목질세편 세공구조에 따른 음식물쓰레기의 발효·소멸효율 평가

오정익,김효진,Oh, Jeong-Ik,Kim, Hyo-Jin 한국토지주택공사 토지주택연구원 2012 LHI journal of land, housing, and urban affairs Vol.3 No.3

음식물쓰레기 발효 소멸용 목질바이오칩의 종류별로 세공구조에 따른 음식물쓰레기 무게 감량율 및 미생물 활동성을 비교분석 하였다. 목질바이오칩을 이용한 음식물쓰레기 발효 소멸실험을 온도 $30{\sim}50^{\circ}C$, 습도 30~70% 조건의 발효 소멸 반응조에 15일간 매일 700~1,500g의 음식물쓰레기를 투입하며 실시하였다. 이 때 1,500g의 목질바이오칩을 발효 소멸 반응조에 초기에 투입하였다. 실험에 사용한 목질바이오칩의 세공구조는 미생물 혼합형(A 바이오칩), $2{\mu}m$ 마크로 세공형(B biochip), $0.1{\mu}m$ 미세공형(C 바이오칩), 점성구조형(D 바이오칩)으로 4가지 유형이었다. 실험결과, A, B, C, D 바이오칩별 발효 소멸에 의한 음식물쓰레기 무게감량율은 각각 85%, 63%, 92%, 73%이었고, C 바이오칩의 경우가 음식물쓰레기 감량율 92%로 최고값을 나타내었다. 또한, C 바이오칩은 ATP/COD $3.00{\times}10^{-10}$, ATP/TN $2.31{\times}10^{-11}$로 상대적으로 타 종류의 바이오칩보다 높은 결과를 나타내었다. 이는 발효 소멸반응에서 발생되는 미생물의 서식지를 충분히 제공하여 ATP/COD 및 ATP/TN이 높아졌고 미생물의 활동성이 강화되어 발효 소멸반응이 원활하게 진행된 결과에 기인하는 것으로 분석되었다. Various types of bio wood chip for fermentation-extinction of food waste was investigated by comparing their different pore structure with the performance of weight loss rate and microbial activity. The fermentation-extinction of food waste with bio wood chip was examined by adding 700~1,500g of food waste every day during 15 days to the fermentation-extinction reactor with condition of $30{\sim}50^{\circ}C$ temperature and 30~70% humidity, where 1,500g of bio wood chips were existed. The bio wood chips used in this experiment were categorized into 4 different types; microbial-mixing type(A biochip), macro pore type(B biochip) under $2{\mu}m$ of pore size, micro pore type of wood-chips(C biochip) under $0.1{\mu}m$ of pore size, viscous & sticky type(D biochip). As a result, A, B, C, D bio wood chip exhibited 85%, 63%, 92%, 73% weight loss of food waste with fermentation-extinction. The maximum weight loss of food waste was obtained at the fermentation-extinction experiments by using C bio wood chip. On the other hands, the maximum ratio of ATP to COD and TN was obtained from $3.00{\times}10^{-10}$ and $2.31{\times}10^{-11}$ in the case of C bio wood chip, comparing with other types of bio wood chip. Consequently, the performance of weight loss rate was affected with the micro pore structure of bio wood chip which have an advantage of extensive microbial activity space in the fermentation-extinction of food waste.

이온 몰 전도도가 나노여과막에 의한 폐수 중의 중금속 분리특성에 미치는 영향

오정익,Oh, Jeong-Ik 한국토지주택공사 토지주택연구원 2013 LHI journal of land, housing, and urban affairs Vol.4 No.1

