• 유기물자원화
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• 제10권3호
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• pp.117-125
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• 2002

본 연구에서는 일반적인 생물학적 질소제거공정을 거치지 않고, 수중의 $NH_3-N$을 유기질소형태로 합성시키는 특수미생물을 분리, 이용하여 암모니아성질소로 오염된 폐수의 고도처리 가능성에 대해서 검토해 보았다. $NH_3-N$을 기질로 다량 이용할 수 있는 3종류의 특수미생물을 순수 분리한 후 무(無)염분조건과 염분조건(3%NaCl)에서 배양해 본 결과 M11은 염분조건에서, M12는 무(無)염분조건에서, M71의 경우는 양쪽 조건에서 높은 성장률을 보였다. 탄소원(glucose)의 영향을 검토한 실험에서는 Glucose농도가 $5g/{\ell}$ 일 때, 미생물의 증식과 $NH_3-N$의 제거율이 가장 높았으나, 고농도(약 1000mg/L as $NH_3-N$) 조건하에서 $NH_3-N$의 제거율은 높지 않은 결과를 보였다. $NH_3-N$의 농도는 100mg/L 일 때 제거효율이 가장 우수했고, 이 때 $NO_2-N$과 $NO_3-N$의 증가는 일어나지 않는 것으로 보아 제거된 $NH_3-N$은 유기질소로 변환되었음을 추측할 수 있었다. pH완충과 인의 공급을 위한 $K_2HPO_4$ 농도는 미생물마다 최적 성장 농도는 조금씩 달랐으나, $5g/{\ell}$에서 적절한 성장조건을 보였다. 또한 질소원으로 특수미생물은 $NH_3-N$뿐만 아니라 $NO_2-N$과 $NO_3-N$도 질소원으로 이용할 수 있는 것으로 나타났다. 본 실험 결과 미생물의 증식이 활발할수록 $NH_3-N$의 제거율이 증가하는 뚜렷한 양상을 나타내어 추후 $NH_3-N$으로 오염된 폐수처리에의 높은 적용가능성을 보였다.

• 유기물자원화
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• 제25권2호
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• pp.41-48
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• 2017

기존 혐기성 및 호기성 처리에서 우수성이 입증된 E-PFR을 적용한 다단수직형 암모니아 스트리핑조를 개발하고 랩스케일 실험을 수행하였다. 다단수직형 암모니아스트리핑조의 단수별 암모니아성 질소 제거 실험(pH 10, 온도 $35^{\circ}C$, 기액비 $3min^{-1}$의 동일 조건)에서 8시간 경과 후 단이 없는 반응기는 약 52.5%의 제거율을 나타났으며, 5단 반응기에서는 약 62.6%의 제거율이 나타나 약 10%의 효율 차이가 있는 것으로 확인하였다. pH 변화에 따른 암모니아성 질소 제거 실험 (5단 반응기, 온도 $35^{\circ}C$, 기액비 $3min^{-1}$의 동일 조건)에서 8시간 경과 후 pH 9는 약 42.6%의 제거율을 나타났으며, pH 11에서 약 74.4%의 제거율이 나타났다. 온도 변화에 따른 암모니아성 질소 제거 실험 (5단 반응기, pH 10, 기액비 $3min^{-1}$의 동일 조건)에서 8시간 경과 후 $25^{\circ}C$에서 약 51%의 제거율을 나타났으며, $45^{\circ}C$에서 약 87.2%의 제거율이 나타났다. 공기주입량 변화에 따른 암모니아성 질소 제거 실험 (5단 반응기, pH 10, 온도 $35^{\circ}C$의 동일 조건)에서 8시간 경과 후 기액비 $2min^{-1}$에서 약 45.8%의 제거율을 나타났으며, 기액비 $4min^{-1}$에서 약 75%의 제거율이 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 추후 연속 운전 평가를 통해 실증플랜트 설계를 위한 인자 도출에 활용하고자 한다.

