Kaykioglu, Gul;Ata, Reyhan;Tore, Gunay Yildiz;Agirgan, Ahmet Ozgur
Membrane and Water Treatment
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제8권1호
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pp.1-18
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2017
In this study, reuse of biologically treated wastewater of denim washing and dyeing industry has been evaluated by membrane technologies. After that experiments were carried out at laboratory scale in textile dyeing unit by using obtained permeate water samples on 100% cotton based raw fabric belonging to examined industry. During membrane experiments, two different UF (UC100 and UC030) and two different NF (NP010 and NP030) were evaluated under alternative membrane pressures. In permeate water obtained on selected samples, conductivity at the range of $1860-2205{\mu}S/cm$, hardness at the range of 60 to 80 mg/L, total color at the range of 2.4 to 7.6 m-1 and COD at the range of 25-32 mg/L was determined. The following analyzes were performed for the dyed fabrics: perspiration fastness, rub fastness, wash fastness, color fastness to water, color fastness to artificial light, color measurement through the fabric. According to analysis results, selected permeate water have no negative impact on dyeing quality. The study showed that membrane filtration gave good performance for biologically treated textile wastewater, and NF treatment with UF pre-treatment was suitable option for reuse of the effluents.
With the population growth and industrialization, the characteristics of discharged waste water and sewage have become more diverse. The removal of phosphorus (P) in the wastewater is essential for the prevention of eutrophication in the river and stream. This study was performed in order to estimate the field application of the Bacillus sp. 3434 BRRJ. Bacillus sp. 3434 BRRJ was cultured in the raw wastewater and synthetic medium at the 5 L reactor. The best optimum conditions for P removal by Bacillus sp. 3434BRRJ in the synthetic medium at the 5 L reactor were as follows: temperature, $30^{\circ}C$; P concentration, 20 mg/L; carbon sources, glucose + acetate (1:1); oxygen concentration, alternatively anaerobic and aerobic conditions. P removal efficiency under the optimum condition was 89.4%. In case of wastewater, P removal efficiency was 95.5% under controlled at $30^{\circ}C$. Through this study we confirmed that P removal by Bacillus sp. 3434BRRJ in case of wastewater was as effective as the synthetic medium. It is considered that Bacillus sp. 3434 BRRJ can be applied to the treatment of wastewater in order to biologically remove P from the wastewater on a large scale.
Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) are a group of bacteria that can increase plant growth; but due to unfavorable environmental conditions, PGPR are biologically unstable and their survival rates in soil are limited. Therefore, the suitable application of PGPR as a plant growth stimulation is one of the significant challenges in agriculture. This study presents an intelligent formulation based on Bacillus velezensis VRU1 encapsulation enriched with nanoparticles that was able to control Rhizoctonia solani on the bean. The spherical structure of the capsule was observed based on the Scanning Electron Microscope image. Results indicated that with increasing gelatin concentration, the swelling ratio and moisture content were increased; and since the highest encapsulation efficiency and bacterial release were observed at a gelatin concentration of 1.5%, this concentration was considered in mixture with alginate for encapsulation. The application of this formulation which is based on encapsulation and nanotechnology appears to be a promising technique to deliver PGPR in soil and is more effective for plants.
Though there is an abundant supply of nitrogen in the atmosphere, it cannot be used directly by the biological systems since it has to be combined with the element hydrogen before their incorporation. This process of nitrogen fixation ($N_2$-fixation) may be accomplished either chemically or biologically. Between the two elements, biological nitrogen fixation (BNF) is a microbiological process that converts atmospheric di-nitrogen ($N_2$) into plant-usable form. In this review, the genetics and mechanism of nitrogen fixation including genes responsible for it, their types and role in BNF are discussed in detail. Nitrogen fixation in the different agricultural systems using different methods is discussed to understand the actual rather than the potential $N_2$-fixation procedure. The mechanism by which the diazotrophic bacteria improve plant growth apart from nitrogen fixation such as inhibition of plant ethylene synthesis, improvement of nutrient uptake, stress tolerance enhancement, solubilization of inorganic phosphate and mineralization of organic phosphate is also discussed. Role of diazotrophic bacteria in the enhancement of nitrogen fixation is also dealt with suitable examples. This mini review attempts to address the importance of diazotrophic bacteria in nitrogen fixation and plant growth improvement.
This study was conducted to evaluate the slurping process affecting the variation of free product and VOCs concentration and the bioaugmentation effect on bioremediation process. Free products and soil gas were extracted from 30 extraction wells installed in a petroleum contaminated area. The extraction system was operated for 10 hours per day with 1 hour on-and-off mode. The thickness of free product in extraction well was decreased from 11.7 cm to 4.5 cm and the VOCs concentration was increased from 10.37 ppm to 30.78 ppm during the operation period. After the slurping process for 2 months, contaminated soil was treated with bioremediation process in 2 cells, $15{\times}40$ m, biologically enhanced with adjusting oxygen, moisture and nutrients concentration. Total 1,400 L of microbial inoculant, Naturesys. (Dong Myung Ent. Co.) was added to the pile B, which has an outstanding ability for degrading petroleum hydrocarbons. The results showed that bioremediaton effect in soil with the microorganisms solution is 33% higher than that in soil with only residual bacteria.