나노여과막은 일반적으로 하전막이며, 용질의 하전성, 막과의 상호작용에 의해서 특징 있는 분리특성을 보인다. 본 연구에서는 나노여과막에 의한 폐수 중의 중금속류의 제거에 미치는 하전특성을 조사했다. 크롬(Cr), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 비소(As), 주석(Sn), 납(Pb)을 각각 0.1mg/L 첨가한 모의폐수를 제조하여 나노여과막(a)와 나노여과막(b)를 이용하여 운전압력 0.24MPa, 온도 $25^{\circ}C$에서 여과실험을 수행하였다. 그 결과, 나노여과막(a)와 나노여과막(b)에 의한 염소 이온의 제거율은 12.8%, 3.5%였고, 황산이온의 제거율은 78%, 9.3%였고 TOC의 제거율은 70.4%, 26.2%이었다. 한편, 중금속의 제거율은 나노여과막(a)의 경우 크롬(Cr) 92.5%, 철(Fe) 90.9%, 구리(Cu) 93.1%, 아연(Zn) 92.6%, 비소(As) 74.6%, 주석(Sn) 97.3%, 납(Pb) 93.4%이었고, 나노여과막(b)의 경우는 크롬(Cr) 69.9%, 철(Fe) 84.6%, 구리(Cu) 87.0%, 아연(Zn) 73.3%, 비소(As) 15.2%, 주석(Sn) 80.1%, 납(Pb) 87.7%이었다. 여기서, 나노여과(a), 나노여과(b)의 경우 공통적으로 크롬, 철, 동, 아연, 주석, 납에 비하여 비소의 제거율은 상대적 낮았다. 상기 실험결과에서 폐수 중에 다량 함유되는 염소이온 및 황산이온에 대한 중금속류의 분리계수와 이온성분의 수중에서의 활동정도를 나타내는 인자인 이온 몰 전도도로 해석할 수 있었다. 그 결과, 몰 전도도 비가 큰 중금속 이온일수록, 나노여과막에 의한 중금속 이온의 제거율이 높아지는 경향을 알 수 있었다. Generally, the characteristic of nanofiltration membranes were catagorized into charged membrane, sieve effect, interaction between membarnes and target solutes. This study aims to investigate the effect item of heavy metal separation with view of charge nanofiltration membranes. The experiments of nanofiltration were conducted by nanofiltration set-up with operational pressure of 0.24 MPa at $25^{\circ}C$ by using synthetic wastewater containing 0.1mg/L of Cr, Fe, Cu, Zn, As, Sn, Pb. Nanofiltration membranes rejected heavy metals much better than chloride, sulfate and TOC, of which concentration in synthetic wastewater was higher than that of heavy metals. To consider rejection characteristics of various metals by nanofiltration membranes, separation coefficient, which is the molar conductivity ratio of the metal permeation rate to the chloride ion or TOC permeation rate, was introduced. In spite of different materials and different nominal salt rejection of nanofiltration membrane used, the separation coefficients of metals were nearly the same. These phenomena were observed in the relationship between the molar conductivity and the separation coefficient for heavy metals.

음식물류폐기물 제로화 주거단지 구축 시나리오별 비용 및 환경효과 분석

오정익(Jeong-Ik Oh),윤은주(Eun-Joo Yoon),박이레(Ire Park),김영민(Yeong-Min Kim) 대한환경공학회 2016 대한환경공학회지 Vol.38 No.7

본 연구에서는 공동주택 단지에서의 음식물류폐기물을 수거․이송하여 대용량처리시설에 자원화 혹은 재활용하는 기존 방식과 발생지인 공동주택 내에서 처리하는 제안 방식을 가상하여 차량수거방식, 자동집하방식, 자동집하처리방식, 소규모분산처리방식, 오수처리연계방식으로 시나리오를 설정하고 각 시나리오별 초기 투자비용, 석유 사용량, 이산화탄소 배출량, 음식물류폐기물 처리 운영비용, 입주자 부담 관리비를 비교 분석하였다. 기존처리 방식에 비해 제안하는 소규모분산처리방식이 초기 투자비용, 연간 석유사용량, 이산화탄소 배출량이 가장 낮았으며 적용, 도입 가능성이 높았다. 음식물류폐기물처리 운영비용은 기존 처리방식과 비교하여 1톤당 334,465원(약 91%)이 절감되며 세대 당 월 1,500원인 입주자 부담 관리비용 또한 902원으로 약 40% 절감이 가능하다고 분석되었다. 각 시나리오별 초기 투자비용과 석유사용량, 이산화탄소 배출량을 비교한 결과, 초기 투자비용이 낮은 처리방식이 연료 사용량과 이산화탄소 발생량도 낮은 경향을 나타내었다. 초기 투자비용과 석유사용량, 이산화탄소 배출량이 가장 낮은 시나리오는 소규모분산처리방식이며 가장 높은 시나리오는 오수처리연계방식이었다. 연구의 공간적 범위를 공동주택 단지로 설정할 때 소규모분산처리방식이 음식물류폐기물 제로화 모델로서 가장 적합한 방식으로 판단된다. In this study, traditional treatment scenario of food wastes that collected and transported food waste is recycled in large treatment facilities and suggested treatment scenario of onsite zero discharge system that food waste is treated in housing complex were supposed. The scenarios were compared and analyzed by capital expenditure, oil consumption, CO₂ emission quantity, operating expenditure and management expenses. The capital expenditure, oil consumption and CO₂ emission quantity of small scale dispersion dealing method is the lowest compared to traditional treatment method. As a results, it is possible to obtain the effect that operating expenditure was reduced by 91% and management expenses was reduced by 40% with suggested treatment method. The treatment method that have low capital expenditure is tend to lower oil consumption and CO₂ emission quantity. The small scale dispersion dealing method have the lowest capital expenditure, oil consumption and CO₂ emission quantity and the linked method with sewage treatment have the highest expenditure and CO₂ emission quantity. Eventually, the optimal model of onsite zero discharge system in housing complex is small scale dispersion dealing method.

