• 대한환경공학회지
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• 제35권10호
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• pp.730-736
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• 2013

본 논문은 수산물가공 폐수내 염분농도가 고율 혐기성 소화공정에 미치는 영향을 파악하고자 수행되었다. HRT 6 hr 이상에서 TCODcr의 제거효율은 81.1~90.7%로 조사되어, 수산물 가공폐수 처리를 위한 최적 HRT는 6 hr 이상으로 조사되었다. 유기물 부하 7.83~17.37 $kgTCODcr/m^3$/day$에서 TCODcr 제거당 메탄 발생량은 0.23~0.38 $m^3CH_4/kgCODrem.$으로 STP 상태의 이론적 메탄가스 발생량 $0.35m^3CH_4/kgTCODrem$.과 유사하게 조사되었다. 운전기간 동안 biogas내 메탄 함량은 70.1~76.8%로 유입부하 변동에 거의 영향을 받지 않았다. 염분농도에 따른 혐기성 소화효율 검토결과, $4,000mgCl^-/L$ 이하에서 TCODcr의 제거효율은 83.4~89.2%로, $5,000mgCl^-/L$에서는 70% 중반의 제거효율을 나타내, 안정적인 처리효율을 위해서는 $4,000mgCl^-/L$ 이하로 유지하여야 한다. biogas내 메탄함량은 $3,000mgCl^-/L$ 이하에서는 64.7~73.3%로 조사되었으나 $4,000mgCl^-/L$ 이상에서는 50.1~56.9%로 염분농도가 증가할수록 감소하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제25권1호
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• pp.18-25
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• 2009

Nitrogen removal and methane production from piggery wastewater were investigated in two-phase anaerobic digestion (TPAD) coupled with biological nitrogen removal (BNR) process at $35^{\circ}C$. Methane production rate was about $0.7L/L{\cdot}day$ at organic loading rate (OLR) of $1.2g{\cdot}TCOD/L{\cdot}day$ in methanogenic UASB. Conversion efficiency of the removed TCOD into methane in UASB was as high as 72% and overall TCOD removal efficiency in this system was over 97%. Ammonia nitrogen were stably removed in BNR system and overall efficiency were 98%. With recirculation of the nitrified final effluent to TPAD, nitrogen oxides were completely removed by anaerobic denitrification in the acidogenic reactor, which did not inhibit the acidogenic activities. Overall TN removal efficiency in the TPAD-BNR system was as high as 94%.

• 에너지공학
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• 제23권1호
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• pp.33-39
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• 2014

본 연구에서는 하수슬러지의 소화가스 생산 효율향상을 위해 전기분해 처리방법을 수행하고 이를 소화가스 생산과 탈질실험 효과를 확인하였다. 전기분해 처리시간, 전류밀도가 증가함에 따라 가용화율은 증가하였으며 전극간격 4 mm에서 전류밀도 10 mA/cm2로 60분 처리 시 가용화율은 9.02%를 보였다. 이를 이용하여 BMP실험을 진행한 결과 0.49 L CH4/g VS의 메탄생산량을 보이며 대조군대비 88.4% 증가함을 보였다. 같은 조건으로 처리된 하수슬러지를 이용하여 탈질실험을 진행한 결과 $19.2mg\;NO_3{^{-}}N/g\;MLVSS{\cdot}hr$의 탈질율을 보였으며 이를 통해 전기분해 처리된 하수슬러지는 생분해성이 증대됨에 따라 혐기성소화와 탈질공정에도 적용이 가능한 것으로 확인되었다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.99-106
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• 2021

본 연구는 혐기성 소화의 전처리로써 열가수분해와 고액분리가 결합된 공정의 성능을 평가하였다. 탈수케이크는 열가수분해를 통해 가용화되며, 이후 고액분리를 수행한다. 고액 분리된 액상은 혐기성 소화에 기질로써 이용되고 고형물은 열가수분해로 회수된다. 열가수분해의 가용화율(COD 기준)은 45.1-49.3%이며 고액분리와 결합한 공정은 76.1-77.6%로 나타났다. Dual-pool two-step model을 통해 도출된 메탄 발생 특성을 살펴보면 고액 분리된 액상의 전체 분해 가능한 물질 중 분해가 빠른 물질의 비(a)는 0.891-0.911로 열가수분해된 시료에 비해 높게 나타났다. 반면에 분해가 빠른 물질의 반응 속도(kF)는 유사하게 나타났다. 이를 통해 열가수분해와 고액분리가 결합한 공정은 열가수분해를 통해 분해가 빠른 물질을 생성하고, 고액분리를 통해 선별하는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제13권3호
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• pp.71-81
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• 2005

