• 대한환경공학회지
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• 제39권4호
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• pp.186-193
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• 2017

마이크로웨이브(MW)는 유전가열에 의한 열적, 비열적 그리고 이온성 전도 효과를 가지며 높은 에너지 효율을 보이므로 유기성 폐기물의 가용화에 대해 효과적인 방법이다. 본 연구는 고형물 함량이 높은 우분을 대상으로 MW를 이용하여 가용화 최적 조건을 도출하고 이를 토대로 MW의 유전가열 특성을 향상시키기 위해 화학적 촉매물질인 $H_2SO_4$과 NaCl을 첨가하여 우분의 가용화율과 가용화 방법에 따른 biochemical methane potential (BMP)을 평가하였다. 우분 고형물 농도 12%와 MW 출력 800 W 및 설정온도 $40^{\circ}C$ 조건에서 70.5 mg $SCOD_{increased}/kJ$로 에너지 대비 최대 가용화율을 보여주었으며, 이때의 SCOD 농도는 원시료 대비 53.2% 증가하였다. 가용화 최적 조건에서 화학적 촉매로 $H_2SO_4$를 주입하였을 경우 MW 단독 처리 대비 SCOD 농도는 36% 증가하였으며, NaCl을 주입하였을 경우 22.7% 증가하였다. BMP test에서도 우분 원시료 대비 MW를 이용한 가용화는 메탄 생성량이 6.7%, $H_2SO_4$를 주입한 MW 가용화는 13.3%, NaCl을 주입한 MW 가용화는 11.3% 증가하였다. 따라서 마이크로웨이브는 우분의 가용화 전처리에 효율적인 수단이며, 마이크로웨이브의 가용화 효율을 높이기 위해서는 화학적 촉매를 이용할 필요가 있다.

• 한국유기농업학회지
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• 제23권3호
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• pp.583-593
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• 2015

본 연구는 토양의 지력향상과 환경오염을 감소시키고, 안전한 유기축산물의 생산에 기여할 수 있는 유기조사료를 효율적으로 생산하기 위해 대표적인 동계사료작물인 호밀에 콩과 사료작물 혼파와 발효우분을 시용하여 생산성과 사료가치를 평가하고, 가축분뇨의 적정 시용수준을 구명하여 단위면적당 유기 한우의 사육 능력을 추정하고자 하였다. 조단백질 수량은 단파구(평균 353 kg/ha)보다 콩과사료작물 혼파구가(평균 760~786 kg/ha) 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 단파, 사료용 완두 혼파구는 무비구에 비해 질소시비 수준이 증가할수록 높아지는 경향을 보였다. 호밀에 콩과 사료작물 혼파에 따른 조단백질 함량은 단파구(평균 4.93%)보다 혼파구가(평균 8.29~9.90%) 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 질소 시비 수준에 따른 비교에서는 호밀 단파구의 경우 무비구 보다 50 kg N/ha구가 유의하게 높게 나타났다(p<0.05). TDN 함량은 호밀 단파구가 평균 46.86%로 콩과 사료작물 혼파구의 평균 49.96~50.12% 보다 낮은 경향이었고, 특히 질소시비 수준이 150 kg N/ha구에서는 사료용 완두 혼파구가 54.55%로 가장 높게 나타났다(p<0.05). 호밀의 사료가치에 따른 단위면적당 연간 유기가축 사육능력은 단파구(평균 2.26두) 보다 콩과 작물 혼파구가 3.72~4.12두로 유의하게 높은 사육능력을 보였다(p<0.05). 이상의 결과를 종합해 볼 때, 경북남부지역에서 유기 가축사육 능력 증대를 위한 호밀의 생산성과 사료가치 향상을 위해서는 콩과 사료작물의 혼파가 필요하며, 콩과작물 혼파와 함께 가축분뇨의 적정 시용수준 추정은 앞으로 추가 시험과 함께 조사가 더 필요하다고 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제24권2호
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• pp.67-74
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• 2016

