• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제28권3호
• /
• pp.432-438
• /
• 2018

Microalgae hold promise as a renewable energy source for the production of biofuel, as they can convert light energy into chemical energy through photosynthesis. However, cost-efficient harvest of microalgae remains a major challenge to commercial-scale algal biofuel production. We first investigated the potential of electrolytic water as a flocculant for harvesting Tetraselmis sp. Alkaline electrolyzed water (AEW) is produced at the cathode through water electrolysis. It contains mineral ions such as $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, and $Mg^{2+}$ that can act as flocculants. The flocculation activity with AEW was evaluated via culture density, AEW concentration, medium pH, settling time, and ionic strength analyses. The flocculation efficiency was 88.7% at 20% AEW (pH 8, 10 min) with a biomass concentration of 2 g/l. The initial biomass concentration and medium pH had significant influences on the flocculation activity of AEW. A viability test of flocculated microalgal cells was conducted using Evans blue stain, and the cells appeared intact. Furthermore, the growth rate of Tetraselmis sp. in recycled flocculation medium was similar to the growth rate in fresh F/2 medium. Our results suggested that AEW flocculation could be a very useful and affordable methodology for fresh biomass harvesting with environmentally friendly easy operation in part of the algal biofuel production process.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권7호
• /
• pp.683-687
• /
• 2008

수중에 포함된 진흙 및 흙탕물 등의 부유물질을 제거하기 위해 자연 침강방법을 이용할 경우 수처리 시간이 장시간 소요됨으로써, 거대설비가 필요할 뿐만 아니라 이에 따른 많은 인력이 동원되어야 한다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 진흙 및 흙탕물 등의 부유물질을 제거하기 위한 방법으로 자성분말체를 이용하여 황토수의 부유물질을 고속으로 제거하기 위한 조건을 확인하였다. 부유물질이 0.3%인 황토수의 부유물질을 고효율적으로 제거하기 위해서는 수중의 pH가 7.0$\sim$7.5, 마그네타이트의 자성분말체가 0.1$\sim$0.2%, 무기응집제인 황산알루미늄이 알루미늄으로서 13 ppm, 아크릴아마이드 계열의 고분자응집제 0.5 ppm의 농도를 유지함으로써, 황토수의 부유물질 제거율이 극대화되었다.

• 펄프종이기술
• /
• 제31권1호
• /
• pp.31-38
• /
• 1999

Adsorption of polymeric flocculants and dry strength agents onto the surface of papermaking fibers is critical for their effective utilization since the polymeric substances not adsorbed on fibers or fines keep recirculating in the papermaking system to cause various operational difficulties and loss of raw materials. Problems associated with the unadsorbed polymeric substances generate great attention because unprecedent interests in utilization of recycled papers and papermaking system closure. In this study, to understand the effects of recycling on the adsorption propensity of cationic polyacryamide (PAM) dry strength resin onto hardwood bleached kraft pulp fibers and fines a systematic approach was followed. Never dried bleached hardwood kraft pulp was recycled in two different ways. In mode one recycling experiment never dried pulp was beaten then recycled three times by employing simple drying and disintegrating steps. In mode two recycling experiment beating of the recycled pulp was carried out after each recycling step. Adsorption of cationic PAM on fibers and fines was evaluated employing Kjeldahl nitrogen analysis method. The influence of recycling on water retention value, carboxyl content, sheet density and tensile strength of the pulp was examined. As the number of recycling increased, water retention value of the fiber was reduced due to hornification and this in turn caused a decrease in adsorption of cationic PAM. On the other hand, the carboxyl content of the recycled fibers increased because of the oxidation of fibers occurred during drying, and this caused an increase in adsorption of cationic PAM. Because of these two opposing factors the adsorption of the cationic PAM on the recycled fibers decreased and then increased slightly at third recycling step. Increase of PAM adsorption, however, did not provide did not provide and strength improvement for the recycled pulp fibers indicating greater influence of the honification on interfiber bonding.

• 물과 미래
• /
• 제27권3호
• /
• pp.115-121
• /
• 1994

하구수리계에 있어서 점착성류사의 운동은 응결과 응집(aggregation) 현상에 의해 크게 좌우되며, 이들 현상에 의하여 의결된 입자들의 크기, 모양, 강도는 그 퇴적율과 그리고 부유류사와 오염물질의 변동과정에 영향을 미친다. 본 연구에서는 Brownian 운동에 의해 지배되는 이동성 부유영역과 중력에 의해 지배되는 정체성 부유영역으로 분리하여 점착성입자들의 응집과 응결과정을 모의하였다. 이동성 부유영역에 있어서는 Smoluchowski 모형중 입자들의 무작위 회전을 이용한 최대연쇄 모형으로 응집물질의 사영들을 도출하였으며, 그 회전반경에 의해 사영들의 쪽거리 차원을 구하였다. 저에성 부유영역에서의 응집물질(Brownian 영역을 벗어나 침강하는 응집물질)는 비구형 입자들의 침강으로 간주되어진다. 최종 침강속도 차이로 이들 응집물들은 재차 충돌, 결합하여 보다 큰 응집 입자들을 형성하며, 이들 최종 응집입자들의 사영이 모의되어진다. 최대 Feret's 직경과 Minkowski's sausage logic 개념들을 이용하여 모의되어진 사영들의 둘레 길이에 대하여 쪽거리 차원들을 구하였다.

