• Journal of Animal Science and Technology
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• 제63권1호
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• pp.16-24
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• 2021

The suppressive effect of monensin as an ionophore-feed additive on enteric methane (CH4) emission and renewable methanogenesis were evaluated. To clarify the suppressive effect of monensin a respiratory trial with head cage was performed using Holstein-Friesian steers. Steers were offered high concentrate diets (80% concentrate and 20% hay) ad libitum with or without monensin, galacto-oligosaccharides (GOS) or L-cysteine. Steers that received monensin containing diet had significantly (p < 0.01) lower enteric CH4 emissions as well as those that received GOS containing diet (p < 0.05) compared to steers fed control diets. Thermophilic digesters at 55℃ that received manure from steers fed on monensin diets had a delay in the initial CH4 production. Monensin is a strong inhibitor of enteric methanogenesis, but has a negative impact on biogas energy production at short retention times. Effects of the activity of coprophagous insects on CH4 and nitrous oxide (N2O) emissions from cattle dung pats were assessed in anaerobic in vitro continuous gas quantification system modified to aerobic quantification device. The CH4 emission from dungs with adults of Caccobius jessoensis Harold (dung beetle) and the larvae of the fly Neomyia cornicina (Fabricius) were compared with that from control dung without insect. The cumulative CH4 emission rate from dung with dung insects decreased at 42.2% in dung beetles and 77.8% in fly larvae compared to that from control dung without insects. However, the cumulative N2O emission rate increased 23.4% in dung beetles even though it reduced 88.6% in fly larvae compared to dung without coprophagous insects. It was suggested that the antibacterial efficacy of ionophores supplemented as a growth promoter still continued even in the digested slurry, consequently, possible environmental contamination with the antibiotics might be active to put the negative impact to land ecosystem involved in greenhouse gas mitigation when the digested slurry was applied to the fields as liquid manure.

• Membrane and Water Treatment
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• 제15권2호
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• pp.59-66
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• 2024

This study evaluated the performance of a membrane aerated biofilm reactor (MABR) for nitrogen removal from a high-strength ammonia nitrogen-containing wastewater. The experimental setup consisted of four compartments that are sequentially anaerobic and aerobic to achieve complete nitrogen removal. The last compartment of the reactor setup contained a membrane bioreactor (MBR) to reduce sludge production in the system and to obtain a better-quality effluent. Continuous experiment over a period of 47 days showed that MABR exhibited excellent NH₄⁺-N removal efficiency (99.5%) compared to the control setup without MABR (56.5%). The final effluent NH₄⁺-N concentration obtained in the MABR was 2.99±1.56 mg/L. In contrast to NH₄⁺-N removal, comparable TOC removal values in the MABR and the control reactor (99.2% and 99.3%, respectively) showed that air supply through MABR is much more critical for denitrification than for organic removal. Further study to understand the effect of air supply rate and holding pressure on NH₄⁺-N removal in MABR revealed that an increase in both these parameters positively impacted reactor performance. These parameters are related to oxygen supply to the biofilm formed over the membrane surface, which in turn influenced NH₄⁺-N removal in MABR. Among the two different strategies to control biofilm over the membrane surface, results showed that scouring for a duration of 10 min on a weekly basis, along with mixing air supply, could be an effective method.

• Animal Bioscience
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• 제37권1호
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• pp.151-160
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• 2024

Objective: The growing consumers' interest on animal welfare has raised the request of products obtained by alternative rearing systems. The present study was conducted to assess the influence of housing system on gut and muscle morphology and on microbial load in rabbits reared under free-range (FR) and cage system (CS). Methods: A total of forty weaned (35 days of age) male Italian White breed rabbits were allotted according to the rearing system, and at 91 days of age were randomly selected and slaughtered for the morphological evaluation of tissue from duodenum and longissimus lumborum. Morphometric analysis of the villus height, villus width, crypt depth, villus height/crypt depth ratio, and villus surface was performed. The microbial loads on hind muscle was determined by total mesophilic aerobic count (TMAC), Escherichia coli and Enterobacteriaceae; whereas, total anaerobic bacteria count (TABC) and TMAC, E. coli and Enterobacteriaceae was determined on caecal content. Results: Rearing system did not interfere with the duodenum and muscle histomorphology in both rabbit groups. Similarly, microbial load of caecal content showed no significant differences on the TABC and TMAC. Conversely, significant difference was found for E. coli strains in caecal content, with the lower counts in FR compared to CS rabbits (p<0.01). Microbiological assay of muscle revealed significant lower TMAC in FR vs CS rabbits (p< 0.05). All rabbit meat samples were negative for E. Coli and Enterobacteriaceae. Conclusion: Free-range could be considered a possible alternative and sustainable rearing system in rabbits to preserve gut environment and muscle quality.

