• 한국물환경학회지
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• 제25권1호
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• pp.18-25
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• 2009

Nitrogen removal and methane production from piggery wastewater were investigated in two-phase anaerobic digestion (TPAD) coupled with biological nitrogen removal (BNR) process at $35^{\circ}C$. Methane production rate was about $0.7L/L{\cdot}day$ at organic loading rate (OLR) of $1.2g{\cdot}TCOD/L{\cdot}day$ in methanogenic UASB. Conversion efficiency of the removed TCOD into methane in UASB was as high as 72% and overall TCOD removal efficiency in this system was over 97%. Ammonia nitrogen were stably removed in BNR system and overall efficiency were 98%. With recirculation of the nitrified final effluent to TPAD, nitrogen oxides were completely removed by anaerobic denitrification in the acidogenic reactor, which did not inhibit the acidogenic activities. Overall TN removal efficiency in the TPAD-BNR system was as high as 94%.

• 환경생물
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• 제32권1호
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• pp.26-34
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• 2014

에너지 소비의 증가와 화석 연료의 감소로 인해 바이오디젤과 같은 재생 가능한 대체 에너지 자원이 관심을 받고 있다. 미세조류를 이용한 바이오디젤은 기존의 농작물과 경쟁하지 않는 것과 더불어 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 미세조류 배양의 생산 비용 절감과 축산 폐수 처리라는 두 가지 목표를 충족시키지 위해 돈분 액체 비료를 사용하였다. 옥외 배양 시스템(Small Scale Raceway Pond; SSRP)과 희석된 돈분 액체 비료를 이용하여 단일 미세조류 Chlorella sp. JK2, Scenedesmus sp. JK10 과 혼합 토착 미세조류 CSS를 20일 동안 각각 배양하였다. 미세조류 혼합균주인 CSS의 바이오매스 생산과 지질 생산성은 각각 $1.19{\pm}0.09gL^{-1}$, $12.44{\pm}0.38mgL^{-1}day^{-1}$로 단일 종에 비해 2배 이상 높았다. 돈분 액체 비료의 TN, TP의 제거율 역시 혼합 토착 미세조류 CSS에서 93.6%, 98.5%로 단일 종의 이용에 비해 30%이상 높은 제거 효율을 보여주었다. 이를 통해 돈분 액체 비료는 미세조류 배양에 필요한 N과 P를 제공하며, 미세조류를 이용한 SSRP를 통하여 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 미세조류 배양을 위한 생산 비용의 감소로 경제성 있는 바이오디젤의 생산 가능성을 확인하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권2호
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• pp.197-205
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• 2010

돈분 슬러리를 이용한 혐기성 소화과정에서 유기물 농도 및 식종슬러지의 식종비율, 소화조의 혼합강도 등의 최적 실험조건을 도출하고, 돼지의 성장에 따른 사료 급여 특성과 분뇨의 성상이 바이오가스 발생에 미치는 영향을 관찰하였다. 식종슬러지 비율 50%와 TS 농도 1% 수준에서 메탄함량은 45%이었고, 유기물 함량이 3~7 %로 증가할수록 메탄가스 함량도 증가되었다. 반응조의 혼합강도에 따른 총 누적가스 발생량은 식종슬러지의 식종비율에 따른 영향은 관찰되지 않았고, TS 농도 3%와 5%에서 혼합강도를 증가시켰을 때(80 $\rightarrow$ 160 rpm) 바이오가스 발생량도 증가되었다. 돈분폐수의 혐기소화 실험시 바이오가스를 회수하고자 하는 최적의 운전 조건은 투입되는 TS 농도 3~5% 정도의 유기물 농도와 50% 수준의 식종슬러지의 식종비율 그리고 반응조의 적절한 교반강도(120 rpm) 따라 결정될 수 있다. 돈분뇨 종류에 따른 가스발생량은 분만돈 분뇨의 바이오 가스 발생량이 높았고, gas 발생의 peak(20일)도 짧게 나타나 분해율이 가장 좋은 것으로 나타났다. 돼지의 사육 및 소비 형태에 따라 돼지의 사육 환경이 변화되며, 투입되는 사료의 급여 특성도 달라져 바이오가스 발생 특성도 차이가 있는 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제26권2호
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• pp.127-131
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• 1993

