• 대한환경공학회지
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• 제27권11호
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• pp.1186-1192
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• 2005

간헐폭기시스템에 혐기성 아키아 주입에 따른 질소제거율 변화와 슬러지 발생량변화 및 박테리아의 상관관계를 관찰하기 위해, 표준활성슬러지 공정과 아키아를 주입한 간헐폭기공정과 주입하지 않은 공정을 비교하며 운전하였다. 회분식 실험결과 혐기성 아키아 배양액을 간헐폭기조에 주입한 경우에 유기오염물질 분해율이 향상되었으며, 질산화와 탈질반응 속도가 증가하였다. 특히 표준활성슬러지 공정이나 일반 간헐폭기 시스템에 비해 슬러지 발생량이 매우 낮게 유지되었는데, 이는 혐기성 아키아가 주입됨에 따른 슬러지 생산량이 감소되었기 때문으로 판단된다. 또한, 폭기조에서 용존산소농도를 조절함으로써 혐기성 아키아와 활성슬러지의 공생관계에 따른 효율향상을 간접적으로 확인할 수 있었고 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 아키아 배양액을 주입한 간헐폭기조에서 비산소소비속도(SOUR)는 $2.9\;mg-O_2/(g-VSS{\cdot}min)$이었으며 비산소소비속도와 질산화 속도는 아키아 배양액을 주입하지 않은 반응조보다 높은 것으로 나타났다. 2) 아키아 배양액을 주입한 간헐폭기조, 주입하지 않은 간헐폭기조와 표준활성슬러지 공정에서의 유기물질($TCOD_{Cr}$)의 제거효율은 각각 93%, 90%와 87%이었다. 3) 각각의 반응조에서 모두 질산화 효율은 높았으나, 탈질속도는 아키아 배양액을 주입한 간헐폭기조에서 비교적 매우 높았다. 아키아 배양액을 주입한 간헐폭기조, 주입하지 않은 간헐폭기조와 표준활성슬러지 공정에서 질소제거효율은 각각 75%, 63%와 33%이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권8호
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• pp.411-419
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• 2016

본 연구에서는 안료폐수 중에 포함되어 있는 유기물질과 질소를 처리함으로써 재순환방식을 이용한 튜브형 전해모듈시스템의 적용 가능성을 평가하였다. 튜브형 전해모듈은 내부 봉형 양극과 외부 튜브형 음극으로 이루어져있다. 양극의 재질은 $RuO_2$로 전착된 티타늄이었고 음극의 재질은 스테인리스 스틸이었다. 재순환형 튜브형 전해모듈시스템에서 오염물질의 제거율은 유량이 감소할수록 그리고 전류밀도가 증가할수록 높아졌다. 전해모듈시스템에서 체류시간이 180분일 때 염소산이온의 농도는 382.4~519.6 mg/L로 나타났다. 본 연구에서 사용한 재순환방식을 이용한 튜브형 전해모듈시스템에서 염소산이온의 생성은 전기화학적 산화의 중요한 인자 중의 하나이다. Bench scale의 재순환방식 튜브형 전해모듈시스템에서 전력량을 $4,500C/dm^2$으로 공급하였을 경우 $COD_{Mn}$은 89.6%, $COD_{Cr}$은 67.8%, T-N은 96.8% 그리고 색도는 74.2%가 제거되었으며, 이때 에너지 소모량은 $5.18kWh/m^3$이었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제15권2호
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• pp.155-160
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• 2009

