• 대한토목학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.135-141
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• 1989

고로(高爐) 슬래그는 미생물(微生物) 부착이 쉬운 거친 표면(表面)과 pH를 중화(中和)시킬 수 있는 칼슘과 마그네슘을 다량 함유하고 있으며, 반응조내(反應槽內)의 미생물(微生物)을 응집(凝集)시킬 수 있는 알루미늄이나 철염을 비롯한 미생물(微生物)의 영양소를 함유하고 있어, 혐기성(嫌氣性) 생물막(生物膜) 공법(工法)의 여재(濾材)로서의 사용가능성(使用可能性)을 검토(檢討)하여 보았다. 유가공(乳加工)의 탄수화물(炭水化物), 폐기물(廢棄物) 침출수(浸出水) 및 당밀폐수와 같은 산성폐수(酸性廢水)를 슬래그를 여재(濾材)로 사용(使用)한 실험실(實驗室) 혐기성(嫌氣性) 반응조(反應槽)에 주입(注入)하였는데 예측한 대로 pH를 중화(中和)시키며 미생물(微生物)을 확보시키는데 효과적(效果的)인 것으로 나타났다. 특히 푸라스틱을 사용한 경우의 유가공폐수(乳加工廢水)의 운전결과(運轉結果)와 비교할때에 고부하(高負荷)에서 슬래그를 사용한 경우의 COD 제거효율(除去效率)이 높았다.

• 기술혁신학회지
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• 제2권2호
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• pp.290-308
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• 1999

In this study a system for the treatment or recyling of organic wastes from both urban and rural area was recommended. It was developed based on the resource recovery system regarding human being by four tectnologies; forage, methane production, high-grade composting and complete decomposition. High quality compost can be produced by combining several kind of wastes produced from urban and agricultural areas. High quality compost must possess not only general characteristics of ordinary compost, but also a superior ability to improve the soil properties and must contain more nutrients for plant. Cedar chips were recommended as the main bulking agent to adjust moisture contents and air permeability. Charcoal and zeolite can be used not only as the second bulking agent but also as fertilizer for improve the soil amendment. Complete decomposition of organic wastes is defined by organic matter being completely converted to $CO_2$ and water. All the input water was evaporated by the heat produced through the oxidation of organic matter, In the present study, the complete treatments were successfully achieved for Shochu wastewater, swine wastes, thickened excess sewage sludge, wastes produced by Chinese restaurant and anaerobic digested sludge. First of all, recycling center of organic wastes should be established for the protect the environments and effective recovery of organic resources. This may means the way to derive the recovery of human value.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권3호
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• pp.609-614
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• 2010

The effluent from anaerobic digestion contains organic nitrogen and phosphorus, which are both required for growth of Spirulina platensis. Effluent (20%) from the upflow anaerobic sludge blanket (UASB) from a pig farm, supplemented with 4.5 g/l sodium bicarbonate ($NaHCO_3$) and 0.2 g/l urea fertilizer (46:0:0, N:P:K), was found to be not only a suitable medium for the growth of Spirulina platensis but also a low-cost alternative. Cost calculation showed that this medium is 4.4 times cheaper than modifized Zarrouk's medium. The average productivities of a semi-continuous culture grown under outdoor conditions in a 6-1 scale and a 100-1 pilot scale were 19.9 $g/m^2/d$ and 12 $g/m^2/d$, respectively. In addition, the biomass of organisms grown in UASB effluent contained approximately 57.9% protein, 1.12% $\gamma$-linolenic acid, and 19.5% phycocyanin. The average rates of bicarbonate, total nitrogen, and phosphorus removal were 380 mg/l/d, 34 mg/l/d, and 4 mg/l/d, respectively.

