• Environmental Engineering Research
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• 제21권1호
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• pp.69-73
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• 2016

Generation of food waste is a serious issue that needs to be addressed worldwide. Developing suitable treatment methods while generating energy (methane) is a common practice for sustainable treatment of waste. In this study, methane generation by food waste was investigated in mesophilic and thermophilic regimes at various hydraulic retention times (HRTs) and organic loading rates (OLR). In temperature regimes, influent concentrations and HRTs ranged from 30 to 110 g COD/L and 18 to 30 days, respectively, which corresponding to an OLR of 1.0 to $6.1kg\;COD/m^3-d$. Better methane production and organic removal was observed under thermophilic conditions because of the enhanced hydrolysis of complex polymers and microbial activity at higher temperature. The peak methane productivities attained in thermophilic and mesophilic regimes were 1.30 and $0.99m^3/m^3-d$, respectively. The maximum methane yields were achieved at 50 g COD/L and HRT of 24 d in both cases, and the values were 264 and $221m^3/ton$ COD, respectively. The results of this study will facilitate the development of sustainable methane production technologies using food waste as a feedstock.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권1호
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• pp.52-59
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• 2013

The nutritional requirements for the maximum production of lipopeptides by Bacillus subtilis N7 (B. subtilis N7) were investigated and optimized using response surface methodology (RSM) under shake flask fermentation. A one-factor-at-a-time experimental setup was used to screen carbon and nitrogen sources. A Plackett-Burman design (PBD) was employed to screen the most critical variables for lipopeptides production amongst ten nutritional elements. The central composite experimental design (CCD) was finally adopted to elucidate the composition of the fermentation medium. Statistical analyses (analysis of variance, ANOVA) of the results showed that KCl, $MnSO_4$ and $FeSO_4{\cdot}6H_2O$ were important components and that their interactions were strong. Lipopeptide production was predicted to reach 709.87 mg/L after a 60 h incubation using an optimum fermentation medium composed of glucose 7.5 g/L, peanut oil 1.25 g/L, $MgSO_4$ 0.37 g/L, $KH_2PO_4$ 0.75 g/L, monosodium glutamate 6.75 g/L, yeast extract and $NH_4Cl$ (5:3 w/w) 10 g/L, KCl 0.16 g/L, $FeSO_4{\cdot}6H_2O$ 0.24 mg/L, $MnSO_4$ 0.76 mg/L, and an initial pH of 7.0. Lipopeptide production ($706.57{\pm}3.70$ mg/L) in the optimized medium confirmed the validity of the predicted model.

• 자원리싸이클링
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• 제18권6호
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• pp.10-17
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• 2009

과열 증기를 이용하여 생활 폐기물내 유기성 성분의 분해를 수행하고 폐기물의 특성 및 반응 시간이 폐기물의 분해율에 미치는 영향을 살펴보았다. 과열 증기를 이용한 분해 후 음식 및 폐지와 같은 생분해성 유기 성분은 쉽게 분해되었고 생분해성 유기 성분중 나무와 석유계 유기성 성분인 플라스틱, 금속과 같은 무기성 성분이 분해되지 않은 상태로 남아 쉽게 분리가 가능한 상태를 형성하였다. 입자의 크기 변화를 살펴본 결과 폐기물 내 생분해성 유기 성분이 적을수록 짧은 반응 시간에도 높은 입자 크기 감소를 보였으며 반응 시간이 60분 이상에서 최대 90% 이상의 입도 감소를 나타내었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제39권4호
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• pp.366-376
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• 2014

Purpose: In the process of anaerobic digestion, stirring of the digester and feeding of organic waste into the digester have been considered important factors for digestive efficiency. The objective of this study was to determine the most appropriate conditions for both stirring interval of the digester and organic feeding frequency in order to improve anaerobic digestion performance. Methods: A 5-L anaerobic digester was used to conduct continuous batch tests to process swine manure and food waste. Four different stirring intervals of the digester were used: 5 min/h, 10 min/2 h, 15 min/3 h, and 20 min/4 h. Results: The application of swine manure to the digester every 5 min/h resulted in the highest production of biogas as well as the highest removal rates of volatile solids (VS) and total chemical oxygen demand. Stirring the digester with a mixture of swine manure and food waste at intervals of 5min/h and 10min/2 h produced the highest biogas yields of 515.3 mL/gVS and 521.1 mL/gVS, respectively. To test different supply frequencies, organic waste was added to the digester in either a 12-hor 24-h cycle. The 24-h cycle produced 1.5-fold greater biogas production than that during the 12-h cycle. Conclusions: Thus, from the above results, to optimize anaerobic digestion performance, the ideal stirring condition must be 5min/h for swine manure feeding and 10min/2h for co-digestion of food waste and swine manure in a 24-h cycle.

