• 자원리싸이클링
• /
• 제28권3호
• /
• pp.15-20
• /
• 2019

폐수내 질소와 인을 이용한 struvite 회수는 수계 부영양화 방지 및 비료자원화에 효과적인 기술이나, 해결해야 할 이론 및 기술적 문제점이 있다. 본 연구에서는, 기존 문헌의 상세한 검토를 통하여, 이론적 측면에서 적절한 반응식 선정 및 이론적 고찰을 이용한 struvite 생성 반응예측 가능성을 논의하고, 기술적 측면에서는 struvite 생성의 대표적인 저해물질인 Ca의 배제를 통해 struvite 결정의 순도를 높일 수 있는 효과적인 방법을 소개하려 한다. 반응예측 측면에서는 중성~염기성 pH 영역에서 효과적인 struvite 반응식 및 반응계수를 이용, 정량적 모델을 구축할 수 있다. 이러한 모델은 실제 회분식 실험결과와 잘 일치하며 특히 이온들의 charge balance도 함께 고려하여 struvite 생성시 희석된 수용액에서 흔히 동반되는 pH 저하를 합리적으로 예측할 수 있다. 한편, Ca의 배제를 통한 struvite 순도 향상은 ${HPO_4}^{2-}-P$ 대비 고농도의 ${NH_4}^+-N$을 조성하여 해결할 수 있는데, 이는 고농도 암모늄 이온의 존재가 struvite 생성 관련 열역학적 구동력을 강화시켜 인산염이 Ca 대신 고농도 암모니아와 용이하게 반응하여 struvite 생성에 유리한 이온환경을 조성하기 때문이다. 즉 인산염이 $Ca^{2+}$과 빠르게 반응하여 이미 침전물이 형성하였을지라도, 고동도 암모늄으로 인한 열역학적 구동력으로 인산-칼슘 침전물이 재용해 되어 struvite를 생성시킬 수 있다.

• KSBB Journal
• /
• 제11권1호
• /
• pp.15-21
• /
• 1996

히아루론산 정제과정 중 불순물인 핵산과 단백질 을 제거하기 위하여 여러 가지 균체제거 실험을 수 행한 결과 여과에 의한 방법이 히아루론산 용액 중 의 단백질과 핵산이 가장 잘 제거되었다. 보다 효과 적요로 핵산과 단백질을 제거하기 위하여 활성탄과 규조토를 첨가하여 여과하였다. 여과시 히아루론산 의 회수율과 핵산 및 단백질 제거율을 살펴 본 결과 활성탄 농도 0.6%와 규조토 농도 1.0% 첨가하는 경우를 최적 여과조건으로 선정하였다. 에탄올 첨가 는 에단융과 히아루론산 용액을 동시에 첨가하는 경우에 히아루론산의 회수율과 핵산 및 단백질 제거율 이 가장 좋았다. 에탄올에 의한 히아루론산의 침전 시 최적조건을 찾기 위해 pH와 전도도를 변화 시키 는 실험을 수행하였다. pH와 전도도에 따른 핵산과 단백질의 제거 정도는 큰 차이를 보이지 않았고 에 탄올에 의한 히아루론산의 침전은 pH 7. 전도도 100mS(l.OM NaCI 정도에 해당)에서 최적이었으며, 이때 히아루론산의 회수율은 약 85% 정도이였 다. 에탄올 침전과 여과 과정에서 히아루론산 용액 중의 단백질은 거의 제거되었으나, 핵산은 완전히 제거되지 않았다. 핵산을 완전히 제거하기 위하여 Duolite A 7 수지를 통과시킨 결과 pH 7, 전도도 4 40mS 부근에서 핵산제거율이 65%로 가장 좋았다. 히아루론산 용액 내의 잔존 핵산은 hydroxy-apatite 0.2%를 처리하여 거의 제거 할수 있어 그 결과 불 순물인 핵산과 단백질이 각각 0.02%. 0.01 % 이하 인 의료용 히아루론산을 만들 수 있었다.

