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한국폐기물자원순환학회 학술대회자료집
- 발행기관 한국폐기물자원순환학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 부정기
- 수록기간 1984 ~ 2018
- 주제분류 공학 > 환경공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 539DDC 628
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2014년 추계학술발표회 논문집 (2014년 11월) 142건
1.
2014.11
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하･폐수 슬러지는 퇴비화, 소각, 해양투기, 매립, 건조 에너지화 등 다양한 방법을 통해 처리하였으나,해양배출 금지, 환경 문제 등으로 인해 처리상 어려움이 있다. 하･폐수 슬러지는 건조화 방식을 통해 고형연료로 변환이 가능하며, 이는 신재생에너지로 활용하여 열적 변환을 통해 에너지를 생산과 동시에 효율적으로 처리할 수 있다. 건조된 하･폐수 슬러지는 저위발열량 12-15 MJ/kg, 회분함량 20~30% 로써 열적 변환 방식에 따라 전･혼소용 연료로 충분한 활용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 건조/고형 슬러지를 대상으로 열중량분석, 열분해, 연소를 통해 연료 특성에 대해 파악하였다. 건조/고형화 슬러지는 산업폐수를 활용하여 열수 건조 후 성형된 고형 연료로써 수분은 5.73%로 나타났다. 회분의 함량은 36.27%, 가연분 함량(휘발분+고정탄소)는 58.0%, 저위발열량 14.28 MJ/kg 이다. 열중량분석은 약 10 mg의 미량의 샘플을 사용하여, 질소분위기에서 800℃까지 5-50℃/min으로 승온율에 따른 무게감소량 등 연료 특성에 대해 분석하였다. 전반적으로 약 100℃ 내외에서 수분이 증발되며, 250-520℃에서 열분해가 진행되는 것을 확인할 수 있었고, 승온율이 증가할수록 열분해 시 온도에 따른 무게감소량이 점점 감소하였다. 슬러지의 저속 열분해는 직경 100 mm, 높이 300 mm의 고정층 반응기를 통해 550℃까지 50℃/min 으로 승온하여 열분해 후 생성된 촤,타르와 합성가스의 양과 조성을 분석하였다. 열분해를 통해 생성된 Tar는 원소 조성을 파악하여 Tar내의 다양한 조성을 측정하였다. 생성된 가스는 연소실험과 동일한 방법을 통해 가스조성, 발열량 등을 파악하였다. 이를 통해 가스화, 연소 모델 개발에 활동 가능한 기초자료를 도출하였다. 건조/고형 슬러지의 연소 특성 실험은 직경 310 mm, 높이 720 mm의 Lab-scale 고정층 반응기를 사용하여 공기유량 100-400 L/min(97-390kg/m2hr)의 범위에 대해 수행해였다. 연소실험의 온도분포는 반응기 내부에서 5 cm 간격으로 설치된 열전대를 통해, 연료 무게 감소량은 로드셀을 통해 무게 감소량을 측정하였다. 이때 생성된 가스는 Online 가스분석기를 통해 CO, CO2, CH4, H2 를 분석하며, Micro-GC를 통해 CxHy 등을 일정 시간마다 분석하였다. 실험결과 해당 유량범위에서 슬러지 연소는 당량비가 1이하인 연료과잉 상태로써 유량이 증가할수록 화염면의 온도가 상승하며, 그 결과로 화염면 하단으로의 열전달이 증가하면서 화염 전파 속도가 증가하였다. 또한 촤의 느린 연소속도로 인해 화염면 상부에 누적되며 화염면이 화격자에 도달한 후 고온의 촤 연소 영역이 형성되었다. 측정된 온도와 가스 조성, 무게 감소 결과는 향후 연소모델 개발을 위한 기초자료로 활용할 수 있다.
2.
2014.11
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현대 사회의 대량 소비문화와 신제품 출시의 기간의 간격 폭이 작아지면서 폐 가전제품의 발생이 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 현재 우리나라에서 발생하는 폐 냉장고에서는 1대당 약 10%의 폐 우레탄이 포함되어 있고, 2007년부터 최근까지 제도권 내에서의 폐 냉장고 수거현황을 조사한 결과 증가 추세인 것으로 나타났으며, 이에 따라 폐 우레탄의 발생률 또한 지속적으로 증가하고 있는 것으로 추정된다. 냉장고에서 발생하는 우레탄은 타 생활폐기물보다 비교적 발열량이 높고, 염소, 황 등의 유해물질 함유량이 적어 연료로써의 가치가 높은 것으로 알려져 있다. 또한, 현재 우레탄의 재활용 가능 기술로는 재생폴리올 생산, 층간 흡음재 적용 기술 등이 있으나 완전한 상용화 기술은 개발되지 않은 실정이며, 자체 선행연구로기술성, 연속성, 경제성, 사업성, 환경성 등의 지표기준을 설정하여 전문가 설문조사를 실시한 결과 고형연료화 기술이 가장 타당한 것으로 분석되었다. 고형연료 제조기술은 국내외에서 매우 활성화 되어 사용되는 기술이나, 국내에서는 우레탄은 그 자체가 부피가 매우 크고 밀도가 낮기 때문에 고형연료화 되어 RPF(Refuse Plastic Fuel)로써 사용된 사례는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 폴리우레탄의 적정 연소 조건을 확인하고, 이 때 발생되는 배가스를 분석하여 고형연료로의 사용가능성에 대하여 평가하였다.
3.