슬러지를 안정화시키기 위하여 가장 많이 적용되고 있는 공법은 혐기성 소화공법이라고 할 수 있다. 또한, 혐기성 소화는 유기성분의 효과적인 안정화와 동시에 메탄가스를 발생시켜 에너지로 이용 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 폐활성슬러지의 경우 미생물의 세포벽 때문에 일반적으로 저조한 혐기성 처리효율과 탈수능을 나타내고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 전처리공정들이 개발되거나 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐활성슬러지의 혐기성 소화효율과 탈수능을 향상시키기 위한 pulse power 전처리 연구를 pilot 규모로 수행하였다. Pilot plant는 기 수행된 실험실 연구결과를 바탕으로 설계 및 운전하였다. 본 연구에서는 pulse power 전처리에 의한 슬러지 특성변화를 평가하였으며, 특히 혐기성 소화시 미생물이 사용하기 용이한 기질의 증가를 의미하는 용존성 유기물질의 증가를 주요항목으로 평가하였다. 혐기성 소화조에서 발생하는 가스발생량과 메탄함량을 측정하여 혐기성 소화능을 평가하였으며, 슬러지 탈수능은 CST 및 비저항값의 측정을 통하여 평가하였다. 또한, 슬러지 처리공정에서의 전체적인 에너지수지를 계산하여 pulse power 전처리에 의한 에너지 회수율 변화를 평가하였다.

• 태양에너지
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• 제18권3호
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• pp.197-203
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• 1998

A 5 ton/day pilot scale two-phase anaerobic digester was constructed and tasted to treat Korean food wastes in Anyang city. The process was developed based on 3 years of lab-scale experimental results on am optimim treatment method for the recovery of biogas and humus. Problems related to food waste are ever Increasing quantity among municipal solid wastes(MSW) and high moisture and salt contents. Thus our food waste produces large amounts of leachate and bed odor in landfill sites which are being exhausted. The easily degradable presorted food waste was efficiently treated in the two-phase anaerobic digestion process. The waste contained in plastic bags was shredded and then screened for the removal of inert material such as fabrics and plastics, and subsequently put into the two-stage reactors. Heavy and light inerts such as bones, shells, spoons and plastic pieces were again removed by gravity differences. The residual organic component was effectively hydrolyzed and acidified in the first reactor with 5 days space time at pH of about 6.5. The second, methanization reactor part of which is filled with anaerobic fillters, converted the acids into methane with pH between 7.4 to 7.8. The space time for the second reactor was 15 days. The effluent from the second reactor was recycled to the first reactor to provide alkalinities. The process showed stable steady state operation with the maximum organic rate of 7.9 $kgVS/m^3day$ and the volatile solid reduction efficiency of about 70%. The total of 3.6 tons presorted MSW containing 2.9 tons of food organic was treated to produce about $230m^3$ of biogas with 70% of methane and 80kg humus. This process is extended to full scale treating 15 tons of food waste a day in Euiwang city and the produced biogas is utilized for the heating/cooling of adjacent buildings.

• 신재생에너지
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• 제4권2호
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• pp.21-30
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• 2008

Anaerobic digestion (AD) is the most promising method of treating and recycling of different organic wastes, such as OFMSW, household wastes, animal manure, agro-industrial wastes, industrial organic wastes and sewage sludge. During AD, i.e. degradation in the absence of oxygen, organic material is decomposed by anaerobes forming degestates such as an excellent fertilizer and biogas, a mixture of carbon dioxide and methane. AD has been one of the leading technologies that can make a large contribution to producing renewable energy and to reducing $CO_2$ and other GHG emission, it is becoming a key method for both waste treatment and recovery of a renewable fuel and other valuable co-products. A classification of the basic AD technologies for the production of biogas can be made according to the dry matter of biowaste and digestion temperature, which divide the AD process in wet and dry, mesophilic and thermophilic. The biogas produced from AD plant can be utilized as an alternative energy source, for lighting and cooking in case of small-scale, for CHP and vehicle fuel or fuel in industrials in case of large-scale. This paper provides an overview of the status of biogas production and utilization technologies.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.202-205
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• 2008

