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- 저자 : ( Masaaki Yamamura ) (검색결과 7 건)
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극한환경에서 서식하는 초호열균을 이용한 유기성 폐기물처리에 대한 연구
권영준 ( Young-jun Kwon ),권준형 ( Jun-hyung Kwon ),전경재 ( Kyoung-jea Jun ),홍명하 ( Mueung-ha Hong ),山村正一 ( Masaaki Yamamura ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-
지구가 태양계의 일원으로서 탄생한 것은 45억년전이며, 지구가 형성된 후 초기의 생명체가 출현했을 때의 환경은 화산활동으로 인한 높은 온도 그리고 산소가 없는 대신 이산화탄소 및 암모니아 등으로 구성된 대기 등 현재 우리가 보는 생물체들이 도저히 생존할 수 없는 환경이었을 것이다. 현재에 이르러 원시 지구의 환경과 유사한 곳은 화산활동이 활발한 지역의 표면 혹은 심해저의 열수 분출공을 들 수 있다. 이러한 극한환경에서 생육 가능한 생물을 극한생물이라고 한다. 이러한 극한생물은 고온, 고압, 고염의 환경에서 생육하거나 혹은 반대로 낮은 온도나 pH, 영양분 등의 비 일반적인 환경에서 생육하는 경우도 있다. 인간이 살아가는 환경과 비교하여 상대적으로 극한환경에 생육할 수 있는 생물체를 통칭하여 극한생물이라 한다. 이러한 극한생물에 대해 프랑스, 미국, 일본 등 심해잠수정을 보유하는 나라에서 심해열수공(심해분화구)에 서식하는 극한생물을 채취하거나, 또는 화산활동이 활발히 진행되는 일본, 아이슬란드, 이탈리아 등의 경우 극한생물 채취여건이 부합되기에 연구가 진행되어왔다. 그러나 우리나라는 지형적인 제한성 때문에 심해열수공이나 화산지대 등에서 채취되는 극한생물에 대한 기초연구 및 응용연구가 거의 전무한 실정이다. 극환환경 초호열균이 생산하는 protease, collagenase, lipase 등의 내열성 효소가 난분해성 단백질과 지질 등을 신속히 분해하고, 분해유기물은 미생물의 에너지에 이용된다. 그 과정에서 열이 급격히 발생하며 분해온도는 거의 100℃ 내외가 되며. 이 초고온 환경은 분해효소의 활동을 더욱 높이기 때문에 유기물의 분해속도가 가속된다. 본 연구에서는 극한환경 초호열균에 대한 개념을 제시하고, 극한환경 초호열균을 이용하여 AI 및 구제역 감염가축 사체처리, 음식물쓰레기의 단일시설 단일공정에서의 융합처리, 하수슬러지처리, 축산분뇨처리 등 유기성폐기물의 혁신적 처리시스템을 제시하고자 한다.
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공동주택단지 음식물쓰레기 제로화를 위한 초고온 발효·소멸 시스템에 대한 연구
권영준(Young-jun Kwon),권준형(Jun-hyung Kwon),김주희(Ju-hui Kim),홍명하(Mueung-ha Hong),박나영(Na-jeong Park),山村正一(Masaaki yamamura) 유기성자원학회 2019 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.춘계
음식물류폐기물은 폐기물관리법에 의해 2005년 직매립 금지, 2006년 6월 처리시설정기검사 실시, 2013년 음식물쓰레기폐수(음폐수) 해양배출 금지 등 관리규제가 강화되면서 음식물류폐기물 육상에서의 환경친화적 처리가 매우 시급하며 오늘날 시대적 소명(召命)으로 자리매김하고 있다. 음식물류폐기물의 처리는 퇴비화, 건식사료화, 습식사료화, 바이오가스화 공법 등 많은 기술이 발전되어 왔지만, 오늘날 대한민국의 음식물류폐기물처리에 기술적 정답을 찾지 못하고 있는 것이 현실이다. 따라서 최적의 음식물류폐기물 처리방식 선정을 통해 중장기적 음식물류 관리체계를 선진화할 필요가 제기되고 있다. 음식물쓰레기 발생원으로부터 대량의 공공처리시설로 수거하여 처리하는 보통의 처리방법과 공공주택단지 등 대단위 인구밀집지역의 경우 음식물류폐기물을 현장에서 처리하는 소형 발효소멸 처리장치가 생겨나고 있다. 그러나 음식물류폐기물의 현장처리가 제대로 이루어지지 않아 악취가 발생되는 등 많은 기술적 문제점이 노출되고 있다. 본 연구에서는 초고온 호기성 미생물을 이용한 발효·소멸 시스템을 개발하여 공동주택단지 등 인구밀집지역의 음식물류폐기물 처리에 대한 문제점을 개선하고자 하였으며, 또한 초고온 호기성 발효소멸기에서 유기물 분해 정도(감량율), 함수율 및 최적의 발효온도 등 음식물쓰레기처리시스템의 최적 운전조건을 도출하고 최종 부산물에 대한 퇴비성분 적정평가 그리고 공공주택단지 내 배출현장에서 발효소멸 처리함에 따라 음식물류폐기물의 현장 배출 제로화 가능성을 제시하고자 하였다.
