• 제목/요약/키워드: Methane Content

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Treatment of Distillery Wastewater Using a Thermophilic High-Rate Hybrid Anaerobic Reactor in Industrial Scale

  • Nam, Ki-Du;Chung, In;Young, James C.;Park, Wan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제9권6호
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    • pp.737-743
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    • 1999
  • A conventional thermophilic anaerobic digester was converted into a thermophilic high-rate hybrid anaerobic reactor (THAR) for treating distillery wastewater. The THAR has been operating successfully since May 1995 at a loading rate of 5.45 to $11.52{\;}kg/\textrm{m}^3/d$ (maximum of 15.02). The THAR has demonstrated a soluble Chemical Oxygen Demand (sCOD) removal efficiency of 85 to 91% and a total COD (tCOD) removal efficiency of as much as 72 to 84%. Product gas had a methane content of 59 to 68%. The tCOD removal rates were 4.31 to 5.43, 6.26 to 6.89, and 9.03 to $9.78kg{\;}tCOD/\textrm{m}^3/d$ for tapioca, com, and naked-barley wastewater, respectively. The sCOD removal rates ranged from 3.75 to 4.79,3.28 to 4.89, and 5.57 to 6.21kg $sCOD/\textrm{m}^3/d$ for tapioca, com, and naked-barley wastewater, respectively. There were unknown substances in a naked-barley distillery wastewater that were identified as being toxic for microorganisms. However, the THAR treated naked-barley wastewater continuously for 26 days, operating at an average tCOD loading of $11.08{\;}kg/\textrm{m}^3/d$without any signs of deterioration in either COD removal efficiency or gas production rate. During this period, the average removal efficiencies of tCOD and sCOD were 84% and 91%, respectively, and the gas production rate averaged 6.61 to $7.57{\;}\textrm{m}^3/\textrm{m}^3$ reactor/d which produced 0.57 to $0.69{\;}\textrm{m}^3{\;}biogas/kg{\;}tCOD_{rem}$. From tapioca and com wastewater, the reactor showed an average gas production rate of 3.18 to 3.46 and 4.91 to $5.22{\;}\textrm{m}^3/\textrm{m}^3$ reactor/d which produced 0.53 to 0.69 and 0.62 to $0.71{\;}\textrm{m}^3/kg{\;}tCOD_{rem}$, respectively.

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4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate와 Polyether Polyol로부터 제조된 경질 폴리우레탄 폼의 물성 (Properties of Rigid Polyurethane Foams Synthesized from 4,4)

  • 서원진;정현철;김연희;김우년;최건형
    • 폴리머
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    • 제26권2호
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    • pp.185-192
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    • 2002
  • Polymeric 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (PMDI), polyether polyol,1,4-butane diol, silicone surfactant와 발포제로 물을 사용하여 경질 폴리우레탄 폼 (PUF)을 제조하였다. PUF의 밀도는 0 php (parts per hundred polyol by weight)의 부탄다이올 양에 대하여 물의 양이 0.5~3.0 php로 증가함에 따라 173.7~41.7 kg/㎥로 감소하였다. PUF의 셀 크기는 10 php의 부탄다이올 양에 대하여 물의 양이 0.5~3.0 php로 증가함에 따라 115-258 $mu extrm{m}$로 증가하였다. PUF의 압축강도 측정 결과, 동일 밀도의 PUF에 대하여 압축강도는 물의 양이 증가함에 따라 증가하였다. 계면활성제가 PUF의 물성에 미치는 영향에 관한 연구에서, PUF의 셀 크기가 계면활성제 첨가량이 0~0.33 php로 증가함에 따라 360-146 $mu extrm{m}$로 감소하였으나 0.33 php 이상의 계면활성제 첨가량에 대해서는 더 이상의 셀 크기 변화가 관찰되지 않았다.