본 연구는 고체연료 가공원료로 사용할 우분을 압착하는 방식을 적용하여 수분을 감소시킨 뒤에 성형가공한 우분 고체연료의 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 우분을 압착 처리함에 따라 VS/TS 비율 (총 고형물중 휘발성 고형물 비율)과 수분감소 효과가 높아졌다. 젖소 분의 경우 압착처리에 의해 제거되는 수분의 양은 무게를 기준으로 하여 투입분뇨의 21~26% 수준에 해당하였다. 압착에 의해 분리된 침출수의 비중은 약 1.01이었다. 한우 분의 경우에는 수분 제거량이 약 15~20%(w/w) 수준이었고 이때 발생한 탈리액의 비중은 0.99 수준이었다. 탈수된 우분은 고체연료 가공방법 적용에 의해 쉽게 구(공) 모양의 형태로 가공되었다. 가공된 구 모양의 고체연료를 건조하였을 경우 건조효율은 직경이 작은 경우에 그 효율이 더 높게 나타났다. 고체연료로서의 열량 값은 직경 10~15mm 크기로 가공한 고체연료가 본 시험에서 가공된 다른 크기의 직경을 가진 고체연료보다 상대적으로 더 높은 것으로 분석되었다. 이 결과는 섬유질이 많은 우분의 특성상 10~15mm 크기의 가공품에 섬유소가 잘 부착되기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권1호
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• pp.1-13
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• 2009

농경지내 유입된 다양한 양분원의 양분수지에 대한 정보는 농경지의 지속성을 평가하는데 매우 중요한 요인이다. 본 연구는 질소, 인산 및 칼리의 양분수지를 알아보기 위하여 2005년부터 2007년까지 5작기 동안 인도네시아 서자바섬 Eutric Hapludand에 있는 채소유기재배포장에서 수행되었다. 유기자원으로 우분, 염소분, 계분 및 마분 등 가축분퇴비, 티토니아, 식물잔사 및 크로타라리아 등 10개의 처리를 완전임의구획배치 3반복으로 하였으며, 유기자원의 시용량은 작물반응에 따라 매 작기별로 달리 처리되었다. 가축분퇴비를 ha당 20톤 이상 시용하였을 때, 질소, 인산 및 칼리에 대하여 양의 양분수지를 보였다. 식물잔사를 ha당 20~25톤 또는 티토니아 퇴비를 ha당 5톤 시용하였을 때, 칼리는 음의 양분수지를 나타냈다. 토양 중 유효인산함량은 ha당 25톤 이상의 가축분 퇴비처리에서 증가하였으며, 특히 계분퇴비구에서 가장 높게 나타났다. 결국, 작물의 수량은 질소, 인산 및 칼리함량이 높았던 계분퇴비구에서 가장 높았으며, 식물잔사처리구에서 가장 낮았다. 가축분퇴비의 ha당 12.5톤 시용, 가축분퇴비(12.5톤/ha)와 티토니아 혼합처리 및 티토니아와 식물잔사 혼합퇴비처리구의 작물수량은 ha당 25톤의 가축분퇴비를 시용한 처리구와 비교하였을 때 현저히 감소하는 경향을 보였다. 장기적인 관점으로 볼 때, ha당 25톤의 우분, 염소분 및 마분퇴비 또는 ha당 20톤의 계분퇴비 시용은 유기농 채소생산을 위해 필요로 하는 토양의 비옥도를 유지하는 것으로 판단되었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제13권7호
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• pp.1010-1016
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• 2000

Effect on the bio-mass and nutrient yield of Lemna perpusilla Torry was studied at two nutrient loading frequencies. Six polythene sinks ($6{\times}2{\times}0.5m^{3}$ area) randomly allocated to two treatments having three sinks in each treatment. Each sink containing $6{\times}2{\times}0.35m^{3}$ water body, was changed either daily with 12.6 kg anaerobically fermented cattle manure (effluent) or with 76 kg efluent at six-day interval. Media Kjeldhal-N (40 vs. 36 mg/L; p>0.05) and $NH_3$-N (9 vs 7 mg/L; p<0.05) concentration were higher in daily charged sinks than those charged at six-day interval. However, temperature ($28.48{^{\circ}C}\;vs.\;28.60{^{\circ}C}$) and pH (6.82 vs. 6.84) were sinilar in both groups of sinks. Biomass (93 vs. $80g/m^{2}/d$) and crude protein (1.24 vs. $1.11g/m^{2}/d$) yield were non-significantly (p>0.05) higher in the daily charged than 6-d interval charged ponds. However, dry matter (4.52 vs. 4.15%), organic matter (83 vs. 84%), crude protein (31.4 va. 29.6%) and organic carbon (47 vs. 47%) content were similar in both daily and 6-d interval charged ponds. There were no apparent relationships between the crude protein content of Lemna and the media Kjeldhal-N or $NH_3$-N concentration apparently due to saturated level of nutrient (N in particular). It was concluded that with the level of effluent used for two treatments, nutrient-loading frequency had no significant effect on the biomass and protein yield of Lemna. Technique described here can be used for year-round duckweed production from fermented cattle manure for feeding poultry/fish in smallholder production system.

