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[표지] 1

요약문 2

목차 8

제1장 개요 14

1.1. 연구배경 14

1.2. 연구목적 및 범위 16

제2장 문헌 연구 17

2.1. 혐기성소화 17

2.1.1. 혐기성 소화의 정의 17

2.1.2. 혐기성 소화의 원리 18

2.1.3. 혐기성 소화에 관여하는 반응 조건 21

2.2. 저탄소 녹색마을 25

2.2.1. 저탄소 녹색마을 추진배경 25

2.2.2. 저탄소 녹색마을의 개념 28

2.2.3. 저탄소 녹색마을 선진사례 31

2.3. 농업부산물 저장 및 가공기술 43

2.3.1. 전국 농촌지역에서 발생하는 농업부산물 현황 43

2.3.2. 국내외 농업부산물 저장 및 가공 기술 46

2.3.3. 사일리지 가공인자 49

제3장 실험재료 및 방법 53

3.1. 실험 재료 53

3.1.1. 시설농업부산물 53

3.1.2. 사일리지 56

3.1.3. 표준음식물쓰레기 59

3.1.4. 가축분뇨 61

3.2. 실험방법 63

3.2.1. 시설농업부산물 발생량 측정 63

3.2.2. 분석방법 63

3.2.3. 사일리지 평가 65

3.2.4. 병합소화의 혼합비율 67

3.2.5. BMP (Biochemical Methane Potential) test 69

제4장 결과 및 토의 76

4.1. 대상시료 특성 76

4.1.1. 시설농업부산물, 음식물쓰레기, 가축분뇨 76

4.1.2. 사일리지 78

4.2. 시설농업부산물 발생량 산정 82

4.3. 사일리지 저장기간에 따른 성분변화 85

4.4. 바이오가스 발생량 88

4.4.1. 시설농업부산물 88

4.4.2. 사일리지 90

4.4.3. 병합소화 93

4.5. 소화액의 액비 사용 가능성 평가 98

제5장 결론 103

참고문헌 105

표목차 12

[표 1] 녹색마을 표준모델 유형 15

[표 2] 혐기성 소화에 사용되는 기질의 종류 21

[표 3] 저탄소 녹색마을의 기본방향 29

[표 4] 일본 바이오매스 타운의 예 36

[표 5] 농업부산물 저장 기술 비교 47

[표 6] 사일로 종류 및 장단점 49

[표 7] 우수한 사일리지를 만들기 위한 핵심 가공인자 50

[표 8] 사일리지 미생물 발효 촉진제의 분류 52

[표 9] 미생물 발효형태에 따른 발효 반응식, 이론적 건물 및 에너지 회수율 52

[표 10] 실험대상 시설농업부산물 종류 및 채취현장 54

[표 11] 농업부산물 부산물 발생량 및 메탄생산량 56

[표 12] 양질 사일리지 제조 기술 57

[표 13] 선행연구자들의 Laboratory-silo 제조 방법 비교 57

[표 14] 사일리지 발효단계별 특성 58

[표 15] 본 연구에서의 사일리지 제조 과정 및 방법 59

[표 16] 표준음식물쓰레기 조성 60

[표 17] 가축분뇨 시료 (원시료 및 분쇄 후 시료) 61

[표 18] 분뇨의 메탄 발생량 62

[표 19] 사일리지 관능평가의 요소 및 해석 66

[표 20] 유기성폐기물 배출 현황 67

[표 21] 배출량 시료의 시료별 혼합비율 68

[표 22] 최적 C/N비 문헌조사 68

[표 23] C/N비 시료의 시료별 혼합비율 69

[표 24] 실험대상 시료별 특성 76

[표 25] 실험대상 시료별 원소함량 77

[표 26] 시설농업부산물별 이론적 메탄 발생량 78

[표 27] 원시료 및 사일리지 적용 후 시료 79

[표 28] 사일리지 적용 후 실험대상 시설농업부산물 시료별 특성 변화 80

[표 29] 사일리지 적용 후 실험대상 시설농업부산물 시료별 원소함량 81

[표 30] 사일리지 적용 후 실험대상 시설농업부산물 시료별 이론적 메탄 발생량 81

[표 31] 단위면적당 시설농업부산물 발생량 82

[표 32] 시설농업부산물 종류별 전국 발생량 추정 (2009년 기준) 84

