$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

돈분뇨의 적합한 호기성 액비화를 위한 암모니아 탈기조건 설정
Estimation of Ammonia Stripping Condition for Adequate Aerobic Liquid-Composting of Swine Manure 원문보기

韓國土壤肥料學會誌 = Korean journal of soil science & fertilizer, v.39 no.2, 2006년, pp.73 - 79  

손보균 (순천대학교 생명환경과학부) ,  강성구 ,  조은주 (순천대학교) ,  김신도 (서울시립대학교 환경공학부) ,  이창주 ((주)SAVECO 기술부) ,  김정호 ((주)SAVECO 기술부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

돈분뇨 중의 악취 성분을 제거하는 동시에 퇴비의 C/N 비를 적정 수준으로 유지하기 위한 방안으로서 축산농가에 보급을 목적으로 pilot 장치를 제작하여 돈분뇨를 호기성 액비화 처리하기 이전에 암모니아 탈기공정 실험을 수행하였다. 암모니아 탈기를 위한 pH 조정을 $Ca(OH)_2$를 이용하였으며, NaOH에 비해 훨씬 현장 적용성이 용이한 것으로 파악되었다. 암모니아 탈기공정의 적정 pH를 도출하기 위해 각각 pH를 9.3, 10.9, 12.3 으로 조절하여 탈기실험을 수행한 결과 pH가 가장 높은 12.3에서 가장 우수한 것으로 나타났고, 이때 반응온도는 $35^{\circ}C$이었다. 암모니아 탈기공정이 진행되는 동안 유리암모니아 질소의 가스상 암모니아로의 전환을 통해 발생되는 방출속도는 탈기공정 초기에는 $0.5355mole\;s^{-1}$ 이었고 탈기공정 후기에는 $0.0253mole\;s^{-1}$ 로 나타나, 주로 탈기공정 초기에 많은 양의 암모니아 가스가 방출되는 것을 알 수 있었다. 탈기공정중 C/N비 변화는 초기 돈분뇨 원수가 4.5이었고 탈기공정 초기에 6.3으로 증가한 이후에 점진적으로 증가하였다. 적정한 탈기를 위한 최적의 탈기시간은 TN과 TC의 회귀 곡선을 통해 C/N비가 6.5 부근인 약 48시간이 적합한 것으로 결론지었다. 탈기를 통해 돈분뇨 중의 암모니아성 질소성분은 79.6% 저감되었으며, 흡수액을 통해 배출된 암모니아가스의 81.3%를 제거하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Aeration is the most important and indispensable operation unit for the treatment of swine manure using aerobic liquid-composting process. The composting of swine manure depends on biological treatment process, but the highly concentrated ammonia nitrogen is required a pretreatment to expect the app...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 그러므로 우리는 돈분뇨의 적합한 호기성 액비화 탈기조건을 설정하기 위해서 2.0 m3 용량의 돈분뇨를 처리할 수 있는 batch 방식의 pilot 장치를 제작하여, 1) 탈기를 통한 암모니아 가스의 방출속도를 산정하고, 2) C/N비 거동을 파악하여 적정 탈기시간을 산정 하였다. 질소 성분의 탈기 시에는 다량의 암모니아 가스가 방출되므로, 이 문제를 해결하기 위해서 악취를 제거하기 위해 사용되고 있는 spray tower, packing tower, diffused air 공법 중에서(Lee and Cho, 2002), packing tower 공법을 적용하여 탈기 시의 배출가스 를 처리하였다.
  • 온도계 센서(KONICS KN-2110, Korea)는 4C에서 보정하였다. SS는 유리섬 유 여지법으로 여과한 후 항량하여 전·후의 무게차로 환산하였으며, T-C는 EC/OC Analyzer (SSM- 5000A, Shimadzu , Japan)로 농도를 측정하였다. 질소성분은 질소분석기(TN-7200, Gerharbt German)로 측정하였고, NH4-Ne Indophenol-blue법으로 분석하였으며, 암모니아 가스는 Gasteck 검지관을 이용하여 측정하였다.
  • meter 에 대하여 실험 전과 후에 실시하였다. pH meter (Daeyang SP-500D, Korea)의 정확한 지시 값을 얻기 위하여, 각각의 pH 4와 7인 표준 buffer Solution을 이용하여 온도를 보정하여 교정하였다. 온도는 25"C에서 각각 pH 4.
  • 2와 같이 Ca(OH)2는 약 56 g L-1 가, NaOH는 36 g L-1 가 필요하다. 그러나 NaOH의 경우 Ca(OH)2 보다 적은 양이 소요되지만, NaOH는 재응 집과 점도가 높아지는 현상이 있으며, 액비중의 Na+ 함량에 영향을 미치므로, 효율은 NaOH에 비해 떨어지지만 Ca(OH)2 를 사용하여 pH 를 조정하였다. Ca(OH)2는 NaOH보다 pH 조정에는 낮은 효율을 보이지만, NaOH에 비해 훨씬 가격이 저렴하여 경제적이며, NaOH 보다 독성 및 취급 수준이 용이하므로 축산농가에서 사용하기에는 훨씬 편의성이 높은 장점이 있다.
  • 시료 분석 pilot 장치에서 채취한 시료는 pH, SS, T-C, T-N, NH4-N 성분을 분석하였다. 이 실험에 사용된 자동 측정 장치의 교정은 pH, temp.
  • 시료를 반응조 2 m3 에 받고, 초기 pH 7.1에서 Ca(OH)2를 이용하여 pH를 12로 조절한 후에 공기를 2 m3 min-1 로 24시간 이상 폭기를 통해 암모니아성 질소와 질산성 질소의 변동을 관찰하였다. 폐수로부터 탈기 및 회수 가능한 암모니아의 양은 암모니아 가스/액 평형과 액상의 암모니아 해리 평형에 의존 한다.
  • 그러나 탈기공정의 효율은 pH가 높 고, 반응온도가 높을수록 높아지지만 실험장치를 현장에 적용할 경우에 운전비용은 상당히 증가할 것으로 예상되므로 암모니아 탈기공정의 적정 반응 조건은 이러한 선행 문제를 해결하기 위한 비용편익의 관 점에서 결정되어야 할 것으로 판단된다. 이 연구에서 온도조건은 임의적으로 추후 액비화 처리에 있어서 호기성 세균이 번식하기 좋은 조건인 약 35C 부근으 로 설정하였다. Fig.

