Kim, Hyoung-Gun;Lee, Dae-Sung;Jang, Hae-Nam;Chung, Tai-Hak
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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v.18
no.3
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pp.50-59
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2010
A pilot-scale test for production of biogas was conducted in an specially designed anaerobic digester (KH-ABC) in which the highly concentrated organic waste (food-waste and piggery-manure) was treated. The effect of inhibitive material to the reaction on anaerobic digestion and the feasibility of digested fluid for the liquefied fertilizer were investigated. The production rate of biogas, the concentration of methane($CH_4$) in biogas, and the digesting rate of volatile solid(VS) were analyzed in the variance of the operating conditions ; the influent rate, the mixture ratio of food waste and piggery manure, and the hydraulic retention time(HRT), etc. The production rate of biogas increased from 1.2 to $2.0kg-VS/m^3{\cdot}d$ with the organic loading rate(OLR). The most suitable operating conditions were recorded at $6m^3/day$ of an influent rate, 2:3 of the raw material mixture ratio(food waste : piggery manure) and 25 days of HRT, respectively. Under those conditions, the production rate of biogas, the concentration of methane($CH_4$) in biogas and the digesting rate of volatile solid(VS) were $220m^3/day$, 64%, and 70%, respectively. The concentration of inhibitive materials was below toxic standard and the anaerobic digested fluid(raw material mixture ratio of 3:7) could meet the condition of the liquefied fertilizer.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.22
no.11
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pp.2047-2058
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2000
The effects of operating parameters on performance of upflow anaerobic sludge blanket(UASB). anaerobic filter(AF), and two-stage anaerobic sludge bed filter (ASBF) bioreactors in treating swine wastewater were evaluated by operating the lab-scale bioreactors upto hydraulic retention time(HRT) of 1 day and organic loading rate (OLR) of $5.1kg-COD/m^3{\cdot}d$ for 200 days. Swine wastewaters of which characteristics were affected by types of hog raising and seasons contained high concentrations of COD, SS, and ammonia. Inoculation of the bioreactors with waste sludge from anaerobic treatment facility of local municipal wastewater treatment plant was effective in developing biomass in the bioreactors. Acclimation period of the bioreactors with swine wastewaters required approximately 40 days, but that for AF and two-stage ASBF, which were filled with media, was faster than VASB. The bioreactors showed high and stable COD removal efficiency of 77~91% at influent T-N concentrations of 370~800mg/L but low and unstable COD removal efficiency of 24~94% at influent T-N concentrations of 760~1,310mg/L. It is essential to remove ammonia prior to anaerobic treatment since the concentrations of ammonia in swine wastewaters showed toxic effects to methanogenic bacteria. The bioreactors were effective in treating swine wastewaters with COD removal efficiency of 78.9~81.5% and biogas generation rate of $0.39{\sim}0.59m^3/kg-COD_r$ at OLR of $1.1{\sim}2.2kg-COD/m^3{\cdot}d$: however, an increase of OLR by reducing HRT and increasing influent COD caused decrease of COD removal efficiency. The extent of decrease in COD removal efficiency was higher in UASB than AF and two-stage ASBF. AF and two-stage ASBF anaerobic bioreactors were effective in treating varing characteristics of swine wastewaters since they showed high and stable COD removal efficiency at high OLR due to effective retention of biomass by media and staging.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.31
no.11
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pp.1007-1018
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2009
Hydrocyclone is widely used in industry, because of its simplicity in design, high capacity, low maintenance and operational cost. The separation action of a hydrocyclone treating particulate slurry is a consequence of the swirling flow that produces a centrifugal force on the fluid and suspended particles. In spite of hydrocyclone have many advantage, the application for treatment of urban stormwater case study were rare. We conducted a laboratory scale study on treatable potential of micro particles using hydrocyclone filter (HCF) that was a combined modified hydrocyclone with perlite filter cartridge. Since it was not easy to use actual storm water in the scaled-down hydraulic model investigations, it was necessary to reproduce ranges of particles sizes with synthetic materials. The synthesized storm runoff was made with water and addition of particles; ion exchange resin, road sediment, commercial area manhole sediment, and silica gel particles. Experimental studies have been carried out about the particle separation performance of HCF-open system and HCF-closed system. The principal structural differences of these HCFs are underflow zone structure and vortex finder. HCF was made of acryl resin with 120 mm of diameter hydrocyclone and 250 mm of diameter filter chamber and overall height of 800 mm. To determine the removal efficiency for various influent concentrations of suspended solids (SS) and chemical oxygen demand (COD), tests were performed with different operational conditions. The operated maximum of surface loading rate was about 700 $m^3/m^2$/day for HCF-open system, and 1,200 $m^3/m^2$/day for HCF-closed system. It was found that particle removal efficiency for the HCF-closed system is better than the HCF-open system under same surface loading rate. Results showed that SS removal efficiency with the HCF-closed system improved by about 8~20% compared with HCF-open system. The average removal efficiency difference for HCF-closed system between measurement and CFD particle tracking simulation was about 4%.
A model of pond system is developed for treatment and recycling of excreta from twenty-five adult dairy cattle. It is composed of wastewater treatment ponds and small fish ponds. Those are three facultative ponds in series; primary-secondary-tertiary pond and these are designed to rear carps without feeding. A pit is constructed at the bottom of primary pond for efficient sludge sedimentation and effective methane fermentation. It is contrived to block into it the penetration of oxygen dissolved in the upper layer of pond water. The excreta from the cattle housed in stalls are diluted by water used for clearing them. The washed excreta flow into the pit. The average yearly $BOD_5$ concentration of influent is 398.7mg/l. That of the effluent from primary, secondary and tertiary pond of the system is 49.18, 27.9, and 19.8.mg/l respectively. Approximate 88, 93, and 95 % of BOD5 are removed in each pond. The mean yearly SS concentration of influent is 360.5 mg/l That of the effluent from each pond is 53.4, 45.7, and32.7mg/l respectively. Approximate 86, 88, and 91% of SS are removed in each pond. The $BOD_5$ concentration of secondary and tertiary pond can satisfy 30mg/l secondary treatment standard. The SS concentration of effluent from tertiary pond, however, is slightly greater than the standard, which results from activities of carps growing in the pond. The average yearly total nitrogen concentration of influent is 206.8mg/l and that of the effluent from each pond is 48.6, 30.8, and 21.0mg/l respectively. Approximate 74, 88, and 90% of total nitrogen are removed in each pond. The mean yearly total phosphorous concentration of influent is 20.7mg/l and that of the effluent from each pond is 5.3, 3.2, and 2.1mg/l respectively. Approximate 97, 98, and 99% of total phosphorous are removed in each pond. The high removal of nitrogen and phosphorous results from active growth of algae in the upper layer of pond water. Important pond design parameters for southern part of Korea -- areal loading of BOD5, liquid depth, hydraulic detention time, free board, and pond arrangement -- are taken up.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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