• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.443-450
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• 2019

본 연구에서는 유중건조 공정으로 커피찌꺼기 고형연료를 제조하기 위한 최적 조건을 선정하는 연구를 수행하였다. 유중건조 장비를 실험실 규모에서 파일럿 규모로 확장하여 효율을 비교 분석하였으며, 최적 조건을 선정하기 위하여 커피찌꺼기와 기름의 비율 선정, 세팅 온도, 비율별 시간에 따른 온도변화 및 함수율을 측정하였다. 또한 연구결과물(커피찌꺼기 유중건조물)의 특성분석을 위하여 칼로리미터와 TGA, 연소 장비, 연소 가스 측정기를 이용하여 생산한 고형연료의 특성분석을 하였다. 그 결과 기름과 커피찌꺼기의 비율은 4:1이었고 세팅 온도 $300^{\circ}C$로 설정 시 20분 이내에 함수율 10wt.% 이하에 도달하였다. 또한 6,273kcal/kg의 높은 발열량을 보였으나 커피찌꺼기의 경우 목재와 비슷한 성분을 지니고 있어 높은 휘도를 보이며 연소 가스에서 많은 CO를 생성하였다. 이로 인하여 화력발전소, 캠핑용 연료로는 부적합하다고 판단되나 초기 착화속도가 빠르며 발열량이 높아 현재 사용 중인 불쏘시개용 연료를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제29권3호
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• pp.27-33
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• 2021

CO I 유전자 염기서열을 분석한 결과 경북농약연구소에서 독성실험에 이용되고 있는 경주집단 Eisenia속 지렁이의 '분자생물학적 종'은 줄지렁이(E. fetida)로 동정되었고 유기성 폐기물 재활용에 활용되고 있는 영동집단 Eisenia속 지렁이의 '분자생물학적 종'은 붉은줄지렁이(E. andrei)로 동정되었다. 이들 두 분자생물학적 종의 유기성 폐기물에 대한 생식반응을 비교한 결과 줄지렁이 집단의 산란률과 차세대 성충으로의 성장률이 붉은줄지렁이보다 다소 높게 나타나거나 또는 두 집단 간 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 두 집단 간 교잡 후 생산되는 산란수나 차세대 성충 생산수는 같은 집단내 개체들로부터 생산된 것들보다 현저하게 낮은 것으로 나타났다. 따라서 줄지렁이 집단과 붉은줄지렁이 집단 간에 완전한 생식적 격리는 이루어지지 않았지만 이 두 집단 간에 생물학적 종분화가 진행되고 있는 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제17권2호
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• pp.93-100
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• 2009

본 연구에서는 돈분폐수와 음식물폐수를 대상으로 대장균을 비롯한 병원성균의 존재여부를 파악하였으며, 이들을 여러 비율로 혼합한 혼합폐수를 대상으로 $55^{\circ}C$의 고온의 회분식 혐기소화를 실시하여 최적의 유기물 분해를 위한 혼합비율 및 혐기소화과정에서의 미생물상의 변화를 관찰하였다. 대장균 등의 분변성 장내세균은 축산폐수에서만 발견되었으며 식중독세균인 포도상구균은 음식물과 축산폐수 양쪽에서 발견되었다. 각 폐수의 혼합비율을 달리하여 고온 회분식 혐기소화과정을 거친 결과 각 폐수의 비율이 50:50인 R3 반응조에서 가장 높은 유기물 제거효율을 나타냈으며, 이때 $BOD_5$, CODcr SS의 감량율은 각각 23.2%, 24.7%, 19.7%로 나타났다. 한편, 소화과정 중 미생물상의 변화는 각 혼합반응조 모두 유사한 결과를 보여주었다. 총 세균수의 경우, 반응 최종일까지 상당량의 미생물이 존재하는 것으로 나타났으며, 대장균 등의 분변성 장내세균의 경우에는 반응 10일째 대부분이 사멸되는 것으로 나타났다. 반면, 포도상구균의 경우, 반응기간 내내 완만한 감소세를 보이며 최종 반응일 까지 1,000~5,000 CFU/mL 정도의 개체수가 유지되는 것으로 관찰되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.329-336
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• 2006

