Journal of Korean Society of Environmental Engineers
/
v.27
no.1
/
pp.85-92
/
2005
The performance of a novel fermentation process, adopting a sludge blanket type configuration for higher hydrolysis/acidogenesis of the municipal primary sludge, was investigated under batch and semi-continuous conditions with various pH and temperature conditions. This acid elutriation slurry reactor provided higher system performance with a short HRT (5 days) and higher acidogenic effluent quality under pH 9 and thermophilic ($55^{\circ}C$) conditions. The hydrolysis of the sludge was revealed to be significantly dependent on seasonal effects for sludge characteristics but with little impact on acidogenesis. Based on the rainy season at the optimum conditions, VFA production and recovery fraction ($VFA_{COD}/COD$) were $0.18\;g\;VFA_{COD}\;g^{-1}\;VSS_{COD}$ and 63%. As byproducts, nitrogen and phosphorus releasing were $0.006\;g\;N\;g^{-1}\;VSS_{COD}$ and $0.003\;g\;P\;g^{-1}\;VSS_{COD}$, respectively. For the mass balance in a full-scale plant($Q=158,880\;m^3\;day^{-1}$) based on the rainy season, the VFA and non-VFA(as COD) production were $3,110\;kg\;VFA_{COD}\;day^{-1}$ and $1,800\;kg\;COD\;day^{-1}$, resulting in an increase of organics of $31\;mg\;COD\;L^{-1}$ and $20\;mg\;VFA_{COD}\;L^{-1}$ and nutrients of $0.7\;mg\;N\;L^{-1}$ and $0.3\;mg\;P\;L^{-1}$ in the influent sewage. The economical benefit from this process application was estimated to be about $67 per $1,000m^3$ of sewage except for energy requirements and also, better benefits can be expected during the dry season. Also, the results revealed that the process has various additional advantages such as pathogen-free stabilized solids production, excellent solids control and economical benefits.
It is known that the anaerobic fermentation of organic matter (OM) is divided into 2 phases, acidogenic phase in which OM is digested into volatile fatty acid (VFA), and methanogenic phase where the produced VFA is converted to CH4 and CO2. In a natural fermenting procedure, these 2 phases occur at the same time. However the total production of end products (methane) may be limited if these 2 phases occur at the same time. This is believed to be due to the difference in growth rate, substrate-utilizing efficiency and favorable environment for each microbes (acidogens and methanogens), involved in each phase. It is therefore suggested for the maximum recycling of organic waste (such as animal waste) through providing 2 different steps in fermenting procedure, acidogenic phase and methanogenic phase, in each case the activity of involved microbes can be maintained at the maximum level. The results obtained from these experiments are summarized as follows : The loading rates of swine waste were made through 2.5, 5 and 10 gVS / l / d to identify its acidogenic fermenting character in this study. The VFA yield was maximized at 10 gVS / l / d of loading rate. On the basis of this study was executed to identify the optimum HRT of 1, 2 and 4 days at 10 gVS / l / d of loading rate in acidogenic phase. The maximum VFA yield was obtained at 1 days of HRT.
This study, consisting of two experiments, was conducted to determine the effects of feeding heat treated protein and mineral complex (HPM) on milk production and composition, and ruminal fermentation of Holstein dairy cows. In in vitro experiment, HPM levels were 0, 0.2, 1 and 2%, and Timothy hay, which was substrate, was milled as 1 mm size, and the effects of HPM on pH, ammonia and VFA were analyzed after incubation times of 0, 6, 12, 24 and 48 h, respectively. The pH and ammonia production were not significantly different between treatments during the incubation. In addition, generally, total VFA and individual VFA were not affected by HPM on 0, 6 and 24 h. While, total VFA and individual VFA were increased in 0.2% and 1% of HPM supplemented treatments, but decreased in 2% of HPM treatment compared with control on 12 h. On 48 h, total VFA and individual VFA were increased in HPM treatments compared to control (P<0.05). However, A/P ratio was not affected by HPM supplementation. Gas production was higher in HPM treatment compared to control on 24 h (P<0.05) and 48 h (P<0.05). In lactating experiment, fourteen lactating Holstein cows were used for 4 months in a cross over experimental design. There were two treatments; no added HPM as a control and 0.2% of HPM added as a test treatment. Daily milk yield (P<0.001), 4% FCM (P<0.001), milk protein (P<0.05) and SNF (solid not fat; P<0.05) were increased in HPM treatment compared to control. While, milk fat, MUN (milk urea nitrogen) and SCC (somatic cell count) were not significantly different between treatments.
