• Journal of environmental and Sanitary engineering
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• v.13 no.1
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• pp.32-43
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• 1998

혐기성대상과정중 메탄생성균(methanogenic bacteria)에 의한 메탄생성시 주요 기질인 아세트산 (acetic acid)을 분해할 경우에 여러 가지 복합기질 중 아미노산 첨가에 의한 분해속도증가에 미치는 영향과 투입한 아미노산이 미생물에 의하여 생체량으로 합성되는 정도를 고찰하였다. 실험결과 메탄생성균은 glycine, serine, threonine, aspartic acid, trytophan 등의 혐기성미생물의 생체량합성에 필요한 물질을 투입할 경우에 아세트산의 분해속도가 증가하였으며, 여러 가지 아미노산을 혼합하여 주입한 결과 분해속도가 17% 향상되었다. 한편, 메탄생성균의 lysing에 의하여 생성된 유기물은 메탄이나 이산화탄소의 최종산물로 전환되기보다는 새로운 메탄생성균의 생체량을 형성하는데 직접 이용되었으며, 아세트산의 분해속도를 52% 증가시켰다. 단순기질(sole substrate)과 복합기질(complex substrate)의 분해는 미생물의 생체량합성에 필요한 여러 가지 중간대사산물간의 상호자극효과에 의하여 복합기질이 용이한 것으로 나타났으며, 유입기질내 활성이 강한 슬러지의 농도는 혐기성처리에 매우 중요한 부분을 차지하였다.

• KSBB Journal
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• v.11 no.6
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• pp.642-648
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• 1996

The effects of EDTA(Ethylene diamine tetraacetic acid), Cu, temperature, and gas(methane and oxygen) composition on methanol production from methane with Methylosinus trichosporium were investigated. In this experiment EDTA was found to be a potential methanol dehydrogenase inhibitor since it causes methanol accumulation and 6mM was found to be optimum concentration of EDTA for methanol production. When Cu was added in culture media, the produced methanol concentration level was increased. Hence it is believed that Cu enhanced the particulate methane monooxygenase formation and consequently the addition of Cu could increase the methanol production from methane. In this experiment the optimum concentration of Cu was found to be 1mM for methanol production. When temperature was shifted down from $30^{\circ}C to 25^{\circ}C$, the methanol production level was enhanced by 50%. When the ratio of methane to oxygen in gas phase was increased to 2.3 from 1, produced methanol concentration was also enhanced by 100%.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.10 no.1
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• pp.96-101
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• 2002

This research was conducted to find the optimal condition in codigestion of food waste and sewage sludge with various mixing ratios. The analysis of degradation characteristics were based on the variations of methane production as well as methane production rate (MPR). BMP values were getting higher as the addition of foodwaste increased. But the lag-phase were prolonged when the foodwaste was over 40%, Nonlinear regression was conducted with the cumulative methane production data. Not only thermophilic but mesophilic condition, 40% of foodwaste addition showed maximum MPR. Higher mixing ratio which is over 50% were unprofitable in gaining higher MPR values. The most important factor in thermophilic co-digestion was substrate concentration. But in mesophilic co-digestion, both substrate concentration the mixing ratio had major effects on MPR. The most probable reasons of the synergetic effects in co-digestion of foodwaste and sewage sludge were the balanced nutrient expressed as C/N ratio and increased kinetic constants of hydrolysis by the mixed co-substrates.

• Membrane Journal
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• v.28 no.4
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• pp.243-251
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• 2018

Methane is one of the important greenhouse gases and methane is the major component of the biogas. A multiple stage membrane process was developed and analysed with the numerical analysis so that the mole fraction of methane in the final product could be kept higher than 0.95 and simultaneously the recovery of methane was also maintained higher than 99% from the biogas using 3 polysulfone hollow fiber membrane modules which were properly connected. As the feed pressure of the biogas, the mole fraction of methane in the biogas and the membrane area in the membrane module are increased, the methane mole fraction of the final product are found to be increased. However, a proper membrane area in the module should be carefully selected in order to achieve the satisfactory goal of 0.95 mole fraction of methane and 99% recovery of methane from the biogas. Even if the multiple membrane process is utilized with the properly selected membrane modules, the limited operating ranges have to be applied in the following parameters : the feed pressure, the flow rate, the mole fraction of methane in the biogas to get both the target methane concentration and the recovery rate of methane.

