• 대한환경공학회지
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• 제36권12호
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• pp.865-872
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• 2014

본 연구는 수소가스 생산을 위한 brown water(소변을 제외한 대변 + 대변세척수 6 L)의 혐기성 소화 시, 음식물쓰레기 혼합 효과를 평가하기 위해 실시하였다. brown water와 음식물쓰레기의 적절한 혼합 비율을 찾기 위해 회분식 실험이 수행되었고, 도출된 결과는 연속운전 세미파일럿 규모 brown water의 혐기성 소화장치의 실험에 적용되었다. 회분식 실험에서 70%의 음식물쓰레기와 30%의 brown water을 혼합하였을 때 $6.92mmol\;H_2/g\;COD_{removed}$의 최대 수소생산수율을 나타내었다. 동일한 혼합비율로 투입한 음식물쓰레기 및 brown water의 세미파일럿 규모 혐기성 소화조를 운전하였을 때, 반응조 내부에서 수소생산의 중간산물인 butyric acid의 현저한 증가를 보였다. 이 때 수소 생산의 지표인 B/P (butyrate/propionate) 비는 52.64로 나타났고, 수소생산수율은 최대 $25.03mmol\;H_2/g\;COD_{removed}$로 나타났다. 이상의 실험적 연구결과 brown water의 혐기성 수소발효에서 음식물쓰레기의 혼합은 수소발생을 촉진하기 위한 좋은 대안임을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.438-442
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• 2005

1. 회분식 실험결과 유기물의 함량이 높은 음식물만을 기질로 이용한 경우보다 폐활성 슬러지의 혼합비율이 $10{\sim}20%$일 때 더 높은 수소생산을 나타내었다. 또한 폐활성 슬러지의 혼합비율이 40%인 경우에는 메탄이 발생하여 생성된 수소가 소모되는 반응을 나타내었다. 2. 연속 실험의 경우 HRT를 줄여 유기물의 부하를 증가시킬 경우 수소생산량이 급격히 증가하였으며, HRT 2일까지는 미생물의 wash out 없이 안정적 수소생산을 보였다. 3. 음식물과 폐활성 슬러지를 이용한 연속 운전을 HRT와 두 기질의 비율을 달리하여 운전한 결과 2일의 HRT와 FW:WAS=80:20의 비율에서 140 mL $H_2/g$ VSS의 높은 수소생산율을 얻을 수 있었다. 4. 음식물 쓰레기와 폐활성 슬러지의 비율을 적절히 혼합할 경우, 수소생산의 상승작용을 할 수 있는 가능성을 확인하였다. 5. SEM과 FISH 분석을 통하여 반응조 내의 수소 미생물의 공간적 분포 및 형태를 관측하였으며, 음식물이나 슬러지 주변에 많은 수소생산 미생물이 관측되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권5호
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• pp.383-388
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• 2010

본 연구는 크루즈선에 적합한 생물학적 오 폐수처리장치 개발을 위하여 SBR, MBR, MSBR 공정을 Lab scale 실험을 수행하여 오염물 처리 효율과 크루즈선이라는 특수 환경과의 접목성을 검토한 결과 MSBR공정이 처리효율과 장치 운영 면에서 가장 적합한 공정으로 평가되었다. MSBR 공정은 처리 대상 물질이 특정 성분에 국한 되지 않고 유기물, 영양염류, 병원성 미생물 처리에 있어 모두 안정적인 효율을 나타내었으며, 소요용적 및 장치의 운영 면에서도 우수한 결과를 나타내어 선박이라는 특수한 현장 적용에 매우 유리한 공정으로 확인되었다. MSBR 공정의 BOD, COD 및 SS 제거 효율은 99%, 98%, 99%로 나타나 IMO의 규제 기준을 모두 만족하였으며, 총질소와 인의 제거 효율도 76%, 59%로 강화되어 가는 해양오염기준을 충만족시킬 수 있는 공정으로 판단되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권8호
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• pp.643-649
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• 2012

본 연구에서는 크루즈선에서 발생하는 오 폐수의 고도처리를 위하여 SBR공정에 유효미생물을 주입하는 변법을 이용하여 실험실 규모의 실험을 수행하였다. 질소 인의 고도 처리 효율과 크루즈선이라는 특수 환경과의 접목성을 검토한 결과 SBR공정에 유효미생물을 주입하는 변법은 선박환경에 매우 적합한 것으로 평가되었다. 또한 기존의 활성슬러지에 유효미생물의 주입함으로써 슬러지 팽화 등의 문제를 해결할 수 있어 슬러지의 안정성을 확보할 수 있었으며, 미생물 관찰 결과 고도처리에 유리한 미생물종의 출현으로 질소 인의 처리 효율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 이로 인해 총질소와 인의 제거 효율은 74%, 75%로 나타났으며 이러한 결과로 미루어 강화되어가는 해양오염기준을 충만족시킬 수 있을 공정으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제17권1호
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• pp.37-40
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• 1985

