• 유기물자원화
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• 제19권3호
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• pp.73-78
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• 2011

혐기성 수소 발효시 pH는 물질 대사 경로와 수소 생성 미생물의 활성에 직접적으로 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나로 알려져 있다. 본 연구는 음식폐기물로부터 운전 pH에 따른 혐기성 회분식수소 발효의 영향을 평가하기 위해 수행하였다. 5 N KOH 용액을 이용하여 초기 pH는 8.0으로 고정하였으며, 운전 pH는 4.7~7.0으로 유지하였다. 운전 pH가 낮을수록 지체 시간은 단축되는 것으로 나타났으며, 최대 수소 발생량은 낮게 나타났다. 운전 pH 4.7일 경우에는 지체 시간이 47.9 h으로 가장 길게 나타났으나, 최대 수소 발생량은 534.4 mL로 가장 높게 나타났다. 운전 pH가 증가함에 따라 지체 시간과 최대 수소 발생량은 감소하였다. 운전 pH 7.0일 경우에는 지체 시간이 4.2 h으로 나타났으며, 최대 수소 발생량은 213.8 mL로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제24권4호
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• pp.5-9
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• 2016

현대의 집적된 산업 사회에서 자정능력을 초과하여 발생하는 막대한 양의 유기성폐자원은 수질, 토양, 대기 등 총체적인 환경오염을 유발하는 처리 곤란 물질로 전락하였고, 화석연료의 지속적인 사용에 따른 온실가스의 방출은 지구온난화를 촉진시켰다. 개발된 회분식 공정을 적용하는 음식물쓰레기 수소발효에서, 세계 최초로 수소 전환율과 초기 및 운전 pH와의 관계를 수학적으로 표현하였고, 동시에 최적화하였다. 최적 초기 및 운전 pH는 각각 7.50, 6.01이었다. 축산폐수를 음식물쓰레기의 수소발효에 보조기질로 첨가 시 pH 제어를 위해 요구되는 알칼리량을 감소시킴과 동시에 수소발생률도 크게 증대시킬 수 있음을 관찰할 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제25권3호
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• pp.343-348
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• 2011

Since 2005, food waste has been separately collected and recycled to animal feed or aerobic compost in South Korea. However, the conventional recycling methods discharge process wastewater, which contain pollutant equivalent to more than 50% of food waste. Therefore, anaerobic digestion is considered as an alternative recycling method of food waste to reduce pollutant and recover renewable energy. Recent studies showed that hydrogen can be produced at acidogenic stage in two-stage anaerobic digestion. In this study, the authors investigated the effects of pretreatment time and pH low set value on continuous mesophilic hydrogen fermentation of food waste. Food waste was successfully converted to $H_2$ when heat-treated at $70^{\circ}C$ for 60 min, which was milder than previous studies using pH 12 for 1 day or $90^{\circ}C$. Organic acid production dropped operational pH below 5.0 and caused a metabolic shift from $H_2/butyrate$ fermentation to lactate fermentation. Therefore, alkaline addition for operational pH at or over 5.0 was necessary. At pH 5.3, the result showed that the maximum hydrogen productivity and yield of 1.32 $m^3/m^3$.d and 0.71 mol/mol $carbohydrate_{added}$. Hydrogen production from food waste would be an effective technology for resource recovery as well as waste treatment.

• 대한환경공학회지
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• 제38권5호
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• pp.228-235
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• 2016