• 유기물자원화
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• 제2권1호
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• pp.51-64
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• 1994

본보는 종합병원에서 발생되는 유기성쓰레기인 음식물찌꺼기를 미생물에 의해 고속발효공법을 동원하여 24~48시간 이내에 퇴비 또는 토양개량제로 전환시키기 위한 중간처리방법이 된다. 처리를 위한 발효조건은 함수율이 60%, 발효온도는 $50{\sim}60^{\circ}C$, 산소공급을 위한 송풍량은 $50{\sim}200L/min{\cdot}m^3$ 정도가 필요하다. 함수율을 60%정도로 조정하기 위해서 두부비지와 톱밥을 사용하였고 고속발효에 필요한 미생물균주는 호기성 균주로서 발효물의 전체중량의 1/300정도 투입하였다. 운전방법은 1차발효가 끝난 다음 감량 및 인출량을 체크하고 그 상태에서 새로운 음식물찌꺼기를 투입하는 형식을 취하였다. 발효물에 대한 감량은 비교군과 실험군에서 각각 56.6%와 35.6~47.7%를 나타내었고 발효물에 대한 감량은 bulking agent에 따라 차이가 다소 있었으나 대략 50% 수준이었다. 발효시에 발생되는 탄산가스 농도는 1,000~1,500ppm 정도였고 연속발효일수록 황색에서 갈색, 검은색으로 변하였다. 발효물에 대한 퇴비화의 이화학적 분석에서는 pH는 약산성, 함수율은 10%미만이였고, 수분조정제에 따라 퇴비화 시간과 T-N, $P_2O_5$, $K_2O$에는 차이가 있었고, C/N 비에도 차이가 컸다. 보편적으로, 음식물찌꺼기를 대상으로한 고속발효화는 퇴비 또는 토양개량제로서 가치는 있으나 완숙정도가 부족하기 때문에 중간처리 방법으로서는 가능하다고 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제19권6호
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• pp.484-488
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• 2004

본 연구에서는 식품부산물을 원료로 사용하여 회분식 발효를 통한 Propionibacterium acidipropionici의 유기산 생산성을 검토하고 세포재순환식 연속발효를 통해 유기산의 대량생산을 위한 기초자료를 마련하고자 하였다. CSL의 함유량에 따른 회분식 발효를 실시하여 균주의 생산성이 최대가 되는 발효조건을 구하여 연속 발효공정에 적용하였다. 희석률을 $0.1{\sim}0.2\;hr^{-1}$로 변화시키며 세포재순환식 연속발효를 실시한 결과 $0.2\;hr^{-1}$에서 최대 세포량은 150 g drycell/L으로 회분식 발효에 비해 21배 증가하였으며, 유기산의 최대 생산성은 3.32 g total acids/L/h로서 13배가 향상된 것으로 나타났다. 따라서 이 발효공정을 scale-up한다면 유기산뿐만 아니라 바이오매스 자원으로서 세포량의 대량생산도 가능할 것으로 판단된다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제19권3호
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• pp.315-320
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• 2004

Environmental waste treatment technology is transforming from incineration system to pyrolysis gasification system. And there it is necessary for our country to adapt gasification system urgently to prevent the land pollution and lack of landfill area. The objective of this study was to determine the pesticides residues of derived product of pyrolysis gasification system for recycling of waste plastic by gas chromatograph-mass selective detector and nitrogen phosphorus detector. The residual pesticides were not detected in derived product of waste recyling. But some pesticide was detected on raw level (0.02 ～ 0.05 ppm) in waste plastic sample.

• 한국식품영양과학회지
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• 제26권6호
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• pp.1122-1127
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• 1997

Melanoidins, which were higher polymers with intense brown color, were investigated on their decolorization and degradation by ozonolysis. Amino acids linked up with melanoidins were readily separated by depolymerization of melanoidins with ozonolysis. The IR spectra of ozone-untreated MRPs showed a higher peak at $1665cm^{-1}$ (C=N) and $1600cm^{-1}$ (C=C) than the corresponding peaks of ozone-treated MRPs. Ozone-treated melanoidins with molecular weight of above 900 showed the highest nitrogen composition of all melanoidins tested. Ozone-treated melanoidins with molecular weight of 900 to 1000 were separated into five peaks on recycling preparative HPLC chromatogram. Major functional groups in ozone-treated melanoidins with molecular weight of 900 to 1, 000 were -CH$_2$-CO-, -CH$_2$-O- and CH$_2$-.

