• 한국환경과학회지
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• 제27권11호
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• pp.1059-1072
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• 2018

Bioremediation has been recognized as a suitable alternative to conventional methods of removing contaminants, and it uses fungi, bacteria and microalgae. In contrast to other organisms, microalgae are unique in that they have the ability to perform photosynthesis like plants and to utilize organic/inorganic carbon substrates, in a process called phytoremediation. Microalgae can populate a reaction site rapidly and enhance the bioremediation efficiency. In this study, Chlorella vulgaris was used to evaluate the removal potentials of the nutrients (N and P) and heavy metals (Cu and Zn) from swine wastewater. The optimum growth conditions for Chlorella vulgaris and the removal potentials of N, P, Cu, and Zn from synthetic wastewater using Chlorella vulgaris were investigated. Based on the results, the applicability of this microalga to on-site wastewater treatment was examined. Optimal growth conditions for Chlorella vulgaris were established to be $28^{\circ}C$, a pH of 7, and light and dark cycles of 14:10 h. As the concentrations of the nutrients were increased, the efficiencies of N and P removal efficiencies by Chlorella vulgaris were decreased in the single and binary mixed treatments of the nutrients, respectively. Further, the efficiencies of Cu and Zn removal also decreased as the heavy metals concentrations added were increased, both in the single and binary mixed treatments. In addition, the efficiency of Cu removal was higher than that of Zn removal. Our results indicate that Chlorella vulgaris could be used in treatment plants for the removal of nutrients and heavy metals from swine wastewater.

• 한국환경농학회지
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• 제18권1호
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• pp.54-60
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• 1999

축산폐수의 효율적 처리와 최적 메탄발생을 위하여 AF 그리고 이단의 ASBF-PR과 ASBF-SP 실험실적 생물반응기를 구성하고 $35^{\circ}C$ 항온조에서 수리학적체류시간 $1{\sim}2$일 그리고 유기물부하 $1.1{\sim}63kg-COD/m^3{\cdot}d$까지 연속 운전하여 처리효율을 비교, 분석하였다. 하수종말처리장의 혐기성 소화조 잉여 슬러지에 의한 혐기성 생물반응기의 식종은 효과적이었으며, 적응 기간은 약 40일 정도가 소요되었다. 생물반응기는 COD 제거율 $66.4{\sim}84.9$% 그리고 바이오 가스 발생량은 제거된 COD 기준 $0.333{\sim}0.796m^3/kg-COD{\cdot}d$. 으로 축산폐수의 처리에 효율적이었으며 유입 COD의 증가와 수리학적체류시간의 감소에 의한 유기물부하 증가의 경우 COD 제거율은 감소하고 바이오가스 발생량은 증가하였다. 높은 유기물부하에서 AF와 ASBF-PR의 처리효율은 비슷하였으며 ASBF-SP보다 우수하였다. 생물반응기에 충진된 미디어의 공극율과 공극의 크기가 비표면적에 비교하여 유기물질 제거능력 향상에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 유입수 TKN 농도가 $1,540{\sim}1,870mg/L$ 범위에서 메탄발효 미생물의 활동은 저해영향을 받아 생물반응기의 처리효율과 바이오가스 발생량은 각각 50% 이하로 감소되는 것으로 나타났으므로 혐기성 소화가 축산폐수의 처리에 주 공정으로 응용된다면 전처리에 의한 TKN의 제거는 필수적이다.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.60-70
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• 2000

현재 국내에서 처리에 어려움을 겪고 있으며 사회적으로 문제가 되고 있는 양돈 분뇨의 처리중 생물학적 처리를 위한 전처리 공정의 일환으로 비육돈 슬러리 돈사에서 발생하는 분뇨를 대상으로 고액분리에 관한 연구를 수행하였다. 최적의 고액 분리를 위하여 적정 응집제 선정 및 첨가량을 도출하였으며, 현장 규모의 고액 분리 장치를 통하여 규모별 최적 고액 분리 공정을 도출하였다. 이 결과 탈수성 개량을 위한 적정 응집제로는 Polyarcylamide 계열의 양이온 고분자 응집제인 E-851이 적합하였으며, 단위 고형물당 0.24~0.6%가 요구되었다. 본 연구에서 검토된 공정으로는 Mesh Screen, Drum Screen, Cyclone Drum Filter, Screw Press, 고속 Screw Decanter, 저속 Screw Decanter 및 DAF 공정을 조합하여 검토하였다. 그 결과 최적 공정으로는 중 소규모의 1차 고액 분리 공정으로는 Screw Press(응집제 첨가)와 대규모 및 공공처리장 규모에서는 저속 Screw Decanter(응집제 첨가)가 적정 공정으로 도출되었으며 2차 처리 공정으로는 가압부상조가 가장 안정적인 것으로 나타났다. 한편 고액 분리 유무에 따라 수분조절제 및 유기물 부하량 감소는 각각 94.8, 84.7%로 나타났으며 슬러리 양돈분뇨의 정화방안으로는 고액분리가 반드시 필요한 것으로 나타났다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.65-66
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• 2005

