• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.19 no.2
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• pp.49-54
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• 2011

This study was conducted to evaluate the performance of methane fermentation from effluent of hydrogen fermentation reactor in anaerobic baffled reactor (ABR) and anaerobic sequencing batch reactor (ASBR). Two reactors were operated at organic loading rate of $1.0kg\;COD/m^3{\cdot}d$ and hydraulic retention time (HRT) of 20 day. Methane production rates of ABR and ASBR for start-up periods were 0.04 L/L/d and 0.19 L/L/d, respectively, whereas maximum methane production rates of ABR and ASBR were 0.25 L/L/d and 0.31 L/L/d, respectively. Removal rates of chemical oxygen demand (COD) in ABR and ASBR for start-up periods were 89% and 92%, respectively. After startup periods, removal rates of COD and volatile solids (VS) in ABR and ASBR were maintained over 90%. The specific methanogenic activity (SMA) increased as microorganism acclimated to the substrate.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.13 no.1
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• pp.52-64
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• 2002

유기성 폐기물을 이용하여 생물학적 수소생산 통합화 시스템 연구를 수행하였다. 통합화 시스템은 유기성폐기물의 전처리, 2단계 혐기발효 및 광합성 배양으로 구성된 생물학적 수소생산 공정, 초임계수 가스화 공정, 생산된 가스의 저장, 분리 및 연료전지를 이용한 전력 생산으로 구성되었다. 실험에 사용된 유기성 폐자원은 식품공장 폐수, 과일폐기물, 하수슬러지이며, 전처리는 폐기물에 따라 열처리 및 물리적 처리를 하였으며, 전처리된 시료는 생물학적 수소생산 공정에 직접 적용되었다. Clostridium butyricum 및 메탄 생성조에서 발생하는 하수슬러지중의 미생물 복합체는 수소생산 혐기 발효공정에 사용되었으며, 광합성 수소생산 미생물인 홍색 비유황 세균은 광합성 배양에 사용되었다. 생물학적 공정에서 발생하는 미생물 슬러지는 초임계수 가스화 공정으로 수소를 발생하였으며, 슬러지 중의 COD를 저하시켰다. 생물학적 공정 및 초임계수 가스화 공정에서 발생하는 수소는 가스탱크에 가입상태로 저장한 후, 95%순도로 분리하였으며, 정제된 수소는 연료전지에 연결하여 전력 생산을 하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1996.10a
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• pp.60-61
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• 1996

염색폐수를 처리하기 위하여, 일반적으로 물리.화학적 공정과 호기성 생물학적 공정을 조합한 방법들을 사용하고 있다. 하지만 호기성 생물학적 공정은 난분해성 물질의 제거능력이 낮고, 염색폐수의 주된 오염원인 염료분자가 호기성 미생물에 대한 에너지원으로 적합하지 않아 분해되기 어려우며, 물리.화학적 공정을 이용한 처리방법으로도 높은 처리효율을 얻을 수가 없다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 염색폐수 처리에 혐기-호기공정을 이용하며, 혐기성 공정에서 생물학적으로 분해되기 어려운 고분자 물질들을 가수분해하여 생물학적으로 분해가능한 저분자물질로 전환시키고, 호기성 공정에서 저분자 물질을 효과적으로 처라할 수 있기때문에 기존의 염색폐수 처리공정에 비하여 훨씬 높은 처리효율을 얻을 수 있다. 특히, 혐기성 미생물은 호기성 미생물에 비하여 난분해성 물질에 대한 분해력이 높고, 생물독성 물질에 대한 내성이 강하기 때문에 수중생물에 유해한 염료를 함유한 염색폐수의 색도제거에 효과적인 것으로 기대된다. 또한, 막분리 공정은 유기물 및 미생물이 막표면에 축적, 증식함으로써 막세공에 막힘현상을 초래하여 역세척 등의 물리적인 방법이나 화학약품을 이용한 화학적 세척 방법으로도 투과플럭스의 회복이 불가능한 상태를 유발함으로 막의 수명을 단축시키는 원인이 된다. 따라서, 혐기-호기공정과 조합하면 색도성분 제거 및 막 오염의 원인이 되는 유기물 및 용존성 고형물을 제거하고, 막 오염의 억제를 통한 후 수염의 연장은 물론, 처리수의 수질향상에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.1로 강구와 함께 공구강 vial에 장입 후, Spex mixer/mill을 이용하여 기계적 합금화 하였다. 기계적 합금화 공정으로 제조한 분말에 대한 X-선 회절분석과 시차 열분석으로 합금화 정도를 분석하였다. (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말을 10-5 torr의 진공중에서 300℃∼550℃의 온도로 30분간 가압소결하였다. 가압소결체의 파단면에서의 미세구조를 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 상온에서 가압소결체의 열전특성을 측정하였다. (Bi1-xSbx)2Te3의 기계적 합금화에 요구되는 공정시간은 Sb2Te3 함량에 따라 증가하여 x=0.5 조성에서는 4 시간 45분, x=0.75 조성에서는 5 시간, x=1 조성에서는 6 시간 45분의 vibro 밀링이 요구되었다. n형 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말의 제조에 요구되는 밀링시간 역시 Bi2Se3 함량 증가에 따라 증가하였으며 Bi2(Te0.95Se0.05)3 합금분말의 제조에는 2시간, Bi2(Te0.9Se0.1)3 및 Bi2(Te0.85Se0.15)3 합금분말의 형성에는 3시간의 bivro 밀링이 요구되었다. 기계적 합금화로 제조한 p형 (Bi0.2Sb0.8)2Te3 및 n형 Bi2(Te0.9Se0.1)3 가압 소결체는 각기 2.9x10-3/K 및 2.1x10-3/K 의 우수한 성능지수를 나타내었다.ering)가 필수적이다. 그러나 침전법에서 얻게 되는 분말은 매우 미세하여 colloid를 형성하게 되며, 이러한 colloid 상태의 미세한 침전입자가 filte