2014.11
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현재 우리나라에서는 매년 약 67만대의 사용종료 자동차(End of Life Vehicles)가 발생하고 있다. 자원순환법에 따라 국내 자동차업계에서는 폐 자동차에 대하여 2014년까지 중량 대비 85%, 2015년부터 95%의 재활용율 목표를 달성하여야 하는데 이러한 재활용율 목표 달성을 위해서는 자동차 파쇄 잔재물(ASR)의 적정재활용이 관건이라고 할 수 있다. 폐 자동차 처리과정에서 최종 배출 되는 ASR은 연간 약 15만톤으로 승용차 1대당 약 15% 정도가 발생하고 있으며, 총 발생량의 극히 일부분만이 소각･매립 처리되고 있지만 물질 자체의 발열량이 높고 난연성이기 때문에 효율적으로 소각되지 못하고 특히 그중에 함유된 염소화합물이나 중금속류 등의 영향으로 유해 가스상 오염물질들을 다량으로 배출하기 때문에 처리에 어려움이 많은 실정이다. 금속 제련 용융 시설에서 열원으로 사용되는 Lump coal 대체 연료로써 처리 상용화가 실현 될 경우, ASR의 안정적인 처리와 열에너지 및 유가금속 회수를 통한 물질 재활용 등이 가능할 것으로 사료되며, 이에 따라 폐 자동차의 재활용율 또한 향상될 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 국내의 폐 자동차 파쇄 재활용 업체 1곳을 선정하여, 폐 자동차 파쇄 재활용 과정에서의 물질 수지 및 ASR 배출 공정(heavy fluff, light fluff, glass & soil)에 따라 각각의 발생량, 구성 물질, 입도, 발열량 분석, 원소 분석, 공업 분석, 열 중량 분석, 중금속 분석 등의 물리･화학적 특성 및 환경유해성 평가를 실시하여 ASR의 기초적인 특성을 파악하였으며, ASR의 최적용융조건 및 유가금속 회수 가능성을 도출하기 위하여 원 시료와 ASR의 배합비율, 용융온도 등의 조건을 설정하여 용융 가능성을 평가하였다. 또한, 용융 후, 혼합비율 별 발생된 용융 슬래그에서 black copper와 discard slag 분리 후 온도에 따른 구리함량을 측정하여 유가 금속 회수 가능성 및 2차 폐기물 발생 최소화를 위해 ASR 용융슬래그에 대한 특성 분석 후 콘크리트(인터로킹) 블록, 점토블록의 원료로 적용 가능성 여부 검증･평가해 보았다.
4.
2014.11
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석유, 석탄, 원자력, 천연가스 등 화석 연료의 고갈문제가 대두됨에 따라, 전 세계적으로 신･재생에너지에 대한 인식이 점차 증대되고 있으며, 이에 다양한 연구가 개발되고 있다. 신재생에너지 공급 비중은 2012년 기준으로 폐기물(67.77%), 바이오매스(15.08%), 수력(9.21%), 태양광(2.68%), 풍력(2.18%), 해양(1.11%), 연료전지(0.93%), 지열(0.74%), 태양열(0.30%)의 분포를 나타내고 있으며, 특히 이들 중 폐기물과 바이오매스가 80 %이상을 차지하고 있다. 한편, 국내의 경우, 폐기물은 가연분 함량이 높아 SRF (Solid Refuse Fuel)로 재생산하여 보조연료로 활용하고 있으며, 이미 기존 폐기물 소각로로부터 열을 회수하여 지역난방 또는 발전을 도모하는 용도로도 활용되어왔다. 그러나 앞선 통계에서 나타낸 바와 같이, 바이오매스는 국내에서 수급하는데 제한적이므로 신･재생에너지원으로 활용하기엔 공급량이 충분하지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 팜 오일 산업이 활성화 되어 있는 말레이시아, 인도네시아와 같은 동남아시아 국가를 중심으로 배출되는 해당산업의 부산물을 바이오매스로써 활용하여 부족한 공급량을 충족하고자 EFB (Empty Fruit Bunch)를 이용하였다. 이에 대한 선행연구로부터 열화학반응공정에서의 효율 증가를 위해서는 EFB에 다량함유되어 있는 회분을 제거하여 균질하게 만들어 주는 공정과 바이오매스 가스화 공정에서는 원활한 연속운전을 위해 ‘Agglomeration’ 에 대한 적절한 제어가 필요하다는 것을 확인하였다. 이는 바이오매스 내 알칼리금속이 원인이 되는 것으로 알려져 있어, 이를 위해 본 연구에서는 EFB를 일반 수돗물과 질산용액을 이용하여 세척하여 총 3가지(raw EFB, washed EFB by tap water, washed EFB by nitric acid solution)로 나누어 공업분석과 ICP분석을 수행하였고, 이에 따라 회분 및 알칼리금속 제거 효과를 확인하였다. 이 후, 선행 연구를 통해 도출된 EFB의 가스화 최적조건에 적용하여, 랩 규모(1 kg/hr)의 기포유동층 반응기에서 가스화실험을 수행하였다. 이로부터 합성가스 수율변화, dry gas yield, 냉가스효율 등 가스화 특성변화를 평가하였고, 바닥재를 회수하여 최종적으로 ‘Agglomeration’ 의 저감효과를 정량화하였다.
5.
2014.11
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최근 신재생에너지 혼합의무화제도인 RPS제도가 2012년부터 시행됨에 따라 의무이행을 위한 태양광, 풍력, 연료전지 등 다양한 신재생에너지의 보급 활성화 추세이다. 하지만 인프라 구축 초기비용 및 민원 등으로 인해 많은 제약이 따라 의무이행에 어려움을 겪고 있다. 이에 최근 국내 기존 중유 발전설비 인프라의 활용이 가능한 중유 대체 바이오연료인 바이오중유의 상용화를 위한 종합적인 연구가 ‘14년 1월부터 수행되고 있다. 이 연구 사업에는 ｢석유 및 석유대체연료사업법｣의 고시에 의한 시범보급사업을 포함하고 있다. 바이오중유는 중유대체연료로서 가격경쟁력 확보를 위하여 저렴한 바이오디젤 생산 공정 및 식용오일 추출 공정 부산물, 팜유 생산 부산물, 동물성유지 등을 혼합 사용하고 있으며, 현재 15개사가 바이오중유 생산업자로 등록되어 있으며, 4개 발전사 및 지역난방공사가 발전사업자로 참여하고 있다. 본 연구에서는 이러한 바이오중유의 안정적인 보급을 위해 성능, 안전, 환경 등을 감안한 품질기준에 대한 검토사항과 최근 이슈되고 있는 바이오중유의 품질기준 항목(동점도, 금속함량, 유동점 등)에 대해 다루고자 한다.
6.