• 방사선산업학회지
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• 제6권2호
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• pp.181-188
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• 2012

A mushroom mutant with increased cellulolytic activity was developed through radiation mutagenesis. The homogenized hypha suspension of Pleurotus florida was exposed to gamma radiation ($^{60}Co$, AECL) at the dose of $LD_{99}$ (0.51 kGy, $D_{10}$; 0.26 kGy). Among 16 mutants, Pf CM4 showed 17.24% more cellulolytic activity than the wild type (p<0.05). It was observed that Pf CM4 can utilize all kinds of carbon sources tested for their mycelia growth. Starch, xylan, and glucose favourably supported the radial mycelia extension. Yeast extract and $NH_4NO_3$ have been recorded as the best organic and inorganic nitrogen sources, respectively. Pf CM4 was found to grow significantly faster, even at high temperature ($30^{\circ}C$), than wild type (p<0.05), and the optimal pH was 5.5~6.5. This study reveals that the mutant Pf CM4 could be employed for the effective recycling of cellulosic wastes, in addition to mushroom farming.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권3호
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• pp.116-121
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• 2004

고밀도 순환여과식 해산어 양식장의 순환수 처리에 EMMC공정의 적용 가능성을 평가하기 위한 실험을 실시하였다. 처리공정의 운전효율에 유기물 및 암모니아성 질소 부하가 미치는 영향을 평가하기 위하여 수리학적 체류기간을 12시간에서 10분까지 점차적으로 줄여가며 실험을 실시하였다. HRT 2시간까지는 수리학적 체류시간 변화에 따른 제거효율 변화가 거의 없었으나 그 이하의 체류시간에서는 체류시간 단축에 따른 제거효율의 감소가 비교적 크게 나타났다. COD의 경우에는 체류시간 단축에 따른 급격한 제거효율의 변화가 관측되지 않았으며 10분 정도의 체류시간에서도 90％이상의 제거효율을 나타내었다. 메디아 충진율에 따른 반응조 운전효율변화를 보면 HRT가 1시간보다 긴 경우에는 메디아 충진율에 따른 제거효율 변화가 극히 미미하였다. 그러나 1시간 이하의 체류시간에서는 그 차가 상당히 크게 나타나 충진량이 많을수록 제거효율이 높게 나타났으나 50％이상의 메디아 충진이 반응조 운전효율 측면에서는 큰 역할을 하지 못함을 나타내어 경제성 등을 고려할 경우 25％정도만을 충진 시키는 것이 오히려 합리적이라 판단되었다. 이와 같은 경향은 암모니아성 질소 제거의 경우에도 유사한 양상을 나타내었다. 메디아 충진율 50％와 75％사이에는 처리효율의 차이가 거의 없었고 25％충진 반응조와의 차이도 그리 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권1호
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• pp.45-56
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• 2012

