H. Hendriks
    • Animal Bioscience
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    • 제37권3호
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    • pp.481-491
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    • 2024
  • Objective: This study determined fermentation characteristics of commonly used feedstuffs, especially tropical roughages, for dairy cattle in Southeast Asia. This information is considered relevant in the context of the observed low milk fat content and milk production in Southeast Asia countries. Methods: A total of 29 feedstuffs commonly used for dairy cattle in Vietnam and Thailand were chemically analysed and subjected to an in vitro gas production (GP) test. For 72 h, GP was continuously recorded with fully automated equipment and methane (CH4) was measured at 0, 3, 6, 9, 12, 24, 30, 36, 48, 60, and 72 h of incubation. A triphasic, nonlinear, regression procedure was applied to analyse GP profiles while a monophasic model was used to obtain kinetics related to CH4 production. Results: King grass and VA06 showed a high asymptotic GP related to the soluble- and non-soluble fractions (i.e. A1 and A2, respectively) and had the highest acetate to propionate ratio in the incubation fluid. The proportion of CH4 produced (% of GP at 72 h) was found to be not different (p>0.05) between the various grasses. Among the selected preserved roughages (n = 6) and whole crops (n = 4), sorghum was found to produce the greatest amount of gas in combination with a relatively low CH4 production. Conclusion: Grasses belonging to the genus Pennisetum, and whole crop sorghum can be considered as suitable ingredients to formulate dairy rations to enhance milk fat content in Vietnam/Thailand.

음식물쓰레기와 하수슬러지의 고율 혐기성 통합소화 (High-rate Anaerobic Co-digestion of Food Waste and Sewage Sludge)

  • 허남효;정상순
    • 신재생에너지
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    • 제1권2호
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    • pp.60-72
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    • 2005
  • The effect of alkaline pre-treatment on the solubilization of waste activated sludge(WAS) was investigated, and the biodegradability of WAS, pretreated WAS, [PWAS], food waste and two types of mixture were estimated by biochemical methane potential [BMP] test at $35^{\circ}C$. The biodegradability of PWAS and mixture waste were significantly improved due to the effect of alkaline hydrolysis of WAS. An alkaline pre-treatment was identified to be one of the useful pre-treatment for improving biodegradability of WAS and mixture waste. In high-rate anaerobic co-digestion system coordinate with an alkaline pre-treatment in process, the digesters were operated at the HRT of 5, 7, 10 and 13 days with a mixture of FW $50\%\;and\;PWAS\;50\%,\;$In term of $CH_4$ content, VS removal and specific methane production [SMP] which are the parameters in the performance of digester, the optimum operating condition was found to be a HRT of 7 days and a OLR of 4.20g/L-day with the highest SMP of 0.340 L $CH_4/g$ VS.

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혐기성 고정상 생물반응기에서 담체의 종류에 따른 Biogas 생성 및 미생물 부착 특성에 관한 연구 (The Characteristics of Attached Biomass and Biogas Production in an Anaerobic Packed Bed Bioreactor with Several Carriers)

  • 안재동;강동수;장인용
    • 한국환경보건학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.75-81
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    • 1992
  • An experimental investigation has been carried out to evaluate the characteristics in wastewater treatment using an anaerobic packed bed bioreactor with ceramics, rubber sponge, soft stone A, and soft stone B as carrier. The results of the work have shown that soft stone A as a carrier was superior to other carriers in methane production, then the content of methane for soft stone A was about 70%. First of all, soft stone A had higher efficiency of the COD removal than the others in response of passing the operation, as well as it had a low volatile acid in reactor. In addition, the slope of methane production with respect to the removal of COD ($m^{3}CH_{4}$/kgCOD) was 0.58 for soft stone A. In biomass hold-up equation for each carriers, the equation of soft stone A was m$_{p}$=714 ($C_{o}/0.41+C_{o}$) and it was the largest in this experimented carriers. Based upon the results obtained, it is suggested that the major effective carrier in wastewater treatments within the packed bed bioreactor used in this experimental work by soft stone A.