혐기성소화조(嫌氣性消化槽), 간이살수여상(簡易撒水濾床), 저류조(貯溜槽)로 구성(構成)된 폐수처리시설(廢水處理施設)을 개발(開發)하여 소규모(小規模) 양돈농가(養豚農家)(사육두수(飼育頭數):200두(頭))에서 1년간(年間)에 걸쳐 시험운전(試驗運轉)했던 바 그 결과(結果)는 다음과 같았다. 1. 양돈(養豚) 폐기물(廢棄物) 발생량(發生量)은 고형폐기물(固形廢棄物)이 2.8kg/두(頭)/일(日), 폐수(廢水)는 $7.4{\ell}$/두(頭)/일(日)이었다. 2. 돼지 BOD발생량(發生量)은 207g/두(頭)/일(日)이였으며 이중 81%는 돈분(豚糞)과 사료(飼料)찌꺼기 및 깔짚 등(等)이 혼합(混合)된 고형폐기물(固形廢棄物)에서, 나머지 19%는 요(尿)와 축사세척수등(畜舍洗滌水等)이 혼합(混合)된 양돈폐수(養豚廢水)에서 유래(由來)되었다. 3. 혐기성소화조(嫌氣性消化槽), 간이살수여상(簡易撒水濾床) 및 저류조시설(貯溜槽施設)을 통한 양돈폐수(養豚廢水)의 처리(處理)로는 BOD 99%, T-N 78%, T-P 74%를 각각(各各) 감소(減少)시킬 수 있었으며 최종(最終) 배출수(排出水)의 수질(水質)은 BOD가 $52mg/{\ell}$, T-N, $213mg/{\ell}$ 및 T-P는 $28mg/{\ell}$이였다. 4. 이상(以上)의 결과(結果)로 보아 본(本) 폐수처리시설(廢水處理施設)은 폐수중(廢水中) BOD 농도(濃度)를 낮추는 측면(側面)에서 실용화(實用化)가 가능(可能)한 것으로 사료(思料)된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권4호
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• pp.295-302
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• 1994

광합성세균에 의한 고농도 유기폐수 처리공정의 개발을 목적으로 폐수처리용 균주를 분리 동정하고 최근 고농도 유기폐수처리에 도입되고 있는 혐기성 소화와 광합성세균 반응조로 구성된 two-stage system에 적용시켜 각 단계별 폐수처리 최적화를 위한 조건들을 flask-scale에서 검토하였다. 부영양화된 토양, 연못, 논, 활성오니 등으로부터 1차적으로 활성이 높고 유기산 자화율이 우수한 균주를 분리하고 이중 가장 우수한 균주인 KK14를 선별하고 동정한 결과 Rhodopseudomonas palustris로 판명되었다. 광합성세균을 이용한 폐수처리공정의 첫단계인 산생성 단계에서는 혐기정치배양이 유기산 생성에 적합하였고 pH 5.0, HRT 2일로 운전시약 80%의 유기산 증가율을 보였다. 생성된 유기산이 광합성세균에 의해 자화되는 둘째 단계에서는 광합성세균 반응조의 조건을 pH 7.0, 온도 $30^{\circ}C$, 조도 4,000 lux로 했을 때 균의 생육도 및 유기산 자화율이 가장 우수했으며 초기 COD부하(kg COD/kg 광합성세균 건조중량)는 2 전후에서 가장 높은 COD제거율(92%/5일)을 나타내었다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권4호
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• pp.203-210
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• 2004