• 유기물자원화
• /
• 제21권1호
• /
• pp.69-75
• /
• 2013

본 연구는 대부분 매립되어지고 있는 생활폐기물자원회수시설(소각장)에서 발생한 소각재 중 바닥재를 용융하여 정석탈인법의 정석재로 사용하기 위한 연구로 용융은 $1,100^{\circ}C$에서 용융한 뒤 0.35mm 이하의 것을 사용하였다. 실험의 결과 인농도 10mg/L 이하의 인공하수의 경우 90%이상의 제거율을 얻을 수 있었으며 인농도를 변화시키면서 실험에 적절한 인농도를 100 mg/L로 결정하였다. 초기 인농도 100 mg/L, 칼슘이온농도 50 mg/L, pH 8의 인공하수에 분말 용융슬래그 1%(W/V) 주입하여 정석탈인반응에서 인제거를 방해하는 것으로 알려진 알카리도의 영향실험을 하였는데, 알카리도가 증가하면서 그 반응속도도 느려지는 것을 확인할 수 있었다. 반응 온도의 영향 또한 동일한 방법으로 실험하였으며 $15{\sim}35^{\circ}C$의 범위에서 반응 속도 상수값을 구한 결과 온도가 증가하면서 반응속도가 증가하는 것을 볼 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권9호
• /
• pp.879-886
• /
• 2010

제철소에서 산업부산물로 다량 발생되는 제강전로슬래그를 struvite 정석반응의 정석재로 사용하여 고농도의 질소와 인의 제거특성을 파악하고자 하였다. $NH_4$-N와 $PO_4$-P의 제거 및 회수를 위한 struvite 정석반응의 최적의 pH영역은 8.0~8.75 범위로 확인되었다. pH 8.0~8.75 영역에서 struvite 침전 및 정석반응에 의한 총제거효율은 $NH_4$-N와 $PO_4$-P에 대하여 각각 34.3~61.0%와 91.0~96.2%의 값을 나타냈다. Struvite 정석반응에 의한 $NH_4$-N의 제거는 pH 8.5에서 29.4%의 최대값을 보였고 $PO_4$-P의 경우 pH 8.0에서 65.1%로 최대값을 나타냈다. 수중의 Ca 이온농도가 증가할수록 struvite 정석반응에 의한 $NH_4$-N의 제거효율은 감소하는 경향을 나타냈으며 $PO_4$-P의 경우에는 Ca 이온농도의 변화에 총제거효율이 크게 변하지 않았다. SEM, EDS 및 XRD 분석결과 struvite 정석반응에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거는 MAP과 HAp 결정이 독립적으로 혹은 정석재의 표면상에 발생함으로써 진행되는 것으로 판단되었다.

• 환경기술인
• /
• 통권323호
• /
• pp.22-27
• /
• 2013

종이 펄프 공장의 폐수는 다른 공업에 비해서 폐수량이 많고 오염도가 높다. 목재로부터 종이를 제조하는 경우에 수율은 종이의 종류와 제법에 의해 큰 차이가 있어서 한마디로 말하기는 어렵지만 평균 50~70%로 보는 경우, 목재 성분의 30~50%는 용해 또는 SS의 상태로 폐수중에 존재하기 때문에, 이들이 직접 하천이나 바다에 방류되면 오염의 원인이 된다. 그 때문에 각 공장에서는 목재자원의 종합적인 이용의 입장으로서 제품의 수율을 좋게 하고 동시에 폐수의 양을 감소시키고 폐수에서 유용한 자원을 회수하거나 증해약품의 회수 등을 위하여 연구 및 노력을 계속하고 있는 것이 현 상태이다. 우리 나라의 거의 모든 제지회사에서는 물리적, 화학적 처리법과 생물학적 처리법 중 호기성 처리방법이 주 처리방법으로 사용되고 있으며 탈묵 폐수나 리그닌을 다량 함유하는 폐수의 경우에는 혐기성 처리방법을 이용하기도 한다. 본 실험에서는 우유팩을 재생하여 화장지 제조의 원료로 이용하는 G제지공장의 폐수를 이용하였고, 공장의 원폐수를 부상법으로 1차 처리한 처리수를 실험실로 운반하여 활성슬러지법으로 실험하였다. 처리효율의 영향인자인 HRT를 G제지공장에 맞추어 12시간으로 조정하고 적절한 F/M비(0.23)를 위해 COD와 MLSS가 유지된 후부터 실험을 시작했다. $20^{\circ}C{\sim}560^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$간격으로 온도를 변화시키면서 미생물의 상태변화를 관찰하고, 또한 각 용도에서의 처리수질을 비교해 보았다. 실험조건은 pH는 중성상태(6.5~7.5), DO는 $2{\sim}4mg/{\ell}$, 영양원은 BOD : N : P = 100 : 5 : 1로 맞추고 BOD, COD, SS, SVI를 측정하였으며, 현미경을 통하여 미생물과 Floc를 관찰하였다. $20^{\circ}C$부터 종균제를 초기 운전시 $200mg/{\ell}$ (분말상)을 폭기조에 투여하고 매일 $200mg/{\ell}$를 정기적으로 투입하여 온도변화에 따른 미생물의 상태 및 처리수질을 비교해보았다. 특히 종균제로는 기존의 G제G지공장에서 사용하는 신일 미생물(Bio sound S)종균제와 청림C&C의 종균제(Cell bio P)를 비교 관찰하였다. 고온성 종균제를 두배 투입하여 투입량에 대한 처리효율을 비교하였으며 종균제를 사용하지 않고 운용함으로써 그 차이도 비교할 수 있었다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.119-131
• /
• 2017

