부산물 활용 발효 유기질비료 처리에 따른 유기 상추 토양 특성 및 수량에 미치는 영향

안난희,이상민,황현영,박상구,이초롱 유기성자원학회 2021 유기물자원화 Vol.29 No.3

This study aimed to develop an alternative organic fertilizer to castor oil cake-based fertilizers. To assess the nutrient effect of the developed fermented mixed organic fertilizers, the yield of lettuce and soil characteristics after growth were analyzed and compared to those of a trial using a mixed expeller cake fertilizer. Two fermented mixed organic fertilizers, FA and FB, each containing 5.0% nitrogen, 2.6% phosphate, and 1.4% potassium, were produced by mixing different ratios of rice bran, dried distillers grains, sesame oil meal, and fish meal. This study was conducted with six trials: untreated, mixed expeller cake fertilizer, and the fermented mixed organic fertilizers FA and FB. Based on the amount of nitrogen fertilization (70 kg ha-1) on the lettuce, the fermented mixed organic fertilizers FA and FB were applied at 100% and 150%, respectively, and the mixed oil cake was applied at 100%. As the amount of treatment increased, there was no significant difference except the number of leaves in FA treatment. The yields from the FA100 and FB100 treatments were 38.2 and 40.8 Mg ha-1, respectively, which was not significantly different from that of the mixed expeller cake fertilizer treatment at 38.3 Mg ha-1. In addition, the nitrogen uptake and utilization efficiency of the lettuce were not significantly different between mixed expeller cake fertilizer and fermented mixed organic fertilizer treatments. Analysis of the chemical properties of the soil after the trial showed that he mixed expeller cake fertilizer treatment showed the lowest pH. There were no significant differences in electrical conductivity, content of soil organic matter, available phosphate, and exchangeable cation among the fertilizer treatments. However, the bacterial and actinomyces density was higher in the soil from the fertilizer trials than in the non-fertilizer trials. These results indicated that the two tested fermented mixed organic fertilizers had nourishing effects and soil characteristics that were similar to those of the mixed expeller cake fertilizer. Thus, farmers can use these fermented mixed organic fertilizers as alternatives to castor oil cakes for the cultivation of organic lettuce. 본 연구는 연구는 아주까리유박을 주원료로 제조되는 유기질비료의 대체자재의 개발 목적으로 혼합유기질발효비료의 양분공급 효과 검증을 위해, 시용 후 상추의 생육 및 토양 특성을 혼합유기질과 비교 분석하였다. 혼합유기질 발효비료는 미강, 주정박, 참깨박, 어분의 혼합비율을 달리하여 비료성분이 질소 5.0, 인산 2.6, 칼리1.4%인 혼합유기질 발효비료 2종 (FA, FB)를 제조하였다. 본 시험은 무처리, 혼합유기질, 혼합유기질 발효비료 처리구로 설정하였으며, 시비량은 시설재배 상추의 표준시비량의 질소기준으로 (70kg ha-1) 혼합유기질 발효비료 FA와FB는 100, 150% 수준, 혼합유기질은 100%로 설정하였다. 상추 생육은 혼합유기질 빌효비료 처리량이 증가할수록FA 처리구의 엽수를 제외하고는 유의차는 없었다. 수량은 FA100, FB100 처리구가 각각 38.2, 40.8 Mg ha-1으로 혼합유기질 처리구 (38.3 Mg ha-1)와 유의한 차이는 없었다. 상추의 질소 흡수량과 이용 효율은 혼합유기질과 혼합유기질 발효비료처리구와 유의적인 차이는 없었다. 시험 후 토양 pH는 무비구를 제외하고 시험 전에 비해 다소 낮아지는 경향을보이며 처리구 중 혼합유기질 처리구의 변화가 크게 나타났다. 전기전도도, 토양유기물, 유효인산 및 치환성 양이온함량은 처리간의 유의적인 차이는 없었다. 또한 토양의 세균과 방선균 밀도는 무비구에 비해 비료 처리구가 높게나타났다. 상기 결과를 종합할 때, 제조한 혼합유기질 발효비료 2종은 혼합유기질과 대등한 양분공급 효과와 토양특성을 확인하였으며 상추 재배를 위한 아주까리유박 대체 자재로 유기재배 농가에서 활용 가능한 것으로 판단된다.

