• 방사선산업학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.75-82
• /
• 2012

Swine wastewater was treated using a unique sequence of ion exchange membrane bed system (IEBR). Organic matter and nutrient in swine wastewater was pre-treated by electron beam irradiation. The optimal dose for solubilization of organic matter in swine wastewater ranged from 20 kGy to 75 kGy. The carbohydrates, proteins, and lipids were investigated as the solubilized organic fraction of swine wastewater and proteins and lipids mainly contained of the solubilized organic matter. The solubilization of organic matter in swine wastewater was affected by the combination effect of temperature and a dose. The average chemical oxygen demand (COD) removal efficiency under room temperature conditions was 67.1%, while that under psychrophilic conditions was 54.6%. For removal of ammonia, the removal efficiency decreased from 63.6% at $23^{\circ}C$ to 33.5% $16.8^{\circ}C$. On the other hand, the removal of phosphorus was not a function of temperature. Struvite was one of main mechanisms in anaerobic condition.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.250-259
• /
• 2020

가용화현상에 있어서 유기물(피가용화물)과 계면활성제와의 상호관계를 조사하고자 UV-Vis 법을 이용하여 가용화상수(K_s)값을 구하였다. 유기물의 para-위치에 알킬치환기가 도입된 4-alkylanilines과 양이온계면활제인 소수기 길이가 서로 다른 DTAB, TTAB, CTAB를 이용하여 유기물과 계면활성제간의 소수성 상호작용에 따른 가용화 상수값과 그에 따른 열역학함수들을 다양한 온도에서 구하여 서로 비교하였다. 그 결과 유기물에서 알킬치환기에 의한 소수성효과는 탄소사슬의 길이가 증가할수록 일정한 비율로 증가하였고, 또한 계면활성제에서 소수기의 길이효과도 일정한 비율로 증가하였다. 그런데 이러한 소수성 효과는 유기물에서 알킬치환기에 의한 효과가 계면활성제에서 소수기의 효과 보다 더 크게 나타났다. 또한 계산된 열역학 함수값들의 결과들로부터 유기물의 소수성이 증가할수록 그리고 계면활성제의 소수성이 증가할수록 유기물은 미셀내부의 더 깊은 곳으로 가용화됨을 알 수 있었다. 등구조온도는 실험 조건 범위 내에서 큰 차이를 보이지 않았으며, 최대값과 최소값의 차이가 1K미만으로 차이가 거의 없는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
• /
• 제27권4호
• /
• pp.43-49
• /
• 2019

본 연구는 알칼리·초음파 전처리를 통한 하수슬러지의 가용화 정도를 확인하기 위해 슬러지 가용화율과 VSS 감량화율을 측정하였다. 또한 슬러지 가용화와 EPS간의 관계를 확인하기 위해 LB-EPS(Loosely-Bound EPS), TB-EPS(Tightly-Bound EPS)를 측정하였다. 실험 결과, TS 1.0%, pH 12 조건에서 슬러지 가용화율은 27.7% 증가하였고, LB-EPS as Carbohydrate와 Protein은 각각 14.6, 13.3 mg/L/g TS가 증가하여 가용화에 따른 유기물의 변화와 유사한 경향을 나타내었다. 또한 VSS는 26.7% 감량되었고, TB-EPS as Carbohydrate와 Protein은 각각 15.7, 21.9 mg/L/g TS 용출되어 가용화에 따른 고형물의 변화 역시 유사한 경향을 나타내었다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.362-369
• /
• 2019

