• 한국가금학회지
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• 제49권4호
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• pp.287-298
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• 2022

본 연구는 산화제인 이산화염소 처리가 계분의 악취 저감에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행되었다. 실험 1과 2 모두 대조구(증류수 첨가), PC(potassium monopersulfate triple salt, 상업용 살균제 첨가), T2000(2,000 ppm ClO₂ 첨가), T3000(3,000 ppm ClO₂ 첨가)로 총 4개의 처리구로 구성되었다. 실험 1과 2 모두 계분을 함유한 가스백을 밀봉하여 수행되었으며 첨가수준은 동일하나 실험 1에서는 배양 10일 동안의 첨가량을 실험 시작 시 한 번에 투여하여 10일 동안 배양하였고, 실험 2에서는 배양 동안 매일 1 mL씩 투여하여 총 14일 동안 배양하였다. 배양 기간 중 가스를 포집하여 총 가스발생량과 악취를 유발하는 NH₃와 H₂S 가스를 측정하였다. 배양 종료 후에는 가스백을 개봉하여 DM, pH, ammonia-N, VFA, 계분 내 미생물(총 미생물 수, 유산균, 효모, 곰팡이, 대장균군)을 분석하였다. 계분 내 미생물 수는 실험 1에서는 대조구와 비교하여 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 실험 2의 T3000 처리구에서 대장균군의 수가 대조구보다 낮게 검출되었으며(P<0.05) 그 외 미생물 수는 대조구와 유의적인 차이가 없었다. 그러나 실험 1과 2에서 이산화염소 처리구가 대조구보다 pH, ammonia-N, VFA, 총 가스발생량, NH₃와 H₂S 가스의 농도 및 발생량이 유의적으로 낮게 나타났다(P<0.05). 이러한 결과는 이산화염소 처리 시 대장균군의 수는 감소하지 않았으나 대장균군의 비활성화 (실험 1) 또는 대장균군의 감소(실험 2)를 통한 악취 물질 생성 감소 및 산화로 인해 악취가 저감된 것으로 판단된다. 추가적으로, 실험 1과 실험 2의 결과를 종합하였을 때 ammonia-N, VFA, 총 가스발생량, NH₃와 H₂S 가스는 T2000에서 대조구보다 낮게 검출되었으며 T3000과는 유의적인 차이를 보이지 않은 점으로 판단하건대 T2000의 첨가수준도 악취저감에 효과적이라고 사료된다. 또한, 첨가제를 한번에 투여한 실험 1과 매일 투여한 실험 2는 배양 기간이 다르므로 직접 비교할 수는 없으나 투여방법에 따른 차이는 없는 것으로 추정된다.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.218-226
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• 2022

최근 선진국들은 수소경제 및 탄소중립 사회로의 전환을 위해 수소에너지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이산화탄소(CO₂)를 배출이 없는 친환경적인 수소(H₂) 생산 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 암모니아(NH₃) 분해 수소 제조를 위해 루테늄 알루미나(Ru/Al₂O₃) 분말 촉매와 함께 알루미나 졸(alumina sol)의 무기바인더(inorganic binder)와 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose)의 유기바인더(organic binder)를 사용하여 딥 코팅(dip coating) 방법으로 루테늄 알루미나 메탈 모노리스 코팅 촉매를 제조하였다. 딥 코팅을 위한 촉매 슬러리의 최적 비율로 촉매와 무기바인더의 중량 비율을 1:1로 고정하여 유기바인더 0.1일 때 1회 딥 코팅 시 촉매 코팅양은 61.6 g L^-1이다. 이때 메탈모노리스 표면에 코팅된 촉매 층의 균일한 두께 (약 42 ㎛)와 결정상을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)과 X-ray 회절분석(X ray diffraction, XRD)을 통해 확인하였다. 또한, 암모니아 분해 수소 제조의 최적 공정조건을 찾고자 반응표면분석법(Response Surface Method, RSM)을 이용하여 반응온도와 공간속도의 독립변수에 따른 암모니아 전환율에 대한 수치 최적화 회귀식 모델을 계산하였다. 이러한 결과로부터 암모니아 분해 수소생산을 위한 상업적 규모의 공정운전 기본설계 자료로 활용이 가능하다.