제철부산물은 슬래그, 슬러지 및 분진 등의 다양한 부산물을 함유하며 이중 제강분진은 중금속 함량이 높아 지정폐기물로 버려지고 있다. 그러나 제강분진의 경우 Fe(0), Fe(II) 함량이 60% 이상으로 이의 활용에 대한 많은 연구가 있어왔다. 이중 최근에 제안되는 것이 제강분진을 이용한 독성 물질 함유 침출수의 처리이다. 이는 투수성 반응벽을 매립장 바닥차수재에 적용한 개념으로 침출수와 제강분진을 반응시켜 침출수의 TCE, PCE, 다이옥신 및 $Cr^{6+}$ 등의 독성물질을 환원, 무독화 시키고자 하는 것이다. 이를 위해 제강분진의 원소용출 특성규명이 선결되어야 하며 특히 제강분진의 장기적이고 다양한 환경에서의 용출특성을 알아보고자 다양한 용출방법을 택하였다. 즉, 가용용출시험, pH 고정 시험 및 연속주상시험 등을 이용하여 제강분진의 중금속 용출특성을 밝히고자 하였다. 중금속 항목 중 Cr과 Zn가 특정 pH 환경에서 우려수준 이상으로 용출되었으나 다른 원소들의 경우 위해성을 나타내는 농도 이하로 용출된다. 이중 Zn의 경우 제강분진 침출수의 pH가 12내외인 점을 고려할 경우 용출 가능성은 매우 낮을 것으로 판단된다. 그러나 Cr의 경우 반대로 알칼리 환경에서 더 용출된다. 따라서 제강분진 재활용에 앞서 Cr 용출을 제어할 수 있는 방법이 선행되어야 할 것이다. 주상시험에서 Cr 농도는 시간이 경과하면서 빠르게 감소하는 것이 관찰되었으며 이는 입자표면에 주로 분포한 Cr이 용출되거나 환원철과 반응하여 $Cr(OH)_3$ 등으로 공침, 제거되는 두 가지 가능성을 시사한다. Cr과 다른 중금속들의 용출제어 방법의 선행이 가능하다는 전제에서 중금속 농도가 매우 높은 폐수나 침출수에 제강분진을 제한적으로 적용이 가능하다고 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권3호
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• pp.271-277
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• 2008

난분해성물질 함유폐수에 대해 유지관리가 용이하며 저비용-저에너지 고효율적인 새로운 수 처리 방식인 대기노출형 백색부후균 생물막 공법을 적용하기 위한 기초실험을 실시하였다. 먼저 난분해성물질을 함유한 오 폐수 처리에 가장 효율적인 백색부후균 종을 선정하기 위해 백색부후균 3종 및 활성슬러지에 대한 처리특성을 조사하였으며, 선정된 백색부후균 P. chrysosporium PSBL-1에 대해서 HBC링 여재에 대한 부착 및 탈착특성을 조사하였다. 백색부후균 3종(P. chrysosporium PSBL-1, P. chrysosporium KCTC 6147, Trametes sp. KFCC 10941)의 pH에 따른 처리특성을 조사한 결과 NBDCOD 제거율은 P. chrysosporium PSBL-1과 P. chrysosporium 6147가 pH 3.5$\sim$5.5에서 각각 51$\sim$59.8%, 57.5$\sim$60.3%로 비슷한 결과를 나타냈으나, TN 제거율은 pH 4.5$\sim$11.5에서 각각 39.3$\sim$85.3%, 3.4$\sim$7.6%로 현저한 차이를 나타내고 있다. 유기물 및 질소 동시제거 특성을 고려하여 백색부후균 P. chrysosporium PSBL-1을 선정하였다. 백색부후균 P. chrysosporium PSBL-1은 부유상태의 초기농도 4,600 mg/L에서 HBC링 여재 부착시작 5분후 pH 4, 7, 10에서 각각 4,538 mg/L, 4,546 mg/L, 4,531 mg/L, 10분 후 4,575 mg/L, 4,573 mg/L, 4,568 mg/L로 5분 이후에는 미생물 부착이 거의 되지 않았다. HBC링 여재에 부착된 P. chrysosporium PSBL-1을 10일 동안 1일 간격으로 탈착량을 조사한 결과 탈착량은 거의 미미하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권6호
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• pp.307-312
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• 2005