• 한국물환경학회지
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• 제28권1호
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• pp.63-70
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• 2012

This study was carried out to investigate change in influent concentration of domestic wastewater flowed from a newly constructed separate sewer system (SSS) and biological nutrients removal efficiency of a full scale Air-vent sequential batch reactor (SBR, $600m^3/d$). The average concentration of $BOD_5$, SS, T-N and T-P from SSS were 246.5 mg/L, 231.6 mg/L, 42.974 mg/L, 5.360 mg/L, respectively which corresponds to 2.2times, 1.2times, 1.8times and 2.1times higher than those from the conventional combined sewer system (CSS). The removal efficiency of $BOD_5$, SS, T-N, and T-P for the Air-vent SBR operated with influent from SSS averaged 99.1%, 99.0%, 91.2%, and 93.5%, respectively. Especially the respective nitrogen and phosphorus removal was 15% greater than that of the SBR operated with influent from CSS. Simultaneous nitrification and denitrification (SND) was observed in an aerobic reactor(II) as a result of DO concentration gradient developed along the depth by the Air-vent system. In order to achieve T-N removal greater than 90%, the C/N ratio should be over 6.0 and the difference between $BOD_5$ loading and nitrogen loading rate be over 100 kg/day (0.130 kg $T-N/m^3{\cdot}d$). Even with high influent T-P concentration of 5.360 mg/L from SSS (compared with 2.465 mg/L from CSS) T-P removal achieved 93.5% which was 15.5% higher than that of the SBR with influent from CSS. This is probably due to high influent $BOD_5$ concentration from SSS that could provide soluble carbon source to release phosphorus at anaerobic condition. In order to achieve T-P removal greater than 90%, the difference between $BOD_5$ loading and phosphorus loading rate should be over 100 kg /day (0.130 kg $T-N/m^3{\cdot}d$).

• Applied Biological Chemistry
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• 제40권2호
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• pp.89-94
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• 1997

Aspergillus awamori(A)와 Zymomonas mobilis(Z)로 구성된 혼합고정화 배양계(A-Z 36계)의 특성을 이용하여 생전분으로 부터 직접 에탄올생산을 행할 때 투입되는 에너지를 절약할 목적으로 비가열살균 배양법을 검토하였다. A-Z 36계에 의한 비가열살균 배양은 배지에 함유된 세균 때문에 어려웠다. Sorbic acid, benzoic acid, dehydroacetic acid, p-hydroxybenzoic acid, Vantocil IB, Neupectin-L 등의 여러 가지 살균제 중에서 Vantocil IB와 Neupectin-L은 잡균의 오염없이 대조구와 비슷한 속도로 기질을 분해하였다. 0.1% Neupectin-L은 대조구보다 약간 높은 6.9 g/l(대조구 : 6.4 g/l)의 에탄올을 생산하였다$(Y_{p/s}:0.39)$. 0.1% Neupectin-L을 첨가한 유가배양에서는 2%기질을 기본으로 5회분의 기질을 첨가하여 34 g/l 에탄올을 얻어 2.0 g/l/day의 생산성을 나타내었다.

• 청정기술
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• 제12권2호
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• pp.67-77
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• 2006

