• Membrane and Water Treatment
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• 제11권1호
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• pp.79-85
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• 2020

A single-stage deammonification with a sequencing batch reactor (SBR) that simultaneous nitritation, anaerobic ammonia oxidation (anammox), and denitrification (SNAD) occur in one reactor has been widely applied for sidestream of wastewater treatment plant. For the stable and well-balanced SNAD, a feeding strategy of influent wastewater is one of the most important operating factors in the single-stage deammonification SBR. In this study, single-stage deammonification SBR (working volume 30L) was operated to treat a high-strength ammonium wastewater (1200 mg NH₄⁺-N/L) with different feeding strategies (single feeding and nine-step feeding) under the condition without COD. Each cycle of the step feeding involved 6 sub-cycles consisted of aerobic and anoxic periods for partial nitritation (PN) and anammox, respectively. Contrary to unstable performance in the single feeding, the step feeding showed better deammonification performance (0.565 kg-N/m³/day). Under the condition with COD, however, the nitrogen removal rate (NRR) decreased to 0.403 kg-N/m³/day when the Nine-step feeding strategies had an additional denitrification period before sub-cycles for PN and anammox. The NRR was recovered to 0.518 kg-N/m³/day by introducing an enhanced multiple-step feeding strategy. The strategy had 50 cycles consisted of feed, denitrification, PN, and anammox, instead of repeated sub-cycles for PN and anammox. The multiple-step feeding strategy without sub-cycle showed the most stable and excellent deammonification performance: high nitrogen removal efficiency (98.6%), COD removal rate (0.131 kg-COD/m³/day), and COD removal efficiency (78.8%). This seemed to be caused by that the elimination of the sub-cycles might reduce COD oxidation during aerobic condition but increase the COD utilization for denitrification period. In addition, among various sensor values, the ORP pattern appeared to be applicable to monitor and control each reaction step for deammonification in the multiple-step feeding strategy without sub-cycle. Further study to optimize the number of multiple-step feeding is still needed but these results show that the multiple-step feeding strategy can contribute to a well-balanced SNAD for deammonification when treating high-strength ammonium wastewater with COD in the single-stage deammonification SBR.

• 한국물환경학회지
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• 제29권3호
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• pp.377-382
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• 2013

Enriching anammox bacteria (AMX) in a lab-scale granular sequencing batch reactor using local digester centrate, we observed the significant enrichment of the filamentous-like bacterial population. These bacteria were revealed as novel bacterial species (termed CHL) belonging to Chlorobi/Bacteroidetes phyla via Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE). Further, niche differentiation of AMX and CHL quantification was observed in granule and filament biomass, suggesting AMX was dominant in the granule and CHL was dominant in the filament. Therefore, it was confirmed the structural role of CHL was indeed to aid the granule formation of the AMX. In parallel, the physiological role of CHL was suspected to degrade biopolymers in the digester centrate using nitrate as an electron acceptor.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2008년도 추계학술발표회 발표논문집
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• pp.177-180
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• 2008

• 한국물환경학회지
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• 제34권1호
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• pp.109-120
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• 2018

Sidestream in domestic wastewater treatment plants contains high concentration of ammonium, which increases nitrogen loading rate in the mainstream. The process for deammonification consisting of partial nitritation-anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) and heterotrophic denitrification is an economical method of solving this problem. Currently, about 130 full-scale deammonification plants are fully operating around the world, but none is in Korea. In order to transfer the principal information about sidestream deammonification processes to researchers and operators, we summarized basic concepts, processes type, and key influence factors (e.g., concentration of nitrogen compounds, dissolved oxygen (DO), temperature, and pH). This review emphasis on the processes of single-stage sequencing batch reactor (SBR) deammonification, which are widely used as full-scale plants. Since simultaneous processes of partial nitritation, ANAMMOX and heterotrophic denitrification occur in a single reactor, the single-stage SBR deammonification requires appropriate control/monitoring strategies for several operating factors (DO and pH mostly) to achieve efficient and stable operation. In future, AB-process consisting of A-stage (energy harvesting from organics) and B-stage (ammonium removal without organics) will be applied to the wastewater treatment process. Thus, we suggest mainstream deammonification for B-stage connected with the sidestream deammonification as seeding source of ANAMMOX. We expect that many researchers will become more interested in the sidestream deammonification.

• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.61-66
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• 2006

슬러리 형태의 돈사폐수로부터 자원회수와 질소제거를 위하여 순차적으로 ADEPT(Anaerobic digestion elutriated phased treatment) 공정과 SHARON(Single reactor system High Ammonium Removal Over nitrite)-ANAMMOX(Anaerobic ammonium oxidation)공정을 결합하여 운전하였다. ADEPT 공정은 부하율 3.95 gSCOD/L-day에서 운전되었고, SCOD 생성율과 산생성율은 각각 5.3 gSCOD/L-day와 3.3 gVFAs/L-day(as COD)였다. 가수분해에 의한 VS감소와 SCOD생성율은 각각 13%와 0.19 $gSCOD_{prod}/gVS_{feeding}$였으며, 산생성율은 0.80 $gVFAs/gSCOD_{prod.}$였다. 메탄발효조에서 가스생성율과 메탄함량은 각각 2.8 L/day($0.3m^3CH_4/kgCOD_{removal}\;@STP$) 및 77%였다. 운전조건에서 $NH_4-N$ 94.1% (TKN으로서 86.5%) 및 T-P 87.3%가 제거되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권5호
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• pp.228-235
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• 2016