• 한국항만경제학회지
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• 제38권1호
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• pp.129-142
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• 2022

과거에는 대기오염에 대한 관심이 온실가스에 집중되어 있었지만, 최근 몇 년 사이 미세먼지에 대한 관심이 고조되고 있다. 언론 및 환경단체 등에서는 미세먼지에 의한 대기오염에 대해 지속적으로 강조하고 있다. 미세먼지에 대한 경각심이 높아지는 가운데 국외 유입을 제외한 국내 요인으로써 항만에서 발생되는 대기오염이 심각한 것으로 분석되고 있다. 이를 인지하고 항만에서 발생하는 대기오염을 감소기키기 위해 국내에서도 항만지역등 대기질 개선에 관한 특별법을 제정하여 항만에서 기인하는 대기오염을 억제시키려는 시도를 하고 있다. 이 법에서는 선박뿐만 아니라 차량, 하역기계 등 항만 전체에서 발생하는 대기오염물질을 규제하며, 선박과 관련한 정책으로는 ECA, VSR, AMP가 있다. 본 연구에서는 인천항을 대상으로 이러한 친환경 정책의 효과에 대해 분석하고자 하였다. 우선적으로 정책이 없을 경우를 가정하여 선박에서 발생한 대기오염물질 배출량을 산정한 후, 각각의 정책에 대한 분석과 최종적으로 모든 정책이 반영된 실제 배출량을 산정하여 비교하는 연구를 수행하였다. 유럽환경청과 미국환경보호국에서 제시하는 방법론을 이용하였으며, 분석대상 오염물질은 국립환경과학원에서 제공하는 황산화물(SO_X), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NO_X), 총부유물질(TSP), 미세먼지·초미세먼지(PM₁₀, PM_2.5), 암모니아(NH₃)를 대상으로 하였다. 분석결과, 모든 정책이 반영된 실제 배출량은 약 4,097톤/년으로 정책 미 반영시의 약 4,857톤/년에 비해 약 760톤/년의 배출저감 효과가 있는 것으로 분석되었다. 각 정책의 효과를 개별적으로 분석하였을때는 ECA 4,111톤/년, VSR 4,854톤/년, AMP 4,843톤의 대기오염물질 배출량이 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 인천항 대기환경과 관련된 정책수립의 기초자료 및 근거자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제13권2호
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• pp.129-138
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• 2007

