양돈폐수의 효율적인 혐기성 처리를 위하여 실험실 규모 UASB, AF, 그리고 이단 ASBF 생물반응기를 구성하고 HRT 1일과 OLR $5.1kg-COD/m^3{\cdot}d$까지 200일간 연속운전하고 운전인자가 공정에 미치는 영향과 처리효율을 비교하였다. 양돈폐수는 유기물, 고형물, 그리고 암모니아를 고농도로 함유하고 있으며 축사의 형태와 계절의 변화에 큰 영향을 받는다. 하수종말처리장 혐기성 소화조 잉여 슬러지에 의한 혐기성 생물반응기의 식종은 효과적이었으며 적응기간은 약 40일 정도 소요되었으나 media로 충전된 필터형 생물반응기인 AF와 이단 ASBF의 적응 속도가 UASB보다 빨랐다. 유입수 T-N 370~800mg/L에서 생물반응기는 77~91% 의 높고 안정된 COD 제거율을 보였으나 유입수 T-N 760~1,310 mg/L에서 COD 제거율은 24~94%로 불안정하였으며 전반적으로 감소되었다. 양돈폐수에 함유된 암모니아는 메탄균에 대한 저해작용을 나타낼 수 있는 충분한 농도이므로 효율적인 혐기성 소화처리를 위하여 전처리로서 암모니아의 제거는 필수적이다. 생물반응기는 $1.1{\sim}2.2kg-COD/m^3{\cdot}d$의 비교적 낮은 OLR에서 COD 제거효율은 78.9~81.5%, 그리고 biogas 발생량은 $0.39{\sim}0.59m^3/kg-COD_r$로 효과적이었으나 유입수 COD의 증가 혹은 HRT 단축운전에 의한 OLR의 증가에 따라 COD 제거효율은 감소하였으며 UASB는 AF와 이단 ASBF보다 COD 제거효율 감소폭이 컸다. AF와 이단 ASBF는 충전된 media와 이단화에 의하여 biomass의 보유능력이 우수하며 높은 OLR에도 안정적이며 높은 COD 제거율올 나타내므로 고농도의 유기물을 함유하며 축사의 형태와 계절에 따라 특성의 변화가 큰 양돈폐수의 처리에 효율적이다.
본 연구는 무창 자돈사 및 육성 비육돈사에 대한 악취 제어를 위하여 이산화염소 가스를 이용한 악취 제어 효율을 검증하고자 하였다. 본 실험은 일반농장에서 실시하였으며 실험결과는 다음과 같다. 1. 무창 자돈사는 환기시스템이 덕트입기 방식이어서 즉, 상부 덕트 바로 하부에서의 공기속도는 4.53 m/s로 나타나 입기구를 통하여 들어오는 공기에 의하여 돈방내 전체적인 공기의 흐름이 나타나 효과적으로 환기가 되었다. 그리고 무창 육성비육사는 공기속도의 분포 흐름은 돼지의 생활공간 (하부)에서는 0.26 m/s로 나타났다. 2. 무창 자돈사내부에서의 암모니아 가스는 이산화염소 가스를 분무하기 전에는 9 ppm 전후로 측정되었으나, 이산화염소 가스 분무후 돈사내 암모니아 농도는 3 ppm 이하로 나타나 70% 이상 저감되었지만 황화수소는 검출이 거의 되지 않았다. 3. 무창육성비육돈사의 환기시스템에 의한 유해가스 (암모니아)의 농도를 분석한 결과로써, 돈사내부는 $26mg/{\ell}$로 유지되었지만 돈사외부로 배출된 가스는 이산화염소 가스와 혼합되어 11 ppm으로 감소되었으며 바이오 커텐 외부에서의 측정 결과 1 ppm 이하로 측정되어 암모니아 가스가 거의 측정되지 않았다. 이상의 실험결과를 종합해 볼 때 무창 돈사에 있어서 이산화염소 가스 분무에 의한 돈사 내외부에서 암모니아 등의 악취를 외부에 휘산시키는 농도를 저하시킬 수 있음을 알 수 있었다.
