• 제목/요약/키워드: Biodegradable organic matter

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금강 수계 자연유기물 특성 분석 (Analysis of Natural Organic Matter (NOM) Characteristics in the Geum River)

  • 유순주;김창수;하성룡;황종연;채민희
    • 한국물환경학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.125-131
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    • 2005
  • Natural organic matter(NOM) is defined as the complex matrix of organic material and abundant in natural waters. It affects the performance of unit operations for water purification. Several kinds of analytical indicators such as DOC, specific ultraviolet absorbance(SUVA), apparent molecular weight (AMW), fractionation and high performance size exclusive chromatography(HPSEC) have been used to understand characteristics and variations of NOM. This study aims to evaluate the characteristics of NOM in the Geum River system comprising with stream flows and reservoirs. It was identified that SUVA denoting the portion of humic substance in water ranged within 1.60~3.36. Using resin adsorbents, dissolved organic carbon(DOC) was fractionated into three classes: hydrophobic bases(HOB), hydrophobic acids(HOA) and hydrophilic substances(HI). HI dominates in all samples, collectively accounting for more than 62% of the DOC. HOA was the second dominated fraction and it varied considerably but accounted for about 30% of the DOC. The distribution of high molecular weight(HMW) measured by HPSEC being used to determine the molecular weight distribution of aquatic humic substances was 40.1% and 38.7% in reservoir and stream flow, respectively. The distribution of low molecular weight(LMW) in stream flow was 13.2% higher than that in reservoir. And apparent molecular weight less than 1KDa, which include the molecular weight of hydrophilic organic matter, occupied with 69.2% and 68.2% in stream flow and reservoir, respectively. While the molecular weight of 1 to 100 KDa including humic substances ranged with 18.6% and 21.6% in stream flow and reservoir, respectively. Seasonal variation of refractory dissolved organic carbon was similar to that of SUVA.

음용수로부터 동화성 유기물질의 제거를 위한 생물학적 공정개발 (Development of biological processes for the removal of assimilable organic carbon from potable water)

  • 이민규;감상규
    • 생명과학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.14-21
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    • 2000
  • 음요수 중의 유기탄소의 제거수단으로써 biofiltration법의 타당성을 검토하였다.NOM에서의 생분해 가능한 분율을 알아보기위하여 행하여 졌다. UV 조사량을 3가지로 달리하였을 경우에 회분식에서의 생분해능과 비교하였다. 생물여과 반응기 실험의 경우에 생분해 특성을 검토한 결과 EBCT, 순환비 및 유입농도등과 같은 운전피라미터들이 생물여과 반응기의 생분해능에 영향을 미침을 알 수있었다. 생물여과 반응기의 유출수에서의 UV/DOC의 비는 반응기에 공급되는 원료중의 UV/DOC비에 비해 증가하였으며, 이로부터 생분해에 의해 저거된 DOC는 UV에 의해 그다지 흡수되지 않는 물질임을 알 수있었다. 본 여눅를 통해 생분해 가능한 DOC의 부분을 제거하는데 있어서 생물여과공법이 효과적인 방법이라는 것을 알수있었으며 UV처리와 bilfiltration을 연계한 공정은 수처리 시설에서 유출수의 DOC농도는 낮추는데 효과적인 한가지 방안으로 사료되었다.

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여과한 하수와 하수원액의 VFAs 측정과 미생물 호흡률 측정법을 이용한 하수의 유기물 분액 방법에 관한 연구 (A Study of Organic Matter Fraction Method of the Wastewater by using Respirometry and Measurements of VFAs on the Filtered Wastewater and the Non-Filtered Wastewater)

