• 유기물자원화
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• 제22권4호
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• pp.28-44
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• 2014

국내 경제성장에 힘입어 최근 30여 년 간에 걸쳐서 축산물 소비가 급격하게 늘어나고 있다. 이에 따라 국내 가축 규모는 전업화, 대형화 되는 추세에 있다. 가축 사육두수의 증가는 필연적으로 가축분뇨 발생량 증가를 초래하게 되었다. 농림축산 통계에 따르면 2013년 말 기준으로 약 47,235천 톤의 가축분뇨가 발생되었다. 이 분뇨를 처리하기 위해서 퇴비화, 액비화, 정화 그리고 혐기소화와 같은 다양한 가축분뇨 처리방법이 적용되고 있다. 가축분뇨를 퇴비화 처리 하는 시설에 있어서는 에스컬레이터식, 패들식, 스크루식 또는 로타리식 등의 4가지 종류의 교반시설이 적용되고 있다. 가축분뇨 액비화 시설의 경우에는 호기적 방법과 무산소적 방법 등의 2가지 시설이 운영되고 있다. 가축분뇨를 액비화하기 위해서 전국에 약 8천기에 달하는 액비화 시설이 설치, 운영되고 있다. 가축분뇨 정화처리 시설에서는 고액분리 처리, 2차 처리 그리고 고도 처리의 3가지 단계의 기술을 적용하고 있다. 2012년 말 기준으로 볼 때 혐기소화 처리방법에 의해서 처리된 돼지분뇨 슬러리는 약 21천 톤에 달한다. 가축분뇨 처리를 위해서 퇴비, 액비, 정화 시설, 혐기소화 시설 등을 선택함에 있어서 악취제거 효율을 높이는 것이 대단히 중요한 사안이 되었다. 본 연구에서는 국내에 설치된 가축분뇨처리 시설의 특징과 운영방식을 6년간에 걸친 시설 설치관련 서류 검토와 현장조사를 통하여 분석하였다.

• 유기물자원화
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• 제9권2호
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• pp.93-100
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• 2001

수산가공폐수 슬러지의 농경지 이용을 목적으로 수산가공폐수 슬러지에 zeolite 및 가축분 첨가율에 따른 퇴비화 과정중 온도변화, 중량감소율, $CO_2$ 및 $NH_3$발생량 및 무기성분함량 변화 등을 조사하였다. 퇴비화과정중 온도, 총중량 감소율 및 $CO_2$발생량은 zeolite 첨가율에 따라서는 별 차이가 없었으나 가축분은 첨가율이 낮을수록 온도와 총 중량감소율이 높았으며 $CO_2$발생량은 별 차이가 없었다. 퇴비화과정중 $NH_3$ 발생량은 zeolite 첨가율 5, 10 및 20%에서 퇴비화 전기간 동안 68, 61 및 $46mg/kgvs{\cdot}hr$로서 zeolite 첨가율이 높을수록 적게 발생되었고, 가축분도 첨가율 50, 65 및 80%에서 퇴비화전기간 동안 65, 58 및 $45mg/kgvs{\cdot}hr$으로서 가축분 첨가율이 높을수록 적게 발생되었다. 따라서 수산가공폐수슬러지의 퇴비화에 zeoilte 및 가축분을 첨가함으로써 악취를 어느 정도 감소시킬 수 있을 것으로 판단되었다. T-C 및 T-N함량은 퇴비화 전에 비하여 퇴비화 후에 약간 감소하였으며, C/N율은 퇴비화 후에 약간 증가하였다. 퇴비화 전후 무기성분변화는 모든 조건에서 퇴비화 전에 비하여 퇴비화 후에 $P_2O_5$, $K_2O$, CaO 및 Na함량은 약간 증가하였으며, MgO함량은 큰 변화가 없었고, Mn함량은 큰 폭으로 감소하였다.