본 연구는 퇴비원료로 지정된 제약업종 부산물(공정오니) 및 화장품 제조업 폐수처리오니를 퇴비로서 활용 가능성을 판단하기 위하여 기존의 일반성분이나 중금속 성분 분석 이외 유기성. 화합물과 기타 여러 생물검정법 등을 활용하여 시용한 오니에 의한 토양 내 비료의 피해를 밝혀내고 이들의 평가방법을 확립하고자 포장시험을 수행하였다. 오니의 처리에 따른 HEM의 함량은 제약업종 오니2(PS2)와 화장품 오니(CS)처리가 각각 0.51, 1.10 mg/kg로 가장 높았고, PAHs의 함량은 제약업종 오니2(PS2) 처리에서 $3,406.8\;{\mu}g/kg$로 가장 높았다. 토양에 서식하는 미소동물의 밀도변화는 생육 중기(7월 23일) 및 수확기(10월 1일) 모두 제약오니2 및 돈분 처리구에서 가장 높았으며, 기타 처리구는 차이가 없이 아주 낮았다. 오니의 처리에 따른 세균 및 사상균의 균수는 제약업종오니2처리에서 각각 136, 909 cfu/g로 가장 많았고, 화장품오니도 각각 440, 236 cfu/g으로 다른 처리에 비해 많은 경향을 보였다. 제약오니 및 화장품오니 처리시 우점세균은 무비, 돈분처리에 비해 일정한 경향이 없었으나 3요소 처리보다 다양한 세균이 검출되었다. 오니의 처리에 따른 우점사상균은 무처리에 비해 제약업종 오니2와 화장품 오리처리에서 형태적 특징이 다른 콜로니가 검출되었으나 다른 처리는 비슷한 경향으로 종류간에 큰 차이는 보이지 않았다. Microcosm test를 통하여 오니 처리 후 3개월이 경과한 토양의 오염정도를 평가한 결과는 제약업종 오니3과 화장품 오니처리는 약간 영향을 받아서 $80{\sim}90%$ 생존하였으나, 제약업종 오니1처리는 처리 2주(14일) 이후에는 급격히 생존율이 떨어져서 4주 이후에는 10%만 생존하였다. 그러나 6개월이 경과한 토양에서는 지렁이의 생존율은 제약업종 오니1처리만 약간 영향을 받은 것으로 보였으며 다른 처리들은 전혀 영향을 받지 않았던 것으로 조사되었다. 유기성 오니의 퇴비원료로 활용은 비료관리법의 비료공정규격 중 퇴비의 비고란에 "퇴비의 원료로 사용 가능한 물질과 사용 불가능한 물질"(별표1)에서 "퇴비의 원료 중 사전 분석검토 후 사용 가능한 원료에 대한 지정요령"에는 유기물과 중금속(8성분) 함량(건물중)과 제조공정 등을 검토하여 지정하고 있으나, 지정된 원료가 과연 퇴비원료로 적합한지 잘 알 수 없으며 또한 앞으로 현재의 퇴비원료 규정을 변경할 필요가 있을 경우를 대비하여 퇴비원료의 적합성 여부를 판별할 수 있는 방법의 개발이 필요하다. 따라서 퇴비원료로 이미 지정('02. 12. 31)된 제약오니 및 화장품 오니를 과량으로 토양에 시용한 후 유해 유기화합물, 미소동물, 미생물 및 생물학적(지렁이) 유해성 검정방법의 도입 가능성을 평가하기 거하여 고추를 재배한 포장에서 비료의 피해시험을 실시한 과 유해 유기화합물과 생물학적(지렁이) 유해성 검정방법은 앞으로 연구를 통해서 보완할 경우 상당히 활용 가능성이 있는 좋은 평가방법인 것으로 생각된다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권4호
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• pp.211-219
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• 2004