  • 강성욱;조욱상
    • 유기물자원화
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    • 제17권1호
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    • pp.58-72
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    • 2009
  • 본 연구에서는 하수 내에 존재하는 유기물과 미생물량 분액을 위해 미생물 호흡률 측정기(Respirometer)를 구동하여 미생물에 의한 산소 섭취율(OUR : Oxygen Uptake Rate)을 측정하고, CG-FID 혹은 LC를 활용하여 VFAs(Volatile Fatty Acids)를 측정하였다. 유기물은 IAWQ (International Association of Water Quality)의 ASM(Activated Sludge Model)에서 명시된 유기물 분류법에 따라 분액 하였으며, ASM 중에서도 ASM No.2d를 기초하여 분액을 수행하였다. 하지만 슬러지를 첨가하지 않은 하수 원액의 미생물 호흡률 측정과 더불어 기존의 방법과는 다르게 여과한 하수의 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 수행하여 하수에 포함된 유기물량을 추정하였다. 이는 기존의 하수 원액을 이용한 미생물 호흡률 측정 방법에 있어 천천히 생분해되는 용존성 유기물질(S_S)에 의한 산소섭취율과 천천히 생분해되는 입자성 유기물질(X_S)에 의한 산소섭취율이 동일 그래프 안에 형성되어 정확하게 구분되지 못하는 단점과 슬러지 세척으로 인한 실험의 오차를 보완하고자 하였다. 또한 용존성 난분해 COD(S_I)을 측정하는 기준이 명확하지 않는 문제점이 발생하여 미생물 호흡률 측정 과정에서 그래프의 변화를 보고 정확한 용존성 난분해 COD(S_I)의 측정 시간을 선택할 수 있는 방법을 제시하였다. 여과한 하수를 대상으로 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 통하여 추정한 유기물 분액 결과 용존성 난분해 COD인 S_I는 $12.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 6.9%, 발효 부산물인 S_A는 $24.76g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 14.1%, 발효 가능한 유기물질인 S_F는 $58.54g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 33.2%, 천천히 생분해되는 입자성 유기물질인 X_S는 $61.1g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 34.7%, 입자성 난분해 COD인 X_I는 $10.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.8%로 추정되었다. 종속영양 미생물량인 X_H는 $9.3g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.3%로 추정되었다.

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폐기물의 퇴비화 과정중 물질 변화;2. 질소화합물 변화 (Changes of Chemical Compounds off the Compost of Municipal Refuse;2. Changes in Nitrogen Compounds)

  • 서정윤
    • 한국환경농학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.146-152
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    • 1988
  • 도시 폐기물의 퇴비화 과정중 퇴비중의 질소 화합물 함량을 시기별로 조사한 결과 다음과 같다. 1. 총 질소, 유기성 질소 및 미생물 이용 가능 질소 함량은 거의 변화가 없었으며 미생물 이용 불가능 질소 함량은 약간 증가하였다. 그러나 총 질소, 유기성 질소 및 미생물 이용 가능 질소의 유효성분 함량은 감소하였으며 미생물 이용 불가능 질소의 유효성분 함량은 거의 일정하였다. 2. 암모늄태 질소 함량은 초기에 높았다가 퇴비화가 진행됨에 따라 감소 하였으며 이적을 한 후에는 다시 증가하다가 감소하였다. 3. 질산태 질소 함량은 암모늄태 질소 함량과 반대 경향을 보였다. 4. 유기물 중 유기성 질소 함량은 증가하였으며 초기에는 완만한 증가현상을 보이다가 9주와 21주 사이에 급격히 증가하였다. 5. $F{\"{o}}rster$ 방법에 의한 총 질소 함량이 Kjeldahl 방법에 의한 것보다 높았으며 Kjeldahl 방법에 의한 총 질소 함량이 $F{\"{o}}rster$ 방법에 의한 미생물 이용 가능 질소 함량보다 6% 높았다. 6. 30주 후 총 질소 손실량은 Kjeldahl 방법으로 측정한 결과 50% $F{\"{o}}rster$ 방법으로 측정한 결과 48% 이었으며 초기 2주 내에 급격한 질소 손실이 일어났다. 7 Kjeldahl 방법에 의한 총 질소, 미생물 이용 가능 질소, $F{\"{o}}rster$ 방법에 의한 총질소 및 미생물 이용 가능 질소 상호간에 유의적인 정(+)의 상관이 있었다.

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침출수 성분에 따른 난지도 매립지의 안정화 평가 (Evaluation of Nanjido Landfill Site Stabilization by Leachate Component)