This study evaluated the feasibility of recovering and recycling nitrogen (N) and phosphorus (P) from livestock excreta as struvite ($MgNH_4PO_4{\cdot}6H_2O$) in South Korea. Our experimental results showed that struvite precipitation was a very effective way to recover N and P from livestock excreta. Moreover, our study demonstrated that struvite precipitates from livestock excreta (SPL) contain higher concentrations of N, P, and magnesium (Mg) as compared to compost and liquid manure from livestock excreta. In addition, although SPL contain high concentrations of copper (Cu) and zinc (Zn), they meet the fertilizer criteria for concentrations of heavy metals. In South Korea, SPL cannot currently be used as a fertilizer due to legal constraints. Legal permission for SPL use would offer greater choice in livestock excreta management. In conclusion, recovery and recycling of N and P from livestock excreta as struvite can be an effective tool for managing nutrients in livestock excreta.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제51권4호
• /
• pp.337-342
• /
• 2009

회분식 반응조를 Mg원 첨가 방법이나 혹은 MAP을 재이용하는 조건이 서로 다른 4가지 상이한 조건하에서 운전하면서 공정으로부터 회수된 magnesium ammonium phosphate (MAP) 혹은 struvite 슬러리의 재이용 수단으로서의 극초단파조사 방법의 이용 가능성을 파악하였다. 또한 극초단파조사 동안의 MAP 용해율과 $NH_4-N$ 소실양상 및 MAP의 물리/화학적 변화를 분석하였다. Mg원을 첨가하지 않은 run A에서의 용해성 인과 암모니아성 질소의 제거율은 각각 33%와 27% 수준이었던 반면 유입수내 용해성 인 기준 동몰비의 Mg원을 첨가한 run B에서는 용해성 인과 암모니아성 질소의 제거율이 각각 87% 와 40% 수준으로 증가하였다. 극초단파를 조사한 MAP을 첨가한 run C의 경우, 비록 Mg원을 첨가한 run B에 비해 $PO_4-P$와 $NH_4-N$ 제거율이 낮았으나, Mg원을 첨가하지 않은 run A에 비해 $PO_4-P$의 제거율이 2배 정도 높아지는 결과를 보였다. Mg 원과 MAP을 각각 1/2씩 첨가한 run D에서의 $PO_4-P$와 $NH_4-N$ 제거효율은 각각 88%와 35% 수준으로 Mg원만을 1몰비로 첨가한 run B와 거의 유사한 효율을 나타내었다. 이러한 결과에 의거 극초단파로 처리한 후 MAP을 재이용하는 방법은 공정에서의 인과 질소의 제거율을 높임은 물론, Mg원 사용량을 감소시키는 이중효과가 있음을 알 수 있었다. MAP을 극초단파로 조사하면서 $NH_4-N$ 농도변화를 관찰한 결과 극초단파조사 초기단계에서는 $NH_4-N$ 농도가 점차 증가하다가 온도가 $45^{\circ}C$ 이상으로 상승함에 따라 용액으로부터 $NH_4-N$가 소실되기 시작하여 감소하였으며 극초단파조사 동안의 $PO_4-P$ 용해율은 초기 MAP 농도에 비례하면서 $0.0091x^{0.6373}$ mg/sec의 상관관계를 갖는 것으로 분석되었다. 또한 주사전자현미경을 이용한 극초단파조사 동안의 MAP 크리스탈 구조변화실험 결과 극초단파 조사시 전자기적 진동력에 의해 단시간내에 MAP 크리스탈 구조가 작은 입방체 과립형태로 부숴지고 극초단파 조사가 지속됨에 따라 점차 용액내로 녹음을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.397-405
• /
• 1985

