• 제목/요약/키워드: Aerobic biological treatment

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담수토양중(湛水土壤中)에 있어서 살균제(殺菌劑) IBP의 분해속도(分解速度)에 미치는 각종(各種) 토양환경조건(土壤環境條件)의 영향(影響) (Effect of soil environmental conditions on the degradation rate of the fungicide IBP in flooded soils)

  • 문영희
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제33권2호
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    • pp.133-137
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    • 1990
  • 담수토양중(湛水土壤中)에 있어서 IBP의 분해(分解)에 미치는 각종(各種) 토양환경조건(土壤環境條件)의 영향(影響)에 대하여 연구검토(硏究檢討)하였다. IBP는 비담수조건(非湛水條件)에서 보다 담수조건(湛水條件)에서 느리게 분해(分解)되었다. 분해속도(分解速度)는 토양종류(土壤種類)에 따라 크게 변화(變化)되었으며, 유기물함양(有機物含量)이 높은 토양(土壤)에서보다 낮은 토양(土壤)에서 빨랐다. IBP는 저온(低溫)에서보다 고온(高溫)의 토양(土壤)에서, 고농도(高濃度)에서보다 저농도(低濃度) 첨가(添加)에서 빨리 분해(分解)되었다. 토양중(土壤中) 분해속도(分解速度)는 볏짚첨가에 의하여 현저히 저하(低下)되었으나, 복합비료(複合肥料)나 타농약(他農藥) fenitrothion과 butachlor의 첨가(添加)에 의하여는 영향(影響)을 받지 않았다. 토양중(土壤中) IBP는 호기적(好氣的) 미생물(微生物)에 의하여 분해(分解)되는 것으로 추정(推定)되었다.

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Isolation and characterization of Vitreoscilla mutant defective in catalase-peroxidase hydroperoxidase I

  • Kim, Hee-Jung;Moon, Ja-Young;Lee, John-Hwa;Park, Kie-In
    • 한국동물위생학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.291-304
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    • 2007
  • Mutants of an obligate aerobic bacterium, Vitreoscilla, that have deficiency in heat-labile catalase-peroxidase hydroperoxidase I (HPI) were created by EMS treatment. The catalase-peroxidase HPI-deficient mutant showed substantially lower peroxidase activity in exponential and mid-stationary phase compared with the wild type strain. In late stationary phase, the mutant exhibited no peroxidase activity. Peroxidase deficiency in the mutant was revealed by polyacrylamide gels stained for peroxidase activity. Characteristically, catalase levels in the mutant increased about 14- and 8-fold during growth in the exponential and stationary phases, respectively, compared to those in the wild type, suggesting a compensatory effect for protection from $H_2O_2$ toxicity. The mutant showed differences in physiology from the wild type: retardation in growth rate and decrease in oxygen consumption. Both the wild type and the catalase-peroxidase HPI-deficient mutant of Vitreoscilla had lower growth rates in media containing increasing $H_2O_2$ concentrations. However, the mutant exhibited an additionally decreased growth rate after 6 to 8 h of growth compared to the wild type. The wild type was resistent up to 20 mM $H_2O_2$, whereas the mutant was very sensitive to high concentrations of exogenous $H_2O_2$. Although elevated catalase levels would provide protection of the bacteria from the deleterious effect of $H_2O_2$, it did not appear to be complete. Cell-free extracts of the mutant showed decreased NADH oxidation rates and higher accumulation of $H_2O_2$ during this oxidation. These results may account for the impaired growth and earlier onset of death phase by the catalase-peroxidase HPI-deficient mutant of Vitreoscilla.

컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 신 생물학적 고도처리 (병렬 고도처리) 공법 개발 (Developing a New BNR (Parallel BNR) Process by Computer Simulation)

  • 이병희;이용운
    • 상하수도학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.670-678
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    • 2002
  • Since Korean government imposed a stricter regulation on effluent T-N and T-P concentrations from wastewater treatment plant, a new process has to be developed to meet these rules and this process should remove T-N and T-P, economically, from weak wastewater that is typical for Korea's combined sewer system sewage. In this study, a computer simulator, BioWin from EnviroSim, Inc. was used. Three processes - A2/O, Modified Johannesburg, UCT- had been simulated under same operational conditions and a new process - Parallel BNR Process - had been developed based on these simulation results. The Parallel BNR process consists of two rows of reactors: One row has anaerobic and aerobic reactors in series, and the other row has RAS anoxic1 and RAS anoxic2 reactors in series. In order to ensure anaerobic state in anaerobic tank, a part of influent is fed to RAS anoxic1 tank in second row. This process had been simulated under same conditions of other three processes and the simulation results were compared. The results showed that three existing processes could not perform biological phosphorus removal when the average influent was fed at any operation temperatures. However, the Parallel BNR process was found that biological phosphorus removal could be performed when both design and average influent were fed at any operation temperatures. This process showed the T-N concentration in effluent had a maximum value of 15mg/L when design influent was fed at $13^{\circ}C$ and a minimum value of 14mg/L when average influent was fed at $20^{\circ}C$. Also, T-P concentrations had a maximum value of 1.3mg/L when average influent was fed at $20^{\circ}C$ and a minimum value of 1.1mg/L when design influent was fed at $13^{\circ}C$. Based on these results, we found that this process can remove nitrogen and phosphorus biologically under any operational conditions.

혼합 소화공정에서 내부반송과 다양한 전처리를 통한 하수 슬러지 처리 (Sewage Sludge Treatment with Internal Recirculation and Diverse Pre-treatment Methods Using Combined Digestion Process)

  • 하정협;최석순;박종문
    • 공업화학
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    • 제29권5호
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    • pp.613-619
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    • 2018
  • 본 연구에서는 유입 슬러지에 다양한 전처리 방법과 고액분리장치를 이용한 유출수의 잉여슬러지를 농축 후 내부반송을 적용하여, 중온혐기-고온호기 혼합 슬러지 처리 공정의 슬러지 소화효율과 메탄가스 생성량에 미치는 영향을 비교 검증하였다. 실험실 규모의 혼합 소화공정장치를 제작하여 서로 다른 유입 슬러지 전처리방법을 적용하여 5단계로 실험을 진행하였다. 1단계에서는 열-알칼리처리 전처리를 하여 슬러지를 공급하였고, 2, 3, 4단계에서는 유출수로부터 농축된 잉여슬러지의 내부반송과 각각 열-알칼리처리, 열처리, 알칼리 처리(7일)를 거친 유입 슬러지를 공급하였다. 마지막 5단계에서는 전처리를 하지 않은 슬러지를 공급하였다. 실험 결과, 1단계에서 4단계까지 진행되는 동안 Volatile Suspended Solid (VSS) 제거율은 유입 슬러지 전처리와 내부반송을 적용하는 경우 크게 증가하였으며, 메탄생성량 또한 2단계에서 슬러지 내부반송과 열-알칼리처리 전처리 적용의 경우 285 mL/L/day까지 크게 증가하였다. 한편, 5단계에서 전처리를 하지 않은 슬러지를 공급하였을 경우 VSS 제거율과 메탄 생성량이 크게 감소하였다. 결론적으로, 유입 슬러지의 열-알칼리처리 전처리와 유출수의 농축 잉여슬러지의 내부반송을 통해 복합 슬러지 처리 공정의 슬러지 제거 효율과 메탄생성량을 크게 증가시킬 수 있었다.

