• 제목/요약/키워드: composting experiment

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축분(畜糞) 퇴비화시(堆肥化時) 공기주입율(空氣注入率)이 암모니아 배출(排出)에 미치는 영향(影響) (Effect of Aeration Rates on Ammonia Emissions during Composting of Livestock Manure)

  • 강항원;이인구;박향미;고지연;최정
    • 한국토양비료학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.304-311
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    • 1999
  • 축분 퇴비화시 악취 경감과 양질의 퇴비생산을 위한 적절한 공기주입율을 설정하고자 밀폐형 반응조(242l)에 우분과 볏짚의 혼합물(65% 수분함량)을 퇴적하고 4처리의 공기량을 주입하여 암모니아 가스의 발생양상과 휘산랑을 구명하였다. 부숙온도는 공기주입율이 증가할수록 감소하는 경향이었으며, 공기주입율이 가장 높았던 $1.79l\;min^{-1}kg\;dry-solids^{-1}$처리는 부숙온도의 저하 및 건조화로 퇴비화에 부적합하였다. 24일간의 퇴비화 동안 암모니아의 평균배출농도는 $25.3{\sim}239.8mg\;l^{-1}$ 범위로 그 크기는 0.09 > 0.90 > 0.18 > $1.79l\;min^{-1}kg^{-1}$ 순이었으며 최대농도는 $0.90l\;min^{-1}kg^{-1}$ 처리에서 $2279.1mg\;l^{-1}$로 가장 높았고 0. 18 l 처리는 $1321mg\;l^{-1}$, 0.09l는 $1317mg\;l^{-1}$, 1.79l는 $335mg\;l^{-1}$ 수준이었다. 암모니아 배출농도와 부숙온도의 관계는 고도의 지수적 정의 상관을 보였으며, $50^{\circ}C$ 이상부터 농도의 증가가 뚜렷한 경향이었다. 암모니아 휘산량의 대부분은 퇴비화 5일내에 발생되었으며 휘산율은 퇴적물의 건물당 0.056~0.453%의 범위로서 그 크기는 공기주입을 0.90 > 1.79 > 0.18 > $0.09l\;min^{-1}kg^{-1}$ 순이었다. 또한 암모니아 휘산량은 공기주입을 $0.7{\sim}1.0l\;min^{-1}kg^{-1}$의 범위에서 최대가 될 것으로 추정되었다.

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퇴비발효온실의 환경조건이 토마토의 생육에 미치는 영향 (Environmental Effects on the Growth and Development of Tomato in Composting Greenhouse)

  • 양원모;홍지형;박금주;손보균
    • 생물환경조절학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.202-209
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    • 1996
  • 본 연구는 온실내에서 퇴비발효 과정중에 발생하는 암모니아가스의 동태와 퇴비발효에 수반되는 환경의 변화가 토마토의 생육에 어떠한 영향을 미치는지 구명하고자 관행온실과 퇴비발효온실의 환경변화를 추적하면서 토마토의 생장과 수량 및 과일의 품질을 비교하였다. 1. 온도는 난방기에 의해 일정온도로 유지되도록 설정하였고 주간에는 $25^{\circ}C$이상에서 환기를 하였기 때문에 두 온실간의 차이가 없었다. 2. 퇴비발효온실 지중 l0cm 깊이의 지온은 관행온실보다 주간 약 7$^{\circ}C$, 야간 약 1$0^{\circ}C$ 높았으며, 지중 30cm 깊이의 퇴비발효온실의 지온은 관행온실의 지온보다 약 10-15$^{\circ}C$ 높았다. 3. 발효시작후 2, 3, 4, 5, 및 6일째의 암모니아가스 휘산농도는 각각 5.4, 13.3, 114, 114.7 및 117.3ppm으로 상승하였다. 발효후 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 및 14일 째에는 각각 79.3, 41, 41, 54.7 10.7, 20, 82 및 27ppm으로 발효 7일째부터 낮아져서 8일 이후에 현저히 감소하였다. 발효 16일째에는 15.7ppm으로 낮아졌으나 작물에 따라서는 8ppm에서도 암모니아가스 장해를 받을 수 있으므로 본 실험과 같은 조건으로 발효를 시키는 퇴비발효온실에서의 작물 정식은 발효시작 후 약 3주 이후가 되어야 할 것으로 판단되었다. 4. 관행온실내의 탄산가스 농도는 450ppm 내외인데 비해 퇴비발효온실내의 농도는 발효 후 1개월까지는 약 2500ppm 이상까지 높아졌으며 발효가 시작된 2개월까지는 무환기시 약 1000-1500ppm을 유지하였으며 2개월 이후부터 4개월까지는 약 700-1000ppm이 유지되었다. 5. 주근장을 제외하고는 전체적으로 관행온실보다 퇴비발효온실에서의 토마토 생육이 양호하였다. 특히 경경의 경우 정식 1개월 후부터 그 차이가 뚜렷하게 나타났으며 2개월 후에는 직경 약 1cm의 차이가 나타났다. 엽, 경, 근의 생체중 및 건물중도 생육이 진전됨에 따라 퇴비발효온실에서 현저히 증가하였다. 방울토마토의 경우 개화수와 착과수는 퇴비발효온실에서 높았으며 과중은 거의 비슷하거나 낮았다. 그러나 일반토마토의 경우는 모든 항목이 퇴비발효온실에서 높게 나타나 그 효과가 현저하였다. 퇴비발효온실 방울토마토의 총수확과수와 수확총중량은 생육이 진전됨에 따라 관행온실보다 많아졌으며 일반토마토에서는 그 경향이 현저하였다. 6. 퇴비발효온실에서 재배된 방울토마토의 평균당도는 8.5-9.2인 반면 관행온실에서 재배된 방울토마토의 당도는 7.0-9.0으로 나타났으며 일반토마토의 경우 퇴비발효온실에서의 당도가 6.5-7.5인 반면 관행온실에서는 5.9로 나타나 퇴비발효온실 토마토의 당도가 약 1도 정도 높아졌다.