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AIㆍ구제역 감염가축 사체처리 및 퇴비화에 대한 기초 연구
권영준 ( Young-jun Kwon ),권준형 ( Jun-hyung Kwon ),김권철 ( Young-sam Yoo ),류영삼 ( Gwon-cheol Kim ),안희섭 ( Hee-seop Ahn ),박병주 ( Byung-joo Park ),최인수 ( In-soo Choi ),山村正一,( Masaaki Yamamura ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
AI 및 구제역 감염가축 및 예방적 살처분방법에는 매몰, 소각, 랜더링, 호기호열성, 퇴비화, 알칼리 가수분해, 혐기성 분해 등이 있다. 매몰의 경우, 가축사체 부패에 따른 침출수 및 악취 발생으로 많은 문제점이 노출되고 있으며, 2011년 호기호열성 처리법이 시도되었으나 여전히 침출수 문제 등 많은 문제를 야기하고 있다. 2014년 FRP통에 넣어 매몰한 매몰 가축사체가 3년이 지나도록 썩지 않고 미라처럼 그대로 있어 재처리가 불가피하며, 가축사체처리에 있어 정부 예산이 이중으로 낭비되고 있는 실정이다. 소각의 경우, 소각에 필요한 에너지원이 많이 소요되고, 분진 및 소각 악취의 문제점이 발생하며, 장비 구입비가 비싸고, 이동 및 보관 등 유지ㆍ관리가 어렵다. 렌더링의 경우, 토사가 섞여 있고 부패가 진행된 매몰지 가축사체를 렌더링하여 부산물을 활용하는 것은 현실적으로 어렵고, 동물성 기름과 잔존물이 과다 발생하며, 추가적인 부산물 처리법이 요구되는 단점이 있다. 그러므로 가축사체를 유용자원으로써 재활용하기 위한 자원화 개념이 도입된 혁신적이고 새로운 가축사체 처리 기술개발이 절실히 필요한 실정이다. 본 연구에서는 초고온 호기성 미생물 공정의 가축사체처리 과정에서 법정 병원체 사멸을 확인할 수 있는 기준 병원체 선정하여 병원균 사멸상태를 분석하였으며, 초고온 미생물을 이용한 가축사체처리는 세계 최초의 연구로서 가축(오리, 소, 돼지)사체를 하나의 시설 단일공정으로 가축사체 처리와 퇴비화가 동시에 진행되는 혁신적인 처리시스템을 제시하였다. 사사: 본 연구는 농림축산식품부의 재원으로 농림식품기술기획평가원의 가축질병대응기술개발사업의 지원을 받아 연구되었음[과제번호: 310837-2]에 감사드립니다.