In this study, biodegradation efficiency improvement of mixed sludge for the anaerobic digestion process in wastewater treatment plant was investigated. In order to release the organic material contained in the sludge cell and promote the hydrolysis step, mixed sludge of 7% TS (Total Solids) was physically shear-treated at a shear strength of 1,000 ~ 4,000 rpm and a maximum of 120 mins. As a result of the comparison between mixed sludge before and after the treatment, the concentration of $SCOD_{Cr}$(Soluble Chemical Oxygen Demand-chromium method) was increased through the conversion of granular organic matter into dissolved organic matter as shear strength and treatment time increases. The solubilization efficiency increased rapidly after 30 min of solubilization application time, and they were 11.23 %, 20.10 %, 22.52 % and 25.43% at 120 min for each shear strength conditions, respectively. Additionally, the BMP(Biochemical Methane Potential) test was conducted with the optimized samples to determine the increase of methane production by the shear pre-treatment. Consequently, methane production of each samples were 0.275, 0.310, 0.323 and $0.335m^3/kg\;VS_{add}$, which indicates that methane production was increased to a maximum of 21.28% compared to the control without the solubilization process ($0.262m^3/kg\;VS_{add}$). As a result, the physical shear-treatment is a promising process for sewage sludge pre-treatment to reduce the organic waste and increase the energy production.

• Animal Bioscience
• /
• 제36권5호
• /
• pp.818-828
• /
• 2023

Objective: The purpose of this study was to analyze the effect of the hydrothermal pretreatment of anaerobic digestion sludge cake (ADSC) of cattle manure on the solubilization of organic matter and the methane yield to improve the anaerobic digestion efficiency of cattle manure collected from the sawdust pens of cattle. Methods: Anaerobic digestion sludge cake of cattle manure was thermally pretreated at 160℃, 180℃, 200℃, and 220℃ by a hydrothermal pressure reactor, and the biochemical methane potential of ADSC hydrolysate was analyzed. Methane yield recovered by the hydrothermal pretreatment of ADCS was estimated based on mass balance. Results: The chemical oxygen demand solubilization degree (COD_s) of the hydrothermal hydrolysate increased to 63.56%, 67.13%, 70.07%, and 66.14% at the hydrothermal reaction temperatures of 160℃, 180℃, 200℃, and 220℃, respectively. Considering the volatile solids content obtained after the hydrothermal pretreatment, the methane of 10.2 Nm³/ton-ADSC was recovered from ADSC of 1.0 ton, and methane yields of ADSC hydrolysate increased to 15.6, 18.0, 17.4, and 17.2 Nm³/ton-ADSC. Conclusion: Therefore, the optimal hydrothermal reaction temperature that yielded the maximum methane yield was 180℃ based on mass balance, and the methane yield from cattle manure containing sawdust was improved by the hydrothermal pretreatment of ADSC.

• 한국환경농학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.348-353
• /
• 2010

본 연구에서는 돈분 슬러리의 저장형태 및 온도에 따른 유기물의 거동을 관찰하였는데, closed system과 open system의 저장형태에 따른 유기물 농도는 $20^{\circ}C$에서 30일 저장 후 약 2배 정도의 차이를 보였다. 또한 온도에 의한 유기물 농도의 거동은 온도가 증가할수록 TS 및 VS 농도가 감소하였고, $20^{\circ}C$ 약 23%, $35^{\circ}C$ 약 29% 정도가 감소되는 것으로 나타났다. 하절기 외부온도 특성을 반영한 온도조건(20, $35^{\circ}C$) 및 저장기간 따른 생성된 유기산 종류는 비슷하였고, 저장기간 15일 이후부터 분변내 포함된 가수분해 및 산생성 미생물의 성장이 증대되어 유기산의 생성이 증가하였다. 반응시간 30일 후 생성된 총유기산 농도는 $20^{\circ}C$에서 $2,829\;mg{\cdot}COD/L$이었으며, $30^{\circ}C$에서는 $9,123\;mg{\cdot}COD/L^{\circ}C$로 초기 유기물농도 대비 각각 5.4, 17.4%의 유기산 전환율을 나타내었다. 따라서 돈분슬러리의 저장기간이 길어질수록 외부온도에 따라 가수분해 및 산생성 반응으로 유기산이 생성되고, 메탄생성균의 기질이용으로 유기물의 손실이 발생하여 온실가스 배출도 증가할 것으로 예상된다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제47권2호
• /
• pp.127-132
• /
• 2014