경종과 축산의 분리에 따른 환경오염 심화, 축산분뇨의 해양투기 금지, 축분뇨 처리비용의 절감 및 자원화, 경축순환농업으로의 전환 필요성 등 시급한 과제를 해소하는 근원적임 방안은 바로 지역단위의 경축순환농업시스템을 갖추는 것이다. 지역순환농업을 위해서는 경종과 축산농업의 부산물에 대한 수급량, 그리고 그것의 비료량을 계산할 수 있는 기준이 있어야 한다. 이를 위한 기준이 바로 가죽단위와 분뇨단위이다. 본 연구에서 우리나라 실정에 적용가능 한 분뇨단위를 도출하기 위하여 우리나라 가축분뇨의 양분특성과 배출량의 연구자료를 토대로 분뇨단위 를 설정하였다. 이를 철원군 지역에 적용하여 읍면별 분뇨단위를 산출, 농경지의 N 부하량을 평가하고, 가축생산과 경작지를 연계한 경축순환농업의 적용 방안을 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 질소기준으로 축종별 연간 발생량을 토대로 산출한 분뇨단위는 한우 0.36, 젖소 0.8, 돼지 0.105로 환산되었다. 또한 육계와 산란계의 분뇨단위는 각각 0.0046, 0.0079로 설정하였다. 2. 농경지의 ha 당 분뇨단위(MU/ha)는 갈말읍이 2.4, 서면이 1.92으로 다소 높은 지수를 나타내었으나 동송읍, 철원읍, 근남면은 1.0 이하로 낮게 나타났다. 분뇨단위 결과로 볼 때, 철원군의 갈말읍, 서면, 김화읍은 분뇨단위가 1.8~2.4 범위에 있으므로 가축분뇨의 공급과 농경지 수용능력이 균형지역으로 분류되며 동송읍, 철원읍, 근남면은 1.0 이하로 가축분뇨의 공급이 부족한 지역이므로 분뇨의 수급불균형을 개선하는 양분관리가 필요하다. 3. 갈말읍은 N-부하량이 2.4 MU/ha를 나타내어 EU 기준 N-부하량인 1.7 MU/ha에 비하여 0.7 MU/ha가 초과되어 2,101 MU (16,238kg)의 질소의 과다부하를 나타내었다. 따라서 이에 해당하는 분뇨를 부하량이 적은 지역인 철원읍이나 동송읍으로 분산하여 자원화하여야 할 것으로 보인다. 또한 서면의 경우 N-부하량이 1.92 MU/ha를 나타내어 0.22 MU/ha가 초과되어 203 MU/kg에 해당하는 분뇨를 부하량이 적은 읍면에 분산하여야 할 것으로 보인다. 4. 철원군 지역별 액비의 공간적 공급량과 잠재수요량을 분석한 결과 액비의 공급지역은 김화읍, 갈말읍, 동송읍이지만 액비의 가장 큰 수요지역은 동송읍이었다. 가축분뇨의 발생량과 친환경적인 액비 시용기준의 설정을 고려 할 때 김화읍과 갈말읍은 N-부하량의 농경지 수용능력을 한계지역이므로 액비 과다상태를 파악 분석하여 지역의 양분관리 정책을 시행해야 할 것이다. 5. 철원군 사례연구 결과를 종합해 보면, 시군내의 읍면단위의 지역별로 N-부하량이 상이하므로 읍면별 분뇨단위 적용을 통하여 가축생산과 경작지를 연계한 지역순환농업체계를 구축하여 지역 축산분뇨 양분관리방안을 수립하는 것이 필요하다. 따라서, 철원군내 축분뇨의 자원화를 극대화하려면 지역별 공급, 수급불균형을 해소하기 위해 농가 및 지역별로 허용 분뇨단위(MU)를 제정, 이를 기준으로 전문적인 관리를 해야 한다. 그리하여 경종농업과 축산농업에서 배출되는 각종 부산물의 수급량, 그것의 비료량 퇴비량을 계산하고, 이를 토대로 농가단위 나아가 철원지역의 읍면단위별로 양분수지가 균형을 이루는 자원순환형 농업으로 전환해 가는 것이 필요하다.

• 한국환경농학회지
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• 제17권1호
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• pp.70-75
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• 1998

실험결과 최종처리수의 $BOD_5$를 30mg/l 이하로 유지하는 것이 충분히 가능하다. 최종처리수의 총질소와 총인은 축산폐수처리시설의 방류수 수질기준보다 월등히 낮다. 연못상층에서 조류(Algae)가 성장하면서 질소와 인을 흡수하기 때문이다. 연못시스템은 질소와 인을 동시에 제거하는 장점이 있다. 최종처리수의 평균 SS가 $30mg/{\ell}$ 보다 다소 높아 2차처리 수준의 방류수 수질기준을 충족시키지 못하는 경우가 발생할 수 있으나 연못상층의 조류(Algae) 성장에 원인이 있어 문제가 되지 않는다. 2차연못과 3차연못의 SS는 거의 조류가 차지하고 있다. 조류를 회수하여 사료로 사용하거나 처리수를 유기농업 관수로 이용하여 조류를 비료로 이용하는 재활용 방법이 바람직하다. 실험 연못시스템의 모델은 연못의 수, 연못의 종류, 각 연못의 크기, 유입폐수의 $BOD_5$ 부하량을 적절히 조절하면 액상폐수(뇨${\cdot}$오수)뿐아니라 분${\cdot}$뇨${\cdot}$오수를 동시에 처리할 수 있다. 국내 여건에서는 중소규모 축산시설의 폐수를 처리하는데 연못시스템이 적합하며, 토지확보가 가능하면 대형 축산폐수 공동처리시설로 사용할 수 있다. 대부분 축산농가에 설치되어 있는 간이정화조와 산화구를 연못시스템으로 대치하여 이들의 낮은 처리효율의 문제점을 해결할 수 있다고 사료된다. 다른 처리기법에 비해 연못시스템은 관리운영에 적은 인력과 경비가 소요하여 노동력이 부족한 농촌지역에 적합하다.