크립토스포리디움은 염소내성이 매우 강해 일반적인 표준정수처리공정의 소독으로는 제거가 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 오존 및 UV를 이용한 단위소독공정에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였으며, 또한 오존을 이용한 고도산화처리 파일럿에서는 세포배양법을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였다. 오존 소독연구는 50 mL 용량의 piston type batch reactor에서 용존오존을 자동적으로 측정해주는 flow injection analysis (FIA) 시스템을 이용하여 실험한 결과, 1 log 제거에 필요한 CT값은 $25^{\circ}C$에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation에 의해 각각 약 1.8, 2.2 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log 제거에 필요한 CT값은 각각 약 3.2, 3.8 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났다. 또한 $5^{\circ}C$에서 크립토스포리디움 1 log 제거에 필요한 CT값은 DAPI/PI 방법에 의해 약 9.1 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log제거에 필요한 CT값은 14.8 $mg/L{\cdot}min$로 나타나, 같은 소독효과를 나타내기 위해서 저온에서는 상온에서보다 요존 요구량이 약 $4{\sim}5$배 정도 증가하여야 함을 확인하였다. 40 L규모의 오존 반응조를 이용한 파일럿 실험에서는 정수처리공정상 모래여과를 거친 물에 살아있는 크립토스포리디움을 접종한 것을 시료로 하여 연속적으로 흐르게 한 다음, 오존량을 변화시키고 체류시간은 5분으로 고정하여 불활성화를 평가하였다. 실험결과, 8 $mg/L{\cdot}min$의 CT값에서 DAPI/PI 및 excystation과 같은 생사판별법을 이용하였을 경우에는 약 0.2 log정도의 불활성화를 나타내었으며, 세포감염시험법을 이용하였을 경우에는 약 1.2 log정도의 불활성화를 나타냈다. 오존에 의한 크립토스포리디움의 소독능 평가에 단위공정 및 파일럿 실험 모두 2가지 생사판별법(DAPI/PI와 excystation) 사이에는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 생사판별법과 세포감염시험법 사이에는 현저한 차이를 나타내었는데, 이는 세포감염시험법으로 측정하는 sporozoite 및 merozoite로의 분화과정이 생사판별법이 근거한 세포벽의 구조와 기능 유지 보다 더 오존 소독에 더 민감함을 알 수 있었다. 파일럿 실험에서의 CT값이 piston batch reactor에서의 CT값 보다 낮게 나타난 것은 파일럿 실험에서 수작업으로 인한 용존 오존 측정이 정밀하지 못하여 IOD가 농도에 반영되지 않았고, 반응조 규모(50 mL vs 40 L) 및 형태(회분식 vs 연속식)의 차이에 기인하는 것으로 여겨진다. 한편, UV를 이용한 단위공정에서는 크립토스포리디움 1, 2 log 제거에 필요한 IT값은 $25^{\circ}C$에서 각각 DAPI/PI 방법에 의해 약 25, 50 $mWs/cm^2$로 나타났으며, $5^{\circ}C$에서의 크립토스포리디움 1, 2 log제거에 필요한 IT값은 약 40, 80 $mWs/cm^2$로 나타났다. 온도 $20^{\circ}C$ 감소 시 약 60% 정도의 IT값이 더 필요한데, 이것은 저온에서는 약한 자외선을 발산하는 저압저출력 UV 램프의 특성 때문인 것으로 사료되었다.