The effect of thermal pretreatment conditions on hydrolysis characteristics of dairy manure and sawdust mixtures has been evaluated. Thermal pretreatment temperature varied between 35 and $120^{\circ}C$ and the period of the treatment changed between 30 and 1440min (24h). As thermal pretreatment temperature and duration increased, organic material solublization rates were improved. Maximum solubilizations of chemical oxygen demand (SCOD), carbohydrates, and volatile fatty acids(VFAs) were observed when dairy manure treated for one day at $120^{\circ}C$. Although one day treatment duration at $120^{\circ}C$ showed the highest SCOD, soluble carbohydrates, and VFAs concentration, its hydrolysis rate was only about 12%. The results reveal that the thermal pretreatment conditions tried in this study are not enough to solubilize the organic matter contained in dairy manure and sawdust mixtures. In order to maximize hydrolysis performance, the further research needs to determine the factors influences on organic material solubilization in addition to thermal pretreatment temperature and duration.

• 유기물자원화
• /
• 제15권2호
• /
• pp.89-97
• /
• 2007

본 연구에서는 하수슬러지의 가용화를 위한 처리공정으로 열처리를 수행하였다. 열처리에 의하여 입자상 유기성분의 가용화를 확인할 수 있었다. $120^{\circ}C$ 30분의 열처리에 의하여 1차 슬러지의 경우 COD기준 8.3%의 가용화효과를 나타내었다. 반면 2차슬러지의 경우 16.5%의 높은 값을 보여주었고 이는 단백질의 높은 가용화 효과에 기인하는 것으로 나타났다. 한편 모든 슬러지에 대하여 열처리에 따른 분해율 및 유기산 생성율의 향상을 확인 할 수 있었다. 단 산발효 실험을 통하여 최적 열처리조건은 대상 기질의 유기물 조성에 따라 결정되는 것으로 판단되었다. 즉 탄수화물의 함량이 높았던 1차슬러지의 경우 $80^{\circ}C$ 30분의 열처리를 통하여 최대의 분해율과 유기산 생성효과를 얻었으며 단백질의 함량이 높았던 2차 슬러지의 경우 $120^{\circ}C$ 30분이 최적의 열처리 조건인 것으로 나타났다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.781-788
• /
• 2007

The Carbon source to enhance the denitrification is essential matter in the advanced sewage treatment. For the high level of nutrient removal, external carbons such as ethanol, methanol, volatile fatty acids and so on should be needed. In this study, the methods to increase the sludge solubilization and acidification rate were compared with waste activated sludges and food waste leachate. Ultrasonication and acids were used for the pretreatment of organic particles in sludges. As a results, the optimal temperature and HRT were $60^{\circ}C$ and 5 days, respectively. HAc, HPr, HBr, and other VFAs for acid fermentations reduced up to 22, 16, 14, and 48% with HRT reduction. For the increase of solubilization, 28% of solids destruction rate was shown at 0.3 watts/mL.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제41권1호
• /
• pp.73-77
• /
• 1998

두유박의 단백질 소재화를 위하여 셀룰레이즈(cellulase), 단백질 분해효소, 코지(koji), 효모 등의 복합처리에 의한 가용화 방법이 고형분 및 단백질 회수율, 아미노산, 유기산 조성에 미치는 영향을 고찰하였다. 셀룰레이즈와 단백질 분해효소를 복합 사용하여 두유박을 가수분해하는 것이 높은 고형분 회수율(80.2%) 및 단백질회수율(83.5%)을 얻을 수 있었고, 코지와 효모로 처리할 경우 유기산의 함량을 증대시킬 수 있었으며 양조간장 특유의 맛과 향을 내는데 효과적이었다. 특히 셀룰레이즈로 처리한 가수분해물에서 유기산 함량이 높았다. 유리 아미노산 함량은 코지보다 단백질 분해효소로 분해한 경우에서 높았으며 셀룰레이즈 처리는 유리 아미노산 함량에 큰 영향을 미치지 않았다. 두유박 가수분해물에 대한 관능검사 결과 코지로 가수분해한 시료가 관능적으로 우수하였으나 전체적인 기호도는 대조구로 사용된 양조간장에 비해 낮았다.