Three sets of parallel MBRs (reactor No.1, reactor No.2, reactor No.3) maintaining an MLSS of 4,000 mg/L, 6,000 mg/L and 8,000 mg/L, respectively, were operated to investigate the effect of various HRTs and DO concentration of MBRs on the removal efficiency of organic matters and nitrogen. The HRTs were operated on 4 hr, 6 hr, 8 hr. DO concentrations were ranged 1.5~2.0 mg/L and 0.5~1.0 mg/L respectively on each HRT conditions. MBR was divided into an aerated part and non-aerated part by baffle placed under the water. DO concentrations were controlled by altering the position of baffle. In terms of TSS and CODCr, all systems had a similar level of the removal under varied HRTs and MLSS. TSS removal efficiency was more than 99% and CODCr removal was ranged 94~97% under all conditions. Under the same condition on the HRT and MLSS concentrations, DO concentrations did not affect the organic removal efficiency. On the nitrification efficiency, with high DO concentration, as HRT or MLSS increased, the slight increment of nitrification efficiency was observed. However, under the low DO concentration, increase of MLSS and HRT resulted in larger increase of the nitrification efficiency. At the same HRT and MLSS, the nitrification efficiency increased greatly with up to 16% as DO increased. When the HRT increased from 4hr to 8hr, the denitrification efficiency slightly increased under most of conditions. However, the increase of MLSS resulted in about 19~39% denitrification efficiency increment. MLSS concentrations showed great effect on the denitrification. The increase of the DO concentration at the same HRT and MLSS resulted in decrease of denitrification efficiency with up to 27%. In all systems, the denitrification efficiency had more influence on the TN removal efficiency than nitrification efficiency. So, MLSS concentration has greater effect on the TN removal than HRT and DO. The TN removal efficiency increased as MLSS increased with up to 37%. As a result, the highest TN removal efficiency was observed 79.0% at the condition showed the highest denitrification efficiency that DO of 0.5~1.0 mg/L, an HRT of 8 hr, and 8,000 mg/L of MLSS concentration were maintained.
In the industrial wastewater that occupies a large proportion of river pollution, the wastewater generated in textile, leather, and plating industries is hardly decomposable. Though dyeing wastewater has generally been treated using chemical and biological methods, its characteristics cause treatment efficiencies such as chemical oxygen demand (COD) and suspended solids (SS) to be reduced only in the activated sludge method. Currently, advanced oxidation technology for the treatment of dyeing wastewater is being developed worldwide. Electro-coagulation is highly adapted to industrial wastewater treatment because it has a high removal efficiency and a short processing time regardless of the biodegradable nature of the contaminant. In this study, the effects of the current density and the electrolyte condition on the COD removal efficiency in dyeing wastewater treatment by using electro-coagulation were tested with an aluminum anode and a stainless steel cathode. The results are as follows: (1) When the current density was adjusted to $20A/m^2$, $40A/m^2$, and $60A/m^2$ under the condition without electrolyte, the COD removal efficiency at 60 min was 62.3%, 72.3%, and 81.0%, respectively. (2) The removal efficiency with NaCl addition was 7.9% higher on average than that with non-addition at all current densities. (3) The removal efficiency with $Na_2SO_4$ addition was 4.7% higher on average than that with non-addition at all current densities.
In order to apply the photocatalytic decomposition of aromatic VOCs, adsorbent prepared from MSWI fly ash was coated by $TiO_2$ solution to endow with photo-catalytic function. The effects of coating number, existence of light source and the type of $TiO_2$ solution used for coating were examined. Adsorbent coated with amorphous $TiO_2$ solution showed higher adsorptivity than adsorbent coated with crystal $TiO_2$ solution. Without light source, breakthrough curve of photo -catalyst absorbent for VOCs removal was similar to that of absorbent made from MSWI fly ash. On the other hand, breakthrough time was enlarged with light source and total removal efficiency of benzene and toluene was also increased. It can be explained as photo-decomposition effect of $TiO_2$ photo-catalyst. Total removal efficiency of benzene and toluene was increased according to the increase of coating number with light source. It was due to the effect of adsorption and photo reaction of photo-catalytic adsorbent. But total removal efficiency of benzene was lower than that of toluene. Because benzene was removed more effectively than toluene by adsorption, but photo - decomposition effect oi toluene was more high than benzene.