Anaerobic digestion is one of the well-known methods for biological treatment handling of concentrated organic matter such as swine $wastewater.^{1)} The anaerobic digestion can reduce organic loading but also hydrolyze non-biodegradable organic $matter.^{2)}$ The feces from the scrapper-type barn are usually collected to make compost and the urine is discarded with swine-slurry wastewater by ocean-dumping or treated by biological methods. The lagoon, aerobic digestion, anaerobic digestion, SBR, $A^{2}/O$, and UCT have been applied for treating swine $wastewater.^{3)} In this study, as a result of the analysis of swine wastewater, the total and soluble chemical oxygen demand was 130g/L and 60g/L, respectively. And the volatile fatty acid as chemical oxygen demand equivalent was 45g/L, which was 75% of soluble chemical oxygen demand. Before everything else, ammonia nitrogen concentration was 6.5 g/L. From biochemical acidogenic potential test, it was concluded that the enhanced acidification process to manage swine waste should be operated in the ammonia nitrogen concentration of less than 1.2 g/L. In the result of seeding ratio experiments with artificial $wastewater^{4)}, the lag period of acidogens was taken the long time because of the inhibition by the $ammonia^{5)}$, however no difference of period by the seeding ratio was not shown. The Haldane-based biokinetics were also evaluated using a method of fourth order Runge-Kutta $approximation.^{6,7)}$ The nonlinear least squares (NLLS) method with a 95% confidence interval was also used. The ranges of maximum microbial growth rate, ${/mu_{max}}$, and half saturation coefficient, $K_{s}$, for acidogenesis of various seeding ratio with artificial wastewater were 6.1 ~ 12.6 $d^{-1}$ and 45,000 ~ 53,500 mg glucose/L, respectively. Also, the methanogenic microbial yield coefficient, Y, and microbial decay rate coefficient, $k_{d}$, and inhibition substrate concentration, $K_{si}$, for the reactors were determined to be 0.32 ~ 0.465 ${/mu}g$/mg glucose; 0.42 ~ 1.01 $d^{-1}$ and 51,500 ~ 55,600 mg glucose/L, respectively.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권2호
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• pp.173-178
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• 1998

본 연구에서는 양돈폐수의 생물학적 처리의 난점 중 하나인 NH$_4$-N이 혐기성 미생물에 미치는 영향을조사하기 위해 폐수를 여러 가지 비율로 희석하여 혐기성 회분식 배양을 시도하였으며 COD제거율과 NH$_4$-N의 농도를 측정 비교하였다. 또한 MgO를 첨가하여 폐수내의 NH$_4$-N를 $MgNH_4PO_4{cdot}6H_2O$의 결정체로 형성시킨 후 침전 제거하고 같은 조건에서 배양하였다. 3개월 이상 원폐수에서 적응된 master culture는 75%의 폐수와 25%의 희석수에서 빠른 COD 제거율을 보였으며, MAP법으로 NH$_4$-N를 60% 제거한 폐수에서는 200시간 후 80%이상의 COD 제거율을 보였다. 같은 조건에서 NH$_4$-N를 함유하고 있는 폐수는 50%정도의 COD 제거율을 보여, MAP법으로 NH$_4$-N를 제거한 폐수의 혐기성소화가 월등함을 알 수 있다. 특히 중요한 결과는 NH$_4$-N 농도가 혐기성 미생물에 미치는 영향보다는 C:N의 비율이 2이하일 때 치명적인 영향을 줌을 규명하였으며 MAP법에 의해 형성된 struvit는 혐기성 미생물에 독성 영향을 주지 않음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3B호
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• pp.321-327
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• 2006

본 연구는 축산폐수처리를 위해 광촉매의 적용가능성과 처리효율 및 범위를 실험하여 축산폐수처리에 대한 기초 자료로 제시하고자 한다. 축산폐수처리에 대한 광촉매양의 증가는 높은 처리효율을 나타냈으며 알카리 영역에서 보다 산성영역 특히 pH3에서 축산폐수처리 효과는 우수하게 나타났다. 또한 광촉매양의 증가에 따라 색도 보다는 $TCOD_{Mn}$의 제거가 빠르게 이루어 졌다. UV 또는 $TiO_2$를 단독으로 사용하여 폐수처리를 하였을 때 보다 $UV/TiO_2$를 함께 적용하였을 때가 처리효율은 우수하게 나타났으며 산화제로 과산화수소를 주입하였을 때 처리효율은 $UV/TiO_2$만을 적용하였을 때 보다 처리효율이 우수하게 나타났다. 본 실험에서의 과산화수소 적정 주입량은 200 mg/L이며 과산화수소 적정주입량이 보다 많이 주입되었을 때는 처리효율이 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 과산화수소의 주입량은 실험 시 계속적으로 주입이 되어야 높은 처리효율을 얻을 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권3호
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• pp.194-200
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• 2000