생물학적(生物學的) 처리(處理)에 의한 원수(原水)의 유기물제거(有機物除去)에 관한 연구(研究) (Biological Treatment of Raw Water for Organics Removal)

  • 조광명
    • 대한토목학회논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.43-50
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    • 1986
  • 오염(汚染)된 원수내(原水內)의 biodegradable 한 유기물(有機物)의 제거(除去)를 위한 호기성(好氣性) 고정미생물막공법(固定微生物膜工法)의 적용가능성(適用可能性)을 확인하기 위하여 본(本) 연구(硏究)가 실시(實施)되었는데, 실험(實驗)은 파쇄(破碎)된 연탄재 또는 화강암을 매질(媒質)로 채운 충전상(充塡床)에 phenol과 무기성(無記性) 영양물질(榮養物質)을 용해(溶解)시켜 만든 합성원수(合成原水)를 주입(注入)함으로써 진행(進行)되었다. 실험결과(實驗結果)에 의하면 유입수(流入水)의 BOD 농도(濃度)가 50 mg/l 이하(以下)이고 체류시간(滯留時間)이 2.7 시간(時間)이었을 때 처리수(處理水)의 TBOD는 6 mg/l 이하(以下)로 유지되었으며, 처리수내(處理水內)의 SS가 응집(凝集)이나 여과(濾過) 등(等)의 재래식(在來式) 정수공법(淨水工法)에 의하여 제거(除去)될 수 있다는 점을 감안한다면 처리수(處理水)의 SBOD는 5 mg/l 이하로 유지될 수 있다. 처리수내(處理水內)의 SS가 낮은 BOD를 나타내었으므로 이들 SS가 대부분 부식질(腐植質)로 구성되었음을 알 수 있다. 이는 반응조내(反應槽內)의 미생물막(微生物膜)이 낮은 F/M 비 때문에 내호흡단계(內呼吸段階)에 있음을 뜻한다. 연구결과(硏究結果)에 따라, biodegradable한 유기물(有機物)로 오염(汚染)된 원수(原水)는 먼저 2~3시간의 체류기간을 가지는 호기성(好氣性) 고정미생물막반응조(固定微生物膜反應槽)로 전처리(前處理)함이 바람직스럽다.

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Struvite 결정화 반응을 이용한 고온 소화 여과액의 N, P 처리 특성 (Treatment of N, P of Auto-Thermal Thermophilic Aerobic Digestion Filtrate with Struvite Crystallization)

  • 추연덕;김금용;류홍덕;이상일
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권11호
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    • pp.783-789
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    • 2011
  • 하수처리장에서 발생되는 잉여슬러지가 고온 호기 소화 반응을 거치면 슬러지부피가 크게 감소하게 된다. 그러나 고온 호기 소화 상등액에는 고농도의 유기물, 질소 및 인이 함유되어 있기 때문에 이들을 별도로 제거해 주어야만 한다. 본 연구에서는 고농도의 질소와 인의 제거에 많이 사용되는 방법인 Struvite 결정화 공법을 이용하여 고온 호기 소화 여액에 함유되어 있는 질소와 인을 제거하였다. 대상폐수의 암모니아성 질소와 인산염인의 평균농도는 각각 1716.5 mg/L 및 325.5 mg/L였다. 최적의 결정화 반응 조건을 결정하기 위하여 $Mg^{2+}$$PO_4^{3-}$의 주입량, pH, 교반 시간($t_d$), 교반 강도(G), 결정핵 주입 그리고 반응 온도를 결정하였다. Struvite 결정화 반응시 마그네슘원으로 $MgCl_2{\cdot}6H_2O$, 인산염인염의 원으로 $K_2HPO_4$를 이용하였다. 질소와 인의 제거를 위한 $Mg^{2+}:PO_4^{3-}:NH_4^+$의 적정 주입 몰비는 2 : 1 : 1과 2 : 2 : 1로 압축되었는데 각각의 주입 몰비에 따른 암모니아성 질소 및 인산염인의 제거효율은 전자의 경우에 각각 71.6% 및 99.9%였고, 후자의 경우에는 93.8%와 98.6%였다. Struvite 결정화 반응에서 반응 시간($t_d$)과 교반 강도(G)는 암모니아성 질소와 인산염인의 제거율에 큰 영향을 미치지 않았다. 또한 결정핵 주입과 온도의 영향에서도 같은 결과가 나타났다. 그러나 결정핵의 주입량이 증가함에 따라 슬러지 발생량이 감소하였으며, 온도의 증가에 따라 생성된 슬러지의 부피는 증가하는 것으로 나타났다.

