• 유기물자원화
• /
• 제17권1호
• /
• pp.58-72
• /
• 2009

본 연구에서는 하수 내에 존재하는 유기물과 미생물량 분액을 위해 미생물 호흡률 측정기(Respirometer)를 구동하여 미생물에 의한 산소 섭취율(OUR : Oxygen Uptake Rate)을 측정하고, CG-FID 혹은 LC를 활용하여 VFAs(Volatile Fatty Acids)를 측정하였다. 유기물은 IAWQ (International Association of Water Quality)의 ASM(Activated Sludge Model)에서 명시된 유기물 분류법에 따라 분액 하였으며, ASM 중에서도 ASM No.2d를 기초하여 분액을 수행하였다. 하지만 슬러지를 첨가하지 않은 하수 원액의 미생물 호흡률 측정과 더불어 기존의 방법과는 다르게 여과한 하수의 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 수행하여 하수에 포함된 유기물량을 추정하였다. 이는 기존의 하수 원액을 이용한 미생물 호흡률 측정 방법에 있어 천천히 생분해되는 용존성 유기물질(S_S)에 의한 산소섭취율과 천천히 생분해되는 입자성 유기물질(X_S)에 의한 산소섭취율이 동일 그래프 안에 형성되어 정확하게 구분되지 못하는 단점과 슬러지 세척으로 인한 실험의 오차를 보완하고자 하였다. 또한 용존성 난분해 COD(S_I)을 측정하는 기준이 명확하지 않는 문제점이 발생하여 미생물 호흡률 측정 과정에서 그래프의 변화를 보고 정확한 용존성 난분해 COD(S_I)의 측정 시간을 선택할 수 있는 방법을 제시하였다. 여과한 하수를 대상으로 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 통하여 추정한 유기물 분액 결과 용존성 난분해 COD인 S_I는 $12.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 6.9%, 발효 부산물인 S_A는 $24.76g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 14.1%, 발효 가능한 유기물질인 S_F는 $58.54g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 33.2%, 천천히 생분해되는 입자성 유기물질인 X_S는 $61.1g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 34.7%, 입자성 난분해 COD인 X_I는 $10.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.8%로 추정되었다. 종속영양 미생물량인 X_H는 $9.3g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.3%로 추정되었다.

• KSBB Journal
• /
• 제16권4호
• /
• pp.351-355
• /
• 2001

호흡율 측정법을 이용하여 하수의 유기물 성분을 ASM No.1에서 제안한 네 가지 성분으로 구분하였다. Ss의 경우 전체 TCOD의 10-16%, Xs의 경우 32-50%, S$_1$의 경우 8-1% 정도를 차지하는 것으로 나타났으며, X$_1$의 경우 2-47% 정도를 차지하는 것으로 관찰되었다. 그리고 이 결과는 외국의 결과와 비교해 볼 때 Ss 성분이 10% 작을 반면 X$_1$ 성분은 10% 정도 큰 것으로 비교되었다. 하수의 미생물 농도를 분석한 결과, active heterotrophic biomass가 TCOD의 10-23% 정도를 차지하고 있었으며, active autotrophic biomass는 검출되지 않았다. 본 실험은 현재 TCOD, SCOD로 구분하는 하수의 유기물 성분을 미생물의 이용 정도를 나타내는 호흡률 측정법으로 세분화함으로서, 본 실험 방법을 이용하여 유기물 분해 과정 및 탈질화 그리고 인 제거 기작에 사용되는 유기물에 대한 정보를 구체적으로 제공할 수 있음을 보여 주었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권8호
• /
• pp.649-654
• /
• 2009

