• Title/Summary/Keyword: 메탄산화

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Biosorption of Cadmium by a Methanotrophs Exopolysaccharide (메탄산화세균의 EPS를 이용한 Cd의 생물흡착)

  • Lee, Hee-Ja;Kim, Kwang-Soo;Cho, Yang-Seok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1415-1419
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    • 2006
  • 메탄을 탄소원 및 에너지원으로 이용하는 메탄산화균은 물질대사과정 중에 다량의 세포외 고분자물질인 Extracellular polymeric substances(EPS)를 생성하는데, EPS는 카르복실기와 같은 표면흡착 기능을 가지고 있어 생체흡착제로 사용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 메탄산화세균을 이용하여 중금속인 Cd의 흡착성능을 파악하여 활성슬러지의 흡착능과 비교하고, EPS 농도별, pH별 흡착량의 변화를 실험한 후 Freundlich 흡착모델식에 적용하여 흡착공정의 기본적인 설계인자를 도출하고자 하였다. 실험에 사용한 메탄산화세균은 매립지 복토층 상부 토양에서 분리하여 실험실에서 대량으로 배양하였으며, EPS 생성을 위해 메탄을 Head space의 20%를 주입하고 $30^{\circ}C$, 150rpm에서 질소원이 부족한 조건으로 48hr 동안 배양하였다. Cd의 흡착실험은 용액의 pH를 3에서 8까지 변화를 주면서 활성슬러지와 메탄산화세균의 시간별 흡착능을 측정하였다. 또한 중금속의 농도별 흡착능을 측정하여 흡착평형 상수를 파악하였으며, 중금속 흡착 전, 후 미생물의 SEM 촬영, FT-IR 분석, 전자현미분석(EPMA)을 통하여 무기성분 분석 및 표면관찰을 수행하였다. 실험결과 메탄산화세균에 의해 생성된 EPS 물질은 중금속에 대한 강한 결합능력이 있으며, Cd에 대한 최고 흡착능은 26mg Cd(Ⅱ)/g VSS의 값을 보였다. 이러한 미생물의 EPS의 흡착능은 pH와 칼슘이온의 영향을 많이 받았으며, 메탄산화세균의 FT-IR 분석결과 EPS에는 sulfate ester, pyruvate 등과 같은 작용기와 amino sugar, carboxyl 작용기들이 많이 존재하여 활성슬러지에 비해 중금속의 흡착능이 높은 것으로 사료되었다.X>${\mu}_{max,A}$는 최대암모니아 섭취률을 이용하여 구한 결과 $0.65d^{-1}$로 나타났다.EX>$60%{\sim}87%$가 수심 10m 이내에 분포하였고, 녹조강과 남조강이 우점하는 하절기에는 5m 이내에 주로 분포하였다. 취수탑 지점의 수심이 연중 $25{\sim}35m$를 유지하는 H호의 경우 간헐식 폭기장치를 가동하는 기간은 물론 그 외 기간에도 취수구의 심도를 표층 10m 이하로 유지 할 경우 전체 조류 유입량을 60% 이상 저감할 수 있을 것으로 조사되었다.심볼 및 색채 디자인 등의 작업이 수반되어야 하며, 이들을 고려한 인터넷용 GIS기본도를 신규 제작한다. 상습침수지구와 관련된 각종 GIS데이타와 각 기관이 보유하고 있는 공공정보 가운데 공간정보와 연계되어야 하는 자료를 인터넷 GIS를 이용하여 효율적으로 관리하기 위해서는 단계별 구축전략이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 GIS를 이용하여 상습침수구역관련 정보를 검색, 처리 및 분석할 수 있는 상습침수 구역 종합정보화 시스템을 구축토록 하였다.N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략을 활용하는 경우 주식투자기간은 24개월이하의 중단기가 적합함을 발견하였다. 이상의 행태적 측면과 투자성과측면의 실증결과를 통하여 한국주식시장에 있어서 시장수익률을 평균적으로 초과할 수 있는 거래전

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Effects of Base Metal on the Partial Oxidation of Methane Reaction (메탄의 부분산화반응에 미치는 Base metal의 영향)

