가축분뇨와 유기성 부산물 이용한 혼합혐기소화공정 개발 가축분뇨를 이용한 혐기발효시 발효의 효율을 높이기 위해 사용되는 유기성부산물과 지역에서 발생하는 음식물쓰레기를 이용한 혐기발효가 축분만을 이용하였을 때 보다 가스발생량이 많은 것을 규명하고자 하였으며, 중온(35℃)영역보다 고온(55℃)영역에서 혐기발효가 활발하며, biogas의 생산 및 가축분뇨의 처리 능력 또한 높다는 것을 규명하고 농가에 현실적으로 이용가능한 혐기소화 모델을 제시하고자 하였다. 주 연구결과는 다음과 같다. 1. 모돈분을 원료로 했을 때 가스발생량은 TS 5%에서 평균 내용물 용적대비 0.221 L/L·d 이었으며, ...
가축분뇨와 유기성 부산물 이용한 혼합혐기소화공정 개발 가축분뇨를 이용한 혐기발효시 발효의 효율을 높이기 위해 사용되는 유기성부산물과 지역에서 발생하는 음식물쓰레기를 이용한 혐기발효가 축분만을 이용하였을 때 보다 가스발생량이 많은 것을 규명하고자 하였으며, 중온(35℃)영역보다 고온(55℃)영역에서 혐기발효가 활발하며, biogas의 생산 및 가축분뇨의 처리 능력 또한 높다는 것을 규명하고 농가에 현실적으로 이용가능한 혐기소화 모델을 제시하고자 하였다. 주 연구결과는 다음과 같다. 1. 모돈분을 원료로 했을 때 가스발생량은 TS 5%에서 평균 내용물 용적대비 0.221 L/L·d 이었으며, TS 10%에서는 평균 0.434 L/L·d 이었다. 유기성 부산물을 혼합하였을때 옥수수 사일레지에서 고형물 함량이 10%인 시험구에서 가스발생량은 평균 0.625 L/L·d이다. 대조구와 비교하여 약 1.5배 많은 가스발생량이 있었다. 또한 음식물 쓰레기를 첨가하였을 때 TS 10%에서 최대 18.17 L/d, 용적대비 1.01 L/L·d 로 나타났다. 메탄가스의 농도는 대조구가 약 40% 정도였으며 옥수수 사일레지를 첨가한 시험구에서 52%, 음식물 쓰레기를 첨가한 시험구에서 약 40%로 일반적인 농도보다 낮았다. 2. 혐기발효시 시험구(55℃)에서 최대 679.24 L/kg(odm)·d 대조구(35℃)에서 최대 522.5 L/kg(odm)·d 로 약 37% 높았으며, 시험구에서 평균 462.1 L/kg(odm)·d, 대조구에서 평균 274.35 L/kg(odm)·d 로 시험구가 대조구보다 약 66.62% 높았다. 고온 발효시 소화조의 온도를 유지하는 것이 어려우며 또한 고온발효는 상당히 민감하여 OLR를 일정하게 유지해야한다. 그러므로 농가에서 이용하기 위해서는 자동화 시스템이 갖추어져야 한다. 3. 가스 정제 방법으로 H2O와 Silica gel을 사용하였는데 평균적으로 CH4 가 66% 증가하였으며, NH3가 95%, H2S가 98%씩 각각 감소한 효과를 보였다. 4. 가스의 이용 면에서는 열전병합발전(CHP)으로 가야 발생하는 가스의 소비가 원활하여지며, 매전단가가 시설보급의 확대에 주요한 요인으로 되고 있다. 소화액은 액비로 농경지에 이용할 수 있어야 정화를 하는데 소요되는 비용을 줄여 경제성을 높일 수 있다. 소화액의 성분분석결과 모든 시험구의 소화액이 대조구의 소화액에 비하여 작물이 필요로 하는 영양분을 골고루 함유하고 있어 액비로써 이용하는데 더 효과적이다.
가축분뇨와 유기성 부산물 이용한 혼합혐기소화공정 개발 가축분뇨를 이용한 혐기발효시 발효의 효율을 높이기 위해 사용되는 유기성부산물과 지역에서 발생하는 음식물쓰레기를 이용한 혐기발효가 축분만을 이용하였을 때 보다 가스발생량이 많은 것을 규명하고자 하였으며, 중온(35℃)영역보다 고온(55℃)영역에서 혐기발효가 활발하며, biogas의 생산 및 가축분뇨의 처리 능력 또한 높다는 것을 규명하고 농가에 현실적으로 이용가능한 혐기소화 모델을 제시하고자 하였다. 주 연구결과는 다음과 같다. 1. 모돈분을 원료로 했을 때 가스발생량은 TS 5%에서 평균 내용물 용적대비 0.221 L/L·d 이었으며, TS 10%에서는 평균 0.434 L/L·d 이었다. 유기성 부산물을 혼합하였을때 옥수수 사일레지에서 고형물 함량이 10%인 시험구에서 가스발생량은 평균 0.625 L/L·d이다. 대조구와 비교하여 약 1.5배 많은 가스발생량이 있었다. 또한 음식물 쓰레기를 첨가하였을 때 TS 10%에서 최대 18.17 L/d, 용적대비 1.01 L/L·d 로 나타났다. 메탄가스의 농도는 대조구가 약 40% 정도였으며 옥수수 사일레지를 첨가한 시험구에서 52%, 음식물 쓰레기를 첨가한 시험구에서 약 40%로 일반적인 농도보다 낮았다. 2. 혐기발효시 시험구(55℃)에서 최대 679.24 L/kg(odm)·d 대조구(35℃)에서 최대 522.5 L/kg(odm)·d 로 약 37% 높았으며, 시험구에서 평균 462.1 L/kg(odm)·d, 대조구에서 평균 274.35 L/kg(odm)·d 로 시험구가 대조구보다 약 66.62% 높았다. 고온 발효시 소화조의 온도를 유지하는 것이 어려우며 또한 고온발효는 상당히 민감하여 OLR를 일정하게 유지해야한다. 그러므로 농가에서 이용하기 위해서는 자동화 시스템이 갖추어져야 한다. 3. 가스 정제 방법으로 H2O와 Silica gel을 사용하였는데 평균적으로 CH4 가 66% 증가하였으며, NH3가 95%, H2S가 98%씩 각각 감소한 효과를 보였다. 4. 가스의 이용 면에서는 열전병합발전(CHP)으로 가야 발생하는 가스의 소비가 원활하여지며, 매전단가가 시설보급의 확대에 주요한 요인으로 되고 있다. 소화액은 액비로 농경지에 이용할 수 있어야 정화를 하는데 소요되는 비용을 줄여 경제성을 높일 수 있다. 소화액의 성분분석결과 모든 시험구의 소화액이 대조구의 소화액에 비하여 작물이 필요로 하는 영양분을 골고루 함유하고 있어 액비로써 이용하는데 더 효과적이다.