아질산화 반응을 통한 nitrite 축적은 단축질소제거 혹은 anammox 공정 수립을 위해 필수적이고 이 반응의 속도가 전체 질소제거공정의 효율에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 부유 미생물 연속류 반응기에서 pH 농도가 암모니아 폐수(2,000 mgN/L) 처리에 주는 복잡하고 다양한 영향 들을 modeling과 실험을 통해 종합적으로 분석하였다. modeling 연구 결과 반응의 안정성(stability)은 pH에 의해 지대한 영향을 받으며, free ammonia 저해가 심해지는 알칼리성 환경일수록 안정적 운전 영역(stable region)은 축소되었다. 기질과 pH의 좌표 상에서 stable region과 unstable region을 가르는 경계(stability ridge) 근처에서 안정적인 최대반응속도를 얻을 수 있고, 이 운전조건에서 아질산 축적 가능성도 최대가 되었다. stability ridge 근처의 조건에서 반응기를 운전한 결과 아질산화속도는 안정적으로 약 $6kgN/m^3-d$까지 얻을 수 있었고, 아질산축적율은 약 99% 이었다. 그러나 unstable region에서는 부하증가를 통한 반복된 교란 결과 유출수 암모니아 농도가 회복 불가능한 상태로 상승하였다. Modeling 결과 고유(intrinsic) 최적 pH 값을 고정하여도 실험에서 관찰되는 최적 운전 pH는 사용 기질의 농도가 높을수록 낮아지는 것으로 나타났으며, 이는 문헌에서 보고된 경향과 일치 하였다. 본 연구의 modeling 조건에서 95% 아질산화(5%는 암모니아로 잔존)를 위한 최적 운전 pH는 ~8.0인 것으로 예측되었으나, anammox 유입수 생산을 위해 55% 아질산화하려 할 때의 최적 운전 pH는 ~7.2로 낮아 졌다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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• pp.270-271
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• 2005

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2004년도 가을 학술발표회지 제13권(제2호)
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• pp.87-89
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• 2004

탄소원의 주입이 없이 전자수용체로서 이용되는 $NO_2^-,\;NO_3^-$ 주입에 대한 영향을 검토중이며 더 세부적인 영향을 관찰하고자 한다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권4호
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• pp.711-719
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• 2006

The effluent from anaerobic digestion process of slurry-type piggery waste has a characteristic of very low C/N ratio. Because of high nitrogen content, it is necessary to evaluate nitrogen removal alternative rather than conventional nitrification-denitrification scheme. In this study, two parallel treatment schemes of SBR-like partial nitritation reactor coupled with anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) reactor, and a nitritation reactor followed by nitrite denitrification process were evaluated with a slurry-type piggery waste. The feed to reactors adjusted with various $NH_4-N$ and organics concentration. The nitrite accumulation was successfully accomplished at the loading rate of about $1.0kgNH_4-N/m^3-day$. The $NO_2-N/NH_4-N$ ratio 1~2.6 in nitritated effluent that operated at HRT of 1 day indicated that SBR-like partial nitritation was applicable to ANAMMOX operation. Meanwhile, the nitrite accumulation of 87% was achieved at SBR operated with HRT of 3 days and $0.4mgO_2/L$ for denitritation. Experimental results further suggested that HRT (SRT) and free ammonia(FA) rather than DO are an effective control parameter for nitrite accumulation in piggery waste.

• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.852-859
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• 2006

Anammox(anaerobic ammonium oxidation)와 Canon(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite) 공정과 같은 새로운 미생물학적 공정은 혐기성 소화 슬러지 상징수와 같은 고농도 암모늄 폐수로부터 효과적으로 질소를 제거할 수 있는 미생물학적 처리 기술이다. 본 연구에서는 합성폐수와 슬러지 소화조 상징수를 대상으로 상향류식 입상슬러지상 형태를 가진 새로운 Canon 형 질소 제거공정의 적용 가능성과 그 운전특성에 대하여 연구하였다. 이때 산소공급원으로 주입된 공기는 유출수 반송라인에 설치된 외부폭기조에서 공급하였다. 합성폐수(${\leq}110$ mg $NH_4$-N $L^{-1}$)를 사용한 첫 번째 실험에서는 유효 HRT 3.8일에서 약 95%의 암모늄(T-N 기준 92%)이 제거되었다. 또한 슬러지 소화 상징액($438{\pm}26$ mg $NH_4$-N $L^{-1}$)을 이용한 두 번째 실험에서는 유효 HRT 5.4일과 3.8일에서 각각 $94{\pm}1.7%$와 $76{\pm}1.5%$의 질소가 제거되었다. 두 실험 모두 유출수에서의 아질산염과 질산염 농도는 매우 낮게 검출되었다. 다른 미생물학적 질소 제거 신기술과 비교하였을 때 이 공정은 상당히 낮은 산소소모량($0.29{\sim}0.59$ g $O_2$ $g^{-1}N$)과 알칼리 소모($3.1{\sim}3.4$ g $CaCO_3$ $g^{-1}N$) 특성을 보였다. 이 공정은 또한 간단한 반응조 형상을 가지고 있으므로 효과적인 미생물 확보능력과 함께 시설투자 및 유지관리비용이 낮은 장점을 가지고 있다.