• 한국환경농학회지
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• 제39권3호
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• pp.222-227
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• 2020

BACKGROUND: Among the biomass conversion techniques of livestock manure, composting process is a method of decomposing organic matter through microorganisms, and converting it into fertilizer in soil. The aerobic composting process is capable of treating cow manure in large quantities, and produces greenhouse gas as CO₂ and N₂O, although it has economical benefit. By using the activated rice hull biochar, which is a porous material, it was intended to mitigate the greenhouse gas emissions, and to produce the compost of which quality was high. Objective of this experiment was to estimate CO₂ and N₂O emissions through composting process of cow manure with different cooperated biochar contents. METHODS AND RESULTS: The treatments of activated rice hull biochar were set at 0%, 5%, 10% and 15%, respectively, during composting cow manure. The CO₂ emission in the control was 534.7 L kg^-1, but was 385.5 L kg^-1 at 15% activated rice hull biochar. Reduction efficiency of CO₂ emission was estimated to be 28%. N₂O emission was 0.28 L kg^-1 in the control, but was 0.03 L min^-1 at 15% of activated rice hull biochar, estimating about 89% reduction efficiency. CONCLUSION: Greenhouse gas emissions during the composting process of cow manure can be reduced by mixing with 15% of activated rice hull biochar for eco-friendly compost production.

• 한국농공학회지
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• 제45권2호
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• pp.107-115
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• 2003

Dairy manure amended with crop and forest residues (moisture 69% wet basis, C/N 22) was composted in a 605 L pilot-scale vessel using continuous air flow (56 L/min) for 19 days. Three pilot-scale sawdust biofilters (moisture 63%, pH 5.0) were built to clean biological waste gas from the composting process. For each methods, two replicated experiments were monitored over a period of three weeks. The system was evaluated to determine the biofilter media depth that would be adequate for compost odour reduction. The compost air cleaning was measured based on ammonia gas concentration before and after passing through the biofilter. Ammonia gas removal efficiency over 3 weeks was 42, 75 and 87% at sawdust biofilter media depth levels of 202, 400 and 600 mm, respectively. Each sawdust biofilter was operated at a moisture content in the range of 60~62% (wb), a temperature from 15 to $25^{\circ}C$, an average pressure drop from 240 to 340 Pa and a detention time from 60 to 180 seconds during the biofiltration process.

• 유기물자원화
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• 제27권3호
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• pp.49-61
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• 2019

양돈분뇨는 퇴비화하여 이용할 경우 좋은 유기물 자원이 될 수 있으며, 양돈 분뇨를 효율적으로 이용하기 위한 많은 실험적 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 양돈분뇨를 톱밥과 혼합하여 여러 가지 퇴비화 조건에서 퇴비화 촉진정도를 실제 농가 현장에서 활용할 수 있도록 시험규모를 확대하여 수행하였다. 퇴비화 시험처리는 퇴비화기간 동안 공기를 송풍하지 않은 대조구와 퇴비화기간 동안 퇴비단 아래에서 공기를 송풍한 시험구로 구분하였다. 시험을 위한 퇴비단의 크기는 각각 $5m^3$로 조성하였다. 시험구 1 (EXP1)에는 돈분 $1m^3$당 100 L의 공기를 송풍하였으며, 시험구 2 (EXP2)에는 돈분 $1m^3$당 150 L의 공기를 송풍하였다. 공기공급량을 $1m^3$당 100 L, 150 L로 한 것은 현재 활용하고 있는 퇴비화시설 설계 규정에 가축분 $1m^3$당 150 L의 규모의 송풍 시설을 설치할 것을 권장하고 있으나 현장에서는 과다 송풍 우려가 발생하고 있기 때문에 이에 대한 검토가 필요하기 때문이었다. 퇴비화 발효기간은 4주로 하였으며, 퇴비화 시작 직후부터 매주 퇴비단의 샘플을 채취하여 물리 화학적 성분을 조사 분석 하였다. 퇴비단의 온도는 퇴비단 표면으로부터 약 40cm 지점에 온도센서를 설치하여 매 30분 간격으로 기록하였다. 발효온도를 분석한 결과 시험구에서는 공기를 송풍한 1~2일차에 최고온도 $67{\sim}75^{\circ}C$에 도달하였다. 이는 호열성 세균이 급격하게 증가 활동하였기 때문으로 판단되었다. 퇴비화기간 동안 수분함량, 총질소, EC의 값이 송풍발효가 완료된 4주차에 대조구에 비해 낮은 것으로 나타났다. 하지만 pH와 유기물 함량은 시험구에서 대조구에 비해 높게 나타났다. 송풍발효가 끝난 4주차의 부숙정도를 평가하기 위하여 종자발아지수를 분석한 결과 대조구에서 23.49, 시험구 1이 68.50, 시험구 2가 51.81로 나타났다. 종자 발아지수로 평가한 퇴비의 부숙은 대조구에 비해 시험구에서 매우 높은 것으로 나타났다. 따라서 양돈분뇨의 퇴비화시 외부로부터 가축분뇨 $1m^3$당 100~150 L/min의 공기를 공급하는 것이 퇴비의 부숙을 매우 빠르게 할 수 있는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제8권3호
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• pp.81-88
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• 2000