Fe(II)/PDS 산화공정과 유기응집제를 조합한 하수슬러지 개량

한준혁,남세용 유기성자원학회 2025 유기물자원화 Vol.33 No.4

본 연구에서는 기존 유기응집제 단독처리의 한계를 극복하기 위해 Fe(II)로 활성화된 과황산염(PDS) 산화공정과 양이온성 유기응집제를 조합한 슬러지 개량공정의 탈수능을 평가하였다. 실험은 두 단계로 나누어진행되었다. Phase I에서는 유기응집제 주입량을 64 mL로 고정하고 PDS 농도(0.4∼0.7 mmol/gVS)와Fe(II)/PDS 몰비(0.5∼0.7)를 변화시켜 적정 산화조건을 도출하였다. Phase II에서는 도출된 산화조건 하에서유기응집제 주입량(0∼64 mL)을 조절하여 탈수능 변화를 관찰하였다. 탈수능 지표로는 여과비저항 시간(TTF), 모세관 흡입 시간(CST), 함수율을 분석하였다. 연구 결과, Fe(II)/PDS 산화와 유기응집제를 병행한 조합처리가 유기응집제 단독처리보다 우수한 탈수 효율을보였다. Phase I 실험 결과, PDS 0.6 mmol/gVS 및 Fe(II)/PDS 0.6 mol/mol 조건에서 TTF, CST 및 함수율 감소율이 각각 61.2%, 49.0% 및 10.3%로 나타나 가장 효율적인 것으로 평가되었다. Phase II 실험에서는 유기응집제24 mL 주입 시 유기응집제 단위 주입량 당 TTF 및 CST의 비감소율(Specific reduction rate)이 가장 높게 나타났다. 이는 산화과정을 통해 파쇄된 미세입자들이 적정량의 유기응집제에 의해 재응집되면서 필터 막힘 현상없이 탈수능이 개선되었음을 시사한다. 결론적으로, Fe(II)/PDS 산화와 유기응집제의 조합은 기존 유기응집제단독처리 대비 유기응집제 사용량을 64 mL에서 24 mL로 줄이면서도 향상된 탈수 효율을 달성할 수 있어, 필터프레스 등 기계적 탈수 공정에 적용할 수 있을 것으로 사료된다. This study investigates the synergistic effects of combining an Fe(II)-activated peroxydisulfate (PDS) oxidation process with cationic organic polymer conditioning to enhance sludge dewaterability. The experiments were conducted in two phases. Phase I optimized the oxidative conditions by varying PDS dosages (0.4–0.7 mmol/gVS) and Fe(II)/PDS molar ratios (0.5–0.7) with a fixed organic polymer dosage of 64 mL. Phase II evaluated the effect of varying organic polymer dosages (0–64 mL) under the optimal oxidative conditions identified in Phase I. Dewaterability was assessed using Time to Filter (TTF), Capillary Suction Time (CST), and water content. The results demonstrated that the combined conditioning strategy significantly outperformed the sole application of organic polymers. In Phase I, the optimal oxidative condition was identified at a PDS dosage of 0.6 mmol/gVS and an Fe(II)/PDS ratio of 0.6 mol/mol, achieving reduction rates of 61.2% for TTF, 49.0% for CST, and 10.3% for water content compared to the control. In Phase II, the highest specific reduction rate per unit of polymer was observed at a dosage of 24 mL. This suggests that the oxidation process effectively disrupts EPS, and the subsequent addition of an optimal polymer dosage facilitates the re-flocculation of disrupted fine particles without causing filter clogging. Consequently, this study confirms that integrating Fe(II)/PDS oxidation with organic polymer conditioning can reduce polymer consumption from 64 mL to 24 mL while achieving superior dewatering performance, providing a viable pretreatment solution for mechanical dewatering systems such as filter presses.