발효·소멸 기술을 이용한 음식물 쓰레기 무배출 시스템에 대한 공동주택 거주자의 태도에 관한 분석

오정익(Jeong Ik Oh),이현정(Hyun Jeong Lee) 大韓環境工學會 2013 대한환경공학회지 Vol.35 No.5

주택 내에서 발생하는 음식물 쓰레기의 실태를 조사하고, 음식물 쓰레기의 자원화와 바이오처리를 이용한 음식물 쓰레기 무배출 시스템에 대한 거주자의 태도를 조사하는 본 연구에서는 전국 소재의 공동주택 단지 총 400세대를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 가설검정을 위하여 SPSS window version 18.0 통계분석 프로그램을 사용하여 빈도 및 백분율, t-검정, ANOVA, 요인분석, 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. 분석 결과, 주택에서 배출되는 음식물 쓰레기는 국 또는 찌개류, 나물반찬, 과일류 등 수분이 다량 함유되고 쉽게 부패되는 종류였고, 음식준비과정에서 많이 배출되고 있었으며, 쓰레기 배출시 악취와 벌레등의 불쾌감과 쓰레기 배출시의 불편함이 지적되었다. 이로 인해 음식물 쓰레기의 에너지화와 부엌 싱크대에 음식물 쓰레기 무배출 시스템의 설치에 적극적이었으며, 그 시스템을 주택건설단계부터 구조적으로 설치되길 선호하였다. 회귀분석 결과, 주부 학력, 요리스타일과 식재료 구입계획의 식재료 구매단계 특성이 음식물 쓰레기의 자원화 경향에 통계적으로 유의한 요인들이었다. 즉, 주부 학력이 높을수록, 식재료 구매단계특성 중 식재료 구입계획이 허술할수록 음식물 쓰레기를 자원화하려는 경향이 높았다. 반면, 음식물 쓰레기 무배출 시스템 설치 희망에 미치는 요인은 통계적으로 유의하지 않았으나, 주부연령이 낮고 학력이 높을수록 가족생활주기가 자녀초등·청소년기일수록 음식물 쓰레기 무배출 시스템 설치를 적극적으로 희망하는 편이었다. 따라서, 쾌적한 주거환경 조성과 지속가능한 생활환경 창출을 위해 음식물 쓰레기의 자원화 및 무배출 시스템의 설치는 필요하며, 활발한 보급을 위해서는 사용자 친화적인 설계와 제도적 지원이 수반되어야 할 것이다. As environmental sustainability becomes a key consideration in policy-making, more responsible consumption and utilization in daily life concern both health and quality of life. To address inequities in health in relation to environments, waste management has taken more progressive ways, and one of them is biomass-to-energy conversion that utilizes energy recovery from food waste. By extension, a food waste zero-emission system using fermentation and extinction technology gains much attention, so that this study is designed to examine residents` attitudes toward recycling food waste produced at home and toward food waste zero-emission system. Utilizing a survey questionnaire, this research collected data from 400 individual units of multifamily housing estates nationwide, and the data were analyzed using descriptive and inferential statistics. The findings indicate that food waste generated at home was highly water-contained and produced in the stage of food preparation before cooking while respondents viewed that food waste collection and treatment needed to be improved. It`s noted that respondents strongly supported the use of food waste as a energy source and would have the use of the food waste zero-emission system built in kitchen sink. Regression analysis showed that educational attainment of housewives, cooking style, and planning food purchase were statistically significant factors in the attitude of the responded residents toward recycling food waste while none of the factors were in the attitude toward the food waste zero-emission system.