Anaerobic digestion(AD) is the most promising method of treating and recycling of different organic wastes, such as OFMSW, household wastes, animal manure, agro-industrial wastes, industrial organic wastes and sewage sludge. During AD, i.e. degradation in the absence of oxygen, organic material is decomposed by anaerobes forming degestates such as an excellent fertilizer and biogas, a mixture of carbon dioxide and methane. AD has been one of the leading technologies that can make a large contribution to producing renewable energy and to reducing $CO_2$ and other GHG emission, it is becoming a key method for both waste treatment and recovery of a renewable fuel and other valuable co-products. A classification of the basic AD technologies for the production of biogas can be made according to the dry matter of biowaste and digestion temperature, which divide the AD process in wet and dry, mesophilic and thermophilic. The biogas produced from AD plant can be utilized as an alternative energy source, for lighting and cooking in case of small-scale, for CHP and vehicle fuel or fuel in industrials in case of large-scale. This paper provides an overview of the status of biogas production and utilization technologies.

• Advances in environmental research
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• 제7권2호
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• pp.73-85
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• 2018

The anaerobically digestion and agricultural application of organic wastes was conducted using food wastes and cow dung. Twenty kilograms each of the feed stocks was added into two 30 liters-capacity batch digesters. The anaerobic digestion was carried out within a temperature range of $25-31^{\circ}C$ for a retention time of 51 days. The results showed a cumulative gas yield of 5.0 bars for food waste and no gas production for cow dung within the retention time. Bacteria such as Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris and Clostridium sp were isolated. Fungi isolated included Aspergillus niger, Aspergillus nidulan, Trichophyton rubrum and Epidermophyton flocossum. The non-dispersive infrared (NDIR) analysis of the biogas produced confirmed that the gas consisted of $CH_4$, $CO_2$ and $H_2$. Statistical analysis revealed there was no significant correlation between temperature and biogas produced from the organic wastes (r= 0.177, p = 0.483).The organic wastes from the biogas production process stimulated maize growth when compared to control (soil without organic waste) and indicated maximum height. The study therefore reveals that food waste as potential substrates for biogas production has a moderate bio-fertilizer potential for improving plant growth and yield when added to soil.

• 유기물자원화
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• 제18권2호
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• pp.76-83
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• 2010

당사는 중온/습식/이상 혐기성 소화공정인 HADS Pilot Plant를 이용하여 국내 음폐수에 대해 유기물 부하(OLR, Organic Loading Rate) 증량 방식을 달리하여 혐기성 소화 테스트를 진행하였다. 그 방식은 연속적이면서 빠르게 OLR을 증량시키는 급속 OLR 증량 운전과 단계적이면서 각 단계별로 적응기를 갖는 계단식 OLR 증량 운전 방식이었다. 그 결과 급속 OLR 증량 운전시에는 불안정한 VFA(Volatile Fatty Acid)/Alkalinity 비율을 보이다가 바이오가스 발생량이 급감하는 결과를 보여주었다. 반면, 계단식 OLR 증량 운전시에는 VFA/Alkalinity의 비율을 0.4이하로 유지하면서 혐기성 소화 운전을 실시한 결과 안정적인 혐기성소화 성능을 보였을 뿐만 아니라, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS(Volatile Solid) 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 OLR 증량 운전 방식에 따라 완전히 다른 결과가 도출되어 각각의 혐기성 소화 운전시의 박테리아 및 메탄생성균 군집의 변화를 T-RFLP(Terminal-Restriction Fragment Length Polymorphism)를 통하여 분석하였다. 그 결과, 급속 OLR 증량 운전시와 계단식 OLR 증량 운전시의 미생물 군집이 달라져 있음을 확인하였고, 이에 따라 동일한 혐기성 소화 공정을 적용하여 음폐수에 대한 혐기성 소화 운전을 진행하였음에도 OLR 증량 운전 방식에 따라 미생물의 반응성 및 주변환경에 대한 내성이 달라질 수 있음을 알 수 있었다.