• 한국환경과학회지
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• 제13권10호
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• pp.911-919
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• 2004

The purpose of this research was evaluated economical effect to apply alternative external carbon source. Conventional activated sludge process in municipal wastewater treatment plant was adapted and introduced to Biological nutrient removal processes to meet the newly enforced effluent quality standard for nutrient removal in Korea. Low $COD/NH_4^+-N$ ratio and higher nutrient concentration of influent characteristics force to inject external carbon source for denitrifying recycled nitrate. In the most case, methanol was used as external carbon source. But Methanol is expensive and very dangerous in handling. So we could find cheaper and safer external carbon source substituted methanol in last study. This alternative external carbon source is named RCS(recoverd carbon source) and a by-product of fine chemical product at chemical plant. When RCS was applied real municipal wastewater treatment plant, average $55\~65\%$ of T-N removal efficiency, 8.8mg/l of effluent T-N concentration, 11.3mg/l of effleunt COD concentration were obtained without effluent COD increase as against used methanol. To apply RCS in municipal wastewater treatment plant obtain approximately $\74.5%$ expenditure cost reduction in comparison with methanol dosage cost.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.491-498
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• 2005

B시 J하수처리장은 질소성분의 제거를 위해 메탄올을 외부탄소원으로 이용하고 있다. 메탄올은 외부탄소원으로 널리 쓰이고 있으나 고가의 약품비용과 취급상 위험도가 높아 약품비 절감을 위해 저렴한 대체 탄소원의 개발이 요구되었다. 정밀화학 부산물(보습코팅제 부산물)은 한외여과막을 이용 셀룰로오스와 같은 고분자 물질을 제거하여 유기성분 중 RBDCOD(readily biodegradable chemical oxygen demand) 비율을 $98{\sim}99%$(COD기준)로 상승시켰다. 이 정밀화학 부산물의 주유기성분은 메탄올(methanol), 프로필렌글리콜(prophylenglycol), 메톡시프로판올(methoxypropanol)로 모두 알콜기를 가지고 있어 메탄올과 탄소원 호환성을 가진다. 때문에 대체탄소원으로 빠르게 순응되며, 수급차질 등의 비상 시 갑작스런 메탄을 사용에도 순응에 따른 지체기간 없이 공정을 운용할 수 있다. 현장적용평가에서 정밀화학 부산물을 대체외부탄소원으로 사용한 실험군은 메탄올을 투입하는 대조군과 비교하여 동등의 처리 성능 및 수질 안정성을 얻었다. 이 결과를 바탕으로 J하수처리장 고도처리 공정 3개 계열 중 2개 계열의 외부탄소원을 전량 정밀화학 부산물로 대체하였으며, 탄소원 교체 계열의 경우 55.4%의 외부탄소원비용 절감 효과가 예상된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권5호
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• pp.480-486
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• 2006

B시 S하수처리장에서 화학침전 공정에서 MLE 공정으로 공법을 변경하였으며, 생물학적으로 탈질시 부족한 탄소원을 보충하기 위해 외부탄소원이 요구되었다. 본 연구에서는 약 4.7%의 아세트산을 포함하는 TPA(Terephthalic Acid) 생산부산물의 대체탄소원으로 적용 가능성을 평가하기 위해 NUR(Nitrate Uptake Rate) 및 OUR(Oxygen Uptake Rate) 실험과 현장 적용실험을 수행하였다. 실험 결과 TPA 생산 부산물은 일반 상용 외부탄소원으로 널리 쓰이는 메탄올보다 빠른 순응특성을 나타내었고 비탈질율이 $8.24mg{NO_3}^--N/gVSS/hr$, 단위 질산성 질소 제거당 COD 소모비는 $3.70COD_{Cr}/g\;NO_3$, RBDCOD 함량 99.4%로 나타났다. S하수처리장에 대한 TPA 생산부산물 현장 적용 실험을 통해 안정적인 영양염류 제거효율을 나타내었으며 방류수 T-N 농도가 8.2 mg/L로 생물학적 탈질에 요구되는 탄소원을 보충할 수 있는 대체탄소원으로 적합하다고 판단되었다.

• 상하수도학회지
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• 제21권5호
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• pp.551-558
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• 2007

From the view point of biological wastewater treatment, C/N ratio is one of the most important factor in biological nutrient removal process. However, municipal sewage in Korea is characterized by extremely low content of carbon source and relatively higher portion of N source. Accordingly, it is necessary to dose external carbon source in order to obtain higher degree of carbon source within the process. In this study, the effects of pH pretreatment as an alternative plan for increasing carbon source on the cell disruption and COD solubility of waste activated sludge were conducted under well defined experimental conditions. During 5 hours, the value of COD solubilization rate ($S_R$) at pH 11.5 is approximately 4.4 times higher than the value of $S_R$ at pH 9.5. It is expected that the level of SCOD increased due to the result from cell disruption. However, VSS/TSS ratio was not significantly changed after 5 hours. As Alkalinity changes gradually from less than 15, 30 and 60 meq NaOH/L, average RBCOD/SCOD fraction showed 34, 36 and 45%,respectively.