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유동층 반응기를 이용한 저해성 유기물의 혐기성 분해 -페놀 부하 증가 중심으로- (Anaerobic Degradation of Inhibitory Organics using Fluidized Bed Reactor -Increase of Phenol Loading Rate-)

  • 박동일;최석규;김재우
    • 한국환경보건학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.57-67
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    • 1998
  • The characteristics of anaerobic degradation of phenol were studied in a fluidized bed reactor using a granular activated carbon as media. Increasing the phenol loading rate with variation of feed concentration was considered as an experimental variable. In the present anaerobic fluidized-bed reactor, the removal efficiency of phenol and COD was maintained about 93-99% and 91-96%, respectively, up to 3.6 kg-phenol/$m^3\cdot d$ of the phenol loading rate, but it was abruptly decreased under 5.0 kg-phenol/$m^3\cdot d$. The volumetric production of biogas per removed phenol was decreased linearly between 0.80-1.27 m$^3$ gas/kg-phenol (0.35-0.56 m$^3$-gas/kg-COD), increasing the phenol loading rate, and the methane content of biogas was 55-60% as similar to that estimated theoretically up to 3.6 kg-phenol/$m^3\cdot d$. But the production rate and methane content of biogas were suddenly decreased at the loading rate of 5.0 kg-phenol/$m^3\cdot d$. Therefore, the anaerobically biodegradable phenol loading rate of the present reactor was 3.6 kg-phenol/$m^3\cdot$ d in order to accomplish over 90% of the removal efficiency.

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전과정 평가에 의한 양돈 바이오매스의 물질 및 에너지 자원화 잠재량 연구 (Bioenergy and Material Production Potential by Life Cycle Assessment in Swine Waste Biomass)

  • 김승환;김창현;윤영만
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.1245-1251
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    • 2011
  • 본 연구는 축산부문에서 주요한 가축종인 돼지의 사육과 정과 도축 가공과정에서 발생하는 양돈 바이오매스의 발생특성을 조사 분석하고, 전과정 평가 기법을 활용하여 물질(퇴 액비) 및 에너지 (바이오가스) 자원화 잠재량을 평가함으로써 지역단위 바이오매스 순환단지 조성을 위한 기초자료를 확립하고자 하였으며, 이를 위해 양돈 바이오매스의 발생 단계를 사양단계와 도축 가공단계로 구분하여 각각의 단계에서 발생하는 양돈바이오매스의 물질 및 에너지 자원화 잠재량을 평가하였다. 사양단계는 성장단계(사육기간, 평균체중)에 따라 자돈 (1~9주, 23.4 kg), 육성돈 1기 (10~15주, 50 kg), 육성돈 2기 (16~21주, 80 kg), 비육돈 (22~26주, 110 kg)의 단계로 분류하고 도축 가공단계에서 발생하는 혈액과 폐내장류, 장내 잔재물로 구분하여 생산량을 산정하여 양돈 바이오매스의 물질 및 에너지 자원 잠재량을 평가한 결과 돼지 1두에서 발생하는 바이오매스의 총량은 542.02 kg로 나타났다. 양돈 바이오매스는 분 $210.68kg\;head^{-1}$, 뇨 $315.78kg\;head^{-1}$가 발생하는 것으로 평가되었으며, 분뇨 발생량은 성장단계별로 자돈 14.2%, 육성돈 1기 19.6%, 육성돈 2기 30.9%, 비육돈 35.2%를 차지하는 것으로 나타났다. 양돈 바이오매스에서 기인하는 매탄 생산 잠재량은 $24.56Nm^3\;head^{-1}$이였으며, 사양 단계에서 기인하는 메탄 생산 잠재량이 92.9%를 차지하는 것으로 나타났다. BMP 시험에 의한 최대 메탄생산량은 $16.58Nm^3\;head^{-1}$로 나타나 매탄 생산 잠재량의 67.5%가 에너지로 전환 가능하였으며, 94.4%가 사양 단계에서 기인하는 것으로 나타났다.

