This research was performed for developing of biological treatment process of odor gas such as MEK, $H_{2}S$, and toluene, which is generated from the food waste recycling process. To establish the operational conditions of odor gas removal by small-scale biofiltration equipment, it was continuously operated by using toluene as a treating odor object. When the odor treating microorganisms were adhered to fibril form biofilter, high removal efficiency over 93% was obtained by biofilm formation. At 400 ppm of inlet odor gas concentration and 10 sec of retention time, the removal efficiency was 76% and 93% in 1st stage reactor and 2nd stage reactor, respectively. However, the removal efficiency remained over 97% at the operational conditions above 15 sec of retention time.
The effects of initial concentration, flow rate, and recycle ratio on the removal efficiency of phenol were studied in a tapered fluidized bed reactor packed with activated carbon which was attached with Candida tropicalis. The optimum conditions of Candida tropicalis were showed that pH was 7.0 and temperature was $30^{\circ}C$, and the specific growth rate of Candida tropicalis was satisfied with the Monod equation up to 500 mg/L of phenol, and beyond it the inhibition of substrate was found. According to the increases of initial concentration and flow rate, the removal efficiency was decreased, as the recycle ratio was increased, the removal efficiency was increased. In the case of flow rate of 10mL/sec and the recycle ratio of 2, the removal efficiency was 90% above for the all of initial concentration. The removal rate of phenol was the first order reaction in this system, and the rate equation of reaction was as follows.
Kim Jeong-Sook;Yoon Gil-Ha;Ghim See-Jun;Kang Lim-Seok;Lee Byung-Hun
Fisheries and Aquatic Sciences
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v.1
no.2
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pp.242-249
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1998
The engineering aspect of water treatment processes in the recirculating aquaculture system was studied. To recycle the water in the aquaculture system, a wastewater treatment process was required to maintain high water quality for the growth and health of the cultured fish. In this study, three different biofilm processes were used to reduce the concentration of organic matters and ammonia from the recirculating water - two phase fluidized bed, three phase fluidized bed, and trickling filter. The objectives of this research were to evaluate the optimum treatment conditions of the biofilm processes for the recirculating aquaculture system, and thereby reduce the volume of biofilm processes, which are commonly used for the recycle water treatment processes for aquaculture. The result of this study showed that the removal efficiency of organic matters by trickling filter was found to be lower than that of the fluidized bed. In the trickling filter system, anthracite showed better organic removal efficiency than crushed stone as a media. In the two phase fluidized bed, the maximum removal efficiency of either organics or ammonia was obtained when both the packing rate of media was maintained to $40\%$ of total reactor depth excepting sediment zone and the bed expansion rate was maintained to $100\%$. When 100 tilapia (Oreochromis niloticus) of each average 200g was reared, the pollutant production rate was 0.07g $NH_4\;^+-N/kg$ fish/day and 0.06g P04-3-P/kg fish/day, and sludge production rate was 0.39 g SS/kg fish/day. In the two phase and three phase fluidized bed, the volume of water treatment tank could be calculated from an empirical equation by using the relationship between the influent COD to $NH_4\;^+-N$ ratio (C/N, -), media concentration (Cm, g/L), influent ammonia nitrogen concentration (Ni, mg/L), effluent ammonia nitrogen concentration (Ne, mg/L), bed expansion rate $(E,\;\%)$, and influent flowrate $(Q,\;m^3/hr)$. The empirical equation from this study is $$V_2\;=\;10^{3.1279}\;C/N^{3.5461}\;C_m\;^{-3.7473}\;N_i\;^{4.6477}\;E^{0.0326}\;N_e\;^{-0..8849}\;Q\;(Two\;Phase\;FB) V_3\;=\;10^{11.7507}\;C/N^{-1.2330}\;C_m\;^{-6.5715}\;N_i\;^{1.5091}\;N_e\;^{-1.8489}\;Q (Three\;Phase\;FB)$$
Molecular and cultivation techniques were used to characterize the bacterial communities of biobead reactor biofilms in a sewage treatment plant to which an Aerated Up-Flow Biobead process was applied. With this biobead process, the monthly average values of various chemical parameters in the effluent were generally kept under the regulation limits of the effluent quality of the sewage treatment plant during the operation period. Most probable number (MPN) analysis revealed that the population of denitrifying bacteria was abundant in the biobead #1 reactor, denitrifying and nitrifying bacteria coexisted in the biobead #2 reactor, and nitrifying bacteria prevailed over denitrifying bacteria in the biobead #3 reactor. The results of the MPN test suggested that the biobead #2 reactor was a transition zone leading to acclimated nitrifying biofilms in the biobead #3 reactor. Phylogenetic analysis of 16S rDNA sequences cloned from biofilms showed that the biobead #1 reactor, which received a high organic loading rate, had much diverse microorganisms, whereas the biobead #2 and #3 reactors were dominated by the members of Proteobacteria. DGGE analysis with the ammonia monooxygenase (amoA) gene supported the observation from the MPN test that the biofilms of September were fully developed and specialized for nitrification in the biobead reactor #3. All of the DNA sequences of the amoA DGGE bands were very similar to the sequence of the amoA gene of Nitrosomonas species, the presence of which is typical in the biological aerated filters. The results of this study showed that organic and inorganic nutrients were efficiently removed by both denitrifying microbial populations in the anaerobic tank and heterotrophic and nitrifying bacterial biofilms well-formed in the three functional biobead reactors in the Aerated Up-Flow Biobead process.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.30
no.5
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pp.507-516
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2008
This research was conducted to elucidate the effect of temperature on the nitrogen removal of municipal wastewater with waste-tire media. The experiments were carried out in laboratory-scale batch reactor and pilot-scale moving bed biofilm reactor filled at a 0.15 filling ratio with waste-tire media, respectively. In batch tests, specific nitrification rate(SNR) with media was 3.4 mg NH$_4^+$-N/g Mixed-Liquor Volatile Suspended Solid(MLVSS)$\cdot$hr, compared with 1.7 mg NH$_4^+$-N/g MLVSS$\cdot$hr without media. In pilot-scale test with media, total nitrogen removal efficiency increased from 53 $\pm$ 8% to 76 $\pm$ 5% as the temperature increased from 9$\sim$10$^{\circ}C$ to 20$\sim$24$^{\circ}C$. At the temperature of 9$\sim$10$^{\circ}C$, 10$\sim$20$^{\circ}C$, and 20$\sim$24$^{\circ}C$, the SNRs were 0.8 $\pm$ 0.5, 3.1 $\pm$ 1.9, and 3.4 $\pm$ 2.1 mg NH$_4^+$-N/g MLVSS$\cdot$hr and the specific denitrification rates(SDNR) were 0.6 $\pm$ 0.2, 1.1 $\pm$ 0.6, 1.4 $\pm$ 0.6 mg NO$_3^-$-N/g MLVSS.hr, respectively. The overall activities of biomass in anaerobic, anoxic, and oxic zones at 20$\sim$24$^{\circ}C$ increased to 22, 20, and 15%, compared with those at 9$\sim$10$^{\circ}C$, respectively. The activity distribution of Nitrosomonas and Nitrobacter also increased with the increase of temperature.
