• 대한환경공학회지
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• 제28권4호
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• pp.414-420
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• 2006

세정단계를 거치는 혐기성 소화시스템(ADEPT, Anaeorbic Digestion Elutriated Phase Treatment)에서 돈사폐수를 처리한 유출수를 혐기성 암모늄 산화공정(ANAMMOX)에 적용하기 위하여 부분질산화 반응조의 기질로 사용하였다. 중온($35^{\circ}C$)에서 아질산성 질소를 축적하는 조절인자는 용존산소보다는 오히려 HRT, pH, 유리 암모니아(FA)였다. 중탄산의 스트립핑과 완충에 사용된 양을 포함한 중탄산알칼리도의 소모량은 전환된 $NH_4-N$ g당 8.78 g이었다. HRT 1일, DO 농도가 $2.7{\sim}4.4mg/L$의 안정상태에서 부분질산화 반응 유출수의 $NO_2-N/NH_4-N$ 비는 약 $1{\sim}$으로서, 부분질산화-혐기성 암모늄산화 결합공정의 ANAMMOX 반응조의 유입수로서 적합하였다.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
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• 한국어업기술학회 2000년도 추계수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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• pp.213-214
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• 2000

총 암모니아성 질소(TAN)은 고밀도 양식에서 한계요소로 작용하는 수질인자 중의 하나이다. 생물학적 처리법에 의한 암모니아의 제거는 순환여과식 양식 시스템의 설계에서 가장 중요한 부분이다. 효율적인 순환 여과식 양식 시스템을 위해서는 생물반응기의 질산화 속도식을 구하여 적정한 용량의 처리시스템을 설계하여야 한다. (중략)

• 대한환경공학회지
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• 제30권2호
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• pp.199-206
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• 2008

동시 질산화 탈질은 낮은 DO 농도로 유지되는 동일한 반응조에서 질산화 반응과 탈질 반응이 동시에 발생함을 의미한다. 동시 질산화 탈질 반응을 모사할 수 있는 몇몇 수학적 모델들이 개발되었지만, 모델 구조가 복잡하거나 모델을 적용하기 위한 다양한 제반 지식을 얻어야만 정확한 결과를 얻을 수 있어 범용적인 모델 적용에 한계점이 있는 단점이 있었다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 동시 질산화 탈질 반응이 반응기 내 DO 농도의 부분적 부재로 발생한다는 가정 하에, 만약 활성슬러지모델을 사용하여 동시 질산화 탈질 반응의 거동을 해석할 수 있다면, 모델의 구조가 다른 개발된 모델들보다 복잡하지 않고, 다양한 운전 조건에서 모델이 활용될 수 있을 것으로 판단하였다. 하지만 기존의 활성슬러지 모델로는 호기 조건에서 발생하는 탈질 반응을 표현하기 어려운 점이 있기 때문에, 본 연구에서는 활성슬러지 모델을 수정함으로써 동시 질산화 탈질 반응을 해석하고자 하였다. 활성슬러지 모델 No.1(ASM1)이 선택이 되어 탈질 반응식이 수정되었으며, 수정된 ASM1의 시뮬레이션 결과는 측정값의 거동을 잘 모사하였다. 이를 통해 수정된 ASM1은 실험 결과에 기반하여 구한 ${\eta}_g$의 값과 호기 조건에서의 탈질 반응을 모사하기 위해 수정된 Monod 식의 영향으로 모델의 구조가 본 연구의 실험 결과에서 확인된 동시 질산화 탈질 반응을 해석할 수 있도록 구성되었다고 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권4호
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• pp.294-300
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• 2013

혐기성 암모늄 산화공정 전처리로써 적절한 $NO_2{^-}-N/NH_4{^+}-N$ 반응비율에 맞는 유출수를 생성하기 위한 연구실 규모의 연속 회분식 반응기 시스템을 적용하였다. 부분아질산화 적용에 있어서 운전인자들을 이용하여 AOB를 활성화하고, 동시에 NOB를 억제하는 다양한 전략이 있다. 하지만 적용된 인자들은 명확히 정의되지 않고 아질산 축적에 있어서 극복할 점이 있다. 본 연구의 목적은 부분아질산화의 주 인자를 조사하여 안정적인 공정을 구축하는데 있다. 부분아질산화 시스템을 구축하기 위하여 우세적인 인자인 온도, 중탄산알칼리도, pH를 평가하고자 한다. 실험의 결과로써 알맞은 알칼리도 비가 $35^{\circ}C$와 상온 두가지 온도범위에 안정적인 50% 부분아질산화가 이루어졌다. 이는 질산화시 필요한 알칼리도를 50% 아질산화에 맞추어 주입하여 질산화과정을 억제하는 것이다. 알칼리도 비는 pH 조절없이 50% 부분아질산화의 전략으로 제안한다. 유출수의 $NO_2{^-}-N/NH_4{^+}-N$ 비가 거의 100%에 다다랐을 때 중탄산알칼리도는 각각 6.8, 6.7이 되었다. PCR-DGGE의 미생물 분석 결과 암모늄산화균이 지배적인 질산화균임을 알 수 있었으며 NOB는 억제되어 활성을 잃은 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1789-1797
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• 2000

