• 한국습지학회지
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• 제15권2호
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• pp.165-170
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• 2013

본 연구에서는 하수일차슬러지의 가용화 및 산발효를 위한 pilot scale 세정산발효공정의 운전 특성을 검토하였다. 하수일 차슬러지의 가용화 및 산발효 특성을 평가하기 위해 SRT, 세정수 및 운전온도를 변화시켜 실험을 수행하였다. 세정산발 효공정의 가용화율은 온도가 높을수록 증가하는 반면, 산생성율은 중온조건($35^{\circ}C$)이 고온조건($55^{\circ}C$)보다 높게 나타났다. VS 감량은 약 56%, 슬러지 부피감량은 약 93%까지 나타났다. 가용화측면에서 세정산발효공정의 최적운전조건은 pH 9, $35^{\circ}C$ 및 SRT 5일이 적합 할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.11-17
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• 2015

본 연구에서는 음식물류 폐기물 폐수(이하, 음폐수)를 이용하여 혐기성발효 시 부산물로 생성되는 메탄가스의 생산효율을 높이고자 산발효 전처리를 수행하였으며 전처리된 음폐수를 이용하여 BMP 실험을 통해 메탄생산량 증대를 위한 산발효 최적조건을 확인하고자 하였다. 산발효된 음폐수를 이용하여 BMP 실험을 진행한 결과 HRT 3일 조건에서 0.220 L/g VS의 가장 높은 메탄생산량을 확인하였으며, 초기 pH별 BMP실험에서는 pH 6에서 19,920 mg/L로 가장 높은 VFA와 Acetic acid/TVFA(76.2%)를 보였다. 이때 메탄생산은 약 10일 이내로 대부분 생산되어 일반적인 메탄발효(30일 이내)에 비해 약 1/3수준으로 단축됨을 확인하였다. 메탄생성량은 0.294 L/g VS로 대조군 대비 약 1.3배 높은 효율을 나타내었다.

• 유기물자원화
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• 제8권3호
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• pp.118-123
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• 2000

음식물쓰레기는 함수율과 휘발성 유기물질의 함량이 높기 때문에 수거, 운반 및 매립에 있어 많은 문제점이 야기되고 있다. 음식물쓰레기의 산발효는 pH, 체류시간 등과 같은 환경조건에 의해서 영향을 받는데, 음식물쓰레기의 각 구성성분은 각기 다른 환경조건에서 분해가 진행된다. 전분, 셀룰로우스 및 단백질은 각각 최적의 pH 및 체류시간을 가지고 있어, 전분의 경우는 낮은 pH에서 셀룰로우스는 체류시간이 증가할수록 그리고 단백질은 체류시간의 증가 및 중성 pH에 접근할수록 그 분해가 증가한다. 이러한 사실은 산발효의 환경조건을 조절함으로써 음식물쓰레기의 분해가 향상될 수 있음을 말하여 준다. 산발효 단계에 따라 희석율의 값을 3.0에서 $1.0d^{-1}$로 조절한 경우, 산발효 효율은 71.2%에서 81.1%로 크게 증가하였다. 이때 주된 산발효 산물은 뷰틸산에서 초산으로 점차 변화하였는데, 이것은 산발효의 효율향상이 야채류와 육류의 분해 증가에 기인함을 보여주는 것이다.

• 유기물자원화
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• 제15권3호
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• pp.97-105
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• 2007

본 연구는 유기성 고형폐기물 처리에 적합한 벤치스케일 침출상 반응조를 이용하여 효율적인 산발효 및 수소발효의 거동특성을 살펴보았다. 산발효조는 혐기성 소화슬러지를 식종한 후 희석율 2.0, 3.0, $4.0d^{-1}$로 운전이 되었으며, 수소발효조는 열처리된 소화슬러지를 식종한 후 희석율 2.0, 4.0, $6.0d^{-1}$로 운전이 되었다. 산발효조는 희석율 $3.0d^{-1}$에서 운전되었을 때 최대의 COD 전환율 56.2%가 얻어졌으며 이때 전환된 COD는 모두 유기산으로 전환되었다. 반면에 수소발효조는 산발효조보다 높은 COD 전환율(49.3%)을 보여주지 못했지만, 높은 에너지 수율을 가지고 있을 뿐 아니라 친환경 청정에너지인 수소가스(전체 COD 중 5.1%)를 부산물로 얻을 수 있었다. 그러므로 처리목적에 따라 산발효나 수소발효를 유기성 고형폐기물에 적용할 수 있으며, 이는 혐기성처리 기술의 경제성을 향상시킬 수 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권4호
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• pp.220-227
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• 2004

