• 유기물자원화
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• 제8권4호
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• pp.138-146
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• 2000

본 연구는 일반 단독주택 등의 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 최상의 발효토를 도출하고자 직접 음식물쓰레기 소멸실험을 행하였다. 실험 결과, 반응기 내 미생물의 활성에 의해 음식물쓰레기를 투입한 직후의 초기에 비해 다음 음식물쓰레기 투입직전인 9일 후의 온도, 무게, 함수율, vs의 값이 감소하였고, 모든 반응기에서 소멸화는 진행되었다. 그 중에서도 S대 미생물제재를 발효토로 사용한 반응기인 F, 4번 반응기가 가장 좋은 결과를 보였으며, 음식물의 투입주기를 단축하는 것이 가능하였다. 반응이 양호하지 않은 반응기는 시간이 지날수록 그 무게와 수분이 증가하여 장기간 반응 시 악영향을 미칠 것으로 판단된다. 염분은 시간이 지날수록 소멸되지 않고 축적되었다. 성능이 우수했던 S대 발효토를 이용한 적용가 온도에 크게 영향을 받았다. 그러나 반응기간은 S대 미생물을 고정한 발효토를 이용한 반응기를 $20^{\circ}C$에서 유지하였을 때 3일 정도로 처리기간을 단축 시킬수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제8권3호
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• pp.112-117
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• 2000

음식물쓰레기는 높은 함수율과 VS(volatile solids) 함량으로 인해 수거, 운반 및 매립에 있어서 부패, 악취, 침출수 등의 주요 원인이 되고 있다. 음식물쓰레기의 산발효는 기질의 생분해도와 식종균의 분해능력과 같은 발효제한요소에 의해서 영향을 받는데, 음식물쓰레기의 생분해도는 잘 분해되지 않으며 전체 양의 약 50%를 차지하는 셀룰로우스 성분(야채류)과 깊은 연관이 있다. 이에 대한 효과적이면서도 경제적인 방법은 셀룰로우스의 분해능력이 뛰어난 미생물을 식종하는 것으로, 본 연구에서는 루멘미생물을 이용하여 산발효의 낮은 효율을 향상시키려 하였으며 그 값을 중온 산발효균과 비교하였다. Leaching bed 반응조에 루멘미생물을 식종했을 때의 산발효 효율은 희석율 $3.0d^{-1}$에서 71.2%의 최대값을 얻었으며, 한편 중온 산발효균을 식종하였을 때는 희석율 $4.5d^{-1}$에서 59.8%의 최대값을 얻었다. 이는 루멘미생물의 음식물쓰레기 분해능력이 보다 뛰어남을 보여주는 것이다.

• 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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• 제12권3호
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• pp.95-111
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• 2004

본 연구는 우리나라에 설치된 공공자원화시설 중에서 일처리용량이 0.5톤 이상인 자원화시설 중 가장 많은 분포를 보이는 퇴비화시설을 중심으로 설치 및 운영상황에 대하여 정밀진단하고 개선방안을 도출하기 위하여 수행되었다. 음식물쓰레기의 반입량을 월평균 및 년 평균값으로 조사한 결과, 월 평균값이 1,101.7톤/일, 년평균값이 930.9톤/일으로 평균계획용량 1,270.9톤/일에 상당량 미달되는 것으로 나타났다. 퇴비화시설의 입지조건도 공장등록이 불가능한 지역에 위치하여 허가를 득하지 못한 경우가 많았다. 퇴비화시설의 가동정지되는 주된 고장원인 기기는 발효시설과 파쇄시설로 나타났으며, 금속류 이물질유입은 파쇄시설의 고장이 주된 원인으로서 고장 및 부식에 대비한 설계가 요구된다. 초기함수율은 50~60%의 수분함량을 지키고 있는 것을 확인 되었으나, 톱밥, 음식물쓰레기, 반송퇴비가 적정하게 혼합되어 초기조건을 만족시킬 필요성이 있는 것으로 조사되었다. 발효시설의 체류시간은 부숙시설 15일, 후부숙조는 21일로서 최소기준이 설정되어 있으나, 일부 시설이 조건을 만족시키지 못하고 있는 것으로부터 시설의 종류에 따라서는 분해에 더 많은 시간이 소요됨으로 시설의 특징을 초기에 잘 파악하여 체류시간을 결정할 필요성이 있다. 퇴비화에 있어서 미생물 산화열에 의하여 발효조가 운영되어 경제성이 확보되어야 하나, 조사에 응한 25개소 중에서 14개소가 발효조에 어떠한 형태이던지 가온을 하고 있는 것으로 조사되었다. 이들 가온 시설은 역으로 미생물의 성장을 억제하여 퇴비화반응을 저해될 수 있는 것으로부터, 퇴비화에 있어서 미생물산화열을 이용하여 가능한 수분을 증발시키는 것을 기본으로 설계되어야 한다. 퇴비의 생산량을 발효조에 투입되는 음식물쓰레기와 부재료의 1일 평균 투입량이 22.8톤이었으며 퇴비로 생산된 량은 7.3톤/일로서 감량율이 68%를 보였다. 생산된 퇴비의 성상을 색상, 분해열의 잔류여부, 냄새 등으로 양질의 여부를 판단한 결과, 퇴비화 시설의 50% 정도는 퇴비화공정이 적정 설치, 운영이 되지 못했다는 것이 밝혀졌다. 생산된 퇴비가 토양에 건전한 형태로 제조되어야 할 것이다.