• 유기물자원화
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• 제19권3호
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• pp.54-62
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• 2011

본 연구에서는 인을 함유하고 있는 뼈 폐기물과 Mg염을 첨가하여 struvite 결정화 반응을 유도하여 퇴비화 공정에서 암모니아 손실을 저감시키고자 하였다. 뼈 폐기물은 식당에서 발생하는 것으로 건조, 분쇄한 다음 사용하였다. 인 용출실험 결과 뼈 폐기물에는 회분 기준으로 약 20.9%의 인이 포함된 것으로 나타났다. 퇴비화 반응은 식종퇴비 첨가 여부에 따라 차이를 보였으며, 식종퇴비를 첨가한 경우 퇴비화 반응이 더 빨리 진행되었다. 식종퇴비를 사용하지 않는 경우 반응 초기 pH가 낮은 기간이 더 길게 유지되었으며, 이는 뼈 폐기물에 포함된 인 용출에 긍정적인 영향을 주어 struvite 결정화 반응 유발에 기여할 것으로 판단되었다. Struvite 결정화 반응을 통한 질소의 보전 효과는 암모니아 손실량 및 퇴비의 암모니아 함량 변화로부터 분명히 관찰되었다. 즉, Mg염과 뼈 폐기물을 첨가한 경우 암모니아 손실량은 감소하였으며, 퇴비의 암모니라 함량은 상대적으로 증가하였다. 이러한 struvite 결정화 반응은 건조퇴비의 암모니아 함량 분석으로 확실히 파악할 수 있었다. 하지만 뼈 폐기물을 첨가한 경우 struvite 결정화 반응은 수용성 인산염을 사용한 경우에 비하여 낮은 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제17권2호
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• pp.59-72
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• 2009

하수슬러지를 에너지 열원으로 사용하기 위해서는 연료로서 청정해야 하고 따라서 수슬러지 중에 중금속이나 불순물이 없거나 미량이어야 한다. SOCA(Sludge-Oil- Coal-Agglomerates) 연료는 이러한 요구를 만족시키며, 고체 연료로서의 SOCA는 청정에너지를 생산하기 위해 가스화될 수 있다. 습윤 촉매가스화는 수분을 포함하는 SOCA에 대해 적절한 공정인 것으로 나타났다. 그러나 SOCA 연료 제조시 석탄이 사용됨에 따라, 촉매가스화 공정에서 촉매를 피독시킬 수 있는 황 성분이 SOCA 연료에 약 40~50% 정도 포함된다. 따라서, 가스화를 위한 적절한 촉매를 사용하는 것이 중요하다. 본 연구 결과에서는 칼슘이 SOCA의 가스화에 이상적인 촉매로 선택되었다. 또한 최적의 가스화는 적절한 수분을 공급하였을 때, $850^{\circ}C$에서 이루어지는 것으로 나타났다. 연료에 포함된 질소 성분은 궁극적으로 SOCA의 가스화에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 그 결과 가스화는 HCN의 발생을 최소화하고 $N_2$ 및 $NH_3$로의 전환을 향상시키는 방향으로 운전되어야 한다.

• 생명과학회지
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• 제24권10호
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• pp.1110-1117
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• 2014

갯벌은 영양염 순환과 오염물질 제거 등 환경적으로 가지는 의미가 크다. 이에 갯벌에서 아밀라아제, 셀룰라아제, 프로테아제, 리파아제를 생성하여 유기물을 분해하는 190균주를 순수분리하고 효소 활성 실험을 통해 그 중 활성이 좋은 균주를 선택하였으며 16S rRNA유전자 분석을 통해 Pseudoalteromonas sp. IC35 (KE804087)로 동정하였다. 또 무기황(S0)을 에너지원으로 하여 최소배지에서 생존 가능한 황산화 세균을 31균주를 순수 분리하고 sulfate ion을 측정하여 황산화능력이 뛰어난 세균을 16S rRNA 분석하여 Halothiobacillus neapolitanus IC_S22 (KE804088)로 동정하였다. 이렇게 분리한 균주들이 환경에서 활성을 가지는 지를 측정하기 위해 유기물 분해에 대해(대조군 M1, 접종군 M2)와 황산화능력에 대해(대조군 M3, 접종군 M4)의 microcosam 반응기를 각각 구축하였다. Pseudoalteromonas sp. IC35를 접종한 M1에서 비접종군인 M2에 비해 유기물 분해 효율이 증가되었으며 microcosm 반응기 내의 생물량도 증가됨을 확인하였다. H. neapolitanus IC_S22을 접종한 M3에서 비접종군인 M4에 비해 환원성 황($S_0$)을 산화하는 능력이 상승되었으며 real time PCR을 이용하여 pilot 내에서 세균의 생물량이 증가함에 따라 초기 sulfate ion의 양도 증가함을 확인하였다. 이번 연구를 통해 대사활성이 우수한 균주를 부가적으로 환경에 접종함으로써 기존 세균 군집에 의한 환경정화 능력을 증가 시키는 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제1권1호
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• pp.103-113
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• 1993