음식물류 폐기물 특성 및 메탄 발생가능량 평가 (Estimation of Characteristics and Methane Production Rate of Food Waste)

  • 이민규;김경;신현곤;배기환;김충곤;박준석
    • 청정기술
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    • 제25권3호
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    • pp.223-230
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    • 2019
  • 본 연구에서는 강원도 5개 지자체에서 발생된 음식물류 폐기물의 특성을 분석하고 메탄가스 발생량을 평가하였다. 시료는 2017년 7월과 9월에 걸쳐 총 2회 채취하였다. 메탄가스 발생가능량을 평가하기 위하여 BMP (biochemical Methane potential) 시험과 원소조성을 이용한 계산방법을 이용하였다. 음식물류 폐기물의 겉보기밀도는 평균 $0.758{\sim}0.850g\;cm^{-3}$, pH는 4.29 ~ 4.75이었다. 물리적 조성 중 주성분은 채소류가 56.43 ~ 72.81%로 가장 높았고, 과일류는 5.31 ~ 8.95%, 곡물류는 1.60 ~ 18.73%, 어육류는 4.47 ~ 12.11%, 여액은 1.76 ~ 3.64%이었다. 평균 수분함량은 69.30 ~ 75.87%, 가연분함량은 22.50 ~ 27.98%, 회분함량은 1.63 ~ 2.48%를 나타내었다. 또한 $BOD_5$$17,690.3{\sim}33,154.9mg\;L^{-1}$, $COD_{Cr}$$106,212.3{\sim}128,695.5mg\;L^{-1}$, 그리고 $COD_{Mn}$$51,266.1{\sim}63,426.3mg\;L^{-1}$의 범위를 보였고 NaCl 함량은 0.81 ~ 1.17%의 범위를 나타내었다. 원소분석 결과 C, H, O, N, S 함량은 각각 44.87 ~ 48.16%, 7.12 ~ 7.57%, 40.13 ~ 43.78%, 3.22 ~ 4.14%, 그리고 0.00 ~ 0.02%를 나타내었다. 음식물류 폐기물의 VS 단위질량당 메탄수율을 살펴보면 BMP 시험에 의한 메탄가스 발생누적량(${0.303{\sim}0.354m_{CH4}}^3\;{kg_{VS}}^{-1}$)은 원소조성과 생분해율을 반영하여 예측한 결과(${0.294{\sim}0.352m_{CH4}}^3\;{kg_{VS}}^{-1}$)와 큰 차이가 없었다.

혐기 소화 시 식물체 잔사 및 투입량에 따른 메탄 생산량 예측 (Predicting Methane Production on Anaerobic Digestion to Crop Residues and Biomass Loading Rates)

  • 신중두;홍승길;박상원;김현욱
    • 유기물자원화
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    • 제24권3호
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    • pp.75-82
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 농업에서 발생하는 식물체 잔사 종류별 투입비율에 따른 메탄 잠재 발생량을 예측하는 것이다. 바이오가스를 생산하기 위하여 보릿짚 및 유채대 등의 식물체 잔사를 다양한 투입율로 사용하여 세륨병에서 실험을 수행하였다. 표면 방법론의 운동방법을 통하여 메탄 생산은 Gomperz 수식에 적합한 것으로 나타났다. 중온소화 시 식물체 잔사별 바이오가스 생산에 있어, 최대생산량은 보릿짚 및 유채대 투입율 1%로 혐기소화 후 각각 6.8일에 37.2 mL/g과 7.5일에 28.0 mL/g로 나타났다. 중온소화 시 메탄 함량은 보릿짚 및 유채대 투입율 5%로 혐기소화 후 각각 5.5일에 61.7%와 3.4일에 75.0%로 가장 높게 관측되었다. 중온 소화시 최대 메탄 잠재발생량은 1% 보릿짚 투입율에서 159.59 mL/g 와 3% 유채대 투입율에서 156.62 mL/g로 산정되었다. 전반적으로 중온소화 시 바이오매스 투입율은 유채대 3% 및 보릿짚 1%를 투입하는 것이 적정 비율인 것으로 나타났다.