• Journal of Energy Engineering
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• v.15 no.1 s.45
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• pp.52-59
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• 2006

This paper examined the conversion of methane to hydrogen and other higher hydrocarbons using dielectric barrier discharge with AC pulse power. Two metal electrodes of a coaxial-type plasma reactor were separated by gas gap and an alumina tube. The inner electrode was located inside the alumina tube. The alumina tube was located inside the stainless steel tube, which was used as the outer electrode. Effect of feed gas composition (methane, oxygen, argon, water and helium), flow rate, applied frequency, input volt-age on methane conversion and product distribution were studied. The major products of plasma chemical reactions were ethylene, ethane, propane, buthane, hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide. The increment of applied voltage and the usage of inert gas as the background (helium and argon) enhanced the selectivity of hydrocarbons and methane conversion. The addition of water in the feed stream enhanced the conversion of methane and yield of hydrogen. Higher voltage leads to higher yield of $C_2H_6,\;C_3H_8,\;C_4H_{10}$ and yield or $C_2H_2\;and\;C_2H_4$ appeared highly in lower voltage.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.04a
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• pp.153-157
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• 2004

다양한 혐기성 조건에서 다환방향족탄화수소(PAHs)로 오염된 토양의 미생물 분해 연구를 수행하였다. 대표적인 다환방향족탄화수소인 phenanthrene과 fluorene을 토양과 물에 오염시켜서 약 100일 동안 저감정도를 관찰하였고, 실제 다환방향족탄화수소로 오염된 현장 토양을 이용 혐기성하에서 다환방향족탄화수소의 생분해 가능성을 확인하였다. 미생물 접종원은 혐기성 조건에서 다환방향족탄화수소에 노출시킨 슬러리가 사용되었다. 황산염 환원조건, 질산염 환원조건, 메탄생성조건 등의 다양한 혐기성 조건에서 실험을 수행한 결과, 메탄생성조건 > 질산염 환원조건 > 황산염 환원조건의 순서로 분해가 잘 일어났다. 또한 현장오염토양의 경우 34일간 처리 후 메탄생성조건에서 최대 72%의 분해율을 보였다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.26 no.3
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• pp.47-54
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• 2018

This study examined the improvement of anaerobic digestion rate and sludge reduction as a result of the addition of anaerobic digestion with thickened sludge and solution of VFAs obtained from food waste. The methane production rate of the digestion system was 2.21 times higher when anaerobic digestion reactor injected into anaerobes with VFAs from food wastes of 5 percent. Also, The reduction of the amount of concentrated sludge injected will proceed rapidly because of the TCOD concentration in the digestion reactor was more than twice higher. Indirectly it was shown that the increased production system contributed significantly to the methane production efficiency.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.16 no.3
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• pp.75-82
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• 2008

Two UASB reactors were operated to investigate the effect of high concentration of sulfate on anaerobic digestion of propionate using an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. An organic loading rate of $1.2kg\;COD/m^3{\cdot}d$ and a hydraulic retention time of 1.6 d were maintained during this study. In the absence of sulfate, the UASB reactor achieved about 95% removal of chemical oxygen demand whereas in the presence of $2,000\;SO_4^{2-}mg/L$, the COD removal rate decreased to 83% due probably to the inhibition of dissolved sulfide inhibition. Interactions between the methane producing bacteria (MPB) and sulfate reducing bacteria (SRB) were measured to investigate the competition between MPB and SRB. The MPB consumed average 58% of the available electron donors at $COD/SO_4^{2-}$ ratio of 1. Propionate was consumed mainly by SRB, converting sulfate into sulfide and suppressing the methane production. The specific methanogenic activity (SMA) using acetate and propionate increased as microorganism acclimated to the substrate.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.218.1-218.1
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• 2010