본 연구는 퇴비의 원료로 지정된 제약업종 부산물(공정오니) 및 화장품 제조업 폐수처리오니를 시용한 후 고추를 재배하면서 시용한 오니에 의한 작물의 비료의 피해를 밝히기 위해 포장에서 작물의 생육과 수량(적과, 청과), 시기별로 토양 및 식물체 중 중금속 함량 등을 조사하였다. 토양 중 유기물 및 질소성분은 시험재료의 성분함량이 높은 처리구에서 생육 초기(6월 11일)에 높았다. 토양의 중금속 성분에서 전함량의 경우 As성분은 생육 중기(7월 8일)에 함량이 급격히 높아졌다가 감소하였으며 Zn Cu Pb Cd성분은 수확기에 갑자기 함량이 증가하였고, 1 N-HCl 가용함량에서 Zn Cu Pb As성분은 생육 중기에 증가하였다가 감소하는 경향이었다. 고추의 생육(초장, 간경)은 초기에는 오니구(제약오니3구 제외)가 화학비료구보다 전반적으로 불량하였는데 이는 유기물 함량이 높은 미 부숙된 오니의 영향인 것으로 생각되며, 생육 후기에는 회복이 되어서 화장품 오니구를 제외하고는 서로 비슷하였다. 고추 식물체(잎, 줄기)의 질소함량에서 생육 초기 및 중기에 제약오니 1과 돈분구가 높은 것은 이들 시험재료의 유기물 및 질소성분의 특성과 함량에 기인된 것으로 보이며, 식물체 중 중금속 함량에서 잎은 Zn Pb Ni 성분이, 줄기는 Zn Pb성분이 수확기에 급격히 높아졌으므로 이들 성분에 대해서 주의할 필요가 있다고 생각된다. 고추의 총 적과 수량은 가축분뇨 > 제약오니3 > 제약오니1 > 화학비료 > 제약오니2구 순으로 낮아졌으며, 화장품오니구는 타 처리구보다 상당히 감수하였다. 수확기 고추 청과 및 적과의 중금속 함량은 Zn과 Cu성분이 타 성분들보다 높았고, 처리별로는 청과에서 Zn 및 Cu성분은 제약오니1구가, Pb성분은 제약오니3구가 타 처리구들보다 조금 높아서 유기성 오니를 퇴비원료로 사용할 경우 오니 중의 Zn Cu Pb Ni성분의 특성과 함량이 상당히 중요할 것으로 판단된다. 따라서 퇴비원료로 지정된 오니 중에서 화장품오니와 제약오니2에서 생육 후기부터 수확기에 걸쳐 질소성분의 부족현상에 의한 생육부진과 낙엽, 어떤 원인인지 알 수 없지만 비해에 의한 수량감소 등의 원인을 앞으로 연구를 통해서 밝힐 필요가 있다고 생각된다. 본 시험의 결과는 퇴비원료로 지정하거나, 지정된 퇴비원료의 사용을 신청할 때 허가할 퇴비원료가 작물에 대해 적합한지 알아보는 방법의 일환으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권2호
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• pp.108-117
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• 2005

본 연구는 퇴비의 원료로 지정된 제약업종 공정오니 및 화장품 제조업 폐수처리오니를 시용한 후 고추를 재배하여 생육과 적과수량, 시기별로 토양 및 식물체 중 중금속 함량과 유해 유기화합물을 조사하였고, 시기별 토양에 대해 생물검정을 실시하였다. 토양 중 유기물 및 질소는 시험재료의 성분함량이 높은 처리구에서 높았다. 토양 중금속 전함량의 경우 Zn, Cr, Ni은 생육기간 동안 변화가 거의 없었으며, Cu, Pb, As, Cd은 수확기에 갑자기 함량이 증가하였고, 1 N HCl 가용함량에서는 Cd, As를 제외하고는 생육시기에 따른 함량의 차이는 없었다. 고추의 생육은 초기에는 오니구에서 화학비료구보다 전반적으로 불량하였는데, 이는 유기물 함량이 높고 질소함량이 낮아서 생육 후기까지 회복되지 못하였기 때문인 것으로 보였다. 고추 잎과 줄기의 질소함량은 생육 초기 및 중기에 모든 오니 처리구에서 낮았고, 수확기에 제약오니 1구에서 높았던 것은 이들 시험재료의 유기물 및 질소성분의 함량과 특성에 기인된 것으로 보였다. 식물체 중 중금속 함량에서 잎은 As 성분을 제외하고 다른 성분들은 생육 초기 및 중기에 함량이 높았다가 수확기에 감소하였으며, 줄기는 전 성분이 수확기에 감소하는 경향이었다. 고추의 총 적과수량은 화학비료>제약오니 3>돈분>제약오니 1>제약오니 2구 순으로 낮아졌으며, 화장품오니구는 타 처리구보다 상당히 감소하였다. 화장품오니구의 HEM 함량은 $4.80g\;kg^{-1}$, PAHs 함량은 $2,263.2{\mu}g\;kg^{-1}$으로 다른 처리구보다 월등히 높았고, 생물검정법의 일환인 상추종자 유근신장 조사에서는 화장품 오니구가 무처리구에 비해 20% 이상 낮은 신장율을 보였다.