• Journal of the Korean GEO-environmental Society
• /
• v.7 no.3
• /
• pp.21-29
• /
• 2006

The treatment performance of ozonation and three types of advanced oxidation processes (AOPs) such as $O_3/H_2O_2$, $O_3/UV$, $O_3/H_2O_2/UV$ was experimentally investigated for the treatment of refractory synthetic dye wastewater. The removal efficiency of $COD_{cr}$, color and biodegradability ($BOD_5/COD_{cr}$) were relatively evaluated in each treatment unit with simulated dye wastewater. Optimal operational conditions of pH, temperature, dosage and circulation flow rate were also investigated. All suggested processes revealed an effectiveness for the removal of color within a short operational time, moreover, $O_3/H_2O_2/UV$ process showed the highest $COD_{cr}$ removal and biodegradability enhancement among proposed oxidation process.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.35 no.1
• /
• pp.1-9
• /
• 2013

Long term hydrogen production was investigated in an anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) using mixed microflora. Glucose (about 8,250 mg/L) was used as a substrate for the ASBR operation under the condition of pH 5.5 and $37^{\circ}C$ with mixing at 150 rpm. The experiment was carried out over a period of 160 days. Hydrogen yield was 0.8mol $H_2/mol$ glucose with F/M ratio 2 at initial operation period. The hydrogen yield reached to maximum 2.6 mol $H_2/mol$ glucose at 80th day operation. However decreased hydrogen yield was observed after 80 days operation and eventually no hydrogen yield. Although well-known hydrogen producer Clostridium sp. was detected in the reactor by PCR-DGGE analysis, changed reactor operation was the major reason of the decreased hydrogen production, such as low F/M ratio of 0.5 and high propionic acid concentration 2,130 mg/L. Consequently the long period operation resulted in MLSS accumulation and then low F/M ration stimulating propionic acid formation which consumes hydrogen produced in the reactor.

• KSBB Journal
• /
• v.20 no.6
• /
• pp.431-437
• /
• 2005

Molecular methods were employed to investigate microorganisms in a thermophilic continuous stirred tank reactor(CSTR) used for continuous $H_2$ production. The reactor was inoculated with heat-treated anaerobic sludge and fed with a glucose-based medium. Denaturing gradient gel electrophoresis showed dynamic changes of bacterial populations in the reactor during 43 days of operation. Gas composition was constant from approximately 14 days but population shift still occurred. Populations affiliated with Fervidobactrium gondwanens and Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum were dominant on 21 and 41 days, respectively. Keeping pH of the medium at 5.0 could suppress methanogenic activity that was detected during initial operation period. $CH_4$ and mcrA detected in the samples obtained from the reactor or inoculum suggested the heat treatment condition employed in this study is not enough to remove methanogens in the inoculum. PCR using primer sets specific to 4 main orders of methanogens suggested that major $H_2$-consuming methanogens in the CSTR belong to the order Methanobacteriales.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.06a
• /
• pp.245-245
• /
• 2010