본 연구는 양돈분뇨를 이용하여 생물, 화학, 물리적 공정을 연계하여 각 공정별로 자원화 할 수 있도록 다중 분획 자원화 공정(MPAD) 기술을 개발하고 이를 현장 적용하였으며 공정별로 생산된 생산물의 비료이용 가능성에 대해 검토하였다. 특히 석회고형화 장치에서 생산된 석회처리고형물의 생산공정을 통해 자원순환형 토양개량재로서의 가능성을 살펴볼 수 있었다. 우리나라의 토양은 강원도의 영월, 정선, 충청북도의 단양, 경상북도의 문경 지역 등 일부 석회암지대를 제외하면 거의 모든 토양이 산성토양이다. 또한, 광산활동을 하고 있는 지역에서는 그 특성상 광미나 산성광산 폐수 등으로 인해 토양산성화 등의 오염이 여타지역과 비교해 매우 심각하게 발생하고 있는 실정이다. 산성폐수나 침출수를 처리할 때에는 일반적으로 중화법이 널리 사용되고 있다. 이를 위해 석회질의 alkalinity가 높은 화합물이 사용되고 있는 것으로 알려져 있으며, 산림복원이나 토양개량의 경우에도 복토재나 비료에 석회처리를 하여 오염토양을 복원하는 방법을 사용하고 있다. 석회처리고형물은 기존의 일반 퇴비에 비해 유기물과 다량의 석회질이 포함되어 있고, 다양한 크기의 펠렛으로 생산 할 수 있다. 따라서 훨씬 고품질의 퇴비를 경지에 환원할 수 있을 뿐만 아니라, 산성오염 토양 및 광해지역에서의 토양개량재로서도 그 가능성이 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권4호
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• pp.343-348
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• 2008

시설재배 토마토(To) 생산에 미치는 녹비 토양투입 효과와 양분 수지량을 조사하기 위하여 겨울과 여름 휴한기 동안 헤어리베치(Hv), 호밀(Ry), 콩(Sb), 수단그라스(Sd)를 녹비로 재배하였으며, 녹비와 토마토를 조합한 작부체계로서 두과 녹비작물을 활용한 Hv-To-Sb-To, 화본과 녹비작물로 구성된 Ry-To-Sb-To, 그리고 두과와 화본과 녹비를 교호 재배하는 Ry-To-Sd-To로 구분하여, 화학비료(Cf)를 처리하는 Cf-To-Cf-To 작부체계와 비교하였다. 녹비 수량은 겨울 휴한기에 비해 여름 휴한기 동안 높았던 반면, 녹비의 질소 고정량은 화본과에 비해 두과 녹비작물에서 현저히 높아 두과 녹비작물의 경우 토마토 재배를 위한 질소량의 62%를 고정하였다. 두과 녹비작물로 구성된 작부체계(Hv-To-Sb-To)의 토마토 수량은 관행(Cf-To-Cf-To)과 유사하였으나, 화본과 녹비로 구성된 처리구(Ry-To-Sd-To)의 수량은 두과 녹비작물 처리구 수량의 40% 수준으로서 현저한 수량 감소가 나타났다. 한편 두과 녹비작물 활용에 따른 질소공급 효과로 인해 토마토 생육 및 과실 생산량은 증가한 반면, 후작물에 의한 양분흡수량이 많아 Ry-To-Sb-To 작부체계의 N:P:K 수지량은 -80:-59:$-480\;kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$로서 양분의 불균형이 심각하였다. 역으로 화본과 녹비로 구성된 Ry-To-Sb-To 작부체계의 N:P:K 수지량은 43:1:$130\;kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$로서 양분수지상 3요소 모두 양의 값을 보였으나, 이는 화본과 녹비작물의 낮은 질소 고정량과 높은 C/N율로 인해 후작물 토마토의 생육이 부진하였던 결과로 판단된다. 결론적으로 두과 녹비작물 토양 환원시 양분 수지량에서 큰 음의 값을 보였을지라도 관행수준의 토마토 수량을 얻을 수 있다는 관점에서 두과녹비는 화학비료 없이 유기농 재배를 위한 양분공급 및 토양지력 증진 방안으로서 활용 가능하고, 일반 토마토 재배 시에도 다소의 부족한 양분 수지량만 조정한다면 균형된 작부체계로 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권7호
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• pp.5-11
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• 2014