In order to assess the performance of co-digester using pig slurry and food waste at the farm scale biogas production facility, the anaerobic facility that adopts the one-stage CSTR of 5 $m^3\;day^{-1}$ input scale was designed and installed under the conditions of the OLR of 2.33 kg $m^3\;day^{-1}$ and HRT of 30 days in an pig farmhouse. Several operation parameters were monitored for assessment of the process performance. The anaerobic facility was operated in three stages to compare the performance of the anaerobic co-digester. In the Stage I, that was fed with a mix of pig slurry to food waste ratio of 7:3 in the input volume, where input TS content was 4.7 (${\pm}0.8$) %, and OLR was 0.837-1.668 kg-VS $m^3\;day^{-1}$. An average biogas yield observed was 252 $Nm^3\;day^{-1}$ with methane content 67.9%. This facility was capable of producing an electricity of 626 kWh $day^{-1}$ and a heat recovery of 689 Mcal day-1. In Stage II, that was fed with a mixture of pig slurry and food waste at the ratio of 6:4 in the input volume, where input TS content was 6.9 (${\pm}1.9$) %, and OLR was 1.220-3.524 kg-VS $m^3\;day^{-1}$. The TS content of digestate was increased to 3.0 (${\pm}0.3$) %. In Stage III, that was fed with only pig slurry, input TS content was 3.6 (${\pm}2.0$) %, and OLR was 0.182-2.187 kg-VS $m^3\;day^{-1}$. In stage III, TS and volatile solid contents in the input pig slurry were highly variable, and input VFAs and alkalinity values that affect the performance of anaerobic digester were also more variable and sensitive to the variation of input organic loading during the digester operation. The biogas produced in the stage III, ranged from 11.3 to 170.0 $m^3\;day^{-1}$, which was lower than 222.5-330.2 $m^3\;day^{-1}$ produced in the stage II.
Biogas plant with anaerobic digestion is receiving high attention as a facility for both livestock waste treatment and electric power generation. Objective of this study was to perform life cycle assessment (LCA) of a biogas plant which incorporates swine and food waste (7:3) as source materials for biogas production. In addition, the biogas production process was compared with the prevalent composting method as a reference in the aspects of green house gas (GHG) reduction potential and environmental impact. The biogas method was capable of reducing 52 kg $CO_2$ eq. emission per ton of swine/food waste, but the composting process was estimated to emit 268 kg $CO_2$ eq. into air. The biogas method was evaluated as more beneficial to the environment by mitigating the impact on abiotic depletion potential (ADP), global warming potential (GWP), ozone depletion potential (ODP), eutrophication potential (EP), and photochemical ozone creation potential (POCP), but not to acidification potential (AP).
자연환기식 육성 비육돈사의 내부 사육환경을 개선하고자 돈사내부에 악취탈취장치를 설치하였다. 악취탈취장치에서 탈취한 공기는 덕트를 이용하여 돈사내부에 분배되도록 하였다. 악취탈취장치의 가동에 따른 내부의 환경은 돈사의 측벽에 설치된 윈치커튼을 닫아 관리하기 때문에 내부의 환경이 열악해지는 겨울철에 실시하였다. 악취탈취장치를 가동하면서 분석한 돈사의 내부환경 개선효과는 다음과 같다. 1. 돈사내부에 설치한 악취탈취장치에서 탈취된 후 배출된 공기를 돈사내부에 재분배함으로써 악취탈취장치 가동전보다 돈사내부의 암모니아 가스 농도를 약 33.3% 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 2. 돈사의 암모니아 가스 저감효과는 돈사의 환기율이 $0.5m^3/m$ 두 이하인 경우에 나타났으며, 환기율이 많아지면 외부의 신선한 공기의 유입에 의해 희석되는 양이 악취탈취 장치에서 배출된 공기량보다 많아 악취탈취 장치 가동에 의한 내부 환경개선 효과는 작은 것으로 나타났다. 3. 육성 비육돈사에 악취탈취장치를 가동하면서 돼지를 입식하여 출하 때까지 사육한 결과 악취탈취장치 설치전과 비교하여 돼지의 폐사율이 약 3.8% 줄어들었으며, 탈취장치 가동후 돈사내부에 관리를 위해 들어갈 때 눈 따가움, 부유먼지 등이 크게 줄어든 것으로 나타났다.