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톱밥을 공극개량제로 사용한 음식쓰레기 퇴비화시 숙성도 지표의 적합성 평가 (Evaluation of Maturity Index for Garbage Composting Using the Sawdust as Bulking Agent)

  • 남궁완;박상후;인병훈;박준석;이노섭
    • 유기물자원화
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    • 제8권3호
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    • pp.73-80
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    • 2000
  • 본 연구의 목적은 톱밥을 공극개량제로 사용한 음식쓰레기 퇴비화시 숙성도 지표의 적합성을 평가하는 것이었다. 실험에 사용된 재료는 평균조성의 음식쓰레기(G20)였으며 여기에 톱밥을 첨가하여 초기 C/N비를 각각 30(GS30)과 50(GS50)으로 조절하였다. 또한 톱밥과 과량의 곡류를 첨가하여 초기 C/N비를 30(GSC30)으로 조절한 실험도 병행하였다. 숙성도 평가에 이용된 항목은 유기물 감소율, 물용출액 TOC, 수용성 당함량, 부식도 지표, 부식질 흡광도비 등이었다. 실험결과 유기물 감소율은 과량의 톱밥이 첨가된 GS50을 제외한 나머지 음식 쓰레기에서 적합한 퇴비숙성도 판단지표였다. 물용출액 TOC는 퇴비화기간 동안 뚜렷이 감소한 후 숙성단계에서 완만히 감소하여 적합한 퇴비숙성도 판단지표였다. 수용성 당함량은 톱밥과 과량의 곡류가 첨가된 음식쓰레기의 경우 숙성도 지표로 고려할 수 있었다. 부식도 지표와 부식질 흡광도비의 경우 일부 음식물쓰레기에 적용가능한 것으로 판단되었으나 모든 대상 음식쓰레기에 적용하기에는 추가적인 연구가 필요하였다. 상관분석 결과 과량의 곡류가 포함되고 공극개량제로 톱밥이 첨가되어 C/N비가 30정도로 제어된 음식쓰레기의 숙성도 여부를 판정하기 위한 지표로는 유기물 감소율, 물용출액 TOC, 수용성 당함량 그리고 부식질 흡광도비 등이 추천되었다.