본 연구에서는 잣송이 부산물을 이용하여 인체와 가축에는 무해한 천연 잣송이 부산물 악취저감제를 제조하고 돈분뇨 퇴비화과정에 적용하여 악취 저감효과와 퇴비화에 미치는 영향을 분석하였다. 잣송이 부산물 악취저감제는 분쇄된 잣송이 부산물, 3종의 미생물(Lactobacillus spp., Alcaligenes spp., Pasteurella spp.) 그리고 무기영양소가 첨가된 당밀수를 혼합하여 수분함량을 55%로 조정한 후 $30^{\circ}C$에서 48시간 배양하여 제조하였다. 실험 처리구는 대조구인 톱밥처리구(T1),톱밥과 3종의 미생물을 혼합한 처리구(T2), 톱밥과 제조된 악취저감제(NDA) 처리구(T3)로 하여 실험실 규모의 반응기 내에서 퇴비화를 진행하면서 실험한 결과 퇴비화 기간 동안 모든 실험구는 최고온도 $55^{\circ}C$ 이상까지 상승하며 병원성 유해미생물들이 사멸되는 퇴비화 적정온도 조건에 부합하였다. 또한 퇴비화 전, 후의 이화학적 성상 변화를 분석한 결과 처리구간 큰 차이가 발견되지 않았으나 제조된 악취저감제를 20%이상 사용시 유기물 분해율이 적어져 퇴비화 과정에서 충분한 온도 상승이 이루어지지 않을 우려가 있을 것으로 판단되었다. 또한 악취저감제 사용 시 퇴비화 과정 중 암모니아 가스 발생에 따른 질소소실이 상대적으로 적어 최종 퇴비물질의 질소함량이 상대적으로 높아짐을 알 수 있었다. 퇴비화 기간 중 암모니아($NH_3$)가스 발생양상을 분석한 결과 황화수소($H_2S$)와 머캅탄($CH_3SH$) 등의 황화합물 가스와는 달리 퇴비화 전 과정을 거쳐 지속적으로 발생함을 알 수 있었다. 퇴비화 반응조에서 발생한 암모니아 가스 농도를 비교할 때 31일 동안 포집된 암모니아의 농도는 T1, T2, T3 각각 12,660 mg/L, 11,598 mg/L, 7,367 mg/L로 잣송이 부산물을 이용하여 제조된 악취저감제를 첨가한 T3에서 암모니아가스의 발생이 확실하게 저감됨을 알 수 있었다. 퇴비화 과정 중 발생하는 머캅탄($CH_3SH$)과 황화수소($H_25$)의 일일발생량과 축적량을 측정한 시험에서 제조된 악취저감제를 첨가한 T3에서는 황화수소 가스와 머캅탄 가스가 크게 감소함을 알 수 있었다. 이러한 결과로 미뤄 잣송이 부산물과 미생물을 혼합하여 제조된 악취저감제의 적량 이용은 퇴비화 과정과 퇴비 품질에 영향을 미치지 않으며 퇴비화 과정 중 발생하는 악취물질을 저감시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.19-26
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• 2023

수소는 화석연료를 대체할 수 있는 COx-free 에너지원으로 사용량은 지속적으로 증가할 것이다. 수소는 단위 질량당 에너지 함량이 높으나, 낮은 저장 밀도와 장기 저장의 어려움으로 저장 및 운송에 한계가 존재한다. 반면, 암모니아는 단위 부피당 저장용량이 크고, 비교적 액화가 용이하여 대용량 수소를 저장 및 운송할 수 있는 수소 운반체로 주목받고 있다. 암모니아 분해를 통한 수소 생산 반응은 흡열반응으로 공정의 효율성 및 경제성을 위해 저온 활성이 우수한 촉매 개발이 요구된다. 본 연구에서는 활성금속 Ni의 고분산 담지를 위해 넓은 비표면적의 제올라이트를 지지체로 사용하였으며, 제올라이트 종류(5A, NaY, ZSM5)에 따른 특성(기공구조, 양이온, Si/Al-비)이 촉매 활성 및 반응 특성에 미치는 영향을 확인하였다. 5A 제올라이트는 표면, 기공, 구조체 내에 Ni 을 고분산 담지를 가능하게 하였으며, 낮은 Si/Al-비로 인한 풍부한 산점은 암모니아 흡착을 증가시켰다. 또한, 지지체에 포함된 Na과 Ca 양이온으로 인한 중간-염기점은 질소 탈착속도를 향상시켰다. 따라서, 15wt%Ni/5A 촉매는 강한 금속-지지체 상호작용과 중간-염기점을 통한 질소 탈착 속도 향상으로 가장 우수한 암모니아 전환율과 높은 수소 생성율 23.5 mmol/g_cat·min (30,000 mL/g_cat·h, 600 ℃)을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.481-488
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• 2013

10 %의 암모니아가 첨가된 메탄 연료의 비예혼합 확산화염에서, 산소/이산화탄소 및 산소/질소의 산화제 내에 산소 비율의 변화에 따른 질소산화물($NO_x$)의 생성 특성을 실험 및 수치해석적으로 조사하였다. 동축류 제트 화염의 실험에서, 산소/이산화탄소의 산화제인 경우, 측정된 $NO_x$은 산소 비율의 증가에 따라 약간 증가하는 경향을 보였다. 반면에, 산소/질소의 산화제인 경우, $NO_x$은 0.7의 산소 비율에서 최대로 측정되었으며, 산소 비율에 따라 비단조적인 경향을 보였다. 결과적으로, 암모니아가 첨가된 메탄 화염에서 배출되는 $NO_x$는 일반 공기의 조건보다 순산소 연소 조건의 경우가 더 크게 측정되었다. 한편, 다양한 산화제의 조건에 대하여 $NO_x$ 생성 특성을 분석하기 위해서, 동일한 화학반응 메커니즘을 적용하여 1 차원 및 2 차원의 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 산소/질소의 산화제에서 2 차원의 수치해석 결과가 실험적으로 측정된 $NO_x$의 배출 특성을 비교적 잘 예측하였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제48권3호
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• pp.467-478
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• 2006