생물학적 질소제거시 운전조건의 변화가 N2O 발생에 미치는 영향 (Effects of Operational Condition on N2O Production from Biological Nitrogen Removal Process)

  • 장현섭;김태형;이명주;황선진
    • 상하수도학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.547-555
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    • 2009
  • The objectives of this research were focused on the effects of various operating parameters on nitrous oxide emission such as C/N ratio, ammonia concentration and HRT in the hybrid and suspension reactors. With the decreasing of C/N ratios, $N_2O$ emission rates in the both processes were increased because organic carbon source for denitrification was depleted. In case of biofilm reactor operated using medium, $N_2O$ release from the nitrification was not affected by the variation of ammonia concentration. But in the suspension reactor, $N_2O$ production from the nitrification was rapidly increased with the increase of ammonia. Nitrite accumulation caused by undesirable nitrification conditions could be a important reason for the increase in the $N_2O$ production from the aerobic reactor. And rapid increase in $N_2O$ production was reflected by the decrease of HRT, similar to the results observed in the results of ammonia loading changes. So it could be said that it is very important to put in consideration both its optimum conditions for wastewater treatment efficiency and suitable conditions for $N_2O$ diminish, simultaneously, in order to development an eco-friendly and advanced wastewater treatment, especially in BNR process.

Comparing the composting characteristics of food waste supplemented with various bulking agents

  • Lee, Jae-Han;Yeom, Kyung-Rai;Yang, Jun-Woo;Choi, You-Jin;Hwang, Hyun-Chul;Jeon, Young-Ji;Lee, Chang-Hoon;Choi, Bong-Su;Oh, Taek-Keun;Park, Seong-Jin
    • 농업과학연구
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    • 제46권4호
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    • pp.897-905
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    • 2019
  • To compare the composting characteristics of food waste supplemented with various bulking agents, aerated composting was performed by mixing sawdust, ginkgo leaves, insect feces, and mushroom waste at ratios of 6 : 4 (w/w). The initial temperatures (day after treatment [DAT] 3) of the sawdust, ginkgo leaves, insect feces and the mushroom waste mixtures were 39, 58, 65, and 51℃, respectively. The DAT 3 temperature was the highest in the food waste-insect feces mixture (65℃) and the lowest in the sawdust one (39℃). However, the insect feces treatment was terminated at DAT 21 because of a high water content (70.92%). The water content (DAT 56) of the composted food waste supplemented with sawdust, mushroom waste, and ginkgo leaves stood at 51.28, 39.81, and 44.92%, respectively. Therefore, the fully mature composts satisfied the water content requirement of less than 55% as recommended in the fertilizer standards of the RDA of Korea. The results of the CoMMe-101, Solvita and seed germination index methods indicate that the mushroom waste and ginkgo leaves treatments matured relatively quicker than that of the sawdust one. Based on the above observations, it is concluded that the mushroom waste and ginkgo leaves are more effective bulking agents compared to sawdust and as such, are recommended as suitable replacements for sawdust in food waste composting.