Glucose oxidase-catalase동시 고정화 효소계에 관한 반응을 연구하였다. 두 가지 효소를 미생물 세포벽에 동시 고정과한 제품과, glucose oxidase만 고정화 시킨 것 그리고 두가지 효소를 따로 고정화시켜 혼합한 제품의 반응성을 각각 조사한 결과 동시 고정화 제품이 가장 우수하였다. 충진식 연속 반응조에서 불활성화 상수$(K_d)$는 glucose oxidase만의 고정화 효소경우 $1.12\;{\times}\;10^{-2}\;hr^{-1}$이었고, 동시 고정화 효소의 경우 catalase/glucose oxidase=10일때 $2.17{\times}10^{-3}\;hr^{-1}$이었다. 또한 체장시간$({\tau})$이 $5.55g{\cdot}hr/l\;O_2$ 일때 catalase/glucose oxidase 1 및 10 모두 반응율이 가장 좋았고 이보다 길어지면 외부 물질 전달의 영향으로 반응율이 오히려 떨어 졌다. $O_2$의 최대 허용치는 체장시간 $8.3g{\cdot}hr/l$일때 나타났다. 본 연구 결과로 부터 glucose oxidase와 catalase 동시고정화 효소에서 생산성을 높이기 위해서는 glucose oxidase의 불활성화와 이 효소의 효율이 동시에 고려되도록 두 효소의 비율을 정해야 하는 것을 알았다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.8-15
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• 1998

지구온난화방지를 위한 이산화탄소 고정화 기술로는 주로 접촉수소화에 의한 탄화수소의 제조가 주로 연구, 검토되고 있으나 값비싼 수소의 확보가 큰 걸림돌로 작용하고 있으며, 기타 해조류 합성 등에 의한 생물학적 고정화 방법도 연구되고 있다. 전기화학적 환원에 의한 이산화탄소 고정화 방법은 전해질 용액중 촉매전극으로 전기화학반응을 일으켜 이산화탄소를 메탄, 에탄, 알코올 등으로 전환시키는 것으로 접촉수소화 방법과 같은 원리로 생각할 수 있으나 전기분해와 동시에 수소화 반응을 일으키므로 장치가 간단하고 심야의 잉여전력을 이용할 수 있는 동의 장점으로 최근 연구개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 환원전극으로 구리 및 페롭스카이트($La_{0.8}Sr_{0.2}CuO_3$) 분말을 시료로 하여 제조한 전극을 사용하였고, 기준전극으로는 Ag/AgCl, 상대전극으로는 백금전극을 사용하였다. 전해액은 $KHCO_3$ 수용액에 이산화탄소를 포화시키고 이를 반응조에 순환시키는 연속흐름식 전해환원시스템을 사용하였다. 환원전극의 크기는 $2{\times}2cm$, 상대전극의 크기는 $2{\times}6cm$의 것을 사용하였고, 전해환원 결과 얻어지는 기상의 생성물과 액상의 생성물을 분석하였다. 또한 전해질의 농도, 페롭스카이트 전극의 제조방법에 따라 환원전류의 크기 및 반응생성물의 종류와 발생량을 측정하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권2호
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• pp.229-234
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• 2007

본 연구에서는 고형물 체류시간, 수리학적 체류시간, 생흡착시간 및 온도 변화가 이단슬러지 유형의 연속회분식반응기 공정 운영에 어떻게 영향을 주는지를 조사함으로서 본 공정을 최적화 하고자 하였다. T-N 제거에 있어서 고형물 체류시간이 증가할수록 T-N 제거효율이 증가하는 경향을 관찰할 수 있었는데 이는 SRT가 증가할수록 SCOD 생흡착효율의 증가와 관련이 있을 것으로 판단된다. HRT 영향에 있어서 HRT 8시간, 10시간 및 15시간에서 암모니아성 제거효율 및 T-N 제거효율은 각각 HRT 영향에 관계없이 거의 같았다. 생흡착시간을 20분 이상 증가시켜도 T-N 제거효율 향상에는 도움이 되지 않는 것으로 관찰되었다. 서로 다른 온도 조건에서 공정 제거 효율 비교에 관해 조사한 결과 온도의 감소가 공정 성능에 영향을 주지는 않았으나 인 제거 효율에 있어서 높은 온도에서보다 낮은 온도에서 인 제거효율이 다소 높게 관찰되었다. 결과적으로 본 연구에서 개발된 공정은 낮은 온도 조건 및 높은 유입 부하를 가진 폐수처리에 적합한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1654-1660
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• 2009