우리나라에서 년간 3,367만톤(1991년) 배출되는 생활쓰레기의 28% 이상이 주방폐기물로 통칭되는 음식찌꺼기, 채소류등으로 구성되는데 수분함량이 75~85%로 높고 발열량 낮아 혐기성 소화에 의한 처리법은 폐기물의 안정화 및 메탄가스 회수를 통한 효율적인 자원화가 가능하여 매우 실용적인 것으로 고려된다. 그러나, 주방폐기물은 셀룰로즈, 단백질등의 복잡한 고분자 고형물질들로 구성되어 있어 혐기성 소화시 가수분해반응이 율속단계로 인식되고 있으며, 이로 인한 유기물 부하율이 작고 반응조 용적이 커져 경제적이지 못한 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 셀룰로즈 등의 고분자물질의 가수분해 반응에 활성이 뛰어난 rumen 미생물을 이용하여 주방폐기물의 혐기성 소화의 효율을 증진시키기 위한 연구가 600 mL의 회분식반응조에서 수행되었다. 주방폐기물의 가수분해 및 산생성 반응에 대한 중온산생성균과 rumen 미생물의 산생성반응 효율을 비교하였으며, rumen 미생물을 이용한 산형성 반응에서 pH, 온도, 고형물 농도등 환경인자의 영향을 평가하였다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산형성 반응에서 최종휘발산수율은 이론치의 약 95%에 해당하는 8.4meq/g VS를 보여 중온산형성균을 이용하였을 때와 비슷하였으나, 산생성반응의 속도는 중온산형성균을 이용했을 때 보다 약 2배 이상 빨랐다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산생성 반응에 대한 기질 농도의 영향에서는 TS 15%일 때 급격한 pH저하 및 비이온화된 VFA 등의 저해작용으로 휘발산수율은 TS 1%인 반응조에서의 절반이하의 값을 보여 유출수의 연속적인 희석이 중요한 인자임을 알 수 있었다. Rumen 미생물을 이용한 산생성 반응의 최적 pH 및 온도 범위는 각각 6.0~7.5, $35{\sim}45^{\circ}C$였다. 이상과 같은 결과로부터 rumen 미생물을 주방폐기물의 혐기성소화 공정에 이용할 경우 혐기성 반응의 율속단계로 고려되는 가수분해 및 산형성 반응의 속도를 증가 시킬 수 있어 반응조 용적 감소 및 유기물 부하 증가 등의 소화 효율향상이 가능함을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제22권4호
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• pp.62-71
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• 2014

