• 상하수도학회지
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• 제26권5호
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• pp.629-636
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• 2012

This study focuses on the feasibility of bio-gas production using anaerobic digestion by measuring methane generation and biodegradability through the BMP test of industrial organic wastes. Organic wastes consist of entrails of pigs and organic residues of rumen generated from slaughter houses, wastewater sludge from slaughter waste water, fish offal and residues of vegetables from public wholesale markets, and wastewater sludge from the process of wastewater treatment in paper mill. The cumulative methane production by BMP test ranges from 149.3 ml/g-VS to 406.6 ml/g-VS and this is similar to methane generation of the normal wastewater sludge and food waste. As a result of measurement of biodegradability, wastewater sludge (S1 ~ S4) is low, ranging from 27.1% to 58.9 % and organic residues of rumen (G1) is low at 49.6 %. In conclusion, it turned out that raising the hydrolysis by various pre-treatments is necessary in order to produce bio-gas by using industrial organic wastes.

• 유기물자원화
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• 제27권1호
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• pp.77-85
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• 2019

바이오가스화는 유기성폐기물을 처리하는 과정에서 발생되는 메탄가스를 포함하는 환경 친화적인 연료를 생산하는 기술이다. 바이오가스화는 유기성폐기물의 해양투기 금지 이후 안정적인 육상처리일 뿐만 아니라 신재생에너지원으로 인정받으면서 세계적인 관심을 받고 있다. 최근에는 생산된 바이오가스를 고품질화하여 도시가스 및 수송용으로 이용하는 추세가 증가하고 있다. 바이오가스화 현장시설에서는 아직도 잦은 고장으로 바이오가스 생산이 저하되고, 또한 생산된 바이오가스를 효과적으로 정제하여 이용하는 것이 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 바이오가스 생산 및 이용 시설에서의 문제점들을 파악하고, 최적으로 바이오가스를 도시가스 및 수송용으로 활용 가능하기 위한 가이드라인 및 기술지침을 마련하고자 하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권2호
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• pp.72-78
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• 2006

혐기성 소화조의 단면적/용량 비를 일정하게 한 상태에서 반응조 직경만을 달리한 반응조에 유기물 부하율에 따른 소화조 운전효율을 평가하였다. $0.4\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$의 낮은 유기물 부하율에서는 반응조 직경에 관계없이 높은 처리 효율을 나타내어 반응조 형상에 따른 처리효율 차이는 없었다. $6\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$의 유기물 부하율에서는 반응조 직경에 따라 전혀 다른 처리효율이 관측되었다. 즉, 직경 6.4 cm 반응조에서는 휘발성산의 축적과 낮은 COD 제거효율이 관측되었으나 직경 3 cm 반응조에서는 높은 COD 제거효율이 관측되었고 휘발성산의 축적도 일어나지 않았다. 이러한 차이가 나타나게 된 이유는 직경이 작은 반응조의 경우에는 생성된 가스의 부상에 의해 슬러지층의 유동화가 원활하게 일어난데 반해 직경이 큰 반응조의 경우에는 그렇지 못한 것이라고 판단된다. $20\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$의 높은 유기물 부하율에서는 반응조 직경과는 관계없이 극히 낮은 처리효율을 나타내어 높은 유기물 부하에서는 반응조 형상과 처리효율과는 관계가 없는 것으로 나타났다. 따라서 혐기성 소화조의 효율적인 start-up은 슬러지층의 유동화가 중요한 인자이며 동일 단면적/용량 비에서 반응조 직경이 작을수록 유리한 것으로 나타나 반응조 형상도 반응조 운전효율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제27권2호
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• pp.57-66
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• 2019

본 연구는 유기성폐자원(가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)의 바이오가스 이용에 대한 적정 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링 등을 실시하였다. 정부의 중장기 바이오가스화 정책에 따라 폐자원의 자원화 시설 확충이 활발히 추진되고 있다. 하지만 생산된 바이오가스를 이용하여 도시가스 및 수송용으로 활용하는 시설은 효율이 아직은 저조하다. 전국 7개소 유기성폐자원 바이오가스화 시설을 대상으로 정밀모니터링을 실시하였다. 사계절 평균으로 정밀모니터링 결과를 정리하였을 때, 유기성폐자원 별 효율성 분석에서 유기성분해율은 VS기준 평균 66.3 %로 분석되었다. 전처리 전후 바이오가스 성상을 분석한 결과 철염 및 탈황(건식, 습식)을 이용하여 전체 시설의 $H_2S$ 평균은 949.7 ppm으로 측정되었으며, 고품질화 정제설비 전단 및 후단에서 29.0 ppm과 0.3 ppm으로 나타났다. 메탄 함량은 소화조 후단에서 65.6 %, 고품질화 정제설비 전단 및 후단에서 63.5 %와 97.5 %까지 감소하는 것을 확인하였다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.67-76
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• 2021