• 유기물자원화
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• 제15권3호
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• pp.71-79
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• 2007

고분자 합성물질로 제조된 팽화제를 첨가하여 음식물쓰레기를 퇴비화하였다. 합성팽화제 첨가 효과는 초기 수분함량, 톱밥 첨가와 같은 퇴비화 조건이 적절할 때는 뚜렷이 관찰할 수 없었으나 수분함량이 70%이상이거나 식종퇴비 무첨가 등의 퇴비화 조건이 좋지 않은 상태에서 나타났다. 합성팽화제 첨가에 따른 긍정적 효과는 퇴비더미의 통기성이 개량되었기 때문으로 판단된다. 또한 합성팽화제를 첨가하면 일반적인 팽화제인 톱밥의 첨가량을 50% 정도 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 그렇지만 합성팽화제는 수분을 조절히는 기능이 없기 때문에 음식물쓰레기의 수분함량을 적정 수준으로 조절하기 위해서는 건조, 탈수 등의 전처리 공정이 필요한 것으로 판단되었다. 또 톱밥을 첨가하지 않으면 퇴비 뭉침 현상에 나타나기 때문에 합성팽화제를 투입하더라도 일정량의 톱밥 첨가는 필요하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.248-255
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• 2020

본 연구에서는 국내 음식물쓰레기 (food waste, FW) 분야에 대한 재활용 현황을 분석하고 green house gases (GHG) 배출 관리방안에 대해 고찰하였다. 연구 결과, FW의 자원 활용성을 향상시키고 GHG 배출을 부가적으로 저감시키기 위해서는 적절한 선순환체계가 필요하다는 결론을 얻었다. 효과적인 퇴비화를 위해서 우선 GW의 활용이 고려되었다. 특히 3세대 바이오매스로써의 GW (phytoplankton, periphyton, macrophyte etc.)는 퇴비화 공정에서 FW의 단점을 보완하고 질적 능력을 향상시킬 수 있는 좋은 기능성 첨가제로 판단된다. 또 하나의 접근법은 최종산물 (예: 토양개량제)을 오염물질 완충이 가능한 bio-filter로 가공하여 그린인프라에 적용하는 방안이다. 이러한 생태공학적 접근과 시도는 안정화된 재활용 산물의 기존 활용 이외에도 FW 자원화에 대한 새로운 적용처를 제시할 수 있으므로 향후 효과적인 탄소 넷제로 (Net-Zero) 시스템 구축에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제12권1호
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• pp.75-83
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• 2004

혐기성 소화효율의 극대화를 위해 온도상분리 공정과 혐기성 회분식 공정을 음식물 쓰레기와 하수슬러지의 혼합기질에 적용한 온도상분리 혐기성 회분식 소화공정(TPAD-ASBR)의 거동 특성을 유기물부하의 변화에 따라 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. TPAD-ASBR 과 대조구의 첫 단에서 대부분의 메탄생성과 유기물 제거가 이루어졌으며, 단위부피당 메탄발생량은 유기물부하 2.7 g VS/L/d에서 각각 0.79와 0.59L $CH_4/L/d$ 였다. 동일 부하에서 TPAD-ASBR의 유기물 제거효율은 61%이었으며 40%의 효율을 보인 대조구에 비해 고온조를 도입한 본 공정의 우수성을 확인하였다. 국내 하수슬러지는 상대적으로 낮은 VS 농도(1.5%, w/w)와 낮은 생분해 효율을 보이는데, 이러한 부정적 특성을 보완하기 위하여 투입된 음식물쓰레기에 의한 기질 특성의 효과적인 개선으로 인해 높은 유기물 감량과 메탄회수가 가능하였다. 또한, track study를 통해 연속회분식 운전방식에 의한 settling 단계의 도입으로 SRT를 HRT보다 길게 유지하여 미처리 입자와 active biomass의 효율적이고 지속적인 접촉을 도모하여 보다 높은 안정화효율 획득이 가능한 것으로 사료된다. 따라서, 혐기성소화공정에 TPAD-ASBR공정과 함께 음식물쓰레기와의 혼합소화를 도입하는 것은 처분이 까다로운 두 가지의 폐기물을 고효율로 처리함과 동시에 효율적인 에너지회수가 가능하여 경제적 운전이 가능하였다.

