The purpose of this study is to investigate the performances of organic removal and methane recovery by using a full scale two-phase anaerobic system. The full scale two-phase anaerobic process was consists of an acidogenic anaerobic baffled reactor (ABR) and a methanognic upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. The volumes of acidogenic and methanogenic reactors were designed to $28.3m^3$ and $75.3m^3$. The two-phase anaerobic system represented 60-82% of COD removal efficiency when the influent COD concentration was in the range of 7,150 to 16,270 mg/L after screening (average concentration is 10,280 mg/L). After steady-state, the effluent COD concentration in the methanogenic reactor showed $2,740{\pm}330 mg/L$ by representing average COD removal efficiency was $71.4{\pm}8.1%$ when the operating temperature was in the range of $19-32^{\circ}C$. The effluent SCOD concentration was in the range of 2,000-3,000 mg/L at the steady state while the volatile fatty acid concentration was not detected in the effluent. Meanwhile, the COD removal efficiency in the acidogenic reactor showed less than 5%. The acidogenic reactor played key roles to reduce a shock-loading when periodic shock loading was applied and to acidify influent organics. Due to the high concentration of alkalinity and high pH in the effluent of the methanogenic reactor, over 80% of methane in the biogas was produced consistently. More than 70% of methane was recovered from theoretical methane production of TCOD removed in this research. The produced gas can be directly used as a heat source to increase the reactor temperature.
As a result of the growing livestock industry, varieties of organic solid and waste biomass are be generated in swine breeding and slaughtering stages. Anaerobic digestion is a promising alternative for the treatment of livestock waste biomass, as well as for the material recovery and energy production. Objectives of this study were to analyze the biochemical methane potential of swine waste biomasses that were generated from swine pen and slaughterhouse and to investigate the material recovery and methane yield per head. As pig waste biomass, swine slurry, blood, intestine residue, and digestive tract content were collected for investigation from pig farmhouse and slaughterhouse. The $B_{th}$ (Theoretical methane potential) and $B_0$ (Biochemical methane potential) of swine slurry generating in swine breeding stage were 0.525 and $0.360Nm^3\;kg^{-1}-VS_{added}$, the ratio of degradation ($B_0/B_{th}$) was 68.6%. $B_{th}$ of blood, intestine residue, and digestive tract content were 0.539, 0.664, and $0.517Nm^3\;kg^{-1}-VS_{added}$, and $B_0$ were 0.405, 0.213, and $0.240Nm^3\;kg^{-1}-VS_{added}$, respectively. And the ratio of degradation showed 75.1, 32.1, and 46.4% in blood, intestine residue, and digestive tract content. Material yield of swine waste biomass was calculated as TS 73.79, VS 46.75, TN 5.58, $P_2O_5$ 1.94, and $K_2O$$2.91kg\;head^{-1}$. And methane yield was $16.58Nm^3\;head^{-1}$. In the aspect that slaughterhouse is a large point source of waste biomass, while swine farmhouse is non-point source, the feasibility of an anaerobic digestion using the slaughtering waste biomass need to be assessed in the economical aspect between the waste treatment cost and the profitable effect by methane production.
Kim, Jee Sang;Kong, Chang In;Park, Bo Ryoung;Kim, Jeong-Hoon
Membrane Journal
/
v.24
no.3
/
pp.213-222
/
2014
In this study, 2-stage recirculation membrane process was developed for purification of high purity bio-methane for the vehicle fuel application. Pure gas permeation and mixture gas permeation test were done as a function of methane content and pressure in the feed using polysulfone membrane modules. 2-stage membrane plant was designed, constructed in a food waste treatment cite. Dehumidification, dry desulfurization, and desiloxane plants are installed for the removal of $H_2O$, $H_2S$ and siloxane in the biogas. Permeation test were done with the pre-treated methane mixture in terms of methane purity and recovery by adjusting the ratio of membrane area (1:1, 1:3, 2:2) in the first and second membrane modules in the plant. When membrane area of 2 stage increased to $3m^2$ from $1m^2$ at 1-stage membrane area of $1m^2$, the feed rate and $CH_4$ recovery at 95% methane purity were increased from 47.1% to 92.5% respectively. When the membrane area increased two-fold (1:1 to 2:2), $CH_4$ recovery increased from 47.1% to 88.3%. When the feed flow rate was increased, in 1:3 ratio, final purity of the methane is reduced, the methane recovery is increased. When operating pressure was increased, the feed rate was increased and recovery was slightly decreased. From this result, membrane area, feed pressure and feed rate could be the important factor to the performance of the membrane process.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
/
v.35
no.8
/
pp.586-591
/
2013
This experiment was performed to enhance $CH_4$ purity of landfill gas by applying gas separator membrane for purified nitrogen gas production. 1:6 area ratios of $1^{st}$ to $2^{nd}$ membrane module was suitable for $CH_4$ recovery. After separation membrane system was installed, 249 tries were performed. Average permeability for $CH_4$ was 28.4% and for $CO_2$ was 94.3%. This can explain nitrogen gas separator membrane can be applied to collect $CH_4$ from LFG. However, nitrogen permeability only reached up to 16.5%. Therefore, the final purified landfill gas concentration was rounded up to 69.7% for $CH_4$, 4.3% for $CO_2$ and 26.0% for $N_2$. For the high degree of $CH_4$ purity, $N_2$ should be kept at least under 2.0% by controlling air inflow to landfill.