산소소비속도 측정에 의한 미생물 호흡률 분석방법에 의해 하수의 유기물질과 미생물 분율을 평가하였다. 하수의 유기물과 미생물 분율은 생물학적 공정의 모델링을 위한 중요한 기초자료이다. 본 연구에서 하수의 유기물 분율을 측정한 결과, 미생물에 의해 분해가 빠른 유기물, 분해가 느린 유기물, 분해되지 않는 용존성 유기물, 분해되지 않는 고형 유기물과 종속영양미생물의 분율은 각각 26.6%, 41.5%, 8.5%, 14.7% 및 8.7%였다. 또한, 질소 분율을 측정한 결과, 질산성 질소, 암모니아성 질소, 용존성 비분해 유기성 질소, 용존성 분해 유기성 질소 및 분해가 느린 유기성 질소의 분율은 각각 약 3.7%, 64.9%, 4.7%, 9.4% 및 17.4%였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제52권5호
• /
• pp.581-586
• /
• 2014

하수처리장을 운영함에 있어 안정적인 방류수질 확보와 이에 따른 처리 비용을 최소화하는 것이 주요 목적이다. 하지만 유입수 유량 및 성분 농도의 변화와 미생물의 비선형적인 동특성, 기타 환경 요인에 의해서 최적의 운전 제어를 하기가 쉽지 않기 때문에, 기존의 하수처리장에서는 필요한 양 이상의 폭기 및 화학물질을 과량 주입하는 방법 등을 사용하였다. 본 연구에서는 포기조에서 미생물에 필요한 용존산소농도는 유지하면서 과폭기로 인한 전력 비용을 감소하는 최적 제어 방법을 제안하였다. 하수조성와 포기조 미생물의 호흡률은 실시간 미생물 호흡률 측정기(Oxygen uptake rate, OUR)를 이용하여 측정하였고, 실시간 호흡률 측정값을 바탕으로 현재 미생물에 필요한 최적 DO 농도를 제안하였다. 유입수 부하변동에 따라 변화하는 미생물 호흡에 필요한 산소량 만큼만 폭기하도록 구성함으로써, 방류수 수질기준을 만족함과 동시에 전력 비용을 최소화할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권9호
• /
• pp.926-934
• /
• 2006

본 연구에서는 TPA 생산부산물의 대체 탄소원으로의 적용가능성을 검토하기 위해 호흡률 실험과 탈질 실험을 수행하고 기질 분해 특성을 평가하기 위해 수행된 실험결과를 활성슬러지 모델(ASM1)이 포함된 GPS-X로 전산모사 하였다. 호흡률 측정 결과 TPA 생산 부산물의 RBDCOD(readily biodegradable COD) 분율이 90% 이상으로 높았다. 탈질실험 결과 비탈질률이 약 8.00 mg ${NO_3^-$-N/g VSS/hr로 상용 외부탄소원과 유사한 높은 탈질능을 나타내었다. ASM1 모델의 heterotrophs 미생물에 관련된 매개변수들의 민감도 분석을 수행하였다. RUN1의 호흡률 실험과 탈질 실험결과를 통해 추정된 ${\mu}_{max,H}$, $K_s$, ${\eta}_g$, $b_H$의 값은 각각 6.60/day, 23.3 mg/L, 0.88, 0.54/day였고 default 값을 사용하였을 때와 비교하여 매개변수 추정을 통해 RMSE(Relative Mean Squared Error)가 40% 감소하였다. 추정된 매개 변수 해들은 호흡률 실험의 높은 최대 비호흡률과 최종 내생비호흡률, 무산소 조건에서의 높은 비탈질률로 나타난 TPA 부산물의 기질 제거 특성을 잘 반영하였다.

• 에너지공학
• /
• 제23권2호
• /
• pp.49-56
• /
• 2014

생물학적 하수처리공정에서 안정적인 방류수질 확보와 처리 비용을 적게 하는 것은 매우 중요하다. 하지만 유입수 유량 및 성분 농도의 변화와 미생물의 비선형적인 동특성, 기타 환경 요인에 의해서 최적의 운전 제어를 하기가 쉽지 않기 때문에, 기존의 하수처리장에서는 필요한 양 이상의 폭기 및 화학물질을 과량 주입하는 방법 등을 사용하였다. 본 연구에서는 포기조에서 미생물에 필요한 용존산 소농도를 유지함과 동시에 과폭기로 인한 전력 비용을 감소할 수 있는 최적 제어 방법을 제안하였다. 최적 제어를 위하여 실시간 미생물 호흡률 측정기(Oxygen uptake rate, OUR)을 이용하여 측정하였고, 실시간 호흡률 측정값을 바탕으로 현재 미생물에 필요한 최적 DO 농도를 제안하였으며, 이에 따라 공기송풍기가 자동제어될 수 있도록 구성하였다. 최적 제어 방법을 통하여 하수처리장 포기조의 공기 송풍량에 소요되는 전력비용을 절감할 수 있었다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.96-103
• /
• 2010