• 한국토양비료학회지
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• 제47권6호
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• pp.553-557
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• 2014

The steady increase in livestock industry has greatly required the stable production of food and forage crops. As an alternative, rice-forage cropping system has been attempted in several southern areas. The present study was performed to understand whether an application of cattle-manure compost affects soil chemical properties and crop productivity in rice-forage cropping system, rice ${\rightarrow}$ summer oat ${\rightarrow}$ rye, in Jangheong county, south Jeolla province from 2013 to 2014. Treatments was composed of control (no compost), CM1 (compost application before rice transplanting), and CM2 (two-times compost application, before rice transplanting and after rice harvest), and inorganic fertilizers (N, P, and K) were equally dressed in all plots. Yields of rice were not significantly different between treatments, however, oat production was 1.25-fold higher in CM1 and CM2. Nutrient uptake amounts of rye were higher in CM2 than CM1 and control. Total nitrogen in soil was maintained stable level during crop cultivation. And soil organic matter contents in all treatments were increased by crop residue. Available P_2O_5$ and exchangeable K were increased by cattle manure application. Therefore, it suggested that the amount of nutrient by forage crop residue should be considered in rice-forage multiple cultivation.

• 환경영향평가
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• 제17권5호
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• pp.311-320
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• 2008

Reusing livestock manure have various advantages in securing soil organic resources, and since the costs needed for converting them into liquefied fertilizers are relatively moderate compared to normal treatment, such methods are necessary. In this study, the Recycling Capacity Assessment of Gyeonggi-do was carried out by comparing between the fertilizer demands for specific crops based on the cultivation areas and the amount of fertilizer resources that are generated from livestock manure. From this assessment, the possibility of obtaining resources by converting livestock manure into fertilizers were evaluated. The amount generated of Livestock Manure in Gyeonggi-do were evaluated by applying the emission units to the number of livestock manure. And from the amount generated of Livestock Manure, the amount of fertilizer produced from Livestock Manure were calculated by using the fertilizer a component rate. When considering the amount of fertilizer produced from Livestock Manure based on the type of livestock, N 6,626 ton/year, $P_2O_5$ 1,824 ton/year, $K_2O$ 4,480 ton/year were produced from milk cow manure, while N 5,247 ton/year, $P_2O_5$ 2,772 ton/year, $K_2O$ 2,879 ton/year, were produced from beef cattle manure. N 14,924 ton/year, $P_2O_5$ 7,205 ton/year, $K_2O$ 6,750 ton/year were produced from pigs and N 12,651 ton/year, $P_2O_5$ 4,458 ton/year, $K_2O$ 5,542 ton/year were produced by chickens. So the total amount of fertilizers that can be obtained from livestock manure were 3,668 ton/year Nitrogen, 16,259 ton/year phosphate and 19,651 ton/year kalium. And the total fertilizer demands in Gyeonggi-do were Nitrogen 27,200 ton/year, Phosphate 8,853 ton/year, and kalium 13,211 ton/year respectively. Nitrogen which had higher demands than production quantities were considered as limitation factors in crop growth. So the Recycling Capacity Assessment was carried out mainly based on Nitrogen. Since the Nitrogen quantities that can be provided by recycling livestock manure were 3,532 ton/year lesser than the Nitrogen demands, it is estimated that it would be desirable to convert livestock manure into resources. But in order to properly convert the entire livestock manure into organic resources, the seasonal situation that effects the nitrogen demands of crops along with the regional effects due to the industrial structures should be seriously analyzed. In addition, a system that can effectively produce and manage fertilizer should be established.