질산화에 요구되는 산소량과 탈질소화에 요구되는 탄소원의 양을 감소시킬 수 있는 암모니아성 질소의 아질산성 질소로의 부분적 질산화 반응을 유도하기 위해 생물막 반응기를 이용하여 고농도 암모니아성 질소를 함유하고 있는 혐기성 소화슬러지 탈수여액을 대상으로 알칼리도/암모니아성 질소의 농도비, pH, FA(free ammonia), 온도변화에 따른 아질산성 질소의 축적현상에 대한 연구를 수행하였다. 실험결과 유입수의 알칼리도/암모니아성 질소의 농도비를 증가시킴에 따라 유출수의 아질산성 질소의 축적도 증가하였으며, 이는 알칼리도의 농도가 증가함에 따라 반응기내의 pH가 높게 유지됨으로서 FA의 농도가 증가하게 되어 Nitrobacter의 성장을 선택적으로 저해시키기 때문인 것으로 판단된다. 일정한 알칼리도/암모니아성 질소의 농도비 조건에서 온도가 증가할수록 아질산성 질소의 축적도 증가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권3호
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• pp.323-329
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• 2005

본 논문은 호기-혐기 조건이 연속적으로 반복 운영되는 자연정화시스템의 질소제거에 관한여 연구하였다. 조류 광합성 활동을 극대화한 산화지(WSP: Waste Stabilization Pond)에서 호기조건을, 부레옥잠 잎과 줄기에 의해 태양광이 차단되어 산화지로부터 유입된 조류의 내호흡과 뿌리에 부착된 미생물 호흡에 의해 혐기조건이 형성되는 WHP(Water Hyacinth Pond)를 조합하여 운전하였다. Pilot plant는 2개 계열로 구성하여 운전하였다. 첫번째는 WHPs와 WSPs로 조합하였고, 두번째는 WSP와 질산화와 탈질화에 대한 식물의 효과를 평가하기 위해 대조반응조로 태양광을 차단한 반응조(DPs: Dark Ponds)를 조합하였다. 연구결과에 따르면 질소에 대한 전체적인 제거능력은 WSP-WHP에서 발휘되었으며 약 86%가 감소되었고 대조반응조 WSP-DP에서는 36%가 감소되었다. 대부분 질소는 WSP에서 질산화 된 후 WHP에서 탈질에 의해 제거되었다. 탈질이 원활히 수행될려면 외부탄소원이 필요한데 수생식물조 하부 수층에서 조류의 부패로 탄소원이 공급되었다. 그리고 WSP-WHP 시스템은 인 제거에도 매우 효과적이었다. WSP-WHP에서 인 제거율은 81%인 반면에 WSP-DPs에서는 단지 16%에 불과했다. 이들 두 시스템간의 인 제거율의 차이는 아마도 식물증식과 식물 뿌리에서 생산된 Extra-cellular 물질에 기인한다고 여겨지며 이러한 부분에 대해서는 향후 심도 있는 연구가 진행되어야 할 것이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제11권2호
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• pp.23-34
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• 2024

해수에 의해 염분의 영향을 받는 기수호(brackish lake)인 송지호의 퇴적물(sediment), 대수층 충진재(aquifer materials), 지표수, 지하수를 채수 및 채취하여 분석하고, 해당 시료를 이용하여 염분의 영향을 받는 혼합대(hyporheic zone)를 모사하는 pilot scale 컬럼 실험을 진행하였다. 지하수의 상향류 실험 결과, 소량의 염분을 포함한 지하수가 대수층 및 퇴적물로 용승하며 낮은 용존산소 농도를 유지하였다. 또한 대수층에서 염분과 낮은 용존산소로 인해 부분 탈질(partial denitrification)이 발생해 NO₂^-의 축적이 확인되었다. 퇴적물에서는 긴 체류시간에 의해 질소계 화합물이 흡착되거나 미생물 매개의 산화/환원 반응으로 인해 질소계 화합물 농도가 저감되었다. 지표수의 하향류 실험 결과, 높은 농도의 용존산소와 염분을 포함한 기수호의 지표수가 퇴적물과 대수층으로 침투하며 높은 용존산소 농도를 공급하였다. 이로인해 퇴적물과 대수층에서 생물학적 질산화(nitrification)가 발생하였고, 지표수의 높은 염분 농도에도 불구하고 질소계 오염물질이 저감되었다. 이를 통해, 염분의 영향을 받는 상향류의 혼합대의 경우 낮은 용존산소 농도로 부분 탈질이 발생하며 염분에 의해 NO₂^-가 축적되고, 하향류의 혼합대의 경우 높은 용존산소 농도에 의해 질산화가 발생하며 염분의 영향을 크게 받지 않는다. 이를 통해 기수호 내 염분이 혼합대의 질소 거동에 일부 영향을 미치나 DO, pH, 기질 농도, 유기물질 농도 등의 요인이 복합적으로 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1035-1043
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• 2007