  • 오영삼;장보혁;백영순;이재의;목영일
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.8 no.2
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    • pp.256-264
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    • 1999
  • The performance of the Pt-B/cordierite catalysts (2 wt%) Pt, 70 wt% Alumina, 28 wt%) Ceria and Zirconia, B: base metal) loaded with 6∼12 wt% Mn, Cu, V, Co, Cr and Ba, respectively was studied for partial oxidation of methane reaction and compared with that of Ni loaded catalyst. As a results, it was found that Ba, Co, Cr as well as Ni loaded catalysts showed higher activity for methane partial oxidation of methane than the Mn, Cu and V loaded catalyst. But it was known that catalysts having good activity for methane showed the good activity for coke formation, too. A XRD analysis of the catalyst before and after the reaction using 5 wt% Ni/Al$_2$O$_3$) showed that there were three Ni phases. In these results, it was found that methane oxidation reaction occulted at the front of the catalyst bed consisted of NiAl$_2$O$_4$and NiO and reforming reaction occurred at the rear part of the catalyst bed consisted of reduced Ni.

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Biotechnology for the Mitigation of Methane Emission from Landfills (매립지의 메탄 배출 저감을 위한 생물공학기술)

  • Cho, Kyung-Suk;Ryu, Hee-Wook
    • Microbiology and Biotechnology Letters
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    • v.37 no.4
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    • pp.293-305
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    • 2009
  • Methane, as a greenhouse gas, is some 21~25 times more detrimental to the environmental than carbon dioxide. Landfills generally constitute the most important anthropogenic source, and methane emission from landfill was estimated as 35~73 Tg per year. Biological approaches using biocover (open system) and biofilter (closed system) can be a promising solution for older and/or smaller landfills where the methane production is too low for energy recovery or flaring and installation of a gas extraction system is inefficient. Methanotrophic bacteria, utilizing methane as a sole carbon and energy source, are responsible for the aerobic degradation (oxidation) of methane in the biological systems. Many bench-scale studies have demonstrated a high oxidation capacity in diverse filter bed materials such as soil, compost, earthworm cast and etc. Compost had been most often employed in the biological systems, and the methane oxidation rates in compost biocovers/boifilters ranged from 50 to $700\;g-CH_4\;m^{-2}\;d^{-1}$. Some preliminary field trials have showed the suitability of biocovers/biofilters for practical application and their satisfactory performance in mitigation methane emissions. Since the reduction of landfill methane emissions has been linked to carbon credits and trading schemes, the verified quantification of mitigated emissions through biocovers/biofilters is very important. Therefore, the assessment of in situ biocovers/biofilters performance should be standardized, and the reliable quantification methods of methane reduction is necessary.

Comparison of Methanotrophic Activity at Top and Bottom Layers in Up-flow Biofilters (상향식 바이오필터에서 상.하층의 메탄 산화 특성 비교)

  • Yun, Jeonghee;Kim, Jung Mi;Kim, Ji Eun;Lee, Daseul;Cho, Kyung-Suk
    • Microbiology and Biotechnology Letters
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    • v.41 no.2
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    • pp.221-227
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    • 2013
  • The methane oxidation characteristics at the top and bottom layers in up-flow biofilters were investigated. Two biofilters were packed with perlite and tobermolite (biofilter A: respectively top and bottom; biofilter B: respectively bottom and top) and then compared. The methane oxidation rate was analyzed with the packed bed of the biofilter layers. The bacterial population in the biofilter was characterized using quantitative real-time PCR. For the methane oxidation rate of the biofilter A column, the perlite top part ($845.16{\pm}64.78{\mu}mol{\cdot}VS^{-1}{\cdot}h^{-1}$) gave a relatively higher value than the tobermolite bottom part ($381.85{\pm}42.00{\mu}mol{\cdot}VS^{-1}{\cdot}h^{-1}$). For the methane oxidation rate of the biofilter B column, the tobermolite top part ($601.25{\pm}37.78{\mu}mol{\cdot}VS^{-1}{\cdot}h^{-1}$) provided a relatively higher value than the perlite bottom part ($411.07{\pm}53.02{\mu}mol{\cdot}VS^{-1}{\cdot}h^{-1}$). The pmoA gene copy numbers, responsible for methanotrophs, in the top layer of biofilter A (1.27E+13 pmoA gene copy number/mg-VSS) was higher than in the bottom layer (3.33E+13 pmoA gene copy number/mg-VSS). However, the population of methanotrophs in biofilter B was not significantly different between the top and bottom layers. These results suggest that although the methane oxidation rates of perlite and tobermolite in the top parts of biofilter A and B were high, methanotroph populations were higher in the bottom parts of both biofilters, with a rapid decline in methane concentrations within the biofilters.

