• 유기물자원화
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• 제9권4호
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• pp.117-124
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• 2001

본 연구는 각 업종별로 배출되는 음식물쓰레기의 다양한 성상 및 그 특성을 분석하여 검토함으로서 그 특성에 맞는 적절한 처리방안과 설계단계에 있어서 기초자료로 활용하기 위하여 실시하였다. 전체적으로 업종별로 성상이 차이가 있었고, 일식업소가 다른 업소에 비교하여 많은 차이를 보였다. 조성면에서는 채소류가 가장 많이 차지하였고 또한 계절에 따라 채소류의 함량은 차이가 많았다 이물질은 조개껍질류가 가장 많았으며, 요식업소에서 배출되는 이물질 비율이 공동주택에서 보다 높아 사전분리가 필요한 것으로 조사되었다. 염분은 일식업소에서 가장 높았고, 대부분의 업소에서는 1% 전후로 자원화에 바람직하지 않지만, 전단계에서 세척공정을 둔다면 큰 문제가 없을 것으로 사료되었다. 사료성분은 조섬유가 28%, 조단백질이 25%, 조지방이 11%로 나타났다. 유해균 및 중금속에 대한 분석도 동시에 실시하였으나, 병원성미생물은 검출되지 않았고, 각종 유해물질은 규제농도이하 값을 보였다. 각종 성상의 분석결과, 자원화에 있어서 계절요인과 요식업소와 공동주택의 수거비율을 설계에 반영하는 것이 필요하며, 공동주택은 부패 등의 문제로 인하여 사료화보다는 퇴비화가 적합하고, 요식업소중 중식, 분식, 집단급식업소 등에서 배출되는 음식물쓰레기는 사료화가 유리한 것으로 평가되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제10권4호
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• pp.275-280
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• 2001

In an attempt to evaluate the possibility of producing an organic fertilizer using sediments from coastal farming areas, the chemical composition, bacteriological quality and heavy metals in the sediments alkalized by conditions : a 1:4 mixture of dry sediment to food wastes and the addition of 30% quicklime to the mixture. According to the classification standard for compost constituent by Higgins, all composts had a low or intermediate grade in T-N and $K_2O$ content, a low grade in $P_2O_5$ and a high grade in CaO and MgO content. Stabilization by quicklime and magnesium hydroxide is likely to inhibit th bacterial decomposition of organic matter and the actigity of pathogenic organic. Raising the pH of stabilized sediment to 12 for 2 hours(PSRP criteria of EPA) allowed 99.99% of the coliform group, fecal group and viable cell count to be reduced. the results suggested that the crude fertilizer produced by alkaline stabilization method was innoxious and thereby the sediments from coastal farming areas could be used as organic fertilizer.

• 유기물자원화
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• 제13권3호
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• pp.97-104
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• 2005

본 연구에서는 폴리에스테르 비닐과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 분해에서 수분 함량, pH, 연소시 무게에 대하여 조사하였다. 폴리에스테르 비닐은 30일 동안의 음식물 쓰레기의 미생물에 의하여 분해가 이루어졌으나, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 분해가 전혀 이루어지지 않았다. 폴리에스테르계 생분해성 비닐은 음식물의 미생물에 의하여 10일후에 급속하게 분해가 일어났으며, 그 결과 무게가 감소함을 나타내었다. 연소반응의 $300^{\circ}C{\sim}600^{\circ}C$ 사이에서는 완전연소가 이루어졌으며, 음식물 속의 미생물에 의한 분해로 인하여 pH는 4.26에서 7.6으로 증가하였다. 그리고 poly ester vinyl은 60일 동안의 운전에서 90% 이상의 분해가 이루어졌다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권6호
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• pp.482-493
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• 2005