본 연구는 UV와 US를 함께 조사하는 UV/US 연계 공정을 통해 발생하는 시너지 효과를 조사하고, 이를 효과적으로 오염물질 처리 공정에 적용 가능한지에 대하여 연구하였다. US를 조사하는 경우에는 $H_2O_2$의 농도가 지속적으로 증가하지만, UV/US를 동시에 조사한 경우 $H_2O_2$의 농도가 증가하는 속도가 점점 감소하여 일정 농도로 수렴하는 포화속도곡선의 경향을 보였으며, US가 단독으로 조사되었을 때 생성된 $H_2O_2$와 UV/US 연계 공정을 통해 생성된 $H_2O_2$와의 차이가 오염물질 제거율 향상에 시너지 효과를 일으킨다고 판단된다. 시너지 효과를 검증하기 위해 인체에 유해한 영향을 미치는 가소제 중 하나인 bis(2-ethylhexyl) phthalate(DEHP)를 이용하여 제거실험을 실시하였다. UV와 US를 동시에 조사하는 UV/US 연계 공정의 경우 DEHP의 제거 유사 일차반응 속도상수(k1)가 $14.81{\times}10^{-3}min^{-1}$로 UV만 조사하는 경우의 $2.60{\times}10^{-3}min^{-1}$과 US만 조사하는 경우의 $10.34{\times}10^{-3}min^{-1}$보다 더 큰 것을 확인하였다. 이를 통해 UV/US 연계 공정에서 DEHP의 제거가 더 활발하게 일어남을 확인하였으며, 이는 시너지 효과에 의한 것이라 판단된다. 또한 DEHP 제거 유사 일차반응 속도상수 값을 이용하여 시너지 효과를 이론적으로 계산한 결과 시너지 효과 값은 1.15로 나타나 기준값인 1보다 큰 값을 가지므로 시너지 효과가 발생했다고 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제17권5호
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• pp.311-320
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• 2008

Reusing livestock manure have various advantages in securing soil organic resources, and since the costs needed for converting them into liquefied fertilizers are relatively moderate compared to normal treatment, such methods are necessary. In this study, the Recycling Capacity Assessment of Gyeonggi-do was carried out by comparing between the fertilizer demands for specific crops based on the cultivation areas and the amount of fertilizer resources that are generated from livestock manure. From this assessment, the possibility of obtaining resources by converting livestock manure into fertilizers were evaluated. The amount generated of Livestock Manure in Gyeonggi-do were evaluated by applying the emission units to the number of livestock manure. And from the amount generated of Livestock Manure, the amount of fertilizer produced from Livestock Manure were calculated by using the fertilizer a component rate. When considering the amount of fertilizer produced from Livestock Manure based on the type of livestock, N 6,626 ton/year, $P_2O_5$ 1,824 ton/year, $K_2O$ 4,480 ton/year were produced from milk cow manure, while N 5,247 ton/year, $P_2O_5$ 2,772 ton/year, $K_2O$ 2,879 ton/year, were produced from beef cattle manure. N 14,924 ton/year, $P_2O_5$ 7,205 ton/year, $K_2O$ 6,750 ton/year were produced from pigs and N 12,651 ton/year, $P_2O_5$ 4,458 ton/year, $K_2O$ 5,542 ton/year were produced by chickens. So the total amount of fertilizers that can be obtained from livestock manure were 3,668 ton/year Nitrogen, 16,259 ton/year phosphate and 19,651 ton/year kalium. And the total fertilizer demands in Gyeonggi-do were Nitrogen 27,200 ton/year, Phosphate 8,853 ton/year, and kalium 13,211 ton/year respectively. Nitrogen which had higher demands than production quantities were considered as limitation factors in crop growth. So the Recycling Capacity Assessment was carried out mainly based on Nitrogen. Since the Nitrogen quantities that can be provided by recycling livestock manure were 3,532 ton/year lesser than the Nitrogen demands, it is estimated that it would be desirable to convert livestock manure into resources. But in order to properly convert the entire livestock manure into organic resources, the seasonal situation that effects the nitrogen demands of crops along with the regional effects due to the industrial structures should be seriously analyzed. In addition, a system that can effectively produce and manage fertilizer should be established.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.93-101
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• 2000