[표 33] 사일리지 저장기간에 따른 성분 함량 조사 85

[표 34] 실험대상 시설농업부산물 시료별 생분해도 평가 89

[표 35] 실험대상 시설농업부산물 시료별 평균누적메탄발생량 90

[표 36] 사일리지 적용 후 실험대상 시설농업부산물 시료별 생분해도 평가 91

[표 37] 사일리지 후 실험대상 시설농업부산물 시료별 평균누적메탄발생량 92

[표 38] 사일리지 적용 전 후 실험대상 시설농업부산물 시료별 메탄발생량 비교 93

[표 39] 시설농업부산물과 유기성폐자원 (음식물쓰레기, 가축분뇨) 병합소화시 메탄발생 특성 94

[표 40] 시설농업부산물과 유기성폐자원 병합소화시 예상 메탄 발생량 95

[표 41] BMP test 소화액의 pH와 SCOD 98

[표 42] 소화액 비료공정규격 99

[표 43] BMP test 소화액의 염분함량 100

[표 44] BMP test 소화액의 중금속 함량 101

그림목차 10

[그림 1] 저탄소 녹색마을 개념도 14

[그림 2] 혐기성소화에 의한 유기물의 분해 단계 18

[그림 3] 중합체 바이오매스의 혐기성 분해 20

[그림 4] 혐기성소화처리 공정의 구분 22

[그림 5] 온도변화에 따른 가스생성량의 상대속도 23

[그림 6] 바이오매스 바이오에너지 전환과정 26

[그림 7] 저탄소 녹색마을의 개념도 28

[그림 8] 녹색마을 유형별 분류 29

[그림 9] 독일 윤데 (Juehnde)마을 바이오 에너지화 대략도 31

[그림 10] 독일의 바이오에너지 마을 32

[그림 11] 윤데마을 바이오 에너지화 시설 33

[그림 12] Reynolds의 바이오타운 계획 34

[그림 13] 일본의 바이오매스 타운 현황 36

[그림 14] 무레크 바이오디젤 생산과정 39

[그림 15] SEEG 매출 현황 (www.seeg.at) 40

[그림 16] 삼소도 신재생에너지 현황 41

[그림 17] 국내에서의 시설 재배 중인 농산물 종류 및 연 생산량 44

[그림 18] 지역별 시설 재배되는 농산물 종류, 생산량 및 우선순위 45

[그림 19] 독일 윤데 마을에서 운영 중인 벙커사일로 사진 48

[그림 20] 수분함량과 사일리지 산 함유량 관계 51

[그림 21] 표준음식물쓰레기 원시료 (왼쪽) 및 건조 후 시료 (오른쪽) 61

[그림 22] Flame Atomic Absorption Spectrometer (Shimadzu) 64

[그림 23] Spectrophotometer (Humas Co.) 64

[그림 24] pH meter (Toledo Co.) 65

[그림 25] BMP test의 개략도 70

[그림 26] Serum bottle 71

[그림 27] Gas-Chromatograph FID/TCD (Young Lin Instrument Co.) 71

[그림 28] 시설농업부산물의 개별 BMP test 개요 72

[그림 29] 폐기물 특성에 따른 (a) 메탄회수율 (b) 메탄발생량 변화 73

[그림 30] 혼합부산물과 다른 유기성폐기물의 병합 BMP test 개요 74

[그림 31] 실험대상 시설농업부산물 시료별 평균누적메탄발생량 89

[그림 32] 사일리지 적용 후 실험대상 시설농업부산물 시료별 평균누적메탄발생량 91

[그림 33] 시설농업부산물과 유기성폐자원 (음식물쓰레기, 가축분뇨) 병합소화시 평균누적메탄발생량 94

[그림 34] 시설농업부산물과 유기성폐자원 (음식물쓰레기, 가축분뇨) 병합소화시 바이오가스 발생량 96

[그림 35] 시설농업부산물과 유기성폐자원 (음식물쓰레기, 가축분뇨) 병합소화시 메탄 함량 97

[그림 36] BMP test 후 소화액의 납 농도 101

[그림 37] BMP test 후 소화액의 구리 농도 102

[그림 38] BMP test 후 소화액의 크롬 농도 102

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