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.10
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• pp.730-736
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• 2013

This study was conducted to examine the effects of the salt concentration in seafood wastewater on the high-rate anaerobic digestion process. In the general high-rate anaerobic process test, the TCODcr removal efficiency at 6 hr or more HRT was 81.1~0.7%, and the optimal HRT for seafood wastewater process was found to be 6 hr or more. The methane content in the biogas was 70.1~76.8% during the operation, and was hardly affected by the change in the influent load. The results of the anaerobic digestion efficiency according to the salt concentration showed that the removal efficiency of TCODcr was 83.4~89.2% below a $4,000mgCl^-/L$ salt concentration, and mid-70% at a $5,000mgCl^-/L$ salt concentration. Therefore, the salt concentration had to be kept below $4,000mgCl^-/L$ to ensure stable treatment efficiency. Below a $3,000mgCl^-/L$ salt concentration, the methane generation was 0.2999~0.346$m^3CH_4/kgCODrem.$, which was similar to the theoretical methane gas generation in STP condition ($0.35m^3CH_4/gTCODrem.$). The methane content in the biogas was 64.7~73.3% below a $3,000mgCl^-/L$ salt concentration, but decreased with an increase in the salt concentration, to 50.1~56.9% at a $4,000mgCl^-/L$ concentration.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.38 no.4
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• pp.201-209
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• 2016

Theoretical maximum methane yield of glucose at STP (1 atm, $0^{\circ}C$) is 0.35 L $CH_4/g$ COD. However, most researched actual methane yields of anaerobic digester (AD) on lab scale is lower than theoretical ones. A wide range of them have been reported according to experiments methods and types of organic matters. Recent year, a MET (Microbial electrochemical technology) is a promising technology for producing sustainable bio energies from AD via rapid degradation of high concentration organic wastes, VFAs (Volatile Fatty Acids), toxic materials and non-degradable organic matters with electrochemical reactions. In this study, methane yields of food waste leachate and sewage waste sludge were evaluated by using BMP (Biochemical Methane Potential) and continuous AD tests. As the results, methane production volume from the anaerobic digester equipped with MET (AD + MET) was higher than conventional AD in the ratio of 2 to 3 times. The actual methane yields from all experiments were lower than those of theoretical value of glucose. The methane yield, however, from the AD + MET occurred similar to the theoretical one. Moreover, biogas compositions of AD and AD + MET were similar. Consequently, methane production from anaerobic digester with MET increased from the result of higher organic removal efficiency, while, further researches should be required for investigating methane production mechanisms in the anaerobic digester with MET.

• Environmental engineer
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• s.323
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• pp.22-27
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• 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.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.38 no.6
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• pp.279-290
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• 2016

The performance of upflow anaerobic bioelectrochemical reactor (UABE), equipped with electrodes (anode and cathode) inside the upflow anaerobic reactor, was compared to that of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor for the treatment of acidic distillery wastewater. The UASB was stable in pH, alkalinity and VFAs until the organic loading rate (OLR) of 4.0 g COD/L.d, but it became unstable over 4.0 g COD/L.d. As a response to the abrupt doubling in OLR, the perturbation in the state variables for the UABE was smaller, compared to the UASB, and quickly recovered. The UABE stability was better than the UASB at higher OLR of 4.0-8.0 g COD/L.d, and the UABE showed better performance in specific methane production rate (2,076mL $CH_4/L.d$), methane content in biogas (66.8%), and COD removal efficiency (82.3%) at 8.0 g COD/L.d than the UASB. The maximum methane yield in UABE was about 407mL/g $COD_r$ at 4.0 g COD/L.d, which was considerably higher than about $282mL/g\;COD_r$ in UASB. The rate limiting step for the bioelectrochemical reaction in UABE was the oxidation of organic matter on the anode surface, and the electrode reactions were considerably affected by the pH at 8.0 g COD/L.d of high OLR. The maximum energy efficiency of UABE was 99.5%, at 4.0 g COD/L.d of OLR. The UABE can be an advanced high rate anaerobic process for the treatment of acidic distillery wastewater.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.8 no.1
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• pp.90-96
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• 2000

