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.

밭 토양에서 유기물 자원의 시용이 작물 수량 및 토양 물리성에 미치는 영향

한경화,정강호,조희래,이협성,옥정훈,장용선,김기선,서영호 유기성자원학회 2017 유기물자원화 Vol.25 No.4

Application of organic resources to agricultural land can increase crop yield by improving soil characteristics. The objective of this study was to evaluate effect of crop yield and soil physical properties including aggregate stability to application of organic resources in upland. The soybean was cultivated in a sandy loam field and a clay loam field located at Suwon and a sandy loam field located at Pyeongchang. The organic resources used in this study were rice straw compost (RSC), composted pig manure with sawdust (CPIG), composted poultry manure with sawdust (CPM), and cocopeat applied before sowing crop. Application rate of organic resources was determined based on carbon content and water content. The inorganic fertilizers were applied based on soil testing. In addition, the decomposition of RSC, CPIG, and cocopeat was characterized by isothermal incubation with sandy loam soil. The decomposition rate was highest for RSC followed by CPIG and cocopeat. Organic resource application increased yield of soybean, which effect was greater in clay loam than in sandy loam. In addition, increase in gas phase proportion by organic resource application was distinct in clay loam soil compared with sandy loam soil. In terms of aggregate stability, increasing effect was more obvious in sandy loam soils than in a clay loam soil. The highest yield was observed in RSC treatment plots for all the fields. Improvement of soybean yield and soil physical characteristics by cocopeat was not as much as that of the other organic resources. The results implied that RSC could be recommended for promoting aggregate stability and crop yield in upland cultivation. 농경지에 유기물 자원을 시용하면 지력이 높아져서 작물의 수량이 높아진다. 본 연구의 목적은 유기물 자원을 밭 토양에 시용하였을 때 작물 수량 및 토양 물리성에 미치는 영향을 유기물 자원별로 비교하고자 하였다. 콩을 평야지인 수원의 사양토와 식양토 포장에서 재배하였으며, 온도 영향을 살펴보기 위하여 고랭지 평창의 사양토 포장에서도 수행하였다. 시험에 쓰인 유기물 자원은 볏짚퇴비, 돈분톱밥퇴비, 계분톱밥퇴비, 코코피트였으며, 콩 파종 전에 탄소 기준으로 동등한 수준으로 시용하였다. 무기질비료의 시용량은 토양검정한 분석치를 고려하여 결정하였다. 유기물 자원의 분해 특성을 살펴보기 위하여 항온배양실험을 실내에서 사양토를 대상으로 수행하였다. 분해 속도는 볏짚퇴비가 가장 높았으며, 돈분톱밥퇴비, 코코피트 순이었다. 유기물 자원의 시용에 따른 콩 수량의 증가 효과는 사양토에 비해서 식양토에서 높았다. 기상 비율의 증가 효과도 식양토에서 뚜렷하였다. 반면에 토양 입단 안정성의 증가 효과는 사양토에서 비교적 높았다. 볏짚퇴비가 모든 토양에서 콩 수량의 증가 효과가 가장 높았다. 코코피트의 콩 수량 증가 및 토양 물리성 개선 효과는 다른 유기물 자원에 비해서 높지 않았다. 따라서 밭작물 수량의 증대 및 토양 물리성의 개선을 위해서는 축분퇴비 등 다른 유기물 자원에 비해서 볏짚퇴비가 적합하였다.

응집 및 한외여과 공정에 의한 상수원수의 유기물질 제거 특성

김현식,임지영,김진한 유기성자원학회 2018 유기물자원화 Vol.26 No.2

This study was evaluated the characteristics of organic materials in the water source and the removal characteristics of organic materials by ultrafiltration including mixing and coagulation process. As a results of the study, it was found that the total organic carbon in the water source was mostly caused by the dissolved organic materials. As the specific ultraviolet absorbance value of the raw water was low, we found the soluble organic material has a high hydrophilic and low molecular material composition ratio. As a result of ultrafiltration experiment including mixing and coagulation process, the average removal rate of total organic carbon, dissolved organic carbon and ultraviolet absorbance at 254 were 37.9%, 30.3%, and 28.2%, respectively. 본 연구는 상수원수 내에 존재하는 유기물질 특성을 평가하고 혼화․응집 공정을 포함한 UF 막여과에 의한 유기물질의 제거 특성을 평가하였다. 연구결과, 상수원수내의 총유기탄소는 대부분 용존성 유기물질에 기인함을 알 수 있었으며, 원수의 SUVA 값이 낮게 측정됨으로써 용존성 유기물질은 친수성, 저분자 물질의 구성 비율이 높음을 알 수 있었다. 또한 혼화․응집 공정을 포함한 UF 막여과 처리 실험 결과 총유기탄소의 제거율은 평균 37.9%, 용존유기탄소의 제거율은 평균 30.3%, 그리고 UV254의 제거율은 평균 28.2%로 나타났다.

