• Environmental Engineering Research
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• 제12권4호
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• pp.129-135
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• 2007

This study evaluated microbial risk that could develop within soil microbial communities after amended with organic fertilizers from stabilized swine manure waste. For this purpose, we assessed the occurrences and competitiveness of antibiotic resistance and pathogenicity in soil microbial communities that were amended with swine manure wastes stabilized by a traditional lagoon fermentation process and an autothermal thermophilic aerobic digestion process, respectively. According to laboratory cultivation detection analysis, soil applications of the stabilized organic fertilizers resulted in increases in absolute abundances of antibiotic resistant bacteria and of two tested pathogenic bacteria indicators. The increase in occurrences might be due to the overall growth of microbial communities by the supplement of nutrients from the fertilizers. Meanwhile, the soil applications were found to reduce competitiveness for various types of antibiotic resistant bacteria in the soil microbial communities, as indicated by the decrease in relative abundances (of total viable heterotrophic bacteria). However, competitiveness of pathogens in response to the fertilization was pathogens-specific, since the relative abundance of Staphylococcus was decreased by the soil applications, while the relative abundance of Salmonella was increased. Further testes revealed that no MAR (multiple antibiotic resistance) occurrence was detected among cultivated pathogen colonies. These findings suggest that microbial risk in the soil amended with the fertilizers may not be critical to public health. However, because of the increased occurrences of antibiotic resistance and pathogenicity resulted from the overall microbial growth by the nutrient supply from the fertilizers, potential microbial risk could not be completely ruled out in the organic-fertilized soil samples.

• 유기물자원화
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• 제7권2호
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• pp.105-111
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• 1999

본 연구는 실험실 규모의 회분식 반응기로 음식물쓰레기와 돈분을 퇴비화하였으며, 수분, C/N비 및 비중 조절재로써 톱밥과 코코넛 피트를 사용하였다. 첨가재로 톱밥만을 이용하여 생산된 퇴비와 톱밥과 코코넛 피트를 이용하여 생산된 퇴비를 비교하여 볼 때, 전자가 후자보다 감량율과 분해율이 약간씩 높게 나타났다. 이는 코코넛 피트가 톱밥보다 보습력이 뛰어났기 때문이며, 초기 수분량이 낮고, 통기성이 좋아 적정의 비중조절이 가능하여 호기성 발효를 촉진할수 있었다. 음식물 쓰레기만에 의한 퇴비는 그 비료성분이 부산물 비료의 기준을 만족시킬 수 없으며, 따라서 음식물쓰레기와 돈분을 동일 비율로 혼합하여 양질의 퇴비를 생산할 수 있었다. CEC값은 평균적으로 63.8me/100g 이었다. 톱밥의 높은 C/N비 때문에 퇴비화 초기의 C/N비는 적절하게 조절되었다. C/N비(>40)가 높을수록 감소율이 컸으며, 퇴비화하는 동안의 C/N비는 점점 향상되었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제22권4호
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• pp.82-90
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• 1996

This study was performed to find the optimum mixing ratio of paper waste in composting of mixture of swine feces and newspaper. Using the experimental setting of aeration rate which was found in the experiment carried out priorly, and moisture contents reported in other literature, just the initial C:N ratios were differentiated by mixing different amount of newspaper with the same amount of swine feces. This study was carried out by operating 4 experimental cornposting reactors of bench scale for 3 weeks. The followings are the conclusions that were derived from this study. 1. During composting reaction, the C:N ratio of each cornposter was decreased. Degree of decrease was in order of run 3, run 2, run 4, and run 1 of which initial C:N ratio was 30, 25, 35, and 20 respectively. All of the final composts were found to be completed composting reaction. 2. Ash contents of each reactor increased rapidly in order of run 3, run 2, run 4, and run 1. The absolute values of quadratic effect coefficients of each second order regression function was 0.059, 0.038, 0.032, and 0.030 respectively. Ash contents evolution trend had a linear correlation with the C:N ratio trend. (r=-0.96932, p<0.05) 3. The range of highest temperatures reached during composting was 47.2-53.5$\circ$C. Those were not significantly different from one another. Thermophilic temperatures were maintained in the range of 48-108 hours. 4. Contents of heavy metal detected in the final compost were lower than those of Korean and European standards. 5. Concentration range of Nitrogen in the final compost was 1.11-2.27%, and that of phosphorus was 8.40-10.70 mg/kg. 6. The optimum C:N ratio which has been proposed without the consideration of types of bulking agents should be re-examined. Biodegradabilities of each bulking agents was thought to be important factor when determining the optimum initial C:N ratio for cornposting.