• Environmental Engineering Research
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• 제11권3호
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• pp.156-163
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• 2006

In this study, substrate removal characteristics were analyzed to reduce the cost of external carbon dosage at Sudokwon Landfill Site Management Corporation in Korea by utilizing oxygen uptake rate (OUR) and nitrate uptake rate (NUR) tests. To estimate and evaluate the substrate removal characteristics obtained by the batch tests, the lab-scale MLE process was operated. By-products of J Co. (sugar manufactory) and S Co. (fine chemical industry) were selected as the concerned carbon sources through a comparison of carbon and nitrogen contents. MeOH was tested as a control experiment. Until the steady state, the fraction of $RBDCOD_{OUR}$ concentration to COD concentration of J Co., S Co. by-products and MeOH increased and reached levels of 98%, 82%, and 100%, respectively. During the 20th operating day, the fraction of $RBDCOD_{NUR}$ concentration to COD concentration was 95%, 81%, and 83%, respectively. These fractions of $RBDCOD_{NUR}$ concentration to $RBDCOD_{OUR}$ concentration increased according to acclimation periods and reached levels of 99%, 97%, and 81%, respectively, on the 20th day. The results obtained from the lab-scale MLE process operation using the concerned carbon sources as external carbon were similar to that observed by OUR and NUR tests.

• 상하수도학회지
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• 제12권2호
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• pp.83-89
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• 1998

The drinking water supply in Cheju entirely depends on the ground water and recently the polluted ground water bores are increasing. In 1993 Cheju Province Health-Environment Institute reported that the ground water quality of 26 of 98 bores under the drinking water quality standard. Therefore there are many investigation in the needs of the nitrate removal in the drinking water in the regin with no alternative water resources. In this study, the following results are obtained to remove the nitrate in biofilm filtration process in which uses ethanol as external carbon source. Over 90% of nitrate is removed after 10 days of experiment. The nitrate removal rate on filtration velocity is about 100% at 50m/day and 100m/day, and about 56% at 200m/day. The removal rate is reduced in 27% at 400m/day. Using ethanol as the external carbon source, denitrification kinetic is 1st-order. Denitrification constant k is 8.004($hr^{-1}$). The amount of the denitrificated-Nitrogen is increased as the contact time increased. Deoxydation rate constant ${\gamma}$ is 11.895($hr^{-1}$). 0.968g of ethanol(as TOC) is needed to remove 1g of nitrate and 0.291g is required to remove 1g of dissolved oxygen.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권1호
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• pp.29-39
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• 2018

Vibrio vulnificus needs various responsive mechanisms to survive and transmit successfully in alternative niches of human and marine environments, and to ensure the acquisition of steady energy supply to facilitate such unique life style. The bacterium had genetic constitution very different from that of Escherichia coli regarding metabolism of glycogen, a major energy reserve. V. vulnificus accumulated more glycogen than other bacteria and at various levels according to culture medium and carbon source supplied in excess. Glycogen was accumulated to the highest level in Luria-Bertani (3.08 mg/mg protein) and heart infusion (4.30 mg/mg protein) complex media supplemented with 1% (w/v) maltodextrin at 3 h into the stationary phase. Regarding effect of carbon source, more glycogen was accumulated when maltodextrin (2.34 mg/mg protein) was added than when glucose or maltose (0.78.1-14 mg/mg protein) was added as an excessive carbon source to M9 minimal medium, suggesting that maltodextrin metabolism might affect glycogen metabolism very closely. These results were supported by the analysis using the malP (encoding a maltodextrin phosphorylase) and malQ (encoding a 4-${\alpha}$-glucanotransferase) mutants, which accumulated much less glycogen than wild type when either glucose or maltodextrin was supplied as an excessive carbon source, but at different levels (3.1-80.3% of wild type glycogen). Therefore, multiple pathways for glycogen metabolism were likely to function in V. vulnificus and that responding to maltodextrin might be more efficient in synthesizing glycogen. All of the glycogen samples from 3 V. vulnificus strains under various conditions showed a narrow side chain length distribution with short chains (G4-G6) as major ones. Not only the comparatively large accumulation volume but also the structure of glycogen in V. vulnificus, compared to other bacteria, may explain durability of the bacterium in external environment.