음식물찌꺼기 산발효산물과 하수슬러지의 혼합비 및 유기물부하가 병합처리에 미치는 영향 (Effects of Mixing Ratio and Organic Loading Rate of Acid Fermented Food Wastes and Sewage Sludge on the Anaerobic Digestion Process)

  • 안철우;박진식;장성호
    • 한국환경농학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.247-256
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    • 2006
  • 본 연구에서는 실험실 규모의 혐기성 소화 실험을 통하여 고온산발효를 거친 음식물찌꺼기 산발효액과 하수슬러지의 적정 혼합비와 유기물 부하율에 따른 반응조 운전특성을 분석하여 실제 플랜트에 적용가능성을 검토하여 얻은 결론은 다음과 같다. 음식물지꺼기 고온 산발효액과 하수슬러지를 혼합하여 반연속식으로 혐기성 소화실험을 실시한 결과 유기물 부하율 3.3 gVS/L.d(혼합비 1:1)에서 최적인 것으로 평가되었는데, 이때 SCOD 제거효율은 평균 74.2%, VS 제거효율은 73.6%, 주입된 VS당 생성된 가스량은 $0.440{\ell}/g\;Vs_{add}.d$였으며 평균 메탄 함량은 66.5%로 나타났다. 이는 기존에 음식물찌꺼기를 하수처리장의 중온 소화조에서 처리할 때의 유기물 부하보다 높아 효율성, 경제성에서 유리한 것으로 판단되었다.

저온 플라즈마 침질탄화처리된 마르텐사이트계 석출경화형 스테인리스강의 내식성에 미치는 시효 전처리의 영향 (Effects of Pre-Aging Treatment on the Corrosion Resistance of Low Temperature Plasma Nitrocarburized AISI 630 Martensitic Precipitation Hardening Stainless Steel)

  • 이인섭;이천호
    • 한국표면공학회지
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    • 제53권2호
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    • pp.43-52
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    • 2020
  • Various aging treatments were conducted on AISI 630 martensitic precipitation hardening stainless steel in order to optimize aging condition. Aging treatment was carried out in the vacuum chamber of Ar gas with changing aging temperature from 380℃ to 430℃ and aging time from 2h to 8h at 400℃. After obtaining the optimized aging condition, several nitrocarburizing treatments were done without and with the aging treatment. Nitrocarburizing was performed on the samples with a gas mixture of H2, N2 and CH4 for 15 h at vacuum pressure of 4.0 Torr and discharge voltage of 400V. The corrosion resistance was improved noticeably by combined process of aging and nitrocarburizing treatment, which is attributed to higher chromium and nitrogen content in the passive layer, as confirmed by XPS analysis. The optimized condition is finalized as, 4h aging at 400℃ and then subsequent nitrocarburizing at 400℃ with 25% nitrogen and 4% methane gas for 15h at vacuum pressure of 4.0 Torr and discharge voltage of 400V, resulting in the surface hardness of around 1300 HV0.05 and α'N layer thickness of around 11 ㎛ respectively.

A proteomic approach reveals the differential protein expression in Drosophila melanogaster treated with red ginseng extract (Panax ginseng)

  • Liu, Qing-Xiu;Zhang, Wei;Wang, Jia;Hou, Wei;Wang, Ying-Ping
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제42권3호
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    • pp.343-351
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    • 2018
  • Background: Red ginseng is a popularly used traditional medicine with antiaging effects in Asian countries. The present study aimed to explore the changes in protein expression underlying the mechanisms of life span extension and antiaging caused by red ginseng extract (RGE) in Drosophila melanogaster. Methods: A proteomic approach of two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2-DE) was used to identify the differential abundance of possible target proteins of RGE in D. melanogaster. The reliability of the 2-DE results was confirmed via Western blotting to measure the expression levels of selected proteins. Proteins altered at the expression level after RGE treatment (1 mg/mL) were identified by matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight tandem mass spectrometry and by searching against the National Center for Biotechnology nonredundant and Uniprot protein databases. The differentially expressed proteins were analyzed using bioinformatics methods. Results: The average survival life span of D. melanogaster was significantly extended by 12.60% with RGE treatment (1 mg/mL) compared to untreated flies. This followed increased superoxide dismutase level and decreased methane dicarboxylic aldehyde content. Based on the searching strategy, 23 differentially expressed proteins were identified (16 up-regulated and 7 down-regulated) in the RGE-treated D. melanogaster. Transduction pathways were identified using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes database, and included the hippo and oxidative phosphorylation pathways that play important roles in life span extension and antiaging process of D. melanogaster. Conclusion: Treatment with RGE in D. melanogaster demonstrated that mechanisms of life span extension and antiaging are regulated by multiple factors and complicated signal pathways.

