어류를 고밀도 순환여과식으로 양식하는 담수양어장에서 암모니아를 제거하기 위하여 고정 생물막 질산화 반응으로 처리하는 잠수여상 장치를 사용할 때 최대의 양식밀도와 최적의 운전조건을 파악 할 목적으로 수리학적 부하율에 따른 암모니아 제거효율 실험을 실시한 결과는 다음과 같다. 유입수의 암모니아 농도가 약 10mg/l(9.43-13.66mg/l)일 때 암모니아 제거율은 각각의 수리학적 부하가 0.028, 0.037, 0.056 및 $0.111m^3/m^2\;\cdot\;day$로 증가함에 따라서 76.24, 62.88, 39.09 및 $9.20\%$로 감소하였다. 이상의 실험 자료를 어류사육조내 암모니아 농도의 물질수지식으로 적용시킨 결과, 어류 사육조의 암모니아 농도를 10mg/l이하로 유지시키고자 할 경우, 양식 가능한 최대 양식밀도는 암모니아 생성량을 기준으로 1.52mg/min이었으며 이 조건에서 잠수여상 반응조의 최적의 수리학적 부하율은 $0.047m^3/m^2\;\cdot\;day$로 운전되어야 한다.
Yeong Beom Cho;Duc Cuong Nguyen;Si Hiep Hua;Yong Shin Kim
센서학회지
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제32권2호
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pp.67-74
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2023
A microfluidic paper-based analytical device (µPAD) is proposed for the selective detection of ammonia in water by using the modified Berthelot reagent and a fluidic channel consisting of hollow paper. The modified Berthelot reagents were uniformly dispersed in cyclohexane and then immobilized in a detection zone of the µPAD. The loading position of the reagents and the type of a sample flow channel were optimized to achieve a sensitive ammonia detection within a short analytical time. The NH3 µPAD exhibits a linear colorimetric response to the concentration of ammonia dissolved in water in the range of 1-100 mg L-1, and its limit-of-detection is 1.75 mg L-1. In addition, the colorimetric response was not influenced by the addition of 100 mg L-1 nitrogen containing compounds (sodium nitrate, sodium nitrite, uric acid, hydroxylamine, butylamine, diethylamine) or inorganic salts (NaCl, Na2HPO4), presenting the enough selectivity in the detection of water-dissolved ammonia against possible interferents.
Ammonia in aquaculture system may lead to suppression of fish growth, sublethal histopathological changes, and even death thus ammonia is considered toxic to fish. Tricking filter and submerged filter have many advantages include: low construction cost, easy management and maintenance, and well adaptation to different water and waste loading rates. (omitted)
Kim, Jung-Hoon;Rene, Eldon R.;Park, Seung-Han;Park, Hung-Suck
Environmental Engineering Research
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제11권5호
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pp.285-291
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2006
Biofiltration is a simple, effective, economically viable and the most widely used gas treatment technique for treating malodors at low concentrations and high flow rates. This paper reports the performance of two lab scale immobilized cell biofilters operated in continuous mode for hydrogen sulfide ($H_2S$) and ammonia ($NH_3$) removal. The removal efficiency (RE, %) and the elimination capacity (EC, $g/m^3{\cdot}hr$) profiles were monitored by subjecting the biofilters to different loading rates of $H_2S$ (0.3 to $8\;g/m^3{\cdot}hr$) and $NH_3$ (0.3 to $4.5\;g/m^3{\cdot}hr$). The removal efficiencies were greater than 99% when inlet loading rate to the biofilters were upto $6\;gH_2S/m^3{\cdot}hr$ and $4\;gNH_3/m^3{\cdot}hr$ respectively. The performance of the biofilters were also ascertained by conducting shock loading studies at a loading rate of $10\;gH_2S/m^3{\cdot}hr$ and $6\;gNH_3/m^3{\cdot}hr$. The results from this study show high removal efficiency, good recuperating potential and stability of the immobilized microbial consortia to transient shock loads.