• KSBB Journal
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• 제14권5호
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• pp.550-560
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• 1999

There have been many research efforts on biofilter modeling including Ottengraf et al. who derived a model equation for the concentration profile of pollutants(e.g., VOCs) in the biolayer and solved their outlet concentration of the waste gas stream through biofilter. However, for most of research works done so far, the effects to explain the effect of adsorption of organic particles to medium(i.e., adsorbent) have been ignored. In this work biofilter modeling accompanying process lumping has been proposed and the theoretical effect of adsorption property of the medium, on the biofilter performance of eliminating organic components in waste gas stream, is intensively discussed.

• 유기물자원화
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• 제8권1호
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• pp.83-89
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• 2000

There is no simple method to solve livestock waste problems satisfactorily. For a successful solution, various methods should be well organized orderly depending upon the situation. Even in the livestock waste management, integrated waste management principle should be applied. Minimization of livestock waste generation is the first priority. It is also important to distribute fairly livestock farms throughout the nation. Efficient management of permit system is equally important. Permit should be given only when the farmer have enough grass-land on which the farmer can apply more than two thirds of livestock waste generated or when the farm have an anaerobic digestor in which store livestock waste generated for at least 3 months. In principle, livestock waste should be treated in the farm and it is desirable to operate composting facilities in the farm site too.

• 한국유기농업학회지
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• 제13권3호
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• pp.281-289
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• 2005

In order to find out an alternative way of analysis of food waste compost, the Near Infrared Reflectance Spectroscopy(NIRS) was used for the compost assessment because the technics has been known as non-detructive, cost-effective and rapid method. One hundred thirty six compost samples were collected from Incheon food waste compost factory at Namdong Indurial Complex. The samples were analyzed for nitrogen, organic matter (OM), ash, P, and K using Kjedahl, ignition method, and acid extraction with spectrophotometer, respectively. The samples were scanned using FOSS NIRSystem of Model 6500 scanning mono-chromator with wavelength from $400\~2,400nm$ at 2nm interval. Modified partial Least Squares(MPLS) was applied to develop the most reliable calibration model between NIR spectra and sample components such as nitrogen, ash, OM, P, and K. The regression was validated using validation set(n=30). Multiple correlation coefficient($R^2$) and standard error of prediction(SEP) for nitrogen, ash, organic matter, OM/N ratio, P and K were 0.87, 0.06, 0.72, 1.07, 0.68, 1.05, 0.89, 0.31, 0.77, 0.06, and 0.64, 0.07, respectively. The results of this experiment indicates that NIRS is reliable analytical method to assess some components of feed waste compost, also suggests that feasibility of NIRS can be Justified in case of various sample collection around the year.

• 유기물자원화
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• 제9권2호
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• pp.58-65
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• 2001

매립지의 재자연화와 조경을 위한 토양을 폐기물을 원료로 하여 생산하기 위해서 폐 콘크리트에 여러 가지 유기성 폐기물을 혼합하였다. 이 혼합물이 식물의 성장토로 사용될 수 있는 지의 여부를 알기 위해서 혼합물의 고형물과 침출수에 함유된 물질을 독일의 폐기물학회에서 규정한 항목에 따라서 분석, 평가하였고, 이 혼합물에 식물실험을 하여 수확량을 측정하였다. 실험의 결과 이 혼합물은 매립지의 재자연화를 위한 최종복토용으로, 경우에 따라서는 공원이나 정원의 조경용으로 사용될 수 있고, 폐 콘크리트 85%, 하수슬러지 10% 그리고 제지슬러지 5%의 혼합물이 가장 효과적이었다.

• 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.

• 유기물자원화
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• 제24권4호
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• pp.11-20
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• 2016

천연자원의 고갈과 온실가스의 감축은 우리가 당면하고 있는 현안이다. 이러한 이유로 폐기물의 재활용은 국제사회적으로도 큰 관심사이며, 국내에서도 비용 대비 효과적인 처리 및 재활용 기술의 개발이 지속적으로 이루어져야 하는 과제를 안고 있다. 본 연구에서는 유기성 폐기물의 처리 및 재활용에 따른 비용원단위 등을 비교 분석 함으로써 효과적인 자원화 방안에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서 조사된 유기성 폐기물은 폐수처리오니류, 공정오니, 동 식물성 잔재물 등이며, 해당 폐기물을 배출하는 80개 사업장을 대상으로 처리현황 및 처리비용을 조사하였다. 유기성 폐기물의 경제성 있는 적정 처리방법은 퇴비화와 시멘트 부원료로 사용되는 것으로 나타났다. 유기성 폐기물의 성상, 유해물질 등에 따라 경제성 분석이 다를 수 있겠지만, 조사대상 업체로부터 현실적인 폐기물의 처리결과를 바탕으로 분석하였다. 특히, 유기성 폐기물을 퇴비화 제품으로 재활용한다면, 비료의 원료가격 등이 상승됨에 따라 비료가격은 증가 추세로 보이기 때문에 경제적인 효과가 있을 것으로 판단된다. 유기성 폐기물의 안정적인 처리 및 재활용을 위해서는 폐수처리오니 등 유해특성을 갖고 있는 폐기물과 유기성 폐기물의 재활용 처리시 기술적 어려운 점인 악취, 침출수, 이물질에 대한 기술적인 노력을 기울여야 할 것이다.