2014.11
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바이오매스의 가스화 기술은 바이오매스를 합성가스로 변환하여 보일러, 엔진, 가스터빈 등에 직접적으로 활용하거나 화학적 변환을 통해 연료를 생산하는 등 에너지 밀도를 높이고 수송, 저장을 용이하게 할 수 있는 기술이다. 가스화 공정에서 바이오매스는 열분해 과정을 거치며 타르(다양한 종류의 탄화수소)와 가스가 생성된다. 이때, 타르는 약 350℃ 내외에서 응축되기 시작하며, 가스화기 등 각종 설비의 후단에 배관 막힘, 부식, 열전달 저하, 촉매 반응성 저하 등의 문제를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 가스화기 내부에서 일차적으로 타르를 저감하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 저속 열분해를 통해 생성된 타르의 특성에 대해 파악하였으며, 반응기 내부에서 가스의 체류시간 및 반응에 사용되는 촤(char)의 유/무 및 종류에 따른 타르의 분해 특성에 대해 분석하였다. 실험에 사용된 바이오매스 샘플은 전나무이며, 입자 크기는 1 cm³ 이고, 수분함량은 7.8%, 회분 함량 0.6%, 휘발분/고정탄소 비는 4.65으로 나타났다. 타르의 분해를 위해 사용된 촤는 미세 표면적, 기공분포, 밀도가 서로 다른 3 종류의 바이오매스(Paddy straw, PKS, 전나무)를 대상으로 열분해(800℃)를 통해 생산하였으며, 입자 크기를 0.5-1 mm 크기로 분류하여 실험하였다. 본 연구에서는 저속 열분해와 타르 분해 실험(열적 분해/촤 촉매반응)으로 나누어 실험을 진행하였다. 두 실험에 사용되는 반응기는 서로 직렬로 연결되어 있어 저속 열분해에서 생성된 열분해 증기(타르, 가스)가 타르 분해 반응기를 통과한다. 열분해는 고정층 반응기를 사용하여 최종 온도 500℃까지 약 10℃/min으로 승온 하였으며, 퍼지 가스는 질소(1.5 l/min)를 사용하였다. 타르 분해 반응기의 온도는 800℃로 유지하였고, 열분해 증기의 체류시간을 1, 3, 5초로 나누었고, 3종류의 촤를 사용해 타르의 전환 특성을 파악하였다. 저속 열분해의 생성물 수율은 촤 26.0%, 가스 22.8%, 수분/타르 51.2%로 나타났다. 열적 분해만 일어나는 경우 체류시간이 1-5 초로 증가할수록 수분/타르의 수율은 36.2-32.7%로 감소하였다. 반면, 고온 분위기에서 타르가 분해되어 가스로 변환되면서 가스의 수율은 38.0-42.1%로 증가하였다. 열적 분해에 비해 촤 촉매반응의 경우 수분/타르의 수율은 체류시간 1초에서 25.7-32.3%, 3초에서 17.8-23.4%, 5초에서 18.2-21.3%로 감소하였다. 3종류의 촤를 체류시간 3초에 대해 비교하면 수분/타르의 수율은 샘플별로 Paddy straw 23.4%, PKS 17.8%, 전나무 21.2%로 나타났다. 촤 촉매반응의 경우 고온에서 촤와 수분이 반응하여 CO, H2로 변환(C(s)+H2O⟶CO+H2)되어 수분/타르의 수율이 낮게 나타났다. 또한, 반응기 상단의 촤 입자 표면에 분자량이 큰 타르가 흡착되는 것으로 나타났다. 촤 종류에 따라 수분/타르의 수율의 차이는 각각 촤의 특성(미세표면적, 기공분포)에 따라 다양하게 나타났다. 결론적으로, 타르는 고온의 분위기에서 일차적으로 분해되며, 체류시작이 길고 촤를 사용할 때 농도가 낮아지며 타르의 저감 특성도 촤에 따라 변화하는 것을 확인하였다. 이 결과는 고정층 가스화기의 타르 저감을 위한 설계 개선에 활용될 수 있다.
7.
2014.11
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전기로 환원슬래그는 가장 처리하기 곤란한 부산물이였지만, 공기급냉에 의해 수화 활성도를 높임으로서 자원으로서 활용하는 것이 가능하다. 본 연구팀은 용융상태의 슬래그를 공기 급냉하여 비드상으로 응고시킨 후, 이를 일정한 크기의 미분으로 분쇄한 후 적절한 첨가제를 사용하여 국내의 시장에서 요구되는 속경성과 강도를 만족하는 제품을 개발하였다.
8.
2014.11
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하수처리장 운영 시 생성되는 하수슬러지는 하수처리장에서 배출되는 폐기물의 대부분을 차지한다. 발생한 하수슬러지의 처리는 퇴비화, 사료화, 매립, 소각, 에너지화, 재활용, 해양투기 등의 여러 방법으로 이루어졌다. 그러나 2013년 런던 협약 발효에 따라 처리 방법 중 30~40%를 차지하던 해양투기가 금지되었다. 해양투기 다음으로 많이 사용된 방법은 육상매립이나, 육상매립의 경우 부지 확보가 점차 어려워지고 환경규제의 강화로 매립하는 양이 감소되고 있다. 따라서 하수처리장에서 발생하는 슬러지를 최소화 하는 동시에 자원으로 활용할 수 있는 적정 기술의 필요성이 대두되고 있다. 여러 적정 기술 중 혐기성소화는 하수슬러지를 혐기 미생물을 이용하여 메탄을 생성하는 가용화하는 대표적인 방법이다. 혐기소화조 운영에 있어서 하수슬러지를 바로 투입하여 처리하는 경우 낮은 소화 효율을 보이므로 소화조 전단에 전처리 기술을 배치하여 소화 효율을 향상 시킬 수 있다. 이런 전처리 기술에는 효소에 의한 생물학적 처리, 초음파, 오존, 원심분리, 액체전단, 분쇄의 기계적 처리, 산화, 알칼리에 의한 화학적 처리, 열처리가 있다. 그 중 열전처리 공정은 슬러지의 부피 감량과 불필요한 화합물의 분해 뿐만 아니라 슬러지 내의 병원균도 제거 가능한 장점을 가진다. 본 연구를 통해 열전처리 공정의 특성을 확인하였으며 공정 이후 생성된 물질의 특성도 평가하였다. 실험은 회분식 반응기에서 진행 되었으며, 혐기조건을 만든 후 열을 가하여 운전하였다. 실험 조건은 온도, 시간, 슬러지 함량에 따라 설정하였다. 각 조건에 따른 시료를 분석한 결과 건조 중량 1g을 기준으로 휘발성유기물질의 초기 농도가 0.67 g 일 때 최대 0.002 g까지 감소가 확인되었다. 감소한 휘발성 유기물질은 용존 유기물 형태로 변경되었고, COD 0.071 - 0.158 g-C/L 또는 TC 0.04 - 0.085 g-C/L 의 증가가 확인되었다. 이외에 TN은 3 - 22 mg-N/L의 증가가 확인되었고, 질산성 질소 또는 아질산성 질소는 미량 발견되었으며, 암모니아 형태의 N이 0.34 - 10.36 mg-N/L로 존재하는 것이 확인되었다.