순환여과 사육시스템에서 유동층 여과조의 적정 유동조건을 구명하기 위하여 메디아 유동을($50\%,\;100\%$), 수은($15^{\circ}C,\;25^{\circ}C$) 및 암모니아 부하량(2 mg/L, 5 mg/L) 차이에 따른 암모니아 제거율을 조사하였다. 유동층 여과 시스템은 직경 8.3 cm, 높이는 2.0 m의 원통형으로 상부는 여과재료의 유동 비율의 조절이 용이하며 육안적으로 관찰이 가능한 아크릴관을 이용하였고 하부는 PVC 재질로 제작하였다. 유동층 여과 시스템의 여과 메디아로 직경 0.5$\pm$0.1mm 크기의 모래와 제올라이트 입재를 각각 5.4 L씩 여과조에 넣었다. 유동층 여과조의 암모니아 제거 능력은 암모니아 부하량에 따라 부하량이 적은 2 mg/L 실험구에 비해 부하량이 큰 5 mg/L실험구에서 암모니아 제거 효율이 높았고, 여과 메디아 별로는 제올라이트 메디아가 모래 메디아에 비해 암모니아 제거율이 높았다. 수은에 따른 유동층 여과 시스템의 암모니아제거 능력은 수은이 높은 $25^{\circ}C$ 가 수온이 낮은 $15^{\circ}C$에 비해 암모니아 제거율이 높았으며, 메디아의 유동율에 따른 유동층 여과조의 암모니아 제거율은 유동을 $50\%$가 유동을 $100\%$에 비해 높았다. 이상의 결과로부터 유동층 여과조의 운용조건이 수온 $25^{\circ}C$, 암모니아부하량이 5 mg/L이고 여과메디아의 유동율이 $50\%$일 때, 유동층 여과조의 일간 암모니아 제거량은 $80.6{\~}210.6g/m^3$으로 산정되었다.
기존의 토양상 및 퇴비상을 이용한 악취제거가 주로 흡착에 의존한 나머지 탈취상이 쉽게 탈취능의 한계에 이른다. 따라서, 본 연구에서는 미생물 활성 탈취상의 조건인 높은 유기물함량, 보수성, 통기성 및 낮은 정압 등을 고르게 갖추고 있는 토탄에 활성슬러지를 식종하여 분뇨처리장, 하수처리장 등에서 발생빈도 및 취기강도가 큰 무기성악취 중 암모니아의 제거실험을 수행하였다. 실험결과, 자연 토탄상에서는 암모니아의 토탄수분에 의한 이온화에 따라서 pH가 상승하여 암모니아의 자연 유출 현상이 관찰되었다. 암모니아 제거 기작은 주로 음이론 콜로이드에 의한 흡착에 의존하였다. 미생물 활성 토탄상에서는 미생물 활동에 따른 pH의 완만한 상승으로 이론적 암모늄 이온의 비율이 자연토탄상보다 높았으나, 실제로 토탄상에 축적된 암모니아성 질소의 값은 질산균의 질산화에 의해 자연 토탄상보다 적었다. 암모니아의 제거기작은 반응조 운영 초기에는 흡착이 우세하였으며, 중반이후에는 질산화가 두드러졌다. 실험으로 얻은 암모니아 유입부하량, 암모니아 유출부하량, $NH_4{^+}$-N, $NO_x$-N, Org-N을 이용하여 질소에 대한 물질수지(Mass Balance)를 산정하고, 실험결과로 얻은 미생물 활성 탈취상의 최대 활성 시점인 비정상상태의 임계시간과 회귀분석에 의해 구한 암모니아의 흡착곡선을 이용하여 미생물 활성 토탄상에서 흡착능 포화의 연장시간을 산정하였다.
This study aimed to develop a compact partial nitritation step by forming granules with high Ammonia-Oxidizing Bacteria (AOB) fraction using the Air-lift Granulation Reactor (AGR) and to evaluate the feasibility of treating reject water with high ammonium content by combination with the Anammox process. The partial nitritation using AGR was achieved at high nitrogen loading rate ($2.25{\pm}0.05kg\;N\;m-3\;d^{-1}$). The important factors for successful partial nitritation at high nitrogen loading rate were relatively high pH (7.5~8), resulting in high free ammonia concentration ($1{\sim}10mg\;FA\;L^{-1}$) and highly enriched AOB granules accounting for 25% of the total bacteria population in the reactor. After the establishment of stable partial nitritation, an effluent $NO_2{^-}-N/NH_4{^+}-N$ ratio of $1.2{\pm}0.05$ was achieved, which was then fed into the Anammox reactor. A high nitrogen removal rate of $2.0k\; N\;m^{-3}\;d^{-1}$ was successfully achieved in the Anammox reactor. By controlling the nitrogen loading rate at the partial nitritation using AGR, the influent concentration ratio ($NO_2{^-}-N/NH_4{^+}-N=1.2{\pm}0.05$) required for the Anammox was controlled, thereby minimizing the inhibition effect of residual nitrite.