국산(國産) 미강유(米糠油)의 성상(性狀)과 튀김적성(適性)을 조사(調査)하기 위하여 여러 가지 물리화학적(物理化學的) 실험(實驗)을 한 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1) Gas chromatography에 의한 국산(國産) 미강유(米糠油)의 지방산조성(脂肪酸組成)을 조사(調査)한 결과(結果), 즉(卽) 보고(報告)된 바와 같고 외국미강유(外國米糠油) 지방산조성(脂肪酸組成)과도 비슷한 수치임을 알 수 있었다. 또한 TLC, column chromatography 및 high performance liquid chromatography 분석법(分析法)에 의하여 국산(國産) 미강유(米糠油)의 mono-, di-, 및 triglyceride 함량(含量)을 측정(測定)한 결과(結果), monoglyceride $1{\sim}4%$, diglyceride $20{\sim}30%$, triglyceride $66{\sim}80%$로서 일반(一般) 식용유(食用油)와는 전연(全然) 다른 glyceride조성(組成)을 나타내었다. 2) 국산(國産) 미강유(米糠油)는 monoglyceride 및 diglyceride 함량(含量)이 많기 때문에 비중(比重) 및 수용해도(水溶解度)는 높은 값을 나타냈으나, 튀김적성(適性)에서 산(酸)값, 색상(色相), 석유(石油)에테르 불용성산화산(不溶性酸化酸), 발연도(發煙度) 등에 큰 영향(影響)을 끼치는 인자(因子)는 아니었다. 3) 국산(國産) 미강유(米糠油)는 지방산조성(脂肪酸組成) 분석결과(分析結果), 불포화도(不飽和度)가 높은 리놀레산 함량(含量)이 적기 때문에 튀김실험(實驗)에서 안정(安定)된 기름으로 평가(評價)할 수 있으며 대두유(大豆油)의 경우는 역시 중합(重合)이 쉽게 일어나는 결과(結果)를 얻었다. 4) 국산(國産) 미강유(米糠油)가 튀김적성(適性)에서 발연도(發煙度)가 낮고, 거품이 심(甚)하게 일어나며, 점도상승(粘度上昇)이 일어나는 현상(現象)은 미강유(米糠油) 중(中)에 함유(含有)된 불순물(不純物)로 인(因)한 것으로서, monoglyceride 및 diglyceride의 영향(影響)은 적은 것으로 나타났다. 5) 거품이 심(甚)하고, 발연도(發煙度)가 낮은 기름에서는 튀김물의 맛과 외관(外觀)에 나쁜 영향(影響)이 나타났는데, 이는 기름 중(中)에 있는 여러 가지 불순물(不純物)로 인(因)한 것이었다.
통영연근해역 해수의 물리 화학적 및 미생물학적 특성과 자란만에서 양식되고 있는 굴에 대한 세균학적 품질을 조사하여 수출용 패류생산지정 해역수질에 합당한가를 파악함과 동시에 위생지표세균의 조성, 병원성 세균 등을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사기간중 통영연근해역 해수의 수온은 6.9$^{\circ}C$~23.6$^{\circ}C$, 투명도는 2.6~6.2 m, COD 1.35~l.82 mg/ι, DO 5.0~9.9 mg/ι, 용존질소 1.60~8.17 $\mu\textrm{g}$-at/ι, 인산염 0.14~1.21 f$\mu\textrm{g}$-at/ι, Chlorophyll-a는 2.03-69.9 mg/㎥ 범위였으며 염분농도는 27.76~33.56 였다. 통영연근해역 해수의 세균학적 수질은 수출용 패류의 생산해역의 수질기준에 합당하였다 대장균군 최확수의 범위와 중앙치는 해수 100m1당 각각 <3.0~1,600, <3.0이였으며 230을 초과하는 시료의 비율은 7.2%였고, 분변계대장균의 경우는 <3.0~540, <3.0이였으며 43을 초과하는 시료의 비율은 3.8%로 한계치 10%이내에 있었다. 해수중의 생균수는 해수 ml당 상층에서 5.0$\times$$10^2$~6.3$\times$$10^4$/ml, 평균 3.6이었고, 하층에서 6.3$\times$$10^2$~6.3$\times$$10^4$/ml)범위에 평균 4.0으로 하층이 다소 많았다. 월별로는 6월부터 8월이 많았고 2월이 적었다. 분리된 대장균군의 분류결과 Excherichia coli type I이 약 38.02%나 되어 오염원의 주류가 분변오염임을 알 수 있었다. 그외에 살모넬라, 시겔라, 콜레라균 등 수인성 병원세균은 검출되지 않았다. 그리고 병원성 비브리오균은 여름철인 7~9월 사이에는 시료의 9-2l%에서 양성으로 나타났다. 굴에 대한 세균조사 결과 굴 Ig당 생균수는 1.4$\times$$10^2$~7.5$\times$$10^3$범위였고 대장균군의 최확수는 굴 100 g당 <18~16,000, 중앙치는 47, 분변계 대장균은 <18~l,400, 중앙치는 <18로 각각 조사되었다.