바이오가스화는 유기성폐기물을 안정적으로 분해하여 처리하는 과정에서 발생하는 메탄(CH₄)가스를 이용해 환경친화적인 연료를 생산하는 기술이다. 바이오가스화는 수분함량이 높은 유기성폐기물의 에너지화에 가장 많이 활용되는 방법이며, 직매립(2005) 및 해양투기(2013) 등의 금지에 따른 유기성폐기물 처리에 유용한 공법이다. 최근 국내에서 발병한 아프리카돼지열병(ASF, African Swine Fever)으로 습식사료화 재활용이 금지되고, 건조 사료화 및 퇴비화 등의 생산제품 수요처가 부정적으로 인식되면서 음식물류폐기물의 처리에 어려움을 겪고 있다. 이에, 음식물류폐기물의 처리 및 자원화를 위해 바이오가스화가 더욱 주목받고 있다. 우리나라 에너지소비 규모는 268.41 10⁶toe에 이르며 세계 9위 수준이다. 하지만 공급에너지의 약 95.8 %를 해외수입에 의존하고 있는 에너지 빈곤 국가이다. 따라서 국내에서는 신·재생에너지 공급의무화제도(RPS, Renewable energy portfolio standard)를 도입하고 있다. 국내의 RPS 제도는 다른 신재생에너지와 비교하여 폐기물에너지의 신·재생에너지 공급인증서(REC, Renewable energy certificate)의 가중치를 낮게 설정하고 있다. 따라서 폐자원에너지의 활성화를 위한 추가적 인센티브 제도가 요구된다. 본 연구에서는 음식물류폐기물, 음폐수 및 다양한 유기성폐기물이 처리되는 혐기소화조의 운영방식을 알아보고, 일정 기간의 정밀모니터링을 통해 폐자원에너지 인센티브제도를 마련하는 기초자료로써 활용하고자 하였다. 유기성 폐기물로 바이오가스를 생산하여 발전과 중질가스로 활용하는 4개소를 대상시설로 선정하였고, 현장조사 및 시료채취를 실시하였다. 채취된 유기성폐기물의 유입물 시료와 처리공정에 따른 유출물 시료의 기초 성상분석을 수행하였다. 성상분석 결과, 소화조 유입물의 총 고형물은 평 균 12.11 %이며, 총 고형물 중 휘발성 고형물은 85.86 %로 확인되었다. BOD와 CODcr 제거율은 소화조의 유입·유출 대비 각각 60.8 %와 64.8 %로 나타났으며, 유입물의 휘발성지방산은 평균 55,716 mg/L로 나타났으며, 혐기소화 후 감소율이 평균 92.3 %로 대부분 분해되어 제거된 것을 확인할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.430-433
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• 2009

The development of large-scale environmental friendly livestock complex in the reclaimed tideland is one of different alternatives to increase the competitiveness of internal livestock industry against an international opening markets as DDA and FTA in agricultural field. Recently, it is possible to introduce an environmental friendly livestock complex in the reclaimed tideland by an amendment of the acts for agricultural land. However more studies that are on the basis of nitrogen and phosphorus mass balance need to preserve the agricultural environments as the quality of agricultural water and soil in rural area. In this study, the reference for feasibility study is Whaong reclaimed tideland which located at Whaseong city, Gyeonggi Province, and a basic concept of environmental friendly livestock complex is the production of forage crops with the supply of liquid fertilizer and the production of bioenergy such as biogas by the recycling of pig slurry as a resource. The mass balance of nitrogen based on between forage crops such as maize, barley and liquid fertilizer supplied at the reclaimed tideland, and also it was estimated an economical efficiency as anaerobic digestion plant for treating pig slurry of $100m^3/day$ introduce in an environmental friendly livestock complex.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.79-82
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• 2008

Anaerobic biodegradability(AB), which can be determined with the ultimate methane yield by the decomposition of organic materials, is one of the important parameters for the design and the operation of anaerobic digestion plant. In this study, Biochemical Methane Potential(BMP) test has been carried out to evaluate the methane yield of animal manures, such as pig and cattle slurries, and different forage crops cultivated at the reclaimed tideland, such as maize, sorghum, barley, rye, Italian ryegrass(IRG), rape, rush and sludge produced from slaughterhouse wastewater treatment plant(SWTP). In the ultimate methane yield of animal manure, that of pig slurry(no used a EM) was 407 $mlCH_4/gVS_{fed}$ higher than 242 $mlCH_4/gVS_{fed}$ of cattle slurry. The ultimate methane yield of spike-crop rye was 442.36 $mlCH_4/gVS_{fed}$ the highest among different forage crops, the other showed the value above a methane yield of 300 $mlCH_4/gVS_{fed}$. The forage crop could be used as a good substrate to improve the methane production in anaerobic co-digestion together with animal manure.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.1-11
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• 1987

