초록 ▼

제1세부과제:무창축사 내ㆍ외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발

연구개발성과
○ 플라즈마 반응기에서 충진물 중 글래스울과 지르코니아는 밝은 갈색 고체부산물의 퇴적과 무관하게 10 h 운전 동안 안정된 분해성능을 유지하였다. 배오존 촉매 분해 공정에서 이산화망간 촉매의 경우는 약 0.36~0.72 s 체류시간이내에 99% 이상의 오존을 분해할 수 있고 상온에서 작동이 가능하다.

○ 무창축사 환경에 적합한 저온플라즈마 공기정화시스템을 중앙처리방식으로 설계 및 제작, 현장 설치하였다. 배출 풍량은 50

제1세부과제:무창축사 내ㆍ외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발

연구개발성과
○ 플라즈마 반응기에서 충진물 중 글래스울과 지르코니아는 밝은 갈색 고체부산물의 퇴적과 무관하게 10 h 운전 동안 안정된 분해성능을 유지하였다. 배오존 촉매 분해 공정에서 이산화망간 촉매의 경우는 약 0.36~0.72 s 체류시간이내에 99% 이상의 오존을 분해할 수 있고 상온에서 작동이 가능하다.

○ 무창축사 환경에 적합한 저온플라즈마 공기정화시스템을 중앙처리방식으로 설계 및 제작, 현장 설치하였다. 배출 풍량은 50-60CMM이며 처리 전후의 악취저감효율은 암모니아(NH₃)는 최대 52.87%, 황화수소(H₂S) 최대57.93% 저감 효과를 나타냈다.

○ 저온플라즈마 촉매 지지체로 다중채널 다공질 세라믹 막내에서 저온 플라즈마를 발생시킬 수 있는 기술을 확보하고, 플라즈마 효과와 광촉매 효과가 복합적으로 악취물질 제거에 활용되도록 하였다.

○ 저온플라즈마시스템 중앙처리방식을 이용한 부유미생물 제거효율 평가에서 미생물 사멸효과는 부유세균 99.8%, 부유진균 99.7% 살균 효과 나타냈다.

○ 악취저감 공기정화 장치 신뢰성 확보를 위하여 Prototype 6m3 /h의 유전체 배리어방전식 반응기 병렬 연결하여 대용량화 구현하였다.

○ 무창돈사 최소최대 환기량 처리에 적합한 저온플라즈마 공기정화시스템 개별처리방식을 설계 제작 및 현장 설치하였다. 처리 풍량 50CMM에서 운전 전후의 악취저감 효과는 암모니아(NH₃)는 최대 47.8% 저감효과를 나타냈으며 황화수소(H₂S)는 변화 없었다.

○ 세척수 살균용 저온플라즈마장치를 설계 제작 설치 운전하였다. 세척수 살균장치는 COD, 부유물질, 총대장균 처리효율이 각각 53.9%, 69.5%, 98.1% 살균효과 나타냈다.

○ 무창돈사 공기정화시스템 개별처리방식을 설계 제작 설치 운전하여 공정별로 악취물질 농도를 측정하였다. 처리 풍량 9.5CMM에서 NH₃ 제거효율은 플라즈마처리 약 27.3%, 습식분무처리 약 33.5% 저감효과 나타냈다.

○ 무창계사 시험농가 공기정화시스템 개별처리방식을 설계 제작 설치 운전하여 공정별로 악취물질 농도를 측정하였다. 처리 풍량 2.93CMM에서 NH₃ 제거 효율은 플라즈마처리 약36.67%, 습식분무처리 약31.13% 저감 효과 나타냈으며, UV 광촉매필터와 카본필터 처리에서는 운전 전·후 차이가 없었다.

○ 저온플라즈마시스템 기계식 전자식 고전압발생장치 물리적 특성비교 분석하였으며 전자식 고압발생기가 4.8배 이상의 플라즈마 발생량을 유출할 수있었다.

○ 플라즈마(코로나) 방전 시 생성되는 화학적 활성종(O, OH, H₂O₂, O₃)과 광촉매제의 유기성 무기성 악취를 처리하는 기술적 이론을 제시하였다.

○ 무창축사 적용가능한 공기정화시스템으로 중앙처리장식 개별처리방식의 표준화 설계도면을 각각 작성하였다.