Nitrate supplementation of rations based on rice straw but not Pangola hay, improves growth performance in meat goats

  • Paengkoum, Siwaporn;Khotsakdee, Jiravan;Paengkoum, Pramote;Schonewille, Thomas;Yuangklang, Chalermpon
    • Animal Bioscience
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    • 제34권6호
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    • pp.1022-1028
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    • 2021
  • Objective: Supplemental nitrate is known to be an effective tool to mitigate methane emission by ruminants. Based on theoretical considerations, supplemental nitrate can improve but also deteriorate the growth performance. The overall effect of supplemental nitrate on growth performance, however, is not yet known. The objective of the current study was therefore to evaluate the effect of a higher dose of NO3- on overall growth performance when feeding either Pangola grass hay or rice straw. Methods: Thirty-two crossbred, 3-month-old Thai native×Anglo-Nubian crossbred male goats were used. The experiment had a 2×2 factorial design with an experimental period of 60 days. Eight goats were randomly allocated to each dietary treatment, i.e. a ration containing either Pangola hay (Digitaria eriantha Steud) or rice straw (Oryza Sativa) as a source of roughage, supplemented with a concentrate containing either 3.2% or 4.8% potassium nitrate. The rations were formulated to be isonitrogenous. The animals were weighed at the start of the experiment and at days 30 and 60. Feces were collected during the last five days of each 30-day period. Results: High-nitrate increased overall DM intake by approximately 3%, irrespective the source of roughage, but only the goats fed a rice straw-based ration responded with an increase in body weight (BW). Thus, the overall feed conversion ratio (kg feed/kg BW gain) was influenced by roughage source ×nitrate and decreased by almost 60% when the goats were fed rice straw in combination with a high versus a low dietary nitrate content. The digestibility of macronutrients was only affected by the source of roughage and the digestibility of organic matter, crude protein, and neutral detergent fibre was greater when the goats were fed Pangola hay. Conclusion: It was concluded that the replacement of soybean meal by nitrate improves the growth performance of meat goats fed rations based on rice straw, but not Pangola hay.

유출수 재순환 및 내부반송이 UASB 반응조 운전효율에 미치는 영향 (Effect of Effluent Recirculation and Internal Return on the Performance of UASB Process)

  • 김진혁;한성국;권오훈;윤경진;김재용
    • 공업화학
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    • 제22권2호
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    • pp.203-208
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    • 2011
  • 런던협약에 의해 2012년부터는 폐기물 해양투기가 전면 금지될 것이다. 따라서 지상에서의 음식폐기물 처리방법의 모색이 시급한 실정이다. 위 문제의 해결방안은 UASB 공법을 이용하여 음폐수로부터 자원화개발을 하는 것이다. 본 연구에서는 유출수의 재순환 및 내부반송이 유기물 제거효율과 바이오 가스 생성에 미치는 영향을 알아보았다. 25일 동안은 내부순환만 실시하였고, 그 후엔 유출수 재순환을 실시하였다. 실험 결과 운전기간동안 유기물 제거효율은 90% 이상으로 나타났고, 메탄수율은 78~80%로 나타났다. 또한, 유출수 반송을 3 Q 이상으로 반송하여 운전할 경우 수산화나트륨(1 N)의 소모가 없었고, 그 결과 경제적이며 안정적인 운전을 할 수 있었다.