• 대한환경공학회지
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• 제37권7호
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• pp.387-395
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• 2015

본 논문에서는 Graphical Statistic Analysis (GSA) 방법을 이용하여 유기성 폐자원의 최종생분해도와 다중 분해속도를 평가하였다. GSA에 의한 최종생분해도는 돈분뇨 69%, 젖소 생분뇨 45%, 도축폐기물 66%를 나타냈고 음식물류 폐기물과 음폐수는 각각 79%와 87%이었으며, 1차 슬러지와 폐활성 슬러지는 각각 68%와 39%이었다. 유기성 폐자원의 분해양상을 정확히 표현하기 위하여 사용된 다중분해속도해석(Multi k Analysis) 방법을 이용해 평가한 결과 돈분뇨는 $k_1$ ($0.116day^{-1}$)의 속도로 평균 31일 안에 전체 생분해성 유기물 중 빠르게 분해되는 분율($S_1$)인 89%가 분해되었으며, 느리게 분해되는 $S_2$의 분율은 11%로써 $k_2$ ($0.004day^{-1}$)의 속도로 남은 기간 동안 분해되었다. 젖소 생분뇨는 $k_1$ ($0.074day^{-1}$)의 속도로 평균 29일 안에 분해되었으며 $S_1$의 분율은 91%이었다. 도축폐기물과 1차 슬러지는 $k_1$ ($0.095day^{-1}$)의 같은 속도로 분해되었으며, $S_1$은 각각 89%와 85%를 보였다. 음식물류 폐기물과 음폐수는 15일의 운전기간 동안 $S_1$은 각각 89%와 93%로 기질의 대부분이 분해되었으며 $k_1$은 각각 $0.195^{-1}$과 $0.184^{-1}$로 대단히 빠른 속도로 분해되었다. 폐활성 슬러지는 $k_1$ ($0.054day^{-1}$)의 속도로 28일 동안 분해되었으며 $S_1$은 80%를 보였다. 따라서 Multi k Analysis 방법을 이용해 유기성 폐자원의 분해 속도와 분해 양상을 토대로 최소 HRT를 산정할 수 있으며, 본 대상시료를 활용한 바이오가스화 시설의 최적 설계인자 도출이 가능하다.

• 유기물자원화
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• 제25권3호
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• pp.99-111
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• 2017

본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 현장조사시 도출된 결과를 바탕으로 설계 및 운전 사항, 모니터링 항목 및 주기, 시운전 기간 등 바이오가스화 시설의 전반적인 가이드라인을 제시하였다. 초기 혐기소화 처리용량 설계시 유입 원료별 배출 특성을 고려하여 처리용량의 10~30 %의 여유율을 적용하였다. 공정별 설계 지침의 경우, 반입 및 전처리 설비의 유기물 반입 농도를 TS 10 % 이하로 제한하고 혐기소화조 운전시 저해요인 제한 농도을 제시하였다. 또한 병합기준 유기물부하율 $1.5{\sim}4.0kgVS_{in}/(m^3{\cdot}day)$, 소화가스 이용설비는 탈황 및 제습 방법, 호기액비화조의 적정 설계 운영인자 등을 제안하였다. 바이오가스화 시설의 운전인자는 pH (산발효조 4.5~6.5, 메탄발효조 6.0~8.0), 온도변화폭 $2^{\circ}C$ 이내, 휘발성지방산과 암모니아를 각각 3,000 mg/L 이하로 유지할 것을 권장하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제4권1호
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• pp.63-71
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• 1998