본 연구는 우리나라에 설치된 공공자원화시설 중에서 일처리용량이 0.5톤 이상인 자원화시설 중 가장 많은 분포를 보이는 퇴비화시설을 중심으로 설치 및 운영상황에 대하여 정밀진단하고 개선방안을 도출하기 위하여 수행되었다. 음식물쓰레기의 반입량을 월평균 및 년 평균값으로 조사한 결과, 월 평균값이 1,101.7톤/일, 년평균값이 930.9톤/일으로 평균계획용량 1,270.9톤/일에 상당량 미달되는 것으로 나타났다. 퇴비화시설의 입지조건도 공장등록이 불가능한 지역에 위치하여 허가를 득하지 못한 경우가 많았다. 퇴비화시설의 가동정지되는 주된 고장원인 기기는 발효시설과 파쇄시설로 나타났으며, 금속류 이물질유입은 파쇄시설의 고장이 주된 원인으로서 고장 및 부식에 대비한 설계가 요구된다. 초기함수율은 50~60%의 수분함량을 지키고 있는 것을 확인 되었으나, 톱밥, 음식물쓰레기, 반송퇴비가 적정하게 혼합되어 초기조건을 만족시킬 필요성이 있는 것으로 조사되었다. 발효시설의 체류시간은 부숙시설 15일, 후부숙조는 21일로서 최소기준이 설정되어 있으나, 일부 시설이 조건을 만족시키지 못하고 있는 것으로부터 시설의 종류에 따라서는 분해에 더 많은 시간이 소요됨으로 시설의 특징을 초기에 잘 파악하여 체류시간을 결정할 필요성이 있다. 퇴비화에 있어서 미생물 산화열에 의하여 발효조가 운영되어 경제성이 확보되어야 하나, 조사에 응한 25개소 중에서 14개소가 발효조에 어떠한 형태이던지 가온을 하고 있는 것으로 조사되었다. 이들 가온 시설은 역으로 미생물의 성장을 억제하여 퇴비화반응을 저해될 수 있는 것으로부터, 퇴비화에 있어서 미생물산화열을 이용하여 가능한 수분을 증발시키는 것을 기본으로 설계되어야 한다. 퇴비의 생산량을 발효조에 투입되는 음식물쓰레기와 부재료의 1일 평균 투입량이 22.8톤이었으며 퇴비로 생산된 량은 7.3톤/일로서 감량율이 68%를 보였다. 생산된 퇴비의 성상을 색상, 분해열의 잔류여부, 냄새 등으로 양질의 여부를 판단한 결과, 퇴비화 시설의 50% 정도는 퇴비화공정이 적정 설치, 운영이 되지 못했다는 것이 밝혀졌다. 생산된 퇴비가 토양에 건전한 형태로 제조되어야 할 것이다.
강우유출수 내 포함된 입자상 물질, 유기물, 영양물질, 중금속 등의 오염물질은 수계에 악영향을 미친다. 이러한 강우유출수 내 포함된 오염물질 감소와 처리를 위해 최적관리기법(BMP)을 도입하고 있으며, 비용효율적인 방법으로 평가되고 있다. 하지만, 잘못된 설계와 유지관리 부족은 시설의 성능을 저하시켜 원활한 기능을 수행하지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 지속적인 유지관리가 진행된 침투도랑(IT)의 시설에 대한 평가를 수행하였다. 2009년부터 2016년까지 총 41회의 모니터링을 수행하였으며 침투도랑(IT)의 오염물질 저감효율 평가를 수행하였다. 수질 및 수문학적 분석결과, 시설에 유입되는 유입수는 단위 오염 부하량에 영향을 미치는 요인으로 나타났다. 또한, 계절의 변화는 오염물질 저감능력에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 여름철 강수량 및 강우강도의 증가로 인해 Overflow 및 유량의 증가가 발생되었으며, 이로 인해 저감효율이 감소하였다. 또한, 겨울철 낮은 온도로 인해 여재 및 화학적 메카니즘의 효과 감소로 오염물질 저감 효율이 감소되는 것으로 분석되었다. 침투도랑(IT)의 유지관리는 시설의 효율에 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 시설 설치 이후 2년 동안 유지관리 부족으로 오염물질 저감효율이 낮은 것으로 나타났으며, 일부 모니터링에서 지오텍스타일 내 제거 되지 않은 퇴적물로 인해 오염물질 저감효율의 감소를 보였다. 본 연구를 통하여, 시설의 유지관리는 오염물질 저감효과에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, BMP 시설의 최적 유지관리 기간 및 방법 등은 향후 유용한 자료로 사용 될 수 있을 것으로 사료된다.