1협동과제 : 무창축사 외부 오염공기 유입 및 내부 냄새 유출방지 필터링 기술 개발

연구개발성과
○ 무창돈사(육성․비육돈사, 분만돈사) 환기시스템 조사
- 육성․비육돈사 : 주로 측벽입기 후 측벽배기 시스템 임
- 분만돈사 : 주로 측벽입기 후 측벽 또는 지붕배기 시스템 임

○ 돈사 입기 및 배기시설에 이산화염소 가스 살포에 의한 냄새 및 먼지 감소 효과 평가
- 돈사에서 배출되는 공기 중에 이산화염소 가스 살포 시 부유진균 및 부유 세균의 농도가 각각 93%와 87% 감소됨

○ 무창계사(육계, 산란계) 사육환경 실태조사
- 공통점 : 무창계사, 터널식-지붕배기식의 기계식 환기시스템, 계사외부 방진벽으로 냄새 휘산 차단함
- 차이점: 육계는 왕겨깔짚 바닥계사에, 산란계는 케이지에 사육됨

○ 무창계사 외부 냄새저감 장치 및 내부 바닥 살포용 냄새저감 물질의 냄새저감 효능 현장평가
- 저온플라즈마 냄새저감 장치는 무창 계사에서 배출되는 암모니아 가스저감에 효과가 없었지만,
- 무창계사 내부 냄새저감 물질로 황산알루미늄을 살포하였을 때 암모니아 농도가 새깔짚 계사 33% 및 재사용 깔짚 계사 93% 감소됨

2협동과제 : 무창돈사 및 무창계사 내부 분뇨 유래 가스제거 환기시스템 기술 개발

연구개발성과
○ 돈사 피트에서 휘산되는 공기 중에 2% 구연산 용액을 살포하였을 때, 물 살포구에 비해 암모니아 농도가 78.4% 감소(실험실 규모)
○ 공기 중에 플라즈마 처리를 하였을 때, 대조구에 비해 휘발성 유기물 67%, 암모니아 7% 및 먼지 96% 감소(pilot 규모)
○ 돈사 피트에서 배출되는 공기 중에 이산화염소 용액을 살포하였을 때, 대조구에 비해 암모니아 23%, 황화수소 75%, 부유세균 68% 및 부유진균 66% 감소되었으며, 먼지 입자크기 지표인 PM2.5 21% 및 PM1.0 27% 감소

(출처 : 국문요약문 p.4, 6, 8)

Abstract ▼

제1세부과제:무창축사 내ㆍ외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발

Results
○ Development and performance evaluation of bench-scale air purification system using positive corona discharge and ozonation method
○ Field installation and verification of odor reduction before and after treatment (Central processing meth

제1세부과제:무창축사 내ㆍ외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발

Results
○ Development and performance evaluation of bench-scale air purification system using positive corona discharge and ozonation method
○ Field installation and verification of odor reduction before and after treatment (Central processing method, air volume: 50-60 CMM, odor reduction efficiency: NH3(52.87%),H2S(57.93%))
○ Evaluation of removal efficiency of airborne bacteria, endotoxin and dust in the livestock house (sterilization effects: airborne bacteria (99%), airborne fungus (99.7%))
○ Optimum operating conditions and performance evaluation of non-thermal plasma/ photo-catalysis system
○ Verification of non-thermal plasma air purification system applied to a windowless pig house (odor reduction efficiency: NH3(47.8%))
○ Verification of air purification system applied to a windowless a henhouses (odor reduction efficiency: NH3(36.67%))
○ Performance evaluation of a non-thermal plasma washing water sterilizer (reduction efficiency: COD (53.9%), dust (69.5%), E. coli(98.1%))
○ Standardized design and drawing of the air purification system