The dramatic increase in both swine and cattle production in Korea has presented problems related to protection of water resources. Animal wastes are a potentially valuable source of plant nutrients. Modern liquid waste management plans for a livestock housing need to focus on the slurry aeration and composting control methods and cost effective equipments. Recent developments in the animal manure liquid composting make it possible to improve the manure more easier to handle, reduce the odorous, labors and bedding materials, kill the weed seeds etc. However, there are some disadvantages, the aerator consumes much electrical power and initial cost is high. To solve these problems, this study is intended to develop a key points such as slurry aeration and dilution, liquid waste composting equipments.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.555-561
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• 2005

본 연구에서는 유기성폐기물의 최종생분해도를 평가하여 혐기소화조의 정확한 효율평가를 위한 기초자료를 확보하고 유기물의 분해경향을 보다 정확히 평가할 수 있는 다중 분해속도분석(Multiple k analysis)기법을 개발하여 다중 분해속도상수와 각각의 분해속도에 관여하고 있는 기질의 분율을 산정하려는데 목적이 있다. 연구 결과 폐활성슬러지의 최종생분해도는 50%, 농축슬러지는 40%로 평가되어 85%내외의 생분해도를 나타낸 Sorghum이나 Swine Waste에 비해 현저히 낮았다. 활성슬러지의 경우 생분해가능한 기질의 71%가 22일내에 초기분해속도상수 $k_1$인, $0.151\;day^{-1}$로 빠르게 분해되고 그 이후로 남아 있는 29%의 기질이 분해속도상수 $k_2$인, $0.021\;day^{-1}$로 아주 느리게 분해되었다. 반면 농축슬러지의 경우는 기질의 39%만이 $k_1$인, $0.123\;day^{-1}$로 빠르게 분해되었으며 60% 이상이 $k_2$인, $0.001\;day^{-1}$로 매우 느리게 분해되었다. 한편 Sorghum은 초기분해속도상수($k_1$)인 $0.248{\sim}0.358\;day^{-1}$ 범위로 기질의 약 90%($S_1$)가 16일 이내에 빠르게 분해되었으며 축분의 경우 $k_1$인, $0.155{\sim}0.209\;day^{-1}$ 범위로 기질의 $84{\sim}91%(S_1)$가 14일 이내에 빠르게 분해됨을 알 수 있다. 따라서 Multi k Analysis방법을 이용하여 도출된 하수 슬러지의 분해속도상수와 기질의 분율 및 분해패턴을 토대로 혐기성소화시 효율적이고 경제적인 HRT의 산정이 가능하다.

• 생물환경조절학회지
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• 제2권1호
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• pp.16-26
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• 1993

A sundry system is one of popular systems for composting livestock manure, of which main honest is to utilize unlimited, clean, and free solar radiation. A sundry system with a composter of two horizontal screw-type concrete ducts at different height, was constructed and operated for three days for each test in May, 1993, to evaluate its composting performance. Four treatments of the mixture ratio of swine manure and saw dust (manure : sawdust= 1 : 1.25, 1 : 1, 1 : 0.7, 1 : 0.5) were implemented to evaluate the effect of the mixture ratio on degradation of the composting materials of a sundry system with a screw-type composter. Maximum temperature of the composting materials was over 5$0^{\circ}C$ at D1 or D2 (one or two days after operation starts) for each test. Mean C/N ratio and water contents of the materials were reduced by more than 15 and 20％, respectively. Microbial density of each test showed a typical variation with the lapse of the composting time. Mesophilic microorganism seemed to play more important role on degradation of the materials than thermophilic. A sundry system with a screw-type composter can be considered as a feasible system on basis of maturity data. The conclusion was completely reverse from that of Choi et at., although both adopted a sundry system. A further study is recommended to pursue the cause of better performance of the screw-type composter, whether it was due to affirmative weather or more efficient composter.