폭기방식에 따른 돼지분뇨 슬러리의 액비화 효과를 분석하기 위하여 3 가지 형태의 산기방식을 적용하였다. 첫 번째 형태는 기존에 일반적으로 사용되는 산기방식으로서 바닥부분에 고정식으로 설치된 산기장치를 통해 공기를 상향식으로 공급하는 방식이다. 두 번째 방식은 기존 바닥부분 고정 설치식 산기장치를 현수식으로 적용하여 시험용 반응조 바닥으로부터 약 10 cm정도 띄워서 설치하였다. 세번째 방식은 액비조 내의 돼지분뇨 슬러리를 펌프로 흡입하여 다시 액비조로 보내는 순환용 배관에 벤추리 방식의 공기 공급부를 설치하여 배관 내를 흐르는 액비에 공기를 혼합하는 방식의 반응조이다. 고액분리한 돈분뇨 슬러리를 시험용 반응조에 주입 후 1 주일간 정치시켜 고형물을 침전시킨 다음에 폭기 시험을 개시하였다. 바닥 고정식 폭기방식의 반응조에 투입된 원 슬러리 중의 유기물과 T-N, T-P, BOD 농도는 각각 1.82%, 4,400 mg/L, 360 mg/L, 13,542 mg/L 이었으며 폭기 실시 후 채취한 슬러 중의 유기물과 T-N, T-P, BOD 농도는 2.01%, 4,400 mg/L, 420 mg/L, 16,824 mg/L 수준이었다. 본 연구에서 시험용으로 제작, 사용된 배관 내 혼합방식의 시험구에서의 상기 수질분석 항목의 농도는 각각 1.58%, 3.700 mg/L, 260 mg/L, 15,735 mg/L 에서 1.96%, 4,000 mg/L, 340 mg/L, 18,098 mg/L 수준으로 변화하였다. 바닥 폭기방식과 배관 내 혼합방식의 두 가지 폭기조의 중층 부분에서의 측정한 상기 수질분석 항목의 농도는 변화정도는 각각 10.4%, 0%, 16.7%, 24.2%와 24.0%, 8.1%, 30.8%, 15.0% 인 것으로 분석되어 배관 내 혼합방식에서의 혼합효과와 액비조 내 액비성분의 균질도 정도가 상대적으로 더 높은 것으로 분석되었다. 폭기조 표면에 생성되는 거품 층의 두께는 배관 내 혼합방식이 더 얇게 형성되는 결과를 보였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제37권5호
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• pp.317-322
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• 2022

최근 국내의 흑염소 사육량과 소비량이 지속적으로 증가하고 있다. 흑염소 사육방식 또한 대량화, 밀집화 형태로 변화하는 추세이며, 이에 따라 다양한 전염성 질병이 흑염소 농장에 발생하고 있다. 그중 소형 반추류에 발생하는 건락성 림프절염은 국내 흑염소 농장에서 유병률이 50% 이상에 이를 정도로 빈발하고 있으나 현재 마땅한 제어 방법이 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 흑염소의 대표적인 세균성 질병인 건락성 림프절염의 제어를 위한 노력의 일환으로 원인균인 Corynebacterium pseudotuberculosis(C. pseudotuberculosis)에 효과적인 소독제를 확인하고자 하였다. 국내 시판되고 있는 축산용 소독제를 유효성분으로 구분하여 6종의 소독제에 대하여 소독제 효력시험을 수행하였다. 실험 대상으로 선정된 6종의 소독제는 산성제(구연산, Citric acid), 할로겐계(이염화이소시아눌산나트륨, Sodium dichloroisocyanurate), 산소계(모노과황산칼륨화합물, Potassium monopersulfate triple salt), 염기제(황산구리수화물, Copper sulfate pentahydrate), 양이온성 세정제(4급 암모늄, Dialkyl dimethyl ammonium chloride), 염소계(차아염소산나트륨, Sodium hypochlorite)이다. 농림축산검역본부 소독제 효력시험지침에 준하여 실험한 결과, 경수 조건에서는 황산구리수화물을 제외한 모든 소독제가 소독제 효력시험지침에서 제시하는 기준인 99.99% 이상의 살균력을 보였으며, 유기물 조건에서 구연산, 모노과황산칼륨 화합물 및 4급 암모늄 제재의 3종만이 99.99% 이상의 살균력을 보였다. 표준 효력시험지침(30분)보다 짧은 시간(1분, 5분, 15분) 동안 처리 후 살균력을 확인하였을 때, 경수 조건에서는 이염화이소시아눌산나트륨, 모노과황산칼륨 화합물, 차아염소산나트륨 제재가 가장 효과가 좋았으며 1분간 처리 시에도 99.99% 이상의 살균력을 보였다. 유기물 조건의 경우에는 구연산과 4급 암모늄 제재가 가장 효과가 높았으며 5분간 처리 시에도 99.99% 이상 또는 근접하는 살균력을 유지하였다. 본 실험 결과를 종합하여 볼 때 축산용 소독제의 유효성분에 따라 C. pseudotuberculosis에 대한 살균력에 차이가 있으며 경수 및 유기물 조건에 따른 차이도 확인된다. 따라서 C. pseudotuberculosis에 효과적인 소독제 선정 및 활용을 통하여 흑염소 농장 내 환경 오염을 방지한다면 건락성 림프절염 저감화에 효과가 있을 것으로 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권3호
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• pp.329-334
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• 2010