고령지의 대표지인 강원도 평창 지역의 밭은 석비레 사양토로 객토 및 성토를 하고 다량의 부산물 퇴비를 투입하여 영농활동을 하는 곳이 많다. 석비레 사양토에 부산물퇴비를 처리하여 퇴비의 종류별 유출수와 유거수의 양분농도를 경시적으로 조사하였다. 전기전도도는 유거수 ($0.9-2.0dS\;m^{-1}$)와 침출수 ($0.8-2.2dS\;m^{-1}$)에서 모두 계분퇴비 처리구에서 가장 높은 값을 보였고, 총질소 ($25-75mg\;L^{-1}$)와 총인 ($0.12-0.43mg\;L^{-1}$)의 농도도 처리한 부산물 중에서 계분퇴비 처리구가 가장 높은 것으로 나타났다. 시험기간 동안 전기전도도는 지속적으로 증가하는 경향을 보였고, 총질소와 총인의 농도는 감소하는 경향을 보였다. 우분과 계분을 톱밥과 혼합해서 만든 퇴비 처리구와 음식물퇴비 처리구, 맥주공장의 폐수오니를 처리한 시험구에서 발생한 유거수의 평균 총질소 농도는 각각 41, 34, $37mg\;L^{-1}$이었고, 침출수의 평균 총질소 농도는 35, 28, $34mg\;L^{-1}$이었으며, 총인 농도는 처리간에 비슷한 경향을 보였다. 전체적으로 전기전도도는 침출수가 높았고, 총질소의 농도는 유거수에서 다소 높게 나타났다. 본 시험 결과 고령지 농경지의 대표지인 평창지역에서 성토로 많이 이용하고 있는 석비레 사양토에 부산물퇴비를 과량 투입하여 영농활동을 하게 되면 물에 의한 총질소와 총인의 이동이 다량 발생할 수 있음을 알 수 있었고, 특히 계분퇴비에서 유출이 높게 나타나 계분퇴비의 사용법에 대한 연구가 시급한 것으로 판단되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제17권1호
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• pp.5-10
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• 1998

물리화학적 특성이 상이한 4종의 토양을 이용하여 제초제 imazapyr의 미생물에 의한 분해, 감광제에 의한 광분해 촉진 및 bioceramic 첨가에 의한 분해 촉진 시험을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 토양 A와 active sludge로부터 분리한 7종의 미생물을 접종한 순수배양에서 뚜렷한 대사산물을 얻지 못했다. 또한 6종의 기지 미생물을 이용한 14일간의 배양실험에서 역시 대사산물을 얻지 못했다. 이 결과는 수중에서 imazapyr가 미생물에 의해서는 거의 분해가 되지 않음을 시사해 준다. Imazapyr를 처리하여 배양한 토양중 그 분해산물로는 imidazolinone ring의 개열에 의해 형성된 m/z 279의 2-[(1-carbamoyl-1,2-dimethylpropyl)carbamoyl]nicotinic acid를 얻었다. 또한 자연광하에서 행한 광분해 시험에서 감광제의 종류에 따라 분해율에 많은 차이를 보였다. 무처리의 경우에는 14.6%의 분해율을 보인 반면 PS-1의 100ppm과 200ppm에서 각각 66.0과 76.5%로 농도가 높을수록 높은 분해율을 보였고, PS-2와 PS-3에서 각각 26.7과 90.0%의 분해율을 보였다. Aromatic ketone계 감광제인 PS-2는 무처리와 큰 차이를 보이지 않았다. PS-1을 첨가한 광분해 시료에서 m/z 149의 광분해 산물을 검출하였으며, 그 생성경로는 imidazolinone환이 개열된 후 가수분해되어 2-carbamoyl-nicotinic acid ${\rightarrow}$ 2,3-pyridinedicarboxylic acid ${\rightarrow}$ 2,3-pyridine-dicarboxylic anhydride(m/z 149)로 추정되었다. 토양 C와 D에 $[^{14}C]$imazapyr를 처리하고 bioceramic을 첨가하였을 때 발생된 $^{14}CO_2$의 방사능은 각각 총 처리방사능의 2.03%와 1.12%인 반면 bioceramic을 처리하지 않은 구에서는 각각 1.88%와 0.82%로써 유의성 있는 차이는 보이지 않았으나 5주 이후에는 $^{14}CO_2$의 양이 점점 증가했다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권1호
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• pp.14-20
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• 2006