In this study, an experiment was conducted on influent water with low concentrations of organic matter, such as river water or secondary treatment water of a sewage treatment plant, according to HRT changes by using aerobic biofilm. In the biofilm process, as the biofilm increases in thickness, the inner membrane can be low in oxygen transfer rate and become anaerobic conditions, while the detachment of biomass from biofilm occurs. To overcome these limitations in the detachment of microorganisms in biofilm, the yarn, which was made from poly propylene(PP), was weaved and manufactured into a tube. Then, a test was carried out by injecting air so that the interior of the biofilm could create aerobic conditions. The results of the experiment showed that the removal efficiency of $TCOD_{cr}$ reached 66.1~81.2% by HRT 2hr, and 50.9 ~61.8% after HRT 1 hr. The removal efficiency of $SCOD_{cr}$ was 45.9 to 55.1% by HRT 1hr, and 26.1% in HRT 0.5hr, showing the highest removal efficiency in HRT 1hr. The SS removal efficiency was at 81.8 to 94.6%, and the effluent SS concentration was very low, indicating less than 2.2 mg/L in all HRT's. As a result, the $SCOD_{cr}$ and $NH_4{^+}$-N that were removed per specific surface area and attached to microbial biofilm showed the highest efficiency in HRT 1hr with 8.37 $gSCOD_{cr}/m^2{\cdot}d$, 2.93 $gNH_4{^+}-N/m^2{\cdot}d$. From the result of reviewing the characteristics of biofilm growth, microorganisms were found to be attached, and increased by 36 days. Later, they decreased in number through detachment, but showed a tendency to increase again 41 days later due to microbial reproduction.
The removal efficiency of Cu and Fe contaminants on the silicon wafer surface was examined to investigate the effect of cleaning solutions on the behavior of metallic impurities. Silicon wafers were intentionally contaminated with Cu and Fe solutions by spin coating and cleaned in different types of cleaning solutions based on $NH_4OH/H_2O_2/H_2O\;(SC1),\;H_2O_2/HCl/H_2O$ (SC2), and/or HCl/$H_2O$ (m-SC2) mixtures. The concentration of metallic contaminants on the silicon wafer surface before and after cleaning was analyzed by vapor phase decomposition/inductively coupled plasma-mass spectrometry (VPD/ICP-MS). Cu ions were effectively removed both in alkali (SC1) and in acid (SC2) based solutions. When $H_2O_2$ was not added to SC2 solution like m-SC2, the removal efficiency of Cu impurities was decreased drastically. The efficiency of Cu ions in SC1 was not changed by increasing cleaning temperature. Fe ions were soluble only in acid solution like SC2 or m-SC2 solution. The removal efficiencies of Fe ions in acid solutions were enhanced by increasing cleaning temperature. It is found that the behavior of metallic contaminants as Cu and Fe from silicon surfaces in cleaning solutions could be explained in terms of Pourbaix diagram.
The removal efficiency of cadmium by chitosan complex isolated from Aspersillus oryzae was investigated through laboratory experiments. The results of the study are as follows. The adsorption kinetics of cadmium was reached the adsorption equilibrium in approximately 20 minutes and the removal efficiency was showed 95.8%. The effect of temperature on cadmium adsorption by chitosan complex shows that as the temperature increased, the amount of cadmium adsorption per unit weight of chitosan complex increased. The correlation between amount of cadmium adsorption per unit weight of chitosan complex and temperature was obtained through the coefficient of determination($R^2$). $R^2$ values was 0.854(p<0.05). A linearized Freundlich equation was used to fit the acquired experimental data. As a result, Freundlich constant, the adsorption intensity(1/n) was 0.550, and the measure of adsorption(k) was 2.181. So, it was concluded that adsorption of cadmium by chitosan complex is effective.
