• 유기물자원화
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• 제18권3호
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• pp.38-49
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• 2010

유기성 폐기물의 혐기성발효공정에 의한 바이오가스 연구가 다양한 목적으로 활발하게 진행되고 있다. 혐기성공정 또는 매립지에서 생성되는 바이오가스의 주요 조성은 메탄, 이산화탄소와 미량의 황화수소와 암모니아로 구성되며, 생산지에서 불순물을 정화시킨 후 바로 사용하거나 혹은 파이프라인을 통해 천연가스처럼 사용할 수 있다. 생산된 바이오가스는 열과 스팀생산, 전기생산, 자동차용 연료 및 화학물질 생산 등에 사용되어질 수 있다. 바이오가스는 사용 용도에 따라 여러 나라들의 관련 규정들이 정비되고 있지만 아직까지 국제적으로 공인된 표준 규격은 없다. 본 논문에서는 세계 각국의 바이오가스 용도별 품질특성을 살펴보았다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권5호
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• pp.716-729
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• 2015

Small-scale household digesters have been promoted across Asia as a sustainable way of handling manure. The major advantages are that they produce biogas and reduce odor. However their disadvantages include the low recycling of nutrients, because digestate is dilute and therefore difficult to transport, and the loss of biogas as a result of cracks and the intentional release of excess biogas. In this study, life cycle assessment (LCA) methodology was used to assess the environmental impacts associated with biogas digesters in Vietnam. Handling 1,000 kg of liquid manure and 100 kg of solid manure in a system with a biogas digester reduced the impact potential from 4.4 kg carbon dioxide ($CO_2$) equivalents to 3.2 kg $CO_2$ equivalents compared with traditional manure management. However, this advantage could easily be compromised if digester construction is considered in the LCA or in situations where there is an excess of biogas which is intentionally released. A sensitivity analysis showed that biogas digesters could be a means of reducing global warming if methane emissions can be kept low. In terms of eutrophication, farms with biogas digesters had 3 to 4 times greater impacts. In order to make biogas digesters sustainable, methods for recycling digestates are urgently required.

• 유기물자원화
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• 제19권3호
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• pp.63-72
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• 2011

본 연구에서는 benzalkonium chloride 처리에 따라 바이오가스 생산이 억제되는 정도를 평가하였다. 바이오가스 생산 억제 수준은 10 ppm, 40 ppm, 80ppm의 benzalkonium chloride가 처리되었을 때 각각 10%, 30-40%, 70% 이상이었다. Benzalkonium chloride의 처리에 따라 저해되는 효소를 알아내기 위하여 효소 활성을 분석하였으며 산성/알칼리 포스파타아제, 프로테아제는 메탄 생산량과 음의 상관관계를 나타내었다. ${\alpha}$-글루코시다아제는 실험기간 동안 메탄 생성량과 상대적으로 낮은 음의 상관성을 보였으며(p<0.01, r=-426), 다른 효소와의 상관성도 상대적으로 낮았다. 메탄생성률(ml/day)은 benzalkonium chloride및 산성 포스파타아제와 유의한 상관성을 나타내었다. Benzalkonium chloride가 대장균에 미치는 영향을 원판확산법을 통하여 분석하였다. Benzalkonium chloride의 농도가 높을수록 세균증식 억제대가 확장되었으며, 이를 통하여 benzalkonium chloride가 초산생성균의 증식을 억제함으로써 혐기소화조에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인하였다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제7권1호
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• pp.42-47
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• 2018