벼에 대한 돈분뇨 혐기성 소화액비의 시용기준 연구 (Application Level of Anaerobic Digestion Waste Water from Methane Fermentation of Pig Manure on Rice)

  • 임동규;박우균;권순익;남재작;박백균;김승환
    • 한국환경농학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.255-260
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    • 2002
  • 가축분뇨를 혐기소화하여 메탄가스를 생산하고 난 다음 혐기성 소화액비를 비료자원으로 활용하기 위하여 농가포장에서 액비의 시용기준을 구명하였다. 벼 생육상황은 분얼기및 출수기에 액비 70%+화학비료 30% 및 액비 100%구의 경수만 타 처리구보다 약간 많았다. 시기별 식물체 중 전질소 함량은 표준시비구가 생육초기에 기비 및 분얼비의 영향으로 타 처리구보다 높았다. 벼 수량은 액비 70%+화학비료 30% 및 액비 100%구가 표준시비구보다 약간 증수되었으나, 액비 50%+화학비료 50%구는 표준시비구보다 약간 낮았다. 수확기 질소흡수량, 시비질소 효율 및 시비질소 이용율은 수량이 많았던 액비 70%+화학비료 30% 및 액비 100%구에서 높았다. 시기별 토양 중 $NH_4-N$함량 및 $NO_3-N$함량 변화는 표준시비구 및 액비 50%+화학비료 50%구가 생육초기에만 타 처리구보다 약간 높았다. 시기별 관개수 중 $NH_4-N$함량 변화는 분얼비의 영향으로 급격히 증가하였다가 급격히 감소하였는데 증가한 시기에는 표준시비구 > 액비 50%+화학비료 50%구가 타처리구보다 높았으나, $NO_3-N$함량은 처리 간 차이가 없었다. 시기별 침투수 중 $NH_4-N$함량 및 $NO_3-N$함량 변화는 무비구가 생육초기에 타 처리구보다 약간 높았는데, 이것은 벼 생육불량에 의한 양분흡수가 적어지면서 상대적으로 지중으로 침투가 많았기 때문인 것으로 생각다. 따라서 혐기성 소화액비의 적정 시용기준은 표준시비량의 질소성분 70%을 액비로서 전량기비로 시용하고, 나머지 30% 질소성분을 화학비료로 분얼비 10% 수비 20% 시용하는 것이 효과적이었다.

회분식 혐기소화에 의한 혐기적 유기물 분해율의 보정 방법 (Correction Method of Anaerobic Organic Biodegradability by Batch Anaerobic Digestion)