본 연구에서는 연속회분식반응조 (Sequencing Batch Reactor, SBR)를 이용하여 친환경성 절삭유라는 이름으로 시판되는 절삭유 2종 (H사, B사)의 생물학적 처리능을 평가하였다. H사의 절삭유를 응집/응결 전처리 ($H_1$)하여 0.04-0.08kgCOD/kgMLSS d의 F/M비로 SBR로 유입한 경우, $BOD_5$와 $COD_{Cr}$의 평균 제거율은 각각 97%, 91%이상을 나타내었으며, T-N, T-P의 평균 제거율은 각각 76%, 81%이상을 나타내었다. B사의 절삭유를 희석한 후 ($B_1$) 0.01-0.02kgCOD/kgMLSS d의 F/M비에 맞추어 SBR로 유입한 경우, $COD_{Cr}$의 평균 제거율은 77% 이상을 나타내었다. 응집/응결 처리된 절삭유 (B2)를 0.01-0.04kgCOD/kgMLSS d의 F/M비에 맞추어 유입한 경우, $COD_{Cr}$의 평균 제거율은 85%이상을 나타내었다. 이후 실제 처리장에서 폐절삭유를 처리할 때 오수와 합병하여 처리하는 상황을 반영하기 위하여 $B_2$와 합성폐수를 혼합하여 ($B_3$) 0.09-0.11kgCOD/kgMLSS d의 F/M비에 맞추어 유입하였을 때, $BOD_5$와 $COD_{Cr}$의 평균 제거율은 각각 97%, 98%이상을 나타내었고 T-N, T-P의 평균 제거율은 각각 79%, 76%이상을 나타내었다. 그리고 생물학적 처리를 거친 $H_1$과 $B_3$에 대한 각각의 유출수의 ($COD_{Cr}$-$BOD_5$)/$COD_{Cr}$비는 각각 85%와 61%정도로 난분해성 유기물이 잔존하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제1권1호
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• pp.55-64
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• 1995

본 연구는 최근 개발된 광합성세균(Rhodopseudomonas capsulata)을 이용한 연속적 폭기식 생물 반응조(이하 CABR)를 이용한 무희석 양돈 분뇨의 처리 결과를 보고하고 있다. CABR를 이용하여 24시간 동안 양돈 분뇨를 폭기 처리한 결과 유입량의 40%가 증발되었고, 유입분뇨의 전체 BOD, COD중 87%, 32%가 각각 제거되었으며, 전질소(T-N), 전인(T-P)은 각각 110%, 112%로 증가되었다. CABR 배출액의 질소 형태를 분석한 결과 암모니아성 질소($NH_4-N$) 농도는 저하된 반면, 유기태 질소(Org-N)농도는 증가하였다. 양돈분뇨의 주요 BOD원이며 악취의 주요물질인 저급지방산은 CABR의 처리결과 거의 제거 되었다. 한편 CABR 배출액의 유기액비로서의 이용성을 검토하였다. CABR 배출액은 식물성장에 필요한 질소, 인산, 칼리의 함량이 비교적 균형있게 포함되어 있으며, 특히 질소의 86%는 유기태질소(Org0N)로 되어 있어 완효성 비료로서의 이용 가능성이 시사되었다. 또한 중금속의 함량도 낮아 위해성의 문제는 없는 것으로 밝혀졌다. 이탈리안 라이그라스(목초)의 토경재배 실험결과 일반화학비료에 비해 생육량이 증가되었으며, 특히 질산태질소($NO_3-N$)의 작물내 함유량이 매우 낮았다. 이러한 결과는 CABR 배출액이 농작물 생산에 매우 적합한 유기액비로서 이용할 수 있음을 시사하고 있다.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.231-237
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• 2019

연속 유입식 SBR 공정의 BOD 제거효율은 체류 시간 9 ~ 15 h에서는 92.1 ~ 96.0%에서 체류 시간 6 h에서는 86.9 ~ 90.7%로 감소하였으나, 체류 시간 6 h까지 안정적인 제거효율을 보였다. T-N 제거효율은, 체류시간 12 ~ 15 h에서는 80.1 ~ 87.9%, 체류시간 9 h에서는 71.9 ~ 87.0%, 체류시간 6 h에서는 60.1 ~ 65.7%로 감소되었다. 유기물 및 질소 제거 결과 실험결과 연속 유입식 SBR 반응조의 최적 체류시간은 9 h로 판단된다. 체류시간 9 h에서 반송률(1 ~ 5Q) 변화에 따른 유기물 제거효율 검토 결과, TCODcr의 제거율은 88.4 ~ 96.0%, TBOD 제거효율은 92.1 ~ 98.1%로 조사되어 내부반송률 변화가 유기물 제거에 미치는 영향은 미미한 것으로 조사되었다. 내부반송률 변화에 따른 T-N은 1 ~ 2Q에서 70.3 ~ 80.4%, 3Q는 77.2 ~ 85.6%, 4 ~ 5Q는 61.5 ~ 80.8%로 조사되어, 내부반송률 3Q에서 질소 제거효율이 가장 높게 조사되었다. T-P는 1 ~ 4Q에서 제거효율은 75.0 ~ 84.6%, 5Q에서는 63.3 ~ 72.4%로 감소하였는데, 이러한 이유는 반송률 5Q 이상에서는 미생물에 의한 인(P)의 용출 및 섭취가 원활하게 이루어지지 않기 때문으로 판단된다. 따라서 유기물 및 영양염류 제거를 위한 최적 반송률은 3Q로 조사되었다.