• 제목/요약/키워드: Ammonia and phosphate recovery

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Effects of pH, molar ratios and pre-treatment on phosphorus recovery through struvite crystallization from effluent of anaerobically digested swine wastewater

  • Kim, Daegi;Min, Kyung Jin;Lee, Kwanyong;Yu, Min Sung;Park, Ki Young
    • Environmental Engineering Research
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    • 제22권1호
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    • pp.12-18
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    • 2017
  • Struvite precipitation has been proven to be an effective method in removing and recovering ammonia nitrogen (N) and phosphate phosphorus (P) from wastewater. In this study, effects of pH, molar ratios and pre-treatment of effluent of anaerobically digested swine wastewater were investigated to improve struvite crystallization. The magnesium : ammonium : phosphate ratio of 1.2 : 1.0 : 1.0 was found to be optimal, yet the molar ratio in the wastewater was 1 : 74.9 : 1.8. From the analysis, the optimum pH was between 8.0 and 9.0 for maximal phosphate P release and from 8.0 to 10.0 for maximal ammonia N and phosphate P removal from real wastewater. Analysis from Visual MINTEQ predicted the pH range of 7-11 for ammonia N and phosphate P removal and recovery as struvite. For pre-treatment, microwave pre-treatment was ineffective for phosphate P release but ultrasound pre-treatment showed up to 77.4% phosphate P release at 1,000 kJ/L of energy dose. Precipitates analysis showed that phosphorus and magnesium in the collected precipitate had almost same values as theoretical values, but the ammonia content was less than the theoretical value.

잉여 슬러지의 마이크로웨이브 가온과 MAP 결정화를 이용한 인산염 회수 (Recovery of phosphorus from waste activated sludge by microwave heating and MAP crystallization)

  • 안조환
    • 상하수도학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.291-297
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    • 2019
  • Phosphorus is a vital resource for sustaining agriculture and nutrition, but a limited non-renewable resource. Thus, the recovery of phosphorus from waste activated sludge(WAS) was attempted by microwave heating and magnesium ammonium phosphorus(MAP) crystallization. Polyphosphate-accumulating organisms(PAOs) in WAS release phosphate from the cell when they are exposed to high temperature environments. Microwave heating caused phosphorus and ammonia to release from WAS. The amount was increased with increasing temperature, showing that 88.5% of polyphosphate present in the cells were released in the form of phosphate at $80^{\circ}C$. A similar result was also observed in the release of ammonia. On the other hand, both phosphorus and ammonia were crystallized with magnesium, and then was harvested as MAP. Phosphorus recovery rate reached almost 97.8%, but the ammonia was about 13.4%. These results cleary indicate that phosphorus could be recovered from WAS using a physiological trait of PAOs. Heavy metal analyses also show that the MAP crystal is useful and safe as a phosphorus fertilizer.

생물학적 축산분뇨처리시설에서 인 회수의 가능성 평가 (Feasibility of Phosphorus Recovery from Biological Livestock Wastewater Treatment Plant)

  • 안조환;김장호;민성재
    • 한국물환경학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.343-348
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    • 2016
  • A chemical sequencing batch reactor was operated to test the feasibility of nutrient recovery from a biological livestock wastewater treatment plant. Both phosphate and ammonia could be successfully recovered as magnesium ammonium phosphate (MAP) crystals. The contents of TP and TN in the recovered MAP crystals were 26.2% and 4.0%, respectively. Zn, Cr and Ti were identified in the crystals, but the contents remained below the Korean standard for an organic fertilizer. Chemical analyses confirmed that the MAP crystals could be useful phosphate fertilizers. On the other hand, the results of physical analyses using an X-ray diffractometer and an energy dispersive X-ray spectrometer strongly suggested that crystalline materials like magnesium potassium phosphate (KMP) and hydroxyapatite (HAP) were also formed during the MAP crystallization, depending on the availability of K+ and Ca2+.