유기성자원학회 연구단 운영 계획(안)

유기성자원학회 유기성자원학회 2015 학술대회 발표자료집 Vol.2015 No.2

유기·자연농업 실천농가의 기술 및 생산성 분석

최두회(Du-Hoi Choi),이상민(Sang-Min Lee),김승환(Seung-Hwan Kim),윤홍배(Hong-Bae Yoon),엄명호(Myung-Ho Um) 유기성자원학회 2001 유기물자원화 Vol.9 No.4

유기·자연농법 실천농가기술에 대한 객관적인 평가를 위해 이들 농법 실천농가에 대해 실태조사 및 현지 포장에서 작물재배 시험을 실시한 결과, 다음과 같다. 유기·자연농법 실천농가의 토양 화학성은 일반토양보다 pH가 높았으며, 인산, 칼슘함량이 많았고, 특히 유기농법실천농가의 유기물함량이 높았으며, 작물별 소득은 시설고추>시설오이>과수(배)>상추>벼 순이었다. 유기·자연농법 농가에서 사용되고 있는 농자재는 22~25종이었고 이들 자재의 화학적 특성은 pH가 낮고 비료성분함량이 적었으며 자재에 소요되는 경비는 토양 검정+최소방제보다 3~5배 높았다. 유기·자연농법 재배에 의한 작물 수량은 토양검정 + 최소방제구보다 낮았으며, 농약대체 활용자재 시용에 의한 병충해 방제효과는 적었다. 유기·자연농법구 모두 화학비료를 사용하고 있었으며 시험 후 토양의 화학성은 토양검정구보다 유기·자연농법구에서 가축분퇴비 시용에 의해 유기물 및 인산, 칼리, 석회 함량이 높았다. In order to evaluate the effectiveness of the organic and natural farming techniques, the actual conditions of the techniques were surveyed and some crops were cultivated in situ. The contents of available P2O5, exchangeable Ca<SUP>2+</SUP> and organic matter of the organic and natural farming soil as well as soil pH were higher than those of the non-organic and non-natural farming soil, and especially the content of organic matter amounting 54.0 g/kg was dominant. Income of the farmers cultivating the different crops with the organic and natural farming was high in order of red pepper in vinyl house > cucumber in vinyl house > fruit(pear) > lettuce in vinyl house > rice. The agricultural materials used in organic and natural farming were ranged from 22 to 25 kinds, representing low pH amounted from 2.9 to 4.5 and low contents of fertilizer ingredients. The expense for purchasing the materials was from three to five times higher than that of soil testing plot. The yields of test crops in the organic and natural farming plots were lower than those of soil testing plot, and the efficiencies of the disease and pest control by the application of the substitutes for pesticide were lower than those by pesticides.