Development of anaerobic co-fermentation process using the swine manure and organic byproduct About 45 Million tons of animal manure is produced yearly in Korea. Among them, 83.2% are used as a compost or liquid fertilizer for the agricultural land. Mixing the organic byproducts to the animal manure...
Development of anaerobic co-fermentation process using the swine manure and organic byproduct About 45 Million tons of animal manure is produced yearly in Korea. Among them, 83.2% are used as a compost or liquid fertilizer for the agricultural land. Mixing the organic byproducts to the animal manure, through the anaerobic co-fermentation can increase the utilization of animal manure to produce biogas. The pough t study aims to develop a co-fermentation process using animal manure and organic byproducts. The fermentation materials used were swine manure only as control, swine manure mixed with corn silage, and swine manure mixed with food wastes. Two concentrations 5 and 10%ermenotal solid materials were used. The digested materials were analyzed before and after the experiments and the volume of biogas generated was evaluated in terms of CH4. The concentration of methane in biogas was average 40% for control and food waste and average 52% for corn silage, at the beginning and at the end of process, respectively. H2S concentration in all tests were in the range of 350~500ppm. 1. Comparing the solid matter concentrations of 5% and 10%, it was found that the volume of biogas generated was 0.556 and 0.389 L/L·d for 10 and 5% TS, respectively. Using the higher TS 10% produced about 1.4 times more biogas than that of low TS (5%). Mixing swine manure with the corn silage, showed 1.11 L/L·d of gas production, was 2 times more than that of control. The FW treatment had 1.01 L/L·d of gas production, which was similar to the result of corn silage. Based on the organic dry matter(ODM), a biogas production was 203, 362 and 216 L/kg(odm)·d for control, CS treatment, and FW treatment, respectively. Because the food waste showed relatively high ODM contents, the gas production based on the ODM was low. As a result, adding the organic byproducts enhanced the biogas production from anaerobic fermentation of animal manure up to 2 times. 2. Comparing the mesophilic(35℃) and thermophilic(55℃) temperature, it was found that the biogas production was 719 L/kg(odm)·d and 522.5 L/kg(odm)·d for thermophilic and mesophilic, respectively(oduction was mixed animal waste and kitchen waste). Using the higher thermophilic produce biogas of about 1.4 times more than that mesophilic. The mean biogas production was 457.12 L/kg(odm)·d and 274.35 L/kg(odm)·d for thermophilic and mesophilic temp.
Development of anaerobic co-fermentation process using the swine manure and organic byproduct About 45 Million tons of animal manure is produced yearly in Korea. Among them, 83.2% are used as a compost or liquid fertilizer for the agricultural land. Mixing the organic byproducts to the animal manure, through the anaerobic co-fermentation can increase the utilization of animal manure to produce biogas. The pough t study aims to develop a co-fermentation process using animal manure and organic byproducts. The fermentation materials used were swine manure only as control, swine manure mixed with corn silage, and swine manure mixed with food wastes. Two concentrations 5 and 10%ermenotal solid materials were used. The digested materials were analyzed before and after the experiments and the volume of biogas generated was evaluated in terms of CH4. The concentration of methane in biogas was average 40% for control and food waste and average 52% for corn silage, at the beginning and at the end of process, respectively. H2S concentration in all tests were in the range of 350~500ppm. 1. Comparing the solid matter concentrations of 5% and 10%, it was found that the volume of biogas generated was 0.556 and 0.389 L/L·d for 10 and 5% TS, respectively. Using the higher TS 10% produced about 1.4 times more biogas than that of low TS (5%). Mixing swine manure with the corn silage, showed 1.11 L/L·d of gas production, was 2 times more than that of control. The FW treatment had 1.01 L/L·d of gas production, which was similar to the result of corn silage. Based on the organic dry matter(ODM), a biogas production was 203, 362 and 216 L/kg(odm)·d for control, CS treatment, and FW treatment, respectively. Because the food waste showed relatively high ODM contents, the gas production based on the ODM was low. As a result, adding the organic byproducts enhanced the biogas production from anaerobic fermentation of animal manure up to 2 times. 2. Comparing the mesophilic(35℃) and thermophilic(55℃) temperature, it was found that the biogas production was 719 L/kg(odm)·d and 522.5 L/kg(odm)·d for thermophilic and mesophilic, respectively(oduction was mixed animal waste and kitchen waste). Using the higher thermophilic produce biogas of about 1.4 times more than that mesophilic. The mean biogas production was 457.12 L/kg(odm)·d and 274.35 L/kg(odm)·d for thermophilic and mesophilic temp.
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