The objectives of this research were focused on the effects of various operating parameters on nitrous oxide emission such as C/N ratio, ammonia concentration and HRT in the hybrid and suspension reactors. With the decreasing of C/N ratios, $N_2O$ emission rates in the both processes were increased because organic carbon source for denitrification was depleted. In case of biofilm reactor operated using medium, $N_2O$ release from the nitrification was not affected by the variation of ammonia concentration. But in the suspension reactor, $N_2O$ production from the nitrification was rapidly increased with the increase of ammonia. Nitrite accumulation caused by undesirable nitrification conditions could be a important reason for the increase in the $N_2O$ production from the aerobic reactor. And rapid increase in $N_2O$ production was reflected by the decrease of HRT, similar to the results observed in the results of ammonia loading changes. So it could be said that it is very important to put in consideration both its optimum conditions for wastewater treatment efficiency and suitable conditions for $N_2O$ diminish, simultaneously, in order to development an eco-friendly and advanced wastewater treatment, especially in BNR process.
This research was performed to investigate the dynamics of microbial community by RBC (Rotating Biological Contactor) using Rhodococcus sp. EL-GT and activated sludge. Cell counts revealed by DAPI were compared with culturable bacterial counts from nutrient agar. Colony counts on nutrient agar gave values 20~25% and 1~15% of cell counts (DAPI). The cell counts for the dynamics of bacterial community were determined by combination of in situ hybridization with fluorescently-labelled oligonyucleotide probes and epifluorescence microscopy. Around 90~80% of total cells visualized DAPI were also detected by the bacteria probe EUB 338. For both reactors proteobacteria belonging to the gamma subclass were dominant in the first stage (1 and 2 stage) and proteobacteria belonging to the gamma subclass were dominant in the last stage (3 and 4 stage).
The purpose of this study is to investigate the effect of influent phosphorus concentration on the nitrogen and phosphorus removal in sequencing batch reactor(SBR) and sequencing batch biofilm reactors(SBBRs) in order to recover the enhanced biological phosphorus removal (EBPR) capacity at the sludge of the deterioration of EBPR capacity. In SBBRs, comparing to SBR, the organic removal was occurred actively at the 1 st non-aeration period because of the active phosphorus release at this period. However, the variation of TOC removal according to the decrease of influent phosphorus concentration was not clearly shown both in SBR and SBBRs. In case of SBR losing EBPR capacity, the EBPR capacity was not recovered by the decrease of the influent phosphorus concentration from 7.5 mg/L to 0.9 mg/L. The nitrogen removal increased by the decrease of influent phosphorus concentration both in SBR and SBBRs.
In this study, as MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor) process using waste tire media is suggested for retrofitting with advanced wastewater treatment and the removal property of organic matter and nutrient and the capacity of media are evaluated through long-term operation with pilot plant following seasons, the application capacity of retrofitting with MBBR process to a existing wastewater treatment is studied. As a result of the long-term operation of the process, it is proved that there is no loss and abrasion of media, and also that it is possible to secure the sufficient attached bio-mass. The values of organic matter and nutrient in effluent are suitable for the strict discharged water quality standards in every season including winter.
The effects of growth substrates such as toluene and phenol on cometabolic biodegradation of trichloroethylene (TCE) by Burkholderia cepacia G4 were investigated. The dual effects of primary substrate on TCE biodegradation, stimulatory effects of toluene and phenol at low concentrations (0.5∼2 ppm & 0.1∼0.5 ppm, respectively) and a competitive inhibition at high concentration, were observed in batch experiments. These stimulatory effects of toluene and phenol were found to be due to the increments in the amount of reducing power like NADH which could be generated during the assimilation of toluene and phenol as the carbon and energy source. The efficiency of TCE biodegradation in trickling biofilm reactor (TBR) could be also enhanced up to the TCE removal efficiency of 58.1% by the supply of appropriate amounts of phenol (0.94∼4.7 ppm).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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