  • 김승환;오승용;김창현;윤영만
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권6호
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    • pp.1086-1093
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    • 2012
  • 본 연구는 유기성 바이오매스의 혐기소화율 평가에 주로 이용되는 VDI4630법에 대하여 소화액에 녹아 있는 탄산이온 ($CO_3{^{2-}}$)과 혐기소화 미생물 반응에 참여하는 수분 ($H_2O$)이 유기물의 혐기적 분해율에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 위해 탄산이온과 수분반응물에 의한 유기물의 혐기적 분해율 산출 보정식을 개발 하고자하였다. 돼지 혈액, 돼지 내장잔재물, 돼지 장내잔재물, 소 반추위잔재물의 화학조성식은 각각 $C_{3.78}H_{8.39}O_{1.46}N_1S_{0.01}$, $C_{9.69}H_{15.42}O_{2.85}N_1S_{0.03}$, $C_{25.17}H_{43.32}O_{15.04}N_1$, $C_{27.23}H_{42.38}O_{15.93}N_1S_{0.11}$으로 나타났으며, 돼지 혈액, 돼지 내장 잔재물, 돼지 장내잔재물, 소 반추위잔재물에서 이론적으로 1 mol의 유기물이 분해되는데, 0.336, 0.485, 0.227, 0.266 mol의 수분이 참여하였다. 혐기적 유기물 분해율에서 이론적 메탄생산퍼텐셜 대비 실험적 메탄생산퍼텐셜 ($B_u/B_{th}$)의 비율로 산출한 유기물 분해율은 돼지 혈액, 돼지 내장 잔재물, 돼지 장내잔재물, 소 반추위잔재물에서 각각 82.3, 81.5, 70.8, 66.1%이었으며, VDI4630에 근거한 유기물 분해율 (AB)은 각각 72.2, 87.8, 74.2, 62.0%를 보여 이론적 메탄생산퍼텐셜 대비 실험적 메탄생산퍼텐셜 ($B_u/B_{th}$)의 비율로 산출하는 유기물 분해율과는 전체 시험구에서 통계적으로 유의성 있는 차이를 보였다. VDI4630법에 소화액 중의 알칼리도를 보정한 유기물 분해율 (AB-I)은 돼지 혈액, 돼지 내장 잔재물, 돼지 장내잔재물, 소 반추위잔재물에서 각각 72.4, 88.1, 74.5, 62.1%를 보였으며, 알칼리도와 수분 반응물을 동시에 보정한 유기물 분해율 (AB-II)에서는 각각 72.5, 88.5, 74.5, 62.3%를 보여 본 연구에서 시험한 각각의 시료에서의 유기물 분해율 AB, AB-I, AB-II 간의 평균은 통계적으로 유의성 있는 차이를 보이지 않았다. 그러나 알칼리도, 수분 반응물의 보정식은 유기물의 혐기적 분해율의 측정에서 좀 더 높은 정확도를 보일 수 있을 것으로 판단된다.

골프코스 페어웨이 지반 토양의 배수불량 원인과 개선방안 (Analysis and Improvement Practise of Drainage Problem on Soil Profile at the Golf Course Fairway)

  • 이정호;정기래;이종민;주영규
    • 아시안잔디학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.129-134
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    • 2012
  • 경기도 여주군의 R골프장에서 페어웨이 건설 시 토양조사 및 적절한 토양개량이 실시되지 않아 배수불량 지역이 발생하였다. 2003년과 2008년에 토양물리 화학성검사를 실시하여 배수불량의 원인 분석과 토양개량 실시여부에 대한 배수능력 개선 결과와 토양물리성 변화에 대한 분석을 실시하였다. 배수불량지역은 분석결과 표토 5 cm~8 cm 구간이 토양 경화로 인해 토양 물리성이 악화되어 약 3,000 Kpa의 높은 경도를 보였고, 그에 따른 낮은 투수율에 의해 토양 하부층으로의 배수능력이 저조하여 배수 불량의 직접 원인이 되어있었다. 반면 토양갱신구역은 토양 경도가 양호하며 깊이에 큰 영향 없이 1,500 Kpa 이하로 대체적으로 균일한 것으로 나타났다. 토양수분을 측정한 결과도 비슷한 경향을 보였는데 배수불량지역은 토양하부 5~15 cm 지역은 20~30%의 수분량을 보인 반면 토양개량이 성공한 지역은 8~12%의 이상적인 수분분포를 보였다. 또 토양개량을 실시한 지역이더라도 식재된 보식용 잔디의 식재층에 실트와 점토가 많이 함유되어 이식 지역의 토양과 식재층이 다르면 이식 후 토양층에 이질층이 형성되어 수분의 이동이 원활하지 못해 배수 불량의 원인이 되었다. 배수불량으로 인해 토양 내 토양이 환원 상태가 되면서 혐기성 미생물의 생육이 증가하고, 메탄가스가 55 ppm 정도로 축적되고 토양의 공기순환이 자유롭지 못해 식재된 잔디의 뿌리 생장에 악영향을 주어 결과적으로 잔디 생육이 불량하게 되는 연쇄적인 문제가 발생하였다.