유기 논토양의 토양탄소 저장효과 평가

한양수,남홍식,박광래,이영미,이병모,박기춘 유기성자원학회 2020 유기물자원화 Vol.28 No.1

This study was conducted to investigate the differences in carbon storage capacity of soil between the conventional and the organic agricultural cultivation followed by the assessment of their economic values. An analysis of 107 samples in the organic and the conventional rice cultivation soils in six regions across South Korea showed that the five regions, Buyeo-II, Gimhae, Sancheong-I, II and Suncheon, had higher organic soil carbon contents than those of values observed on the conventional soils with the exception of the Buyeo-I areas. Based on the results from soil carbon contents, the carbon storage were estimated to be 36.1 megagram carbon (MgC) per ha in the organic paddy soils, while its conventional paddy soils were 29.4 MgC per ha. It showed that the organic paddy soils were 23 % greater than that of its conventional paddy soils. It was estimated that the carbon trading price for economic assessment was ￦758,100 per ha in the organic paddy soil and ￦617,400 per ha in the conventional paddy soil. 본 연구는 토양의 탄소저장 능력과 관련하여 유기 및 관행 재배에 따른 차이를 비교분석하고, 이를 바탕으로예측된 토양탄소 저장량에 대한 경제적 가치를 평가하고자 2018년 3월부터 5월 사이에 수행하였다. 전국 6개 지역에서107개의 유기 및 관행 벼 재배토양을 분석한 결과 부여-I 지역을 제외하고, 나머지 5개 지역(부여-II, 김해, 산청-I, II, 순천)은 유기토양의 탄소 함량이 관행토양 탄소함량보다 높게 나타났다. 이를 바탕으로 토양탄소 저장량을분석한 결과, 유기토양(36.1 MgC ha-1)이 관행토양(29.4 MgC ha-1)보다 약 23 % 많은 토양탄소를 저장한 것으로나타났다. KOSIS (KOrea Statistical Information Service)의 탄소배출권 가격으로 추정한 유기 및 관행 재배의 단위면적당 토양탄소 저장량에 대한 경제적 가치는 유기토양 758,100원 ha-1과 관행토양 617,400원 ha-1으로 나타났고, 우리나라 전체 논토양의 탄소저장량 가치는 5,281억 원이며, 이 중 친환경논토양의 가치는 367억 원, 관행논토양의가치는 4,914억 원으로 추정되었다. 우리나라 전체 논토양의 5.7 %인 친환경논토양의 면적을 확대하는 것이 전체논토양의 탄소저장량 가치를 향상시키는데 효과적이라 판단된다.

여과한 하수와 하수원액의 VFAs 측정과 미생물 호흡률 측정법을 이용한 하수의 유기물 분액 방법에 관한 연구

강성욱,조욱상 유기성자원학회 2009 유기물자원화 Vol.17 No.1

본 연구에서는 하수 내에 존재하는 유기물과 미생물량 분액을 위해 미생물 호흡률 측정기(Respirometer)를 구동하여 미생물에 의한 산소 섭취율(OUR : Oxygen Uptake Rate)을 측정하고, CG-FID 혹은 LC를 활용하여 VFAs(Volatile Fatty Acids)를 측정하였다. 유기물은 IAWQ (International Association of Water Quality)의 ASM(Activated Sludge Model)에서 명시된 유기물 분류법에 따라 분액 하였으며, ASM 중에서도 ASM No.2d를 기초하여 분액을 수행하였다. 하지만 슬러지를 첨가하지 않은 하수 원액의 미생물 호흡률 측정과 더불어 기존의 방법과는 다르게 여과한 하수의 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 수행하여 하수에 포함된 유기물량을 추정하였다. 이는 기존의 하수 원액을 이용한 미생물 호흡률 측정 방법에 있어 천천히 생분해되는 용존성 유기물질(S_S)에 의한 산소섭취율과 천천히 생분해되는 입자성 유기물질(X_S)에 의한 산소섭취율이 동일 그래프 안에 형성되어 정확하게 구분되지 못하는 단점과 슬러지 세척으로 인한 실험의 오차를 보완하고자 하였다. 또한 용존성 난분해 COD(S_I)을 측정하는 기준이 명확하지 않는 문제점이 발생하여 미생물 호흡률 측정 과정에서 그래프의 변화를 보고 정확한 용존성 난분해 COD(S_I)의 측정 시간을 선택할 수 있는 방법을 제시하였다. 여과한 하수를 대상으로 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 통하여 추정한 유기물 분액 결과 용존성 난분해 COD인 S_I는 12.2g/㎥로 Total CODCr 기준으로 6.9%, 발효 부산물인 S_A는 24.76g/㎥로 Total CODCr 기준으로 14.1%, 발효 가능한 유기물질인 S_F는 58.54g/㎥로 Total CODCr 기준으로 33.2%, 천천히 생분해되는 입자성 유기물질인 X_S는 61.1g/㎥로 Total CODCr 기준으로 34.7%, 입자성 난분해 COD인 X_I는 10.2g/㎥로 Total CODCr 기준으로 5.8%로 추정되었다. 종속영양 미생물량인 X_H는 9.3g/㎥로 Total CODCr 기준으로 5.3%로 추정되었다. In this study, the organic matter and biomass was characterized by using respirometry based on ASM No.2d (Activated Sludge Model No.2d). The activated sludge models are based on the ASM No.2d model, published by the IAWQ(International Association on Water Quality) task group on mathematical modeling for design and operation of biological wastewater treatment processes. For this study, OUR(Oxygen Uptake Rate) measurements were made on filtered as well as non-filtered wastewater. Also, GC-FID and LC analysis were applied for the estimation of VFAs(Volatile Fatty Acids) COD(S_A) in slowly bio-degradable soluble substrates of the ASM No.2d. Therefore, this study was intended to clearly identify slowly bio-degradable dissolved materials(S_S) and particulate materials(X_I). In addition, a method capable of determining the accurate time to measure non-biodegradable COD(S_I), by the change of transition graphs in the process of measuring microbial OUR, was presented in this study. Influent fractionation is a critical step in the model calibrations. From the results of respirometry on filtered wastewater, the fraction of fermentable and readily biodegradable organic matter(S_F), fermentation products(S_A), inert soluble matter(S_I), slowly biodegradable matter(X_S) and inert particular matter(X_I) was 33.2%, 14.1%, 6.9%, 34.7%, 5.8%, respectively. The active heterotrophic biomass fraction(X_H) was about 5.3%.