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Nutrient production from dairy cattle manure and loading on arable land

  • Won, Seunggun;Shim, Soo-Min;You, Byung-Gu;Choi, Yoon-Seok;Ra, Changsix
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제30권1호
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    • pp.125-132
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    • 2017
  • Objective: Along with increasing livestock products via intensive rearing, the accumulation of livestock manure has become a serious issue due to the fact that there is finite land for livestock manure recycling via composting. The nutrients from livestock manure accumulate on agricultural land and the excess disembogues into streams causing eutrophication. In order to systematically manage nutrient loading on agricultural land, quantifying the amount of nutrients according to their respective sources is very important. However, there is a lack of research concerning nutrient loss from livestock manure during composting or storage on farms. Therefore, in the present study we quantified the nutrients from dairy cattle manure that were imparted onto agricultural land. Methods: Through investigation of 41 dairy farms, weight reduction and volatile solids (VS), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) changes of dairy cattle manure during the storage and composting periods were analyzed. In order to support the direct investigation and survey on site, the three cases of weight reduction during the storing and composting periods were developed according to i) experiment, ii) reference, and iii) theoretical changes in phosphorus content (${\Delta}P=0$). Results: The data revealed the nutrient loading coefficients (NLCs) of VS, TN, and TP on agricultural land were 1.48, 0.60, and 0.66, respectively. These values indicated that the loss of nitrogen and phosphorus was 40% and 34%, respectively, and that there was an increase of VS since bedding materials were mixed with excretion in the barn. Conclusion: As result of nutrient-footprint analyses, the amounts of TN and TP particularly entered on arable land have been overestimated if applying the nutrient amount in fresh manure. The NLCs obtained in this study may assist in the development of a database to assess the accurate level of manure nutrient loading on soil and facilitate systematic nutrient management.

왕겨 활성 바이오차 혼합 비율에 따른 우분 호기소화 시 온실가스 발생 특성 (Characteristics of Greenhouse Gas Emissions with Different Combination Rates of Activated Rice Hull Biochar during Aerobic Digestion of Cow Manure)

  • 노연희;정우진;정석주;정인호;나홍식;김민수;신중두
    • 한국환경농학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.222-227
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    • 2020
  • BACKGROUND: Among the biomass conversion techniques of livestock manure, composting process is a method of decomposing organic matter through microorganisms, and converting it into fertilizer in soil. The aerobic composting process is capable of treating cow manure in large quantities, and produces greenhouse gas as CO2 and N2O, although it has economical benefit. By using the activated rice hull biochar, which is a porous material, it was intended to mitigate the greenhouse gas emissions, and to produce the compost of which quality was high. Objective of this experiment was to estimate CO2 and N2O emissions through composting process of cow manure with different cooperated biochar contents. METHODS AND RESULTS: The treatments of activated rice hull biochar were set at 0%, 5%, 10% and 15%, respectively, during composting cow manure. The CO2 emission in the control was 534.7 L kg-1, but was 385.5 L kg-1 at 15% activated rice hull biochar. Reduction efficiency of CO2 emission was estimated to be 28%. N2O emission was 0.28 L kg-1 in the control, but was 0.03 L min-1 at 15% of activated rice hull biochar, estimating about 89% reduction efficiency. CONCLUSION: Greenhouse gas emissions during the composting process of cow manure can be reduced by mixing with 15% of activated rice hull biochar for eco-friendly compost production.

SCB액비처리에 따른 밤나무 생장 및 결실특성 (The Characteristics of Growth and Fruiting in Chestnut Trees by SCB (Slurry Composting and Biofiltration) Liquid Fertilizer)

  • 권용희;이욱;황석인;백을선
    • 한국산림과학회지
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    • 제98권6호
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    • pp.676-680
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    • 2009
  • 저농도 SCB(Slurry Composting Biofiltration)액비 시비가 생장 및 결실특성에 미치는 영향을 알아보고자 접목 7년생 '축파(Tsukuba)' 품종을 대상으로 SCB액비, 화학비료, 유기질비료, 무처리구 등 4처리를 관행 시비량에 준한 시비 처리로 2008년부터 2009년까지 2년간 생장 및 결실특성을 각각 조사하였다. 수고 및 근부직경의 생장은 전년도에 비해 화학비료와 SCB액비 처리구에서 각각 8.18%와 26.93%, 8.04%와 25.90%의 증가량을 보였으며, 착구부 직경에 대한 기부직경의 비는 화학비료 처리구를 제외하고 전년도에 비해 모든 처리구에서 감소되었다. SCB액비 처리구에서 착과율이 86.25%로 높게 나타남에 따라 SCB액비가 생장과 수세에 기여하는 양료 역할을 하는 것으로 판단되며 새로운 비종으로서 대체 효과가 있는 것으로 나타났다.