주성분분석에 의한 $A_{2}O$공법의 처리성 평가 (Treatability Evaluation of $A_{2}O$ System by Principal Component Analysis)

  • 김복현;이재형;이수환;윤조희
    • 한국환경보건학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.67-74
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    • 1992
  • The lab-scale biological A$_{2}$O system was applied from treating piggery wastewater highly polluted organic material which nitrogen and phosphorous are much contained relatively in conversion with other wastewater. The objective of this study was to investigate the effect of variance parameters on the treatability of this system according to operation conditions. An obtained experimental data were analysed by using principal component analysis (PCA) method. The results are summarized as follows: 1. From Varimax rotated factor loading in raw wastewater, variance of factor 1 was 36.8% and cumulative percentage of variance from factor 1 to factor 4 was 81.5% and of these was related to BOD, TKN and BOD loading. 2. In anaerobic process, variance of factor 1 was 33.5% and cumulative percentage of variance from factor I to factor 4 was 81.8% and of these was related to PO$_{4}$-P, BOD, DO and Temperature. 3. In anoxic process, variance of factor 1 was 30.1% and cumulative percentage of variance from factor i to factor 4 was 84.3% and of these was related to pH, DO, TKN and temperature. 4. In aerobic process, variance of factor 1 was 43.8% and cumulative percentage of variance from factor 1 to factor 4 was 81.5% and of these was highly related to DO, PO$_{4}$-P and BOD. 5. It was better to be operated below 0.30 kg/kg$\cdot$day F/M ratio to keep over 90% of BOD and SS, 80% of TKN, and 60% of PO$_{4}$-P in treatment efficiencies. 6. Treatment efficiencies was over 93% of BOD and SS, 81% of TKN and 60% of PO$_{4}$-P at over 20$^{\circ}$C, respectively.

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Delftia acidovorans EK2에 의한 고농도 Trichloroethylene (TCE)의 생물학적 분해 특성 (The Biological Degradation of High Concentration of Trichloroethylene (TCE) by Delftia acidovornas EK2)

  • 박우정;이상섭
    • 미생물학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.183-191
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    • 2010
  • 본 연구에서는 성장기질로써 다양한 방향족 화합물을 첨가하여 TCE 분해 균주를 분리하고 고효율 TCE 분해 균주에 의한 고농도의 TCE 분해 특징에 대해 연구하였다. TCE에 오염된 토양 및 폐수로부터 시료를 채취하였고 성장기질로써 벤젠(Benzene), 페놀(Phenol), 에틸벤젠(Ethylbenzene), 아닐린(Aniline), 큐멘(Cumene), 톨루엔(Toluene) 등을 사용하여 TCE에 내성을 가지는 179 균주를 순수 분리하였다. 순수 분리된 균주들을 TCE 농도 30 mg/L, 성장기질 농도 0.2 g/L, $30^{\circ}C$, pH 7, 균 농도 1.0 g/L (w/v)의 호기적 조건으로 21일 동안 분해효율을 측정한 결과, 아닐린을 성장기질로 이용한 EK2 균주가 74.4%의 가장 높은 효율을 보여주었다. EK2 균주는 형태학적 특징, 생화학적 특징 및 분자적 특징을 분석한 결과 Delftia acidovorans로 동정되었다. D. acidovorans EK2의 TCE 분해는 TCE 농도 10에서 200 mg/L까지 성장 및 분해할 수 있었으나 250 mg/L 이상의 농도에서는 성장과 분해가 보이지 않았다. 저농도(1.0 mg/L) 분해 실험을 위하여 D. acidovorans EK2를 각 0.01 g/L, 0.03 g/L, 0.05 g/L로 적용한 결과, 모든 조건에서 12일 동안 99.9%의 분해효율을 보였다. 고농도(200 mg/L)를 분해하기 위한 최적 배양조건은 균 농도 1.0 g/L, 아닐린 농도 0.5 g/L, pH 7, 온도 $30^{\circ}C$로 확인되었으며, 21일 동안 호기적으로 배양 시 71.0%의 가장 높은 TCE 분해효율을 보여주었고, 분해속도는 94.7 nmol/h이었다. 결과적으로 본 연구에서 개발된 D. acidovorans EK2를 이용하여 고농도의 TCE로 오염된 토양 및 지하수의 생물학적 처리에 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.