음식물쓰레기 자원화를 위한 공동주택 거주자의 음식물쓰레기 배출량 및 자원화 의향에 관한 분석

오정익(Jeong Ik Oh),이현정(Hyun Jeong Lee),석희진(Hee Jean Seok) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.10

음식물쓰레기의 발생량과 자원화 의향에 미치는 영향요인을 파악하고자 최근 건설된 공동주택 단지에 거주하는 주부 300명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 수집된 설문지는 SPSS window version 18.0 통계분석 프로그램을 사용하여 기술통계와 추리통계를 이용하여 분석하였으며, 그 결과, 공동주택 단지의 주부들은 일반적으로 대형마트를 이용하여 식재료를 구매하고 있었으며, 음식물쓰레기를 버리는 주된 이유는 장기보관으로 인한 손상 및 부패였다. 계절에 따른 음식물쓰레기 종류가 달랐으며, 이는 식생활과 밀접하였다. 요인분석을 통해 음식물쓰레기 발생단계를 식재료 구매, 음식 소비 및 조리, 음식물쓰레기 배출 등 3가지로 나뉘어 음식물쓰레기 발생량과 자원화 의향 간의 관계를 분석하였다. 음식물쓰레기의 발생량에 미치는 영향 요인은 음식물쓰레기 수거단계 특성이었으며, 음식물쓰레기 자원화 의향에 유의한 영향을 미치는 요인은 식재료 구매단계 특성이었다. 즉, 음식물쓰레기 발생량은 단지 내 음식물쓰레기 수거환경이 양호할수록 증가하였고, 음식물쓰레기 자원화는 사전구매계획이 미비할수록 쓰레기 발생을 높았다. 따라서, 쓰레기 종량제 실시에도 불구하고 식생활 문화와 생활수준 향상에 따른 음식의 과소비는 여전하므로, 발생된 음식물쓰레기의 자원화 기술 개발과 제도적 지원을 보다 적극적으로 모색해야 할 것이다. With rising food waste, the management activities have gained growing attention, and the disposal options, particularly utilization of food waste for energy recovery, become central. This research examines the factors affecting food waste generation and the tendency to resource food waste. The self-administered questionnaire survey was conducted in newly built multifamily housing estates to collect data, and 300 responses were analyzed. The statistical analysis showed that most of the respondents purchased food materials in largely franchised grocery stores and discarded food that had been too long refrigerated to edible. The lifecyle of food consumption was divided into three states - food purchase plan, cooking and food waste collection. Regression analysis was employed to find out the relationships between three stages and food waste generation or tendency to resource food waste. The results described that food waste generation being affected by the stage of food purchase plan (food waste removal conditions) was statistically significant while it`s statistically significant that the stage of cooking (prepurchase considerations) influenced the attitude toward food waste resource. The research findings indicated that food is overconsumed, and further many viewed food waste resources as a proactive and integrative mode in the global wave of sustainability.

CFD와 PIV 기법을 이용한 저압막 유입부 수리구조 개선에 관한 연구

오정익(Jeong Ik Oh),최종웅(Jong Woong Choi),임재림(Jae Lim Lim),김동길(Donggil Kim),박노석(No Suk Park) 大韓環境工學會 2015 대한환경공학회지 Vol.37 No.11

본 연구에서는 CFD 모사와 PIV 기법을 이용하여 실규모의 사이드 스트림 방식의 막 모듈을 대상으로 유입부의 수리구조를 개선하여 모듈로 유입되는 유입 유량을 수직으로 균등하게 분포시킬 수 있는 방안을 제시하고 이를 실험적으로 검증하고자 하였다. 사이드 스트림 방식의 막 모듈을 대상으로 유입 유량을 수직으로 균등하게 분포시킬 수 있는 방안을 CFD로 설계한 결과, 내부 유입 수리구조에 유공 격벽을 설치함으로써 모듈내로의 유입유량은 표준편차 기준으로 약 40% 정도 감소됨을 확인하였다. 또한 CFD 결과를 검증하고 사이드 스트림 막 모듈의 편중된 오염의 원인을 조사하기 위해 수행된 입자영상유속 측정 결과로부터 유입구 반대편 유공에서 막 모듈 내부로 들어오는 수체의 유속이 상대적으로 커 수체의 모멘텀이 유입구 측벽에 강한 전단력을 발생하지만 유입구 반대 측벽에서는 사류가 형성됨을 확인하였다. This study was conducted to suggest hydraulic modification for improving evenness of inlet flow distribution into side stream type low-pressure MF (microfiltration) module using CFD (computational fluid dynamics) simulation and PIV (particle image velocimetry) techniques. From the results of CFD simulation for various typed inlet structure, it was investigated that installing internal orifice baffle in inlet the distribution channel could improve the evenness of inlet flow distribution over about 40%. Also, from the results of PIV measurements which were carried out for verifying the CFD simulation, it was observed that the momentum of the water body coming from the opposite side of the inlet was relatively larger. This momentum would generate strong shear force in the near of inlet side wall. On the other hands, occurrence of dead zone and eddy flow was confirmed in the opposite side.

