본 실험은 농가 관행인 굴삭기 뒤집기와 자주식교반기를 이용한 뒤집기 비교 시험을 통해 발효단계별 배지의 특성을 조사하였다. 야외발효배지의 온도는 자주식교반기 처리에서 뒤집기 후 온도 상승이 빨라지는 경향을 보였다. 후발효배지의 온도는 농가관행인 굴삭기 처리구에서 온도가 높게 유지되면서 후발효과 진행되었다. 야외발효 단계에서 배지에는 고온성 세균 (Bacillus spp.), 방선균, 형광성 Pseudomonas 속, 사상균 등 다양한 미생물들이 분포 하였고, 특히 배지발효 과정에서 배지의 분해와 발열에 관여하는 호기성 세균의 밀도는 자주식교반기 처리구에서 상대적으로 높았고, 고온성 발효과정 중 푸른곰팡이균과 중온성 방선균은 생육이 억제되거나 사멸되는 양상을 보였다. 유기물을 분해하는데 중요한 역할을 하고 있는 고온성 방선균은 자주식교반기 처리에서 농가관행보다 높은 밀도를 보였다. 처리별 볏짚의 길이는 자주식교반기를 사용하였을 경우 조금 짧았고, 수분함량은 처리간에 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. pH와 EC는 처리간에 뚜렷한 차이를 보이지 않았고, a, b값은 자주식교반기에 의한 뒤집기가 진행될수록 높아지는 경향을 보였다. 발효 단계별 배지의 CN율을 조사한 결과 농가관행인 굴삭기의 경우 23.1에서 시작하여 5차 뒤집기에서는 16.2까지 낮아 졌고, 자주식교반기의 경우 23.3에서 16.9로 낮아 졌다. 따라서 처리간에는 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 처리별 수확량을 조사한 결과 1주기에서는 자주식교반기 처리에서 20% 의 증수효과가 있었고, 2주기에서는 28%, 3주기에서는 26%의 증수효과가 있었으며, 전체적으로 23%의 수량 증대효과가 있었다.

유럽에서 양송이 야외발효에 많이 사용하던 윈드로우터너를 우리나라 실정에 맞게 밀짚대신 볏짚을 사용할 수 있도록 개량 개발하였다. 관행 굴삭기작업과 비교하여 조사한 결과는 다음과 같다. 교반작업 성능은 81 m3 /hr으로 굴삭기 28.6 m3 /hr보다 2.8배 높았으며, 재배사 한 동(균상면적 165 m2 )당 1회 배지교반시간이 46분으로 관행보다 노력을 66% 절감할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 야외발효 말기 배지더미의 온도분포 조사 결과 배지더미 중앙 아래부분의 온도가 관행보다 5℃ 이상 높아 호기발효에 유리한 것으로 나타났으며, 부숙도를 추정할 수 있는 회분조사결과 30.9±1.1%로 나타나 관행 28.4±1.6%보다 부숙정도도 높게 나타났다. 버섯의 농가 재배결과 수확량이 시작기의 경우 관행 대조구 대비 22.9% 증수되는 것으로 나타났다.

본 실험은 농가 관행인 굴삭기를 이용한 뒤집기와 교반기 시제품를 이용한 뒤집기와의 비교 시험을 통해 발효단계별 배지의 특성을 조사하였다. 배지내 온도변화는 굴삭기를 이용한 3차 뒤집기까지는 처리간에 온도의 변화 차이가 거의 없었지만, 4차와 5차 뒤집기에서는 교반기 시제품을 이용하여 뒤집기를 한 처리구에서 온도 상승이 빨라지는 경향을 보였다. 야외발효 단계에서 배지에는 고온성 세균 (Bacillus spp.), 방선균, 형광성 Pseudomonas 속, 사상균 등 다양한 미생물들이 분포하였고, 특히 배지발효 과정에서 배지의 분해와 발열에 호기성 세균의 분포는 2차 뒤집기에서 가장 높은 밀도를 보였고, 발효가 진행되면서 밀도는 감소하는 경향을 보였다. 교반기를 활용한 배지의 호기성 세균과 형광성 Pseudomonas 속은 굴삭기 뒤집기와 뚜렷한 차이가 없었고, 고온성 세균과 고온성 방선균은 교반기 뒤집기에서 조금 높은 밀도를 보였다. 처리별 볏짚의 길이는 교반기 시제품을 사용하였을 경우 조금 짧았고, 수분함량도 교반기 시제품을 사용하였을 때 낮았다. pH와 EC는 처리간에 뚜렷한 차이를 보이지 않았으며, L값과 a, b값은 교반기 시제품으로 뒤집기가 진행될수록 높아지는 경향을 보였다.

A self-propelled turner was developed to produce mushroom compost at low costs and high efficiency, and the uniformity of compost produced by an excavator, compost mixer, and self-propelled turner was compared. The material of the compost was mixed with rice straw and chicken manure at a dry weight ratio of 3:1. After the final turning, internal temperature distribution, water content of the compost pile, ash ratio, and uniformity of the compost pile were examined. After the compost was completed, the water content was 69.9 ± 0.54%, 72.1 ± 0.15%, and 74.5 ± 0.82%, respectively. The length of rice straw was 47.5 ± 15.4 cm, 24.9 ± 10.1 cm, and 31.0 ± 10.6 cm, respectively. The ash content in the dry weight of each compost was 25.0 ± 6.2%, 33.6 ± 4.2%, and 28.2 ± 1.1%, respectively. The deviation in the length of rice straw was affected by the linear velocity of the spinner in the compost mixer and the self-propelled turner, which were 21.5 m/sec and 9 m/sec, respectively. As a result, the most uniform mushroom compost was produced by the self-propelled turner.