대상 데이터

  • 암모니아 탈기본 연구에 이용된 양돈폐수는 전라남도 순천시에 위치한 사육두수 5000두 규모의 A 농장에서 채취하였으며, 시료는 최초 조대 스크린으로 조대 협잡 고형물을 제거시킨 후 미세 스크린이 부착된 진동 분리기를 통해 조대 입자를 걸러 사용하였다. 암모니아의 탈기 및 질량전달에 따른 휘발 정도 가 고형분 1% 미만에서는 큰 영향이 없으나 (Arogo et al.

이론/모형

  • 0 m3 용량의 돈분뇨를 처리할 수 있는 batch 방식의 pilot 장치를 제작하여, 1) 탈기를 통한 암모니아 가스의 방출속도를 산정하고, 2) C/N비 거동을 파악하여 적정 탈기시간을 산정 하였다. 질소 성분의 탈기 시에는 다량의 암모니아 가스가 방출되므로, 이 문제를 해결하기 위해서 악취를 제거하기 위해 사용되고 있는 spray tower, packing tower, diffused air 공법 중에서(Lee and Cho, 2002), packing tower 공법을 적용하여 탈기 시의 배출가스 를 처리하였다.
  • SS는 유리섬 유 여지법으로 여과한 후 항량하여 전·후의 무게차로 환산하였으며, T-C는 EC/OC Analyzer (SSM- 5000A, Shimadzu , Japan)로 농도를 측정하였다. 질소성분은 질소분석기(TN-7200, Gerharbt German)로 측정하였고, NH4-Ne Indophenol-blue법으로 분석하였으며, 암모니아 가스는 Gasteck 검지관을 이용하여 측정하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (16)

  1. Arogo, J., R.H. Zhang, G.L. Riskowski, L.L. Christianson, D.L. Day. 1999. Mass transfer coefficient of ammonia in liquid swine manure and aqueous solution. J. Agric Engng Res. 73:77-86 

  2. Barrington, S.F., S. Kaoser, M. Shin, and J.B. Gelinas. 2004. Precipitating swine manure phosphorous using fine limestone dust. Canadian Biosystems Engineering. 46:6.1-6.6 

  3. Beaudet, R., C. Gagnon, J.G. Bisaillon, and M. Ishaque. 1990. Microbiological aspects of aerobic thermophilic treatment of swine waste. Appl. Environ. Microbiol. 56:971-976 

  4. Bonmati, A., and X Flotats. 2003. Air stripping of ammonia from pig slurry: characterisation and feasibility as a pre- or post-treatment to mesophilic anaerobic digestion. Waste Management. 23:261-272 

  5. Bicudo, J., and I.F. Svobodo. 1995. Effects of intermittent-cycle extended-aeration treatment on the fate of nutrients, metals and bacterial indicators in pig slurry. Bioresoource Technology. 54:63-72 

  6. Carlsson, H., H. Aspegren, and A. Hilmer. 1996. Interactions between wastewater quality and phosphorus release in the anaerobic reactor of the EBPR process. Water Research, 30:1517-1527 

  7. Clifford, W.R., L.B. James, and H.D. Stensel. 1992. Design and retrofit of wastewater treatment plants for biological nutrient removal. Water Quality Management Library. 5:1-23 

  8. Kang, R.W., R. Zhang, and I.K. Rhee. 2000. Effect of aeration rates on emissions of oxygen and sulfur compound gases during composting of dairy manure. Korean J. Soil Sci. Fert. 33:472-481 

  9. Hobbs, P.J., T.H. Misselbrook, and T.R. Cumby. 1999. Production and emission of odours and gases from ageing pig waste. J. Agric Engng Res. 72:291-298 

  10. Jin, Y.O., N.C. Shin, and S.C. Park. 2000. Removal of ammonium nitrogen containing swine wastewater. J. Korean Solid Wastes Engineering Society. 17:856-861 

  11. Kim, M.C., S.T. Song, and K.J. Hwang. 2004. Evaluation of slurry, urine and fermented liquid manure at pig farms in the Jeju area regarding chemical composition and pollution level. J. Anim. Sci. & Technol. (Kor.). 46:469-478 

  12. Lee, B.J., and S.H. Cho. 2002. Ammonia stripping for the pretreatment of piggery wastewater. Korean J. of Waster and Wastewater. 16:252-260 

  13. Liao, C.M., and T. Maekawa. 1996. Nitrification/denitrification in an intermittent aeration process for swine wastewater. J. Envir Sci. Health. B29 

  14. Liao, P.H., A. Chen, and K.V. Lo. 1995. Removal of nitrogen from swine manure wastewater by ammonia stripping. Bioresource Technology. 54:17-20 

  15. Whang, K.D., and Y.M. Cho. 2004. Effect of operating condition of stripping process on ammonia removal for pre-treatment of swine wastewater. Korean J.Water Quality. 20:86-92 

  16. Zhang, R.H. 1999. Degradation of swine manure and a computer model for predicting the desorption rate of ammonia from an under-floor pit. PhD dissertation. Library. University of Illinois. Urbana IL 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로