9.
2014.11
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우리나라 서해안은 조수간만의 차이가 크고 경사가 완만하면서 일조량이 풍부하여 천일염 산업이 발달되어 있다. 지난해 국내에서는 42만439 톤의 갯벌 천일염이 생산되었으며, 이 중 38만 톤이 전남지역 염전에서 생산되어 전국 생산량의 90.8%를 차지했다. 천일염 생산과정에서 고농도의 무기물을 포함하는 간수가 부산물로 발생한다. 간수는 발생원에 따라 탈수염간수(dehydrated salt bittern), 함수(concentrated sea water), 천일염간수(solar salt bittern) 및 숙성천일염간수(bittern from solar salt during storage)로 분류되지만 그 종류에 관계없이 거의 일정한 화학조성을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 우리나라에서 천일염의 생산, 저장, 가공 중에 발생하는 간수는 매년 10만 톤 이상으로 추정되고 있다. 이처럼 다량으로 발생하는 간수는 식품 가공용 및 폐수 처리용을 제외하고 거의 대부분 폐기되고 있어 이의 처리 비용으로 인한 경제적 손실 또한 크다. 따라서 이를 효율적으로 처리할 수 있는 재활용 방안이 수립되어야 한다. 이를 위해 염전 및 천일염 산업에서 대량의 발생하고 있는 폐간수를 마그네슘 생산을 위한 원료 물질 및 이산화탄소 포집 및 저장을 위한 흡수제로 활용하는 방안을 검토하였다. 본 연구에서는 간수 중의 마그네슘 이온(Mg2+)을 수산화마그네슘(Mg(OH)2)으로 회수하는 침전법과 그 잔류 폐액의 나트륨 이온(Na+)과 CO2를 반응시켜 탄산수소나트륨(NaHCO3)으로 회수하는 암모니아-소다법(솔베이법)을 연속공정으로 적용하고 그 효율성을 평가하였다. 전남지역 B 염전에서 채수한 간수의 주성분 화학조성은 Na+ 55.84±1.50 g/L, Mg2+ 41.77±1.83 g/L, Cl- 125.69±3.06 g/L, SO42- 63.97±0.62 g/L로 해수 평균값에 비해 Na와 Cl은 약 5배, Mg와 SO4는 약 25배 정도 농축된 특성을 보였다. 간수에 1~5 M의 가성소다(NaOH) 용액을 [NaOH]/[Mg] 몰비로 2.5가 되도록 첨가하는 조건에서 Mg의 제거율은 평균 93%였으며, 간수 1 L당 110 g 이상의 침전물을 회수할 수 있었다. Mg의 제거율은 [NaOH]/[Mg]몰비가 증가할수록 즉, pH가 증가할수록 증가하여 몰비 2.8 이상, pH 10 이상에서는 99% 이상으로 증가하였다. 이 과정에서 Na 성분이 NaCl 또는 Na2SO4･10H2O 형태로 14~20% 정도 공침하였으나 침전물의 수세과정에서 대부분이 재용해되어 제거되었다. 침전물의 화학적 조성을 평가한 결과 Mg(OH)2의 순도가 94% 정도였다. 간수에 5 M의 가성소다 용액을 [NaOH]/[Mg] 몰비 2.8이 되도록 첨가하는 조건에서 Mg를 침전시킨 다음 잔류하는 여액을 이용하여 CO2 포집실험을 회분식과 컬럼식으로 수행한 결과, 잔류여액의 CO2 흡수량은 25℃에서 5.4 g/L으로 같은 조건 해수의 CO2 포화흡수량 2.9 g/L에 비해 2배 정도 높았다. 이는 해수에 비해 5배 이상 농축된 간수 중의 Na 성분이 이산화탄소와 반응하여 중탄산나트륨(NaHCO3) 등 탄산광물로 침전되기 때문이다. 한편 반응촉매로 암모니아를 3%, 5% 첨가할 경우 CO2 흡수량은 각각 43.2 g/L, 67.0 g/L, 침전물 회수량은 각각 82.5 g/L, 127.9 g/L로 증가하였다. 암모니아 촉매 5%를 첨가하는 조건에서 처리간수의 Na 농도별 CO2 포집실험을 실시한 결과 Na 농도가 증가할수록 침전물 발생량(CO2 흡수량)이 증가하였으며 침전물(X)과 Na 농도(Y) 사이에는 Y(g/L)=0.284X(g/L)+23.03(r2=0.9995)의 선형적 관계를 보였다. 침전물의 화학적 조성을 평가한 결과 NaHCO3의 순도가 97% 이상으로 탈황제 등으로 활용 가능성이 높았다. 이상의 결과로부터 염전 및 천일염 산업에서 발생하는 폐간수를 해수 Mg 회수 및 CO2 흡수제로 활용할 경우 간수 1 톤당 94% 순도의 수산화마그네슘 120 kg과 97% 순도의 중탄산나트륨(중조) 128 kg을 생산할 수 있으며, 이 과정에서 이산화탄소 67 kg 이상을 포집할 수 있음을 알 수 있었다.
10.
