• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권1호
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• pp.49-54
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• 2011

가축분뇨와 유기성 부산물의 혼합형태가 바이오가스 발생에 미치는 영향을 규명하고 자 시험을 수행한 결과는 다음과 같다. 1. 모돈분을 원료로 했을 때 가스발생량은 건물함량 5%에서 최대 7 L/d, 내용물 용적대비 0.389 L/$L{\cdot}d$ 이었으며, 고형물 10%에서는 최대 10 L/d, 0.556 L/$L{\cdot}d$ 이었다. TS 10% 일 때 최대 가스발생량이 TS 5%의 약 1.4배가 되었다. 2. 유기성 부산물을 혼합하였을 때 옥수수 사일리지에서 고형물 함량을 10%로 한 시험구에서 가스발생량은 1.11 L/$L{\cdot}d$이다. 대조구의 가스 발생량 0.556 L/$L{\cdot}d$과 비교하면 약 2배 가까이 되었다. 또한 음식물쓰레기를 첨가하였을 때 고형물 함량 10%에서 최대 18.17 L/d, 용적대비 1.01 L/$L{\cdot}d$로 나타났다. 3. 유기건물함량 대비 바이오가스 발생량은 모돈분만을 사용한 대조구에서 최대 203L/kg odm ${\cdot}d$, 음식물쓰레기를 첨가한 시험구에서 최대 216 L/kg odm${\cdot}d$, 옥수수사일리지 를 첨가한 시험구에서 최대 362 L/kg $odm{\cdot}d$로 나타났다. 4. 메탄가스의 농도는 대조구가 초반에 40%가 나왔고 후반에 약 70% 정도였으며 옥수수사일리지를 첨가한 시험구에서 초반에 52% 후반에 약 70%, 음식물쓰레기를 첨가한 시험구에서 초반에 약 40% 후반에 약 70%로 일반적인 농도보다 높았다. 5. 소화액의 성분분석결과 모든 시험구의 소화액은 작물이 필요로 하는 영양분을 골고루 함유하고 있어 액비로 이용할 수 있으리라 판단된다.

• 한국약용작물학회지
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• 제13권6호
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• pp.255-260
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• 2005

새로운 기능성 소재를 발굴하기 위한 목적으로 2종의 박하(M. viridis (spicata), M. piperita)를 대상으로 수행된 몇 가지 in vitro 항산화계에서의 활성, 총페놀 함량 및 수율을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. Superoxide 라디칼에 대한 박하의 소거능은 M. viridis가 M. piperita 보다 우수하였으며 특히 물 추출물은 대조물질인 ascorbic acid보다 우수하였다. 2. DPPH 라디칼에 대한 소거능은 메탄올 추출물 및 물 추출물 모두에서 M. viridis가 M. piperita보다 우수하였으며 특히 M. viridis의 메탄올 추출물은 롤${\alpha}-tocopherol$과 비슷한 수준이었다. 3. 사람의 저밀도지단백질의 산화에 대한 박하의 저해활성을 분석한 결과는 M. viridis가 M.piperita 보다 우수하였으며 M. viridis의 모든 추출물 ${(65.88%{\sim}77.59%,\;37.69%{\sim}87.21%)}$은 ${{\alpha}-tocopherol\;(28.37%{\sim}66.54%)}$보다 월등하게 우수하였다. 4. Linoleic acid의 산화에 대한 저해효과는 M. viridis가 M. piperita보다 높았으며 ${\alpha}-tocopherol$의 활성에 근접하는 수준이었다. 5. 총페놀 함량은 M. viridis (17.95% & 10.18%)가 M. piperita (15.44% & 9.19%)보다 높은 값을 나타내었으며 메탄올 추출물이 물 추출물보다 그 함량이 높았다. 6. 추출물의 수율은 메탄을 추출물 및 물 추출물 모두에서 M. piperita (14.1% & 14.6%)가 M. viridis (13.3% & 13.5%)보다 높게 나타나 항산화활성 및 총페놀 함량과는 상반되는 결과를 나타내었다. 이상의 실험결과를 종합할 때, 실험된 박하 중에서 M. viridis가 M. piperita보다 우수한 산업화 후보 자원이라고 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.588-597
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• 2016