• 상하수도학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.277-284
• /
• 2021

The ballasted flocculation effects of the mill scale and magnetite on activated sludge were investigated. Both ballasted flocculants (BF) could remarkably improve the sludge settleability in terms of zone settling velocity (ZSV) and sludge volume index (SVI). With the BF dosage of 0.2 to 2.0 g-BF/g-SS, the magnetite particles showed better efficiency on improving settling behavior of activated sludge than the mill scale due to higher surface area and hydrophobic property. The efficiency of SVI₃₀ with magnetite injection was 2.5 to 11.3% higher than mill scale injection and that of the ZSV appreciated from 23.7% to 44.4% for magnetite injection. Averaged floc size of the BF sludge with magnetite dosage (0.5 g-BF/g-SS) was 2.3 times higher than that of the control sludge. Dewaterability of the sludge was also greatly improved by addition of the BF. The specific resistance to filtration (SRF) was reduced exponentially with increasing the dosage of BF. However, the BF's particle size effect on the SRF looks to be marginal. Consequently, for improving the dewaterability, the BF played a physical role to remove the pore water of the biological flocs by intrusive attachment and a chemical role to induce aggregation of the flocs by charge neutralization.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제40권2호
• /
• pp.332-341
• /
• 2023

오일샌드 테일링의 방류 예정 소식은 찬반 논쟁을 이끌고 있다. 노천광 채굴연계 비투멘 추출공정은 폐수의 발생이 필연적이며, 테일링 인공호수에 저장된다. 현재, 방치된 테일링 인공호수의 규모는 갈수록 그 양이 커지고 있다. 테일링 처리가 매우 어려운 원인으로, 테일링 내의 MFT(mature fine tailings) 층의 생성과 연관이 깊다. 테일링 처리를 위해서는, MFT내에 분산된 미립자를 효과적으로 응집시켜 고체와 액체를 분리하는 핵심 공정이 필요하다. 본 논문에서는 먼저 채굴연계 비투멘 추출공정을 소개하였고, 이를 통해 테일링의 구성 성분과 MFT 특성에 대해서 정리하였다. 또한, MFT 처리공정에 대해 살펴보았다. 향후, 효과적인 고분자 응집제의 선정과 효율적인 탈수공정의 연계성으로 MFT 처리가 성공적으로 진행되기를 기대한다.

• 생명과학회지
• /
• 제27권8호
• /
• pp.930-936
• /
• 2017

Pseudomonas sp. GP32가 생산하는 생물고분자응집제 Biopol32의 실제 산업폐수에서의 적용을 위하여 생물고분자 Biopol32의 응집특성을 조사하였다. Biopol32의 응집물질은 polysaccharide로 확인되었다. 음이온성 응집제들은 응집효율을 높이기 위하여 보조응집제로 counter ion을 사용하고 있다. Biopol32의 응집활성은 보조응집제로 $Ca^{2+}$, $Al^{3+}$와 같은 양이온을 첨가 하였을 때 크게 증가하였으며, 보조응집제로서 7.0 mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$을 첨가하였을 때 Biopol32의 응집활성이 가장 높게 나타났다. Kaolin 현탁액에 Biopol32를 1.5 mg/l의 농도로 첨가하였을 때 가장 높은 응집활성을 보였다. Biopol32의 pH와 온도에 따른 응집활성은 현재 폐수처리 현장에서 상업적으로 이용되고 있는 음이온성 유기합성고분자응집제 polyacrylamide와 Zoogloea ramigera로부터 생산된 생물고분자응집제 zooglan과 응집활성을 비교하였다. Biopol32의 응집활성은 pH 5.0에서 8.0의 넓은 범위의 pH에서 높은 응집활성을 보였으며, 또한 온도의 영향에서는 $60^{\circ}C$에서 가장 높은 응집활성을 나타내었으나, $70^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 응집활성이 급격히 감소하는 것으로 나타났다. Jar fermentor를 이용한 batch culture를 통하여 Biopol32의 응집활성과 전하밀도와의 관계를 조사하였다. 음이온성 전하밀도와 겉보기 점도가 높을수록 Biopol32의 응집활성이 높아져, Biopol32의 응집활성과 겉보기점도는 Biopol32의 전하밀도와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다.