음식 쓰레기 중 성분별 메탄 전환율을 측정한 결과, 배추의 경우 $297ml\;CH_4/g$ VS로 최대였으며 음식 쓰레기의 메탄화율은 $306.7ml\;CH_4/g$ VS 였다. 또한, 산발효 조건 선정 실험을 수행한 결과, 발효 36시간 경과 후 호기성처리의 경우, acetate, propionate, iosbutyrate, valerate 및 4-methyl-n-valerate의 농도는 각각 7,000 ~ 7,200 ppm, 260 ~ 280 ppm, 380 ~ 400 ppm, 40 ~ 50 ppm 및 250 ~ 280 ppm으로 유기산의 85%이상이 acetate였으며 유기물의 분해율은 30%였고 혐기성 처리 경우, 유기산 농도는 각각 1,400 ~ 1,600 ppm, 30 ~ 40 ppm, 220 ~ 250 ppm, 260 ~ 300 ppm 및 75 ~ 100 ppm으로 유기산의 70% 이상이 acetate였다. 유기물 분해율 25 % 였으며 적정 혐기성 산발효시간은 12시간 이었다. NaCl 1.0 %이하, 유기산 1,000 ppm이하 및 pH 6.8 ~ 7.2 범위에서 혐기성 소화가 정상적으로 이루어졌으며 음식 쓰레기:농축 슬러지의 혼합비를 달리하여 소화 실험을 진행한 결과, 최대 처리 가능량은 2:8이었다. 이 때 BOD 및 TS 분해율은 40 ~ 50%및 30%이상이었으며 메탄 발생량은 $107.7ml\;CH_4/g$ VS였다. 음식 쓰레기의 혐기성 소화 잔사의 발아율은 83 ~ 95 %였으며 중금속은 구리 30.1 ppm, 크롬 23.6 ppm만 검출되었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권2호
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• pp.225-241
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• 2007

A closed flux chamber system was used for measuring major greenhouse gas (GHG) emission from tideland and/or wetland soils in estuarine area at Saemankum, Kunsan in southwestern Korea during from months of February to June 2006. Hourly averaged GHG soil emissions were measured two to three times a day during the ebb tide hours only. Site soils were analyzed for soil parameters (temperature, pH, total organic contents, N and C contents in soil) in the laboratory. Soil GHG fluxes were calculated based on the GHG concentration rate of change measured inside a closed chamber The analysis of GHG was conducted by using a Gas Chromatography (equipped with ECD/FID) at laboratory. Changes of daily, monthly GHGs' fluxes were examined. The relationships between the GHG emissions and soil chemical contents were also scrutinized with respect to gas production and consumption mechanism in the soil. Soil pH was pH $7.47{\pm}0.49$ in average over the experimental period. Organic matter contents in sample soil was $6.64{\pm}4.98\;g/kg$, and it shows relatively lower contents than those in agricultural soils in Kunsan area. Resulting from the soil chemistry data, soil nitrogen contents seem to affect GHG emission from the tidal land surface. The tidal soil was found to be either source or sink for the major GHG during the experimental periods. The annual average of $CH_{4}\;and\;CO_{2}$ fluxes were $0.13{\pm}0.86\;mg\;m^{-2}h^{-1}\;and\;5.83{\pm}138.73\;mg\;m^{-2}h^{-1}$, respectively, which will be as a source of these gases. However, $N_{2}O$ emission showed in negative flux, and the value was $-0.02{\pm}0.66\;mg\;m^{-2}h^{-1}$, and it implies tidal land surface act as a sink of $N_{2}O$. Over the experimental period, the absolute values of gas fluxes increased with soil temperature in general. Averages of the ambient gas concentration were $86.8{\pm}6.\;ppm$ in $CO_{2},\;1.63{\pm}0.34\;ppm\;in\;CH_{4},\;and\;0.59{\pm}0.15\;ppm\;in\;N_{2}O$, respectively. Generally, under the presence of gas emission from agricultural soils, decrease of gas emission will be observed as increase in ambient gas concentration. We, however, could not found significant correlation between the ambient concentrations and their emissions over the experimental period. There was no GHG compensation points existed in tide flat soil.