• 한국환경농학회지
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• 제20권4호
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• pp.203-210
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• 2001

숲가꾸기사업 등의 산림사업에 의하여 발생하는 미이용 산림자원의 고부가가치로의 이용을 위하여 유효 세립 목질칩을 제조하여 목질칩의 특성, 분뇨처리 선능, 정화조 적용시험 및 제반 조건 탐색 및 제작을 시도하였다. 시판중인 일본산 삼나무칩으로 제조된 바이오클러스터는 공극율, 수분보유율, 투수계수가 우수하고, 열수추출물함량이 적고 셀룰로오스함량이 상대적으로 높게 나타났으며 해부학적 특성에서 방사단면 유연막공의 화학적 처리 흔적은 없으며 삼나무칩과 비교시 횡단면 가도관의 세포막이 얇고 공극이 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 돈분뇨 정화용 적정 목질칩 크기는 10 (길이) ${\times}$ 5 (너비) ${\times}$ 2 (두께) mm이였으며 소나무 및 현사시외 전셀룰로오스함량이나 열수추출물함량이 바이오클러스터에 근접하였다. 처리과정에서 돈분뇨는 만재 (晩材)보다는 조재 (早材)의 세포내강에 충전되어 있으며 목질칩의 표면층에서는 세포막이 미생물 공격에 의하여 파괴된 흔적이 있었으나 장기간 사용이 가능한 것으로 추정되었다. 목질칩 종류별 돈분뇨 분해능에서 소나무 > 잣나무 > 삼나무 순으로 나타나 소나무 또는 잣나무 무처리 목질칩이 돈분뇨 분해용 정화조 사용에 적당한 것으로 판단되었다. 목질칩에 의한 돈분뇨 분해는 시간별로 일정하게 분해량을 유지 ($15{\sim}16$ g/시간/kg칩)하며 잣나무 1톤 칩 이용시 일일 돈분뇨 분해량은 390 kg (약 70두 분량)이였다. 목질칩에 의한 돈분뇨 장기처리시 40일간 처리 목질칩은 전질소함량이 안정화되었고 pH도 적정 수준이나 칼슘, 인, 칼륨, 나트륨 등이 초기 칩과 비교하여 $31{\sim}118$배 이상 축적되며, 처리칩은 흑갈색을 띄며 냄새가 없었다. 목질칩에 의한 돈분뇨 계절별 처리시 동절기에도 정화조 내부온도 $43^{\circ}C$ 이상을 유지하며 발효가 정상적으로 진행되나 분뇨의 점도 및 pH 상승으로 기포가 발생하므로 대형정화조 제작시 송풍 및 기포처리장치 필요를 확인하였다. 최적 목질칩과 돈분뇨 투입 비율은 $1:2{\sim}1:3$이며, 1:3비율이상에서 혐기화로 인한 암모니아가스 악취 발생, 시간당 3분 교반시 제일 양호한 분해능을 나타냈다.

• 한국환경보건학회지
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• 제29권1호
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• pp.62-66
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• 2003

The biological denitrification batch tests were conducted to optimize the operating conditions with various temperature and initial SCO $D_{Cr}$ /N $O_3$-N ratio. and the denitrification rates were analyzed various SCO $D_{Cr}$ /N $o_3$-N ratio of influent with swine wastes fermented and temperature. The finishing time of denitrification was within 15 hours, 12 hours, and 6 hours as the temperature of denitrification applied were 15$\pm$1$^{\circ}C$, 25$\pm$1$^{\circ}C$, and 31$\pm$1$^{\circ}C$, respectively. From the batch tests, denitrification rate was operated with over 3 of SCO $D_{Cr}$ /N $O_3$-N ratio. Denitrification rate was increased as the temperature of denitrification, increased such as 2.40-3.90 mg N $O_3$-N/gMLVSSㆍhr, 6.10-7.60 mgN $O_3$-N/gMLVSSㆍhr, and 14.40-15.88 mgN $O_3$-N/gMLVSSㆍhr, respectively. The denitrification rate was increased as the ratio of initial SCO $D_{Cr}$ N $O_3$-N increased. However, it was found that the suitable ratio of SCO $D_{Cr}$ /N $O_3$-N for denitrification should be considered because the ratio of mg SCO $D_{Cr}$ , consumed per mg N $O_3$-N removed varied depend on the influent SCO $D_{Cr}$ /TKN ratios.