Study on the Recycled Composting System for Reducing Bulking Agent Cost

국문 초록 (Abstract)

본 실험은 고형퇴비화 처리용 부자재 비용절감 및 생물계 폐기물의 퇴비화 작업효율을 개선하기 위하여 연속 및 간헐통기 퇴적식 호기성 퇴비화 시스템에 필요한 기초 연구자료를 제공하기 위하여 수행되었다. 유우분과 왕겨 (I) 그리고 유우분과 1차 순환퇴비 (II) 및 2차 순환퇴비 (III)를 전처리 혼합하여 12.3ℓ의 회분식 원통형 발효조 3개에 동일한 수준에 같은 성질의 실험재료를 넣어 10일간 실험하였다. 이때, 통기량은 연속통기 (CA)는 0.3~0.6ℓ/min.kg.dm, 간헐통기 (IA)는 0.1~0.2ℓ/min.kg.dm 범위로 5분 통기 55분 정지의 방법으로 퇴비화 처리하였다.
연속 및 간헐통기 방법을 이용하여 순환퇴비의 혼합비율에 따른 퇴비화 초기단계의 내부 온도 및 암모니아 휘산 농도를 측정하였다. 또한 순환퇴비 혼합량에 따른 퇴비화 성능과 안정화 정도를 비교 분석하기 위하여 전처리 혼합물과 미숙퇴비의 이화학적 성분 (MC, pH, C/N, EC 등)을 분석하였다.
퇴비화 과정중 발효조의 내부 온도는 잡초종자 및 병원균 사멸을 위한 퇴비화 적정온도인 55~60℃를 연속통기 (CA)는 38~78시간, 간헐통기 (IA)는 37~98시간 동안 유지하여 간헐통기 방식이 연속통기 방식보다 안정된 퇴비를 얻을 수 있었다.
순환퇴비의 혼합량이 증가함에 따라 퇴비화 기간 중 암모니아 휘산 농도는 비례하여 증가하였으며, 연속 통기시 최고 농도는 110, 160, 287 ppm을 나타냈으며, 간헐 통기 방법을 이용한 퇴비화 경우는 52, 76, 420 ppm을 나타냈다. 이는 순환퇴비의 탄질비가 17.56, 21.97 그리고 16.48로 낮기 때문이다.
퇴비화 종료 후, 퇴비의 품질은 수분함량 (MC)이 68~73%로서 40% 이하의 적정 수분함량으로 건조가 필요하였다. 산도 (pH)는 7.9~8.7로서 적정 값 (8이하)보다 약간 높아 후숙 과정이 필요하였으며, 유우분에 순환퇴비를 부자재로 혼합한 실험 II와 III의 경우, 탄질비 (C/N)는 20이하로 적정수준을 나타냈다.
또한, 실험 2에서 전기전도도 (EC)는 퇴비화 품질 기준 (4.0 이하)에 적합한 2.5~4.0을 나타냈으며, 퇴비화 분해 단계 전후의 질량감소율은 침출수를 포함하여 6~11% 정도 였으며, 응축수 발생은 20~40 g 이었다.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 抄錄 = i
• I. Introduction = 1
• II. Literature review = 4
• 1. Factors influencing the composting process = 7
• 1) Aeration rate and strategy = 7
• 2) Temperature = 12
• 3) Moisture content = 15
• 4) Carbon/Nitrogen ratio = 17
• 5) Bulking agents = 20
• (1) Particle size = 20
• (2) Free air space = 21
• (3) Oxygen availability = 21
• 6) pH = 23
• 2. Ammonia volatilization = 23
• 3. Analyses of the composts = 26
• III. Materials and methods = 27
• 1. Raw manure and bulking agents = 27
• 2. Composting system design = 28
• 3. Laboratory analysis = 32
• IV. Results and discussion = 33
• 1. Initial properties of the feedstock materials = 33
• 2. Temperature profiles = 35
• 3. Ammonia emissions = 39
• 4. Chemical and physical properties during composting process = 43
• 5. Loss in mass and condensed water = 45
• V. Summary = 46
• VI. References = 48