다단 수직형 혐기성 소화조를 이용한 유기성 폐기물 바이오가스화 기술 (The Bio Gasification technology of organic waste using vertical multistage anaerobic digester)

  • 이종학;엄영경;김영노
    • 유기물자원화
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    • 제20권3호
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    • pp.15-20
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    • 2012
  • 유기성폐기물의 처리 방식은 친환경적이고 지속가능한 에너지 회수 및 슬러지 발생량의 저감이 가능한 혐기성 소화를 통한 에너지화로 전환되고 있다. 본 연구에서는 PFR 흐름(Plug Flow Reactor)과 수직 다단형 구조로 고농도 고형분과 높은 유기물 부하에 견딜 수 있도록 개발된 ECOPAD(ECOdays' Plug-flow Anaerobic Digster) 혐기성 소화 공법의 음식물 폐기물과 도계폐수에 대한 적용성과 효율을 파악하였다. 적용사례별 ECOPAD의 처리효율을 분석한 결과 P시와 S시의 음식물 폐기물 처리시설의 유기물 제거효율은(VS 기준 P시 84%, S시 88%) 였으며, 이때 발생하는 바이오가스량(P시: $1.1Nm^3/kg$-VSrem, S시 $1.0Nm^3/kg$-VSrem)과 메탄가스의 함유량(P시 70%, S시 71%)은 유사하게 측정되었다. 도계 폐수 슬러지의 경우 VS당 가스발생량은 $1.6Nm^3/kg$-VSrem로 측정되었으며, 메탄 함량은69%로 측정되었다.

바이오가스 연료를 사용하는 소형 가스/증기터빈 복합 발전 시스템의 성능특성 해석 (Operating Characteristics Study of a Small Gas/Steam Turbine Combined System Using Biogas)

  • 강도원;신현동;김동섭;허광범;박정극
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.51-56
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    • 2012
  • This study analyzed the influence of firing biogas on the performance and operation of a gas/steam turbine combined system. A reference gas/steam turbine combined system, designed with biogas fuel(57% volumetric methane) was set up and off-design simulation was made to investigate operating characteristics when a couple of operating schemes to mitigate turbine blade overheating were applied. Performance at base-load operation using each scheme was compared and part load operation using the variable inlet guide vane was analysed. Also, differences in operating characteristics and performance caused by changes in the methane content of biogas and ambient temperature were examined.

바이오가스 연료기반 연료전지발전 기술동향 (Technology Trends of Fuel Cell Power Plant Based on Biogas Fuel)

  • 이종규;전재호;이종연
    • 신재생에너지
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    • 제4권3호
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    • pp.5-14
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    • 2008
  • The target for the reduction of $CO_2$ emissions, as specified in the Kyoto Protocol, can only be achieved by an extended use of renewable fuels and the increasing of the energy efficiency. The energy generation from waste gases with a reasonable content of methane like biogas can significantly contribute to reach this target. A further reduction of greenhouse gas emissions is possible by increasing the electrical efficiency using progressive technologies. Fuel cells can be highly energy conversion devices. Utilizing biogas as the fuel for fuel cell systems offers an option that is technically feasible, potentially economically attractive and greenhouse gas neutral. High temperature fuel cells that are able to operate with carbon monoxide in the feed are well suited to these applications. Furthermore, because they do not require noble metal catalysts, the cost of high-temperature fuel cells has the greatest potential to become competitive in the near future compared to other types of fuel cells.

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