By using PCR with nirS gene primers, three nirSharboring denitrifying bacteria (strain N6, strain N23, and strain R13) were newly isolated from activated sludge of a weak municipal wastewater treatment plant. Small-subunit rRNA gene-based analysis indicated that strain N6, strain N23, and strain R13 were closely related to Arthrobacter sp.,Staphylococcus sp., and Bacillus sp., respectively. In an attempt to identify their roles in biological nitrate and nitrite removal from sewage, we investigated their specific denitrification rates (SDNRs) for $NO_-^3$ - and $NO_-^2$ - in various cultures. All purecultures of each isolated nirS-harboring bacterial strain could remove $NO_-^3$ - and $NO_-^2$ - simultaneously in high efficiency, and the carbon requirements for $NO_-^3$ - removal of strain N6 and strain R13 were effectively low at 3.1 and 4.1 g COD/g $NO_3N$, respectively. In the case of mix-cultures of the strains (N6+N23, N6+R13, N23+R13, and N6+N23+R13), their SDNRs for $NO_-^3$ - were also effective, and their carbon requirements for $NO_-^3$ - removal were also effective at 3.0- 3.8 g COD/g NO3N. However, all tested mix-cultures accumulated $NO_-^2$ - in their culture media. On the other hand, the continuous culture of activated sludge mixed with strain N6 showed no significant increase of $NO_-^3$ - removal in comparison with strain N6's pure culture. These results suggest that nitrate and nitrite removal in biological wastewater treatment might be dependent on complicated bacterial interactions, including several effective denitrifying bacteria isolated in this study, rather than the specific bacterial types present and the number of bacterial types in activated sludge.
Havashinejadian, E.;Danaee, I.;Eskandari, H.;Nikmanesh, S.
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제8권2호
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pp.115-123
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2017
Electrochemical noise signals in many cases exhibit a DC drift that should be removed prior to further data analysis. Polynomial fitting and moving average removal method have been used to remove trends of electrochemical noise (EN) in time domain. The corrosion inhibition of synthesized schiff base N,N'-bis(3,5-dihydroxyacetophenone)-2,2-dimethylpropandiimine on API-5L-X70 steel in hydrochloric acid solutions were used to study the effects of drifts removal methods on noise resistance calculation. Also, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to study the corrosion inhibition property of the inhibitor. The results showed that for the calculation of $R_n$, both methods were effective in trend removal and the polynomial with m=4 and MAR with p=40 were in agreement.
Choung, Yoon Kyoo;Ko, Kwang Baik;Kim, Sue Jin;Yim, Seong Keun
Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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제10권3호
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pp.73-82
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1996
The removal efficiencies of organic substrates, nitrogen and phosphorus in the anaerobic-aerobic biological phosphorus removal process were investigated by addition of acetic acid, propionic acid and butyric acid which are normal volatile fatty acids contained in anaerobic digester supernatants. Substrate utilization coefficients for the phosphorus release and uptake were also estimated. The effect of a VFA, which showed higher phosphorus removal efficiency than the other VFAs did, was also studied in an anaerobic-aerobic-anoxic biological nutrient removal process. For the anaerobic-aerobic process added by VFA, the phosphorus removal efficiencies were up to about 68%, 55% and 61% for the reactors of acetic acid, propionic acid and butyric acid added, respectively, which indicates the efficiencies were increased by about 8-21%, comparing to that of 47% for the reactor with no VFA added. There were no significant difference in removal efficiencies for organic substrate and $NH_3-N$ without regard to addition of VFA. However, the removal efficiency of total nitrogen was increased in the case of VFA added, since $NO_3-N$ was less produced. For the anaerobic-aerobic-anoxic process added VFA, the removal efficiencies for $NH_3-N$ and $PO{_4}^{3-}-P$ were increased by 5% and 13%, respectively, comparing with them in the reactors not added VFA.