본 연구는 유기성폐기물의 혼합슬러지를 개량형 단상 혐기성 소화공정에서 각각의 혼합비율에 따른 바이오가스 생산효율 향상에 관한 연구로, 연구에 사용된 유기성폐기물의 종류는 하수 생슬러지, 음폐수 및 가축분뇨이다. BMP test를 통해 잠재적 메탄발생량을 확인한 결과 단일시료의 경우 가축분뇨가 $1.55m^3CN4/kgVS$로 가장 높게 평가되었고, 혼합시료(생슬러지, 음폐수, 가축분뇨)의 경우는 각각의 비율을 50% : 30% : 20%로 하였을 때 $0.43m^3CN4/kgVS$로 가장 높게 나타났다. 반면 실증플랜트에서 혼합슬러지 최적 혼합비율은 생슬러지(68.5) : 음폐수(18.0) : 가축분뇨(13.5)로 나타나 BMP test와 다소 상이한 결과를 보였다. 이는 혼합슬러지 성상변화와 체류시간 등 소화조 운전조건 변화에 기인한 결과로 판단되며, 단상 혐기성 소화조의 바이오가스 생산량이 $2,514m^3/d$, 메탄함량 62.8%로 조사되어 설계능력인 바이오가스 생산량 $2,319m^3/d$ 기준으로 볼 때 최대성능을 발휘하는 것으로 평가되었다. 아울러 본 연구를 통해 혐기성 소화방식에 있어 소화조의 안정적인 운영과 소화효율 측면에서 고효율 방식인 2상 소화방식을 도입하는 것이 유리하나 기존의 단상 소화방식에 있어서도 소화효율 개선 및 성능향상이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1058-1064
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• 2012

녹비작물은 토양에 환원하여 이용하면 화학비료 절감, 토양의 물리화학적 특성 개량, 토양유실방지, 경관조성 등 다양한 역할을 수행한다. 녹비작물을 농경지에 환원하는 과정에서 발생될 수 있는 탄소 변화를 알아보고자 논토양에 녹비보리, 헤어리베치, 헤어리베치/보리, 화학비료구를 처리하였다. 겨울동안 녹비작물을 통하여 흡수된 탄소량은 헤어리베치는 1.22 ton $ha^{-1}$, 녹비보리는 1.24 ton $ha^{-1}$이었으며 헤어리베치/보리 혼파구는 1.54 ton $ha^{-1}$ 이었다. 토양 탄소함량은 벼 이앙 7일전에 가장 높았으며 이후부터 점차 낮아져 수확기까지 비슷한 경향이었다. 녹비종류별로는 헤어리베치와 녹비보리구에서 헤어리베치/보리 혼파구보다 높았다. 메탄 발생량은 모든 처리에서 이앙 후 7일에 가장 높았으며, 녹비 환원구에서 화학비료구보다 약 17 ~ 25배 더 많았다. 녹비종류별 메탄 발생량은 헤어리베치, 헤어리베치/보리, 녹비보리 순이었다. 벼 식물체의 탄소 흡수량은 벼 재배기간 동안 계속 증가하였으며 녹비종류별로는 차이를 보이지 않았다. 수확기의 정조와 볏짚 생산량은 녹비환원구에서 화학비료구보다 5 ~ 13% 많았으며 특히 헤어리베치/보리 혼파구에서는 14.07 ton $ha^{-1}$으로 가장 많이 생산되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.25-33
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• 2018