퇴비화 시설용 천연 악취저감제로의 잣송이 부산물의 활용 가능성에 관한 연구 (Study on the Feasibility of Utilization of Pine Cone Byproduct as a Natural Deodorizing Agent for Composting Process)

  • 천현식;곽정훈;가천흥;박재인;김창혁;라창식
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.129-138
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    • 2007
  • 본 연구에서는 잣송이 부산물을 이용하여 인체와 가축에는 무해한 천연 잣송이 부산물 악취저감제를 제조하고 돈분뇨 퇴비화과정에 적용하여 악취 저감효과와 퇴비화에 미치는 영향을 분석하였다. 잣송이 부산물 악취저감제는 분쇄된 잣송이 부산물, 3종의 미생물(Lactobacillus spp., Alcaligenes spp., Pasteurella spp.) 그리고 무기영양소가 첨가된 당밀수를 혼합하여 수분함량을 55%로 조정한 후 $30^{\circ}C$에서 48시간 배양하여 제조하였다. 실험 처리구는 대조구인 톱밥처리구(T1),톱밥과 3종의 미생물을 혼합한 처리구(T2), 톱밥과 제조된 악취저감제(NDA) 처리구(T3)로 하여 실험실 규모의 반응기 내에서 퇴비화를 진행하면서 실험한 결과 퇴비화 기간 동안 모든 실험구는 최고온도 $55^{\circ}C$ 이상까지 상승하며 병원성 유해미생물들이 사멸되는 퇴비화 적정온도 조건에 부합하였다. 또한 퇴비화 전, 후의 이화학적 성상 변화를 분석한 결과 처리구간 큰 차이가 발견되지 않았으나 제조된 악취저감제를 20%이상 사용시 유기물 분해율이 적어져 퇴비화 과정에서 충분한 온도 상승이 이루어지지 않을 우려가 있을 것으로 판단되었다. 또한 악취저감제 사용 시 퇴비화 과정 중 암모니아 가스 발생에 따른 질소소실이 상대적으로 적어 최종 퇴비물질의 질소함량이 상대적으로 높아짐을 알 수 있었다. 퇴비화 기간 중 암모니아($NH_3$)가스 발생양상을 분석한 결과 황화수소($H_2S$)와 머캅탄($CH_3SH$) 등의 황화합물 가스와는 달리 퇴비화 전 과정을 거쳐 지속적으로 발생함을 알 수 있었다. 퇴비화 반응조에서 발생한 암모니아 가스 농도를 비교할 때 31일 동안 포집된 암모니아의 농도는 T1, T2, T3 각각 12,660 mg/L, 11,598 mg/L, 7,367 mg/L로 잣송이 부산물을 이용하여 제조된 악취저감제를 첨가한 T3에서 암모니아가스의 발생이 확실하게 저감됨을 알 수 있었다. 퇴비화 과정 중 발생하는 머캅탄($CH_3SH$)과 황화수소($H_25$)의 일일발생량과 축적량을 측정한 시험에서 제조된 악취저감제를 첨가한 T3에서는 황화수소 가스와 머캅탄 가스가 크게 감소함을 알 수 있었다. 이러한 결과로 미뤄 잣송이 부산물과 미생물을 혼합하여 제조된 악취저감제의 적량 이용은 퇴비화 과정과 퇴비 품질에 영향을 미치지 않으며 퇴비화 과정 중 발생하는 악취물질을 저감시킬 수 있음을 알 수 있었다.

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골프장 잔디예초물 종류에 따른 퇴비화 과정 중 이화학성 변화와 부숙도 평가 (Changes of Physico-chemical Properties and Maturity Assessment during Composting of Turfgrass Clipping Types from the Golf Courses)

