초록 ▼

○ 상용화시설의 운전인자 도출
· 수분, 온도, fas, ph, 등 운전인자
· 단위 및 연속운전 인자 도출
· 각 공정의 물질수지 및 에너지 수지
○ 퇴비단 높이 상향 기술개발
· 퇴비단 높이별 물리 화학적 변화 분석
· 퇴비단 높이별 숙성도 및 부숙도 평가
· 퇴비단 높이별 FAS의 변화 분석
· 퇴비단별 KINETIC 도출
· 퇴비 원료별 최대 높이 상향기술 개발
○ 다양한 상용화 시설 모델 개발
· 시스템 원료에 따른 설계 및 운전 모델
· 염분농도가 퇴비화 공

○ 상용화시설의 운전인자 도출
· 수분, 온도, fas, ph, 등 운전인자
· 단위 및 연속운전 인자 도출
· 각 공정의 물질수지 및 에너지 수지
○ 퇴비단 높이 상향 기술개발
· 퇴비단 높이별 물리 화학적 변화 분석
· 퇴비단 높이별 숙성도 및 부숙도 평가
· 퇴비단 높이별 FAS의 변화 분석
· 퇴비단별 KINETIC 도출
· 퇴비 원료별 최대 높이 상향기술 개발
○ 다양한 상용화 시설 모델 개발
· 시스템 원료에 따른 설계 및 운전 모델
· 염분농도가 퇴비화 공정에 미치는 영향
· 퇴비 미생물의 염분 제거능 평가
· 퇴비 미생물의 중금속 제거능 평가
· 부식질의 발생량 산정
○ 연속식 퇴비화 시스템 기술개발
· 각 단위공정을 연계한 연속공정의 구축
· 단위 및 자동화 플랜트 설계
· 단위 및 자동화 플랜트 제작, 설치, 시운전
○ 퇴비화 공정 단계별 미생물 commuity 분석 및 특성 조사
· 각 공정 단계별로 미생물 군집의 변화 파악
○ 퇴비화 우점 미생물 선별 및 동정
· 숙성 퇴비로부터 고온미생물을 분리 동정 파악
· 퇴비화 미생물 종균 배양
○ 퇴비화 종균 안정화 방안 연구
· 탈수 및 숙성액을 이용한 퇴비화 종균 미생물 대량 배양 기술
· 종균생산량에 미치는 발효조건의 영향 규명
· 종균용 액상미생물 제제의 활성 평가
○ 퇴비화 미생물의 토양에서의 거동 연구
· 퇴비화 미생물의 토양에서의 거동 파악
· 미생물에 의한 토양의 이화학적 특성 변화 분석
· 지력에 미치는 퇴비화 미생물의 역할 규명
○ 퇴비의 품질성능 평가 및 작물재배실험
· 논밭 작물의 생육특성 및 생육 조사
· 식물체 분석 및 토양분석
○ 퇴비의 용도 개발
· 토양개량제 및 정화제 개발
· 퇴비에 의한 오염 토양의 복원기술 개발
· 퇴비에 의한 수처리 가능성 검토
○ 상용화시설의 문제점 도출 및 개선 방안 제시
· 각공정간 연계성에 대한 문제점 해결 방안 검토
· 유기성 페기물 처리용량에 따른 문제점 해결 방안 검토
○ 상용화플랜트 운전 및 최적운전조건 도출
· 전처리 상용화 시설의 운전 지침 확립
· 발효공정시설의 운전지침 확립
· 후처리 및 포장시설의 운전지침 확립
○ 수출 및 사업화 전략구축 및 수행
· 수출지역 동향 및 시장조사
· 퇴비화 플랜트 판매전략 구축 및 시행

Abstract ▼

○ Deriving driving factors for commercial facilities
· driving factors such as moisture, temperature, fas, ph unit or continuous driving factors
· Deriving appropriate unit and continuous driving factors
· Economies of each process in terms of raw materials and energy
○ Development of te

○ Deriving driving factors for commercial facilities
· driving factors such as moisture, temperature, fas, ph unit or continuous driving factors
· Deriving appropriate unit and continuous driving factors
· Economies of each process in terms of raw materials and energy
○ Development of technology for increasing the height of organic fertilizer stockpile
· Analysis of the physical and chemical changes in each stockpile height
· Evaluation of both ripening and un-ripening rates for each stockpile height