이 연구는 미생물의 생체광물형성작용 중 미생물의 방해석 석출 작용(micro-biologically induced calcite precipitation, MICP)을 이용하여 환경적인 문제를 배려한 차세대 스마트 콘크리트의 개발이 목적이다. 현재 콘크리트의 개질(改質) 및 성능향상을 목적으로 미생물의 방해석 석출 작용을 이용한 기술은 대표적 미생물인 Sporosarcina pasteurii에 의해 그 가능성이 제안되어 왔다. 이 연구에서는 이러한 미생물의 방해석 석출작용을 이용하는 것으로서 선행 연구의 Sporosarcina pasteurii외에 콘크리트 구조물에서 탐색하여 16S rDNA 염기서열 분석법에 의해 동정된 4종의 신규 유용미생물자원들을 추가적으로 이용하였으며, 이렇게 확보된 방해석을 석출하는 유용미생물자원들에 대한 소개와 미생물의 방해석 석출 작용에 따른 시멘트 결정성을 평가하였다. 또한 콘크리트의 개질 및 성능 향상을 목적으로 이러한 유용미생물자원들을 우선적으로 모르타르 환경에 적용하여 양생조건별 압축강도의 특성을 평가하고, 모르타르에 인위적 균열을 만들어 미생물의 방해석 석출 작용에 따른 균열의 충전 가능성을 검토하였다. 이러한 유용미생물들의 적용에 따른 효과는 보수 기능뿐만 아니라 환경 문제를 배려한 새로운 재료로서의 개발로 이어져 향후 더욱 더 중요한 연구주제의 하나가 될 것으로 기대된다. 또한 이 연구의 큰 의미는 실제 콘크리트 구조물에 상생하고, 자연환경에서 방해석을 석출하는 미생물을 이용한다는 것이며, 긴 시간동안 자연환경에서 살아남은 이 미생물들은 환경적으로 안전할 뿐만 아니라 새로운 환경 저부하성 기능재료로서의 이용이 가능할 것으로 판단된다.
The LiDAR data structure has the potential for modeling in three dimensions because the LiDAR data can represent voxels with z value under certain defined conditions. Therefore, it is possible to classify the physical damaged degree of vegetation by forest fire as using the LiDAR data because the physical loss of canopy height and width by forest fire can be relative to an amount of points reached to the ground through the canopy of damaged forest. On the other hand, biological damage of vegetation by forest fire can be explained using the NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) which show vegetation vitality. In this study, we graded the damaged degree of vegetation by forest fire in Yangyang-Gun of South Korea using the LiDAR data for physical grading and digital aerial photograph including Red, Green, Blue and Near Infra-Red bands for biological grading. The LiDAR data was classified into 2 classes, of which one was Serious Physical Damaged (SPD) and the other was Light Physical Damaged (LPD) area. The NDVI was also classified into 2 classes which are Serious Biological Damaged (SBD) and Light Biological Damaged (LBD) area respectively. With each 2 classes ofthe LiDAR data and NDVI, the damaged area by forest fire was graded into 4 degrees like damaged class 1,2,3 and 4 grade. As a result of this study, 1 graded area was the broadest and next was the 3 grade. With this result, we could know that the burned area by forest fire in Yangyang-Gun was damaged rather biologically because the NDVI in 1 and 3 grade appeared low value whereas the LiDAR data in 1 and 3 grade included light physical damage like the LPD.
호리병벌과를 이용한 생물학적 환경평가 기법을 개발하기 위하여 농업지역 등 충 13개 지역에 대통트랩(nest trap)을 설치한 후 채집된 호리병벌과의 벌류를 분류 동정하고, 채집지의 환경에 따른 서식밀도를 분석하여 환경평가를 위한 유망종을 선발하였다. 시험기간 동안 총 7종이 채집되었으며, 그 중 황슭감탕벌(A. flavomarginatum Smith)이 우점종으로 나타났다. 호리병벌과에 속하는 종들의 영소수는 농업지역의 경우 무비무농약재배지에서 12.8개/m로 관행농업지의 7.2개/m에 비해 많았으며, 자연녹지의 경우 녹지지역(자연녹지도: 4.28)의 경우 13.4개/m로 상업지역(자연녹지도: 1.00, 1.2개/m)에 비해 많았다. 또한 영소수가 많은 지역일수록 종 풍부도 및 다양도 지수는 높게 나타났다. 한편, 농업농촌 생태계 등 자연환경평가 지표중으로 황슭감탕벌, 줄무의감방벌, 먹조롱박벌, 왕가위벌등 4종을 선발하였으며, 이들 종의 출현수 및 총 영소수, 종 다양도 등을 지표로 한 환경등급기준($I{\sim}IV$ 등급)을 설정하였다.