천연가스를 대체하며 21세기 신 에너지원으로 기대되고 있는 메탄 하이드레이트가 주목을 받게된 것은 1930년대 시베리아의 화학 플랜트에서 고압의 천연가스 수송용 파이프라인이 막히는 사고가 빈번하게 발생하여 그 원인을 조사한 결과, 파이프 내에서 가스와 물이 결합하여 하이드레이트를 형성하고, 그것이 파이프의 내벽에 부착되어 파이프를 막고 있다는 것으로 밝혀지면서 천연가스 하이드레이트가 주목을 받게 되었다. 또한 메탄 하이드레이트의 경우 46개의 물분자에 8개의 메탄가스 분자가 포획된 구조로, 그 분자식은 $CH_4{\cdot}5.75H_2O$이다. 따라서 메탄가스와 물의 이론적 용량비가 216:1로써, 표준상태에서 $1m^3$의 메탄 하이드레이트는 $172m^3$의 메탄가스와 $0.8m^3$의 물로 분해된다. 만약 이와 같은 특징을 역으로 이용할 경우 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 물에 포집시켜 인공적으로 하이드레이트를 제조할 수 있기 때문에 천연가스 수송 및 저장의 수단으로써 그 중요성이 커지고 있으며, 액화수송보다 18-24%의 비용절감이 이루어진다고 보고하였다. 그러나 인공적으로 메탄 하이드레이트를 제조할 경우 가스 포집율의 예측이 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 동일한 조건에서 메탄 하이드레이트 형성의 반복성 실험을 10회 수행한 결과 과냉도가 클수록 최대최소차이가 줄었고 또한 교반을 시킬 경우도 최대최소차이가 줄어 들었다.

• Journal of Environmental Health Sciences
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• v.24 no.1
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• pp.70-79
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• 1998

본 실험의 목적은 다양한 펄프제조 조건과 여러 형태의 리그노 셀루로우스 성분이 펄프폐수의 혐기성 생분해에 미치는 영향을 규명하는 것이다. 실험에 사용된 폐수는 일반적으로 펄프 제조시에 발생되는 폐수를 대상으로 하였으며, 펄프제조 조건은 TMP공정과 소다 펄프공정을 적용하였다. 혐기성 생분해 가능성 시험 및 독성실험은 $35\pm 2\circ$C의 중온상태에서 입상슬러지를 식종물질로 사용한 회분식 반응조를 이용하였다. TMP공정의 배출되는 폐수는 산으로의 전환율이 총 COD기준으로 68-87%로 매우 높은 혐기성 생분해 가능성을 보였다. 그리고 TMP공정폐수는 일반적으로 제지폐수 처리시 독성농도라고 알려진 농도에서도 메탄생성균에 독성을 주지 않았고, 또한 COD 10g/l의 농도에서도 처리에 저해가 일어나지 않았다. 반면에, 알카리성 상태에서 준비된 펄프폐수의 경우는 생분해성이 매우 낮아서 대략 50%정도의 산전환율을 보였으며, 메탄생성균에 상당한 저해를 주었다. 메턴생성균의 활성도에 50%저해를 주는 농도는 2.1~5.4 gCOD/l였다. 알카리성 펄프폐수의 독성에 대한 추가 실험결과 펄프내 wood resin이 산이나 중성 pH부근에서는 잘 용해가 되지 않고 알카리성 상태에서 쉽게 용해되어 메탄생성균에 저해를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 따라서 펄프제조시 나무성분이 알카리성분과 접촉할 경우 후속하는 혐기성 처리공정의 메탄생성균에 심각한 저해를 줄 수 있다.