음식쓰레기, 슬러지 등과 같이 C/N비가 낮은 폐기물을 호기성으로 퇴비화하는 경우 질소 성분이 많이 손실될 수 있으며, 이는 비료성분의 손실, 악취를 비롯한 환경오염 발생 등을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 퇴비화 공정에서 질소성 물질의 보존방법을 도출하기 위한 기초 연구로 음식쓰레기를 실험실 규모로 퇴비화하면서 일반적인 호기성 퇴비화 공정에서 일어나는 질소의 거동을 분석하였다. 음식쓰레기는 종이나 나무조각과 혼합하여 퇴비화하였으며, 질소성 물질의 거동을 평가하기 위해 퇴비시료에 포함된 암모니아, 산화성 질소, 유기성 질소를 측정하였다. 배가스로 손실되는 질소도 황산으로 흡수시켜 정량하였다. 퇴비화 반응의 활성화 여부가 유기성 질소의 무기화에 큰 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 활성이 좋은 퇴비를 식종한 경우 반응 초기부터 유기성 질소의 무기화가 활발히 진행되어 많은 양의 질소가 손실된 반면 초기의 낮은 pH 기간이 길어지면 유기성 질소의 분해가 지연되는 것으로 나타났다. 암모니아 손실량은 주입된 공기량의 영향이 큰 것으로 판단되며, 암모니아 손실이 증가하면 퇴비의 암모니아 함량이 크게 감소하였다. 질소에 대한 물질수지 분석을 통하여 초기 질소의 28~38%가 암모니아로 전환되었으며, 전환된 암모니아의 77~94%가 가스로 손실된 것으로 나타났다.

• 한국버섯학회지
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• 제18권3호
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• pp.274-279
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• 2020

본 실험은 농가 관행인 굴삭기 뒤집기와 자주식교반기를 이용한 뒤집기 비교 시험을 통해 발효단계별 배지의 특성을 조사하였다. 야외발효배지의 온도는 자주식교반기 처리에서 뒤집기 후 온도 상승이 빨라지는 경향을 보였다. 후발효배지의 온도는 농가관행인 굴삭기 처리구에서 온도가 높게 유지되면서 후발효과 진행되었다. 야외발효 단계에서 배지에는 고온성 세균 (Bacillus spp.), 방선균, 형광성 Pseudomonas 속, 사상균 등 다양한 미생물들이 분포하였고, 특히 배지발효 과정에서 배지의 분해와 발열에 관여하는 호기성 세균의 밀도는 자주식교반기 처리구에서 상대적으로 높았고, 고온성 발효과정 중 푸른곰팡이균과 중온성 방선균은 생육이 억제되거나 사멸되는 양상을 보였다. 유기물을 분해하는데 중요한 역할을 하고 있는 고온성 방선균은 자주식교반기 처리에서 농가관행보다 높은 밀도를 보였다. 처리별 볏짚의 길이는 자주식교반기를 사용하였을 경우 조금 짧았고, 수분함량은 처리간에 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. pH와 EC는 처리간에 뚜렷한 차이를 보이지 않았고, a, b값은 자주식교반기에 의한 뒤집기가 진행될수록 높아지는 경향을 보였다. 발효 단계별 배지의 CN율을 조사한 결과 농가관행인 굴삭기의 경우 23.1에서 시작하여 5차 뒤집기에서는 16.2까지 낮아 졌고, 자주식교반기의 경우 23.3에서 16.9로 낮아 졌다. 따라서 처리간에는 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 처리별 수확량을 조사한 결과 1주기에서는 자주식교반기 처리에서 20%의 증수효과가 있었고, 2주기에서는 28%, 3주기에서는 26%의 증수효과가 있었으며, 전체적으로 23%의 수량 증대효과가 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제17권4호
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• pp.324-328
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• 1998