유기성 폐기물의 자원화 가능성 및 퇴비 이용 전망 평가

신항식(Hang-Sik Shin),황응주(Eung-Ju Hwang) 유기성자원학회 1998 유기물자원화 Vol.6 No.2

본 연구에서는 국내 유기성 폐기물의 발생 현황과 자원화 가능성을 산출, 평가하고 현재의 퇴비화 처리 및 이용을 조사한 후 앞으로의 활성화 방안을 제시하였다. 먼저, 유기성 폐기물의 대표격인 음식물찌꺼기는 정부의 꾸준한 감소노력으로 점차 발생량이 감소하고 재활용율도 '97년 9.6%까지 점차 증가하는 추세에 있음을 알 수 있었다. 그러나 이러한 재활용율은 아직 미진한 수준으로 더욱 더 향상시키는 것이 필요하며 적극적인 분리수거, 재활용 체계 구축이 꾸준히 진행되어야 하는 것으로 판단되었다. 한편 '97년 전국 축산분뇨의 발생량은 126,339톤/일로서 '94년 발생량 112,750톤/일 보다 11.2%가 증가한 것으로 산출되었고, 전국 77개소의 하수종말처리장에서 발생되는 하수처리슬러지는 '96년도에 하수처리량의 0.03%에 달하는 하루 3,500톤 정도가 발생되는 것으로 나타났다. 사업장 일반 유기성 폐기물과 별도의 관리를 필요로 하는 사업장 지정 폐기물중 유기물류 등 '96년도 전체 유기성 산업폐기물의 잠재에너지함량은 연간 288만TOE로 산출되었으며 이는 '96년 우리나라 1차에너지 총소비량 1억6천5백만TOE (통상산업부, 1997)의 1.75%에 달하는 것으로 평가되었다. 이중 폐수처리 오니는 재활용율이 31%대에 그치고 상대적으로 매립처리의 비율이 높은 상태로서 발생량이 큰 것을 감안할 때 향후 보다 더 재활용에 대한 고려가 필요한 것으로 분석되었다. 퇴비화 원료는 주로 축산폐기물, 인분, 식품가공 부산물, 어박류, 부엽토, 톱밥 등이었으며, 최근에 이르러 비로소 음식물쓰레기, 오니류의 퇴비화가 시도되고 있었다. 퇴비생산량은 '96년 4월 현재 288개 생산업체에서 약 42만톤 정도를 생산하고 있었으며, 농업용으로의 사용이 가장 많았고 그외 산림용이나 조경용으로의 사용은 매우 제한되어 있었다. 결론적으로, 퇴비 이용의 활성화를 위해 퇴비제품 규격의 표준화, 퇴비분석 및 품질관리 방법의 확립, 분리수거 및 퇴비화를 통한 품질 개선 등이 필요한 것으로 사료되었다. 특히 도시ㆍ산업 유기성 폐기물 퇴비의 사용 증대를 위해 확실한 부숙퇴비의 생산과 함께 중금속 등 유해물질을 줄이는 것이 퇴비 생산량의 증가 못지않게 중요하다 판단되었다. Generation and recycling potential of organic waste in Korea were estimated. Status of organic waste composting and compost utilization also were surveyed to promote the recycling of organic waste. From 1994 to 1997, generation of garbage decreased gradually while recycling rate increased due to positive governmental strategy. During the same period, livestock waste increased 11.2%. Municipal wastewater sludge was generated 3,500 ton/day which was 0.03% of wastewater treated in 1996. The energy Potential of industrial organic waste was estimated to 288 million TOE which was 1.75% of the nationwide first energy consumption in 1996. Recycling of industrial sludge was low to 31% , while recycling of animal waste, plant scraps, and wasted paper were relatively high over 50%. Industrial sludge should be recycled more as it was the most part of industrial organic waste. Conventional composting materials were mainly livestock waste, food processing waste, fishery waste, sawdust, and nightsoil. Garbage and sludge have been composted recently. 420,000 tons of compost in 1996were produced by 288 makers, the most of which were utilized in agriculture. It was suggested that separated collection, compost standard, and quality management should be provided to promote the composting of organic waste.