  • 하승명;장기운;한기필;홍주화;이종진
    • 유기물자원화
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    • 제13권4호
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    • pp.89-99
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    • 2005
  • 문화생활의 향상과 더불어 골프를 즐기는 인구는 해를 거듭할수록 꾸준히 증가하고 있다. 이에 따라 골프장 설립도 활발하여 현재 200여개 이상의 골프장이 운영, 건설 혹은 착공을 준비하고 있어 발생되는 잔디예초물의 양도 계속 증가되고 있는 실정이다. 본 연구는 골프장에서 발생되는 잔디예초물을 농업적인 유기자원으로 재활용하기 위하여 호기적정체식퇴비화장치에서 잔디의 종류에 따른 퇴비화를 약 30일간 진행하면서 시료를 채취하여 이화학성을 분석하여 부숙도를 평가하였으며 실험에 사용한 잔디예초물의 초종은 Creeping Bentgrass(CB), Kentucky Bluegrass(KB), Korean Lawngrass(KL)이며 보조재료로는 계분과 탈지강, 처리구는 잔디예초물 초종별로 CB, KB, KL의 세 처리구를 선정하였다. 퇴비화 기간 동안 온도는 급격히 상승하여 약 20일 후 CB, KB, KL 처리구가 각각 ($57.9^{\circ}C$, $67.8^{\circ}C$, $74.3^{\circ}C$)의 최고온도를 보였고, 주 발효기간이 끝나고 30일차 부근에서는 $35.2{\sim}41.6^{\circ}C$로 낮아져 안정화되었다. 처리구의 pH는 상승하여 적정 pH인 6.0~8.5 범위에 준하는 8.25, 7.84, 8.34의 값을 나타내었고, 각 처리구의 C/N 비는 감소하여 11.7~13.5 범위에서 완료하였다. 배추, 상추종자를 이용한 식물독성실험에서는 KL의 G.I.값이 98.7, 78.2로 가장 높은 결과를 보였으며 원형여 지크로마토그래피에서도 KL이 가장빨리 전개되었다. 이러한 결과를 볼 때 KL, CB, KB의 순으로 퇴비의 부숙이 잘 되었으며 비료공정규격에도 모두 적합하였다. 향후에는 양질의 퇴비를 생산하기 위한 잔디예초물의 혼합비율에 따른 퇴비화연구와 작물재배 실증시험 등의 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

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미생물제재를 이용한 혐기성소화조 바이오가스 생산 극대화와 실증화에 관한 연구 (Study on maximization and demonstration of biogas production in an anaerobic digester using a microbial agent)

  • 배상대
    • 문화기술의 융합
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    • 제4권2호
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    • pp.179-183
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    • 2018
  • 요즘 음식물쓰레기를 혐기성소화조에서 바이오가스와 유기성 퇴비를 생산하고자 하는 연구가 늘어나고 있다. 본 연구에서는 음식물쓰레기를 미생물제재로 발효시켜 바이오가스와 퇴비를 생산하기 위한 기초실험을 행하였다. 먼저, 각종 미생물을 조합하여 미생물재제를 개발하고, 이를 음식물쓰레기 Batch실험에서 발생하는 바이오가스 발생량을 확인하였다. 또한 실증플랜트에서 바이오가스 발생량과 퇴비화를 통해 혐기성소화조 바이오가스 생산 극대화와 실증화를 확인하였다.

폐 MDF 퇴비화 사용을 위한 생분해 환경 특성에 관한 연구 (I) (Characteristics of Biodegradation under Composting and Vermiculite Condition)

  • 최철;류지창;양승민;이창구;이석언;강석구
    • 펄프종이기술
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    • 제48권1호
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    • pp.127-133
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    • 2016
  • This study is performed that furniture and interior materials of MDF's (Medium Density Fiberboard) biodegradation properties, and the goal of this study is investigation of possibility of waste-MDF's composting after landfilling. To investigate biodegradation, this study was performed according to KS M ISO 14855-1, and there were two different soil conditions including a compost condition and an activated vermiculite condition as artificial soil. This experiment was tested for 40 days. The measurement of carbon-dioxide generation was processed every 24 hour in 1-2 week, and every 48 hour after 3 week. In the same days, MDF showed 24.4% of biodegradation in compost condition, and 6.2% in activated vermiculite. Also, the reference material of TLC (thin-layer chromatography) grade cellulose showed 26.4%, 11.4% in compost and activated vermiculite respectively. The dilution plate method was performed for biological analysis in the study. This experiment was used for investigation of inoculum's (Bacillus licheniformis) activity. As the result of bioassay, compost has more other germs include inoculum than activated vermiculite in the first week. Especially in the 2nd week, the reference material under the compost condition showed the most germ's activity, and also the biodegradation was the highest. Consequentially, compost condition was able to reduce a performing period of biodegradation testing than activated vermiculite. However, activated vermiculite could be stabilizing errors between repetition.