화석 연료의 고갈과 온난화 현상으로 인해 새로운 에너지원에 대한 관심이 급증하고 있다. 그 중에서 바이오가스는 유기성 폐기물 및 바이오매스를 혐기성 소화과정인 가수분해(hydrolysis), 산발효(acidogenesis), 유기산발효(acetogenesis), 메탄발효(methanogenesis)의 단계를 거쳐 발생되기 때문에 친환경적인 에너지자원으로 각광받고 있다. 그러나 바이오가스는 기존의 정제설비로는 제거할 수 없는 높은 미세분진 및 수분 함량으로 인해, 직접연소, 도시가스, 자동차용 연료 등 효율적인 이용을 위해서 정제시스템이 필요하다. 따라서 본 연구는 미세분진과 수분을 동시에 제거할 수 있는 정제과정의 전처리 방법으로써 원심력을 이용하는 냉각공정을 설계하였다. 원심력을 이용하여 분진을 제거하는 Cyclone 내 외부에 열교환기와 ID fan을 구성하여 주입되는 가스를 어는점 이하로 냉각시킴으로써 물안개를 형성시켜 분진입자를 제거하고, 일부 가스를 ID fan을 이용하여 재순환시켜 제거하는 고효율 냉각제어공정을 개발하였다. 수분제거는 유량(25~150L/min) 및 상대습도(60~95%)의 조건에서 시험하였다. 수분제거율은 상대습도 $95{\pm}5%$일 때 평균 80.8%, 입자제거율은 입자크기 $2.5{\mu}m$에서 평균 99.78%의 제거효율을 보였고, 수분과 입자의 동시제거효율은 수분 70.86%, 입자 99.67%의 평균값을 보여주었다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.438-442
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• 2005

1. 회분식 실험결과 유기물의 함량이 높은 음식물만을 기질로 이용한 경우보다 폐활성 슬러지의 혼합비율이 $10{\sim}20%$일 때 더 높은 수소생산을 나타내었다. 또한 폐활성 슬러지의 혼합비율이 40%인 경우에는 메탄이 발생하여 생성된 수소가 소모되는 반응을 나타내었다. 2. 연속 실험의 경우 HRT를 줄여 유기물의 부하를 증가시킬 경우 수소생산량이 급격히 증가하였으며, HRT 2일까지는 미생물의 wash out 없이 안정적 수소생산을 보였다. 3. 음식물과 폐활성 슬러지를 이용한 연속 운전을 HRT와 두 기질의 비율을 달리하여 운전한 결과 2일의 HRT와 FW:WAS=80:20의 비율에서 140 mL $H_2/g$ VSS의 높은 수소생산율을 얻을 수 있었다. 4. 음식물 쓰레기와 폐활성 슬러지의 비율을 적절히 혼합할 경우, 수소생산의 상승작용을 할 수 있는 가능성을 확인하였다. 5. SEM과 FISH 분석을 통하여 반응조 내의 수소 미생물의 공간적 분포 및 형태를 관측하였으며, 음식물이나 슬러지 주변에 많은 수소생산 미생물이 관측되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.804-815
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• 2019

화석연료의 고갈 및 지구 온난화 등 환경문제에 대응하기 위해 세계는 화석연료를 대신할 에너지에 대한 연구를 진행하였고, 그중 바이오매스가 대체에너지로써 주목받고 있다. 바이오매스는 재생 가능하고 탄소 중립(carbon neutral)적인 특성이 있으나 수분함량이 많고 낮은 에너지밀도를 가지므로 에너지 생산 시스템에 이용하기 위해서는 열화학적 변환 공정이 필요하다. 그중 하나인 가스화는 바이오매스로부터 수소, 일산화탄소, 메탄 등으로 구성된 합성가스(syngas)를 생성시켜 연료로써 이용할 수 있도록 해준다. 그러나 가스화 과정 중에 발생되는 타르와 입자상 물질은 배관, 연소 엔진, 발전 터빈 등에서 막힘 현상을 일으켜 공정 효율을 감소시키는 문제를 야기하므로 제거가 필요하다. 본 연구에서는 가스화 공정에서 발생되는 타르를 비롯한 입자물질에 대해 제거 효율이 뛰어난 필터를 사용하였으며, 타르로부터 필터 눈 막힘 현상을 방지하기 위해 pre-coating 기술을 적용하였다. pre-coating에 사용된 물질로써는 소석회와 활성탄(wood char)을 사용하였으며, 타르 및 입자에 대한 제거효율이 소석회 코팅의 경우 86 %, 활성탄(wood char)의 경우 80 %로 나타났다.