유기질 비료의 종류 및 시비량이 마늘의 수량과 질소이용효율에 미치는 영향

김성헌,황현영,신승구,임재은,박성진,이윤혜,김명숙 유기성자원학회 2019 유기물자원화 Vol.27 No.4

Organic fertilization (OF) was an effective management strategy to improve crop yield and soil fertility. Determination of optimum application rate has been received great interest as a major research field. In this study, we evaluated optimum application level of three different organic fertilizers; mixed expeller compost (MEC), mixed organic fertilizer (MOF) and organic complex fertilizer (OCF), for garlic cultivation. Treatments consisted of MEC, MOF, OCF (50, 100, 150% of standard nitrogen input), inorganic fertilizer(NPK, N-P2O5-K2O : 250-78-128 kg ha-1) and no-fertilization (control). Overall, the yields of garlic under MEC, MOF and OCF 100% (5,337, 5,617 and 5,276 kg ha-1) were higher than under control (4,496 kg ha-1). The 100% of three OFs treatements showed the highest yield and bulb diameter, similar with NPK, while leaf length and bulb height were not significantly different among all treatments. The 150% of three OFs rather decreased yield. The highest nitrogen use efficiency (38.4 and 38.0%) was observed in MOF 100% and OCF100% , which was the most similar with that in NPK (38.8%). As OF application rate increased, pH was decreased, but soil NO3-N and NH4-N were increased. There was no significant difference in soil organic matter (OM), av. P2O5 and Ex. cation values. From these results, 100% application of OFs could be recommended as a suitable input level for garlic cultivation, regardless of organic fertilizer types. Further study might be required to evaluate long-term OF application effect on soil health and crop productivity. 유기질 비료는 작물의 수량과 토양의 비옥도를 증진 시킬 수 있는 주요 농자재로 알려지면서, 유기질 비료의적정 시비량 설정 연구에 대한 관심이 크게 증대되었다. 이에 본 연구는 유기질 비료의 종류 및 시비량을 달리하여 마늘을 재배한 후 마늘의 생육, 수량, 질소이용효율 및 토양의 화학적 특성 변화를 확인하고 이를 통해 유기질비료의 적정 시비량을 제시하고자 수행되었다. 본 시험의 처리구는 무처리, NPK처리구(N-P2O5-K2O : 250-78-128 kg ha-1), 유기질 비료 처리구로 설정하였으며, 유기질 비료 처리구는 혼합유박(MEC), 혼합유기질(MOF), 유기복합(OCF)을 각각 질소시비량(250 kg ha-1)을 기준으로 50, 100 및 150%로 설정하여 시비하였다. 마늘의 생육은 혼합유박을제외한 혼합유기질 및 유기복합비료 100% 처리구에서 NPK처리구와 유사한 경향을 보였으나 50% 및 150% 시비시생육이 저하되는 것을 확인하였다. 마늘의 질소이용효율은 혼합유기질 및 유기복합비료의 100%처리구에서 각각38.4% 및 38.0%로 NPK처리구(38.8%)와 가장 유사하게 나타났다. 마늘 수확 후 토양 특성으로 pH는 유기질 비료시비에 따라 낮아졌으나 NO3-N 및 NH4-N의 농도는 시비량이 증가함에 따라 높아지는 경향이었다. 치환성 양이온, Av.P2O5, OM의 함량은 처리구에 따른 유의적인 차이는 없었다. 위의 결과를 통해 마늘 재배 시 혼합유기질 및유기복합처리구 100% 시비가 가장 효과적이라고 판단되어지나 과다 및 장기 시비에 대한 추가 연구가 필요할것으로 판단된다.