금속킬레이트제로써 잘 알려진 몇가지 oxime 화합물들의 Amberlite XAD 수지들에 대한 흡착성을 분포계수값을 측정함으로써 상호 비교해 본 결과 킬레이트제로서는 분포계수값이 비교적 큰 salicylaldoxime (SAO)과 ${\alpha}$-benzoinoxime(${\alpha}$-BzO) 그리고 수지로서는 XAD-4 수지가 적합함을 알았다. SAO과 ${\alpha}$-BzO를 XAD-4 수지에 각각 침윤시킨 SAO-XAD-4 및 ${\alpha}$-BzO-XAD-4 침윤수지의 그 특성을 조사하였다. SAO와 ${\alpha}$-BzO의 XAD-4 수지에 대한 최적 흡착조건은 30% 메탄올, pH 1∼8(SAO) 및 pH 1~9 (${\alpha}$-BzO)였다. SAO 및 ${\alpha}$-BzO의 XAD-4 수지에 대한 흡착은 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 그 흡착메카니즘은 흡착엔탈피(-${\Delta}$H)를 구해본 결과 4.99 ~ 6.66 (Kcal/mol)인 것으로 보아 쌍극자-쌍극자 인력에 상응하는 분자 흡착임을 알 수 있었다. 한편 금속이온을 흡착시키는 매질용액과 흡착된 금속이온을 회수하는 염산수용액에서 침윤수지의 안정성을 조사한 결과, 전자는 pH 5∼10에서, 후자는 0.1~5M 염산수용액에서 비교적 큰 안정성을 보였다. 두 침윤수지에 의한 Mn(II), Co(II), Ni(II), Zn(II)등의 금속이온의 흡착몰비는 대략 1;2(금속이온:킬레이트제)이었으며 흡착된 금속이온은 3M-HCl 수용액 또는 3M-HCl/50%-MeOH 용리액으로 정량적으로 회수가 가능하였다.

• 환경생물
• /
• 제33권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2015

전세계적으로 2000년대 이후로 남조류에 의한 녹조의 발생이 증가하고 있으며, 이와 관련된 환경 문제가 공중건강을 위협하고 인간 활동을 제한하고 있다. 1970년대 캐나다의 호수를 중심으로 수행된 다년간의 현장 연구를 통하여, 녹조발생의 핵심적인 영양 제한인자로 인이 제시되었고, 인 저감에 대한 수계 관리가 진행되었다. 그러나 2000년대 이후, 대형 담수수계에서 특히 Microcystis에 의한 녹조 현상에서는 인뿐만 아니라 질소가 남조류 녹조 발생에 미치는 영향이 부각되고 있다. 한국의 담수 수계에서도 이와 비슷한 남조류에 의한 위해성 녹조 번성 특징을 갖고 있으므로, 이러한 패러다임의 변화는 국내 담수수계의 영양염류 관리에서 중요한 의미를 갖는다. 최근 국제적인 관련 연구를 통하여, 위해성 남조류 번성을 막기 위해 제안된 방법은 다음과 같다. 1) 질소와 인을 함께 관리하는 전략, 2) 폐수의 수집 및 처리, 3) 호소 유입수의 사전처리, 4) 저니의 준설, 5) 체류시간의 단축, 6) 조류의 효율적 회수법, 7) 조류의 침강 및 응집 등이 제시되고 있다. 추가적으로 남조류의 생태학적 특성에 기반한 지속가능하고 통합적인 담수수계의 녹조 관리기법이 수립되어야 한다. 녹조를 유발하는 남조류는 척결되어야 할 생물체가 아니라, 담수 수계에 필수적인 미생물 구성원이기 때문이다.

• 대한화학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.244-249
• /
• 1987

미생물의 대사산물 중에서 각각의 균주에 특징있게 생성되는 탄소수 $C_2-C_5$인 휘발성 유리산의 정성 정량 분석자료는 혐기성 미생물을 확인하는 정보를 준다. 수용성 매체에 용해되어 있는 미생물의 대사산물을 처리함에 있어서 흡착제로 Chromosorbp를 사용한 liquid-solid extraction 방법에 대하여 조사 검토하였다. Chromosorb P는 친수성인 흡착제이므로 그 표면에 간섭물질인 수용성 성분들이 흡착되어 남아있는 반면에 비이온화성인 휘발성 유리산들은 ether에 의해서 정량적으로 회수가 된다. 이와 같이 신속하며 효율적으로 처리된 시료를 5% Carbowax 20M/0.75% $H_3PO_4$로 coating 된 stainless steel capillary column 으로 정성 정량분석하였다.