· Analysis of the FAS change for each stockpile height
· Deriving the KINETIC characteristics of each compost stockpile
· Developing technologies for increasing the man height of each compost material
○ Development of various commercial facility models
· Design and driving model according to each system material
· Effects of salt density on composting process
· Evaluation on the compost microorganisms capability for reducing salt
· Evaluation on the compost microorganisms capability for eliminating heavy metal contents
· Determining the amount of corrosive materials generated in the process
○ Development of technology for continuous composting system
· Establishing the continuous process connecting each unit process
· Designing the unit and the automated plant
· Manufacture, installation and start-up of the unit and the automated plant
○ Analysis of the microbiological community per composting process step and its characteristics
· Understanding of the changes in microbiological community per each processing step
○ Determination and investigation of superior bacteria sampled during composting and the study of its characteristics
· Separating the sampled bacteria inhabiting in high temperature from ripen compost and the study of its characteristics
· Cultivation of composting bacteria spawn
○ Research on methods for stabilizing composting bacteria spawn
· Developing mass-cultivation technology for composting spawn bacteria using dehydrate and ripening solutions
· Determining the effects of ferment conditions on the quality of cultivated bacteria spawn
· Evaluation on the activation of microbiological solution for spawns
○ Study on the behaviors of composting bacteria on soil
· Understanding the behaviors of composting bacteria on soil
· Analysis of the physical and chemical changes in soil characteristics caused by bacteria
· Determining the effects of composting bacteria on soil
○ Evaluation on the performance of compost and the experiments on raising crops
· Study on the growth of field crops and its characteristics
· Analysis of plants and soil
○ Development of usage for the compost
· Development of soil improving and cleaning agents