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초고온 발효기술을 이용한 공동주택단지 음식물쓰레기 현장처리 시스템에 대한 기초연구
권영준(Young-jun Kwon),정경미(Kyung-mi Chung),김주희(Ju-hui Kim),권준형(Jun-hyung Kwon),홍명하(Mueung-ha Hong),박나영(Na-jeong Park),山村正一(Masaaki yamamura) 유기성자원학회 2019 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.춘계
국내 음식물쓰레기는 함수율과 유기물 함량이 매우 높아서 수거 및 운송과정에서 쉽게 부패하여 악취와 침출수 등 심미적 악영향으로 주거단지 내에서 쾌적성을 저해하는 요인으로 작용하고 있다. 한편 2005년 음식물쓰레기 직매립 금지와 2013년 음폐수 해양배출 금지 등 관리규제가 강화되면서 처리시설에서 처리해야 할 음식물쓰레기는 매년 증가추세에 있다. 음식물쓰레기처리는 퇴비화, 건식사료화, 습식사료화, 바이오가스화 등 기술이 발전되어 왔지만 악취문제, 불안정한 최종생성물 및감량화 실패 등 상용화에 많은 어려움을 겪고 있다. 특히 급변하는 현대사회에서 대도시 시민 대부분의 주거형태가 고층아파트라는 사실을 감안할 때 음식물쓰레기 배출로 인한 불편함과 수거운반 차량으로 공공처리장까지 수거로 인한 경제적 손실 및 냄새로 인한 심미학적 영향 등을 고려할 때 개선해야할 과제로 등장하고 있다. 본 연구에서는 음식물쓰레기 발효소멸장치를 설계제작하여 100℃이상에서 생육하는 초고온 발효균으로 공동주택 현장 직접처리에 적용 가능한 음식물쓰레기 처리시스템을 개발하기 위한 기초연구를 수행하였다. 음식물쓰레기 30kg/일 투입하여 발효온도 90~100℃로 진행하였으며 별도의 건조설비가 없이 순수발효만으로 감량율은 70% 이상 높은 감량율을 보인 것으로확인되었다. 악취의 경우 91.5%가 암모니아로 암모니아를 제외한 악취 유발이 강한 황계열의 악취성분은 기준치에서 크게 벗어나지 않았다. 이는 음식물쓰레기가 일반적으로 분해하기 쉬운 유기성분을많이 함유하고 있어 발효 중 분해가 활발히 일어났고, 최종 발효 후에는 대부분 악취물질이 완전히분해되었으며, 호기성 발효가 진행되는 동안 고온에 의해 악취가 상당량 분해되었기 때문으로 판단된다. 따라서 복합악취에 비해 악취제어가 쉬울 것으로 판단되며, 간단한 탈취설비로 해결될 수 있을것으로 사료된다. 궁극적으로 공동주택단지에서 발생하는 음식물쓰레기를 배출현장에서 수거하여 공공처리장으로 운반하여 처리하지 않고 현장에서 직접 처리하는 실효적 시스템을 개발하고자 하였다.
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초고온 호기성 미생물을 이용한 하수슬러지처리에 대한 연구
권영준 ( Young-jun Kwon ),김향기 ( Hyang-gi Kim ),권준형 ( Jun-hyung Kwon ),김주희 ( Ju-hui Kim ),류영삼 ( Yeong-sam Ryu ),홍명하 ( Mueung-ha Hong ),김권철 ( Gwon-cheol Kim ),유의상 ( Eui-sang Yoo ),( Masaaki Yamamura ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2017 No.-