본 연구는 음식물찌꺼기의 혐기성 산발효에 있어 여러 조건들 중 온도가 효율적인 가수분해와 산발효에 미치는 영향을 검토하기 위해 고온($55^{\circ}C$)과 중온($35^{\circ}C$)에서 각각 실험을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 음식물찌꺼기의 혐기성 산발효시 산생성 효율을 높이기 위한 전처리 과정으로 음식물찌꺼기에 NaOH를 투입한 결과 가수분해효율을 표현한 가용화 정도(Solubilizatio)가 0.01g NaOH/g TS이하로 투입된 경우 $0.01\;mgSCODP_{prod.}/mgICOD_{inf.}$이하를 타내었으나, 0.05g NaOH/g TS이상을 투입했을 때는 $0.07{\sim}0.09\;mgSCOD_{prod.}/mgICOD_{inf.}$로 나타났다. 따라서 음식물찌꺼기에 NaOH를 투입하여 효율적인 가수분해가 이루어지기 위해서는 g TS당 0.05 g이상의 NaOH가 투입되어야 할 것으로 판단된다. 음식물찌꺼기를 NaOH로 전처리 한 후 고온($55^{\circ}C$) 산발효를 실시했을 때 0.05 g NaOH/g TS 투입시 SCOD의 증가치 3,800 mg/L로 최대의 가용화와 산생성에 효과적인 pH 5.95를 얻을 수 있었다. 0.05g NaOH/g TS를 투입하여 중온($35^{\circ}C$)에서 산발효를 실시한 경우와 비교하여 SCOD 증가치가 약 5배정도 높았고, 최대 가용화에 이르는 시간도 중온의 2/3 정도로 짧아 음식물찌꺼기의 가용화에는 고온이 효과적인 것으로 나타났다. NaOH 0.05 g NaOH/g TS로 전처리된 음식물찌꺼기의 산발효 결과 고온($55^{\circ}C$) 및 중온($35^{\circ}C$)에서 각각 반응시작 후 72시간에 12,600 mg/L, 120시간에 9,800 mg/L의 VFA농도를 나타내어 동일기질을 이용하여 산발효를 실시했을 때 중온보다는 고온에서 미생물의 활성증대와 유기물의 가수분해가 촉진되어 VFA생성이 효율적인 것으로 판단되었다. 고온에서 NaOH에 전처리 된 음식물찌꺼기를 산발효 시켰을 때 VFA가 가장 높았던 시점을 기준으로 VFA의 조성을 조사한 결과 acetic acid가 45.9%, buftc acid가 26.7%, propionic acid가 13.9% 등으로 총 유기산 발생량의 86.5%를 차지하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권12호
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• pp.1075-1080
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• 2009

혐기성 소화 시 산발효 단계에서 지질 성분이 부분적으로 분해되고 지질 내 이중 결합이 포화됨을 통해 후단의 메탄발효 효율이 향상됨이 보고된 바 있다. 본 연구에서는 혐기성 연속 회분식 반응조(anaerobic sequencing batch reactor, 이하 ASBR) 및 연속 흐름 교반 반응조(continuously stirred tank reactor, 이하 CSTR) 형태의 산생성조를 각각 운전하여 지질 분해 및 독성 저감 효율을 살펴보았다. 기질로는 두 가지 불포화(oleate and linoleate), 두 가지 포화(palmitate and stearate) 지방산(long-chain fatty acids, 이하 LCFA)로 구성된 LCFA 혼합물을 사용하였다. 반응조 내의 높은 미생물 보유량에 의해 ASBR이 수리학적 체류시간(hydraulic retention time, 이하 HRT) 12 hr 이하에서 우월한 성능을 보였다. HRT 9시간에서 ASBR은 36.7%의 LCFA 분해, 14.3%의 이중결합 포화, 43.8%의 산생성 효율을 보였으며, 이는 HRT 15시간의 CSTR 보다 각각 19%, 10%, 21% 높은 수치였다. 지질 함유 폐수의 혐기성 소화 시 ASBR을 이용한 산발효가 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2006년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.355-357
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• 2006