하수 슬러지 수열탄화액의 혐기적 유기물 분해 특성 연구

오승용,윤영만 유기성자원학회 2017 유기물자원화 Vol.25 No.1

In order to improve the anaerobic digestion efficiency of the sewage sludge, the methane potential of the hydrolysate generated from the hydro-thermal reaction at 170, 180, 190, 200, 210, 220℃ was analyzed and the constitutional characteristics of the organic materials were estimated by dividing organic materials of hydro-thermal hydrolysate into easily biodegradable, decomposition resistant, and non-biodegradable organic materials applying the parallel first order kinetics model. The ultimate methane potential of sewage sludge hydro-thermal hydrolysate increased to 0.39, 0.39, 0.40, 0.44, 0.45, and 0.46 Nm3/kg-VSadded as hydro-thermal reaction temperature increased from 170, 180, 190, 200, 210, 220℃. It has been shown that the organic matter of sewage sludge is solubilized to increase the content of biodegradable organic material(VSB). The easily degradable organic matter(VSe) content was highest at hydro-thermal reaction temperature of 200 and 210℃, and optimum hydro-thermal reaction temperature for organic matter solubilization of sewage sludge was in the range of 200∼210℃. In addition, the amount of biodegradable organic material(VSB) and easily biodegradable organic matter (VSe) in the hydrolysate of sewage sludge was the highest at hydro-thermal reaction temperature of 200℃. 본 연구는 하수슬러지의 혐기소화 효율 향상을 위하여 유기물 가용화를 위한 수열탄화 최적 온도조건을 규명하고자 170, 180, 190, 200, 210, 220℃의 수열탄화 반응에서 생성된 수열탄화액의 메탄퍼텐셜을 분석하였으며, 병열 1차 반응식(Parallel first order kinetics model)을 적용하여 수열탄화액의 유기물을 이분해성, 분해저항성, 난분해성 유기물로 분획하여 유기물의 구성 특성을 추정하였다. 하수슬러지의 누적 메탄생산곡선은 회분식 혐기반응기 운전 후기까지 지속적으로 증가하는 양상을 보였으며 병열 1차 반응식을 적용하여 합리적인 최종메탄퍼텐셜(Bu)의 분석이 가능하였다. 하수슬러지 수열탄화액의 최종 메탄퍼텐셜은 수열탄화온도가 170, 180, 190, 200, 210, 220℃로 증가함에 따라 각각 0.39, 0.39, 0.40, 0.44, 0.45, 0.46 Nm3/kg-VSadded로 증가하였으며, 수열탄화 반응온도의 상승은 하수슬러지의 유기물을 가용화 시켜 생분해성 유기물(VSB)의 함량을 증가시키는 것으로 나타났다. 이분해성 유기물(VSe) 함량은 수열탄화 반응온도 200∼210℃에서 가장 높게 나타나 하수슬러지의 유기물 가용화를 위한 최적 수열탄화 반응온도는 200∼210℃의 범위로 나타났다. 또한 수열탄화 반응으로 얻어지는 하수슬러지 수열탄화액에서 생분해성 유기물(VSB)과 이분해성 유기물(VSe)의 양은 수열탄화 반응온도 200℃에서 가장 높게 나타나 200℃의 수열탄화 반응온도가 하수슬러지의 가용화에 최적 온도조건으로 판단되었다.