Studies of Methane Oxidation Catalyst on H2-CNG Mixed Fuel Vehicles (수소-CNG 혼소연료 차량에서의 메탄 저감을 위한 산화촉매에 관한 연구)

  • Lee, Ung-Jae;Shim, Kyung-Sil;Yang, Jaechun;Kim, Tae-Min
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.17 no.5
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    • pp.22-27
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    • 2013
  • HCNG engine is performed as a future engine because of high combustion efficiency and eco-friendly property, and is predicted to a brdge of hydrogen vehicles. As EURO-6 regulagion is due to be applied in 2014, consolidated regulations of methane gas that is exhausted from CNG and HCNG vehicles will come into effect. In this studies, methane oxidation catalyst is introduced to remove methane gas from HCNG emissions. Methane oxidation efficiency on catalyst was studied when it is driven long time. And characterization like metal dispersion, surface area was performed to investigate the correlation of catalyst efficiency and characteristics.

Direct Methanol Synthesis by Partial Oxidation of Methane (메탄의 부분산화에 의한 메탄올 직접 합성)

  • Kim, Young-Kook;Lee, Kwang-Hyeok;Hahm, Hyun-Sik
    • Journal of the Korean Applied Science and Technology
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    • v.30 no.4
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    • pp.649-655
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    • 2013
  • Methanol was directly produced by the partial oxidation of methane with perovskite and mixed oxide catalysts. Perovskite ($ABO_3$) catalysts were prepared by the malic acid method with changing A and B site components. Three-component mixed oxide catalysts that have Mo and Bi as a main component were prepared by the co-precipitation method. Among the perovskite catalysts, $SrCrO_3$ showed the highest methanol selectivity of 11% at $400^{\circ}C$. For the three-component mixed oxide catalysts, there were no remarkable changes in methane conversion. Among the mixed oxide catalysts, Mo-Bi-Cr mixed oxide catalyst showed the highest methanol selectivity of 15.3% at $400^{\circ}C$. The catalytic activity and methanol selectivity of the three-component mixed oxide catalysts were directly proportional to the surface area of the catalysts.

Development of catalysts for natural gas fueled vehicle (천연가스 자동차용 촉매의 개발)

  • 최병철
    • Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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    • v.17 no.2
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    • pp.1-6
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    • 1995
  • 천연가스 자동차의 배출가스 정화특성은 가솔린보다 우수하며 대기오염물질이 전반적으로 매우 낮아 천연가스 자동차의 저공해성을 확인할 수 있다. 이를 위한 촉매개발 기술에서는 Pb촉매가 메탄의 산화에 유리하며, 촉매구조는 Single-bed 보다 Dual-bed type이 메탄의 정화율에 유리하다는 것을 알았다. 각종 배기성분의 공존영향에서는 공존하는 NOx, H$_{2}$O가 메탄의 산화반응을 억제하는 요인으로 작용함을 알았다. 그리고, 천연가스 전용촉매는 초기 내구성이 급격히 저하하는 특성이 있는데, 이는 Lanthanoid 조촉매를 사용하므로써 개선의 가능성을 보이고 있다.

