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하수슬러지 전처리를 통한 미생물전기분해전지의 메탄 생산 특성
서휘진 ( Hwijin Seo ),( Anna Joicy ),이명은 ( Myoung-eun Lee ),장해남 ( Haenam Jang ),안용태 ( Yongtae Ahn ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-
혐기성 소화(anaerobic digestion; AD)는 유기물과 독성 화합물, 병원균, 슬러지 부피를 효과적으로 줄일 수 있으며, 바이오가스의 형태로 에너지를 회수할 수 있으나 유기산 축적으로 인한 pH 불균형, 안정화 및 소화 시간이 오래 소요되어 기질 종류에 따른 큰 소화 효율 변동 등의 문제들이 보고되고 되었다. 이러한 단점들을 해결하기 위해 생물전기화학 중 하나인 미생물전기분해전지(microbial electrolysis cell; MEC)가 개발되어 외부 전원 공급을 통해 유기물을 산화하고 환원전극 표면에서 빠르게 메탄을 생산할 수 있도록 하고 있다. 빠른 메탄생성을 위해서는 AD와 MEC의 공통적 율속단계인 가수분해를 단축하기 위한 공정이 필요하며, 이를 위해 슬러지 전처리가 연구되고 있다. 그러나 활성 슬러지(waste activated sludge; WAS)의 다양한 전처리를 통한 소화효율 향상 등에 관한 논문들이 많이 발표되었지만 1차 하수슬러지 전처리 관련 연구들은 아직 상태이다. 본 연구에서는 0.6V가 인가된 1.7L MEC를 이용하여 하수슬러지(MEC), 초음파 전처리(MEC US), 알칼리 및 초음파 전처리(MEC ALK-US) 조건에서 실험을 수행하였으며, 바이오가스 발생량과 유기물 제거 등에 대한 분석을 진행하였다. COD 제거 효율에 있어 MEC US가 65.9%로 가장 높은 처리효율을 나타냈으며, MEC ALK-US는 60.2%로 MEC에 비해 1.8% 증가하였다. 메탄 생산량에 있어 서는 MEC US의 경우 4,754mL로 MEC(4,376mL)에 비해 1.8%, MEC ALK-US는 5,660mL로 29.3% 증가하였다. 따라서 유기물 제거에 있어 서는 단일 전처리인 초음파 전처리가 유리하나 메탄 생산량에 관해서 알칼리 초음파 전처리가 타당한 것으로 판단된다.
무용 예술점수 측정을 위한 하이브리드 딥러닝 모델에 대한 연구
임지수(Jisu Lim),서휘진(Hwijin Seo) 한국정보기술학회 2022 Proceedings of KIIT Conference Vol.2022 No.12
예술평가란 감상자의 미적 판단으로 이루는 것으로써 때로는 명확하게 때로는 애매모호하게 정형화되어있지 않은 판단기준에 의해 이루어지는 기술이다. 따라서, 무용예술 평가방법이 비계량적으로 평가될 수 있는 기법 위주로 구성되어 있다는 점에서 주관적 평가에 종속되지 않는 평가방법의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 구체적인 의미를 파악하기 힘든 추상의 영역에 해당하는 무용을 평가할 수 있는 정형화된 지표를 제시하고자 하였다. 이를 위해 무용 동작 및 표정 분석을 기반으로 무용 점수를 산출하는 인공신경망 모델을 설계하였다. Art evaluation is a technique that achieves the aesthetic judgment of the viewer and is sometimes clearly and sometimes vaguely formed based on judgment standards. Therefore, it is necessary to develop an evaluation method that is not dependent on subjective evaluation in that the dance art evaluation method is composed of techniques that can be evaluated non-quantitatively. In this paper, we tried to design a formal indicator that can evaluate dance corresponding to the area of abstraction that is difficult to grasp its specific meaning. To this end, an artificial neural network model was designed to calculate dance scores based on dance movement and facial expression analysis.