Biomass is originally photosynthesized from inorgainic compounds such as $CO_2$, minerals, water and solar energy. Recent studies have shown that anaerobic bacteria have the ability to convert recalcitrant biomass such as cellullosic or chitinoic materials to useful compounds. The biomass containing agricultural waste, unutilized wood and other garbage is expected to utilize as feed, food and fuel by microbial degradation and other metabolic functions. In this study we isolated several anaerobic, cellulolytic and chitinolytic bacteria from rumen fluid, compost and soil to study their related enzymes and genes. The anaerobic and cellulolytic bacteria, Clostridium thermocellum, Clostridium stercorarium, and Clostridium josui, were isolated from compost and the chitinolytic Clostridium paraputrificum from beach soil and Ruminococcus albus was isolated from cow rumen. After isolation, novel cellulase and xylanase genes from these anaerobes were cloned and expressed in Escherichia coli. The properties of the cloned enzymes showed that some of them were the components of the enzyme (cellulase) complex, i.e., cellulosome, which is known to form complexes by binding cohesin domains on the cellulase integrating protein (Cip: or core protein) and dockerin domains on the enzymes. Several dockerin and cohesin polypeptides were independently produced by E. coli and their binding properties were specified with BIAcore by measuring surface plasmon resonance. Three pairs of cohesin-dockerin with differing binding specificities were selected. Two of their genes encoding their respective cohesin polypeptides were combined to one gene and expressed in E. coli as a chimeric core protein, on which two dockerin-dehydrogenase chimeras, the dockerin-formaldehyde dehydrogenase and the dockerin-NADH dehydrogenase are planning to bind for catalyzing $CO_2$ reduction to formic acid by feeding NADH. This reaction may represent a novel strategy for the reduction of the green house gases. Enzymes from the anaerobes were also expressed in tobacco and rice plants. The activity of a xylanase from C. stercorarium was detected in leaves, stems, and rice grain under the control of CaMV35S promoter. The digestibility of transgenic rice leaves in goat rumen was slightly accelerated. C. paraputrificum was found to solubilize shrimp shells and chitin to generate hydrogen gas. Hydrogen productivity (1.7 mol $H_2/mol$ glucos) of the organism was improved up to 1.8 times by additional expression of the own hydrogenase gene in C. paraputrficum using a modified vector of Clostridiu, perfringens. The hydrygen producing microflora from soil, garbage and dried pelletted garbage, known as refuse derived fuel(RDF), were also found to be effective in converting biomass waste to hydrogen gas.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권2호
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• pp.92-99
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• 2000

음식물쓰레기 퇴비 시용이 논 토양과 밭 토양의 Na집적에 미치는 영향을 비교하고자 실내 항온 실험을 하였다. 음식물쓰레기 혼합비율을 달리하여 부숙시킨 6종의 음식물쓰레기 퇴비를 처리하여, 논 토양은 담수조건으로, 밭 토양은 포장용수량 상태로 $25^{\circ}C$에서 항온시켰다. 음식물쓰레기 혼합비율이 높은 퇴비일수록 Na 함량과 EC가 높았다. 음식물쓰레기 퇴비의 양이온 무기화 율은 논과 밭 토양 간에 차이가 없었으며, Na, K, Mg 및 Ca가 각각 99, 94, 71 및 55%로서 Na>K>Mg>Ca 순으로 높았다. NaCl 함량이 높은 퇴비를 시용할수록 논과 밭 토양에서 공히 SAR과 ESP가 고도의 유의성 ($R^2=0.99$)을 가지고 직선적으로 증가하였다. SAR과 ESP 증가율은 논 토양에 비해 밭 토양에서 2.3배 높았다. 이 차이는 SAR분석 시 실제 상황을 감안하여 논 토양은 담수 상태의 토양용액을 사용하였던 반면, 밭 토양은 포화추출용액을 사용하므로써, 토양:물 비가 크게 달라서 일어나는 회석효과 때문으로 판단되었다. SAR 계산 시 분모로 사용되는 논 토양의 $([Ca^{2+}+Mg^{2+}]/2)^{1/2}$은 음식물쓰레기 퇴비 처리들 간에 2.1~2.4로 별 차이가 없었 던 반면, 분자로 사용되는 [$Na^+$]는 3.1~9.5로 편차가 컸다. 따라서 토양 Na집적을 고려한 음식물쓰레기 퇴비 품질 평가 시, Ca와 Mg 함량을 무시하고 Na 함량 만 사용할 것을 제안하였다. 토양 Ex. Na함량은 ESP와 고도의 유의성이 있는 직선관계를 보여, 새로운 토양 Na 집적 지표로 토 Ex. Na 함량을 제안하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.391-396
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• 2010

본 연구에서는 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 악취폐가스의 대표적인 제거대상 오염원인 암모니아의 효율적 처리를 위하여, 여러 운전 조건 하에서 동 부피의 폐타이어담체와 compost를 충전하고 반송슬러지를 고정한 바이오필터의 암모니아 제거 특성을 조사하고 바이오필터공정의 적정운전조건을 구축하였다. 암모니아를 함유한 폐가스의 처리를 위하여 바이오필터를 30일(2회/1일의 회수로 총 60회 실험) 동안 약 $30^{\circ}C$의 온도조건 하에서 암모니아부하를 $2.18g-N/m^3/h$부터 $70g-N/m^3/h$ 까지 증가시키면서 운전하였다. 바이오필터를 가동하여 I부터 IV 단계까지는 암모니아 제거율이 거의 100%로서, 암모니아부하가 $17g-N/m^3/h$에 이르기까지 거의 모든 암모니아가 제거되었으나, 바이오필터 운전 V 단계에서 암모니아부하를 약 $35g-N/m^3/h$로 증가시켰을 때에 암모니아제거율은 약 80% 정도로 급락하여 암모니아 제거용량이 약 $28g-N/m^3/h$이었다. 그러나 바이오필터 운전 VI 단계에서 암모니아부하를 약 $70g-N/m^3/h$로 두 배로 증가시켰을 때에도 암모니아제거율은 80%를 유지하여 최대암모니아 제거용량이 약 $55g-N/m^3/h$에 달하였다. 이와 같이 본 연구의 최대 암모니아 제거용량은, 분뇨슬러지를 유기담체인 rock wool에 접종하고 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 최대 암모니아 제거용량인 $1,200g-N/m^3/day$(i.e., $50g-N/m^3/h$)보다 다소 우월하였다. 그러나 본 연구의 암모니아 질소 임계부하는 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 암모니아 질소의 임계부하인 $810g-N/m^3/day$(i.e., $33.75g-N/m^3/h$)에 미치지 못하였다. 본 연구의 최대 암모니아 제거용량이 Kim 등보다 우월한 이유는 Kim 등에 의하여 사용된 미생물담체보다 본 연구에서 사용한 미생물담체인 폐타이어담체의 코코넛 활성탄분말로 도포된 표면 및 발달된 내부공극이 각각 질산화 및 탈질 미생물이 고정화되기 더욱 쉬운 환경을 제공하기 때문이라고 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제13권1호
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• pp.100-114
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• 2005