2014.11
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IEA(국제에너지기구)에 따르면 2035년까지 글로벌 발전 산업에 투입되는 투자금은 60% 이상이 신재생 에너지 부문에 집중될 것으로 예상하였다. 또한, 2011년부터 2035년까지 글로벌 에너지 수요는 1/3 증가할 것으로 전망되지만, 에너지 자원 구성비에서 화석 연료가 차지하는 비중은 2011년 82%에서 2035년 35%까지 축소 될것으로 판단하였다. 국내에서는 RPS(Renewable Portfolio Standard) 제도 및 RFS(Renewable Fuel Standard) 제도를 시행하여 2022년까지 의무율 10% 및 360억 갤론의 바이오연료사용을 목표로 하였다. 이에 인해 2013년 기준으로 국내 발전사들은 정부의 RPS 공급의무를 이행하지 못하여 417억 2000만원에 이르는 과징금을 납부해야 할 실정이다. 국내에서 발생하는 가축분뇨는 2011년 기준으로 127,984톤/일이 발생하였으며 그 중 닭, 오리의 분뇨는 20,561톤/일로 전체 가축분뇨의 약 16%로 나타났다. 가축분뇨는 퇴비화, 해양배출을 통해 처리되었으나, 해양 배출금지와 항생제 등의 독성물질 사용으로 처리에 어려움이 나타나고 있다. 또한 조류독감 등 질병 발병으로 인한 조류와 분뇨의 매장으로 2차오염까지 나타나고 있다. 계분반응속도 실험에서는 계분시료를 이용하여 무산소 조건에서 탄화 장치를 통해 탄화시간과 탄화온도에 따른 전화율과 반응속도를 검토하였다. 계분시료는 경기도 H시에서 채취하여 전처리 후 105℃에서 24시간 건조하여 사용하였다. 탄화도(C/H mole ratio)는 원소분석결과를 이용하여 나타내었으며, 반응속도는 Arrhenius 식을 이용하여 도출하였다. 유기성 폐기물을 탄화할 때의 반응속도는 대부분 1차 반응을 통해 해석되어지며 본 연구에서도 1차 반응식을 통해 반응속도를 검토하였다. 실험조건으로 탄화온도는 250℃~400℃범위로 설정하였으며, 탄화시간은 5분, 15분, 30분으로 설정하였다. 탄화의 정도를 나타내는 계분의 탄화도는 250℃일 때 0.95, 400℃ 일 때 1.01로 나타나 탄화온도가 증가할수록 탄화도는 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 계분 탄화물의 빈도인자는 0.55×10-2 min-1로 나타났으며 반응속도는 탄화 온도가 250℃일 때 0.060 min-1로 나타났으며 400℃일 때 0.138 min-1로 나타났다. 탄화온도 차이로 도출되는 계분의 활성화 에너지(Ea)는 3,532.3 kcal/kmole로 나타났다.
11.
2014.11
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국내에서 폐형광등은 수은을 포함한 유해폐기물로 분류되어있으며, 2004년 이후 생산자책임재활용제(Extended Producer Responsibility) 품목으로 지정되어 관리 중이다. 유엔환경계획(UNEP)은 2013년 10월 일본 구마모토에서 수은의 배출량을 줄이기 위한 ‘수은에 관한 미나마타 협약’ 을 발효하였으며 2014년부터 우리나라는 백열전구의 생산, 수입이 전면 금지되었고, 2018년부터 형광램프는 수은을 투입하여 제조하거나 수입하는 것이 금지 될 예정이나 현재는 사용 중인 폐형광등이 지속적으로 발생되어 이에 따른 철저한 관리가 필요한 실정이다. 폐조명기기는 2011년 기준으로 연간 146,000,000개 정도 발생하는 것으로 추정하고 있고 이 중에서 약 37,950,000개가 재활용되고 있어 26% 정도 재활용되고 있으며, 폐직관형형광등(Spent Linear Fluorescent Lamp, SLFL)은 80,300,000개가 발생되어 약 20,872,500개가 재활용되는 것으로 나타났으며 폐소형형광등(Spent Compact Fluorescent Lamp, SCFL)은 14,600,000개 발생되어 약 3,795,000개가 재활용되는 것으로 집계되고 있다. 본 연구에서는 폐직관형형광등(LFL)과 폐소형형광등(CFL)을 파쇄 및 분리하여 배출된 구성성분에 대한 수은 분포를 비교 검토하고자 하였다. 폐형광등 시료는 폐직관형형광등(LFL)과 폐소형형광등(CFL) A, B, C사를 무작위로 10개씩 선택하여 사용하였으며, 실험장치는 회전충격파쇄기(Rotary impact crusher)를 사용하여 파쇄하였다. 구성성분별로 선별된 시료는 DMA-80 수은 분석기를 통해 구성성분별 수은농도를 측정하였다. 또한, 선별 된 시료는 국내용출시험(KET; Korea Extraction Test)과 미국용출시험(TCLP; Toxicity Characteristic Leaching Procedure)으로 분석하였으며, 폐직관형형광등(LFL)과 폐소형형광등(CFL)을 비교하여 유해특성을 평가하였다.
12.
2014.11
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사람이 생활하면서 발생하는 대표적인 유기성 폐기물은 분뇨와 음식물쓰레기이며, 이 폐기물들은 주로 혐기성 소화에 의해 처리되고 있다. 중앙 집중식 시스템에 연결되지 않는 소규모 주거지역이나 독립처리 시설을 갖춘 곳에서 발생하는 분뇨와 음식물쓰레기의 병합소화는 유기성 폐기물의 처리에 대안이 될 수 있다. 소변에는 질소와 인과 같이 회수 시 자원으로 재활용할 수 있는 물질들이 다량 포함되어 있으므로, 분뇨과 음식물쓰레기를 병합 소화시 분뇨에서 소변을 미리 분리하는 것을 고려할 수 있다. 본 연구에서 분뇨 분리를 통해 분뇨와 음식물쓰레기의 병합소화에서 대변의 잔류 소변양이 바이오가스 발생량과 처리 효율에 미치는 영향을 확인하기 위해 Biochemical Methane Potential (BMP) test를 실시하였다. 분뇨 기질은 실생활에서 발생하는 조건을 모사하기 위해 소변, 화장지를 포함한 시료를 제조하였다. 본 실험에서 음식물쓰레기, 대변과 화장지 포함량을 동일한 조건으로 하고 잔류 소변량을 다르게 하여 실험을 실시하였다. 국내에서 음폐수를 제외한 음식물쓰레기, 대변과 소변은 각각 0.25 kg/인/일, 0.15 kg/인/일, 1.6 L/인/일 가량 발생되는 것으로 알려져 있다. 각 기질을 1인 기준으로 하여 잔류 소변량은 0, 15, 50 와 100%(v/v) 조건을 설정하고, 실험은 각각의 잔류 소변량 조건에 대해 triplicate로 45일간 진행하였다. 발생되는 가스의 부피는 실린지를 결합한 t-type valve system으로 측정하였으며, 조성은 TCD (Thermal Conductivity Detector)가 장착된 GC (Gas Chromatography, Younglin ACME 6100, Korea)를 이용하여 분석하였다. 이를 바탕으로 시간에 따라 얻어진 누적메탄발생량에 수정된 Gompertz 식을 적용하여 잠재메탄발생량을 구하였다. 0, 15, 50 와 100%(v/v)의 조건에서 45일 동안 측정한 누적메탄발생량은 각각 254.60, 276.85, 264.17와 306.66 mL･CH4/g･VS 로 측정되었고. 수정 Gompertz 식을 적용한 잠재메탄발생량은 281.24, 289.27, 265.34와 298.59 mL･CH4/g･VS 이였다. 소변의 포함량이 100%(v/v)인 경우에서 메탄이 많이 발생하였다. 소변에는 질소, 인을 포함하고 있어 혐기소화에서 영양분으로 사용되나 과량이 포함 된다면 저해요소가 된다. 그러나 BMP test의 잠재메탄생산량 결과는 제한적이고, 잔류 소변양이 가스 생산량과 처리 효율에 미치는 영향에 대한 연구가 더 필요하다.