  • 이제승;서미연;김현국;이승주;김광진;신정식
    • 환경위생공학
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    • 제19권3호
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    • pp.13-21
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    • 2004
  • This study was focused on the evaluation of Nanjido landfill site by leachate analysis. Several parameters, for example pH, BOD, $COD_{Mn},\;COD_{Cr}$, SS, TP, $NH_3-N$, Color, were selected as major leachate quality parameters. $BOD/COD_{Cr}$. was used to estimate the biodegradable portion in organic matter. Samples were collected at the leachate storage wells and leachate treatment facility inflow in each quarter of 2003. The results were as follows : 1. Inflow quality of treatment plant in 2003 was analysed as $pH\;7.3\~8.0,\;BOD\;12.4\~30.0mg/L,\;COD_{Mn}\;101.2\~130.3mg/L,\;COD_{Cr}\;122.5\~238.0mg/L,\;SS\;16.1\~115.3mg/L$, $T-P\;0.27\~0.80mg/L,\;NH_3-N\;208.0\~~354.0mg/L$, Color $110.3\~129.0$ unit. 2. $BOD/COD_{Cr}$ of inflow ranged between $0.07\~0.16$ indicating that the landfill had the properties of old-fill and organic portion in leachate was mostly persistent organic matter. 3. Though concentrations of BOD, COD, $NH_3-N$, Color in leachate storage wells were mostly higher in first landfill than in second landfill, $BOD/COD_{Cr}$ ranging from 0.03 to 0.20, showed reversely. 4. Correlation coefficient$(R^2)$ between color and other parameters related to organic matter showed mostly above 0.7 and especially highest value with $COD_{Mn}$ of 0.7985.

병열 1차 반응속도식을 이용한 유기성 슬러지 수열탄화 반응온도별 메탄생산퍼텐셜 평가 (Assessment of Methane Potential in Hydro-thermal Carbonization reaction of Organic Sludge Using Parallel First Order Kinetics)

  • 오승용;윤영만
    • 한국환경농학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.128-136
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    • 2016
  • BACKGROUND: Hydrothermal carbonization reaction is the thermo-chemical energy conversion technology for producing the solid fuel of high carbon density from organic wastes. The hydrothermal carbonization reaction is accompanied by the thermal hydrolysis reaction which converse particulate organic matters to soluble forms (hydro-thermal hydrolysate). Recently, hydrothermal carbonization is adopted as a pre-treatment technology to improve anaerobic digestion efficiency. This research was carried out to assess the effects of hydro-thermal reaction temperature on the methane potential and anaerobic biodegradability in the thermal hydrolysate of organic sludge generating from the wastewater treatment plant of poultry slaughterhouse .METHODS AND RESULTS: Wastewater treatment sludge cake of poultry slaughterhouse was treated in the different hydro-thermal reaction temperature of 170, 180, 190, 200, and 220℃. Theoretical and experimental methane potential for each hydro-thermal hydrolysate were measured. Then, the organic substance fractions of hydro-thermal hydrolysate were characterized by the optimization of the parallel first order kinetics model. The increase of hydro-thermal reaction temperature from 170℃ to 220℃ caused the enhancement of hydrolysis efficiency. And the methane potential showed the maximum value of 0.381 Nm3 kg-1-VSadded in the hydro-thermal reaction temperature of 190℃. Biodegradable volatile solid(VSB) content have accounted for 66.41% in 170℃, 72.70% in 180℃, 79.78% in 190℃, 67.05% in 200℃, and 70.31% in 220℃, respectively. The persistent VS content increased with hydro-thermal reaction temperature, which occupied 0.18% for 170℃, 2.96% for 180℃, 6.32% for 190℃, 17.52% for 200℃, and 20.55% for 220℃.CONCLUSION: Biodegradable volatile solid showed the highest amount in the hydro-thermal reaction temperature of 190℃, and then, the optimum hydro-thermal reaction temperature for organic sludge was assessed as 190℃ in the aspect of the methane production. The rise of hydro-thermal reaction temperature caused increase of persistent organic matter content.

지표수 수질관리를 위한 적정 유기물질지표 선정 (Selection of the Optimum Organic Matter Index for Surface Water Quality Management)

  • 한대호;최지용
    • 환경정책연구
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    • 제10권4호
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    • pp.61-80
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    • 2011
  • 생분해성 물질 지표인 BOD 중심의 환경규제와 환경기초시설의 집중 투자로 인하여 전국적인 BOD 오염도는 지속적으로 개선되었다. 그러나 COD 등의 난분해성 물질은 주요 상수원을 포함하여 전국적으로 정체 또는 증가 추세를 보임에 따라 BOD 관리체계의 한계를 드러냄과 동시에 정체수역 증가와 같은 수체 특성변화의 반영 등 달라진 환경여건을 반영할 수 있는 지표의 필요성이 끊임없이 제기되고 있다. 따라서 본 논문에서는 수체의 변화된 유기물질 오염상태를 적절히 관리할 수 있는 유기물질 관리지표를 선정하였다. 지표전환의 항목으로 $COD_{Cr}$와 TOC를 검토해 본 결과 $COD_{Cr}$보다는 TOC를 향후 유기물질 관리지표로 선정함이 적정한 것으로 나타났다. TOC는 유기물지표로서 대표성,국제적 통용성, 모니터링 프로그램의 용이성, 분석기술의 유무, 정밀도 및 정확도, 분석에 소요되는 시간, 운전의 용이성, 소독부산물의 관리, 기존정책과의 연계성, 외국사례여부, 국내적용사례, 수생태계와의 상관성 등에 대한 평가 결과 타당한 것으로 나타났다.