수산물 가공공장 폐수의 생물학적 처리를 위하여 미생물 능동포획방식의 일종인 EMMC(Entrapped Mixed Microbial Cell)공정을 적용하여 유기물 및 질소제거에 대한 동력학적 인자를 산출하였으며 전체 시스템 운전효율에 유출수 재순환이 미치는 영향을 평가하였다. 동력학적 인자 중 유기물의 세포 전환계수 Y의 경우 일반적인 활성슬러지 공정에서 보고된 Y값에 비하여 상당히 낮은 값을 나타내어 활성 슬러지 공정에 비해 슬러지 생성량을 상당히 줄일 수 있음을 확인할 수 있었다. 내생호흡 계수 $k_e$값 역시 일반적인 활성슬러지법에 있어서의 값과 비교할 때 상당히 낮은 값을 나타내었다. 질산화 미생물의 미생물 전환계수 Y 및 내생호흡계수 $k_e$, 반포화상수 $k_s$ 값을 일반적인 부유성장형 질산화 반응조에서 구한 값들과 비교하였다. Y값은 본 연구에서 구한 값과 유사하였으며 내생호흡 계수는 낮았으며 반포화 상수의 경우는 본 연구에서의 값이 훨씬 높은 값을 나타내었다. 이를 통하여 질산화 박테리아에 있어서도 포괄 고정화 공법이 일반적인 부유성장 반응조에 비하여 기질 친화도가 높은 것을 알 수 있었다. 내부 재순환이 전체 반응조 운전효율에 미치는 영향을 평가하기 위하여 내부 순환율을 1.5Q, 2.0Q, 2.5Q, 3.0Q로 변화시켜가며 운전한 결과 내부 순환을 증가는 질산화보다는 탈질화 효율의 증가에 더 큰 영향을 미치며 내부 순환율의 최적화는 anoxic조의 운전효율 증대에 초점을 맞추어야 하는 것으로 나타났다.
기존의 오염물질을 제거하는 많은 화학적-물리적 정화 방법은 고비용과 오랜 시간을 요구하는 처리 과정 등의 단점을 갖고 있는 경우가 많았다. 따라서 흙과 수(水)환경내로 유입된 오염물질을 빠른 시간 내에 제거 할 수 있는 대안이 요구 되었다. 흙에 유출된 화합 물질 중 상당양은 흙에 의해 격리, 구속되고 이로 인해 일단 구속된 오염물질은 물과 유기 용매에 의해서도 잘 추출되지 않는 것으로 보고 되고 있다. 이러한 흙에 의한 오염물질의 비유동성(immobilization) 과정은 오염물질의 제거 기술의 대안으로 평가 될 수 있다. 기존 연구자들의 연구 결과, 화학적 혹은 물리적 반응 작용을 통해 오염물질을 흙을 구성하는 물질에 구속할 수 있음이 증명되었다. 이러한 과정 중 환경적 측면에서 볼 때, 화학적 반응이 더 우수하다 할 수 있다. 이는 강한 공유결합(covalent bonds)으로 연결될 경우 미생물의 활동이나 화학 처리로도 이를 분리하기 어렵기 때문이다. 리그닌(lignin) 분해에서 발생하는 휴믹(humic) 물질 등이 안정 된 화학적 연결을 통해 흙 매질 내에 오염물질과 결합하는 대표적 물질이다. 인위적으로 제조된 많은 화학물질은 자연적에서 발생하는 휴민산 발생원(humic acid precursors)과 닮았다. 따라서 화학물은 부식 과정(humifications process)동안 부식토(humus) 내로 병합(incorporate)되어 진다. 일단 이렇게 구성된 결합체는 생물체와 오염물질과의 반응을 방지하여 오염물질로 인한 생물체로의 독성을 감소시키는 역할을 하게 된다. 본 논문에서는 이러한 흙의 유기물(organic matter)와 오염물질과의 결합체에 대한 평가로서 다음의 항목에 대한 고찰이 이루어져야 함을 강조하였다. (a)결합체에서 생물체(biota)와의 반응에 의해 오염물질은 감소되는가\ulcorner (b) 모(parent) 화합물과 비교하여 복합체 생성물(complexed products)이 얼마나 덜 유독한가\ulcorner 그리고 (c)지하수 오염이 오염물질의 유동성 구속에 의해 얼마나 감소되는지\ulcorner
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[게시일 2004년 10월 1일]
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