본 연구는 침출수 재순환 공법과 산소요구량과 탄소요구량의 절감이 가능한 단축질소제거공법(shortcut biological nitrogen removal: SBNR)을 병합하여 침출수중의 암모니아와 유기물을 효과적으로 제거하는 방안에 대해 부피 약 200 $m^3$의 pilot 규모 매립지를 만들어 연구하였다. 매립지에서 발생한 침출수는 연속회분식반응기(sequencing batch reactor: SBR)형태의 on-site reactor에서 암모니아성 질소를 아질산으로 부분질산화 시킨 후 매립지로 재유입 시켜 지중탈질(in-situ denitrification)을 유도하였다. 침출수는 매립면적에 따른 년평균 강우량을 기준으로 약 221 L/cycle을 주당 3회 재순환 하였다. 그 결과 반응시간은 약 6시간으로 운전하였을 때 $NO_2^{-}-N/NO_x-N$의 비는 약 0.8에 이르러 효과적인 아질산 축적을 이룰 수 있었으며 온도저하로 인해 질산화의 저해가 일어나기 이전의 질산화 효율은 약 80%에 달하여 단축질소제거공정을 위한 아질산 축적이 가능함을 보여주었다. 이와 같이 SBR을 통해 질산화하여 재순환한 침출수의 $NO_x$-N는 모형 매립지 내에서 모두 제거할 수 있었으며, 침출수에 비교적 높은 농도의 황산염이 존재하여 황산염환원 및 황을 이용한 독립영양탈질반응이 매우 중요한 반응기전이 되는 것으로 나타났다. 따라서 침출수 재순환 공법과 단축질소제거공법을 병합한 조기안정화 기술은 매립지의 조기안정화와 침출수의 질소제거에 효과적인 공법으로 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제18권1호
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• pp.73-80
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• 2010

음식물류폐기물 혐기소화액으로부터 아질산성 질소를 산화하는 세균 2종, NOB1 과 NOB2를 분리하여 이들의 아질산성 질소산화능 및 온도, pH, 용존산소의 농도에 따른 생장특성을 조사하였다. 분리된 두 균주 모두 최적의 생장조건은 pH 7.0과 배양온도 $35^{\circ}C$로 나타났으며 용존산소의 농도가 높을수록 생장율이 상승하는 것으로 나타났다. 두 균주의 생장을 억제하는 요인으로는 pH와 용존산소가 효과적인 것으로 나타났는데, pH 5.0 및 9.0에서, 용존산소 1.0 ppm 이하에서 생장율이 현저히 감소하는 결과를 보여주었다. 특히, 아질산성 질소의 산화능력은 1.0 ppm 이하의 농도에서 1.0 ppm 이상에서 보다 약 50% 감소하는 것으로 나타났다. 두 균주의 생성율 및 질소산화능은 NOB2가 NOB1에 비해 약 2배 이상 높은 것으로 조사되었다.

• 상하수도학회지
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• 제24권1호
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• pp.5-14
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• 2010

A pilot-scale biological aerated filter (BAF) was operated with an anaerobic, anoxic and oxic zone at $23{\pm}1^{\circ}C$. The influent sCOD and total nitrogen concentrations in the feedwater were approximately 250 mg/L and 35 mg N/L, respectively. sCOD removal at optimum hydraulic retention time (HRT) of 3 hours with recirculation rates of 100, 200 and 300% in the column was more than 96%. Total nitrogen removal was consistently above 80% for 4 and 6 hours HRT at 300% recirculation. For 3 hours HRT and 300% recirculation, total nitrogen removal was approximately 79%. Based on fitting results, the kinetic parameter values on nitrification and denitrification show that as recirculation rates increased, the rate of ammonia and nitrate transformation increased. The ammonium loading rates for maximum ammonium removed were 0.15 and 0.19 kg $NH_3$-N/$m^3$-day for 100% and 200% recirculation, respectively. The experimental results demonstrated that the BAF can be operated at an HRT of 3 hours with 200 - 300% recirculation rates with more than 96 % removal of sCOD and ammonium, and at least 75% removal of total nitrogen.