Application of magnetic activated sludge process for a milking parlor wastewater treatment with nitrogen and phosphorus recovery

  • Onodera, Toshihito;Sakai, Yasuzo;Kashiwazaki, Masaru;Ihara, Ikko;Lal, Saha Mihir
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.20-25
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    • 2021
  • Milking parlor wastewater contains high concentration suspended solid (SS), nitrogen, and/or phosphate as well as organic compounds. A new biological wastewater process by magnetic separation, magnetic activated sludge (MAS) process, was applied to milking parlor wastewater treatment process. A three step wastewater treatment process of coagulation sedimentation / ammonia stripping (C/S), magnetic activated sludge process and contact oxidation (CO) was proposed for removal of these pollutants. First step, C/S process recovered 96% TN and 96% PO43--P as resource for fertilizer from the wastewater. 81% biochemical oxygen demand (BOD) in wastewater was removed after MAS process. As a results, all pollutant concentrations satisfied Japanese effluent standards. Most of residual BOD and SS were removed by the CO process. It was estimated that the proposed process could reduce the process space to 1/7.

상향류 인 결정화공정을 이용한 슬러지 발효 유출수로 부터의 영양소 회수 (Nutrient Recovery from Sludge Fermentation Effluent in Upflow Phosphate Crystallization Process)

  • 안영호
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권8호
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    • pp.866-871
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    • 2006
  • 연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.

생약복합제제(生藥複合製劑)의 약효연구(藥效硏究) 제7보(第7報) -생간건비탕(生肝健脾湯)의 간조직부활(肝組織復活)에 대(對)한 작용(作用)- (Studies on the Efficacy of the Combined Preparation of Crude Drugs (VII) -Effect of 'Saengkankunbi-Tang' on the Liver Tissue Recovery-)

  • 홍남두;김종우;김병운;손정곤
    • 생약학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.70-78
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    • 1982
  • To investigate the effect of 'Saengkankunbi-Tang' on the liver tissue recovery in about 70% cutted rat liver, the observation on the photographing by the Gamma-camera and the electromicroscopic section against the rabbit liver induced by $CCl_4$, these studies were conducted. The results were summarized as follows; Observed on the liver tissue recovery, function regeneration and body weight increase in about 70% cutted rat liver, the recovery of liver tissue and body weight were increased with the passage of the time and also they were showed to the high increase rate in proportion to administration amount. The glucose content in the serum was found in increasing tide as compared with the control group. The alkaline phosphate activity in the serum showed the significant difference in the 10th day and 13th day as compared with the control group. The ammonia content in the blood showed the significant difference only in the 10th day. Observed on the photographing by the Gamma-camera against the rabbit liver induced by $CCl_4$, sample groups were shown to be significant recovery as compared with the control group. Observed on the electromicroscopic section, sample groups showed the control action of the nuclear destruction against the rabbit liver induced by $CCl_4$ and also they showed the control action of the expansion of glycogen and granular endothelial reticulum in cytoplasm. According to the above finding, it is presume that 'Saengkankunbi-Tang' can be applicable to the extensive treatment of liver disease.

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리보오스 보충이 최대강도 운동 후 혈중 피로물질 생성에 미치는 영향 (The Effects of D-Ribose Supplementation on the Production of Blood Fatigue Factors after Maximal Intensity Exercise)

  • 이율효;신기옥;김근수;김영일;우진희
    • 생명과학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.729-733
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    • 2011
  • 본 연구에서는 두 가지 투여그룹을 비교하여 ergogenic aid로서 D-ribose의 효과를 운동영양학적으로 규명하는데 그 목적이 있었고, 이를 위하여 2,000 m 조정운동 전, 운동종료 직후, 그리고 운동 종료 후 회복기 30분의 변화를 연구하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 투여그룹에 따른 2,000 m 조정운동 수행력의 차이는 없었으며 둘째, 투여그룹에 따른 젖산과 암모니아 수치의 차이도 나타나지 않았다. 셋째, 회복 30분에서 무기인산은 PS에 비해서 RS투여그룹의 수치가 더 낮게 나타났으며, 마지막으로 회복 30분에서 hypoxanthine의 축적은 PS투여그룹에 비해 RS투여그룹의 수치가 더 낮게 나타났다. 따라서, 7-8분 정도의 고강도 운동 시 운동기록의 단축에 D-ribose 구강투여의 효과는 없었지만, 휴식 기 피로회복에 긍정적인 효과를 줄 수 있을 것이라 사료된다.