아질산화 반응을 통한 nitrite 축적은 단축질소제거 혹은 anammox 공정 수립을 위해 필수적이고 이 반응의 속도가 전체 질소제거공정의 효율에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 부유 미생물 연속류 반응기에서 pH 농도가 암모니아 폐수(2,000 mgN/L) 처리에 주는 복잡하고 다양한 영향 들을 modeling과 실험을 통해 종합적으로 분석하였다. modeling 연구 결과 반응의 안정성(stability)은 pH에 의해 지대한 영향을 받으며, free ammonia 저해가 심해지는 알칼리성 환경일수록 안정적 운전 영역(stable region)은 축소되었다. 기질과 pH의 좌표 상에서 stable region과 unstable region을 가르는 경계(stability ridge) 근처에서 안정적인 최대반응속도를 얻을 수 있고, 이 운전조건에서 아질산 축적 가능성도 최대가 되었다. stability ridge 근처의 조건에서 반응기를 운전한 결과 아질산화속도는 안정적으로 약 $6kgN/m^3-d$까지 얻을 수 있었고, 아질산축적율은 약 99% 이었다. 그러나 unstable region에서는 부하증가를 통한 반복된 교란 결과 유출수 암모니아 농도가 회복 불가능한 상태로 상승하였다. Modeling 결과 고유(intrinsic) 최적 pH 값을 고정하여도 실험에서 관찰되는 최적 운전 pH는 사용 기질의 농도가 높을수록 낮아지는 것으로 나타났으며, 이는 문헌에서 보고된 경향과 일치 하였다. 본 연구의 modeling 조건에서 95% 아질산화(5%는 암모니아로 잔존)를 위한 최적 운전 pH는 ~8.0인 것으로 예측되었으나, anammox 유입수 생산을 위해 55% 아질산화하려 할 때의 최적 운전 pH는 ~7.2로 낮아 졌다.

• 한국물환경학회지
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• 제29권4호
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• pp.459-465
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• 2013

A sequencing batch reactor was operated under different pH conditions to see the influence of pH to microbial community in enhanced biological phosphorus removal (EBPR) systems. Long term influences of different steady-state pH conditions on the microbial community composition were evaluated by polymerase chain reaction (PCR)-denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and fluorescence in situ hybridization (FISH). The shift in populations from polyphosphate-accumulating organisms (PAOs) to Alphaproteobacteria was observed when pH was changed from 7.5 to 7.0. Alphaproteobacteria with the typical morphological traits of tetrad-forming organisms (TFOs) eventually became dominant members. The alphaproteobacterial TFOs were the phenotype expected for glycogen-accumulating organisms (GAOs), which accumulate large amount of glycogen into the cell. The results strongly suggested that low operational pH condition encourages the appearance of the GAOs in EBPR process, significantly reducing the EBPR capacity.

• 한국환경과학회지
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• 제26권3호
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• pp.269-280
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• 2017

To lower the operational cost of microbubble generation by electrolysis, optimization of parameters limiting the process must be carried out for the process to be fully adopted in environmental and industrial settings. In this study, four test electrodes were used namely aluminum, iron, stainless steel, and Dimensionally Sable Anode (DSA). We identified the effects and optimized each operational parameter including NaCl concentration, current density, pH, and electrode distance to reduce the operational cost of microbubble generation. The experimental results showed that was directly related to the rate and cost of microbubble generation. Adding NaCl and narrowing the distance between electrodes caused no substantial changes to the generation rate but greatly decreased the power requirement of the process, thus reducing operational cost. Moreover, comparison among the four electrodes operating under optimum conditions revealed that aluminum was the most efficient electrode in terms of generation rate and operational cost. This study therefore presents significant data on performing costefficient microbubble generation, which can be used in various environmental and industrial applications.

• 상하수도학회지
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• 제22권3호
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• pp.373-378
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• 2008

The pH & alkalinity adjustment method by lime and carbon dioxide($CO_2$) for corrosion control in water distribution system was investigated to determine the optimum operational condition in lime adding process in water treatment plant(WTP). The mixing time at dissolution tank and sedimentation time at saturator for maintaining optimal turbidity condition of lime supernatant were 60~75 minutes and 75~95 minutes, respectively. There was no difference according to $CO_2$ adding methods such as $CO_2$ saturated water or $CO_2$ gas. But, $CO_2$ saturated water could be convenience at WTP in terms of pH control and quantitative dosing. To minimize generation of calcium carbonate products, the short time interval between adding of lime and $CO_2$ is most important. The lime should be added below 32 mg/l for preventing pH rising and generation of calcium carbonate products at the heating condition.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제12권2호
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• pp.28-37
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• 1987