본 연구에서 소규모 하수고도처리를 위한 이중슬러지(Dual sludge) $KNR^{(R)}$ (Kwon's nutrient removal) 시스템이 개발되었다. $KNR^{(R)}$ 시스템은 부유성장식 탈질미생물과 부착성장식 질산화미생물을 분리시킨 이중슬러지 공정으로 최초침전조, 혐기조, 무산소조, 농축조의 복합기능을 수행하는 UMBR (Upflow multi-layer bioreactor)과 펠렛형 담체가 충진된 호기성 담체조로 구성되어 있다. 소규모 하수처리시 본 개발공정의 안정성과 처리성능을 평가하기 위해 처리용량 $50m^3/d$ 규모의 파일럿 플랜트를 고도처리 공정으로 개선공사 중인 처리용량 $50m^3/d$ 규모의 실제 소규모 마을하수처리장에 적용하였다. UMBR과 담체조의 체류시간은 각각 4.7 h와 7.2h이었으며, 반응조 수온은 $18.1{\sim}28.1^{\circ}C$이었다. 유입 하수량과 유입수의 BOD/N의 변동폭이 컸음에도 불구하고 파일럿 플랜트는 안정된 처리성능을 보였다. 전체 실험기간 중 처리수의 $COD_{cr}$, $COD_{Mn}$, $BOD_5$, TN, TP의 평균 농도는 11.0 mg/L, 8.8 mg/L, 4.2 mg/L, 3.5 mg/L, 9.8 mg/L, 0.87/0.17 mg/L (poly aluminium chloride(PAC) 투입/미투입)이었으며, 제거율을 각각 95.3%, 87.6%, 96.3%, 96.5%, 68.2%, 55.4/90.3% 이었다. 잉여슬러지 발생량은 $A_2O$와 Bardenpho 등과 같은 단일슬러지를 이용하는 고도처리공정과 비교시 약 1.9~3.8배 낮은 $0.026kg-DS/m^3$ and 0.220 kg-DS/kg-BOD로 나타났다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권2호
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• pp.71-80
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• 2011

본 연구는 pilot 목편칩 살수여상 공정을 운전하면서 저농도 축산뇨오수 처리시에 오수 처리 특성과 부착 미생물의 특성에 관하여 연구하였다. 목편 살수여상 처리 효율과 목편담체의 부착미생물을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 목편담체는 표면구조가 거칠고 여러 형태의 공극을 볼 수 있었고, 목편압축강도는 섬유방향으로 기건상태에서 34.8 N/$mm^2$ 이었고, 비표면적은 0.4123 $m^2$/g, 세공용적은 0.0947 $cm^3$/g 이었다. 2. 목편담체의 단위면적당 부착미생물량은 1.67~5.43 mg/$cm^3$의 분포를 보였고, 제1 목편 살수여상조에서 평균 4,01 mg/$cm^3$, 제2 목편 살수여상조에서 평균 5.05 mg/$cm^3$로 조사되었다. 부착미생물의 건조밀도는 제1 목편 살수여상조에서 평균 0.275 g/$cm^3$, 제2 목편 살수여상조에서 평균 0.245 g/$cm^3$이었다. 목편담체에 부착된 미생물의 생물막 두께는 0.88~4.11 ${\mu}m$의 분포를 이루고, 제1 목편 살수여상조 평균 157 ${\mu}m$, 제2 목편 살수여상조 평균 2.59 ${\mu}m$의 결과를 얻었다. 3. 부착미생물의 균수 측정에서 호기성균은 제1 목편 살수여상조에서 평균 $1.9{\times}10^8$ CFU/ml, 제2 목편 살수여상조에서 평균 $2.6{\times}10^7$ CFU/ml ddjT으며, 혐기성균은 제1 목편 살수여상조에서 평균 $8.5{\times}10^6$ CFU/ml, 제2목편 살수여상조에서 평균 $5.3{\times}10^5$ CFU/ml로 조사되었다. 4. 살수여상 여과수의 $BOD_5$는 원수에서 비교하여 74.5% 제거되었으며 CODcr 제거효율은 51.5%로서 $BOD_5$ 보다 다소 낮았다. T-N 함량은 처리전 844 mg/$\ell$ 에서 살수여상처리 후 325.5 mg/$\ell$ 로 낮아졌다. T-P 함량은 처리전 127.7 mg/$\ell$ 에서 살수여상 처리 후 55.9로 낮아졌다. 질소, 인의 제거효율도 각각 61.4%, 56.2%를 나타내었다.

