The swine waste industry is growing rapidly along with the world human population. The trend is toward more concentrated piggeries with numbers of herds in the thousands. Associated with these increased herds are large quantities of wastes, including organic matter, inorganic nutrients, and gaseous emissions. The trend in swine waste management is toward treatment of these wastes to minimize negative impact on the health and comfort of workers and animals and the atmosphere, water, and soil environments. Treatment of these wastes has traditionally involved land application, lagoons, oxidation ditches, and conventional batch and continuously stirred reactor designs. More sophisticated treatment systems are being implemented, involving advanced anaerobic digester designs, integrated with solids separation, aerobic polishing of digester effluents, and biological nutrient removal. This review discusses the present and future role of anaerobic processes in piggery waste treatment with emphasis on reactor design, operating and performance parameters, and effluent processing.
The Carbon source to enhance the denitrification is essential matter in the advanced sewage treatment. For the high level of nutrient removal, external carbons such as ethanol, methanol, volatile fatty acids and so on should be needed. In this study, the methods to increase the sludge solubilization and acidification rate were compared with waste activated sludges and food waste leachate. Ultrasonication and acids were used for the pretreatment of organic particles in sludges. As a results, the optimal temperature and HRT were $60^{\circ}C$ and 5 days, respectively. HAc, HPr, HBr, and other VFAs for acid fermentations reduced up to 22, 16, 14, and 48% with HRT reduction. For the increase of solubilization, 28% of solids destruction rate was shown at 0.3 watts/mL.
현재 우리나라의 커피 소비량은 매년 증가하는 추세에 있으며 이에 따라 연간 약 27만 톤의 커피폐기물이 발생되고 있으며, 대부분 음식물쓰레기로 분리되어 수분이 함유된 채로 버려져 심각한 환경적 이슈가 되고 있는 현실이다. 또한 기존의 비탈면녹화공법인 식생기반재취부공법은 결합력의 부족이나 건조화, 유기물의 부족 등의 문제점들을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 또한 커피박(SCG)의 활용 가능성을 평가하기 위해 중장기 생육실험을 실내와 실외조건하에서 수행하였다. 생육실험결과, 기존의 기반재에 커피박을 혼합하는 경우 보습력의 증가와 유기물함량의 보강으로 초기 발아나 초기 생육은 기존 기반재에 비해 저조하나 중기적으로 발아와 성장이 촉진되는 현상을 보이며 특히, 관수중단 등의 상황에서 기존 기반재에 비해 고사율이 낮고 양분의 부족으로 인한 여러 현상이 줄어들고 있는 것으로 확인되었다. 따라서 커피박은 질소성분이 풍부한 폐유기물로 초기 성장을 저해하는 특성이 있으나 보습능력과 유기물의 공급으로 장기생장에 유리한 성질을 가지고 있는 것으로 확인되어 기존의 기반재를 대체하거나 보완할 수 있는 재료인 것으로 판단된다.
본 조사연구에서는 P. 시에 위치해 있는 H. 매립지를 대상으로 매립쓰레기의 분해상태와 경시변화에 따른 매립지의 안정도를 규명하기 위하여 절토시험에 의한 매립층 쓰레기의 성상과 지중 침출수의 성상, 건식항타에 의한 관입시추시험을 실시하여 발생가스의 성상 그리고 지중온도 등을 측정한 결과, 다음과 같다. 1. 절토시험에 의한 매립층 쓰레기의 성상은 각 매립층에서 휘발분(유기질)은 평균 $4.6{\sim}8.78%$이며 매립당시 쓰레기의 가연성분 백분비 36.2%를 감안한다면 평균 $57.8{\sim}77.8%$ 정도 분해된 것으로 나타났다. 2. 발생가스 중에 $CH_4$ 조성은 선정지점에 따라 상당한 차이를 나타내고 있으며 A-지점의 경우 가장 낮은 $49.71{\sim}50.45%$, B-지점 $50.39{\sim}53.74%$, C-지점 $58.76{\sim}61.62%$의 범위를 유지하고 있다. 3. 지중에 존재하는 미분해 쓰레기의 유기질을 나타내는 일반적인 화학식은 $C_{36.3}H_{76}O_{30}N_{0.3}S_{0.1}$이다. 4. 조사당시 기상온도가 약 $13.4^{\circ}C$일 때 지중온도범위는 $18.8{\sim}25.8^{\circ}C$이며 매립층으로 내려가면서 약 $1^{\circ}C/m$의 온도구배로 상승하고 있다. 5. 모형매립조 A, B 및 C에서의 경과시간에 따른 온도를 보면 각각 $21.1{\sim}22.5^{\circ}C,\;30{\sim}32.5^{\circ}C$ 및 $35{\sim}38.5^{\circ}C$이며, 약 65일 경과 후에 분해율을 보면 9.9%(모형매립조 A), 14.9%(모형매립조 B), 22.3%(모형매립조 C)로 나타났다.