• 한국산업보건학회지
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• 제26권2호
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• pp.170-177
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• 2016

Objectives: This study was conducted to evaluate the total heavy metals contents and chemical forms in the animal manure compost. Materials and methods: A total of 109 compost samples were collected throughout the country and classified into three groups in accordance with the raw materials; pig manure, poultry manure and mixed(pig+poultry+cattle) manure. The compost samples were analyzed for total metal content and sequential chemical extraction to estimate the quantities of metals. Results: Concentrations of Zn and Cu in several compost samples were higher than the maximum acceptable limits by the Korea Compost Quality Standards. Concentrations of Zn, Cu, and Cd in compost samples were 257~5,102, 68~1,243, and 0.02~2.54 mg/kg respectively, while Cr, Ni, As, and Pb were < 20 mg/kg. The concentrations of heavy metals in pig manure compost were higher than those of both the poultry and the mixed manure compost. The predominant forms for extracted metals were Cr, Ni, Zn, As, and Pb, residual; Cu, organic; and Cd, carbonate. Conclusions: Results indicate that the Zn and Cu contents in compost were higher than other heavy metals and the heavy metal contents were greater in pig manure compost followed by mixed and poultry manure compost. To prevent the accumulation of heavy metals in soil where animal manure compost is applied, strategy for reducing heavy metal concentrations in animal manure and compost must be considered.

• 유기물자원화
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• 제27권2호
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• pp.41-49
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• 2019

가축분뇨 유래 온실가스 배출량은 상당하며, 특히 저장 기간 중에 메탄을 포함한 상당량의 온실가스가 배출된다. 본 연구에서는 고형물 농도가 높은 우분의 저장 시 메탄 배출량 저감을 위해 낮은 온도 저장의 영향을 살펴보았다. 우분이 60일 저장되는 동안 배출된 최대 메탄의 양은 $35^{\circ}C$ 조건에서 $63.6{\pm}3.6kg\;CO_2\;eq./ton\;CM$으로 나타났으며 저장온도가 30, 25, 20, $15^{\circ}C$로 낮아질수록 각각 $51.6{\pm}1.8$, $24.1{\pm}4.4$, $14.9{\pm}0.5$, $3.7{\pm}0.1kg\;CO_2\;eq./ton\;CM$으로 감소하였다. 우분을 $35^{\circ}C$에서 저장하는 동안 30%의 COD가 감소하였지만 $15^{\circ}C$에서는 단 6%의 COD만이 감소되어 우분 내 유기물의 손실은 저장온도가 높을수록 증가하였다. 제거된 COD의 3~10%만이 메탄으로 전환이 되었으며 대부분은 호기 분해에 의해 진행된 것으로 사료된다. 우분의 주요 우점종으로는 Methanobrevibacter과 Methanolobus이 발견되었고 저장온도가 낮아질수록 저온 메탄생성균인 Methanolobus psychrophilus의 우점율(48%, $15^{\circ}C$)이 증가하였다. 수소를 이용한 SMA 실험 결과, 25, $15^{\circ}C$에서 저장한 메탄생성균의 지체기간은 10~11일, 최대 메탄생성속도는 22 mL/g VSS/d으로 $35^{\circ}C$에 저장한 경우(1일, 12~17 mL/g VSS/d)보다 지체기간은 증가하였지만 메탄생산속도는 높은 것으로 나타났다. 이런 결과로 미루어보아 저온저장은 메탄생성균에게 일시적인 저해는 줄 수 있지만, 적절한 조건이 주어지면 그 활성도는 다시 회복될 수 있음을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.141-150
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• 2022

가축분뇨의 대량 발생에 따른 환경적 부담을 완화하기 위해 가축분뇨의 열분해를 가축분뇨 처리 방법 중 하나로 제시하였다. 탄소 활용 측면에서, 열분해는 분뇨로부터 유용한 탄소 기반 물질을 생산할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구는 우분 열분해 과정에서 이산화탄소 적용에 따른 합성가스 발생 특성을 연구하기 위해 수행되었다. 실험결과, 이산화탄소 조건에서 600 ℃이상에서 일산화탄소 가스 발생량이 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 이산화탄소와 우분 유래 휘발성물질의 균질반응에 기인한다. 우분 열분해 시 합성가스 증대를 위해, Co/SiO₂를 활용하여 촉매 열분해 실험을 추진하였다. 촉매를 이용한 우분 열분해 시 합성가스인 수소와 일산화탄소가 모든 온도 영역에서 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 이를 통해 이산화탄소가 가축분뇨 열분해를 통한 합성가스 생산에 활용 가능함을 알 수 있었다.