임목폐기물의 산 가수분해 후 중화제에 따른 에탄올 제조 비교 분석

조중식 ( Jung-sik Cho ),김광렬 ( Kwang-yul Kim ),주붕비 ( Zhu Pengfei ),조병렬 ( Byung-yeol Cho ),연익준 ( Ik-jun Yeon ) 한국환경기술학회 2015 한국환경기술학회지 Vol.16 No.6

임목폐기물을 이용하여 바이오 에탄올과 같은 고부가 가치 에너지 회수를 위해서는 산 가수분해 후 발효 효모를 접종하기 전에 산 가수분해로 생성된 당화액 중의 잔류 산에 대한 중화가 필요하다. 본 연구에서 임목폐기물의 산 가수분해 후 중화제에 따른 에탄올 생산성을 비교 분석한 결과 중화제로 KOH보다는 Ca(OH)₂가 우수하며 S. cerevisiae와 Y. stipitis의 에탄올 전환반응 특성을 종합하여 볼 때 에탄올 생산성은 Y. stipitis보다 S. cerevisiae가 더 우수한 것으로 보여 임목 폐기물을 이용한 에탄올 제조 시 중화제로 Ca(OH)₂와 S. cerevisiae가 더 효율적인 것으로 나타났다. 또한, A(혼합활엽수)보다 B(혼합침엽수)의 에탄올 농도가 높았으며, 이 결과 침엽수가 에탄올 생산에 더 적합할 것으로 판단된다. The neutralization of the residual-acid in wood hydrolyzate produced by the acid- hydrolyzed is required, after the acid-hydrolyzed and before the injection of the yeast fermentation, for high-value energy recovery, such as bio-ethanol using of forest tree waste. In this study, productivity of ethanol by each different neutralizer after the acid- hydrolyzed was compared. As a result, Ca(OH)₂ is better than KOH in the performation of neutralizer. And S. cerevisiae is better than Y. stipitis in the productivity of ethanol from the ethanol conversion characteristics. From the result, as neutralizer, Ca(OH)₂ and S. cerevisiae was effective in ethanol production using the forest waste. Also, the ethanol concentration was higher than A(mixed-broadleaf tree) and B(mixed-needleleaf tree). thus needleleaf is determined to be more suitable for ethanol production.

생활폐기물의 발생원과 최종 매립장에서 물리화학적 특성 비교 분석

조병렬(Cho Byungyeol),연익준(Yeon Ikjun),이병찬(Lee Byungchan) 한국지반환경공학회 2009 한국지반환경공학회논문집 Vol.10 No.3

폐기물을 적절히 관리하고 처리하기 위해 기본 자료가 되는 폐기물의 물리적 특성과 화학적 특성 분석을 위해 충주시에서 발생된 생활폐기물을 대상으로 발생원과 매립장에서 시료채취를 채취하여 겉보기밀도, 폐기물의 물리적 조성, 삼성분, 화학적 조성 및 발열량을 조사 분석하였다. 발생원별조사결과와 매립장 반입폐기물의 물리적 특성 값들은 차이가 있으나, 화학적 조성 값은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 환경부에서 도입예정인 생활폐기물전처리시설(MBT(mechanical biological treatment))과 같은 폐기물중간처리 장치를 도입할 경우 물리적 조성 값을 알기위해서는 발생원별 조사가 필수적이지만, 소각로 설계를 위한 폐기물조사에서는 주로 화학적 특성 값을 이용하기 때문에 간단히 매립장에 반입되는 폐기물의 분석치만 조사하여도 큰 문제가 없는 것으로 판단된다. 폐기물의 중간처리에 중요한 생활폐기물의 물리적 성상은 가연성과 비가연성 성분으로 분석할 경우 가연성은 연평균 87.4%로 나타났고, 비가연성의 경우 연평균 12.6%이며, 생활폐기물의 발생원별 겉보기 밀도 평균은 0.150ton/㎥이다. 생활폐기물의 삼성분 분석결과 평균은 수분 27.6%, 가연분 60.5%, 회분 11.9%이고, 원소분석 결과 평균 원소성분에 대한 값은 C: 50.1%, H: 6.%, O: 39.5%, N: 1.9%, S: 0.5%, Cl: 1.3%이며, 저위발열량은 2,441㎉/㎏이다. The comparative analysis on physico-chemical characteristics of municipal solid waste from dwelling site and landfill site were performed to provide the fundamental information of waste management in Chungju city. It was analysed and evaluated the bulk density, physical component, three major component, chemical component, and heating value of MSW. The physical components depended on the sampling site in dwelling site and landfill site. But, by the ultimate analysis, the chemical composition was almost similar to result for municipal solid waste from dwelling site and landfill site. Therefore, it is necessary to investigate the physical components according to sampling site for the MBT to introduce for combustible municipal solid waste pre-treatment, but it needs the chemical composition from landfill site to design the incinerator. The physical composition showed that the combustible and the noncombustible occupied 87.4% and 12.6% respectively. In case of three component analysis, the moisture, the combustible, and the ash were 27.6, 60.5, 11.9% respectively. The chemical composition through the element analysis were C (50.1%), H (6%), O (39.5%), N (1.9%), S (0.5%), and Cl (1.3%).