Recently, as the demand for limited resources continues to rise and problems of resource depletion rise worldwide, the importance of renewable energy is gradually increasing. In order to solve these problems, various methods such as energy conservation and alternative energy development have been suggested, and biogas, which can utilize the gas produced from biomass as fuel, is also receiving attention as the next generation of innovative renewable energy. New and renewable energy using biogas is an energy production method that is expected to be possible in large scale because it can supply energy with high efficiency in compliance with energy supply method of recycling conventional resources. In order to more efficiently produce and manage these biogas, a biogas plant has emerged. In recent years, a large number of biogas plants have been installed and operated in various locations. Organic wastes corresponding to biogas production resources in a biogas plant exist in a wide variety of types, and each of the incoming raw materials is processed in different processes. Because such a process is required, the case where the biogas plant process is inefficiently operated is continuously occurring, and the economic cost consumed for the operation of the biogas production relative to the generated biogas production is further increased. In order to solve such problems, various attempts such as process analysis and feedback based on the feedstock have been continued but it is a passive method and very limited to operate a medium/large scale biogas plant. In this paper, we propose "CNN-based production yield prediction algorithm for increasing process efficiency of biogas plant" for efficient operation of biogas plant process. Based on CNN-based production yield forecasting, which is one of the deep-leaning technologies, it enables mechanical analysis of the process operation process and provides a solution for optimal process operation due to process-related accumulated data analyzed by the automated process.

• 유기물자원화
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• 제14권4호
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• pp.93-103
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• 2006

바이오가스는 유기물의 혐기소화과정에서 생기는 부산물로 열에너지와 전기에너지로 사용되어왔다. 바이오디젤생산의 반응물과 연료로 사용되고 있는 메탄올의 수요는 꾸준히 증가하고 있다. 본 총설에서는 메탄올을 메탄올로 전환하는 직접부분산화법의 최근 발전 동향을 간략한 메탄올합성의 역사와 함께 다루었으며, 산업 규모에서 주로 사용되고 있는 증기개질반응과 현재 연구단계에서 발전하고 있는 촉매산화법을 비교하였다. 이 총설에서는 바이오가스로부터 메탄올전환의 가능성이 기술적인 측면과 경제적 실용성 면에서 제시되었다.

• 신재생에너지
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• 제4권2호
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• pp.21-30
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• 2008

Anaerobic digestion (AD) is the most promising method of treating and recycling of different organic wastes, such as OFMSW, household wastes, animal manure, agro-industrial wastes, industrial organic wastes and sewage sludge. During AD, i.e. degradation in the absence of oxygen, organic material is decomposed by anaerobes forming degestates such as an excellent fertilizer and biogas, a mixture of carbon dioxide and methane. AD has been one of the leading technologies that can make a large contribution to producing renewable energy and to reducing $CO_2$ and other GHG emission, it is becoming a key method for both waste treatment and recovery of a renewable fuel and other valuable co-products. A classification of the basic AD technologies for the production of biogas can be made according to the dry matter of biowaste and digestion temperature, which divide the AD process in wet and dry, mesophilic and thermophilic. The biogas produced from AD plant can be utilized as an alternative energy source, for lighting and cooking in case of small-scale, for CHP and vehicle fuel or fuel in industrials in case of large-scale. This paper provides an overview of the status of biogas production and utilization technologies.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.202-205
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• 2008

Anaerobic digestion(AD) is the most promising method of treating and recycling of different organic wastes, such as OFMSW, household wastes, animal manure, agro-industrial wastes, industrial organic wastes and sewage sludge. During AD, i.e. degradation in the absence of oxygen, organic material is decomposed by anaerobes forming degestates such as an excellent fertilizer and biogas, a mixture of carbon dioxide and methane. AD has been one of the leading technologies that can make a large contribution to producing renewable energy and to reducing $CO_2$ and other GHG emission, it is becoming a key method for both waste treatment and recovery of a renewable fuel and other valuable co-products. A classification of the basic AD technologies for the production of biogas can be made according to the dry matter of biowaste and digestion temperature, which divide the AD process in wet and dry, mesophilic and thermophilic. The biogas produced from AD plant can be utilized as an alternative energy source, for lighting and cooking in case of small-scale, for CHP and vehicle fuel or fuel in industrials in case of large-scale. This paper provides an overview of the status of biogas production and utilization technologies.