13.
2014.11
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국내에서 발생하는 음식물쓰레기는 퇴비화･액비화, 사료화, 바이오가스화 등의 방법으로 처리되고 있으나 사료화 및 퇴비화 시 과다한 에너지 소비로 인한 비효율성이 대두되면서 음식물쓰레기의 에너지 가치 및 바이오에너지화에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한, 가정용 음식물쓰레기 분쇄기(디스포저)를 이용할 경우 음식물쓰레기 보관, 배출, 수거, 운반 등으로 인한 환경적 문제를 해소하고 분쇄물의 메탄화로 에너지 생산이 가능하다. 현재 판매가 허용된 디스포저 제품은 본체와 2차 처리기(거름망, 회수기)가 함께 있는 일체형으로, 그 규격을 음식물쓰레기가 고형물 무게 기준 80% 이상 회수되거나 하수관으로의 배출량이 20% 미만인 제품으로 규정하고 있다. 그러나 현재 개발되어 있는 디스포저를 이용한 음식물쓰레기 처리 시 투입되는 수돗물로 인해 가용 성분이 씻겨나가는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 표준음식물쓰레기를 디스포저로 처리 후 배출되는 오수를 체거름하여 각 시료의 3성분을 분석하고 가연분 함량에 따른 가스발생량 및 바이오에너지화 가능성을 확인하고자 한다. 한국환경산업기술원에서 제시하고 있는 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 만들고 회분식 디스포저(KD 132, National社, Japan)를 이용하여 디스포저 오수를 제조하였다. 제조한 디스포저 오수는 6.70, 4.00, 0.71, 그리고 0.25 mm 크기의 체를 연속으로 설치하여 고형물을 분리하였으며 각 크기의 체로 인해 걸러진 고형물과 0.25 mm 이하의 부유물이 포함된 액상의 3성분을 분석하였다. 시료의 3성분 분석은 국내 폐기물공정시험법에 따라 수행되었으며, 이를 바탕으로 수분함량, 회분함량 및 가연분 함량을 구하였다. 분석 결과, 회수된 총 휘발성 고형물(VS)은 6.70 mm 이상이 전체 발생된 음식물쓰레기 중 휘발성 고형물 무게의 30.3%, 6.70 mm 에서 4.00 mm 사이가 25.0%, 4.00 mm 에서 0.71 mm 까지 20.3%, 0.71 mm 에서 0.25 mm 까지 21.0% 이었으며, 0.25 mm 이하의 액상에서 3.3%가 회수되었다. 체거름 후 회수된 액상에도 0.25 mm 이하의 부유물로 인한 휘발성 고형물이 포함되어 있는 것으로 확인되었으며, 이로 인한 가스발생 및 회수가능성이 있을 것으로 판단된다. 이에 Biochemical Methane Potential(BMP) test 등 추가 연구를 통해 음식물쓰레기 분쇄기 오수의 메탄발생량 및 바이오에너지화 가능성의 보다 상세한 분석이 필요할 것으로 사료된다.
14.
2014.11
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본 연구에서는 교내 기숙사 식당에서 분리 수거된 음식물류 폐기물을 침출수 순환형 혐기성 소화 공정을 이용하여 신재생 에너지인 메탄가스를 최종적으로 얻기 위한 연구를 수행하였다. 침출수 순환형 혐기성 소화 공법은 혐기성 반응조에서 발생하는 침출수를 고액 분리하여 펌프(Cole-parmer Instument Co. Model No.7520-10)를 이용해 1일 1회 10mL/min의 유량으로 침출수 수집조에 수집하였다가 침출수 인발 완료 후 동일한 유량으로 반응조로 재순환 시켜 반응조 내부의 미생물의 활동을 활발하도록 하였다. 그 결과 기존의 혐기성 소화 공법에 비해 높은 메탄가스 수율을 보였다. 음식물류 폐기물을 이용한 침출수 순환형 혐기성 소화 실험은 메탄가스를 효율적으로 생산하기 위해 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비와 유기물 부하율을 각각 달리하여 실험을 실시하였다. 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비가 2:8이고 유기물 부하율이 9 gVS/L인 침출수 순환형 음식물류 혐기성 소화 반응조의 메탄가스 발생 수율이 평균 1.395 m³ Biogas/kg VS added로 가장 뛰어났고, 반응종료 시 가스 중 H2S 및 NH3의 농도는 초기값에 비해 각각 98% 및 80%정도 저감되었다. 이에 비해 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비가 3:7이며 유기물 부하율이 15 gVS/L인 반응조와 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비 8:2, 유기물 부하율 90 gVS/L인 반응조에서는 메탄가스 발생이 진행되다가 유기물 과부하로 인해 반응이 멈추는 결과를 얻었다.
15.
2014.11
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Several experiments have done to investigate the removal of hydrogen sulfide (H2S) synthetic gas from biogas streams by means of chemical absorption and chemical reaction with 0.1M - 1M Fe/EDTA solution. The hydrogen sulfide of biogas was bubbled through an gas-lift column with Fe/EDTA resulting in the formation of sulfur particles. Wide range of optimal operating conditions were tested for both Fe/EDTA solution and the biogas, and the optimal ratio of Fe/EDTA concentration for efficient removal of hydrogen sulfide was found. The roles of Fe/EDTA were studied to enhance the removal efficiency of hydrogen sulfide because of oxidizing by Fe+3/EDTA. The motivation of this investigation is first to explore the feasibility of enhancing the toxic gas treatment in the biogas facility. The biogas purification strategy affords many advantages. For instance, the process can be performed under mild environmental conditions and at low temperature, and it removes hydrogen sulfide selectively. The end product of separation is elemental sulfur, which is a stable material that can be easily disposed of with minor potential for further pollution. The process to address over 90% removal efficiency of hydrogen sulfide does offer considerable advantages unrealized.
