• 대한화학회지
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• 제66권3호
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• pp.202-208
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• 2022

본 연구는 악취 제거용 반응조를 제작한 후, 현장 시험을 통해 마그네시아(MgO)를 이용하여 돈분 폐수에서 발생하는 악취를 최대한 저감하기 위한 최적 조건을 얻고자 하였다. 이를 위해 마그네시아의 충진양, 돈분 폐수의 주입량, 폭기 방식, 폭기양, 폭기 시간이 고려되었다. 현장 시험은 돈분 폐수 저장소를 갖추고 있는 청운 가축농장에서 실시하였다. 돈분 폐수(500 kg) 무게 대비 마그네시아의의 첨가량을 증가시킬수록 암모니아와 황화수소의 발생량은 점차적으로 감소하는 경향을 보였다. 현장시험 결과, 반응조에 마그네시아를 0.8% 첨가하여 2일 동안의 폭기 시 돈분 폐수 중의 암모니아(NH₃)는 65%, 황화수소(H₂S)는 77% 감소하였다. 반응조 안의 돈분 폐수의 초기 pH는 8.2이었고 마그네시아를 0.8%까지 넣었을 때의 pH는 9.2를 나타내었다. 이러한 경향으로 비추어 볼 때, 마그네시아가 돈분 폐수 내의 pH를 점차적으로 상승시켜 약알칼리 상태로 만든다는 것을 알 수 있었다. pH가 증가함에 따라 폐수 내에 존재하는 암모니아 가스의 일부분은 공기 중으로 기화되고, 나머지 일부는 용해되어 있는 마그네슘이온, 인산이온과 화학결합한 후 침전되어 제거된다. 기존에 가축 농가의 대부분은 돈분 폐수의 악취를 제거하여 퇴비로 만들기 위해서 미생물을 활용한 6개월간의 폭기 과정을 거쳐야 했다. 대조적으로 미생물 활동에 영향이 없는 화학적 반응을 통해서 2일 내에 돈분 폐수로부터 악취를 저감할 수 있는 효과를 현 연구를 통해 입증하였다.

• 유기물자원화
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• 제4권2호
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• pp.11-17
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• 1996

자연계로부터 3종의 광합성 세균 strain KN 1-1, KN 2-1과 KN 2-3을 분리하여 돈분 폐수 처리에 대한 연구를 수행하였다. 유기산이 첨가된 배지에서 광합성 세균의 생육은 유기산을 첨가하지 않은 경우에 비해 2~3배 증가하였으며, bacteriochlorophyll a 함량도 1.5~2배까지 증가함을 보였다. 또한 축산 농가에서 직접 채취한 돈분 폐수에 광합성 세균을 첨가하였을 때 COD 감소율은 KN 1-1인 경우 80%, KN 2-1 89%, KN 2-3 75%를 나타내었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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• pp.125-128
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• 2000

본 연구에서는 순환식 돈분 폐수 처리 시스템에서의 미생물 분포에 따른 폐수 처리 효과를 모델링하기 위해 신경회로망과 PCA를 이용하는 새로운 방법을 제안하였다. PCA 분석 결과를 바탕으로 신경회로망의 최적 입력 조건을 찾고, 실측 데이터를 이용하여, 폐수 처리 시스템의 각 탱크를 별도로 학습함으로써 비교적 적은 수의 데이터에도 불구하고 정확한 모델링 결과를 얻었다. 제안한 시스템은 폐수 처리 시스템의 효과적인모니터링 시스템으로 사용할 수 있으며, 향후 실제 돈분 처리 시스템에서 원하는 기준의 방류수를 얻기 위한 최적의 입력조건 (미생물밀도 등)을 결정하는데 있어서 에뮬레이터로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2001년도 정기총회 특별강연 및 춘계학술연구발표회(1)
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• pp.331-334
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• 2001

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.1047-1053
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• 2008

돈분폐수 처리수의 색도를 제거하기 위해 최적의 응집 조건에 대하여 평가하였다. 유출수의 용존 유기 탄소 농도는 227.3 mg/L, 색도는 2,430 CU, 탁도는 22.1 NTU, 그리고 UV$_{254}$는 3.7 cm$^{-1}$이었다. 유출수의 소수성 유기물은 55.3%, 반친수성 유기물은 17.4%, 그리고 친수성 유기물은 27.3%로 세분화하였다. 또한, 겉보기 분자량 분포는 0.5 K 이하, 0.5$\sim$1 K, 1$\sim$10 K, 10$\sim$30 K 및 30 K 이상은 각각 74.2%, 7.3%, 5.5%, 7.1% 및 5.9%이었다. 최적의 pH 및 응집제 주입량을 결정하기 위해 유동전류계를 사용하였다. 황산알루미늄과 염화 제 2철의 최적 응집제 주입량 및 pH는 각각 5.84 mM, pH는 5.3이며, 9.25 mM, pH는 5.0이었다. 최적의 응집 조건에서 황산알루미늄과 염화 제 2철은 각각 91.9%와 98.7%로 높은 색도 제거 효율을 얻었다. 생물학적 처리를 거친 돈분폐수는 화학적인 응집으로 색도제거에 좋은 성과를 보여주었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권6호
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• pp.465-470
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• 1998