한국지역난방공사에서 난지 물재생센터의 하수처리 설비로 부터 발생하는 $45,300m^3$/일의 바이오가스를 연료로 1,500 kW, 2대 규모의 엔진 발전기를 운영하고 있다. 그러나 바이오가스 발전 플랜트의 실제 운영 경험이 미미하고, 축적된 기술 및 노하우 부족으로 가스엔진의 잦은 고장과 정지로 많은 경제적 손실이 발생하고 있다. 따라서 이 발전 플랜트의 안정적인 운영을 위한 기술적 근본 대책 마련이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 난지 물재생센터의 하수처리장에서 발생하는 바이오가스를 이용한 가스엔진 플랜트의 일련의 공정상의 문제점을 확인하고, 각 단계별 문제점을 최소화 하여 실제 운전의 최적화 방안을 마련하였다. 먼저 고장 정지의 주요 원인인 발생가스의 정제를 위해 현재 사용 중인 활성탄에 대한 성분분석 및 흡착실험을 통해 활성탄의 흡착능력 품질 기준 마련을 위한 여건을 조성하였다. 또한, 불순물을 최소화하기 위한 활성탄의 교체주기의 기준수립, 황화수소 측정주기 강화, 활성탄 국산화, 설비개선 등 바이오플랜트 운영기준 강화 및 개선방안을 적용하여 실제운전에 적용하였다. 그 결과 가스엔진 1호기는 530%, 2호기는 250%의 정상운전 가동시간이 증가되는 운영실적을 보였다. 또한 통풍구의 설비개선을 통해 작업공정을 줄이고, 정상 운전시간과 가동률을 높일 수 있었다. 경제적으로도 77,000천원/년의 매출증대 효과를 나타냈다, 이와 같이 운영기준의 강화 및 개선방안을 적용하여, 바이오가스 플랜트의 고장 정지를 줄이고 가동률을 높여, 안정적인 운영을 하는 것이 현실적인 바이오가스 플랜트의 최적 운영방안으로 판단된다.
본 연구는 주요 동계사료작물인 청보리와 청호밀을 이용한 TMR 급여가 한우 거세우의 생산성과 사료비, 그리고 도체특성과 등급판정 및 배최장근의 이화학적 특성에 미치는 효과를 조사하기 위해 한우 거세우 송아지 80두를 대상으로 육성기에서 비육후기까지 총 680일에 걸쳐 실시되었다. 시험사료는 배합사료와 볏짚을 분리 급여하는 관행사양구(Control), 청보리 사일리지 TMR을 비육 중기까지 자유채식토록 하고 비육 후기에는 관행사양구와 동일한 사료를 급여하는 처리구(BS-TMR I), 청보리 사일리지 TMR을 비육 후기까지 자유채식토록 하는 처리구(BS-TMR II), 청호밀 사일리지 TMR을 비육 중기까지 자유채식토록 하고 비육 후기에는 관행 사양구와 동일한 사료를 급여하는 처리구(RS-TMR I), 청호밀 사일리지 TMR을 비육 후기까지 자유채식토록 하는 처리구(RS-TMR II)로 구성하였다. 각 처리 당 거세된 송아지 16두 씩을 배치하였고, 처리 당 거세한우 송아지를 4두씩 4개의 pen에 수용하였으며, 완전임의배치 방법으로 각 처리구의 pen을 배치하였다. 한우 거세우의 증체량은 관행사양구에 비해 육성기 및 비육전기에서 청보리 및 청호밀 사일리지 TMR을 섭취한 처리구에서 다소 높았고 비육 중기에서 현저히 높았으나(P<0.0001) 비육 후기에서는 RS-TMR II를 제외하고는 관행사양구의 한우에서 다소 높은 것으로 나타났다. 한우 두당 kg 증체 당 사료비는 관행사양구의 한우에 비해 청보리 및 청호밀 사일리지 TMR을 섭취한 한우에서 다소 낮았다. 또한 비육 후기까지 사일리지 TMR을 섭취한 처리구(BS-TMR II 및 RS-TMR II)에 비하여 비육 중기까지 사일리지TMR을 섭취하고 비육 후기에는 관행사료를 섭취한 처리구(BS-TMRI 및 RS-TMR I)에서 두당 kg 증체 당 사료비가 다소 감소 되었다. 사일리지 TMR이 관행사료 급여에 비해 한우 거세우의 도체중, 등지방 두께 및 배최장근 면적을 다소 증가시켰으나 육량지수를 낮추었다(P<0.047). 다른 시험사료에 비해 청보리 사일리지 TMR이 근내지방도를 다소 낮추었으나 육질 1등급 이상 출현두수에는 처리 간 차이가 없었다. 한우 거세우 내 배최장근의 화학적성분, 도체특성, 대부분의 육질 특성, 육색 및 지방산 조성은 시험사료에 의한 영향을 받지 않았다. 그러나 전단력은 사일리지 TMR을 섭취한 한우에 비해 관행사양 방법으로 비육된 한우에서 낮았으나(P<0.046) 사일리지 TMR을 섭취한 처리구 간에는 차이가 없었다. 본 시험의 결과로 미루어 보아 배합사료와 볏짚 중심의 관행사양방법에 비하여 BS 또는 RS를 이용한 TMR 급여가 거세한우의 육질에 크게 영향하지 않은 반면 증체를 개선하고 사료비를 절감할수 있을 것이라 여겨진다. 또한 전체적으로는 청보리 및 청호밀 사일리지 TMR의 사료적 가치는 거의 비슷한 것으로 여겨진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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