• 유기물자원화
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• 제26권2호
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• pp.95-103
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• 2018

바이오가스 이용 최적화를 위해 탈황 및 제습 전처리시설 가이드라인으로 $H_2S$ 농도는 철염으로 처리가능한 150 ppm으로 설정하고, 제습은 발전기 운전 적정수분 값이며 EU회원국에서 바이오가스 활용 시 적용하는 상대습도 60 %로 설정하였다. 국내 바이오가스 평균 온도인 $31^{\circ}C$에서 상대습도 60 %으로 적용한다면 노점온도 $22^{\circ}C$, 절대습도 $20.57g/m^3$으로 나타낼 수 있으며, 전처리 설비가 적절히 가동된다면 가이드라인에 만족하여 바이오가스의 이용이 최적화 될 것으로 사료된다. 바이오가스 이용 최적화를 위해 발전기 설비 가이드라인을 설정하고자 하였다. 바이오가스 적정 이용량으로는 전체 가스 발생량의 90 % 이상을 이용해야하며, 발전기 시설의 용량은 여유율을 10~30 %로 설정해야 한다. 발전기에 유입가스의 압력을 균등화하기 위해서는 가스 균등조(buffer tank)를 설치하며, 발전실 평균온도는 $45^{\circ}C$이하로 유지한다. 소화조에서 일정한 메탄농도로 가스가 생성되지 않아 효율이 저하되므로 메탄농도에 변화에 따른 공기연료비 제어시스템을 설치가 요구된다. 본 연구에서는 유기성폐자원의 바이오가스 생산 및 이용을 최적화를 위해 현장시설의 정밀모니터링과 시설별 에너지수지를 분석하고, 현장문제 해결방안에 대해서 조사하여 전처리시설 및 발전기 등의 설계 및 운전 가이드라인을 제시하고자 한다.

• 유기물자원화
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• 제18권3호
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• pp.50-59
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• 2010

본 연구에서는 고농도 유기성 폐기물인 음폐수와 돈분뇨를 혐기성 소화조(KH-ABC)에서 병합처리하여 대체 에너지원인 바이오가스를 생산하는 바이오가스 Pilot Plant의 성능을 검증하고 평가하였다. 그리고, 혐기성 소화 공정의 독성물질에 대한 저해 여부 가능성 및 소화액의 액비 활용 가능성에 대하여 살펴보았다. 원료 투입량, 수리학적 체류시간, 원료 배합비율(음폐수와 돈분뇨의 혼합비율) 등 운전조건의 변화에 따른 유기물(VS) 분해율, 바이오가스 생산량 및 메탄농도 등을 분석한 결과 원료의 유기물부하가 증가($1.2{\sim}2.0kg-VS/m^3{\cdot}d$)함에 따라 투입 유기물 당 바이오가스 생산량은 $0.60{\sim}0.69m^3/kg-VS_{input}$로 증가하는 경향을 보였다. 특히 원료투입량 $6m^3$/일, 원료배합비율 음폐수:돈분뇨=4:6, 수리학적 체류시간(HRT) 25일의 조건에서 유기물 분해율 70%, 바이오가스 생산량 $220m^3$/일, 메탄농도 64%로 비교적 높은 성능을 나타냈다. 그리고, 소화액을 분석한 결과 혐기성 소화공정에 저해 작용을 유발하는 양이온 및 중금속 등의 독성물질은 기준농도 이하로 존재하였으며, 소화액(원료배합비율 음폐수:돈분뇨=3:7)은 액비 활용기준인 비료공정규격을 만족하였다.

• 유기물자원화
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• 제10권1호
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• pp.102-108
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• 2002

The effects of ammonia on mesophilic anaerobic digestion were investigated by operating lab-scale two-stage ASBF reactors using swine wastewaters as influent without and with ammonia removal at HRT of 1-2 days and OLR of $2.2{\sim}9.6kg-COD/m^3{\cdot}d$ for 250 days. The COD removal efficiency and biogas generation of two-stage ASBF reactors was decreased by increasing influent ammonia concentrations to 1,580 mg(T-N)/L with increasing OLR to $6.3kg-COD/m^3{\cdot}d$, while those were increased by maintaining influent ammonia concentrations below 340 mg(T-N)/L by MAP precipitation with increasing OLR to $9.6kg-COD/m^3{\cdot}d$. Initial inhibirion of ammonia on anaerobic processes was observed at a concentration of 760 mg(T-N)/L and the COD removal efficiency and biogas generation dropped to 1/2 at ammonia concentration ranges of 1,540~1,870 mg(T-N)/L. It is essential to remove ammonia in swine wastewaters to an initial inhibition level before anaerobic processes for the effective removal of COD.