NaNO₃ 용액의 생물학적 탈질

조병렬 ( Byung-yeol Cho ),전태성 ( Tae-sung Jun ),연익준 ( Ik-jun Yeon ) 한국환경기술학회 2006 한국환경기술학회지 Vol.7 No.3

본 연구에서는 고농도 질산성질소를 포함하는 NaNO₃ 합성 모의용액을 만들어 Psudomonas halodenitrifications sp. nov.를 이용하여 아세트산을 탄소원으로 하여 미생물에 의한 탈질과정에서 pH, 온도, 질산성질소 농도 및 기질과 전자공여체의 비 등을 변수로 하여 탈질현상을 관찰하였으며 이를 바탕으로 폐기물의 미생물을 이용한 탈질처리에 대한 가능성을 검토하였다. 생물학적 탈질을 이용하여 고농도 질산성 질소를 함유한 산업폐기물의 처리가 가능 가능하였고, 고농도의 NaNO₃에 의한 저해현상은 없었고, 미생물의 성장과 안정성을 고려할 때 바람직한 운전 조건은, pH는 6.5∼8.5, 온도는 300℃ 부근, acetic acid/nitrate 비율 1.2 부근이 바람직한 것으로 나타났다. This study is a biodenitrification for synthetic industrial waste with high concentrated sodium nitrate using Psudomonas halodenitrifications sp. nov. The experiment carried out biodenitrification using carbonaceous substrate from acetic acid in batch reactor under various experimental conditions such as pH, A/N(acetic acid/nitrate) ratio, temperature, rpm and concentrations of nitrate etc. It was found the possibility that biodenitrification is able to denitrify the industrial waste included with high concentrated sodium nitrate solution. Optimal conditions for cell growth and biodenitrifications were as follow; pH range; 7.5-8, Temperature; 30℃, Acetic acid/Nitrate ratio; 1.0, rpm; above 20, respectively.

충주시 악취발생원으로부터 배출되는 악취원인물질 특성 분석

조병렬(Byun Yeol Cho),조영민(Young Min Jo) 大韓環境工學會 2008 대한환경공학회지 Vol.30 No.4

A Study of Bio-Energy Production using Suspended Wood Waste from Dam

조중식(Cho, Jung-Sik),신수정(Shin, Soo-Jeong),조병렬(Cho, Byung-Yeol),이병찬(Lee, Byung-Chan),이준호(Lee, Jun-Ho),연익준(Yeon, Ik-Jun) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05

The use of renewable energy sources is becoming increasingly necessary to minimize the problems derived from the global warming impacts caused by the utilization of fossil fuels as well as their limited supply and reservoir. Also, localized heavy rain has occurred in many areas. As a result, suspended wood waste is being inflow into the dam and the problem of waste disposal has occurred. It is a unique renewable and alternative source for the production of energy. The experiment using wood waste (dry weight 25.0g) was conducted for extraction sugars such as xylose, lactose and glucose. For the sugar extraction from wood waste, hydrolysis experiment using wood waste was conducted by two steps. First step was reacted with 72% sulfuric acid (24.0N and 37.5 ml) for 1hr at 30?C and second step was reacted at 105?C for one hour after adding 2.45times of hot water. Extracted sugar was used in the experiment of sugar consumption to estimate feasibility of ethanol production using yeast(P. Stipitis and S cerevisiae). As a result, sugar extracted from wood waste was effective consumed by yeast(P. Stipitis and S cerevisiae). The consumption rate by yeast was S. cerevisiae was faster than that of P. stipitis. It can be confirmed that resource as ethanol production using wood waste was available.