A quantitative risk assessment tool was used to provide estimates of the probability that foot-and-mouth (FMD) virus-contaminated, smuggled animal products are fed to susceptible swine in Korea. Sensitivity analyses were conducted to attempt to distinguish between parameter uncertainty and variability, using different assumptions on the effect of cooking at home, the effect of the fresh meat, and the effect of heat treatment at garbage processing facility. The median risk estimate was about 20.1% with a mean value of 27.4%. In a scenario regarding all beef and pork were considered as fresh meat the estimated median risk was 3.4%. The risk was greatly dependent on the survival parameters of the FMD virus during the cooking or heat treatment at garbage processing facility. Uncertainty about the proportion of garbage that is likely contaminated with FMD had a major positive influence on the risk, whereas conversion rate representing the size of a load had a major negative effect. This model was very useful in assessing the risk explored. However, the model also requires enhancements, such as the availability of more accurate data to verify the various assumptions considered such as FMD prevalence in a specific country, proportion of garbage which is recycled as feed, proportion of food discarded as garbage. Other factors including the effect of selection of animals for slaughter, ante- and post-mortem inspection, the domestic distribution of the smuggled products, and susceptible animals other than pigs, are need to be taken into account in the future model development.
아프리카 돼지 열병의 세계적인 확산과 함께 가축전염병에 대한 관심이 증가하고 있다. 가축관련 운송차량은 가축전염병 확산의 주요 원인으로 제기되고 있으나 국내에서는 가축관련 운송차량의 이동성과 관련한 실증적인 방역절차와 기준이 마련되지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 국가가축방역시스템의 축산시설 방문이력 데이터와 한국교통안전공단의 DTG(Digital Tachograph) 데이터를 활용하여 가축관련 운송차량이 이용한 도로이용정보를 추출하고, 각 차량의 링크별 점유시간을 집계하여 노출도 지표로 제시하였다. 총 274,519행의 가축관련 운송차량의 통행궤적이 추출되었으며 링크별, 존별 노출도를 정량적으로 도출하였다. 본 연구를 통해 가축관련 운송차량의 사전 모니터링 및 사후 방역방침 수립이 가능할 것으로 기대된다.
This study was conducted to solve the problem of public grievance owing to odor of a pig farm. Odor emissions from pig production systems mainly originate from liquid manure storage and solid manure fermentation. The low-cost odor abatement system (OAS) for application at liquid manure storage tank and solid manure fermentation facilities was developed in this study. The OAS adapted odor removing principles of a biofilter and biotrickling filter. The OAS is very simplified in structure. The appearance of the OAS had a form of cylindrical or cubical shape. The system performance was monitored for about one year after stabilization. A 7 seconds empty bed contact time for the OAS was adapted to achieve the odor reduction levels. The commercial type of OAS was constructed with media comprised of wood chips. Moisture content always remained above 50% wet basis. Average ammonia removal efficiency for the developed design was 89% at the liquid manure storage tank. Also, the removal efficiency at a solid manure fermentation facility was 86% on ammonia.
Dewatering sludge using inorganic chemicals with polymer has been evaded for reuse on account of the risks of high heavy metals contained and soil acidification. Composting feasibility of coagulation & dewatering sludges produced from livestock waste treatment plant was investigated. The results of analysis prove that dewatering sludge is valuable matter with suitable elements for composting if high quality ferric chloride ($FeCl_3$) is used for coagulation & dewatering process. In pot-cultivation of harvestes, using effects of dewatering sludge improved with lime treatment was very effective. The results of pot-cultivation proved that harms of crops according to different acid tolerances were not detected. But it was not applied to crops with weak acid tolerance or greenhouse for free from gas damage. Also, Further studies and monitorings are necessary to use sludges because results of pot-cultivation were generated differently by characteristics of soil, nutrient demand of plants, mature degree of sludge, consecutive cultivation and etc.
본 연구는 TOC/TN-IRMS를 이용하여 총 유기탄소 및 총 질소 안정동위원소 분석법을 연구하였으며, 수환경 중저농도 시료에서도 분석이 가능하게 시스템을 구축하였다. 수생태계로 유입되는 다양한 유기탄소 기원을 파악하기 위하여 형광지표와 δ13C-DOC 안정동위원소비를 활용한다면 효율적인 수질 관리를 위한 해석기능을 제공할 것이며, 추후 유역 오염원의 대표값(end member)의 지속적인 조사를 통하여 자료구축이 이루어져야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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