분뇨처리를 위한 MBR공정에서 Microbubble의 적용

임지영,김진한 유기성자원학회 2017 유기물자원화 Vol.25 No.1

In this study, the microbubbles were applied to the MBR process for night soil treatment, and the removal efficiency was estimated. As a result of the this study, when the microbubble was supplied directly to the aerobic tank in which the membrane was submerged, excessive scum was generated so could not stable operation of the process. The SS removal efficiencies in the pre-treatment tank were 74.3%, 82.8%, 75.0%, 52.1% on average at the 2 kg, 4 kg, 6 kg, and 8 kg CODCr/㎥, respectively. The mean removal efficiencies were more than 99.4%, 94.0%, 74.1% for SS, TCODCr, SCODCr by MBR process. On the other hand, when the microbubble are directly supplied to the aerobic tank, the microbubble and the scum are attached each other to accelerate the fouling. Therefore, it can be confirmed that stable treatment can be achieved by applying microbubble to the front of the bioreactor for removal of SS and oxidation of organic matters in high concentration organic wastewater treatment such as night soil. 본 연구에서는 고농도 유기폐수인 분뇨 처리를 위한 MBR 공정에 마이크로버블을 적용하여 처리효율을 검토하고, 안정적 운영의 가능성을 평가하고자 하였다. 연구결과, 마이크로버블을 분리막이 침지되어 있는 호기조에 직접 공급하였을 때에는 과도하게 스컴이 발생하여 처리공정의 안정적 운영이 불가능하였다. 생물반응조 전단에 마이크로버블을 공급하는 전처리조를 설치하여 고액분리와 유기물 산화를 실시한 다음 MBR 공정으로 처리한 결과 전처리조에서의 SS 제거율은 2kg, 4kg, 6kg, 그리고 8 kg CODCr/㎥·day의 유기물 부하에서 각각 평균 74.3%, 82.8%, 75.0%, 52.1%를 나타내었으며, 전체 처리공정 처리수의 SS 제거율은 평균 99.4% 이상이었다. 또한 최종처리수의 TCODCr 제거율은 평균 94.0% 이상이었으며, SCODCr 제거율은 평균 74.1% 이상이었다. 한편, 마이크로버블을 호기조에 직접 공급할 경우 마이크로버블과 오염물질들이 함께 분리막에 부착되어 fouling 현상이 가속되는 현상을 확인할 수 있었다. 따라서, 분뇨와 같은 고농도 유기폐수 처리공정에는 SS 제거와 유기물 산화를 목적으로 생물반응조 전단에 마이크로버블을 적용함으로써 안정적인 처리가 가능함을 확인 할 수 있었다.