· Development of technology for restoring the damaged/polluted soil by fertilizers
· Examining the plausibility of water purification with compost
○ Extrapolating the possible problems with the commercial facilities and the ways to solve them
· Examining the problems in associating each process and the ways to solve them
· Examining the ways to solve problems associated with the organic-waste handling capacity
○ Operation of the commercial plants and identifying the optimal operating point
· Preparation of operating guide for the pre-processing commercial facilities
· Preparation of operating guide for the processing facilities for fermentation
· Preparation of operating guide for the post-processing and wrapping facilities
○ Formulation and implementation of export and business strategies
· Investigation of the business atmospheres and market research on the target export regions
· Formulation and implementation of sales strategy for the composting plant

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...17
• CONTENTS ...35
• 제목차례 ...53
• 표차례 ...67
• 그림차례 ...72
• 제1장 서 론 ...83
• 1. 연구개발의 필요성 ...83
• 가. 기술개발의 필요성 ...83
• (1) 경제적 / 사회적 중요성 ...84
• (2) 기술적 / 환경적 중요성 ...86
• 2. 연구개발 목적 및 범위 ...89
• 가. 연구개발 목적 ...89
• 나. 연구개발 범위 ...90
• 제2장 국내외 관련 기술의 현황 ...91
• 1. 퇴비화 공정 ...91
• 가. 야적식 퇴비화(Windrow Composting) ...91
• 나. 송풍형 정치식 퇴비화(Aerated Static Pile) ...92
• 다. 기계식 퇴비화 ...94
• 라. 퇴비화 방식별 장단점 ...95
• 2. 국외 관련기술의 현황 ...96
• 3. 국내 관련기술의 현황 ...97
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...100
• 제1절 공정설계 및 효율향상 기술 개발 ...100
• 1. 개발공정의 검증 ...100
• 가. 공정개요 ...100
• (1) 선별·파쇄기 ...101
• (2) 음식물쓰레기와 Bulking agent의 혼합 ...101
• (3) 혼합드럼 ...101
• (4) 숙성상자 ...102
• (5) 숙성장 ...102
• 나. 파일럿 플랜트의 퇴비화 물질 변화 ...102
• (1) 파이롯 플랜트 공정진단 실험 ...102
• (가) 실험방법 ...102
• (나) 결과 및 고찰 ...103
• (다) 결 론 ...107
• 다. 파일럿 플랜트에서 미생물의 거동 ...108
• (1) 미생물 분해능력 및 탈취능력 조사 ...108
• (가) 미생물을 음식물쓰레기에 접종하여 TOC 변화 측정 ...108
• (나) 퇴비화 공정별 음식물쓰레기 분해기작 규명 ...110
• (다) 퇴비화 미생물의 탈취능 조사 ...115
• 라. 파일럿 플랜트에서 유해성분의 거동 ...117
• (1) 퇴비화 공정별 중금속과 염분 농도 monitoring ...117
• (가) 실험방법 및 재료 ...117
• (나) 결과 및 고찰 ...118
• (2) 퇴비화미생물 consortium의 생장에 미치는 염분농도의 영향 ...122