한강수계해서의 크롬(III,VI) 종(species) 분포 및 분석방법 정립 (New Analytical Method to Identify Chromium Species, Cr(III) and Cr(VI), and Characteristic Distribution of Chromium Species in the Han River)

  • 정관조;김덕찬;박현
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.590-598
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    • 2005
  • 본 연구에서는 HPLC와 DRC ICP-MS를 연결하여 수중의 Cr(III)와 Cr(VI) 측정을 위한 최적의 분석조건을 설정하고, 서울시 6개 취수장 원수에서의 Cr(III)와 Cr(VI)의 분포 특성을 조사하였다. 크롬 종(species) 분리를 위한 HPLC 이동상으로는 tetrabutylammonium phosphate monobasic(1.0 mM TBAP), ethylenediaminetetraacetic acid(0.6 mM EDTA) 그리고 2% v/v 메탄올을 사용하였으며, flushing solvent로는 5% v/v 메탄올을 사용하였다. 또한 크롬 종 분리 시 방해물질인 $ArC^+$의 제거를 위한 반응가스로 암모니아($NH_3$) 가스를 사용하였으며, Cr(III)와 Cr(VI)의 최적의 분리를 위해 이동상의 solvent ratio, pH 유속 및 시료 주입량의 변화에 따른 시험을 실시하였다. 외국의 경우 Cr(III)가 Cr(VI)보다 분석 감도가 우수한 것으로 보고되고 있으나 본 연구 결과 반응가스($NH_3$)를 사용할 경우, Cr(III)에 비해 Cr(VI)의 분석 감도가 더 우수한 것으로 나타났으며, 검출한계는 Cr(III)와 Cr(VI)에 대해 각각 $0.061\;{\mu}g/L$, $0.052\;{\mu}g/L$로 분석시간은 3분 이내로 나타났다. 서울시 6개 취수장 원수에서의 Cr(III)는 $0.048{\sim}0.064\;{\mu}g/L$(평균 $0.054\;{\mu}g/L$), Cr(VI)는 $0.014{\sim}0.023\;{\mu}g/L$(평균 $0.019\;{\mu}g/L$)의 농도 범위로 검출되었다. 회수율은 $90.1{\sim}94.1%$ 범위로 우수하게 나타났으며, Cr(III)가 Cr(VI)에 비해 $2{\sim}3$배 정도 높은 농도로 나타났다.

제강전로슬래그를 정석재로 이용한 Struvite 정석반응에 의한 질소와 인의 제거특성 (Removal Characteristics of Nitrogen and Phosphorus by Struvite Crystallization using Converter Slag as a Seed Crystal)

  • 임수빈
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권9호
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    • pp.879-886
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    • 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.

홍삼과 매실식초 혼합 음료의 고강도 운동을 실시한 흰쥐에서 항피로 효과 (Anti-fatigue effect of a beverage mixture containing red ginseng and Prunus mume fruit vinegar on high-intensity exercised rats)

  • 박울림;김정호;서권일
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.514-525
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    • 2023
  • 본 연구는 매실식초 및 홍삼농축액 혼합 음료의 증진된 피로회복 효과를 확인하고자 유기산 함량과 고강도 운동 쥐모델에서 항피로 관련 인자를 측정하였다. 홍삼농축액 및 매실식초 혼합 음료 내 유기산 함량은 acetic acid가 1,654.17 ppm으로 가장 높은 함량을 보였고, malic acid와 citric acid가 각각 617.28, 600.12 ppm으로 확인되었다. 항피로 관련 인자 중 지구력을 측정한 결과, 홍삼매실식초 혼합음료(RPV)를 섭취한 군에서 138.83 min으로 가장 높은 지구력을 보였으며, 혈중 무기인산과 암모니아 및 젖산 함량은 0.67 mM, 24.28 mmol/L 및 1.75 mM으로 유의적으로 가장 낮은 수치를 보였다. 또한, 간 및 근육 내 글리코겐 함량에서 RPV는 각각 288.4, 22.84 ㎍/g으로 가장 높은 함량을 나타냈다. RPV의 혈청 및 근육조직 내 creatine kinase 함량은 465.42와 33.05 U/L로 유의적으로 가장 낮은 값으로 확인되었으며, 근육 내 lactate dehydrogenase 함량은 RPV에서 가장 높은 값인 140.13 U/L로 나타났다. 본 연구결과를 통해 풍부한 유기산을 가진 매실식초 및 홍삼농축액 혼합 음료의 섭취는 매실식초 또는 홍삼농축액의 단일 섭취에 비해 증진된 항피로 효과를 나타낸다는 것을 확인하였으며, 이는 피로회복 기능성식품 소재로 이용할 수 있을 것으로 기대한다.