The piggery wastewater is the major source of the water pollution problem in the rural area. The treatment alternatives for piggery wastewater are limited by the characteristics of both high organic and nitrogen(N) content. In order to investigate an efficient N removal system, the thermophilic aerobic digestion process was examined. The experiment was investigated organic and nitrogen removal efficiency at various HRTs and air supply volume. The results of semi-continuous experiment indicated that a higher removal of the soluble portion of COD was achieved with the longer HRTs. However, the inert portion of COD in piggery wastewater was not much changed by thermophilic aerobic digestion. In addition, with the higher HRT of 3 days, up to 79% of NH4-N removal efficiency was achieved. Lower the HRTs, a decrease of NH4-N removal was founds. The gas samples from the lab reactor were analyzed along with the N content in influent and effluent. The N2O formation in our system indicates a novel aerobic deammonification process occurred during the thermophilic aerobic digestion. Both N02 and N03 were not presented in the effluent of thermophilic aerobic digester. With the HRT of 3 days, 36.4% of influent N(or 57.5% removal N) was aerobically converted to N2O gas. The ammonium conversion to N2O gas significantly decrease to 4.5% at low HRT of .05 day..
Park San Ill;Cheong Kyung Hoon;Kim Hai Yeon;Paik Ke Jin
Journal of Environmental Health Sciences
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제31권4호
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pp.280-286
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2005
The purpose of this investigation was to evaluate removal efficiency of $NH_4-N$ using the soil column. Soil, oyster shell and natural zeolite were used as a supporting media of soil column. Removal efficiencies of $NH_4-N$ were $35.9\%,\;41\%\;and\;93.4\%$ for the soil column packed with soil, natural $zeolite(20\%)$ and oyster $shell(20\%)$ at HRT of 72 hours, respectively. The addition of $20\%$ oyster shell to the soil accelerated nitrification in soil column. The influent ammonia nitrogen was mostly converted to nitrate nitrogen in the soil column and little ammonia nitrogen was found in the effluent. When the influent $NH_4-N$ concentration was 200 mg/l, the NIL-N removal was decreased at HRT of 48 hours, while nitrification was significantly increased after mechanical aeration. It was suggested that nitrification from higher $NH_4-N$ concentration was more affected by aeration in soil column process. The number of nitrifiers was approximately in a level of about $10^6\;MPN/g{\cdot}soil$ in the soil column mixed with oyster shell ($20\%$).
Nitrogen removal, nitrous oxide ($N_2O$) emission and microbial community in sequencing batch and continuous-flow intermittent aeration processes were investigated. Two sequencing batch reactors (SBRs) and two continuous-flow multiple anoxic and aerobic reactors (CMRs) were operated under high dissolved oxygen (DO) (SBR-H and CMR-H) and low DO (SBR-L and CMR-L) concentrations, respectively. Nitrogen removal was enhanced under CMR and low DO conditions (CMR-L). The highest total inorganic nitrogen removal efficiency of 91.5% was achieved. Higher nitrifying and denitrifying activities in SBRs were observed. CMRs possessed higher $N_2O$ emission factors during nitrification in the presence of organics, with the highest $N_2O$ emission factor of 60.7% in CMR-L. SBR and low DO conditions promoted $N_2O$ emission during denitrification. CMR systems had higher microbial diversity. Candidatus Accumulibacter, Nitrosomonadaceae and putative denitrifiers ($N_2O$ reducers and producers) were responsible for $N_2O$ emission.
In order to treat groundwater containing high levels of nitrate, nitrate reduction by nano sized zero-valent iron (nZVI) was studied using batch experiments. Compared to nitrate removal efficiencies at different mass ratios of $nitrate/Fe^0$, the removal efficiency at the mass ratio of 0.02% was the highest(54.59%). To enhance nitrate removal efficiency, surface modification of nZVI was performed using metallic catalysis such as Pd, Ni and Cu. Nitrate removal efficiency by Cu-nZVI (at $catalyst/Fe^0$ mass ratio of 0.1%) was 66.34%. It showed that the removal efficiency of Cu-nZVI was greater than that of the other catalysts. The observed rate constant ($k_{obs}$) of nitrate reduction by Cu-nZVI was estimated to $0.7501min^{-1}$ at the Cu/Fe mass ratio of 0.1%. On the other hand, TEM images showed that the average particle sizes of synthetic nZVI and Cu-nZVI were 40~60 and 80~100 nm, respectively. The results imply that catalyst effects may be more important than particle size effects in the enhancement of nitrate reduction by nZVI.