볏짚과 보리짚을 효율적으로 퇴비화하기 위하여 이들을 폭쇄처리하여 퇴비화 하였다. 볏짚과 보리짚을 폭쇄 처리하였을 때 유기산의 생성으로 원시료에 비해 pH가 각각 4.0, 3.7로서 낮아졌고, EC도 1.66, 3.19mS/m로 감소하였으며, cellulose, lignin 및 총 탄소 함량은 증가되었다. 퇴적 16주 후에 볏짚이나 볏짚폭쇄물에서는 총질소가 $2{\sim}2.5$%가 더 증가한 것으로 나타났으나, 보리짚은 폭쇄를 하면 1.7%가 증가하지만 폭쇄처리를 하지 않은 시료는 오히려 0.41% 감소하였다. 이런 결과로 보리짚은 퇴비화가 어려운 재료이지만 폭쇄처리를 하면 퇴비화가 용이해짐을 알 수 있다. 볏짚의 C/N비는 퇴비화 초기부터 급격히 감소하였지만, 폭쇄처리를 한 볏짚과 보리짚은 퇴비화 후기에 급격히 감소하였다. 이것은 폭쇄처리로 유기산이 생성되어 초기에는 낮은 pH때문에 미생물이 생육이 어려웠으나, 퇴비화가 진행됨에 따라 안정하게 되어 퇴비화가 더 잘 이루어진다는 것을 알 수 있었다. 따라서 재료를 폭쇄처리하면 공극량이 증가하는 동시에 유효 표면적이 증가하여 퇴비화 기간을 단축할 수 있으며, 고온, 고압의 수증기에 의해 병원성균 및 잡초 종자가 제거된다. 이는 폭쇄처리에 의해 퇴비화가 효율적으로 진행된다는 것을 시사한다.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.124-129
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• 2000

본 논문은 퇴비화의 분해속도와 처리효율이 염분농도에 따라 어떻게 변화하는가를 조사하기 위해 이루어졌다. 실험에 사용된 음식물쓰레기의 시료는 경기도 포천군에서 채취하였으며 이 시료의 수분함량, pH 및 C/N비를 적정범위로 조정하였다. 염분함량이 1%, 5%및 10%인 3종류의 시료를 조제하여 온도조절과 공기공급량이 조절가능한 반응조에 넣고 호기성 퇴비화가 진행되는 동안 반응조내의 온도, pH, C/N비 및 이산화탄소와 산소 농도 등을 측정하였다. 최고온도는 반응조 1(염분함량 1%)에서 $59^{\circ}C$, 반응조 2(염분함량 5%)에서 $49^{\circ}C$ 및 반응조 3(염분함량 10%)에서 $45^{\circ}C$로 나타났다. 이산화탄소 발생량은 온도상승과 상관관계를 보였으며 낮은 염분함량에서 피크값을 나타냈다. 퇴비화가 진행되는 동안 반응조 1, 반응조 2 및 반응조 3의 pH는 8.9, 8.6 및 7.2로 상승하였으며 C/N비는 18.9, 19.1 및 22.1로 천천히 감소하였다. 반응조 1, 반응조 2 및 반응조 3의 최종함수율은 51.1%, 53.7% 및 55.0%로 나타났다. 퇴비화기간 동안의 염분농도의 증가는 미생물의 분해활동을 지연시키는 원인이 되는 것으로 생각된다. 한편, 효율적인 퇴비화를 위해 시료중의 염분함량은 5% 미만으로 유지되어야 한다.