우리나라 생활폐기물 중 음식물쓰레기는 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 또한, 음식물쓰레기에서 발생되는 음폐수의 발생량은 8,926톤/일에 달하고 있지만, 이 중 극히 일부만이 하수처리장 등에서 병합 처리되고 있고 대부분은 해양 투기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 독일 GBU사로부터 중온/습식/이상 혐기성 소화 기술을 도입하여 HADS Pilot Plant를 설치하였고, 2008년 3월부터 국내 음폐수 및 음식물쓰레기에 적합한 최적의 운전기술을 확보하기 위한 Pilot Test를 실시하였다. 본 실험에 사용된 HADS Pilot Plant는 산발효조($6m^3$), 메탄발효조($50m^3$), 안정화조/가스저장조($40m^3$)그리고 가스 소각기로 구성되어 있다. 그리고 적용 음폐수 및 음식물쓰레기는 경기도 Y군에 위치한 사료화 시설에 반입되는 것을 이용하였는데 음폐수는 평균 TS 13.5%, VS 80%, pH $3.7{\pm}0.2$의 성상을 나타내었다. 이를 이용해 계단식으로 유기물 부하를 증가시키면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하며 중온 상태에서 혐기성 소화를 실시한 결과, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 음식물쓰레기는 음폐수와 달리 1차 파쇄/선별기 및 배관상에 설치되는 2차 미세파쇄/선별기를 통한 전처리를 실시하였고, 1차 파쇄/선별 후 평균적으로 TS가 17.4%, VS는 81%, pH는 $3.85{\pm}0.2$의 성상을 나타내는 음식물쓰레기를 2차 미세파쇄/선별기를 거쳐 Pilot Plant의 산발효조에 투입하여 중온상태에서 혐기성 소화를 실시하였다. 음폐수 적용시와 마찬가지로 계단식으로 유기물 부하를 증량하면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하여 운전하였고, 그 결과 약 $0.9{\sim}1.2Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수와 85~87%의 VS 감량 효율을 확인하였다. 음폐수와 음식물쓰레기의 혐기성 소화 실험 결과, 제거된 VS량을 기준으로 보았을 때, 음식물쓰레기에서 더 많은 바이오가스 발생하였는데 이는 음식물쓰레기에 존재하는 고형물이 미생물들의 서식 공간으로 활용됨에 따라 혐기성 소화 과정에서 일어나는 혼합 발효 및 공영양 대사가 음폐수 대비 좀 더 수월하게 일어날 수 있게 된 데에 따른 결과라고 생각된다. 당사의 HADS Pilot Plant test에서는 계단식의 순차적인 유기물 부하 증량과 총VFA/총 알카리도 비율을 0.3~0.4 수준이하로 유지하며 운전함에 따라 음폐수와 음식물 모두에서 안정적으로 $4kgVS/m^3/d$까지의 유기물 부하 적용이 가능하였다. 또한, 생산된 바이오가스 내 메탄의 함량은 60~65%를 유지하였으며, 메탄발효조의 pH는 별도의 조절이 없이도 운전기간 동안 평균 7.8~7.9 수준을 유지하였다. 이처럼 pH 3.7~3.8의 음폐수 또는 음식물쓰레기의 투입에도 안정적인 완충능력을 보여준 것은 소화조 내에서 기질로부터 분해되어져 나오는 암모니아와 이산화탄소가 강력한 버퍼 시스템을 구축하고 있음에 따른 결과로 사료된다. 그리고 음폐수와 음식물쓰레기의 경우 모두 85%이상의 높은 VS 제거율을 보여주었는데 이는 당사의 HADS Pilot Plant 소화조의 구조가 내통과 외통으로 구분되어져 있음에 따라 plug flow + CSTR의 특징을 가짐에 따른 결과로 판단된다. 상기한 결과를 바탕으로 향후에는 $5kgVS/m^3/d$ 수준의 유기물 부하 적용운전도 계획하고 있다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 2000.04a
• /
• pp.51-52
• /
• 2000