• 공업화학
• /
• 제9권4호
• /
• pp.542-547
• /
• 1998

수질 환경의 악화에 따라 상수처리에 있어서 기존에 사용되어온 황산알루미늄 (Alum ; $Al_2(SO_4)_3$) 및 polyaluminum chloride (PAC) 등 무기계응집제만으로는 적절한 응집 효과를 얻기에 어려운 문제가 있다. 본 연구에서는 epichlorohydrin과 dimethylamine을 사용하여 poly(amine)계 고분자 응집제를 합성하는 조건에 대해 조사를 하였다. Polyamine의 합성에 있어서 위의 두 단량체 이외에 반응성기가 4인 1,6-hexandiamine을 분자량 중가제로 사용한 경우 dimethylamine 대비 5.5 mol % 이내의 범위에서 [${\eta}$]=0.46에 상당하는 branched polyamine 시료 (PA-c)를 얻을 수 있었으며 도입량이 5.5 mol % 이상인 경우에는 gel이 발생함을 확인하였다. 합성된 polyamine계 고분자 응집제의 응집 효율을 평가하기 위해서 낙동강 수계 매곡정수장의 pilot 장치에 적용하여 응집실험을 수행하였다. 응집 실험 결과 탁도 5~20 [NTU] 정도의 원수를 탁도 2.0 [NTU] 미만으로, 그리고 유기물 함량 (TOC) 제거 효율을 20~40%으로 하기 위하여 polyamine 고분자 응집제 1 mg/L를 병용함으로써 무기 응집제 PAC의 소모량을 15 mg/L, 즉 1/2 수준으로 감소 시킬 수 있었다. 무기 응집제 PAC를 단독으로 사용할 경우 원수의 pH가 9.0 이상이 될 경우 탁도 제거 효율이 현저하게 감소하였으나 poly(amine) 고분자 응집제를 1 mg/L의 농도로 병용함으로서 보다 더 넓은 PH 범위에 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국광물학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.235-242
• /
• 2010

동원 NMC 선광장의 부유선별 프로세스를 유지하면서 광미여과액을 순환수로 활용하기 위한 pH 조절 연구를 수행하였다. 휘수연석(molybdenite)과 석영의 등전점(IEP)은 각각 pH 3 이하와 pH 2.7이었으며 안정화(분산)된 영역은 pH 5~10이었다. 순환수 현탁액의 경우, 잔류응집제의 의해 휘수연석의 제타전위는 pH 4 이상에서 -10 mV 이하로 감소하였다. pH 조절에 의한 부유선별 결과, 알칼리 영역에서 폴리머 사슬의 신장 및 확장, 칼슘 양이온($Ca^{2+}$)의 가교(ion bridge), 그리고 일부 무극성 폴리머/소수성 입자의 상호작용에 의한 응집 현상으로 부선효율이 급격히 저하되었다. 반면 약산성 영역(pH 5.5~6)은 수소이온에 의해 음이온성 폴리머가 중화되고 고분자 사슬의 기능이 약화됨에 따라 부선효율이 향상되었다. 조선부선 이후 정선부선의 최적조건인 pH 5.5, 포수제(kerosene) 20 g/t, 기포제(AF65) 50 g/t, 억제제($Na_2SiO_3$) 300 g/t, 정선횟수 2회에서 Mo 품위와 회수율이 각각 52.7%와 90.1%인 최종 정광을 얻어 광미여과액을 분쇄-조선-정선 공정에 지속적으로 재활용할 수 있는 기술을 개발하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제25권3호
• /
• pp.29-36
• /
• 2016

폐콘크리트의 순환자원화 과정에서 발생되는 슬러지의 활용 방안을 찾기 위하여, 기본특성 분석과 고알칼리 상등수의 pH 중화실험을 수행하였다. 슬러지의 평균입도(d50)는 $42.4{\mu}m$이며, -$45{\mu}m$ (-325 mesh) 크기의 미립자가 전체 슬러지 질량의 60% 이상을 차지한다. 미립자의 주요광물은 백운모와 탄산염광물이었으며, 미립으로 갈수록 탄산염 광물의 비율이 늘어났다. 또한 미립으로 갈수록 중금속의 함량이 증가했는데, 토양오염 우려기준의 2지역 기준값 보다는 낮았다. 고액분리를 위한 응집제의 사용은 기존 공정에서 과량의 응집제를 사용하고 있어서 별다른 효과를 관찰할 수 없었다. 슬러지 pH (약 12)가 높기 때문에 산 첨가에 의한 중화효과가 미미하였지만, 슬러지가 포함하고 있는 높은 농도의 Ca이온으로 인해 $CO_2$ 가스를 주입하는 방법으로 8.5 미만으로 중화가 가능하였다. 또한 침전물에 대한 XRD 분석 결과는 고순도의 $CaCO_3$로 회수될 수 있음을 보여주었다.