Operation of rice whiteners has been depending on operator's experience only and very limitted data are available for operational criteria of rice whiteners in Korea. With developments of new rice varieties and with a tendency of automation of machine operations for precision control, operational criteria depending on physical characteristics of rice grains arc required for an improvement of milled rice recovery and the performance of rice whitening systems. An experimental study was conducted to identify operational criteria of a rice whitening system consisted with an abrasive-aerated whitener developed newly and a frictional-aerated whitener being used commercially. Further, comparisons were made between the performance of the rice whitening system adopted for this study and a commercial system used in small scale milling plants. Results of this study are summarized as follows: 1. Total number of passes necessary for the final white rice in the combined whitening system depended exclusively on the counter pressure level of the frictional whitener successive to the abrasive whitener. 2. The counter pressure required for whitening Japonica type rice variety (Akibare) was higher by about 1.6 times than that for Japonica type (Pung-san), when other conditions were kept at the same. 3. Radial pressure in the whitening chamber of the frictional whitener should be maintained between 1.5 to $2.1kg/cm^2$ for the completion of whitening within 5 to 3 passes regardless of rice varieties. Hence, it was found that the radial pressure in the whitening chamber could be used as an operational criteria to control the counter pressure level. 4. The following regression equation was found between radial pressure($R_p$) in whitening chamber and electric power consumption of the whitening system: $$EPC=-0.545\;R^2_p+1.277\;R_p+0.874[KWH/100kg]$$ 5. The following multiple regression equation was found among radial pressure ($R_p$), counter pressure ($C_p$), and bioyield point ($B_i$), length (L) and width (W) of brown rice. $$R_p/(B_i/W^2)=0.547\{C_p/(B_i/W^2)\}^{0.365}(L/W)^{0.120}(R^2=0.9897)$$ 6. The milled rice recovery and machine efficiency (kg/KWH) from the combined whitening system were higher by about 2.0% point and by 15 to 27% point than those from the conventional system, respectively.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.21-29
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• 2006

난분해성 염색폐수를 처리하기 위한 화학적 처리 방법으로 오존단독처리와 3가지 경우의 고도산화공정[AOPs($O_3/H_2O_2$, $O_3/UV$, $O_3/H_2O_2/UV$)]의 처리특성을 실험적으로 검토하였다. 각각의 처리방법에서 합성 염색폐수를 대상으로 $COD_{cr}$ 및 색도의 제거효율, 생분해도(biodegradability)향상에 대한 처리특성을 상대적으로 비교 평가하였고 pH, 온도, 주입량, 순환유량 등을 주요운전인자로 하여 각 산화공정의 최적운전 조건을 파악하였다. 대상으로 한 모든 공정에서 염색폐수의 색도는 단시간에 대부분 제거되었지만, $COD_{cr}$ 제거측면과 생분해도 향상에서는 $O_3/H_2O_2/UV$ 공정이 가장 좋은 처리효율을 나타냈다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제9권4호
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• pp.197-205
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• 1981

Bacillus megaterium의 발효액으로 부터 페니실린 아미다제를 셀라이트에 흡착시켜 분리한 후 이 흡착효소를 아크릴아마이드에 포괄시켜 고정화하였다. 관형식 반응조에서의 이 고정화효소의 안정도는 포괄시키지 않은 흡착효소에 비해 크게 증가하였으며 최적 반응 pH는 8.7, 그리고 최적 안정도는 7.5~8.0이었고 최적온도는 5$0^{\circ}C$ 였다. Km과 6-APA, 페닐초산에 의한 저해상수는 각각 4.55mM, 36.5mM, 그리고 10.5mM이었다. Effectiveness factor값은 0.95로 내부확산 효과는 무시할 수 있었다. pH8.0의 조건에서 관형식 반응조 내에서의 효소역가의 반감기는 4$0^{\circ}C$에서 6.8일 그리고 3$0^{\circ}C$ 에서는 47일로 포괄하지 않은 흡착효소에 비해 안정도가 각각 6.8배와 12배로 증가하였다. 이 고정화 효소에 의한 회분식 및 연녹식반응조에서의 6-APA의 생산성을 논의하였다. 실험결과로 미루어 보아 특히 흡착효소를 고정화효소로 사용하는 경우에 포괄방법을 이용함으로써 효소반응조의 안정도를 크게 증가시킬 수 있음을 시사하였다.