16.
2014.11
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고분자 재료의 역학적 특성 및 내열성을 향상시키기 위해 탄소섬유 및 유리섬유로 가열 혼합하여 섬유 강화 플라스틱(FRP)하는 방법이 알려져 있으며, 그 물성의 향상은 수지와 섬유의 밀착도가 크게 영향을 준다. 그러나 FRP는 재활용이 아니며, 유리 섬유는 소각로의 폐기물 처리가 곤란하고, 환경 부하가 크기 때문에 현재는 유리 섬유의 대안으로 천연 소재를 사용한 바이오 복합 연구가 많이 보고되고 있다. 식물계 천연 섬유는 비교적 저렴하고 적절한 처리를 겪는 것으로 적절한 강도와 강성을 얻을 수 있어, 식물 섬유를 이용한 섬유 강화 재료는 전자 기기의 케이스, 자동차 재료와 건축 자재의 사용이 주목 받고 있다. 하지만 아직 연구 단계이며, 바이오매스 자원의 유효 활용은 널리 보급되어 있지 않은 것이 현실이다. 본 연구는 수지의 물성의 향상을 도모한 환경 저 부하 섬유 복합재료의 개발을 목표로 비 가식성 식물 자원이며, 충분한 연구가 이루어지지 않은 Erianthus 와 고분자 재료의 복합화에 대해 검토했다. 본 연구는 범용성이 높은 Polypropylene (PP)을 모체로 Erianthus fibers(ETF)의 첨가에 의한 기계적 강도의 변화 및 섬유 길이의 차이에 의한 영향에 대해 검토 한 결과를 말한다. 그 결과 복합 재료의 기계적 특성을 인장 시험 및 굽힘 시험에서 수지와 충전제인 섬유의 계면 접착력을 상용화제인 Maleic anhydride-modified polypropylene을 첨가하여 개선한 결과, 무-첨가시에 비해 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있었다. 또한 분급한 섬유를 필러로 이용한 결과, 섬유 표면적의 차이가 기계적 특성, 그리고 열분해 성에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. Erianthus 섬유의 크기를 제어하여 Erianthus 가 polypropylene섬유 강화 성분으로 기능하는 것은 충분히 기대할 수 있는 것으로 나타났다.
17.
2014.11
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각종 산업공정 및 생활과정에서 발생되는 폐기물을 처리하는 방법에는 다양한 방법이 존재하나 화석연료를 대체할 신재생에너지의 필요성이 확대되면서 폐기물도 처리되어야 할 대상에서 에너지원으로 다양한 활용방법이 제안되고 있다. 생활폐기물 고형연료제품 제조시설을 비롯한 전처리가 필요한 시설에서 중요한 것은 반입대상 폐기물의 물성이다. 본 연구는 전라남도 Y시의 생활폐기물의 물리화학적 특성을 파악하여 전처리 시설의 최적 설계 및 운영의 효율성을 증대시키기 위한 기초자료를 제공하고자 실시하였다. Y시 소각장 반입폐기물에 대한 물리적 성상조사는 폐기물 수집운반차량에 적재되어있는 폐기물 전량을 대상으로 실시하였다. 폐기물 전량을 방수포 위에 쏟아 부은 뒤에 4가지 기준(조대폐기물, 종량제봉투, 비종량제봉투, 파봉폐기물으로 분류하였다. 조대폐기물은 선별공정에 투입되었을 때 문제가 생길 수 있을 것으로 판단되는 500mm 이상 크기로 구분하고 폐기물을 분류한 뒤에 종량제 봉투와 비종량제 봉투를 구분하였다. 비종량제봉투는 일반비닐봉투나 마대자루등으로 밀봉되어 반입된 폐기물이며 파봉폐기물은 수집운반차량에서 조대폐기물 및 밀봉된 폐기물을 제외한 파봉된 상태로 수집된 폐기물로 구분하였다. 조사대상 폐기물의 수거지역은 공동주택지역(가-지역, 나-지역), 단독주택지역, 시외곽지역 및 재활용선별장(재활용 선별하고 남은 잔재물)으로 선정하였다. 반입되는 폐기물은 종량제폐기물이 22.07 wt%, 비종량제폐기물은 23.99 wt%, 파봉폐기물이 44.39 wt%, 조대폐기물의 발생량이 9.55 wt%로 확인되었다. 반입되는 폐기물 중 전처리 시설을 가동할 때 조대폐기물을 제거한다고 가정하여 조대폐기물을 제외한 시료를 대상으로 물리적 조성을 분석하였다. 분석 결과 가연성 물질은 85.66 wt%이고 그 중 비닐이 21.77 wt%로 가장 높게 나타났으며 음식물(18.14 wt%), 종이(17.47 wt%), 기저귀/생리대(6.83 wt%)순으로 발생 되었다. 삼성분 분석을 실시한 결과 평균 수분은 36.01wt%이며 폐기물의 습기준 저위발열량은 2,573kcal/kg으로 다소 낮은 것으로 확인되었는데, 이는 대상폐기물 중 수분함량이 높은 음식물의 양이 많아 발열량에 영향을 미친 것으로 판단된다.
18.