International journal of advanced smart convergence
/
v.5
no.2
/
pp.18-23
/
2016
Cell walls of microalgae consist of a polysaccharide and glycoprotein matrix providing the cells with a formidable defense against its environment. Anaerobic digestion (AD) of microalgae is primarily inhibited by the chemical composition of their cell walls containing biopolymers able to resist bacterial degradation. Adoption of pre-treatments such as thermal, thermal hydrolysis, ultrasound and enzymatic hydrolysis have the potential to remove these inhibitory compounds and enhance biogas yields by degrading the cell wall, and releasing the intracellular algogenic organic matter (AOM). This paper preproposal stage investigated the effect of different pre-treatments on microalgae cell wall, and their impact on the quantity of soluble biomass released in the media and thus on the digestion process yields. This Paper present optimum approach to degradation of the cell wall by ultra-sonication with practical design specification parameter for ultrasound based pretreatment system. As a result of this paper presents, a microalgae system in a wastewater treatment flowsheet for residual nutrient uptake can be justified by processing the waste biomass for energy recovery. As a conclusion on this result, Low energy harvesting technologies and pre-treatment of the algal biomass are required to improve the overall energy balance of this integrated system.
The coupling of anaerobic biological process and membrane separation could provide excellent suspended solids removal and better biomass retention for wastewater treatment. This coupling improves the biological treatment process while allowing for the recovery of energy through biogas. This review gives a basic description of the anaerobic wastewater treatment process, summarizes the state of the art of anaerobic membrane bioreactors (AnMBRs), and describes the current research trends and needs for the development of AnMBRs. The research interest on AnMBR has grown over the conventional anaerobic processes such as upflow anaerobic sludge blanket (UASB). Studies on AnMBRs have developed different reactor configurations to enhance performances. The AnMBR performances have achieved comparable status to other high rate anaerobic reactors. AnMBR is highly suitable for application with thermophilic anaerobic process to enhance performances. Studies indicate that the applications of AnMBR are not only limited to the high strength industrial wastewater treatment, but also for the municipal wastewater treatment. In recent years, there is a significant progress in the membrane fouling studies, which is a major concern in AnMBR application.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
/
v.17
no.4
/
pp.379-388
/
2006
Two mesophilic trickling bed bioreactors filled with two different types of media, hydrophilic- and hydrophobic-cubes, were designed and conducted for hydrogen production under the anaerobic fermentation of sucrose. Each bioreactor consisted of the column packed with polymeric cubes and inoculated with heat-treated sludge obtained from anaerobic digestion tank. A defined medium containing sucrose was fed by the different hydraulic retention time(HRT), and recycle rate. Hydrogen concentrations in gas-phase were constant, averaging 40% of biogas throughout the operation. Hydrogen production rate was increased till $10.5\;L{\cdot}h^{-1}{\cdot}L^{-1}$ of bioreactor when influent sucrose concentrations and recycle rates were varied. At the same time, the hydrogen production rate with hydrophobic media application was higher than its hydrophilic media application. No methane was detected when the reactor was under a normal operation. The major fermentation by-products in the liquid effluent of the both trickling biofilters were acetate, butyrate and lactate. In order to run in the long term operation of both reactor filled with hydrophilic and hydrophobic media, biofilm accumulation on hydrophilic media and biogas produced should be controlled through some process such as periodical backwashing or gas-purging. Four sample were collected from each reactor on the opposite hydrogen production rate, and their bacterial communities were compared by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) analysis of PCR products generated using bacterial 16s rRNA gene primers (8f and 926r). It was expressed a marked difference in bacterial communities of both reactors. The trickling bed bioreactor with hydrophobic media demonstrates the feasibility of the process to produce hydrogen gas. A likely application of this reactor technology can be hydrogen gas recovery from pre-treatment of high carbohydrate-containing wastewaters.