Park, Sang-Min;Park, Noh-Back;Seo, Tae-Kyeong;Jun, Hang-Bae
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
/
v.30
no.6
/
pp.628-636
/
2008
Anaerobic denitrification in a two phase anaerobic digestion(TPAD) process combined with biological nutrients removal (BNR) system was studied for a piggery wastewater treatment. Denitrification efficiency and the effects of the nitrified effluent on acidification was investigated by recycling the nitrified effluent to the acidogenic reactor. Recycle of the nitrified effluent to the acidogenic reactor enhanced the conversion efficiency of the influent COD into volatile fatty acids(VFAs) in the TPAD-BNR system treating the piggery wastewater. Acidification rate of the acidogenic sludge acclimated with the nitrified effluent showed 6 times higher than that acclimated without it. VFA could be used for denitrification as carbon sources, however, nitrate could enhance acidification activity in the acidogenic reactor. VFA production rate was affected on the COD/Nitrate(COD/N) ratio, however, it depended much more whether the acidogenic sludge acclimated with nitrate or not. Denitrification with the acidogenic sludge acclimated without nitrified effluent followed zero-order reaction and the reaction rate constants were in the range of 1.31$\sim$1.90 mg/L$\cdot$h. Denitrification reaction rate constants of the acidogenic sludge acclimated with nitrified effluent were 3.30 mg/L$\cdot$h that showed almost twice of them evaluated from the previous tests. The stoichiometric ratios of utilized COD to removed nitrate showed similar in both tests which were in the range of 5.1$\sim$6.4 at COD/N ratio of 10.
A mathematical model was formulated to simulate the long-term performance of an anaerobic bioreactor designed to digest Korean food wastes. The system variables of various decomposition steps were built into the model, which predicts the temporal characters of Solid waste, and volatile fatty acid (VFA) in the reactor, and gas production in response to various input loadings and temperatures. The predicted values of VFA and gas production were found to be in good agreement with experimental observations in batch and repeated-input systems. Finally, long-term reactor performance was simulated with respect to the seasonal temperature changes from 5C in winter to 25C in Summer at different food waste input loadings. The simulation results provided us with information concerning the success or failure of a process during long-term operation .
Park, Taejun;Yoo, Young Jae;Jung, Dong Hoon;Lee, Sun Hee;Rhee, Young Ha
Korean Journal of Microbiology
/
v.53
no.3
/
pp.200-207
/
2017
A new approach to the solubilization of waste activated sludge (WAS) using alginate-quaternary ammonium complex beads was investigated under controlled mild alkaline conditions. The complex beads were prepared by the reaction of sodium alginate (SA) with 3-(trimethoxysilyl)propyl-octadecyldimethylammonium chloride (TSA) in acid solution, followed by crosslinking with $CaCl_2$. Treatment of WAS with SA-TSA complex beads was effective for enhancing the efficacy of WAS solubilization. The highest value of soluble chemical oxygen demand (SCOD) concentration (3,900 mg/L) was achieved after 10 days of treatment with 30% (v/v) SA-TSA complex beads. The WAS solubilization efficacy of the complex beads was also evaluated by estimating the concentrations of volatile fatty acids (VFAs). The maximum value of VFAs was 2,961 mg/L, and the overall proportions of VFAs were more than 75% of SCOD. The main components of VFAs were acetic, propionic, iso-butyric, and butyric acids. These results suggest that SA-TSA complex beads might be useful for enhancing the solubilization of WAS. The potential use of VFAs as the external carbon substrate for the production of polyhydroxyalkanoate (PHA) by a mixed microbial culture (MMC) was also examined. The enrichment of PHA-accumulating MMC could be achieved by periodic feeding of VFAs generated from WAS in a sequencing batch reactor. The composition of PHA synthesized from VFAs mainly consisted of 3-hydroxybutyrate. The maximum PHA content accounted for 25.9% of dry cell weight. PHA production by this process is considered to be promising since it has a doubly beneficial effect on the environment by reducing the amount of WAS and concomitantly producing an eco-friendly biopolymer.
Twelve rumen fistulated cross-bred calves were divided into three groups and fed wheat straw and concentrate mixture according to their maintenance requirement. Animals in group II and III were fed 50 and 100mg rumensin per day, in addition to basal feed. Supplementation of rumensin in the diet decreased the dry matter intake significantly (p<0.05) along with a significant decrease in the straw intake. Digestibility coefficients of all the nutrients were not affected significantly except that of CF digestibility which was lower (p<0.05) in groups II and III as compared to group I. Among N-parameters in the rumen fluid, mean $NH_3-N$ was significantly lower in groups II and III (19.13 and 18.63 mg N/100 ml respectively) than in group I (22.68); total-N and TCA-ppt-N did not differ among the three groups. Total VFA concentration did also not differ among the three groups, however, propionate increased from 24.33 molar % to 32.73 while acetate and butyrate decreased respectively from 65.85 to 58.81% and 9.79 to 8.46%. Total VFA, bacteria and protozoa production rates were not affected significantly due to rumensin in diet. Methane production per kg DDM as well as % of methane in total gas were reduced at both the levels of rumensin on different concentrate ratios with wheat straw as roughage. Similar trend was also observed with rice straw and concentrate mixture as substrate with rumensin addition.