가압순산소 연소는 발전 공정의 온실가스 포집 기술의 하나로서, $CO_2$의 압축 전 단계에 FGC (Flue gas condensor)를 통해 배가스 내 수분의 잠열을 회수하여 효율을 높일 수 있다. 또한 FGC는 가스의 용해도를 이용하여 $SO_x$ 및 $NO_x$를 동시에 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. 이 연구에서는 FGC의 방식 중 하나로서 직접 접촉식 응축기를 고안하여 $SO_x$ 및 $NO_x$의 저감율을 평가하였다. 특히 가스가 물에 직접 통과할 때 용해를 통한 저감효율을 측정하기 위해 단독가스와 혼합가스로 분리하여 상압에서 10 bar까지의 압력조건을 변수로 실험을 진행하였다. 단독 가스 실험결과 $NO_x$는 상압에서 저감율이 약 20%, 10 bar 압력조건에서 약 76%로 크게 증가하였다. 또한 $SO_2$는 높은 용해도로 전량이 용해하여 초기 저감율에 큰 차이가 나타나지 않았으나, 압력이 증가할수록 최고 저감율이 유지되는 시간이 증가하였다. 동시저감 실험 결과 상압에서 $NO_x$의 저감율은 13%이나, 압력이 상승할수록 헨리법칙에 의한 용해도 증가에 따라 20 bar에서 56%로 증가하였다. $SO_2$는 초기에 다량 용해된 후 다시 배출 농도가 증가하는 폭이 상압에서는 1,219 ppm, 20 bar에서는 165 ppm으로 감소하였다. 결론적으로 $NO_x$ 및 $SO_x$ 모두 압력이 높아질수록 저감율이 증가하였으나, 단독가스 실험과 비교하면 저감율이 감소함을 확인하였다. 이는 혼합가스 투입으로 인해 반응기 내부에 채운 물의 산성화가 빠르게 이루어졌기 때문이다.
This study was initiated to evaluate the efficiencies of DEPHANOX and Modified-DEPHANOX, which were devoloped to enhance nitrogen removal efficiency in municipal wastewater treatment. In the results, removal efficiency of organic matters was not affected much by increased loading rate of organic matters which is contained in influent. The nitrogen removal efficiencies according to the loading rate of influent TN was decreased drastically in conditions of over $0.2kg/m^3{\cdot}day$, which is T-N loading rate, and the DEPHANOX process was affected more sensitively than the M-DEPHANOX was. When the temperature was altered from $25^{\circ}C$ to $16^{\circ}C$ at HRT 6hrs, the removal efficiency of ammonia nitrogen was still over 90% and it was concluded that both DEPHANOX and M-DEPHANOX were strong enough to endure temperature variation. Moreover, both processes showed over 90% in ammonia removal efficiencies in over HRT 5hrs, so it was concluded that they were strong in HRT variation. M-DEPHANOX process showed a higher value than DEPHANOX did in T-N removal efficiency to the extent of 4~21 %, which resulted from differency of denitrification rates and the biosorption efficiency of organic matter in both processes. In the condition of HRT less than 4hrs, concentrations of ammonia nitrogen contained in effluents and nitrification reactors, might be sensitively affected by biosorption efficiency of organic matters in first separation tank. In the effect of effluent nitrate concentration in phosphorus removal, the more effluent nitrate concentration was decreased, the more phosphorus removal efficiency was increased. This result is related to the decrease of concentration of effluent nitrate which resulted from nitrification inhibition by decreased HRT.
$NO_x$ and $SO_2$ are mainly generated in the combustion of fossil fuels, and they cause secondary aerosol formation and acid rain in the atmosphere. Many studies have been conducted on the wet scrubbing process which can simultaneously reduce $NO_x$ and $SO_2$ at relatively low temperature. In this study, we conducted an experimental study on wet scrubbing by using NaOH solution. Especially, this study focuses on $NO_x$ and $SO_2$ removal characteristics by varying $NO_2/NO_x$ ratio and $SO_2$ concentration.
In this study we verified if the electro-coagulation process can treat properly the nitrate and fluoride that are not removed well in the conventional small water treatment plants which usually employ chlorination and filtration only. As we gave a change of electrode material and gap-distance between electrodes, removal efficiency of the nitrate and fluoride was determined by electro-coagulation process which were equipped with aluminum and stainless steel (SUS304) electrodes. In addition, electrode durability was investigated by determination of electrodes mass change during the repetitive experiments. Removal efficiency was great when aluminum was used as an anode material. Nitrate removals increased as electric density and number of electrodes increased, but fluoride removal was less sensitive to both parameters than nitrate. After 10 minutes of contact time with the current density from $1{\times}10^{-3}$ to $3{\times}10^{-3}A/cm^{2}$, nitrate and fluoride concentration ranged from 9.2 to 1.2mg/L and from 0.02 to 0.01mg/L, which satisfied the regulation limits. Regardless of the repeating number of experiments, removal efficiency of both ions were almost similar and the change of electrode mass ranged within ${\pm}$0.5%, indicating that the loss of the electrode mass is not so much great under the limited circumstances.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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