In this work, the presence of nitrification biochemical oxygen demand (NBOD) frequently occurred in the sewer outflow in winter season was analysed by the COD fraction methods using the respirometry and process simulations with real operation data measurements and analysis. The activated sludge models applied in this process simulation were based on the ASM No.2d temp. models, published by International Association on Water Quality (IAWQ). The ASM No.2d model is an extension of the ASM No.2 model and takes into account of carbon removal, nitrification, denitrification and phosphorus removal. The denitrifying capacity of phosphorus accumulating organisms has been implemented in the ASM No.2d model because experimental evidence shows that some of the phosphorus accumulating organisms can denitrify. It was shown that the concentrations of autotrophs (X_AUT) in the secondary clarifier and the $NH_4-N$ of T-N increased in the presence of NBOD measurements. Because of the low temperature (average $8^{\circ}C$) and possible operational troubles, the outcoming autotrophs exhausted oxygen in the process of nitrifying $NH_4-N$.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제10권4호
• /
• pp.45-53
• /
• 2005

본 연구의 목적은 실제 디젤유로 오염된 불포화 토양을 복원하기 위해 수행되었던 고온공기 주입 파일롯 테스트에서 토양온도 변화가 생분해 속도에 미치는 영향을 알아보고자 히는 것이었고, 이것을 토대로 현장 생분해 속도, 최적의 생분해 온도 및 1차 분해 속도 상수를 도출하고 총복원기간을 예측해 보았다. 실험은 과거 디젤유 누출 사고가 있었던 고농도 오염지역에 대해 토양의 온도별 현장 호흡률(in-situ respiration)을 약 10일 간격으로 측정하는 식으로 진행되었다. 적용된 복원공법은 고온공기를 주입/추출하여 1차적으로 오염된 디젤 성분을 휘발, 추출하고 이어서 토양의 잔열과 미생물 생분해를 이용하여 토양내 잔류 디젤을 제거하는 후속공정으로 이루어졌다. 토양온도 $26\sim60^{\circ}C$ 범위에서 산소소비속도는 $2.2\sim46.3%/day$ 값을 보였고 $32^{\circ}C$에서 가장 빠른 46.3%/day를 나타냈다. 산소소비속도를 기준으로 하여 계산한 0차반응 생분해 속도(biodegradation rate)는 $6.5\sim21.3mg/kg-day$ 이었고 역시 토양온도 $ 32^{\circ}C$ 에서 최대값을 보였고 그 이전과 이후는 각각 감소된 값을 나타냈다. 주기적으로 측정된 현장호흡률을 바탕으로 계산한 1차 분해속도 k는 몇가지 온도 범위에서 즉, $0.0027\;d^{-1}(@32.8^{\circ}C),\;0.0013\;d^{-1}(@41.1^{\circ}C)$ 그리고 $0.0006\;d^{-1}(@52.7^{\circ}C)$ 이었다. 토양의 초기 TPH 농도 대비목표 농도를 870 mg/kg으로 가정했을 경우 소요 복원기간은 $2\mu9$년 정도 소요되는 것으로 예측되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권4B호
• /
• pp.421-426
• /
• 2006