충주시 생활폐기물 관리를 위한 성상변화 특성 및 온실가스 산정

조병렬 ( Byung-yeol Cho ),강병욱 ( Byung-wook Kang ),이원재 ( Won-jae Lee ),한양수 ( Yang-su Han ),연익준 ( Ik-jun Yeon ) 한국환경기술학회 2013 한국환경기술학회지 Vol.14 No.1

본 연구에서는 충주시의 생활폐기물 관리를 위하여 폐기물의 특성 및 폐기물 관리의 전과정 분석을 통해 온실가스 산정을 수행하였다. 생활폐기물의 관리, 발생, 활용 등에 대한 전반적인 특성을 알아보고 이를 통하여 충주시 폐기물 처리 방법 및 시설운영에 따른 온실가스발생량 및 감축량 산정을 통하여 효율적인 온실가스 관리 방안에 관한 기초자료를 제공하고자 한다. 충주시 생활폐기물 발생량은 2007년 159.4톤/일에서 2010년 227.3톤/일로 42.6% 증가하였으며, 폐기물 처리방법별로 살펴보면 매립 비율은 2003년 52.2%에서 2010년 8.4%로 감소하였으며, 소각 비율은 0.0%에서 26.4%로 증가하였고, 충주시 생활폐기물의 발열량 산정결과 2004년 평균 2,541.0kcal/kg에서 2010년 평균 3,392kcal/kg로 분석되었다. 충주시 온실가스 산정은 수집운반, 시설운영, 공정운영으로 나누어 산정하였으며, 수집ㆍ운반의 경우 수집ㆍ운반과정에서 발생하는 온실 가스량은 재활용부문이 가장 컸으며 매립이 그 다음으로 많았다. 연도별 온실 가스 발생량은 매립부문은 점차 감소하는 경향이 있으며, 재활용부문은 점차 감소하다 증가하는 경향이 있고, 소각은 증가하는 것으로 나타났다. 시설운영 단계에서 온실가스 발생량은 재활용부문이 타 부문보다 월등히 큰 것으로 나타났다. 공정운영의 경우 온실가스발생량은 실제 공정 운영시 타 공정보다 가장 적다. The purpose of this study was to calculate the amount of greenhouse gases emission based on the life cycle analysis of waste management and the variation of physical composition characteristics for the MSWs(muncipal solid wastes) generated from Chung-ju city. This study tried to suggest a more effective management methods through the calculation of greenhouse gas emission depending on treatment method and operation of environmental facilities. The amount of greenhouse gas emission was derived from consideration of various MSWs characteristic categories such as management, generation, recycles. The amount of MSWs generated from Chung-ju were 227.3tons/day in 2010, which was were up 42.6 % from 2007(159.4tons/day). For the disposal of MSWs, 52.2% of landfill ratio in 2003 was decreased to 8.4% in 2010. On the other hands, incineration ratio was increased from 0.0% to 26.4% during the same period. The apparent density of MSWs were in the range of 149.9kg/㎥ ~ 165.6kg/㎥, the ration of combustible components and incombustible components was 87.6% ~ 94.1% and 5.9% ~ 12.4%, respectively. The results of elemental analysis showed C 49.1 ~ 50.6%, O 39.4 ~ 39.7%. The calorific value was calculated as 2,541.0kcal/kg in 2004 and 3,392kcal/kg in 2010. In the calculation of greenhouse gas emission depending on treatment methods such as incineration, landfill and recycling, we were concerned in three categories including collection and transport waste, operation of facilities and management of process. From the calculated results, amount of greenhouse gas emission in collection and transport waste category was order in recycling > landfill > incineration. The amount of annual greenhouse gas emissions was gradually decreased from landfill and increased from incineration. And it was increased after decrease from recycling In the category of operation of facilities, the amount of greenhouse gas emitted from recycling was significantly greater than from landfill and incineration. The results of management of process was less than other categories.

Efficient Sugar Extraction of Mix Hardwood and Softwood by Acetic Acid

Jungsik Cho(조중식),Youngdo Jeong(정영도),Sangwoo Lee(이상우),Byungyeol Cho(조병렬),Ikjun Yeon(연익준) 한국신재생에너지학회 2014 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.05

회분식 반응조를 이용한 고농도 질산염의 생물학적 탈질

최정동 ( Jeongdong Choi ),최두식 ( Doo Sik Choi ),송재석 ( Jea Seok Song ),조병렬 ( Byung Yeol Cho ) 한국환경기술학회 2018 한국환경기술학회지 Vol.19 No.5