• 유기물자원화
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• 제22권4호
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• pp.28-44
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• 2014

국내 경제성장에 힘입어 최근 30여 년 간에 걸쳐서 축산물 소비가 급격하게 늘어나고 있다. 이에 따라 국내 가축 규모는 전업화, 대형화 되는 추세에 있다. 가축 사육두수의 증가는 필연적으로 가축분뇨 발생량 증가를 초래하게 되었다. 농림축산 통계에 따르면 2013년 말 기준으로 약 47,235천 톤의 가축분뇨가 발생되었다. 이 분뇨를 처리하기 위해서 퇴비화, 액비화, 정화 그리고 혐기소화와 같은 다양한 가축분뇨 처리방법이 적용되고 있다. 가축분뇨를 퇴비화 처리 하는 시설에 있어서는 에스컬레이터식, 패들식, 스크루식 또는 로타리식 등의 4가지 종류의 교반시설이 적용되고 있다. 가축분뇨 액비화 시설의 경우에는 호기적 방법과 무산소적 방법 등의 2가지 시설이 운영되고 있다. 가축분뇨를 액비화하기 위해서 전국에 약 8천기에 달하는 액비화 시설이 설치, 운영되고 있다. 가축분뇨 정화처리 시설에서는 고액분리 처리, 2차 처리 그리고 고도 처리의 3가지 단계의 기술을 적용하고 있다. 2012년 말 기준으로 볼 때 혐기소화 처리방법에 의해서 처리된 돼지분뇨 슬러리는 약 21천 톤에 달한다. 가축분뇨 처리를 위해서 퇴비, 액비, 정화 시설, 혐기소화 시설 등을 선택함에 있어서 악취제거 효율을 높이는 것이 대단히 중요한 사안이 되었다. 본 연구에서는 국내에 설치된 가축분뇨처리 시설의 특징과 운영방식을 6년간에 걸친 시설 설치관련 서류 검토와 현장조사를 통하여 분석하였다.

• 한국유기농업학회지
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• 제23권4호
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• pp.643-658
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• 2015

This study presents detailed emission of greenhouse gases of using Clean Energy Agriculture System according to a cradle-to-gate life-cycle assessment, including emission from energy use and leak of Biogas. Calculations were done with the PASS software and the covered gases are $CH_4$, $N_2O$ and $CO_2$, Total GHG fluxes of amount to $1719.03kgCO_2/day$, $39.63kgCO_2/day$ (2.31%) are from facility house process, $0.19kgCO_2/day$ (0.01%) are from transport process, $696.72kgCO_2/day$ (40.53%) are from Anaerobic digestion process, $846.61kgCO_2/day$ (49.25%) are from Heating and cooling system, $135.88kgCO_2/day$ (7.90%) are from Fertigation production process. The results suggest that for effective reduction of GHG emissions from Facility house using clean energy. Reduction targets should address both the production process as defined by IPCC sectors and the consumption process. An LCA assessment as presented here could be a basis for such efforts.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.1174-1179
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• 2008

Many modeling and calibration methods have been developed to analyze and design the biological wastewater treatment process. For the systematic use of activated sludge model (ASM) in a real treatment process, a most important step in this usage is a calibration which can find a key parameter set of ASM, which depends on the microorganism communities and the process conditions of the plants. In this paper, a standardized calibration protocol of the ASM model is developed. First, a weighted effluent quality index(WEQI) is suggested far a calibration protocol. Second, the most sensitive parameter set is determined by a sensitive analysis based on WEQI and then a parameter optimization method are used for a systematic calibration of key parameters. The proposed method is applied to a calibration problems of the single carbon removal process. The results of the sensitivity analysis and parameter estimation based on a WEQI shows a quite reasonable parameter set and precisely estimated parameters, which can improve the quality and the efficiency of the modeling and the prediction of ASM model. Moreover, it can be used for a calibration scheme of other biological processes, such as sequence batch reactor, anaerobic digestion process with a dedicated methodology.

• 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.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.5-13
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• 2022

현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH₄⁺-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.