Percolation is the important process of extracting the soluble constituents of a fine mesh, porous substance by passage of a liquid through it. In this study, bio-wastes were percolated under various conditions through continuous percolation processes, and the energy potential of percolate was evaluated. The representative bio-wastes from the K composting plant in Darmstadt, Germany were used as the sample for percolation. The central objective of this study was to determine the optimal amount of process water and the optimum duration of percolation through the bio-wastes. For economic reasons, the retention time of the percolation medium should be as long as necessary and as short as possible. For the percolation of the bio-wastes, the optimal percolation time was 2 hr and maximum percolation time was 4 hr. After 2 hr, more than two-thirds of the organic substances from the input material were percolated. In the first percolation process, the highest yields of organic substance were achieved. The best percolation of the bio-wastes was achieved when the process water of 2 L for the first percolation procedure and then the process water of 1.5 L for each further percolation procedure for a total 8 L for all five procedures were used on 1,000 g fresh bio-waste. The gas formation potentials of 0.83 and $0.96Nm^3/ton$ fresh matter (FM) were obtained based on the percolate from 1 hr percolation of 1,000 g bio-waste with the process water of 2 L according to the measurement of the gas formation in 21 days (GB21). This method can potentially contribute to reducing fossil fuel consumption and thus combating climate change.
혐기성 소화 반응조에서 항생항균물질의 영향을 평가하기 위해서 회분식 및 연속식 실험을 통하여 biogas 발생량, 유기산 생성, 유기물 제거 거동 등을 관찰하였다. 회분식 조건에서 단일항생항균물질 1~10 mg/L에서는 저해 영향이 관찰되지 않았으며, 50 mg/L에서 일부 VFAs가 축적되었고 16~30%의 유기물 제거효율이 감소되었지만, 일시적 저해 영향 후 점차 안정되었다. 그러나 항생항균물질 100 mg/L에서 바이오가스 발생량이 48~58% 감소하였으며, VFAs가 메탄으로 전환되지 않고 축적되었다. 연속식 반응기에서 4종의 혼합항생항균물질을 1~10 mg/L 주입시 미생물에 대한 저해영향은 없었으며, 50 mg/L 주입시 30~40%의 메탄가스 발생량이 감소하였고, 이는 이론적 메탄발생량의 60~65% 수준이었다. 항생항균물질 100 mg/L 주입시 85% 감소한 약 2.2 L/day의 바이오가스가 발생하였으며, 서서히 회복하여 7.2 L/day까지 바이오가스가 발생하였으나 대조군 대비 52% 수준이상은 회복되지 않았다. 항생항균물질 50 mg/L에서는 독성 저해 후 반응조 체류시간의 3배인 약 30일 정도 후 유기물 제거효율 및 바이오가스 회수가 가능하였으나, 100 mg/L 주입 후 40일 후에도 유기물 제거효율 및 바이오가스 발생량은 낮은 수준이었다. 따라서 혐기성 소화조에 고농도 항생항균물질이 유입되어 저해영향이 관찰되었을 경우 소화슬러지의 일부 또는 전체를 교체해야 할 것으로 판단된다. 혼합항생항균물질을 10~100 mg/L까지 주입하였을 경우 잔류항생항균물질 농도는 주입 6시간 후 CTC 80~90%, OTC 50~70%, SMZ 80~90%, TLS 20~40%가 반응조내에서 독성으로 작용한 후 입자성 유기물이나 EPS 등에 흡착되거나 소화온도에 의하여 감소한 것으로 판단된다. 따라서 혐기성 처리를 이용한 공정에 고농도 항생항균물질이 포함된 유기성폐수가 유입되었을 경우 공정의 유지관리에 어려움을 줄 수 있으며, 혐기소화조 유출수내 잔류항생항 균물질이 자연수계로 유입될 경우 2차 오염을 야기할 수 있기 때문에 항생항균물질의 사용의 적절한 관리가 요구되어 진다.