• (가) 실험방법 및 재료 ...122
• (나) 결과 및 고찰 ...122
• 2. 원료 개량 및 주변상황 변화에 대한 시뮬레이션 ...124
• 가. 모델링에 의한 Zero Discharge 및 고품질화 검증 ...124
• (1) 적용모델 ...125
• (2) 기본입력자료 ...126
• (3) 원료에 의한 영향 ...127
• ① 모델링 방법 ...127
• ② 모델링 결과 ...127
• (4) 운전조건에 의한 영향 ...130
• (가) 모델링 방법 ...130
• (나) 모델링 결과 ...130
• (5) 결 론 ...131
• 나. 퇴비 반송에 의한 생물학적 개량 효과 ...132
• (1) 이론적 고찰 ...132
• (2) 실험방법 및 장치 ...132
• (3) 결과 및 고찰 ...136
• (4) SEM 분석 ...139
• (5) 결 론 ...140
• 다. FAS에 따른 물리적 개량효과 ...141
• (1) 이 론 ...141
• (2) 실험방법 ...141
• (3) SEM 분석 ...142
• (4) 결과 및 고찰 ...144
• 3. 퇴비단 높이 상향기술개발 ...146
• 가. 실험 항목 및 방법 ...146
• (1) 온 도 ...146
• (2) 가스 분석 ...147
• (3) 퇴비 고형물 채취 방법 ...148
• (4) FAS 측정 방법 ...149
• (5) 부숙도 평가 방법 ...149
• 나. 실험 결과 ...151
• (1) 퇴비단 높이별 물리화학적 변화 분석 ...151
• (2) 퇴비단 산소 및 온도 분포 실험 결과 ...151
• (3) 퇴비단 산소 및 온도 분포 예측 결과 ...156
• (4) 퇴비단 부숙도 평가 ...157
• (5) 퇴비단별 KINETIC 도출 ...159
• (가) 이산화탄소 발생속도 ...159
• 4. 하수 슬러지의 퇴비화 기술 개발 ...162
• 가. 전국 하수 슬러지 발생량 ...164
• 나. 하수 슬러지 성상 분석 ...165
• (1) 실험재료 ...165
• 다. 하수 슬러지 BENCH 실험 ...166
• (1) 실험방법 ...166
• (2) 분석항목 ...168
• (3) 운전조건 ...168
• (4) 결과 및 고찰 ...169
• (가) 퇴비화 시험 ...169
• (나) 하수슬러지 생분해도 평가 ...174
• 바. 결론 ...175
• 5. 상용화 시설 설계 및 운전 (안) ...176
• 가. 각 공정의 목표 및 성능 ...176
• (1) 공정별 물질수지 ...176
• 나. 상용화 플랜트 공정 설계 ...178
• (1) 소규모 퇴비화 플랜트 평면도 ...178
• (2) 대규모 퇴비화 플랜트 평면도 ...179
• 다. 단위공정설계 및 제작 기술개발 ...180
• (1) 선별파쇄기 ...180
• (가) 원리 ...180
• (나) 특성 ...180
• (다) 장치개요 및 구조 ...183
• (라) 선별파쇄기의 시작품 설계 및 제작 ...183
• (2) 음식물 쓰레기 탈수기 ...197
• (가) 원리 ...197
• (나) 특징 ...197
• (다) 장치개요 및 구조 ...197
• (라) 음식물쓰레기 탈수기 시작품 설계 및 제작 ...198
• (3) 탈수여액처리장치 ...202
• (가) 원리 및 특징 ...202
• (나) 형식 및 사양 ...202
• (다) 설치 전경 ...203
• (4) 발효촉진장치 ...203
• (가) 원리 및 특징 ...203
• (나) 형식 및 재원 ...204
• (다) 설치전경 ...205
• (5) 자연통기형 레인(콘슬라트) 숙성장 ...205
• (가) 원리 및 특징 ...205
• (나) 장치개요 및 구조 ...207
• (다) 설치전경 ...208
• (6) 교차형 이동혼합교반장치 및 이동대차 ...209
• (가) 원리 및 특징 ...209
• (나) 형식 및 재원 ...209
• (다) 설치전경(교차형 이동혼합교반장치 및 이동대차) ...209
• 라. 이송설비에 관한 연구 ...210
• (1) 이송설비의 선정 ...210
• (2) 스크류 콘베어 ...211
• (가) 스크류 콘베어 ...212
• (나) 벨트 콘베어 ...213
• (3) 스크류콘베어의 종류 ...213
• ① 콘베이어 스크류 ...213
• ② 주입구와 배출구를 가진 콘베이어 홈통 ...213
• ③ Helicoid flight 콘베이어 스크류 ...214
• ④ 절단용 플라이트 콘베이어 스크류 ...214