• 한국환경농학회지
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• 제21권4호
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• pp.248-254
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• 2002

가축분뇨를 혐기성소화하여 메탄가스를 생산하고 난 다음 혐기성 소화액비를 비료자원으로 활용하기 위하여 농가포장에서 액비의 시용적량을 구명하였다. 벼 생육상황은 액비 100%+화학비료구가 전 시기를 통해 가장 양호하였으며, 그 다음으로 표준시비구가 분얼기에만 양호하였으나 그 이후에는 표준시비구 액비 100%구 및 액비 150%구 간에는 서로 차이가 없었다. 시기별 식물체중 전질소함량은 분얼기 및 출수기에는 추비의 영향으로 표준시비구가, 유수형성기에는 액비 100%+화학비료구가 높았다. 벼 수량은 액비 100% 및 150%구들이 표준시비구와 비슷하거나 약간 증수되었으며, 액비 100%+화학비료구는 고중의 증가 및 도복으로 인하여 표준시비구보다 수량이 오히려 약간 낮았다. 수확기 질소흡수량은 표준시비구가 가장 높았고, 시비질소 효율은 액비 100%구에서, 시비질소 이용율은 액비 100%+화학비료구에서 높았다. 시기별 토양중 $NH_4-N$ 및 $NO_3-N$함량 변화는 액비 100%+화학비료구가 타 처리구보다 높았다. 시기별 관개수 중 $NH_4-N$ 및 $NO_3-N$함량 변화는 분얼비의 영향으로 급격히 증가하였다가 급격히 감소하였는데, 증가한 시기에는 표준시비구 및 액비 100%+화학비료구가 가장 높았다. 시기별 침투수 중 $NH_4-N$함량 변화는 액비 150%구들에서 많이 용탈되었고, $NO_3-N$ 함량은 액비에 화학비료를 추비한 구들에서 많이 용탈되었다. 혐기성 소화액비는 액비 중의 질소성분을 분석하여서 표준시비량의 질소성분에 맞추어 시용하여야 한다.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.130-139
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• 2000

일련의 회분식실험을 통하여 음식폐기물의 동력학상수 및 메탄가스 발생량을 측정하였으며 음식폐기물의 고온혐기성 소화시 입자의 크기, 나트륨이온의 농도, 휘발성 고형물의 부하량이 따른 운전인자에 대한 영향을 살펴보았다. 기초 동력학 실험에서는 최대 기질 분해 속도 상수 k는 $0.24hr^{-1}$로 나타났으며 반 포화상수 Ks는 $700mg/{\ell}$ 로 나타났다. 나트륨 농도에 따른 혐기성소화 영향에 관한 실험은 나트륨 농도가 $5g/{\ell}$ 까지는 총 메탄가스 발생량에 영향을 미치지 않았으나 점차로 농도가 증가함에 따라 총 메탄가스 발생량이 감소하기 시작하였으며 나트륨 농도가 $20g/{\ell}$ 로 증가시켰을 경우 이론적인 발생량의 50% 만을 발생하였다. 음식폐기물을 크기별로 분쇄하여 혐기성 소화를 시킨 후 Valentini 모델에 적용시킨 결과 모든 경우에 있어서 가수분해 상수 값 A는 0.45를 나타내었으며 입자의 크기가 1.02 mm에서 2.14 mm로 높아짐에 따라 최대 기질 분해 속도 상수 $k_{HA}$는 $0.0033hr^{-1}$에서 $0.0015hr^{-1}$로 감소하였다. 이것으로 음식폐기물의 혐기성 소화에 있어서 입자 크기가 중요한 운전인자 중의 하나임을 증명할 수 있었으며 휘발성 고형분의 부하량에 관한 연구에서는 최대 주입 휘발성 고형물 부하량은 $40g/{\ell}$ 로 나타났으며, 유기물 부하가 낮은 경우에서는 나트륨 이온에 따른 영향이 휘발성 고형물 제거에 나타나지 않았으나 $40g/{\ell}$ 인 경우 약간의 차이가 있는 것으로 판명되었다.