미생물전기분해전지를 이용한 도축부산물 처리 가능성 평가
송근욱(Geunuk Song),백윤정(Yunjeong Baek),서휘진(Hwijin Seo),김대욱(Daewook Kim),신승구(Seunggu Shind),안용태(Yongtae Ahn) 유기성자원학회 2021 유기물자원화 Vol.29 No.2
본 연구는 미생물전기분해전지를 이용하여 도축부산물의 처리 가능성을 평가하였다. 도축부산물 희석액을 772, 1,222, 1,431 mg COD/L의 농도로 반응조에 주입하였으며 각 유입농도에서 인가전압 변화 (0. 3, 0. 6, 0. 9 V)에 따른 COD 제거 및 메탄가스 발생 특성을 평가하였다. 메탄가스 발생량은 유입 COD 농도 1,431 mg/L와 인가전압 0.9 V 조건에서 최대치를 얻을 수 있었다. 모든 인가전압 조건에서 주입농도가 증가할수록 COD 제거율이 증가하였으며 평균 COD 제거율은 62.3~81.1% 이었다. 돼지 간은 난분해성 성분이 많아 혐기성소화에 적절하지 않은 기질이나 미생물전기분해전지의 생물전기화학반응을 통해 잠재적 메탄 수율의 80%인 129~229 mL/g COD의 높은 수율을 얻을 수 있었던 것으로 판단된다. 향후 반응조 형상 및 운전조건 최적화 등을 통하여 기질의 소화속도와 소화율을 보다 개선할 수 있을 것으로 판단된다. The aim of this study is to evaluate the possibility of treating slaughterhouse by-products using microbial electrolysis cells (MECs). The diluted pig liver was fed to MEC reactors with the influent COD concentrations of 772, 1,222, and 1,431 mg/L, and the applied voltage were 0.3, 0.6, and 0.9 V. The highest methane production of 5.9 mL was obtained at the influent COD concentration of 1,431 mg/L and applied voltage of 0.9 V. In all tested conditions, COD removal rate was increased as the influent COD concentration increased with average removal rate of 62.3~81.1%. The maximum methane yield of 129~229 mL/g COD was obtained, which is approximately 80% of theoretical maximum value. It might be due to the bioelectrochemical reaction greatly increased the biodegradability of pig liver. Future research is required to improve the methane yield and digestibility through optimizing the reactor design and operating conditions.
혐기성소화 슬러지 비율에 따른 미생물전기분해전지의 식종 특성
송근욱(Geunwuk Song),백윤정(Yunjeong Baek),서휘진(Hwijin Seo),장해남(Hae-Nam Jang),정재우(Jae Woo Chung),이명은(Myoung-Eun Lee),안용태(Yongtae Ahn) 유기성자원학회 2019 유기물자원화 Vol.27 No.4
실험실 규모 회분식 미생물전기분해전지 반응기 (유효부피 20 mL)를 이용하여 수소가스 생산 및 식종기간 특성을 조사하였다. 총 6 cycle 동안 0.9 V를 인가하여 식종슬러지 혼합 비율 (혐기성소화 슬러지:50 mM PBS)에 따른 수소생산 및 식종기간을 분석한 결과 혼합비 1:1 반응기에서 9.8-20.9 mL 수소를 생산하였으며, 수소함량은 66.8-79.6%로 가장 높게 나타났다. 식종기간에 있어서는 혼합비 1:1 반응기 기준으로 약 12일 정도부터는 수소생산 및 전류밀도가 증가하는 것으로 나타났다. 또한 혼합비 1:2, 1:3, 1:4 반응기의 경우 cycle (2-6 cycle)에 따라 수소가스 생산량이 3.7-7.1 mL, 농도 5.8-65.8%로 변화하였으며, 혼합비 1:5, 1:6, 1:7 반응기의 수소가스 생산량은 0.5-0.7 mL, 농도 1.8-7.1%로 나타나 최대 혼합비 1:4까지 식종하는 것이 적합할 것으로 판단된다. In this study, the influence of anaerobic digested sludge and 50 mM PBS (phosphate buffer solution) mixing ratio (1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7) on hydrogen production and inoculation period were examined. MECs were operated in fed-batch mode with an applied voltage of 0.9 V. As a result, in the 1:1 mixing ratio reactor, 9.8-20.9 mL of hydrogen was produced with the highest hydrogen content of 66.8-79.6%. Hydrogen gas production and power density increased from after 12 days of inoculation for the 1:1 mixing ratio reactor. In case of 1:2, 1:3 and 1:4 mixing ratio reactor, the hydrogen gas production was 3.7-7.1 mL and the hydrogen gas content was 5.8-65.8%. The hydrogen gas yield in 1:5, 1:6 and 1:7 ratio reactors, was 0.50-0.69 mL and hydrogen content range was 1.8-7.1%. The mixing ratio was found to be suitable for hydrogen production and inoculation period by mixing ratio up to 1:4.