The purpose of this study was to find the optimum condition of the high removal efficiency of water pollutant as sewage treatment technology using a filtering bed charged with porous sintering-pellet which was planted with hydrophytes. Experiment was carried out by changing concentration of water pollutants(COD, T-N, T-P), kind of hydrophyte, kinds of filtering material and size, and HRT. The result of removal efficiency was obtained as following: COD removal 73.8~87.1% for input concentration range of 50~450mg/L, T-N removal 61.3~77.3% for input concentration range of 7~124mg/L, T-P removal 89.5~99.1% for input concentration ranger of 3~27mg/L. In a comparative experiment of three kinds of hydrophyte(Iris pseudoacorus, Phragmites communis $T_{RIN}$., Oenanthe javanica Dc.), the best removal efficiency of COD and T-N was gained with Iris pse-udoacorus, and Phragmites communis $T_{RIN}$ showed better result than two hydrophytes for the removal efficiency of T-P. In a comparative experiment of four kinds of filtering-materials, the removal efficiencies were in the order of porous sintering-pellet, gravel, nonused-tire and nonused-concrete. It was found that for the porous sintering-pellet, the smaller its diameter, the better its result. In the filtering bed in which was charged with porous sintering-pellets of 5mm diameter and planted with Iris pseudoacorus, the removal efficiency of COD, T-N and T-P were over 80%, 70% and 90% under the concentration of COD 250mg/L, T-N 70mg/L and T-P 15mg/L for 24hrs treatment. Thus, we concluded that a filtering bed charged with porous sintering-pellet and planted with hydrophytes will be suitable for treatment of sewage water as a pro-natural treatment technology.
Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology
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제8권1호
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pp.37-44
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2005
Nitrate($NO_3-N$) and total nitrogen(TN) removal by a reed wetland with open water(Wetland 1) was compared with that of a reed wetland without open water(Wetland 2) from March to October 2002. The two wetlands were 25mL by 6mW. An open water area, 3mL by 6mW was designed at the middle of Wetland 1. Reeds(Phragmites australis) were transplanted into the wetlands in June 2000. Water of Sinyang Stream flowing into the Kohung Estuarine Lake located in the southern part of Korea was pumped into a primary treatment pond, whose effluent was discharged into the secondary pond. Effluent from the secondary pond was funneled into the wetlands. Inflow into the wetlands averaged about 20.0$m^3$/day and their hydraulic retention time was approximately 1.5 days. Average $NO_3-N$ removal by Wetland 1 was 117.61mg/$m^2{\cdot}day$ and that by Wetland 2 was 106.39mg/$m^2{\cdot}day$. $NO_3-N$ removal efficiency of Wetland 1 and 2 was 37% and 34%, respectively. TN removal by Wetlands 1 and 2 averaged 226.80 and 214.54mg/$m^2{\cdot}day$, respectively. TN abatement efficiency of Wetland 1 was 43% and that of Wetland 2 was 40%. $NO_3-N$ removal efficiency of Wetland 1 was significantly higher(p=0.038) than Wetland 2. TN removal efficiency of Wetland 1 was also significantly higher(p=0.044) than Wetland 2. The wetland with open water was more efficient for removal of $NO_3-N$ and TN than one without.
Ettlia sp. YC001, a highly settleable and productive microalga, was shown to be effective in removing nutrients and capturing suspended solids from eutrophic pond water. The optimum conditions for the Ettlia sp. YC001 cultivation were investigated using water from a landscape pond. The pond water was supplemented with different N : P ratios by weight, and the biomass production and nutrient removal compared in batch cultures. The maximum removal rate of N and P was with an N : P ratio of 16 : 1. Plus, the turbidity dropped to near zero within 4 days. Meanwhile, chemostat cultivation showed that the biomass productivity and nutrient removal rate increased when increasing the dilution rate, where a dilution rate of $0.9d^{-1}$ showed the highest N and P removal rate at $32.4mg\;L^{-1}\;d^{-1}$ and $1.83mg\;L^{-1}\;d^{-1}$, respectively, and highest biomass and lipid productivity at $0.432g\;L^{-1}\;d^{-1}$ and $67.8mg\;L^{-1}\;d^{-1}$, respectively. The turbidity was also reduced by 98% in the chemostat cultivation. Moreover, auto-flocculation and pH were closely connected to the turbidity removal. As a result, this study identified the optimal N : P ratio for small pond water treatment using an Ettlia sp. YC001, while also establishing the optimal conditions for nutrient removal, turbidity reduction, and biomass production.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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