폐기물 연용토양의 미생물 군집 분석을 위해 공단지역 하수 슬러지 처리등 16처리(3수준)에 대하여 가장 좋은 방법을 찾고자, RFLP, CLSU, PLFA, TGGE 의 4가지 방법을 이용하였으며, 이들 4가지 방법에 대하여 시기별 군집변동 조사를 통한 통계적 비교 분석을 하였다. 그 결과, 미생물의 경시적 군집 변동상 관찰은 PLFAs (Phospholipid Fatty Acids) 방법이 가장 효율적이었으며 RFLP는 많은 종류의 제한 효소의 사용이 필요하다. TGGE는 DNA 추출을 통해 비배양학적인 분석에서는 가장 좋은 방법이나 PCR조건 등 실험 과정에서 토양종류에 따라 민감하게 반응하여 비슷한 조성의 토양분석에 효율적이라고 생각한다.
In India, disposal of vegetable market waste along with municipal solid waste in landfills or dumpsites is creating much nuisance in terms of odor nuisance, leachate production, and greenhouse gas emission into the atmosphere. Therefore, vegetable waste with high biodegradable and nutrient content is composted in a 550-L batch scale rotary drum composter to study the degradation process and its compost properties for its potential reuse as high quality compost. A total 150 kg of working volume was fixed for composting studies with two different ratios, trial A (6:3:1) of C/N 24 and trial B (8:1:1) of C/N 30, respectively. A maximum of $63.5^{\circ}C$ and $61.2^{\circ}C$ was observed in trials A and B; an average of $55^{\circ}C$ for more than 5 days, which helped in the degradation of organic matter and reduction of total and fecal coliform. The temperature dropped suddenly after the thermophilic stage in trial B, and leachate was observed due to insufficient amount of bulking agent. Mesophilic bacteria dominated during the initial stages of composting, and reduced considerably during the thermophilic stage. During the thermophilic stage, the rise in spore-forming organisms, including spore-forming bacteria, fungi, actinomycetes and streptomycetes, increased and these were predominant until the end of the composting process. By examination, it was observed that moisture and leachate production had adverse effects on the compost parameters with higher loss of micronutrients and heavy metals.
Food waste leachate (FWL) is a serious pollutant waste coming from the food waste recycling facilities in Korea. FWL has a high organic matter content and high COD to nitrogen (COD/N) ratio, which can disturb efficient methane production in the anaerobic digestion of FWL. In the present study a microalga, Clorella vulgaris (C.V), was used as co-substrate for the FWL anaerobic digestion in order to supply nutrients, decrease the COD/N ratio and increase its methane yield. Different co-digestion mixtures (COD/N ratios) were studied by using biochemical methane potential test and modified Gompertz equation for kinetic study. Mixed substrate of FWL and C. vulgaris in the co-digestion clearly showed more the biomethane yield than the sole substrates. The maximum methane production, 827.7 mL-$CH_4$/g-VS added, was obtained for COD/N ratio of 24/1, whereas the highest improvement of methane yield was found for COD/N ratio of 15/1.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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