The operational characteristics of anaerobic bioreactors in treating swine wastewater were evaluated upto hydraulic retention time (HRT) of 1 day and organic loading rate (OLR) of $5.1kg-COD/m^3{\cdot}d$ for 200 days. The bioreactors were effective in treating swine wastewaters with COD removal efficiency of $78.9{\sim}81.5%$ and biogas generation of $0.39{\sim}0.59m^3/kg-COD_r$ at OLR of $1.1{\sim}2.2kg-COD/m^3{\cdot}d$. The two-stage ASBF anaerobic bioreactors was effective in treating different characteristics of swine wastewaters since they showed high and stable COD removal efficiency at high OLR due to effective retention of biomass by media and staging. The effects of ammonia on anaerobic digestion were investigated by operating two-stage ASBF reactors using swine wastewaters as influent without and with ammonia removal at HRT of $1{\sim}2$ days and OLR of $2.2{\sim}9.6kg-COD/m^3{\cdot}d$ for 250 days. The COD removal efficiency and biogas generation of two-stage ASBF reactors was decreased by increasing influent ammonia concentrations to 1,580 mg (T-N)/L with increasing OLR to $6.3kg-COD/m^3{\cdot}d$, while those were increased by maintaining influent ammonia concentrations below 340 mg (T-N)/L by MAP precipitation with increasing OLR to $9.6kg-COD/m^3{\cdot}d$. Initial inhibition of ammonia on anaerobic processes was observed at a concentration of 760 mg (T-N)/L and the COD removal efficiency and biogas generation dropped to 1/2 at ammonia concentration ranges of $1,540{\sim}1,870mg$ (T-N)/L. It is essential to remove ammonia in swine wastewaters to an initial inhibition level before anaerobic processes for the effective removal of COD.
$17{\alpha}-ethinylestradiol$ (EE2), a synthetic estrogen which interfere the endocrine and reproductive function in living organisms, has been found extensively to be deposited into municipal wastewater treatment plants and the environment via human excretion. EE2 has long been known to be efficiently cometabolized by ammonia-oxidizing bacteria (AOB) during ammonia ($NH_3$) oxidation. Current study aims to investigate the effect of culture history on the biotransformation of EE2 by nitrifying sludge which was enriched under different ammonia loading rates in continuous flow reactors. Result showed that past growth condition largely affected not only the metabolic rate of $NH_3$ oxidation but also EE2 cometabolism. Sludge previously acclimated with higher $NH_3$ loads as well as sludge dominated with AOB belong to high growth cluster (Nitrosomonas europaea-Nitrosococcus mobilis) showed higher rate of EE2 biotransformation than those one being acclimated with lower $NH_3$ loads because of its ability to provide more reducing power from $NH_3$ oxidation. Moreover, the correlation between the degradation rates of $NH_3$ and EE2 was higher in sludge being acclimated with higher load of $NH_3$ in comparison with other sludge. Implication of the findings emphasized the role of volumetric $NH_3$ loading rate in determining EE2 removal in wastewater treatment system.
본 연구에서는 UASB 반응조를 이용한 슬러리형 돈사폐수의 혐기성 소화시 암모니아 부하의 영향을 평가하였다. UASB 반응조는 $0.02{\sim}0.96kg{NH_4}^+-N/m^3/day$ 범위의 NVLR로 운전되었으며, 정상상태에서 biogas내 메탄함량은 73.3~77.9%였다. FA 농도는 메탄생성미생물의 저해 범위까지 증가하였으나, 메탄함량을 고려할 때, FA와 TA로 인한 저해는 발생하지 않았다. NVLR이 증가함에 따라 COD 제거율은 악화되었으며, $0.55kg{NH_4}^+-N/m^3/day$ 이하의 부하에서 COD 제거율을 60% 이상으로 유지할 수 있었다. NVLR이 0.09에서 $0.96kg{NH_4}^+-N/m^3/day$로 증가함에 따라, biogas의 생성량은 3.71에서 9.14L/day로 증가하였으며, COD의 메탄으로 전환율은 0.32에서 $0.20m^3CH_4/kg$으로 감소하였다. FA농도, COD 제거율, 메탄생성률 등을 고려할 때, UASB 반응조는$0.40kg{NH_4}^+-N/m^3/day$ 이하의 NVLR로 운영되어야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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