음식물 제로화 스마트 리사이클링 시스템을 적용한 자원순환 주거단지 구축·운영 사례

오정익(Oh, Jeong Ik),박이레(Park Ire) 대한설비공학회 2018 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.6

Food waste has been often considered to be one of the most important factors ensuring quality of Korean residential environment. Recently, food waste has gained much attention since it’s seen as a biomass fuel reducing carbon emissions against. This study aims to suggest an innovative approach to producing a biomass fuel making use of food waste. This research introduces a zero food waste system (ZFWS) which utilizes a fermentation-extinction compost technique making use of bio wood-chips and at the same time this system is experimentally examined in the kitchen disposer in the households. For the applicability, ZFWS was installed in a large apartment complex and the performance of food waste treatment and management was examined. The on-site ZFWS was divided into three main parts; 1) a fermentation-extinction compost reactor where food waste was mixed with bio wood chips made up of complex enzyme and aseptic wood chips: 2) separation equipment of water from food waste in which an screw centrifugation technique was employed; and 3) a food waste slot into which kitchen disposer under the sink is installed. The field experiment had put 50kg food waste per day into ZFWS, and the food waste was reduced to 90% in weight. Furthermore, the by-products generated from fermentation-extinction compost reaction could meet the organic fertilizer criteria in Korea.

저탄소 녹색 성장을 위한 폐기물 제로 청정도시 구상

오정익(Jeong Ik Oh),안수정(Soo Jeung Ahn),김종엽(Jong Yeob Kim) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.2

공동주택단지의 음식물쓰레기 관리 실태 및 지방자치단체의 음식물쓰레기 무배출 시스템 도입 의향 분석

오정익(Jeong Ik Oh),이현정(Hyun Jeong Lee) 大韓環境工學會 2016 대한환경공학회지 Vol.38 No.5

음식물쓰레기의 최대 배출원인 주택에서 생성되는 음식물쓰레기의 성상은 양호하여 재활용 가치가 크지만, 기존의 음식물쓰레기 관리방식으로는 한계가 있어 개선안이 요구되고 있다. 본 연구는 수도권과 비수도권 소재 공동주택단지의 음식물쓰레기 관리 실태를 조사하고, 발효·소멸기술을 이용한 음식물쓰레기 무배출 시스템 보급에 대한 지자체 태도를 파악하고자 한다. 전국 지자체 공무원을 대상으로 실시한 설문조사를 통해 수집한 자료는 통계분석을 하였고, 그 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 공동주택단지에서 배출되는 음식물쓰레기는 차량수거를 통해 퇴비나 사료로 재활용되고 있었다. 상당수의 지자체들은 음식물쓰레기 무배출 시스템에 관심이 있으나, 지자체의 예산 부족은 그 보급에 걸림돌이 되었다. 또한, 음식물쓰레기 무배출 시스템을 실용화하기 위해서는 비용절감효과, 에너지로의 자원화, 설치 후 유지운영 관리의 용이성 등이 뒷받침되어야 할 것으로 나타났다. As the largest source of food waste is housing, and the food waste properties are good enough to recycle, the proactive approach to conventional food waste disposal is highly regarded. This research is to examine food waste management in the Seoul Metropolitan Area (SMA) and non-SMA and to analyze the public inclination to disseminate zero-food waste system (ZFWS) with fermentation and extinction technology in multifamily housing estates. The self-administered questionnaire survey was conducted and the collected data were statistically analyzed. The main findings are summarized as follows: food waste in multifamily housing estates were retrieved by refuse truck and largely recycled for compost and forage. Also, many local governments were in favor of ZFWS, and unwilling to invest in it due to financial constraint. It`s found that logistics of ZFWS is likely to be influenced by important features such as a considerable amount of cost saving, effective energy recovery, and efficient operation/management.

저압 나노여과법에서의 미량유기물질의 제거특성에 대한 평가기법의 개발

오정익 ( Jeong Ik Oh ),김한승 ( Han Seung Kim ),윤재경 ( Jae Kyung Yun ),김범수 ( Bum Soo Kim ),김충환 ( Chung Hwan Kim ) 한국물환경학회 2004 공동 추계학술발표회 Vol.2004 No.-