본 연구는 지금까지 돈사 악취 제어를 목적으로 이용되었던 여러 종류의 첨가제를 살포 방법을 통해 실제 돈사 현장에 적용하여 악취 저감 효율 및 지속성을 비교 평가하기 위해 수행되었다. 소금물, 인공 식향료, 식물성 천연향료를 제외한 나머지 4개의 첨가제는 살포 전과 후의 악취 저감 현상이 뚜렷이 관찰되지 않았다. 소금물의 경우 특히 암모니아 농도의 시간에 따른 저감율이 현저했는데, 이는 소금물의 염소 이온이 피트 분뇨내 암모늄 이온과 결합, 수용액 상태로 존재하게 하여 대기 중으로 암모니아 발생을 억제했기 때문이라 판단된다. 인공 식향료의 경우 악취 원인 물질 농도의 저감 현상은 보이지 않았으나, 관능법으로 평가된 악취 강도와 불쾌도 측면에서는 상당한 제어 효과가 관찰되었다. 이러한 현상은 인공 식향료가 돈사내 피트 슬러리에서 발생되는 악취 원인 물질을 분해한다기 보다는 돈사내 악취 은폐제로써 작용하여 지속성은 짧지만 효율적인 악취 저감 작용을 한 것으로 사료된다. 식물성 천연향료의 경우 악취 강도와 불쾌도, 황 계열 악취 물질의 저감 효과가 다른 첨가제에 비해 상대적으로 월등하게 나타났다. 인공 식향료와는 달리 식물성 천연 향료는 은폐 효과와 더불어, 분뇨내 황 계열 악취 원인 물질을 생성하는 혐기성 미생물 군집의 생장을 제어하는 antimicrobial agent로서의 역할도 하는 것으로 사료된다. 그러나 악취 센서기를 통해 측정된 악취 농도는 위와는 상반된 결과가 나타났는데, 이는 악취 센서기가 인공 식향료와 식물성 천연향료가 자체적으로 지닌 향 성분도 악취의 한 범주로 인식되어 유도된 결과라 판단된다. 본 연구를 통해 나타난 결과는 현장에서 수행된 분석 결과로 실험 당일 날의 외부 기후 상황 및 돈사내 환경 여건에 따른 돼지들의 반응 행동 양상에 따라 실험 결과에 상당한 영향을 준다는 사실을 염두하여 고찰할 필요가 있다.

• Animal Bioscience
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• 제34권12호
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• pp.2023-2033
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• 2021