Park, Bo-Ryoung;Kim, Dae-Hoon;Jo, Hang-Dae;Seo, Yong-Seog;Hwang, Taek-Sung;Lee, Hyung-Keun
Korean Chemical Engineering Research
/
v.49
no.2
/
pp.250-255
/
2011
In this study, by using the polymeric membrane separation process, the $CO_{2}/CH_{4}$ separation and $H_{2}S$ removal from biogas were performed in order to $CH_{4}$ purification and enrichment for the fuel cell energy source application. Fibers were spun by dry/wet phase inversion method. The module was manufactured by fabricating fibers after surface coating with silicone elastomer. The scanning electron microscopy(SEM) studies showed that the produced fibers typically had an asymmetric structure; a dense top layer supported by a porous, sponge substructure. The permeance of $CO_{2}$ and $CO_{2}/CH_{4}$ selectivity increased with pressure and temperature. Mixture gas with increasing pressure and temperature, removal efficiency of the $CO_{2}$ and $H_{2}S$ were decreased while concentration of $CH_{4}$ was increased up to 100%. When retentate flow rate was increased with the decreasing of pressure and temperature the $CH_{4}$ recovery ratio in retentate side was increased while the $CH_{4}$ purity in retentate side was decreased.
Park, Ahrumi;Kim, Seong-Joong;Lee, Pyung Soo;Nam, Seung Eun;Park, You In
Membrane Journal
/
v.26
no.2
/
pp.126-134
/
2016
To produce renewable biomethane from biogas, the properties of physical absorbents such as water, methanol, 1-methyl-2-pyrrolidone (NMP), poly(ethylene glycol) dimethylether (PEGDME), and propylene carbonate (PC) were studied, and PC was applied to membrane contactor systems. Among physical absorbents, PC exhibited a high contact angle of $58.3^{\circ}$ on polypropylene surface, and a PC/water mixture (5 wt%) increased the contact angle to $90^{\circ}$. Furthermore, the PC/water mixture presented higher $CO_2$ absorption capacities (0.148-0.157 mmol/g) than that of water (0.121 mmol/g), demonstrating a good property as an absorbent for membrane contactors. Actual operations in membrane contactors using the PC/water mixture resulted in $CO_2$ removal of 98.0-97.8% with biomethane purities of 98.5-98.3%, presenting a strong potential for biogas treatment. However, the PC/water mixture yielded moderate improved in $CO_2$ removal and methane recovery, as compared with water in the membrane contactor operation. This is originated from insufficient desorption processes to reuse absorbent and low $CO_2$ flux of the PC/water absorbent. Thus, it is requiring optimizations of membrane contactor technology including development of absorbent and improvement of operation process.
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
/
v.18
no.2
/
pp.76-83
/
2010
We(Hansol EME Co. Ltd.) proceeded anaerobic digestion test for domestic food wastewater applying to two operating method for increasing of OLR. The methods are as follows. One was the rapidity operating method which was increasing the OLR continuously and rapidly and the other was the terraced operating method which was increasing the OLR having adaptation period for each step. As a result of this tests, the ratio of VFA/Alkalinity of the process was very unstable under the rapidity operating method then the volume of produced biogas was dramatically decreased. However the process was shown stable performance under the terraced operating method maintaining the ratio of VFA/Alkalinity less than 0.4. Also, the process was performing the biogas recovery of $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$ and the VS removal ratio of 85%. T-RFLP analysis about the community of bacteria and methanogen is also conducted to check the change of the microbial community according to the methods of OLR increasing operation. The microbial community was changed by the methods of OLR increasing operation according to the result of T-RFLP analysis. Although the anaerobic digestion test was executed by same pilot plant, the reactivity and the tolerance of microbial community for surrounding environment could be considerably changed by the operating method for the process.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.