생물공정의 운전에 있어서 적절한 공정변수가 부족한 경우가 많다. 이것은 멸균과정을 견딜 수 있는 신뢰성 높은 센서가 부족하기 때문이다[1]. 생물공정에 주로 사용되는 센서로서는 온도, pH, D.O., rpm, viscosoty 등이 있으나 이 센서들은 배양액의 물리적 혹은 화학적 상태를 측정할 수 있는 경우가 대부분이다[2]. 미생물의 대사활동과 관련이 있는 공정 변수로는 배출가스의 성분을 측정하여 얻을 수 있는 Oxygen uptake rate, Carbon dioxide evolution rate 및 Respiratory quotient가 있으며 현재 생물공정의 운전에 사용되고 있다[3]. 그러나 반복적인 센서의 보정과 연결관의 잦은 청소 및 보수를 필요로 하여 제한적으로 사용되고있는 실정이다. 자동화된 습식분석장치, Gas chromatograph, High Performace Liquid Chromatograph 혹은 Mass spectrophtometry 등을 온라인 샘플 처리장치와 연결하여 발효조의 배양액의 성분을 온라인으로 분석하고 공정의 운전에 응용하는 사례가 많이 발표되었다[4-6]. 고가의 장비 및 운전의 번거러움이나 추가적인 인력이 필요하므로 역시 특별한 경우에만 사용되고 있다. 이외에도 여러 종류의 온라인 센서 및 바이오 센서등이 개발되어 사용되고 있으나 역시 그 사용범위는 특수한 영역에 한정되어있다. 이와 같이 새로운 센서를 개발하여 공정변수를 측정하려는 시도중의 하나가 소프트웨어 센서의 개발이다. 이 것은 공정상에서 발생하는 1차 공정변수를 이용하여 배양액의 상태 혹은 2차적인 공정 변수를 추측해내는 것이다. 대부분의 경우 기존의 공정 변수를 사용하므로 추가적인 비용이 들지 않고 소프트웨어의 형태로 구현되므로 센서의 보정과 설치 및 유지관리의 노력이 매우 적은 장점이 있다. 본 연구에서는 생물공정에서 자동제어 과정에서 발생하는 여러 가지 공정상의 제어 신호로부터 새로운 공정 변수를 얻어내고자 시도하였다. 대부분의 생물공정에서는 pH의 자동제어가 필수적인데 자동제어 과정에서 발생하는 pH 제어 신호 및 pH의 변화 응답신호를 이용하여 배지의 완충용량의 변화와 알칼리의 소비속도를 온라인으로 측정할 수 있었다. 여기에 인공지능망을 설계하여 균체의 량을 온라인으로 추정하는 방법을 개발하였다 [7].산업용 발효조의 운전 온도는 주로 냉각수의 단속적인 공급에 의하여 항상 일정하게 조절된다. 따라서 냉각수의 냉각량을 측정하면 미생물의 배양시 발생하는 대사열량을 측정할 수 있게 된다. 본 연구에서는 실험실의 발효조를 냉각수의 단속적인 공급에 의하여 자동온도 조절이 되도록 개조하고 여기에 냉각수의 유출입 지점에 온도센서를 부착하여 냉각수의 온도를 측정하고 냉각수의 공급량과 대기의 온도 등을 측정하여 대사열의 발생을 추정할 수 있었다. 동시에 이를 이용하여 유가배양시 기질을 공급하는 공정변수로 사용하였다 [8]. 생물학적인 폐수처리장치인 활성 슬러지법에서 미생물의 활성을 측정하는 방법은 아직 그다지 개발되어있지 않다. 본 연구에서는 슬러지의 주 구성원이 미생물인 점에 착안하여 침전시 슬러지층과 상등액의 온도차를 측정하여 대사열량의 발생량을 측정하고 슬러지의 활성을 측정할 수 있는 방법을 개발하였다.

• KSBB Journal
• /
• v.18 no.2
• /
• pp.111-116
• /
• 2003

Hydrogen producing acidogenic microorganisms were self-immobilized using organic-inorganic hybrid polymer within 5 minutes. During the continuous tratment of synthetic wastewater at a hydraulic retention time of 20 hours, at 37$^{\circ}C$, pH 5.0, the self-immobillized granules were maintained in a stirred tank reactor. The black colored granules gradually became milky. Image analysis showed that the mean diameter of the milky colored granules ranged from 1.5 to 20. mm. The maximum bio-gas procuction rate was 380 ml/L/hy and the concentration of H$_2$was around 50%, while no methane was detected. Granular ECP was extracted and its content was measured to elucidate the role of the organic-inorganic hybrid polymer. Further increases of granule concentration are expected to increase the hydrogen production rate.

• Clean Technology
• /
• v.8 no.3
• /
• pp.151-165
• /
• 2002

In the treatment of the wastewater containing metals($Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Ni^{2+}$, $Cr^{3+}$) by using batch precipitation and flocculation followed by membrane filtration, permeate flux and removal efficiency were investigated according to by the effect of pH and coagulants, and the type of membranes used and pore size. It was found that it is most effective to use $0.45{\mu}m$-polysulfone membrane and coagulant(PAC) at the conditions of the pH of 10.0~10.5 for the case of copper containing wastewater, $0.1{\mu}m$-PVDF membrane and coagulant(PAC) at the conditions of the pH of 10.0~10.5 for the case of zinc containing wastewater, $0.1{\mu}m$-PVDF membrane and coagulant at the conditions of the pH of 11.0~11.5 for the case of nickel containing wastewater, $0.2{\mu}m$ membrane and coagulant at the conditions of the pH of 8.0~8.5 for the case of chromic containing wastewater, and $0.2{\mu}m{\sim}0.45{\mu}m$ membrane and coagulant at the conditions of the pH of 11.0~11.5 for the case mixture wastewater. The permeate flux could higher as to be used coagulants except for the case of copper containing wastewater.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.28 no.11
• /
• pp.1192-1197
• /
• 2006