• ⑤ 패들(paddle)을 가진 절단용 날개(flight) 컨베이어 스크류 ...215
• ⑥ 짧은 피치 콘베이어 스크류 ...215
• ⑦ 리본 날개(flight) 콘베이어 스크류 ...215
• ⑧ 긴 피치 콘베이어 스크류 ...216
• ⑨ 이중 플라이트 짧은 피치 콘베이어 스크류 ...217
• ⑩ 다수 리본 날개(flight) 콘베이어 스크류 ...217
• ⑪ 내마모성 콘베이어 스크류 ...217
• ⑫ 내부식성 콘베이어스크류 ...218
• (4) 스크류 콘베어 선정과 동력설계 ...218
• (가) 스크류 콘베어 선정 ...218
• (나) 스크류 콘베이어 계산 ...219
• (5) 벨트 콘베이어(Belt Conveyor) ...221
• (6) 벨트( Belt) 콘베어의 종류 ...221
• (가) 고무 벨트 컨베이어(Rubber Belt Conveyor) ...221
• (나) 스틸 벨트 컨베이어(Steel Belt Conveyor) ...221
• (다) 직물 벨트 컨베이어(Solid Woven Belt Conveyor) ...222
• (라) 철망 벨트 컨베이어(Wire Mesh Belt Conveyor) ...222
• (마) 케이블벨트 컨베이어(Cable Belt Conveyor) ...222
• (7) 벨트(Belt) 콘베어의 선정 및 설계 ...223
• (가) 벨트 콘베어의 선정 ...223
• (나) 벨트콘베어 설계 ...223
• 마. 자기분리장치와 금속검출기 ...224
• (1) 자기분리장치의 필요성 ...224
• (2) 자기분리장치의 종류 ...224
• (가) 마그네틱 풀리(Magnetic separater) ...225
• (나) 전자식 각형 분리기 ...227
• (3) 전자식 금속검출기(金屬檢出器) ...228
• (가) 금속검출기의 원리 ...228
• (나) 금속제거방법 ...229
• (4) 자기분리장치의 선정 및 운전결과 ...230
• (가) 자기분리장치 및 위치선정 ...230
• (나) 운전결과 ...230
• (다) 쓰레기 투입콘베어 ...231
• (라) 이물질 배출콘베어 ...234
• (마) 원료 이송콘베어 ...237
• 제2절 미생물학적 퇴비화 공정 해석과 안정화 기술 ...243
• 1. 퇴비화 공정별 중온성/고온성 미생물수 변화 ...243
• 가. 시료채취 ...243
• 나. 미생물수 측정 ...243
• 다. 결과 및 고찰 ...245
• 2. 퇴비화 공정별 악취 발생 특성 및 퇴비화 미생물의 탈취능 ...249
• 가. 실험방법 및 재료 ...249
• (1) 퇴비화 공정별 악취 농도 분석 ...249
• (2) 퇴비화 미생물의 탈취능 조사 ...249
• 나. 결과 및 고찰 ...249
• (1) 퇴비화 공정별 악취 발생 특성 ...249
• (2) 퇴비화 미생물의 탈취능 ...250
• 3. 퇴비화 공정별 퇴비 성상 변화 특성 ...253
• 가. 실험방법 및 재료 ...253
• (1) 수분, 유기물 및 무기물 함량 측정 ...253
• (2) 중금속 측정 ...254
• (3) 양이온과 음이온 농도 측정 ...254
• 나. 결과 및 고찰 ...254
• (1) 퇴비화 공정별 수분, 유기물 및 무기물 함량 변화 ...254
• (2) 퇴비화 공정별 중금속 함량 변화 ...257
• (3) 퇴비화 공정별 용존성 양이온과 음이온 함량 변화 ...259
• 4. 퇴비화 미생물과 염분의 상호작용 ...261
• 가. 실험방법 및 재료 ...261
• (1) 염분 농도 변화에 미치는 미생물의 작용 ...261
• (2) 퇴비화미생물 consortium의 생장에 미치는 염분농도의 영향 ...261
• 나. 결과 및 고찰 ...261
• (1) 염분 농도 변화에 미치는 미생물 작용 ...261
• (2) 퇴비화 미생물 consortium의 활성에 미치는 염분 농도의 영향 ...262
• (3) 퇴비화 미생물의 균체 내 염분 축적 가능성 확인 ...265
• 5. 분자생물학적 방법에 의한 퇴비화 공정단계별 미생물군집 분석 ...266
• 가. 실험 방법 및 재료 ...266
• (1) 시료채취 ...266
• (2) Genomic DNA 추출 ...266
• (3) Bacterial primer를 이용한 PCR ...268
• (4) Nest PCR ...268
• (5) DGGE 분석 ...271