고농도 질산염 함유 폐수는 핵연료 공정, 스테인레스강 생산 공정, 화학비료 및 의약품 생산 공정에서 발생한다. 이러한 고농도 질소를 포함한 폐수가 적절하게 처리되지 않고 수계로 방류되면 수자원의 황폐화를 비롯하여 생태계 전반의 건강에까지도 위협을 받게된다. 본 연구에서는 고농도의 질산염 처리를 위해서 Pseudomonas halodenitrifican 미생물 식종 회분식 반응조가 사용되었다. 반응조의 원활한 운전을 위해서 아세트산을 탄소원으로 사용하였으며 pH, 아세트산/질산염 비율, 온도, 교반 속도, 및 질산염의 농도를 운전인자로 설정하여 최적 운전 조건을 도출하고자 하였다. 실험 결과를 바탕으로 고농도 질산염의 생물학적 탈질 가능성이 확인되었으며 최적의 운전 조건은 pH 7.5∼8.5, 온도 30 ℃, 아세트산/질산염 비율 1.0 으로 나타났다. High concentration of nitrate containing industrial wastewater is produced in nuclear fuel operation, the stainless steel manufacturing process, chemical fertilizers and pharmaceuticals. If this produced water is discharged into water bodies without proper treatment, water basin would be deteriorated and eventually affected the health of ecosystem. In this study, the characteristics of high concentration of nitrate treatment was investigated in batch reactor inoculated Pseudomonas halodenitrifican sp. The reactor was run with acetic acid as a carbon source under various experimental conditions: pH, A/N(acetic acid/nitrate) ratio, temperature, agitation speed (rpm) and concentrations of nitrate. The results indicated that industrial wastewater containing high strength nitrate could be reduced in biological denitrification process. Optimal conditions of reactor operation and cell growth were as the follows; pH range; 7.5∼8.5, temperature; 30 ℃, acetic acid/nitrate ratio; 1.0, respectively.

배출 계수를 이용한 공해 물질 발생량의 추정

김광렬,박상찬,조병렬 ( Kwang Yul Kim,Sang Chan Park,Byoung Real Cho ) 충북대학교 산업과학기술연구소 1990 산업과학기술연구 논문집 Vol.4 No.2

Abstract_Roman As one of energy resources, coal combustion is much utilized in many field of industries. During coal combustion, lots of polluting materials which are particule.tes, 143x, Sox etc are generated So the reaction mechanism of th- ese polluti

사용종료 비위생 매립지의 환경 안정성 평가

박상찬(Park Sangchan),조병렬(Cho Byeongreal),정지혜(Jeong Jihye),이민희(Lee Minhee),김태영(Kim Taeyoung),박종호(Park Jongho) 한국지반환경공학회 2008 한국지반환경공학회논문집 Vol.9 No.6

사용 종료된 매립지의 환경적 영향에 따른 매립 후 변화에 대한 안전성 평가를 위하여 매립 폐기물의 성상 및 가스분석을 통한 연구의 결과는 매립폐기물의 물리적 성상분석의 유기성분이 29.72~63.84%이었고, 비닐ㆍ플라스틱류는 평균 32.88%로 가연성 물질의 대부분을 차지하고 있었으며, 침출수의 성분 중 BOD?/CODcr 비가 0.18정도로 나타났다. TS의 62.71%중 VS는 30.37%, FS는 32.34%로 FS의 비중이 약간 높게 나타났으며, 매립폐기물의 C/N비는 21.8로 나타났다. 매립지 주변 지표수는 BOD 10.7㎎/g, SS의 경우 37.8㎎/g, 대장균 31.157(MPN/100㎖)로 나타났고, 지하수는 CODMn은 1.13-1.38㎎/g, NO₃-N은 1.025-4.075㎎/g로 나타났다. 침출수는 T-P 0.002-0.028㎎/g, NH₃-N 4.0-21.0㎎/g로 나타났으며, BOD/CODcr비가 평균 0.18로 나타났다. 토양은 토양오염우려기준에 하회하는 농도분포를 나타내었으며, 매립가스의 CH₄와 CO₂가스는 각각 13.25%, 6.17%로 나타났고, H₂s나 CO가스는 검출되지 않았다. 지표 가스는 CO₂, CH₄, H₂S, CO가스 농도는 검출되지 않았으며, NH₃가스 농도는 평균 7.56ppm으로 분석되었다. The objectives of this paper are to investigate states of these open dumping landfills for managing, utilizing and stabilization of a municipal solid waste landfill site in environmentally secure conditions. The result of the physical analysis of the landfill showed that it is composed of between 29.72-63.84% organic matter, 32.88% vinylㆍplastic. The environmental assessment of the landfill site confirmed that the landfill is at a maturation phase due to 0.18 of BOD?/CODcr of leachate. VS and FS of TS Was respectively 30.37%, 32.34% and C/N ratio was 21.8. Surface water around landfill was BOD 10.7 ㎎/g, SS 37.8 ㎎/g, E-Coli 31,157(MPN/100 ㎖) and Ground water was CODMn 1.13-1.38 ㎎/g, NO₃-N 1.025-4.075 ㎎/g. Leachat indicated T-P 0.002-0.028 ㎎/g, NH₃-N 4.0-21.0 ㎎/g. The soil contamination of around landfill didn’t appear as below of the regulation of Soil Environment Conservation Act. The Landfill Gas was CH₄ 13.25%, CO₂ 6.17%, H₂S and CO was not detected. Also Surface Water was not detected CO₂, CH₄, H₂S, CO.