• 멤브레인
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• 제15권2호
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• pp.114-120
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• 2005

본 연구의 목적은 도시 하수처리를 위한 막결합형 $A_2O$공정에 관해 실제적인 정보를 얻고자 하는 것이다. 공경 $0.25\;{\mu}m$의 평판형 정밀여과막을 공기가 주입되는 호기조에 침지시켜 처리수는 저압으로 여과된다. 인공폐수를 대상으로 최적의 처리수질과 장기운전의 안정성 확보를 위한 내부반송율과 MLSS 농도 등의 최적 운전인자를 산정하고자 하였다. 내부반송은 각각 호기조에서 무산조로 반송한 것을 type 1, 무산조에서 혐기조로 반송한 것을 type 2라고 규정지었다. 플럭스는 15 LMH, type 1을 2Q로 고정하고 실험하였을 때 최적의 운전 조건은 MLSS 농도는 11,000 mg/L, type 2가 IQ로 나타났다. 이때, BOD $COD_{cr}$, T-N, T-P의 제거율이 각각 $97.3\%,\;94.2\%,\;64.0\%,\;63.0\%$로 타 내부반송율보다 효과적이었다.

• 환경영향평가
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• 제24권4호
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• pp.386-395
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• 2015

유역의 수질환경기준(중권역 목표기준) 또는 수질오염총량관리 목표수질을 달성하기 위하여 유역내 지역별 시설규모별 하수처리장에 대한 방류수 수질 준수농도(안)을 설정하는 것이 필요하다. 공공하수처리시설에서 하수처리기술은 혐기-무산소-호기 하수처리법에서부터 다양한 처리기술이 적용되고 있으며, 운영관리에 따라 효율의 차이가 나는 등 다양한 요인에 따라 처리효율이 달라질 수 있다. 또한 처리효율뿐만 아니라 전력 등 에너지 소요비용도 고려하여 각 유역환경 조건에 맞는 적합한 처리기술을 적용하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 유역하수도정비계획 수립 시 공공하수처리시설에 적용하는데 필요한 최적처리기술을 평가하기 위해 미국과 유럽의 산업계 배출수 처리시설에 대한 최적처리기술 평가 방법을 검토하여 우리나라 공공하수처리시설의 운영관리에 적합한 최적처리기술 평가지침의 평가항목을 제시하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권6호
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• pp.920-926
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• 1998

본 연구는 C. polykrikoides 적조 구제로 살포한 황토가 저층에 퇴적된 후, 적조생물이 분해되는 동안 미생물군집과 호흡 전자전달계 활성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 마산만과 진해만의 퇴적물로 배양실험을 행한 결과이다. 종속영양세균수는 두 개 정점의 실험구 모두 황토첨가와 무관하게 $10^7$ cells/dry g의 범위로 12시간만에 최고 치에 도달하였고 유사한 변동을 보여주었다. 종조성의 변동 또한 황토첨가로 인한 뚜렷한 영향을 보여주지 않았으며, Vibrio spp.는 배양기간 동안 계속 출현하였다. 그러나 황산염환원세균은 배양 8일째 마산만의 황토를 첨가하지 않은 퇴적물에서 $3.8\times10^7$cells/dry g로 1:1(1:2) 비율의 황토첨가 실험구에 비하여 120 (350)배 정도 높았고, 진해만의 퇴적물에서는 $5.5\times10^6$cells/dry g로 1:1 (1 : 2) 비율의 황토첨가 실험구보다 160(420)배 정도 높았다. 또한, ETA는 두 개의 정점 모두 호기적 조건에서는 각 실험구의 평균치가 6.8$\~$7.6 $\mu$g formazan $h^{-1}$ dry $g^{-1}$ 의 범위로서 황토의 첨가와 무관하게 비슷한 활성을 나타내었지만, 혐기적조건의 정점 A의 퇴적물에서 황토를 첨가하지 않은 실험구는 평균 10.4$\mu$g formazan $h^{-1}$ dry $g^{-1}$ 로 황토첨가 비율이 높을수록 7.3 (1:1), 3.4(1 : 2) $\mu$g formazan $h^{-1}$ dry $g^{-1}$으로 낮은 활성을 나타내었고, 정점 B의 퇴적물도 황토를 첨가한 비율이 높을수록 활성이 낮았다. 따라서 황토첨가가 해양환경에 나쁜 영향을 미치는 혐기적분해 및 황산염환원세균의 성장을 저지하는 효과가 있는 것으로 사료된다. 본 실험 결과는 모델실험에 의한 것으로 보다 자세한 황토의 영향을 알기 위해서는 현장에서 미생물군집의 변동과 활성의 조사가 필요할 것이다.