한 해 발생량이 약 1억톤(2003년도 기준)에 달하는 유기성 폐기물은 '생물에 유래한 동식물성의 폐기물로서 유기물 함량이 40%이상인 폐기물'로 정의된다. 이러한 유기성 폐기물은 종류 및 발생원이 다양하고, 관리주체가 환경부, 농림부, 산림부 등 각 기관으로 분산되어 있기 때문에 정확한 발생량조차 파악이 어려우며, 무엇보다 이처럼 다원화 된 관리주체 하에서 각 폐기물 특성에 따른 적절한 관리 및 처리가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 유기성 폐기물의 자원화체제의 구축을 위해서는 통합관리체계의 수립이 필요하며, 여기서 말하는 통합관리시스템은 다양한 의미를 가지게 된다. 우선적으로 관리측면에서는 여러 기관으로 분산되어 통계 규제되고 있는 유기성폐기물을 일원화하는 통합관리, 둘째는 성상이 유사한 폐기물을 혼합하여 서로 특징을 상호보완하도록 하는 통합관리, 자원화시스템을 일방적인 하나의 방법이 아닌 다양한 방법을 지자체별로 설치하게 하여 자원화대상물질, 최종생성물 면에서 통합 관리하는 것을 뜻한다. 이러한 통합관리체계의 구축을 위해서는 기본적으로 통계시스템 혹은 그 외에서 관리되고 있는 유기성폐기물의 특성, 발생 및 처리현황을 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 6가지 종류(음식물류폐기물, 하수슬러지, 폐수처리 슬러지, 분뇨처리슬러지, 축산분뇨, 동식물성잔재물)의 유기성 폐기물과 이들 유기성 폐기물을 원료로 하여 생산된 3종류의 자원화 제품(퇴비, 사료, 혐기성소화 잔재물)에 대한 물리 화학적 성상 분석을 실시하였으며, 이 결과를 토대로 하여 각 폐기물 간 특성 및 상관성 분석을 통해 유기성폐기물의 통합관리 구축에 있어서 요구되는 각 폐기물의 자원화 가능성에 대해 고찰 하였다. 이러한 자료는 향후 유기성 폐기물 통합관리 구축에 있어 중요 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국환경농학회지
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• 제20권3호
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• pp.135-142
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• 2001

가정에서 발생되는 퇴비화 가능한 폐기물 중 종이류 및 골판지 등을 제외한 것을 퇴비화 용기에 투입하기 전에 주방용 야채 분쇄기로 잘게 분쇄한 것(Case III)과 가정에서 비용을 들이지 않고 간단하게 실행할 수 있는 방법인 손으로 대충 찢는 것(Case II)으로 퇴비화하면서 분해율과 생산된 퇴비의 이${\cdot}$화학성을 조사하였다. 퇴비화과정 중 퇴비화용기의 습윤 및 건조 상태 잔류 퇴비화물질의 양에 대한 회귀직선식들은 각각 $R^2$ 값이 0.95 및 0.90 이상으로 이들 식들을 이용한 잔류 퇴비화물질의 양에 대한 예측이 가능하였다. 하루 전체 퇴비화물질의 무게 감소율은 Case II와 III의 경우 각각 6.82% 및 6.93%이었으나 투입된 퇴비화 가능한 가정 폐기물만에 대한 하루 무게 감소율은 56.43% 및 53.30%로 하루 전체 퇴비화물질의 무게 감소율보다 대단히 높았다. 하루 전체 퇴비화물질의 분해 율은 Case II와 III의 경우 각각 8.81% 및 7.70%이었으나 투입된 퇴비화 가능한 가정 폐기물만에 대한 하루 분해율은 각각 19.26% 및 22.95%로 주방용 야채 분쇄기로 거의 죽 상태로 분쇄하였을 경우(Case III) 분해율이 약간 높았다. 생산된 퇴비 중 이${\cdot}$화학적 특성은 Case II와 III의 경우 예상된 바와 같이 큰 차이는 없었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권2호
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• pp.100-108
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• 2000