본 연구에서는 산생성효율의 최적 운전인자 도출을 위하여 중온 및 고온혐기성산발효공정에서의 유기물부하에 따른 산발효 효율을 비교 검토하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 유기물 부하별로 고온과 중온 조건에서 실험을 진행했을 때 VFA생성과 pH변화를 비교했을 때, 고온 조건이 중온조건보다 더 높은 부하율에서 운전이 가능한 것으로 나타났으며, 생성되는 VFA의 농도도 더 높은 것으로 나타났으며, pH의 변화는 고온 조건에서 4.8$\sim$6.2, 중온 조건에서 5.8$\sim$6.7로 고온에서 중온보다 pH가 낮게 나타났다. 고온과 중온에서 유기물 부하별로 산발효시 생성된 유기산의 구성성분을 비교했을 때, 고온에서 생성된 유기산이 중온보다 acetic acid의 비율이 높은 것으로 나타났다. 음식물찌꺼기 고온 산발효액의 성상에서 $SCOD_{Cr}$/TKN, $SCOD_{Cr}$/T-P이 각각 18.9, 73.4로 나타나 하수처리장에서 저부하 유기물 유입시에 탄소원으로 충분히 활용 가능한 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2006년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.351-354
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• 2006

본 연구에서는 산발효산물과 하수슬러지의 혼합소화를 위한 적정 혼합비를 도출을 위하여 음식물찌꺼기 고온 산발효산물과 하수슬러지의 생분해 특성과 적정혼합비를 도출하고자 수행한 결과 음식물찌꺼기 고온 산발효액과 하수슬러지를 혼합비별로 회분식 혼합소화 실험을 실시 한 결과 혼합비 1:1에서 385ml CH$_4$/g VS$_{added}$로 가장 높은 메탄발생량을 나타내었다. 이러한 결과는 음식물찌꺼기와 하수슬러지를 1:1로 동일하게 혼합하여 비교 소화실험을 실시했을 때 의 293m1 CH$_4$/g VS$_{added}$와 비교하여 상대적으로 높은 메 탄발생량을 나타내었다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2001년도 정기총회 특별강연 및 춘계학술연구발표회(1)
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• pp.307-310
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• 2001

• 유기물자원화
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• 제10권2호
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• pp.65-70
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• 2002

이전의 연구에서 루멘미생물은 뛰어난 활성을 보여주었고, 희석율의 적절한 조절은 산발효 효율을 크게 증가시켜 주었다. 그러나 배출되는 음식물쓰레기는 일반적으로 그 구성성분비가 상대적으로 큰 편차를 갖지 않는 일정한 범위의 값을 보여주지만, 계절에 따라 특정한 음식을 많이 섭취하는 날에는 육류가 대부분인 음식물쓰레기가 배출된다든지, 혹은 곡류나 야채류가 대부분인 음식물쓰레기가 배출되는 경우가 발생한다. 따라서 이런 경우에도 루멘미생물을 이용한 희석율의 조절이 적절한 산발효 효율을 유지할 수 있는지 평가해 보는 것은 중요하다. 본 연구에서는 음식물쓰레기의 각 성분(곡류, 야채류, 육류)을 전체 기질의 80%로 주입한 후 실험을 실시하였다. 곡류가 주인 경우에는 초기 2일 동안 그 분해가 주로 일어났으며, 야채류가 주인 경우에는 일반적인 음식물쓰레기를 처리하는 경우와 가장 유사한 거동특성과 효율을 보였고, 육류가 주인 경우에는 초기에는 분해가 지체되다가 희석율의 조절 이후 그 분해가 활발히 이루어졌다. 처리효율은 구성성분 중 곡류, 야채류, 육류가 주인 반응조에서 88.7, 73.5, 62.1%의 값을 얻을 수 있었다. 그러므로 구성성분비의 조절에도 불구하고 최소 62% 이상의 효율을 보여주었기 때문에, 루멘미생물을 이용한 산발효가 음식물쓰레기의 구성성분비에 관계없이 매우 안정된 처리효율을 유지할 수 있음을 알 수 있었다.