2014.11
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혐기성소화기술은 지난 백여년 이상동안 많은 연구자들에 의하여 연구되어 온 전통기술로서 최근 지구온난화 문제가 전 세계적인 이슈로 부상하면서 새롭게 조명 받고 있다. 그러나, 혐기성소화기술은 여전히 메탄생성균의 느린 성장속도와 환경인자에 대한 민감성에 기인하여 20일 이상의 긴 체류시간을 필요로 하고 유기물감량율이 낮으며, 운전조건이 까다롭다는 단점을 지니고 있다. 최근 들어 환경생물전기화학자들에 의해 연구되기 시작한 생물전기화학기술(Bioelectrochemical technology)을 혐기성소화공정에 활용하면 메탄생성반응과 가수분해반응을 크게 촉진시킬 수 있어 전통적인 혐기성소화기술의 단점들이 상당 부분 극복할 수 있다. 혐기성소화공정에 활용하는 생물전기화학기술은 소화조 내에 설치하는 산화전극과 환원전극으로 이루어지며, 외부회로에 의하여 서로 연결된 산화전극과 환원전극 사이에 외부전원을 이용하여 전압을 인가하여 일정한 전위차가 유지되도록 한 미생물전해전지(Microbial electrolysis cells, MECs)의 형태이다. 혐기성소화조에서 전기적으로 활성을 가진 미생물들은 유기물이나 유기산을 빠른 속도로 분해하여 전자와 양성자를 생성하며, 전자는 산화전극으로 전달된 뒤 외부회로를 통하여 환원전극으로 이동한다. 환원전극의 표면에서는 전자와 양성자 또는 전자와 양성자 및 이산화탄소가 반응하여 수소나 메탄과 같은 바이오가스가 생성된다. 본 연구에서는 완전혼합형 혐기성소화조에 생물전기화학장치가 설치된 반응조 (Bioelectrochemical anaerobic digestion, BEAD)을 이용하여 수리학적 체류시간에 따른 PTA 폐수의 처리특성을 평가하였다. PTA (purified terephthalic acid) 폐수는 A 산업에서 채취한 것으로서 COD 값이 약 6,000-8,000mg/L였으며, 주요 구성성분은 terephthalic acid, p-toluic acid, benzoic acid, acetic acid 등이었으며, pH는 5-6이었다. 먼저, 실험에 사용한 산화전극 및 환원전극은 흑연직물 섬유의 표면에 탄소나노튜브를 초음파분산법으로 고정하여 제작하였다. 교반기가 설치된 유효부피 15L의 원통형 혐기성 소화조에 산화전극과 환원전극을 각각 설치하였으며, 산화전극과 환원전극 사이에 0.3V의 전압을 인가하였다. 하수슬러지를 이용하여 운전 중인 생물전기화학장치가 설치된 혐기성소화조에서 유출 슬러지를 초기 운전을 위한 식종균으로 사용하였으며, PTA 폐수를 1일 1회 정량 주입하여 수리학적 체류시간을 20일로 유지하였다. 소화조가 안정화되었을 때 수리학적 체류시간을 단계적으로 10일, 5일, 2.5일 그리고 1.25일 까지 변화시키면서 총 바이오가스발생량 및 메탄함량, COD 제거율과 전류의 변화 등을 관측하였다. 생물전기화학장치가 설치된 혐기성소화조의 COD 감량율은 수리학적 체류시간에 관계없이 약 60%로서 보였으며, 바이오가스의 메탄함량(%)은 80% 이상을 유지하였다. 그러나, 메탄발생량은 수리학적 체류시간의 감소에 따른 유기물 부하율 증가에 비례하여 증가하였다. 그러나, 외부회로의 전류와 메탄가스 발생량으로부터 계산한 쿨롱효율은 수리학적 체류시간이 감소에 따라 오히려 증가하였다. COD 제거율, 바이오가스의 메탄함량 및 메탄가스발생량으로 평가한 생물전기화학장치가 설치된 혐기성소화공정의 안정성은 수리학적 체류시간 20일부터 1.25일의 범위에서 영향을 받지 않았다.
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2014.11
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바이오가스로부터 회수되는 이산화탄소는 산업용 또는 농업용으로 활용 가능함에도 불구하고, 많은 연구들이 메탄의 회수에만 초점을 맞추어 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 바이오가스에서 이산화탄소 회수를 목적으로 다양한 조건에서 분리막 공정의 성능을 평가하였다. 우선, 압력과 온도를 변수로 실험을 진행하였으며, 본 연구에서 고질화된 이산화탄소를 회수하기 위한 최적조건으로 온도는 40℃, 압력은 7bar로 선정되었다. 분리막 공정으로 유입되는 합성 바이오가스의 이산화탄소와 메탄의 몰농도 비에 따른 분리성능을 조사하였으며, 유입가스의 이산화탄소 몰농도가 높을수록 고질화된 이산화탄소를 회수할 수 있었을 뿐만 아니라 메탄의 손실율도 감소되는 것을 확인 할 수 있었다. 다단 분리를 적용한 실험에서는 2단 보다 3단 분리를 적용할 경우, 회수되는 이산화탄소의 농도를 증가시키는 동시에 회수율을 증가시킬 수 있었다. 이를 통해, 회수되는 이산화탄소의 농도와 회수율간의 tradeoff 관계가 존재하더라도 다단분리를 통해 이를 개선할 수 있음과 분리막 공정으로 고질화된 이산화탄소 회수가 가능함을 확인하였다. 그러므로 본 분리막 공정은 바이오가스에서 이산화탄소를 회수하여 자원화하기 위한 공정으로 적합하다고 사료된다.
20.
2014.11
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유기성 폐기물은 동식물에서 유래한 것으로 유기물 함량이 40% 이상인 폐기물로 정의되며, 유기성 폐기물의 한 종류인 가축혈액은 도축과정 중에 발생되는 폐기물을 의미한다. 한국에서 발생되는 가축혈액 중 소, 오리, 닭의 혈액은 재활용되지만 돼지의 혈액은 대부분 폐기되나 육상처리를 할 경우 각 도축장마다 별도의 정화처리 시설을 설치 등 상당한 경제적 비용이 소비되고, 해양 배출은 96 Protocol 과 MARPOL 등의 규제로 인하여 금지된 상태이므로 가축혈액을 처리하거나 자원화할 수 있는 기술 개발이 필요한 상태이다. 본 연구에서는 가축혈액 내 단백질의 효소 가수분해 효율 향상을 위하여, 혈액 전처리 방법으로서 초음파를 이용하였다. 초음파 처리의 최적 전처리 조건은 0.5 W/mL 의 조사 밀도에서 30분간 처리할 때로 도출되었으며, 이때 가용화율은 97.72%였다. 단백질을 가수분해하기 위해 Savinase 와 Flavourzyme을 혼합하여 사용하였으며 반응 4시간 후 단백질은 27.8 mg/mL, 아미노산은 54.6 mg/mL으로 확인되었다. 이는 초음파 전처리를 실시하지 않은 혈액의 아미노산 농도인 13.1 mg/mL와 비교하였을 때, 약 4.2배 증가된 수치로 초음파 처리가 단백질 분해 효율 향상에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다.