고농도의 질소를 함유하는 축산폐수에 대한 문헌고찰 및 실제 운전사례를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 전국의 축산농가에서 하루 발생하는 축산폐수발생량은 약 197천$m^3$로서 이중 법적규제대상 미만 축산폐수가 50%를 차지하고 인근하천으로 직방류시 부영양화의 원인이 되고 있다. 2. 축산폐수의 특성중 가축의 분과 뇨에 따라 유기물 및 질소${\cdot}$인의 농도차가 크기 때문에 축산폐수처리시는 반드시 분과 뇨의 분리가 이루어져야하고 또한 축산폐수공공처리시설의 계획에 있어서 처리대상 축산폐수의 정확한 오염농도의 산정이 필요하다. 3. 기존 처리장에 화학적처리공정인 응집반응조와 질소제거를 위한 혐기${\cdot}$호기조를 설치하여 운영한 K시의 실제 운전사례 결과 유입수의 총질소 농도가 $1,500{\sim}3,000mg/l$인 것을 120mg/l 이하로 방류하므로써 $92{\sim}96%$의 제거효율을 나타내었고 유입수의 총인농도가 $131{\sim}156mg/l$인 것을 $0.15{\sim}1.00mg/l$로 처리하므로써 99%이상의 제거효율을 나타내었다. 4. 혐기조에서 탈질 미생물의 원활한 대사활동을 위해서는 지속적인 유기탄소원 공급과 pH의 영향이 중요하데 조사기간동안 혐기조의 pH는 평균 9.0정도를 유지하였다. 5. 질소${\cdot}$인제거 공법들의 현장적용을 위해서는 적절한 적응성 및 처리성 실험 그리고 각 공정의 올바른 운전과 유지관리의 기술이 확립되어야 한다. 6. 정부에서는 축산폐수의 적정처리 및 관리대책 방안으로 법규 및 수질기준강화, 개별 축산농가에 대한 지원, 지도${\cdot}$점검 및 홍보강화와 기술지원 등 장차의 엄격한 방류수수질기준을 안정적으로 유지할 수 있는 기술보급과 이의 적정 관리방안에 대한 적극적 검토가 요구된다.

• 유기물자원화
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• 제19권2호
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• pp.22-27
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• 2011

본 연구에서는 음식물류폐기물폐수와 양돈폐수를 특별히 전처리 하지 않고 3:7의 비율로 혼합하여 연속반응공정을 이용한 수소생산의 최적 인자를 도출하기 위해 연구를 수행하였다. 본 연구결과 수소발생량은 pH 5.5의 조건에서 가장 많이 발생하였으며, 이를 통해 음식물류폐기물과 양돈폐수의 혼합시의 수소생산의 최적 pH는 5.5 임을 확인하였다. HRT에 따른 수소발생량은 3일보다 4일의 경우에 높은 수소발생량을 보였으며, 이는 HRT값의 변화에 따라 수소발생미생물의 활성에 크게 관여하는 것으로 HRT역시 수소발생미생물에 중요한 인자로 작용한다고 판단된다. 유기물의 제거율은 운전 6일째에 최대 TS 52%, VS 71%, TSS 83%, VSS 89%의 제거율을 기록하였으며, 수소생산 공정을 통하여도 유기물의 제거가 가능함을 확인하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권2호
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• pp.183-187
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• 2000

고농도 축산폐수의 과부하 고도처리를 위한 토양미생물을 이용한 공정개발 연구결과 질소${\cdot}$제거율은 97% 이었다. 질산화를 위한 최소 HRT는 11일 이었으며 이때의 SRT는 25일 이었다. HRT 5일에서 11일 사이에 도 질산화는 있었으나 이 때는 $NO_2-N$이 대부분으로 완전질산화를 달성하지는 못했다. pH와 $NO_2\;^--N$, $NH_3\;^--N$ 의 관계로부터 반응조는 nitrosomonas 저해영역에 속해 있었으나 약간의 pH 조절로 충분한 질산화를 달성할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제22권2호
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• pp.197-202
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• 1994

Microalga, Spirulina platensis has been cultivated in a pilot scale photo-bioreactor to treat wastewater and to produce high protein feedstocks from swine waste containing medium. 0.31(1/day) of specific growth rate and 0.170 of bioenergeric yield were obtanined from batch cultivation in 30% waster containing medium, compared to 0.71(1/day) and 0.545 from clean culture. An optimal dilution concentration was decided as 20% of working volume, based upon the cell growth and biomass productivity. The removal rate of nitrates in the wastewater was decreased as the adding concentration of wastewater was increased while the decrease of total phosphates was reversed, showing 0.33(1/day) and 0.30(1/day) of rate constants for nitrate removal in 10% addition and for phosphate removal in 30% addition, respectively. The chemical composition and amino acid profile of the biomass were superior to those of commerically available health food product, Spirulina sp.