Kim, Seon-Ho;Mamuad, Lovelia L.;Kim, Dong-Woon;Kim, Soo-Ki;Lee, Sang-Suk
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.26
no.3
/
pp.558-566
/
2016
Biotic agents such as fumarate-reducing bacteria can be used for controlling methane (CH4) production in the rumen. Fumarate-reducing bacteria convert fumarate to succinate by fumarate reductase, ultimately leading to the production of propionate. Fumarate-reducing bacteria in the genus Enterococcus were isolated from rumen fluid samples from slaughtered Korean native goats. The enterococci were identified as Enterococcus faecalis SROD5 and E. faecium SROD by phylogenetic analyses of 16S rRNA gene sequences. The fumarate reductase activities of the SROD5 and SROD strains were 42.13 and 37.05 mM NADH oxidized/min/mg of cellular nitrogen (N), respectively. Supplementation of rumen fermentation in vitro with the SROD5 and SROD strains produced significantly higher propionate, butyrate, and total volatile fatty acid (VFA) concentrations than controls at 12 h; VFA concentrations tended to increase after 24 h of incubation. The generated CH4 concentration was significantly lower in the SROD5 and SROD treatment groups after 24 h of incubation. These findings indicate that E. faecium SROD has potential as a direct-fed microbial additive for increasing total VFAs while decreasing CH4 production in rumen fermentation in vitro.
Serra, A.B.;Nakamura, K.;Matsui, T.;Harumoto, T.;Fujihara, T.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
/
v.7
no.1
/
pp.91-96
/
1994
This study was conducted to determine the effect of inorganic selenium (Se) sources on rumen bacterial yield, ruminal volatile fatty acid (VFA) production and total tract digestion of timothy hay (Phlewm pratense L.) in Japanese Corriedale wethers. A $3{\times}3$ Latin square design was used with three wethers, three periods and three treatments. In each period, there was 7 d dietary adjustment followed by 5 d total collection of urine and feces. Ruminal fluid samples were obtained at 0, 1, 3, 5 and 7 h postprandially on the final day of the collection period. The three dietary treatments were: (1) without Se supplementation (control); (2) with Se supplementation as sodium selenate; and (3) sodium selenite at a rate 0.2 mg Se/kg dietary DM. The basal diet was timothy hay fed at 2% of body weight/d. Results indicated that there was slight decrease in rumen bacterial yield of animal supplement with inorganic Se, however, differences over the control were insignificant. It was found that Se content of ruminal fluid was negatively correlated (p < 0.05) to rumen bacterial yield. The various VFA contents and acetate and propionate ratio of the different ruminal fluid samples were insignificant across treatment means and the same manner was observed to the different digestibilities (DM, OM, CP, NDF, ADF and NDS). This study concludes that Se supplementation at 0.2 mg Se/kg dietary DM either from sodium selenate or sodium selenite could not significantly influence rumen bacterial functions.
Paengkoum, Pramote;Liang, J.B.;Jelan, Z.A.;Basery, M.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
/
v.19
no.11
/
pp.1623-1631
/
2006
The objective of this study was to evaluate the effect of protein and energy on goats fed oil palm fronds (OPF) as roughages. Twenty-four male Saanen goats aged between 7 and 8 months and weighing $23.4{\pm}1.6kg$ were used in a $2{\times}3$ factorial design. Factors were three levels of urea (3%, 4% or 5%) and two levels of energy (low energy (LE) or high energy (HE)). On average, all parameters measured, including dry matter intake (DMI), nutrient digestibility, digestible nutrient intakes, ruminal ammonia-N ($NH_3$-N), ruminal total volatile fatty acid (total VFA) and individual VFA concentrations (mM/L), microbial N supply, P/E ratio and N retention were higher for HE compared to LE diets. Significant (p<0.05) interactions were found between levels of urea and energy for nonstructural carbohydrate (NSC) and energy (DE) digestibilities, ruminal $NH_3$-N and total VFA concentrations. HE diets had higher N absorption and retention than LE diets. Interactions between urea and energy for plasma urea nitrogen (PUN), heat production (HP), and urine and faeces N excretion were significantly lower (p<0.05) for the HE diets than those recorded for the LE diets. The results indicated that supplementation of energy enhanced utilization of urea and resulted in higher animal performance as a consequence of improved ruminal fermentation, microbial yield and N balance. However, the optimal level of urea supplementation remained at 3% in the HE diet.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.