Adsorbability of ionic and nonionic pharmaceuticals was studied using granular activated carbon(GAC). In a batch adsorption test of muticomponent solution, 500 mg/L of GAC dose removed all target compounds between 94 and 98% at initial concentration of 10 ${\mu}g/L$. Adsorption of ionic pharmaceuticals increased as pH was lowered toward to pKa, however adsorption capacity of nonionic pharmaceuticals showed insignificant variation with the changing pH. The enhanced adsorption capacity of ionic pharmaceuticals at lower pH was attributed to the corresponding increase in the molecular form of ionic pharmaceuticals with carboxylic group at low pH. In addition, decrease of pH increased hydrogen ion concentration in the bulk solution and the protons bound to the available sites on the carbon enhanced the removal of the ionic pharmaceuticals from solution. After 40 days of continuous operation, GAC column showed the removal of target compounds were removed by $93{\sim}99%$ at 15 min of EBCT mainly due to adsorption mechanism of GAC. At shorter EBCT than 15 min, breakthrough of CA, IBP and GFZ occurred earlier than the other ionic and nonionic pharmaceuticals. effect of EBCT on adsorption of nonionic pharmaceuticals was greater than ionic ones. This study showed that persitent pharmaceuticals found in drinking water treatment could be effectively controlled by adsorption in GAC process.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1996.11b
• /
• pp.711-716
• /
• 1996

발전소 정상운전 및 정지기간 중 2차측 급수를 통하여 증기발생기 안으로 불순물이 유입되며, 운전중에 과열도가 높은 중기발생기 세관과 튜브쉬트등의 틈새에는 불순물의 농축도가 심해지며 이로인해 전열관이 부식손상을 입는다. 잠복불순물은 출력감발 및 정지기간 중에 증기발생기 급수의 냉각에 따라 불순물의 용해도차로 인해 재방출된다. 본 연구에선 89년부터 94년사이에 행하여진 원전 현장의 잠복불순물 방출시험자료를 이용하여 데이터베이스를 작성하였으며, 이중의 일부를 입력자료로 사용하여 Framona 전산코드작업을 수행한 결과 틈새의 pH 변화를 년도별로 비교할 수 있었다. 비교결과 년도가 지날 수록 증기발생기의 틈새에서의 pH는 낮아짐을 볼 수 있었으며 현장의 년도별 증기발생기 세관 관막 음수 증가 경향과 잘 일치하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.5 no.5
• /
• pp.836-842
• /
• 1994

The optimum design conditions of gas sparger pipe and the effects of operating variables on $SO_2$ removal efficiency have been examined in Jet Bubbling Reactor. Geometry of gas sparser pipe of Jet Bubbling Reactor is a very important factor to obtain a effective gas-liquid contact. Test results revealed that Reynolds numbers at sparger and slot have to be kept greater than 12,000 identically at a given gas velocity. $SO_2$ removal efficiency was a function of ${\Delta}P$, pH, inlet $SO_2$ concentration and particle size of limestone and was more sensitive to the change of ${\Delta}P$ than to the changes of others. The ${\Delta}P$ of at least 230mmAq must be maintained to acheive the above 90% $SO_2$ removal at pH of 4.0 which is considered as adequate operating pH. Higher $SO_2$ removal efficiency was obtained even at lower pH ranges, which resulted from the complete oxidation of the absorbed $SO_2$ to sulfates by adding air and consequently from the reduction of $SO_2$ equillibrium partial pressure in the gas-liquid interface The 99.5% of the limestone utilization was attained in pH range from 3.0 to 5.0 with regardless to the particle size of limestone employed.