미생물이 생산하는 유기폐수처리용 생물응집제를 개발하기 위하여 보관균주 및 자연계로부터 100 units/ml 이상의 응집활성을 나타내는 응집제 생산균주를 1차로 분리하고 돈분폐수에서 가장 높은 제거율을 보인 KH-54를 최종 선별하였다. 선별된 균주는 Aeromonas hydrophila로 동정되었으며 응집제 생산을 위한 최적 배양조건은 2.0% mannitol, 0.05% ammonium chloride, 0.02% $KH_2PO_4$, 0.01% $MgSO_4{\cdot}7H_2O$, 0.05% yeast extract 조성의 배지와 초기 pH 7.0, 배양온도 $25^{\circ}C$ 및 교반속도 150 rpm 의 환경인자들이었다. 상기의 조건으로 4일 배양하였을 때 770 units/ml의 응집활성과 81%의 높은 nephelometer turbidity unit(NTU) 제거율을 나타내었으며 이 응집물질은 돈분폐수 이외 두부공업폐수 92%, 제당폐수 78%, 주정공업폐수 68% 및 항생물질 발효공업폐수 36%의 NTU 제거율을 각각 나타내었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.213-217
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• 2020

천연 광물질, 식물질, 정수장 슬러지를 이용하여 친환경적인 수수질정화제와 이를 활용하는 오폐수복합처리시스템을 개발하였다. 오폐수복합처리시스템은 오염수 유입, 수질정화제 투입, 가압부상장치 가동, 슬러지 부상, 슬러지 수거 및 처리수 배출의 과정을 거친다. 이 장치를 축분 탈리액, 육계 세척수, 공장 폐수, 하수종말처리장 및 연못의 녹조제거에 적용하여 우수한 제거율을 얻었다. 유기성 폐기물 정화에 천연 수질정화제를 활용한 예는 조사되지 못했다.

• 센서학회지
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• 제9권2호
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• pp.127-133
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• 2000

이 논문에서는 신경회로망을 이용하여 순환식 돈분처리 시스템의 실시간 모니터링을 궁극적으로 구현할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 즉 미생물 군집내의 개체군밀도에 따른 각 처리조(유입수, 발효조, 폭기조, 1차 침전조 및 4차 침전조)에서의 폐수처리 과정을 모델을 시도하였다. 측정 데이터에 대해 우선 principle component analysis(PCA) 분석을 적용하여 각 처리조에서의 입력(미생물 밀도와 처리요소)과 출력간의 상관관계를 파악하고, 각각의 처리조마다 독립된 신경회로망을 적용하여 폐수처리 과정을 모델링하였다. 신경회로망의 입력으로 현재 탱크에서의 미생물의 개체군밀도를 직접 이용하는 대신 PCA 분석 결과를 이용함으로써, 비교적 적은 수의 데이터로 효과적인 모니터링 시스템을 구현할 수 있었다. 즉 각 처리조별로 학습된 신경회로망들을 연결하여 분석한 결과 2일 동안의 폐수 처리 변화를 비교적 정확히 예측할 수 있었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권4호
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• pp.303-309
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• 1994

광합성세균을 이용한 농축산가의 소규모 가축 폐수처리공정 개발을 위한 연구의 일환으로 고농도에서 유기산의 자화율이 높은 Rhodopseudomonas palustris KK14를 사용하여 돈분폐수처리공정의 최적화를 flask-scale 및 laboratory-scale에서 실시하였다. 반연속식으로 실시한 flask-scale에서 광합성세균 반응조는 HRT 6일, 광합성세균오니량 5%(v/v), 반송오니량 10%(v/v)로 했을 때 안정된 83%의 COD 제거율 및 적절한 $4{\sim}5\;g/l$의 MLSS가 유지되었다. 산생성 반응조와 광합성세균 반응조의 working volume을 각각 5.2 l와 15 l로 scale-up한 실험실적 실험에서는 원폐수 대비 COD와 BOD의 제거율이 각각 95%와 96%를 나타냈으며 광합성세균 반응조의 COD 용적부하율 및 오니부하율은 각각 $3kg\;COD/m^3/day$와 1.1kg COD/kg MLSS/day를 유지함으로써 적당한 MLSS농도가 유지되었고 부가적으로 폐수처리가 진행되면서 악취가 제거되는 효과를 나타내었다.

• 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.