• 분석과학
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• 제15권5호
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• pp.466-474
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• 2002

토양에 잔류하는 화학물질로서 지속적으로 토양 환경에 영향을 미치고 있는 PCBs에 대한 분석을 위해 많은 연구들이 이루어져 왔다. 본 연구에서는 이들 유기화합물질 중 coplanar PCBs 분석을 위한 용매별 용출패턴 특성을 조사하였고, 이화학적 특성이 다른 우리나라 토양 중 PCBs 분석에 미치는 용매별 추출효율을 조사하였다. 토양 중 14종의 coplanar PCBs 용매별 추출효율은, 톨루엔의 경우 토양 A, 토양 B 및 토양 C에 대하여 평균회수율은 각각 84.25%, 56.09% 및 44.69%로 나타났다. 아세톤 : 헥산 (1:1)의 경우에는 토양에 따라 각각 52.56%, 81.42% 및 58.53%로 나타났으며, 디클로로메탄의 경우에는 각각 55.94%, 71.33% 및 61.05%로 나타났다. 추출효율에 대한 염화물의 치환수는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 특히 인 및 질소화합물 등 이온성 물질을 많이 함유하고 있는 토양에는 극성이 큰 용매인 아세톤:헥산 혼합용매가 가장 높은 회수율을 나타났으며, 반면에 토양 A와 같이 인 및 질소화합물의 함량이 작고 점토질인 토양에는 톨루엔과 같은 비극성용매의 추출효율이 우세하게 나타났다. 또한, 정제컬럼별 용출효율은 실리카겔, 플로리실 및 알루미나가 49.99%, 69.65% 그리고 65.23%로 나타났다.

• 공업화학
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• 제18권6호
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• pp.612-617
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• 2007

본 연구는 음식물류폐기물의 직매립 금지가 매립지가스, 악취 및 침출수 발생에 미치는 영향을 평가하고 현행 제도의 타당성을 평가하기 위하여 실시하였다. 음식물류폐기물을 각각 약 45% (Exp.45)와 약 15% (Exp.15)를 충전한 2개의 매립모형조를 비교하였다. 570일 동안 매립지가스 발생량은 Exp.45가 1400 L로 Exp.15의 906 L보다 많았다. 매립가스 조성은 두 반응기 모두 메탄과 이산화탄소가 1 : 1 정도로 발생되어 큰 차이는 없었다. 황화수소는 Exp.15와 Exp.45에서 각각 2~7 ppmv과 2~30 ppmv가 발생하였다. 침출수량에는 큰 차이가 없었으나 $BOD_5$가 Exp.45는 37000 mg/L, Exp.15는 25630 mg/L를 나타내었고 $COD_{Cr}$도 각각 45480 mg/L와 30294 mg/L를 나타내었다. TOC의 농도도 운전기간 동안 Exp.45가 Exp.15보다 2~3배 정도 높았다. 음식물류폐기물 함량이 높은 폐기물 매립은 가스발생량을 증가시켰지만 악취발생 및 침출수 수질 악화 등 환경적 악영향을 더 많이 유발하였기 때문에 현행 음식물류폐기물의 분리배출 및 직매립 금지조치는 적절한 것으로 평가되었다.

• 유기물자원화
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• 제9권3호
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• pp.104-110
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• 2001

본 연구에서는 음식물 쓰레기의 혐기성 소화 슬러지의 탈수 효율을 증대시키기 위하여 응집제 및 응집보조제의 선정 및 탈수 특성을 규명하고자 하였다. 본 연구에서 사용한 혐기성 슬러지는 음식물 쓰레기를 $55^{\circ}C$에서 15일간 소화시켜 얻었으며 이 때의 평균 가스 발생량 및 메탄 함량은 각각 $1.1m^3/kg$ VS 및 63%였으며 소화액의 성상은 각각 pH 7.8, 총고형물 1.5%, CODcr 18,500mg/L이었다. 또한, TKN과 TP는 각각 2,800mg/L과 582mg/L이었으며 암모늄 이온과 인산이온은 2,077mg/L과 415mg/L이었다. 이러한 혐기성 소화액에 각종 응집제를 투입하여 응집 실험 결과, $FeCl_3$와 강양이온계 고분자 응집제만이 응집 효과가 있었으며 $FeCl_3$와 강양이온계 고분자 응집자의 적정 투입 농도는 각각 500mg/L과 50 - 100mg/L였다. 또한, $FeCl_3$ 500mg/L을 첨가하여 1차 얻은 혐기성 슬러지에 고분자 응집제의 농도를 달리하면서 CST(Capillary Suction Time)를 측정한 결과, 강양이온계 고분자 응집제 80mg/L을 혼합하였을 때 최적의 탈수 조건이 형성됨을 알 수 있었다.