1협동과제 : 무창축사 외부 오염공기 유입 및 내부 냄새 유출방지 필터링 기술 개발

Results
○ Investigate of ventilation system in windowless pig house
- Grower and finisher : air passes through side wall
- Sower : air passes through side wall or duct on the roof
○ Evaluate of the effect of chlorine dioxide gas on reducing odor and dust from pig house
- Concentrations of airborne fungus and bacteria were reduced 93% and 87% after the chlorine dioxide gas spraying
○ Investigate of feeding and growing environment in windowless poultry house
- Common : windowless house, ventilation system(air passes through tunnel or roof), dust layer to reducing odor
- Difference : (broiler)husk bedding, (laying hens)cage housing
○ Evaluate of the effect of equipment and material on reducing odor from windowless poultry house
- Equipment on reducing odor by plasma process did not reduce the ammonia gas concentration
- Concentration ammonia gas was reduced 33% from new litter and 93% from reused litter when aluminum sulfate was sprayed on the litter in windowless poultry house

2협동과제 : 무창돈사 및 무창계사 내부 분뇨 유래 가스제거 환기시스템 기술 개발

Results
○ The concentration of ammonia was more decrease by 2% citric acid solution than water when compared before and after the filter cleaning(lab scale)

○ The plasma treatment had lowest concentration of volatile organic compounds 67%, ammonia 7%, and dust 96% compared to control(pilot scale)

○ Experiment in a barn scale model were performed to the effect of odor reducing on two treatments(control, chlorine dioxide solution). The result showed that the levels of ammonia, hydrogen sulfide, airborne bacteria and airborne fungi were decreased at 23%, 75%, 68% and 66% compared to control, respectively. As well as that dust indicators of PM2.5 and PM1.0 were decreased at 21% and 27% compared to control, respectively.

(출처 : Summary p.5, 7, 9)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국 문 요 약 문 ... 4
• Summary ... 5
• 국 문 요 약 문 ... 6
• Summary ... 7
• 국 문 요 약 문 ... 8
• Summary ... 9
• 목차 ... 10
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 11
• 제1세부과제 : 무창축사 내·외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발 ... 11
• 1협동과제: 무창축사외부오염공기유입및내부냄새유출방지필터링기술개발 ... 13
• 2협동과제: 무창축사및무창계사내부분뇨유래가스제거환기시스템기술개발 ... 15
• 제 2 장 국·내외 기술개발 현황 ... 16
• 제1세부과제 : 무창축사 내·외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발 ... 16
• 1협동과제: 무창축사외부오염공기유입및내부냄새유출방지필터링기술개발 ... 18
• 2협동과제: 무창축사및무창계사내부분뇨유래가스제거환기시스템기술개발 ... 20
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 결과 ... 22
• 제1세부과제 : 무창축사 내·외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발 ... 23
• 1협동과제: 무창축사외부오염공기유입및내부냄새유출방지필터링기술개발 ... 77
• 2협동과제: 무창축사및무창계사내부분뇨유래가스제거환기시스템기술개발 ... 108
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 116
• 제1세부과제 : 무창축사 내·외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발 ... 117
• 1협동과제: 무창축사외부오염공기유입및내부냄새유출방지필터링기술개발 ... 119
• 2협동과제: 무창축사및무창계사내부분뇨유래가스제거환기시스템기술개발 ... 121
• 제 5 장 연구 결과의 활용 계획 ... 122
• 제1세부과제 : 무창축사 내·외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발 ... 122
• 1협동과제: 무창축사외부오염공기유입및내부냄새유출방지필터링기술개발 ... 124
• 2협동과제: 무창축사및무창계사내부분뇨유래가스제거환기시스템기술개발 ... 124
• 제 6 장 연구 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 124
• 제 7 장 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 124
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 124
• 제 9 장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 125
• 제1세부과제 : 무창축사 내·외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발 ... 125
• 1협동과제: 무창축사외부오염공기유입및내부냄새유출방지필터링기술개발 ... 125
• 2협동과제: 무창축사및무창계사내부분뇨유래가스제거환기시스템기술개발 ... 125
• 제 10 장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 126
• 제1세부과제 : 무창축사 내·외부 환기시스템 개선 및 공기 정화기술 개발 ... 126
• 1협동과제: 무창축사외부오염공기유입및내부냄새유출방지필터링기술개발 ... 129
• 2협동과제: 무창축사및무창계사내부분뇨유래가스제거환기시스템기술개발 ... 130
• 제 11 장 기타 사항 ... 131
• 제 12 장 첨부자료 ... 138
• 제 13 장 참고문헌 ... 164
• 끝페이지 ... 168