• 대한환경공학회지
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• 제28권9호
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• pp.926-934
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• 2006

본 연구에서는 TPA 생산부산물의 대체 탄소원으로의 적용가능성을 검토하기 위해 호흡률 실험과 탈질 실험을 수행하고 기질 분해 특성을 평가하기 위해 수행된 실험결과를 활성슬러지 모델(ASM1)이 포함된 GPS-X로 전산모사 하였다. 호흡률 측정 결과 TPA 생산 부산물의 RBDCOD(readily biodegradable COD) 분율이 90% 이상으로 높았다. 탈질실험 결과 비탈질률이 약 8.00 mg ${NO_3^-$-N/g VSS/hr로 상용 외부탄소원과 유사한 높은 탈질능을 나타내었다. ASM1 모델의 heterotrophs 미생물에 관련된 매개변수들의 민감도 분석을 수행하였다. RUN1의 호흡률 실험과 탈질 실험결과를 통해 추정된 ${\mu}_{max,H}$, $K_s$, ${\eta}_g$, $b_H$의 값은 각각 6.60/day, 23.3 mg/L, 0.88, 0.54/day였고 default 값을 사용하였을 때와 비교하여 매개변수 추정을 통해 RMSE(Relative Mean Squared Error)가 40% 감소하였다. 추정된 매개 변수 해들은 호흡률 실험의 높은 최대 비호흡률과 최종 내생비호흡률, 무산소 조건에서의 높은 비탈질률로 나타난 TPA 부산물의 기질 제거 특성을 잘 반영하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권11호
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• pp.1995-2005
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• 2000

황-이용 탈질시 요구되는 알칼리도를 공급하기 위해 종속영양탈질을 동시에 이용하는 방안(종속/독립 동시탈질)의 가능성을 검토하였다. 이를 위해 $35^{\circ}C$에서 운전된 황 충전상 반응조에 $NO_3{^-}-N$ 및 $COD_{Cr}$이 각각 700~900 및 900~2500mg/L인 질산화된 침출수를 주입하며 종속/독립 동시탈질시 첨가된 외부탄소원의 종류 및 농도, 그리고 HRT가 탈질효율에 미치는 영향을 파악하였다. 종속/독립 동시탈질시 알칼리도 공급량을 0으로 유지하기 위해 종속영양탈질에 의해 제거되어야 하는 $NO_3{^-}-N$분율($HDNR_{fraction}$)은 탄소원별로 차이를 나타내었다. 메탄올과 아세트산 나트륨의 경우 이론적인 $HDNR_{fraction}$ 값에서 100%의 탈질효율을 얻었으나 글루코스와 당밀의 경우 이론치보다 높은 $HDNR_{fraction}$ 값이 필요하였다. 대부분의 탈질반응은 반응조 하단 11.5cm에서 완료되었으며, 이를 기준으로 계산한 종속/독립 동시탈질시 100% 탈질효율을 얻을 수 있는 EBCT와 용적부하는 각각 6.76 h와 $2.84kg-NO_3{^-}-N/m^3{\cdot}d$이었고, 최대 탈질율은 처리효율 89%에서 $5.05kg-NO_3{^-}-N/m^3{\cdot}d$이었다. 그러나 짧은 EBCT에서는 종속 영양균의 과도한 성장에 의한 반응조의 막힘현상이 발생하였는 바, 이는 역세척 또는 종속영양탈질과 황-이용 탈질의 분리운전 등의 대안으로 해결할 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.213-217
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• 2009

폐수처리와 동시에 전기를 생산할 수 있는 새로운 대체 에너지 기술로 주목받고 있는 미생물 연료전지(microbial fuel cell, MFC)는 혐기성 조건의 산화전극(anode)에서 미생물에 의한 촉매작용을 통해 유기물질을 분해하면서 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치이다. 본 연구에서는 MFC의 성능을 파악하기 위하여 도시하수를 사용하여 폐수처리 효율과 전기생산 특성을 평가하였다. 도시하수에 탄소원으로서 acetate를 주입하였을 때 COD 제거율은 75.7%에서 88.2%로 증가하였으며 전압은 0.22 V에서 0.4 V까지 급격하게 상승하였다. 다양한 외부저항 하에서 전기생산에 미치는 산화전극과 환원전극(cathode) 사이의 전극 거리에 대한 영향 및 산화전극의 표면적에 대한 영향을 조사하였다. 최고 전력밀도는 $610mW/m^2$이었으며, 전극간 거리가 가깝고 산화전극의 표면적이 작을수록 전기발생에 효과적임을 알 수 있었다.