우리나라 유기성 폐기물처리의 가장 큰 비중을 차지하던 해양투기 방법이 폐기물 해양배출을 금지하는 런던 협약으로 인해 2012년부터 해양투기가 전면 금지됨에 따라 안정적이고 지속적인 육상처리 시설이 요구되고 있다. 환경부는 폐기물 관리법으로 온실가스 발생 억제 및 재활용 촉진을 위하여 유기성 슬러지의 직매립을 금지하였다. 그동안 유기성 폐기물을 자원화하기 위한 방법으로 퇴비화 기술이 많이 연구되어 왔으나 여러 가지 문제점들이 야기되고 있다. 소각방법은 다이옥신과 같은 2차 오염의 우려가 있으며, 퇴비화 과정에서는 발생되는 악취로 인하여 민원이 잦아지고 결국 퇴비화 시설이 폐쇄되는 경우가 많았다. 우리나라에서 쓰이고 있는 퇴비화는 비 연속식 처리로 퇴비 원료(유기성 폐기물)의 제한적 처리와 퇴비화 활성에 요구되는 시간이 길어 부지요구도가 높은 문제, 불안정한 최종 생성물, 감량화 실패, 장시간 온도조절 및 공기주입으로 인한 에너지 소비증가로 상용화에 어려움이 많다. 본 연구에서는 강릉시 하수종말처리장에서 배출되는 하수슬러지를 대상으로, 초고온 호기성 발효과정을 통해 하수슬러지의 퇴비화 진행에 따른 온도변화, 발효가스 분석, pH, C/N비, 수분함량, 고형물 유기물 변화, 부피 및 무게변화, 중금속 분석, 혼합 및 교반과 같은 반응인자들을 도출하여 운전변수를 알아보았다. 한편 하수슬러지의 퇴비화 진행에 따른 시료와 발효 종료된 퇴비의 중금속 및 유해인자 분석을 통하여 퇴비의 발효 메커니즘 및 안정성을 검증하였다. 초고온 퇴비화 기술의 새로운 정립과 국내 연구가 전무한 초고온 발효공정의 data base 확보를 목적으로 하였다. 또한 퇴비화 과정에서 발생되는 악취도와 악취를 발생시키는 원인물질을 밝히고자 하였다.
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초고온 호기성 미생물을 이용한 음식물쓰레기처리에 대한 연구
권영준 ( Young-jun Kwon ),김향기 ( Hyang-gi Kim ),권준형 ( Jun-hyung Kwon ),김주희 ( Ju-hui Kim ),류영삼 ( Yeong-sam Ryu ),홍명하 ( Mueung-ha Hong ),김권철 ( Gwon-cheol Kim ),유의상 ( Eui-sang Yoo ),( Masaaki Yamamura ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2017 No.-
국내 대표적인 유기성 폐기물은 음식물류 페기물이며, 음식물쓰레기는 환경적, 경제적, 사회적으로 많은 문제를 나타내고 있다. 음식물쓰레기는 파쇄-탈수-선별 전처리를 통해 고형물과 수분을 분리하여, 고형물은 재활용하고 수분은 음폐수로 배출되어 별도처리하며, 부형제(톱밥, 왕겨 등) 등을 섞어 처리하고 있다. 또한 매립, 소각, 바이오가스화 공법은 각각 2차적으로 대기, 수질, 토양에 오염을 일으킬 수 있다는 점과 최종 부산물(BGP,바이오가스부산물)의 처리가 어려움을 겪고 있다. 그동안 유기성 폐기물을 자원화하기 위한 방법으로 퇴비화 기술이 많이 연구되어 왔으나, 이 역시 퇴비화 과정에서 발생되는 악취로 인하여 민원이 잦아지고 결국 퇴비화 시설이 폐쇄되는 경우가 많았다. 그러나 초고온 호기성 발효공법(발효온도 95℃ 이상)은 수분조절제가 불필요하고, 음폐수가 발생하지 않으며, 악취저감 효과 및 폐기물 감량효과가 기존의 공법과 비교해 탁월하다. 본 연구에서는 강릉시 하수종말처리장에 초고온 호기성 발효 Pilot Plant를 설치하여, 강릉시에서 배출되는 음식물 쓰레기를 대상으로 초고온 호기성 발효공정을 통해 음식물쓰레기의 퇴비화 진행에 따른 온도변화, 발효가스 분석, pH, C/N비, 수분함량, 고형물 유기물 변화, 부피 및 무게변화, 중금속 분석, 혼합 및 교반과 같은 반응인자들을 도출하여 운전변수를 분석하였다. 음식물쓰레기의 퇴비화 진행에 따른 시료와 발효 종료된 퇴비의 중금속 및 유해인자 분석을 통하여 퇴비의 발효 메커니즘 및 안정성을 검증하고, 초고온 호기성 퇴비화 기술의 정립과 데이터베이스 확보를 목적으로 하였다. 또한 퇴비화 과정에서 발생되는 악취물질 및 악취도를 알아보기 위하여 악취방지법에 지정되어있는 복합악취와 지정악취물질 12개 항목을 알아보고자 하였다.
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