• 유기물자원화
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• 제8권4호
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• pp.160-167
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• 2000

음식물 퇴비화를 위한 토양미생물제재의 퇴비화 효율을 평가하며, 토양미생물제재의 미생물수와 퇴비화과정에서 식종의 효과를 조사하였다. 분석대상 음식물은 본 연구원 구내식당에서 수거한 후 물리화학적특성을 분석하였다. 대상시료는 Bulking Agent로서 톱밥을 사용하여 함수율을 65%로 조정 후 반응기 B에 10%의 토양미생물제를 식종하였다. 토양미생물제제의 미생물은 호기성세균수가 $2.98{\times}10^9/g$이상, 방선균이 $3.93{\times}10^7/g$이상, 효모가 $1.21{\times} 10^5/g$, 균류가 $5.79{\times}10^7/g$ 이상이었다. 퇴비화 기간동안 최고온도는 Reactor A가 반응 10일후에 개시후 바로 급격한 변화를 보였으며, 반응이 종료된 후 두 Reactor 공히 pH8.9를 나타내었다. Reactor B의 경우 최대온도인 4일후에 $CO_2$농도도 역시 최대인 10.8%를 나타냈으며, Reactor A는 최대온도인 10일후에 6.1%를 나타내었다. 한편 Reactor A는 $r_{d}$(유기물질의 분해율)치가 0.35에서 0.41로 17.1%상승하였으며, Reactor B의 경우 0.31에서 0.51로 64.5%상승하였다.

• 유기물자원화
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• 제1권1호
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• pp.59-68
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• 1993

퇴비화반응(堆肥化反應)의 주체가 되는 미생물(微生物)이 퇴비화반응(堆肥化反應)에 어떻게 관여하는 가에 대해 충분히 안다는 것은 퇴비화처리(堆肥化處理) 기술상(技術上) 중요한 점이라 할 수 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 우선, 퇴비화실험(堆肥化實驗)을 하면서 실험과정(實驗過程)에서 나타나는 각종 미생물상(微生物相)의 수적(數的) 변화(變化)를 추적했다. 그 결과 세균(細菌)과 방선균(放線菌)이 반응(反應)의 중심이 되어 있는 것을 알았다. 그러나, 그 수(數)는 반응효과(反應效果)와 무관(無關)하다라는 것이 나타나, 미생물(微生物)의 활성지표(活性指標)가 필요하다는 것이 지적되었다. 따라서, 새로운 증식활성도(增殖活性度)라는 지표(指標)를 도입하여, 이 지표(指標)와 퇴비화반응(堆肥化反應)의 중요한 환경인자중(環境因子中)의 하나인 pH와의 관계(關係) 및 반응물(反應物)의 안정도(安定度)와의 관계(關係)에 대해 검토하였다. 그 결과(結果), 증식활성도(增殖活性度)는 퇴비화반응(堆肥化反應)의 효율(效率) 및 안정도(安定度)의 지표(指標)가 될 수 있다는 것이 나타났다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제8권3호
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• pp.191-198
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• 2002

본 연구는 호기발효 및 펠렛 처리에 따른 육계분 단일물의 발효온도 및 물리화학적 성분 변화를 구명하고, 육계분 단일 발효물 펠렛 처리 시 경제적인 소형 펠렛기의 이용 가능성을 평가하고자 실시되었다. 육계분의 호기발효 시 발효온도는 발효 4일째에 최고 68$^{\circ}C$에 달한 다음 이 후 서서히 떨어졌다. 육계분의 호기발효 처리는 화학적 성분 중 특히 유기물 성분을 감소시키고, 비소화성 단백질 성분(ADF-CP)을 증가시켰다. 소형 펠렛기 이용 시 육계분 단일 발효물의 성공적인 펠렛화를 위한 펠렛 die의 적정 직경은 8~18 mm 였고, 펠렛 전 원료의 적정 함수율은 20~25% 수준이었다. 펠렛 처리는 육계분 단일 발효물의 밀도(중량/부피)를 3배정도 증가시켰고, 수분을 유의하게 증발시켰으며, 일반 조성분의 유의한 변화를 초래하지는 않았고, 특히 비소화성 단백질 성분은 증가시켰다. 본 연구 결과는 육계분 단일물은 호기발효와 펠렛화를 통하여 영양성과 실용성이 높은 가축용 사료로 전환될 수 있음을 시사한다.