본 연구는 생물학적 질산화 공정에서 암모늄 이온과 활성을 가진 질산화균의 초기 농도가 질산화에 미치는 영향을 확인하고, 이에 따른 동역학식을 제시하고자 하였다. 먼저 실험에 이용된 슬러지의 질산화균 농도는 미생물 호흡률 실험으로 측정하였는데, 배양된 슬러지 중 42.8%가 활성을 가진 질산화균으로 나타났다. 암모늄 이온과 질산화균의 초기 농도를 달리하여 $N_0/X_0$비가 0.025~0.493의 조건에서 잘산화 실험을 실시하였으며, 이를 통해 암모늄 이온과 질산화균의 농도가 상이하더라도 $N_0/X_0$ 비가 동일할 경우 암모늄 산화율이 동일함을 확인하였다. 또한 $N_0/X_0$ 비와 비기질이용율의 관계는 Contois 형태의 관계식으로 표현되었으며, 최대 비암모늄산화율($q_{Nmax}$)은 4.32 gN/gVSS/day, 반 포화속도 상수($K_N{^{\prime}}$)는 0,013 gN/gVSS인 것으로 확인되었다.

• 한국포장학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.143-154
• /
• 2016

양파의 재배적 요인과 저장 조건에 따른 수확 전 후 특성을 조사하여, 이들 요인간의 상호적 관계에 대해 구명하고자 하였다. 본 연구에서는 양파 품종 이외의 수확전 재배환경과 같은 가변적 요인이 저장 특성과 가공 시에 미치는 영향을 조사하고자, '카스(Kars)' 등의 품종을 이용하여 재배기간 중의 토양 과습과 차광 처리에 의한 재배조건 차이에 따른 생육 차이를 조사하였으며, 수확후 상온($22^{\circ}C$)과 저온($0^{\circ}C$)으로 저장온도를 달리하여 저장 동안의 생체중량 감소와 호흡을 관측하였으며, 저장 후 가공 시 신선편이의 미생물 수, electrolyte leakage, 가스조성 변화 등을 관찰하였다. 양파 저장 시 수확후에 품종뿐만 아니라 수확전 재배조건과 같이 가변적인 요인이 영향을 미치는 것을 확인하였는데, 양파는 재배 시 토양 과습과 차광 처리가 생육에 영향을 미쳐 생육량이 감소하고, 세포조직은 크기가 커지고 엉성한 구조를 가지는 것으로 나타났다. 또한 본 연구의 결과를 통해 재배환경의 차이가 생육뿐만 아니라 수확후에도 영향을 미쳐 생체중량 감소 및 호흡량의 증가로 이어짐을 밝혔는데, 양파 저장 중의 토양 과습과 차광 처리 한 양파의 생체중 변화와 호흡률이 대조구보다 더 높은 것으로 나타났으며, 저장 온도에서는 저온($0^{\circ}C$)뿐만 아니라 상온($22^{\circ}C$)에서 저장한 것도 재배조건의 영향을 받는 것으로 보였다. 본 연구에서 신선편이의 보존 중 변화는 수확전 재배환경보다 저장조건이 더 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 재배 후 저장과정을 달리한 신선편이 양파는 측정항목에 따라 영향이 다르게 보였다. 신선편이의 electrolyte leakage나 미생물 수는 재배조건 보다는 최소 가공전의 저장온도에 더 영향을 받아 저온($0^{\circ}C$) 저장한 것이 electrolyte leakage가 높고 미생물수가 많았다. 그러나 가스 조성 변화나 이취는 재배조건이나 저장온도에 따른 영향을 확인하기 어려워 보였다. 향후 신선편이에서 가공 전 영향에 대해서는 지속적인 탐색과 포장 후 품질관리를 통해 효과적인 상품성의 유지를 위한 방법을 밝힐 필요가 있을 것으로 본다. 본 연구를 통해 양파의 품종, 재배환경, 저장조건 등이 수확후나 신선편이에 미치는 영향을 구명하여, 수확전 재배 단계에서부터, 수확후 저장, 가공까지 유기적 관계가 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 고품질의 신선한 원예산물에 대한 요구가 높아져 수확후 관리의 중요성이 강조되고 있지만, 저장 이후에도 높은 품질을 유지하기 위해서는 수확후 관리는 원물에 대한 이해를 통해 수확전 재배환경에서부터 수확후 저장기술 등이 연계되어 관리되어야 한다는 인식의 변화와 정론(定論)이 필요할 것으로 생각된다.