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Partial Oxidation Of Methane over Transiton metal-substituted Hydrotalcite Catalysts (전이금속으로 치환된 하이드로탈사이트 촉매에 의한 메탄의 부분산화)

  • Lee, Seung-Hwan;Kwak, Jung-Hun;Nam, Suk-Woo;Lim, Tae-Hoon;Lim, Seong-Ahn;Yoon, Ki-June
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.11a
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    • pp.85-88
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    • 2007
  • 고정층반응기에서 여러 가지 전이금속으로 치환된 하이드로탈사이트($[M_xMg_{6-x}Al_2(OH)_{16}(CO_3)^{2-}]{\cdot}H_2O;$ M: 전이금속(Ni, Mn, Co, Cu, Zn) x: 전이금속 치환비($x=0.5{\sim}6$))를 합성하고 이를 소성한 후 메탄의 부분산화 반응에 사용하였다. 반응 시 도입되는 $CH_4/O_2$비는 2로 하고 $VHSV=120,000cm^3/g$ h, 온도를 $500^{\circ}C$ 부터 $50^{\circ}C$ 간격으로 하여 $800^{\circ}C$까지 수행하였다. 실험결과 다른 전이금속들 중에서 니켈로 치환된 촉매가 대체적으로 부분산화반응을 촉진시키는데 좋은 것으로 나타났으며, 실험 결과 니켈의 hydrotalcite 중의 치환비(x)에 따른 차이는 별로 없었다.

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전자빔 처리된 $Ni/g-Al_2O_3$ 촉매에서 메탄의 합성가스 전환반응

  • Sin, Jung-Hyeok;Choe, Bu-Seong;Jeon, Jin
    • Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.526-529
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    • 2007
  • 본 연구에서는 일정선량(600kGy)에서 전자빔 에너지(0.7, 1, 2 MeV)를 달리하여 조사한 $Ni/g-Al_2O_3$ 촉매를 이용하여 세 가지 다른 종류의 합성가스 전환반응(메탄의 이산화탄소 개질반응, 메탄의 수증기 개질반응, 메탄의 부분산화반응)을 수행하였다. 전자빔 조사는 He 분위기, 실온에서 수행하였으며, 조사된 촉매의 표면상태 변화를 살펴보기 위하여 XRD, XPS 분석을 수행하였다. 고에너지 전자빔 처리된 $Ni/g-Al_2O_3$ 촉매의 표면 특성분석 결과 촉매 표면의 Ni종은 metallic Ni, NiO, $NiAl_2O_4$의 3가지 상태로 존재함을 알 수 있었으며, 전자빔 에너지 증가에 따라 촉매 표면의 전체적인 Ni 함량과 촉매 표면의 Ni 분산도를 나타내는 Ni/Al ratio가 증가하였다. 또한, 전자빔 에너지 증가에 따라 Ni에 결합된 산소가 더 크게 감소되어 표면에서 산소 vacancy가 증가하는 결과를 가져왔으며, 이는 결국 세 가지 Ni의 상태 중 metallic Ni과 $NiAl_2O_4$를 증가시켰다. 이러한 결과들은 메탄의 이산화탄소 개질 반응과 메탄의 수증기 개질반응에서 반응물($CH_4$, $CO_2$)의 전환율과 생성물(CO, $H_2$)의 수득율을 증가시켰으며 메탄의 부분산화반응은 반응의 특성상 메탄의 전환율은 증가하나 생성물인 CO, $H_2$는 오히려 감소하는 결과를 가져옴을 알 수 있었다.

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Analysis of Flow Character and Gas Measurement from Final Cover Soil of sanitary Landfill (쓰레기 매립지 최종 복토층에서 가스 측정방법과 유출특성 해석)

  • 이해승
    • Journal of Korea Soil Environment Society
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    • v.3 no.3
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    • pp.75-86
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    • 1998
  • This paper is going to show the way we can sample the landfill gases flowing out to the air through final cover soil by using an closed chamber in the field for a short time. In addition, we came to the following results through the application of model with actual measurements. 1) Analyzing changes of concentration in the chamber(H: 10-30cm) every 5 minutes, considering analysis time of gas chromatograph for an half hour. 2) The proportion of $CE_4$to $CO_2$changes rapidly near the surface of final cover soil by the influence of methane oxidation reaction. 3) When flux of landfill gas is F=$10^{-5}$mol/$\textrm{m}^2$.s), methane oxidation reaction has an influence on composition of gases, however there is little influence when F=$10^{-6}$ mol/($\textrm{m}^2$.s).

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