Objective: The present study was conducted to assess the effect of urease inhibitor (hydroquinone [HQ]) and nitrification inhibitor (dicyandiamide [DCD]) on nitrogen (N) use efficiency of pig slurry for perennial ryegrass regrowth yield and its environmental impacts. Methods: A micro-plot experiment was conducted using pig slurry-urea ¹⁵N treated with HQ and/or DCD and applied at a rate of 200 kg N/ha. The flows of N derived from the pig slurry urea to herbage regrowth and soils as well as soil N mineralization were estimated by tracing pig slurry-urea ¹⁵N, and the N losses via ammonia (NH₃), nitrous oxide (N₂O) emission, and nitrate (NO₃^-) leaching were quantified for a 56 d regrowth of perennial ryegrass (Lolium perenne) sward. Results: Herbage dry matter at the final regrowth at 56 d was significantly higher in the HQ and/or DCD applied plots, with a 24.5% to 42.2% increase in ¹⁵N recovery by herbage compared with the control. Significant increases in soil ¹⁵N recovery were also observed in the plots applied with the inhibitors, accompanied by the increased N content converted to soil inorganic N (NH₄⁺+NO₃^-) (17.3% to 28.8% higher than that of the control). The estimated loss, which was not accounted for in the herbage-soil system, was lower in the plots applied with the inhibitors (25.6% on average) than that of control (38.0%). Positive effects of urease and/or nitrification inhibitors on reducing N losses to the environment were observed at the final regrowth (56 d), at which cumulative NH₃ emission was reduced by 26.8% (on average 3 inhibitor treatments), N₂O emission by 50.2% and NO₃^- leaching by 10.6% compared to those of the control. Conclusion: The proper application of urease and nitrification inhibitors would be an efficient strategy to improve the N use efficiency of pig slurry while mitigating hazardous environmental impacts.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제23권5호
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• pp.573-579
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• 2010

This study was conducted to determine the effects of different copper (inorganic and organic) and energy (tallow and glycerol) sources on growth performance, nutrient digestibility, gas emission, diarrhea incidence, and fecal copper concentration in growing pigs by using a 2${\times}$2 factorial design. In this trial, 96 pigs (63 d of age) were employed, with an average initial weight of 28.36${\pm}$1.14 kg. The dietary treatments were i) basal diet with 134 ppm copper (Korea recommendation) as $CuSO_4$+tallow; ii) basal diet with 134 ppm Cu as $CuSO_4$+glycerol; iii) basal diet with 134 ppm copper as CuMet+tallow; and iv) basal diet with 134 ppm copper as CuMet+ glycerol. Throughout the entire experimental period, no differences were noted among treatment groups with regard to the magnitude of improvement in ADG (average daily gain), ADFI (average daily feed intake) and G/F (gain:feed) ratios. The nitrogen (N) digestibility of pigs fed on diets containing organic copper was improved as compared with that observed in pigs fed on diets containing inorganic copper (p<0.05). An interaction of copper${\times}$energy was observed in the context of both nitrogen (p<0.05) and energy (p<0.01) digestibility. Ammonia emissions were significantly lower in the organic copper-added treatment groups than in the inorganic copperadded treatment groups (p<0.05). Mercaptan and hydrogen sulfide emissions were reduced via the addition of glycerol (p<0.05). No significant effects of copper or energy source, or their interaction, were observed in reference to diarrhea appearance and incidence throughout the entirety of the experimental period. The copper concentration in the feces was significantly lower in the organic copper source treatment group than was observed in the inorganic copper source treatment group (p<0.05). The results of this experiment show that organic copper substituted for inorganic copper in the diet results in a decreased fecal copper excretion, but exerts no effect on performance. The different energy (tallow and glycerol) sources interact with different copper sources and thus influence nutrient digestibility. Glycerol supplementation may reduce the concentrations of odorous sulfuric compounds with different Cu sources.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권3호
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• pp.127-138
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• 2016

디젤 차량의 유해배출가스인 질소산화물 저감을 위해서는 정화성능이 우수한 요소첨가 선택적 촉매환원장치가 장착되어야 한다. 본 연구에서는 3차원 오일러리안-라그랑지안 전산유체해석을 통해 요소첨가 선택적 촉매환원장치의 수송현상에 따른 화학반응과 다상유동 특성을 수치적으로 예측한다. 이때, 수치적인 분무형상은 가시화실험에서 측정된 분사속도, 분무관통길이, 분무반경, 평균액적지름과 비교를 통해 보정되었다. 그리고 해석 결과는 실제 엔진 및 차량 시험에서 측정한 질소산화물 저감효율과 비교를 통해 검증되었으며, 상대오차 5% 이하의 정확도를 보여준다. 검증된 전산모델은 요소첨가 선택적 촉매환원장치의 내부유동해석에 사용되었으며, 이를 통해 압력강하와 속도증가 특성을 분석하고, 암모니아의 농도균일도와 과잉분포 위치를 예측한다.