• 환경정책연구
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• 제6권1호
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• pp.61-81
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• 2007

농산물에 대한 시장수요는 가격탄력성이 작기 때문에 기술진보나 여타 생산성 향상요인에 의해 공급이 확대되면 시장가격이 크게 하락하고 농가의 이윤은 감소한다. 일반적인 경쟁시장 작동원리에 따르면 농업 부문에 투입된 부존자원은 다른 산업으로 조정될 것이다. 하지만 농업부문의 경우 다른 산업으로의 신축적인 자원조정(resource adjustment)이 이루어지지 않기 때문에 농산물의 과다 생산과 낮은 소득수준이 지속된다. 정부가 농업부문 보호를 위해 다양한 정책수단을 도입하는 근본적인 이유는 농업부문이 다른 산업에 비해 취약한 수익구조를 가지고 있어 경쟁시장에서는 식량안보라는 편익을 사회적으로 적절한 수준에서 제공하지 못하기 때문이다. 농업부문 보호를 위해 정부가 취하는 대표적인 정책은 가격지지정책과 소득보조정책이다. 직접지불제는 정부가 농가의 소득을 직접적으로 지지하는 보조금의 한 형태로 농산물의 가격과 교역조건에 직접적인 영향을 미치지 않아 WTO농업협정의 감축대상 보조금에서 제외되어 최근 새로운 농업보호 수단으로 운용되고 있다. 친환경직불제는 환경보전형 농업에 대한 직접지불제로 농약이나 화학비료를 사용하지 않고 생산하는 농가에 대해 일정 보조금을 지급하는 제도이다. 국내에서 1999년부터 시행되고 있는 친환경직불제는 유기농산물의 공급을 확대시키고 농업시장 개방에 대응한 농업부문의 경쟁력 제고방안을 제시하였다는 점에서 긍정적으로 평가되고 있다. 하지만 실제 공급되는 친환경농산물이 저농약이나 무농약농산물이라는 점과 유기질비료 사용을 적절하게 조절하지 못하고 있다는 점에서 '환경보전형 농업'인지에 대해서는 장담할 수 없는 실정이다. 현행 친환경직불제하에서 농약과 화학비료의 투입량이 감소하는 것은 명확하다. 하지만 유기질비료의 투입이 증가한다는 것도 명확하다. 따라서 농약과 화학비료의 감소에 따른 환경질 개선정도가 유기질비료 투입 증가에 의해 상쇄된다면 친환경직불제의 '친환경성'은 보장되지 않는다. 만약 비료에 대한 수요가 큰 농가를 중심으로 친환경농업이 이루어진다면 친환경직불제의 환경오염 저감잠재력은 더욱 취약해질 것이다. 본 논문은 친환경농업으로의 전환에 대한 유인을 정의하고 낮은 토양질의 농가들이 전환에 더 큰 유인을 갖게 됨을 보이고 있다.

• 유기물자원화
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• 제20권4호
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• pp.61-74
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• 2012

우리나라는 1960년대에 들어서 경제개발계획의 수립과 더불어 산업발전 정책이 강력히 추진되기 시작하며 많은 산업단지가 조성되어 있다. 현재는 지속적인 발전이 가능한 산업단지로 만들기 위하여 정부에서는 산업단지에서 발생되는 부산물과 폐기물을 다른 기업의 원료나 에너지로 재활용하는 생태산업단지 구축사업을 추진하고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 연구대상지역인 A 산업단지에서 발생되는 슬러지의 물리화학적 특성을 분석하였고, 슬러지의 에너지화 시설 설치에 따른 경제성 및 부대효과를 분석함으로써 사업화 가능성을 검토하였다. 연구대상지역인 A산업단지에서 발생되는 슬러지발생 업종의 비율은 92%가 석유 화학업종인 것으로 분석되었다. 이렇게 발생된 슬러지는 매립>소각>>재활용>해양투기의 순으로 처리되고 있는 것으로 조사되었으며 슬러지를 채취하여 분석한 결과 발생량 가중치 평균으로 3,891kcal/kg인 것으로 분석되었다. 분석된 기초 데이터를 바탕으로 건조시설과 열병합 발전소를 설치하여 운영 할 경우 설치비용, 운영비용, 운영이익을 산출하였고, 총 8가지 Case로 분류하여 흑자전환유무 및 그 시점에 대한 시뮬레이션을 하였다. 분석결과 건조시설과 열병합발전소를 설치 운영하며 국고지원을 받을 경우 3년에 원금회복 후 4년째부터 흑자를 나타낼 것으로 분석되어 사업화 경제성이 있는 것으로 평가되었다.