음식물쓰레기 퇴비 시용이 담수 조건의 벼 생육과 수량, 체내 양이온 균형 및 토양의 Na 집적 등에 미치는 영향을 밝히고자 폿트 실험을 하였다. 처리로는 무처리, NPK, NPK에 NaCl을 3수준(300, 600, $900kgha^{-1}$)으로 시용한 처리, 음식물쓰레기 퇴비와 돈분발효 퇴비를 각각 3수준(30, 60, $90Mgha^{-1}$)으로 한 처리 등을 두었다. 음식물쓰레기 퇴비는 $Na_2O$ 함량이 2.2%로 높았다. 이앙 직후 활착기간 중 음식물쓰레기 퇴비 $40Mgha^{-1}$ > NPK+NaCl $900kgha^{-1}$ > 음식물쓰레기 퇴비 $20Mgha^{-1}$ 순으로 심한 위조 현상을 보였으며, 그 원인으로 판단되는 토양용액 중의 EC와 유기산 함량이 음식물쓰레기 되비 $40Mgha^{-1}$ 처리에서 매우 높았다. NaCl을 $900kgha^{-1}$까지 시용하여도 대조구인 NPK구에 비하여 유의성 있는 수확기 건물중의 감소가 일어나지 않았다. 음식물쓰레기 퇴비 시용은 시용량에 관계없이 수확기 건물중을 감소시킨 반면, 돈분발효퇴비는 $40Mgha^{-1}$까지 시용량이 증가될수록 건물중을 증가시켰다. NPK + NaCl처리들과 음식물쓰레기 퇴비 처리들에서 Na 시용량이 증가될수록 수확기 식물체 중 Na 함량이 직선적으로 증가되었다. Na 당량비도 Na 함량과 같은 경향이었으며, Na 당량비와 K 당량비 사이에는 고도의 유의성있는 부의 상관관계를 보였다. Na와 K의 당량비 및 Na/K 당량비 비율은 처리간 편차가 매우 컸던 반면, Na+K 당량비 합은 편차가 적어 상당부분 Na의 K에 대한 생리적 대체가 인정되었다. Na 이용률은 NaCl과 음식물쓰레기 퇴비 처리들에서 12~22%를 나타내었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권3호
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• pp.277-284
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• 1998

음식물쓰레기의 퇴비화는 일견 가장 합리적 수단처럼 보이나, 퇴비로 이용하기에는 음식물쓰레기중 NaCl의 함량이 현저히 높다. 그러한 관점에서 음식물쓰레기퇴비의 NaCl이 토양 및 작물생육에 미치는 영향을 검토하기 위하여 0~9% 범위로 조정한 NaCl 함유퇴비를 ha당 20 Mg 비율로 비닐하우스내 토양에 시용하여 상추를 재배시험한 결과는 다음과 같다. 퇴비 중 NaCl 함량이 증가할수록 생육 및 수량이 떨어졌으며, NaCl 3% 이상에서는 NaCl 함량 증가에 따라 고사주 발생이 심하였다. 정식후 20일째 상추 생육량은 퇴비중 NaCl 1% 까지는 5% 감소로 대조구와 별 차이가 없었던 반면 3% 이상에서는 생육량 감소가 심하게 나타났으나 정식후 40일째의 수량은 퇴비중 NaCl 함량 3% 까지도 대조구와 동일하였다. 퇴비의 NaCl 함량 증가로 상추의 Na 흡수량은 증가하였고, 정식 20일째에는 기타 양이온의 흡수가 감소한 반면, 정식 40일째에는 기타 양이온의 흡수가 증가하였다. 0.5~9% 범위의 NaCl 함유퇴비시용에 따른 상추의 Na 이용율은 1.1~2.6% 범위로서 현저히 낮았다. 퇴비의 NaCl 함량이 증가할수록 치환성 Na와 ESP가 증가하는 경향으로서 NaCl 6%와 9% 함유 퇴비구에서의 토심 0~15 cm의 ESP는 11.0과 14.9를 나타내었으며, NaCl 1~3% 함유 퇴비구에서도 토심 0~45 cm의 ESP가 6정도를 나타내었다. NaCl 함유 퇴비 시용에 따른 상추의 생육, 수량 및 고사율, 토양의 치환성 Na 및 ESP의 변화를 종합하여 볼 때 퇴비의 NaCl 함량은 1% 이상을 넘지 않아야 할 것으로 판단되었다.