기체투과막 기술을 이용하여 가축분뇨 폐기물 등으로부터 암모니아성 질소를 효과적으로 회수할 수 있다. 이는 폐기물 내 암모니아 기체가 폐기물에 함침된 기체투과막의 미세공극을 투과하여 막반대편에 도달하게 된다. 투과된 암모니아 기체분자는 막 반대편에 존재하는 용액 내 황산 등 산에 의해 포획 및 회수된다. 막 유입부 내 암모니아성 질소 제거 효과를 높이기 위해서는 우선 유입 폐기물 내 pH를 높게 유지해야 하는데 pH 상승에 필요한 염기성 약품 투입비용이 문제가 될 수 있다. 기존 연구에서는 보다 저렴한 소석회 투입하거나 폭기 혹은 질산화억제를 통해 높은 pH를 효과적으로 유지시키는 방 안이 거론되고 있다. 한편 암모니아성 질소 회수에 쓰이는 기체투과막의 재질은 적절한 내열성이나 내화학성 이외에도 소수 성을 띈다는 특징이 있으며 이를 통해 막기공을 통해 암모니아 기체를 선택적으로 투과시킬 수 있다. 향후 연구에서는 다양 한 성상을 가진 현장 폐기물을 이용하여 실증 Test를 수행하고 이를 기반으로 최적 설계/운전 조건 규명 및 경제성 제고 방안 을 수립하여야 한다.

This paper presents the applicability of natural zeolite (Clinoptilolite) for recovery of ammonium nitrogen from high-strength wastewater stream. Isotherm experiments showed the ammonium exchange Clinoptilolite followed Freundlich isotherm and its maximum exchange capacity was 18.13 mg NH4+-N/g zeolite. The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis indicated that a significant amount of nitrogen was adsorbed to the Clinoptilolite. Optimal flowrate for recovery of high concentration ammonium nitrogen was determined at 16 BV/d (=19.2 L/min) throughout the lab-scale column studies operated under various flowrate conditions. This study also provided a method to determine the recovery rate of final product of nitrogen fertilizer based on the model application to the lab-scale continuous data.

This study evaluated the feasibility of recovering and recycling nitrogen (N) and phosphorus (P) from livestock excreta as struvite (MgNH4PO4·6H2O) in South Korea. Our experimental results showed that struvite precipitation was a very effective way to recover N and P from livestock excreta. Moreover, our study demonstrated that struvite precipitates from livestock excreta (SPL) contain higher concentrations of N, P, and magnesium (Mg) as compared to compost and liquid manure from livestock excreta. In addition, although SPL contain high concentrations of copper (Cu) and zinc (Zn), they meet the fertilizer criteria for concentrations of heavy metals. In South Korea, SPL cannot currently be used as a fertilizer due to legal constraints. Legal permission for SPL use would offer greater choice in livestock excreta management. In conclusion, recovery and recycling of N and P from livestock excreta as struvite can be an effective tool for managing nutrients in livestock excreta.

유기성폐기물 내 존재하는 질소를 회수하여 재이용 또는 재활용 하기 위하여 암모니아탈기 방법을 이용한 질소회수 효율 확보 방안을 연구하였다. 고농도 암모니아 함유 폐수에서(매립장 침출수, 식품폐수, 축산폐수 등) 목적으로 암모니아회수를 위한 탈기 기술 개발사례가 있으며 주로 탈기효율을 높임으로서 동력비용을 절감하는 목적으로 개발되었다. 따라서 암모니아 탈기 운영에서 60%이상을 차지하는 pH조절용 약품비용 절감을 위한 기술이 보급되어야 실질적인 상용화 및 보급이 활발해 질 것으로 판단된다. 암모니아 탈기 시 소요되는 공기는 입자성오염원이 존재할 경우 산소전달의 방해인자로 작용하기 때문에 이를 비교 평가하기 위해 고액분리 전･후를 비교 평가하여 이에 따른 탈기 효율 변화를 관찰하였으며 또한 pH에 따른 적정 NH3 /NH4 비율을 선정하여 pH조정용 약품비용 절감을 통해 경제성을 확보 하였다. 탈기 시 온도가 20℃일 때 소요되는 이론적 공기량은 2,400 L-air/L-water이나 70℃일 때는 이보다 약 10배 감소한 262 L-air/L-water 나타낸다. 이에 온도조건 변화를 통해 탈기 공정에서 대부분의 동력비를 소모하는 공기 주입량 절감을 위한 최적 방안을 도출하였다.

가축분뇨의 퇴/액비를 통한 자원화는 경종농가에서의 화학비료 사용으로 인한 양분집적 문제가 발생하고 있다. 따라서 가축분뇨 및 공동자원화시설과 연계한 질소 회수 기술 개발 및 적용을 통해 지역별 양분관리 기술 제공 및 양분총량제에 대응한 가축분뇨 자원화 기술 제공이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 가축분뇨 내에 존재하는 암모니아를 50% 회수함으로써 경제성을 증가 시키고 공정에서 발생하는 악취 문제를 2차적으로 해결함으로써 부가적인 효율을 증대시킬 수 있다. 또한 회수된 암모니아를 이용하여 암모니아수, 황산암모늄 등 암모니아화합물을 제조하여 제품화함으로써 부가가치를 창출할 수 있어 시설 투자비와 운전비 대비 부가가치 창출을 기대할 수 있다. 이에 실험실 규모에서의 50% 암모니아 회수 최적 조건과 회수된 암모니아를 이용하여 암모니아화합물 생성 최적 조건을 도출하였다.

자생(自生) 상태(狀態)로 채취(採取) 이용되거나 수입(輸入)되어 사용되는 창출(蒼朮), 백출(白朮)의 기원식물인 삽주(Atractylodes japonica)의 효과적인 재배기술을 확립하여 생약(生藥)의 수입(輸入)대체 기술(技術)을 개발하고자 산채용 삽주싹을 무채취(無採取), 1회(回) 채취(採取), 2회(回) 채취(採取)후 질소질 비료를 전양기복(全量基服), 50-30-20%, 40-30-30% 분시(分施) 처리(處理)하여 채험(採驗)한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 초장생육(草長生育)은 어린싹을 채취(採取)함에 따라 철저히 억제되었으나 삽주 생육(生育)에는 1회 채취시(採取時)가 적절할 것으로 보였다. 2. 지상부(地上部) 건물중(乾物重)은 생육후기 질소 분시율이 많을수록 무채취 및 1회 채취에서는 증가하였으나 2회 채취에서는 차이가 없었다. 3. 어린싹 수양(收量)은 1회(回) 채취시(採取時) 평균(平均) 269~288kg/10a 수준이었으며, 2회(回) 채취시(採取時)는 싹의 수양(收量)이 적고 거칠어 이용성이 떨어졌다. 4. 근경(根莖) 수양(收量)은 무채취(無埰取)(전양기비(全量基肥)) 대비 어린싹 2회(回) 채취시(採取時)는 70% 수준으로 감소하였으나, 1회(回) 채취(採取) 및 질소(窒素), 50-30-20%로 분시(分施)한 처리(處理) 수양(收量)은 100% (471kg/10a) 증수되었다. 5. 삽주는 5월말~6월초 지상부(地上部) 생육(生育)이 완료되고 6~7월경 잠아로부터 신초가 재형성되어지므로 5월상 - 하순경에 절단자극에 의해 일찍 신초를 형성시키는 것이 근경수량(根莖收量)의 증대에 효과적인 기술로 사료되었다.