가축분 퇴비 시용이 토양 중 질소 무기화 특성에 미치는 영향을 구명하기 위해 계분 (CHM), 돈분 (PIM), 우분 (COM), 계분톱밥 (CHMS), 돈분톱밥 (PIMS), 및 우분톱밥 (COMS) 퇴비를 4년간 연용한 밭 토양을 대상으로 27주간 항온시험을 실시하였다. 항온기간 동안 누적 질소 무기화량을 1차 반응 속도식 (first-order kinetics)에 적용하여 잠재적 질소무기화량 (No)을 평가한 결과, PIM 처리구에서 15.0 mg 100 $g^{-1}$으로 가장 높았으며, COMS 처리구에서 9.5 mg 100 $g^{-1}$로 가장 낮았다. 그리고 질소 무기화 속도상수, k는 CHM 0.017 > PIMS 0.016 ${\geq}$ CHMS 0.016 > PIM 0.014 > COM 0.012 ${\geq}$ COMS 0.012 순으로 나타났다. 특히, No 값은 토양 중 전질소 함량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였고, 이는 토양 중 전질소 함량의 8.1-11.9% 이었다. 그리고 No 값은 토양 유기물 함량과는 음의 상관관계를 보였다. 따라서 톱밥이 혼용된 가축분 퇴비가 장기 연용된 토양에서 유기물 함량을 근거로 산출하는 현재의 질소 시비량 결정 방법은 개선이 필요하다고 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제8권3호
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• pp.89-96
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• 2000

본 연구는 $CaCO_3$가 주성분인 굴 패각을 이용하여 혐기성퇴비화 반응시 율속단계의 원인인 pH저하를 감소시킴으로써 혐기성퇴비화에의 굴 패각 적용가능성에 대하여 조사하였다. 실험은 혐기성퇴비화 반응조 5기(R-l~R-5)를 제작하여 음식쓰레기와 접종을 위한 숙성퇴비를 넣은 뒤 굴 패각을 음식쓰레기 주입량에 대해 30%, 60%를 주입하여 중온에서 60일동안 실험하였으며, 메탄가스 발생량, 가스성분비, 유기물제거율 및 pH 등을 측정하였다. 실험결과 가스발생량은 R-1 $0.62{\ell}/g-VS$, R-2 $0.63{\ell}/g-VS$, R-3 $0.16{\ell}/g-VS$, R-4 $0.75{\ell}/g-VS$, R-5 $0.21{\ell}/g-VS$로 나타났으며, 메탄가스 발생량은 R-1 $0.32{\ell}/g-VS$, R-2 $0.37{\ell}/g-VS$, R-3 $0.04{\ell}/g-VS$, R-4 $0.42{\ell}/g-VS$, R-5 $0.05{\ell}/g-VS$로 나타났다. 혐기성퇴비화의 효율을 결정짓는 가스성분비는 R-2, R-4에서의 메탄가스발생량이 전체가스발생량의 55%이상으로 경제성이 있는 것으로 나타났다. pH는 굴 패각을 30% 넣어준 R-2, R-4에서 pH 6.0~8.0을 유지하였으며, 굴 패각을 60% 넣어준 R-3, R-5에서는 pH가 8.5이상으로 상승하여 미생물에 악영향을 미침으로써 혐기성 반응이 제대로 이루어지지 못하였다.