Relatively low efficiency in anaerobic digestion process is mainly caused by unproper mixing method. In this study, tray motion type agitator was applied in actual anaerobic digestion tank in order to improve the digestion efficiency, equalize the flow velocity distribution and energy saving. The impeller of tray motion type agitator was reciprocated vertically. Gas lift type agitator and tray motion type agitator appears almost same mixing efficiency include digestion rates. However, tray motion type agitator have shown that lower energy consumption compared to the conventional gas lift type agitator. Implementation of tray motion type agitator in the anaerobic digestion tanks contributed to the stabilization of mixing environment, efficiency and energy efficiency of the tank.

양송이 재배는 퇴비배지 위에 복토를 하여 재배하고 있다. 양송이 재배에서 배지의 품질은 생산성에 많은 영향을 주고 있다. 현재 우리나라 대부분의 양송이 재배 농가에서는 배지생산 생력화를 위하여 엑스커베이 터에 포크를 부착하여 배지재료를 교반하고 있다. 이렇게 작업을 한 배지의 경우 때때로 혼합이 불균일하 여 배지의 품질이 떨어지고, 단위 재배면적 당 생산성이 저하된다. 또한 엑스커베이터로 배지재료 교반시 운전자의 작업 상태에 따라 배지의 품질이 달라진다. 네덜란드 등에서는 양송이 배지 자동교반기가 오래전 부터 사용되어 왔으며 현재는 피트형 고정건물형식의 배지생산시설이 사용되고 있다. 이 시설이 국내에도 1곳 설치되고 있으나 가격이 너무 고가이다. 우리나라 실정에서 양송이의 원활한 생산을 위하여 균일한 고 품질 배지의 생력생산을 위하여 한국형 배지교반기 개발이 요구되었다. 본 연구에서는 양송이 배지교반기 개발을 위한 우리나라의 양송이 배지생산 실태를 조사하였다. 조사기간은 2016년 1월26일~2016년 5월 초 까지 조사하였다. 국내의 양송이 재배지역은 충남 보령, 경북 경주, 부여 등이나 생산량으로는 부여가 생산 량의 60%를 차지하고 있으며, 부여군 석성면이 부여군 생산량의 약 85%를 차지하고 있다. 양송이 배지는 주로 볏짚원형베일을 1일간 물에 적시어 계분, 요소비료 등을 넣고, 엑스커베이터에에 3~4날(밀짚 작업시 에는 6~7날)의 포크날을 달아서 포크날로 배지재료를 찍어 들어 올려 흔들어 떨어트리면서 섞어 주고 있었 다. 마지막 뒤집기 전에 석고를 넣고 혼합하여 배지를 완성하는 데, 여름에는 18일, 겨울 23일이 소요되며 교반횟수는 6~7회에 달한다. 1, 2회 교반시에는 배지재료 전체에 이후에는 표면에 물을 분무하여 호기발효 에 적합한 함수율과 공극을 유지하려고 하고 있었다. 배지퇴비 더미는 폭 1.5~3m, 높이 1.5~3.0m 정도 이었 으며 길이는 20여m에서 40여m까지 작업장의 상태에 따라 다양하였다. 퇴비화가 진행되면서 배지의 색은 황토색에서 암갈색으로 변하며 부피는 감소하였으나 무게는 처음 볏짚무게에 비하여 가습 등의 영향으로 약 3배 증가하였다. 조사 결과 배지퇴비 높이가 너무 높으면 아랫부분이 눌려 혐기발효가 되는 경향이 있 어, 적용퇴비의 높이는 1.5m로 폭은 기계의 이동성 등을 고려하여 1.5m로 하는 것이 적합할 것으로 판단되 었다.

In this study, a newly developed agitator with hydrofoil impeller applied to actual biological process in advanced wastewater treatment plant was evaluated. Several series of experiments were conducted in two different wastewater treatment plants where actual problems have been occurred such as the production of scums and sludge settling. For more effective evaluation, computational fluid dynamics (CFD) and measurements of MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) and DO (Dissolved Oxygen) were used with other measuring equipments. After the installation of one unit of vertical hydrofoil agitator in plant A, scum and sludge settling problems were solved and more than seventy percent of operational energy was saved. In case of plant B, there were three cells of each anoxic and anaerobic tanks, and each cell had one unit of submersible horizontal agitator. After the integration of three cells to one cell in each tank, and installation of one vertical hydrofoil agitator per tank, all the problems caused by improper mixing were solved and more than eighty percent of operational energy was found to be saved. Simple change of agitator applied to biological process in wastewater treatment plant was proved to be essential to eliminate scum and sludge settling problems and to save input energy.

The hydrofoil-tip mixer can be used to create the desired material by mixing the two materials in various industries, especially in the waste water and sewage water treatment. The purpose of this study is to clarify flow characteristics induced by 3 types impellers in a mixing tank by CFD. In this study, flat plate, hydrofoil and hydrofoil-tip type impellers are used and the rotating speeds of impellers are 25, 35, 45 rpm. The results in present study show that hydrofoil-tip type is the most proper impeller for mixing in the waster water treatment tank and reducing required power of rotating impeller. This results can be used for the design of the mixing tank in the waste water treatment system.