수산물 가공공장 폐수의 생물학적 처리를 위하여 미생물 강제포획방식인 EMMC 공정을 적용하여 유기물 및 질소의 동시제거 가능성을 평가하였다. 처리도 실험은 도시하수처리장에서 가져온 활성슬러지를 cellulose triacetate를 이용한 gel matrix에 고정시켜 실험을 수행하였다. anoxic조와 oxic조로 구성된 시스템에 유기물 및 질소부하 율을 증가시켜가며 실험한 결과 비교적 안정된 형태의 운전이 가능하였다. 적용 유기물부하는 $0.65{\sim}1.72kgCOD/m^3{\cdot}d$, 총질소 부하는 $0.119{\sim}1.317kgT-N/m^3{\cdot}d$의 범위에서 4단계로 나누어 적용시켰다. 본 연구에 사용한 수산물 가공공장폐수의 경우 공장폐수의 유출수 총질소 농도 규제치인 60 mg/l 이하를 기준으로할 때 T-N의 경우 한계 적용용적부하는 약 $0.3kgT-N/m^3{\cdot}d$인 것으로 나타났다. T-N의 경우는 부하율 증가에 따른 제거효율 저하가 뚜렷하였으나 ${NH_4}^+-N$의 경우는 각 단계별로 부하율을 증가시키면서 실험해본 결과 부하율 증가에도 불구하고 제거 효율 변화는 완만하여 본 실험에 적용한 시스템의 경우 질산화 반응은 부하변동에 관계없이 효율적으로 이루어지는 것으로 평가되었다. 실험 기간 중 Anoxic조의 질산성 질소 제거율은 각 단계별로 평균 $99.51{\sim}98.62%$로 나타났으며 oxic조의 질산화 제거율은 $94.0{\sim}96.9%$로 나타났다. 시스템 전체로는 적용 용적부하율하에서 화학적 산소요구량(COD: Chemical Oxygen Demand)의 경우 $94.2%{\sim}96.6%$, 총질소의 경우 $73.4{\sim}83.4%$ 의 제거효율을 나타내었다.

• 유기물자원화
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• 제32권3호
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• pp.5-18
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• 2024

유기물 측정지표인 화학적산소요구량(COD)은 산화율이 낮아 난분해성 유기물까지 포함한 전체 유기물질의 총량관리에 한계를 가지고 있어 보다 정확한 측정이 가능한 총유기탄소(TOC)가 측정지표로 도입되어 사용되고 있다. 폐수 내 TOC 저감을 위해서는 여러 공정들이 적용가능하나 경기도 소재의 A사를 비롯한 여러 환경업체에서는 원폐수를 먼저 희석한 후 약품처리에 의한 응집침전과정을 거치고 후단에 활성탄을 사용하여 총유기탄소를 처리하고 있는 실정이다. 현장에서는 많은 물 사용과 약품사용으로 인한 슬러지가 과다하게 발생하는 문제가 있어 이를 대체할 수 있는 방안도출이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 A사 실폐수의 TOC 저감효율 증진을 위해 두 가지 다른 방법을 적용하였다. 첫 번째 방법은 셀룰로오스 기반 유사-그래핀(CGLC)을 제조하여 현재 사용되고 있는 흡착제인 분말활성탄(PAC)의 대체가능성 평가에 관한 것이다. 첫 번째 연구를 통해서는 CGLC가 상업용 PAC보다 TOC 제거율에서 약 10% 정도의 높은 성능을 보여 수처리 현장에서 PAC의 대체 흡착제로 적용될 수 있는 가능성을 보여주었다. 두 번째 방법은 persulfate(PS) 활성화에 의해 생성되는 황산라디칼에 의한 TOC 제거에 관한 것이다. PS 활성화를 위해 CGLC와 PAC을 사용하는 것과 폐수의 높은 온도를 이용하는 두 가지 방법을 적용하였다. PAC과 CGLC를 PS 활성화물질로 사용한 결과, TOC 제거율은 실폐수내 존재하는 과량의 염소이온에 의해 CGLC와 PAC에 의한 TOC의 흡착제거량 보다 낮게 나타났다. 그렇지만 PS 활성화를 위해 현장 폐수의 높은 수온(55~60℃)을 이용한 결과 PAC 단독, CGLC 단독 그리고 PS 활성화에 탄소계 매질을 사용한 것보다 훨씬 큰 TOC 제거능을 보였으며, PS를 0.5% 이상 주입시 24 시간 이내에 95% 이상의 TOC 제거능을 보였다. 또한 PS를 0.3% 이상 주입시 A사의 폐수 배출기준인 75 ppm 이하로 TOC 농도를 낮출 수 있었다. 이러한 결과를 종합하면, 높은 온도의 원폐수에 PS만 첨가하는 간편한 공정으로도 TOC를 A사의 폐수 방류기준 이하로 처리하여 배출할 수 있는 것으로 나타났다.