• 유기물자원화
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• 제3권1호
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• pp.21-34
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• 1995

음식물 쓰레기 퇴비화 장치에 사용하기 위한 미생물제제 개발을 목적으로 토양, 퇴비 등으로부터 고온균을 분리하여 그 생육 특성을 조사하였다. 분리한 81주 중에서 음식물 쓰레기를 분해시키는 전분 분해효소, 단백 분해효소, 지방 분해효소 및 섬유소 분해효소의 활성이 높은 20주를 분리하여 형태 및 생리적 특성을 조사한 결과 모두 그람 양성의 간균으로 카탈라제를 가지고 있었으며 17주는 포자 형성균으로 밝혀졌다. 이 균주들은 대부분 pH 5에서 pH 10까지 생육할 수 있었으며 8% NaCl이 함유된 배지에서도 성장하였다. 또한 각 효소의 생산 균주 그룹별로 생육에 미치는 영향을 조사한 결과 통기에 의해 생육이 크게 증가하였으며, $50^{\circ}C$ 이상 온도가 올라갈수록 생육이 저하되었다.

• 유기물자원화
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• 제5권1호
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• pp.15-23
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• 1997

본 연구는 음식쓰레기 분해촉진용으로 시판되고 있는 식종물질을 음식쓰레기에 첨가하여 처리했을 때의 음식쓰레기 분해정도를 숙성퇴비를 사용한 경우와 비교한 것이다. 시판 중인 식종물질로는 GM(Green Microorganisms)과 EM (Effective Microorganisms) 두가지를 실험대상으로 하였다. 음식쓰레기 분해효과를 비교하기 위하여 일반적인 퇴비화실험과 식종물질제품의 시방내용을 준수한 간이처리실험을 병행하였다. 음식쓰레기 분해효과는 온도와 VS 감소율, 그리고 FDA (Fluorescein DiAcetate) 가수분해활성의 변화를 통하여 비교하였다. 온도변화 및 도달한 최고온도를 비교할 때 일반퇴비화실험에서는 $55{\sim}57^{\circ}C$까지 상승하였으나 간이처리실험에서는 거의 온도상승이 관찰되지 않았다. 퇴비화실험에서는 숙성퇴비를 첨가한 음식쓰레기의 최고온도가 GM을 첨가한 경우보다 $2^{\circ}C$ 높았다. VS 함량의 변화를 볼 때 일반 퇴비화실험에는 VS가 27~32% 감소하였으나 간이처리실험에서는 불과 6~7%만이 감소하였다. 퇴비화실험에서 숙성퇴비를 첨가한 음식쓰레기의 VS 감소율은 GM을 첨가한 음식쓰레기의 경우보다 약 5% 높았다. FDA 가수분해활성도를 이용하여 측정한 미생물활성은 퇴비화실험에서는 초기 10일까지 증가한 후 감소하기 시작하였으나 간이처리한 음식쓰레기에서는 초반부터 줄곧 감소하였다. 수치상으로 대소를 비교하여 보면 초반에는 간이처리실험의 미생물활성이 일반퇴비화실험의 경우보다 높게 나타났으나 반응기간이 경과하여도 활성이 계속 감소하여 결국 일반 퇴비화실험보다 미생물활성이 전반적으로 낮았다. 퇴비화실험에서는 숙성퇴비를 첨가한 음식쓰레기의 미생물활성이 GM을 첨가한 경우보다 높았다.

• 유기물자원화
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• 제16권3호
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• pp.52-64
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• 2008

하수슬러지와 음식물 침출수슬러지 또는 제지슬러지를 혼합하여 부숙시킨 후 줄지렁이에게 급이하면서 지렁이의 섭식률 및 생장률을 조사하였다. 하수슬러지에 음식물쓰레기 침출수슬러지를 혼합하여 30일 부숙시킨 것에 대한 지렁이 개체군의 섭식량은 10, 20일 부숙시킨 것에 대한 섭식량보다 높았다. 그러나 부숙기간에 상관없이 먹이 급이 90일 경과 후 지렁이 개체군의 밀도는 감소하였고, 먹이급이 180일 경과 후 지렁이 개체군의 연령구성에서 성충의 비율이 현저하게 높은 것으로 보아 하수슬러지에 음식물쓰레기 침출수슬러지를 혼합하여 부숙시켜 전처리된 먹이는 지렁이 개체군의 차세대로의 성장을 저해하는 것으로 나타났다. 하수슬러지에 제지슬러지를 혼합하여 20일 부숙시킨 것에 대한 지렁이 개체군의 섭식량 및 밀도는 10, 30일 부숙시킨 것보다 높게 나타났다. 부숙기간에 상관없이 먹이급이 90일까지는 지렁이 개체군의 밀도가 증가하였으나, 먹이급이 90일 이후부터 감소하였다. 따라서 하수슬러지를 장기간 급이시 발생하는 밀도 감소에 기인하는 하수슬러지 내 독성물질의 규명 및 이를 제거하는 다른 전처리과정이 필요한 것으로 생각된다. 한편, 줄지렁이 개체군의 밀도, 유충 및 성충의 비율, 섭식량 등을 고려하였을 때, 하수슬러지와 제지슬러지를 혼합하여 20일 부숙시킨 것이 다른 전처리 먹이보다 지렁이퇴비화 가능성이 높은 것으로 판단된다.