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하천수 BOD 예측을 위한 용존 자연유기물질의 synchronous 형광 스펙트럼 분석 (Examining Synchronous Fluorescence Spectra of Dissolved Organic Matter for River BOD Prediction)

  • 허진;박민혜
    • 한국물환경학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.236-243
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    • 2007
  • Fluorescence measurements of dissolved organic matter (DOM) have the superior advantages over other analysis tools for the applications to water quality management due to their rapid analysis. It is known that protein-like fluorescence characteristics are well corelated with microbial activities and biodegradable organic matter. In this study, potential biochemical oxygen demand (BOD) predictor were explored using the fluorescence peak intensities and/or the integrated fluorescence intensities derived from synchronous fluorescence spectra and the first derivative spectra of river samples. A preliminary study was conducted using a mixture of a river and a treated sewage to test the feasibility of the approach. It was demonstrated that the better BOD predictor can be derived from synchronous fluorescence spectra and the derivatives when the difference between the emission and the excitation wavelengths (${\Delta}{\gamma}$) was large. The efficacy of several selected fluorescence parameters was rivers in Seoul. The fluorescence parameters exhibited relatively good correlation coefficients with the BOD values, ranging from 0.59 to 0.90. Two parameters were suggested to be the optimum BOD predictors, which were a fluorescence peak at a wavelength of 283 nm from the synchronous spectrum at the ${\Delta}{\gamma}$ value of 75 nm, and the integrated fluorescence intensity of the first derivatives of the spectra at the wavelength range between 245 nm and 280 nm. Each BOD predictor showed the correlation coefficients of 0.89 and 0.90, respectively. It is expected that the results of this study will provide important information to develop a real-time efficient sensor for river BOD in the future.

지중오존산화시 토양유기물질과 수분이 토착미생물의 생존과 재성장에 미치는 영향

  • 손규동;정해룡;최희철;김수곤;양지원
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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    • pp.334-337
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    • 2003
  • This study was carried out to investigate the effect of soil properties, such as soil organic matter(SOM) content and water content on die-off and regrowth of indigenous microbes due to in-situ ozonation. Four different soils were collected and the soil samples applied to different ozonation time(0-360 min) were incubated during 4 weeks. Population of the indigenous microbes was monitored during incubation period. The number of indigenous microbes in all samples dramatically decreased (more than 90%) within 30 minutes of ozone injection. With increased ozonation time by 360 minutes, the number of the indigenous microbes decreased by 99.99% in all samples. Die-off of the indigenous microbes due to ozone treatment was inversely proportional to SOM and water content. Especially, sample 3 and Sample 4 containing relatively high SOM content and water content showed high regrowth rate, and this resulted from the increase of water soluble and biodegradable organic fraction in soil water after ozone treatment. Soil sample ozonated for 360 minutes showed minor increase in microbial population during 4 weeks of incubation period.

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Effects of Hydro-thermal Reaction Temperature on Anaerobic Biodegradability of Piggery Manure Hydrolysate

  • Kim, Ho;Jeon, Yong-Woo
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.602-609
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    • 2015
  • In order to enhance a biogas production by the hydro-thermal pre-treatment of piggery manure, the effects of hydro-thermal reaction temperature at thermal hydrolysis of piggery manure on the methane potential and anaerobic biodegradability of thermal hydrolysate were analyzed. The increase of hydro-thermal reaction temperature from $170^{\circ}C$ to $220^{\circ}C$ caused the enhancement of hydrolysis efficiency, and most of organic matters were present in soluble forms. However, the methane potentials ($B_u-TCOD$) of hydrolysate were decreased from 0.239 to $0.188Nm^3kg^{-1}-TCOD_{added}$ by increasing hydro-thermal reaction temperature from $170^{\circ}C$ to $220^{\circ}C$, and also the anaerobic biodegradability (DTCOD) decreased from 74.6% to 58.6% with increase of hydro-thermal reaction temperature. The increase of hydro-thermal reaction temperature from $170^{\circ}C$ to $220^{\circ}C$ resulted in the decrease of easily biodegradable organic matter content, while persistent organic matter contents increased.