The composition of leachates varies depending on the waste characteristics, landfill age and landfilling method. Generally, leachates contain high dissolved organic substance and ammonia nitrogen whereas phosphorus concentration was very low. Leachate A produced from young landfill is characterized by high BOD5/COD ratio (0.8) whereas leachate C produced from old landfill has lower BOD5/COD ratio (0.1). Maximum biochemical methane potential of leachate A, B (from medium landfill) and C were 271,106 and 4 ml CH4/g-COD, respectively. On the other hand, the maximum biodegradability of leachate A, B, and C were 75,30, and 1%, respectively. These results indicated that anaerobic treatment of leachate from young landfill was effective in removing organic pollutants. In case of leachate C, carbon might reside in the form of large molecular weight organic compounds such as lignins, humic acids and other polymerized compounds of soils, which are resistant to biodegradation. The lag-phase period increased with the increasing organic concentration in leachate. In case of leachate A of concentration greater than 25%, the lag-phase period increased sharply. This implied that the start-up period of anaerobic process using an unacclimated inoculum could be extended due to the higher concentration of leachate. This relatively long lag-phase is probably related to the fact that most of the inhibitory compounds have been diluted beyond their inhibitory concentrations of less than 50%. Furthermore, the ultimate methane yield and methane production rate decreased as leachate concentration increased. It was anticipated the potential inhibition was related with the steady-state inhibition as well as the initial shock load.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.502-502
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• 2023

지난 140여년(1880~2022)간 지구의 연평균 기온은 약 1.5℃ 상승하였다. 이에 따라 폭염, 홍수, 가뭄 등 이상기후 발생이 급증하고 있으며, 생태계가 급격히 변화하여 담수호의 산소량 또한 급속히 감소하고 있다. 소양호는 총길이 60 km, 유역면적 2.703 km², 최대저수량 29억톤으로, 유역면적은 북한강 유역의 25%에 달하며 북한강 상류에 위치하고 있는 국내 최대의 인공호이다. 따라서 소양호 유역의 관리는 북한강 유역의 수질 관리와 수도권 수자원 공급의 핵심 중 하나라고 볼 수 있다. 그러나 기후변화에 따라 소양호의 성층현상에도 변동이 생겼을 것으로 판단되고 있다. 호소의 성층현상은 수심에 따른 온도의 변화로 발생하는 현상으로, 성층현상이 심하면 유체는 연직운동이 제한되고 상대적으로 수평방향 운동이 활발해진다. 소양호는 수심이 매우 깊으며, 열용량이 크기 때문에 여름에 성층이 형성되는 온대일순환호(warm monomictic lake)로 분리된다. 성층현상이 심하면 호소 하부의 저층에서는 용존산소가 거의 없어 혐기성 상태가 되고, 침전된 유기물이 혐기성 미생물에 의해 분해되기 때문에 수질은 크게 악화된다. 따라서 본 연구는 30년간의 소양호의 수온과 DO의 변동을 분석하여 성층현상의 변동성을 파악하고자 하였다. 이에 따라 약 30년간(1993년 1월~2022년 12월) 0~90 m까지 측정한 수온, DO 데이터를 이용하였다. 데이터는 매달 최소 1회~최대 5회 측정된 자료 중 가장 수심이 깊게 측정된 날의 자료를 이용하였다. 1월과 2월의 데이터는 동절기로 인해 소양호 조사를 실시할 수 없어 제외하였다. 수온의 경우 30년간 서서히 증가하는 경향을 보였으며 0~90m 전반에 걸쳐서도 대체로 증가하는 경향을 보였다. 또한 6월에 성층현상이 더 심해지고, 겨울에는 연직운동이 감소하는 모습을 보였다. DO의 경우 용존산소가 중층에서 최저를 보이는 Metalimnetic oxygen minimum을 보였으며, 2008년까지는 거의 매년 농도 2.0mg/L 이하인 달이 있었으나 그 이후에는 회복되어 대부분 2.0 mg/L 이상을 보였다. 그러나 심층의 경우에는 2014년부터 DO 농도 3 미만으로 떨어지는 경우가 증가하였다.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.33 no.1
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• pp.65-69
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• 2005

A bacterial strain AE-1-3, isolated from soil and wastewater identified as Pseudomonas strain, removed $NH_4^+\;and\; NO_3^-$ simultaneously in anaerobic cultivation in a medium containing $0.1\%\;NH_4NO_3\;and\;3.0\%$ glucose. The strain removed $NH_4^+\;,\;NO_3^-\;and\;NO_2^-$ completely in 15 days of anaerobic cultivation. Though N03- removed completely, $33\%\;of\;NH_4^+$ remained in 15 day of incubation in $1\%$ glucose and $0.1\%\;NH_4NO_3$ medium. The bacterium could remove $0.1\%\;NH_4NO_3$ completely in a short time by addition of $Cu^{2+},\;Zn^{2+},\;Sn^{2+}\;in\;0.5\%$ glucose medium. By chaning the metal concentration, $0.3\%\;NH_4NO_3$ could be removed completely.