유기농 실천 논토양의 이화학적 특성

홍승길,박광래,김민호,안민실,이초롱,김민기,김석철 유기성자원학회 2016 유기물자원화 Vol.24 No.4

To produce the primary data for best management of soil nutrient in organically practiced soils, 75 leading organic farms whose paddy fields were certified as organic were selected. Soil samples were collected from the paddy fields before plowing, and then analyzed for the determination of physico-chemical properties. Soil pH, organic matter and available phosphate were analyzed and averaged 6.2, 25.6 mg kg-1 and 88.4 mg kg-1, respectively. Contrary to the national-scale-surveyed paddy soils including organic and conventional farming, pH was higher, available phosphate was lower in the organically practiced soils, but organic matter was similar. With the increasing cultivation period in organic, soil pH and porosity were also increased, EC, available phosphate, bulk density and soil hardness were lower than those from the national survey. Organic matter, however, was not significantly changed. The bulk density was negatively correlated with the organic matter content for both surface topsoil (R2 = -0.5424) and subsoil (R2 = -0.6429) (p <0.05). Soil quality is improved in most of soil chemical and physical composition factors excluding organic matter and available phosphate. However, it is necessary to establish the counter measure plan for organic matter management and to develop phosphate-containing materials which can be used as organic agricultural material in the future. 최적의 유기농경지 토양 관리 기준 및 양분 관리 방안을 제시하기 위한 기초자료를 만들기 위해 유기농 인증을 받은 국내 75개 선도 농가를 선정하고, 논 토양에서 이앙 전에 토양 시료를 채취하여 이화학적 특성을 분석하였다. 유기농 토양은 평균적으로 pH 6.2, 유기물 25.6 mg kg-1, 유효 인산 88.4 mg kg-1이나 편차가 크게 나타났으며, 유기농과 관행농을 포함한 전국 규모 토양조사 결과에 비해 pH는 높게 나타났고, 유효 인산은 낮게 나타났으며 유기물은 비슷한 수준을 보였다. 한편 재배년수에 따라 토양 pH와 공극률은 높아지고 있었으며, EC와 유효인산, 용적밀도, 토양 경도는 낮아지고 있었으며, 유기물은 차이를 보이지 않았다. 용적밀도는 표토(R2=-0.5424)와 심토(R2=-0.6429) 모두 유기물과 부의 상관관계를 나타냈다(p<0.05). 조사 결과 유기물과 유효 인산을 제외한 대부분의 토양 이화학성 인자들에서 토양의 질이 향상되고 있어, 향후 유기물 관리 대책 수립과 유기농업자재로 사용가능한 인산 자재의 발굴이나 개발이 필요한 것으로 사료되었다.

유기성 폐기물의 자원화 방법에 대한 경제성 평가

유혜영,정다위,윤철우,강준구,박기학,김기헌,신선경 유기성자원학회 2016 유기물자원화 Vol.24 No.4

Depletion of natural resources and reduction of greenhouse gas emissions are an important issue which we have to solve. The recycling of waste has emerged as a global concern. In Korea, the development of cost-effective treatment and recycling technologies also need to be improved. In this study, we compared and analyzed the cost per unit of treatment and recycling of organic waste, and presented an effective recycling scheme. We investigated the current status of treatment and costs for six types of organic wastes from 80 workplaces, including organic wastewater treatment sludge, processed organic sludge, and plant residues. In addition, environmental costs for greenhouse gas reduction were calculated. It’s a economic way that organic waste is composted and used as cement additives. In particular, the economic analysis was done by realistic results of the survey target companies. In conclusion, in order for reliable processing and recycling of organic wastes, wastewater treatment sludge and sewage sludge need to be classified based on hazard characteristics. Finally, technical difficulties need to be further resolved such as odors, leachate, and debris, etc., on recycling organic wastes. 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, 이물질 등에 대한 기술적인 노력을 기울여야 할 것이다.

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.

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%.

신형 패들(Paddle)방식을 이용한 발효/숙성공정 일체형 고속발효 방식

유기성자원학회 유기성자원학회 2000 유기물자원화 Vol.8 No.1

로터리 패들식 음식물쓰레기 퇴비화 기술

유기성자원학회 유기성자원학회 2000 유기물자원화 Vol.8 No.1