중온소화(中溫消化)와 고온소화(高溫消化)의 차이점을 보다 명확히 규명하기 위하여 소화(消化)의 정지(停止)를 포함하는 폭넓은 실험을 행하였다. 연구결과, 정상소화(正常消化)와 소화조해(消化阻害)를 구분짓는 한계체류시간(限界滯留時間)이 존재하여, 중온(中溫)에서는 10일(日), 고온(高溫)에서는 5일(日)부근이었고 그 이하(以下)의 체류시간(滯留時間)에서는 소화(消化)의 조해(阻害)가 급격하게 발생하였는데 고온(高溫)에 비하여 중온(中溫)에서의 조해(阻害)정도가 매우 컸다. 중온소화(中溫消化)의 한계체류시간이상(限界滯留時間以上)에서는 소화(消化)상태가 거의 유사하였으나, 그이하(以下)의 체류시간(滯留時間)에서는 고온소화(高溫消化)가 월등히 양호(良好)하였으며, 고온(高溫)에서는 중온(中溫)에 비하여 소화(消化)슬러지발생량(發生量)이 감소하는 동시에 소화(消化)슬러지의 침강속도(沈降速度)가 크게 증가하고 여과비저항(濾過比抵抗)은 감소하였다. 한편 반응속도(反應速度)는 소화(消化)에 마치는 온도(溫度)와 체류시간(滯留時間)의 영향을 나타내는 데 유효하였다. 또한 온도(溫度)에 관계없이 반응속도(反應速度)가 증가함에 따라 가스발생속도(發生速度)가 선형적(線形的)으로 증가하였고 그 상관관계(相關關係)는 중온(中溫)과 고온(高溫)에서 거의 일치하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권12호
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• pp.1113-1122
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• 2009

하수슬러지의 해양투기 배출규제에 대한 대체 처리방안으로, 하수슬러지의 초음파 가용화를 통한 재기질화와 하수처리 공정에 대한 개선을 통한 슬러지 발생량의 저감방안을 살펴보았다. 분리막 반응조(MBR) 실험을 통해 SRT를 점진적으로 SRT=5.1일에서 442일까지 증가시켰으며, 이때 반응조내 미생물의 평균 농도값은 $c_B$=3.4 $gTSSL^{-1}$에서 $c_B$=14.5 $gTSSL^{-1}$까지 증가하였다. 이때 기질제거율과 미생물의 성장량과의 관계를 나타내는 미생물 수율($Y_{B/S}$)는 SRT=5.1일 일때의 약 0.5-0.7에 비해 SRT=442일 일때 0.005-0.007로 저감되어, 직접적인 슬러지 발생량의 감소를 가져오게 되는 것을 확인하였다. 반응 조내 미생물 농도와 폭기효율과의 관계를 프로펠러 루프 반응조에서 교반속도에 따른 산소전달계수와 ${\alpha}$-factor의 변화로써 살펴보았다. 한편 슬러지에 대한 초음파 가용화는 에너지 투입량에 따라 가용화 효율이 증가하고, 가용화한 슬러지의 혐기성 소화효율은 가용화하지 않은 슬러지에 비해 바이오가스 발생량이 많았다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.87-97
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• 2021

본 연구는 폐자원에너지 활성화를 위한 폐자원에너지 인센티브제도(안)을 마련하기 위하여 수행되었다. 선행연구와 경제성 분석을 통해 에너지이용 형태별 가중치를 마련하였고, 폐자원에너지 인센티브(안)은 에너지이용 형태별로 에너지효율을 감안하여 산정되었다. 바이오가스화 시설 11개소의 경제성 분석 결과, B/C 수치가 0.16 ~ 1.69로 매우 다양하게 나타났다. 편익에서는 폐기물처리 반입료 수입이 전체의 68.4 ~ 99.3 %로 매우 높게 나타났고, 경영수지가 흑자(+)가 되는 '1' 이상인 시설이 4개소로 나타났다. 에너지 이용량을 판매량 Nm³ 단위로 환산하기 위해 '단위환산' 계수로 발전 0.58 Nm³/KW, 스팀 0.17 Nm³/kg, 중질가스 1.00 Nm³/Nm³으로 산정하였고, '가중치'는 이용 형태별 각각 발전 0.249, 스팀 0.656, 중질가스 0.806으로 산정하였다.