• (6) DGGE band로부터 DNA 추출 및 cloning ...271
• (7) 염기서열 분석 및 clone 동정 ...272
• 나. 결과 및 고찰 ...272
• 6. 퇴비화 우점 미생물 선별 및 동정 ...276
• 가. 실험 방법 및 재료 ...276
• 나. 결과 및 고찰 ...278
• (1) 고온성 세균 선별 및 동정 ...278
• (2) 75℃에서 생육 가능한 고온성 세균 선별 및 동정 ...278
• 7. 퇴비화 미생물의 토양에서의 거동 ...282
• 가. 실험방법 및 재료 ...282
• 나. 결과 및 고찰 ...283
• 8. 음식물쓰레기 탈수액과 퇴비 숙성액을 이용한 퇴비화 미생물 액상 배양 ...284
• 가. 실험방법 및 재료 ...284
• (1) 탈수액과 숙성액 혼합비 영향 ...284
• (2) 탄소원, 질소원, 인원 첨가 영향 ...284
• (3) 유가식 회분 배양 실험 ...285
• 나. 결과 및 고찰 ...285
• (1) 탈수액과 혼합액 최적 혼합비 ...285
• (2) 탄소, 질소, 인 첨가 효과 ...286
• (3) 유가식 회분 배양 ...288
• 9. 퇴비화 종균 제제화 ...290
• 가. 실험 방법 및 재료 ...290
• 나. 결과 및 고찰 ...292
• 제3절 음식물쓰레기 퇴비의 작물생산 적용시험 ...295
• 1. 논에서의 음식물퇴비의 적용화 시험 방법 ...295
• 가. 공시재료 및 처리내용 ...295
• (1) 1차 연도 ...295
• (2) 2차 연도 ...296
• 나. 조사내용 ...298
• (1) 벼의 주요 생육단계별 생육 조사 ...298
• (2) 벼의 수량 및 수량구성요소 조사 ...299
• (3) 식물체 분석 및 토양분석 ...299
• 2. 밭에서의 음식물퇴비의 적용화 시험 ...300
• 가. 공시재료 및 처리내용 ...300
• (1) 1차 년도 ...300
• (2) 2차 년도 ...302
• (가) 토마토 ...302
• (나) 배추 ...303
• 나. 조사내용 ...304
• (1) 배추의 생육특성 및 생리장해 조사 ...304
• (2) 배추의 수량성 및 상품성 조사 ...304
• (3) 토마토의 생육특성 조사 ...305
• (4) 토마토의 수량성 및 상품성 조사 ...305
• (5) 배추와 토마토의 식물체분석 및 토양분석 ...305
• 3. 논에서의 음식물퇴비의 적용화 시험결과 ...306
• 가. 1차년도 ...306
• (1) 벼의 주요 생육단계별 생육조사 ...306
• (2) 벼의 수량구성요소 및 수량 ...312
• (3) 벼의 식물체 분석 및 토양분석 ...314
• 나. 2차 년도 ...317
• (1) 벼의 주요 생육단계별 생육조사 ...317
• (2) 벼의 수량구성요소 및 수량 ...324
• (3) 벼의 식물체 분석 및 토양분석 ...326
• 다. 음식물퇴비 적용에 의한 논토양의 변화 ...332
• 4. 밭에서의 음식물퇴비의 적용화 시험결과 ...335
• 가. 1차년도 ...335
• (1) 배추의 생육특성 및 생리장해 조사 ...335
• (2) 배추의 수량성 및 상품성 조사 ...340
• (3) 배추의 식물체 분석 및 토양분석 ...344
• 나. 2차년도 ...349
• (1) 토마토 ...349
• (가) 토마토의 생육특성 조사 ...349
• (나) 토마토의 수량성 및 상품성 조사 ...350
• (다) 토마토의 토양분석 ...355
• (2) 배추 ...359
• (가) 배추의 생육특성 조사 ...359
• (나) 배추의 수량성 및 상품성 조사 ...364
• (다) 배추의 식물체 분석 및 토양분석 ...370
• 다. 음식물퇴비 적용에 의한 밭 토양의 변화 ...375
• 제4장 여구개발목표 달성도 및 대외 기여도 ...380
• 1. 연차별 주요 사업 내용 ...380
• 2. 대외기여도 ...381
• 가. 환경적 측면 ...381
• 나. 경제적 측면 ...383
• (1) 직접적인 경제 효과 ...383
• (2) 간접적인 경제효과 ...384
• (3) 기타 예상되는 기대효과 ...385
• 제5장 활용계획 ...386
• 1. 시장현황 ...387
• 가. 시장규모 ...387
• (1) 한국시장 ...387
• (가) 음식물쓰레기 처리시설 ...387
• (나) 하수슬러지 처리시설 ...388
• (2) 해외시장 ...389
• (가) 현재시장규모 ...389
• 제6장 참고문헌 ...390