• 공업화학
• /
• 제34권5호
• /
• pp.541-547
• /
• 2023

The effect of temperature and influent alkalinity/ammonia (K/A) ratio on the start-up of the partial nitrification (PN) process for an activated sludge-based domestic wastewater treatment was studied. Two different sequence batch reactors (SBR) were operated at 26 ℃ and 32 ℃. The relationship between temperature and the concentration of free ammonia (FA) and free acid nitrite (FNA) was investigated. A stable PN process was achieved in the 32 ℃ reactor when the influent ammonium concentration was lower than 150 mg-N/L. In contrast, the PN process in the 26 ℃ reactor had a higher nitrite accumulation rate (NAR) and ammonium removal efficiency (ARE) when the influent ammonia concentration was increased to more than 150 mg-N/L. Then three different ranges of the K/A ratio were applied to an SBR reactor. In the K/A range of 2.48~1.65, the SBR reactor achieved the highest NAR ratio (75.78%). This ratio helps to achieve the appropriate level of alkalinity to maintain a stable pH and provide a sufficient amount of inorganic carbon source for the activity of microorganisms. At the same time, FA and FNA values also reached the threshold to inhibit nitrite-oxidizing bacteria (NOB) without a significant effect on ammonia-oxidizing bacteria (AOB). Results showed that the control of temperature and K/A ratio during the start-up period may be important in establishing a stable and steady PN process for the treatment of domestic wastewater.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.13-24
• /
• 2023

Sewage sludge has been widely used as an organic fertilizer in agriculture. However, sewage sludge can cause serious malodor problems resulting from the decomposition of organic compounds in anaerobic conditions. The malodor of sewage sludge mainly occurs due to a low carbon to nitrogen ratio (C/N), high moisture, and low temperature, which are ideal conditions for ammonia emissions. Therefore, in this study, we investigated the reduction of the odor-causing ammonia nitrogen (NH₃-N) in sewage sludge by co-application of microbes and methanol (MeOH). The physico-chemical properties of the municipal sewage sludge showed that the odor was mainly caused by a higher NH₃-N content (2932.2 mg L^-1). Supplementation with MeOH (20%) as a carbon source in the sewage sludge significantly reduced the NH₃-N up to 34.2% by increasing C/N ratio. Furthermore, the sewage sludge was treated with the NH₃-N reducing and plant growth promoting (PGP) bacteria Stenotrophomonas rhizophila SRCM 116907. The treatment with S. rhizophila SRCM 116907 significantly increased the seedling vigor index of Lolium perenne (10.3%) and Chrysanthemum burbankii (42.4%). The findings demonstrate that supplementing sewage sludge with methanol significantly reduces ammonia emissions, thereby mitigating malodor problems. Overall, the study highlights the potential of using a microbial and methanol approach to improve the quality of sewage sludge as an organic fertilizer and promote sustainable agriculture.

• 유기물자원화
• /
• 제17권1호
• /
• pp.49-57
• /
• 2009

본 연구에서는 UASB 반응조를 이용한 슬러리형 돈사폐수의 혐기성 소화시 암모니아 부하의 영향을 평가하였다. UASB 반응조는 $0.02{\sim}0.96kg{NH_4}^+-N/m^3/day$ 범위의 NVLR로 운전되었으며, 정상상태에서 biogas내 메탄함량은 73.3~77.9%였다. FA 농도는 메탄생성미생물의 저해 범위까지 증가하였으나, 메탄함량을 고려할 때, FA와 TA로 인한 저해는 발생하지 않았다. NVLR이 증가함에 따라 COD 제거율은 악화되었으며, $0.55kg{NH_4}^+-N/m^3/day$ 이하의 부하에서 COD 제거율을 60% 이상으로 유지할 수 있었다. NVLR이 0.09에서 $0.96kg{NH_4}^+-N/m^3/day$로 증가함에 따라, biogas의 생성량은 3.71에서 9.14L/day로 증가하였으며, COD의 메탄으로 전환율은 0.32에서 $0.20m^3CH_4/kg$으로 감소하였다. FA농도, COD 제거율, 메탄생성률 등을 고려할 때, UASB 반응조는$0.40kg{NH_4}^+-N/m^3/day$ 이하의 NVLR로 운영되어야 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제46권3호
• /
• pp.498-505
• /
• 2008

천연망간광석과 천연망간광석에 금속산화물을 $Al_2O_3$와 $TiO_2$에 담지한 촉매을 이용하여 저온 선택적 산화 반응에 대하여 연구하였다. 망간계 금속산화물은 낮은 온도에서 우수한 암모니아 전환율을 나타내었다. NMO 존재하의 저온에서의 $O_2$와 $NH_3$의 흡착 활성화에너지는 각각 10.5와 22.7 kcal/mol 임을 밝혔다. 망간광석에 미량의 Ag를 함침함으로써 활성온도를 크게 낮출 수 있었다. 티타니아 담체의 경우 저온활성이 우수하게 나타나는 특성을 보였다. 또한 구리와 망간을 사용하면 망간을 단독으로 사용한 경우보다는 저온의 활성이 우수하게 나타난다. 망간이 5 wt.% 이상에서는 동일한 전환율을 나타내고 있으며, 저온 활성이 15 wt.%까지 약간 증가함을 알 수 있으며, 20 wt.%에서는 오히려 감소하는 것으로 나타나 있다. 황산화물의 피독실험 결과 본 연구에서는 최종적으로 망간에 조촉매의 첨가에 의한 내피독성의 향상은 공정의 복잡성과 비용면에서 망간의 단독 사용보다 낮게 나타났다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제40권3호
• /
• pp.149-160
• /
• 2021

BACKGROUND: Concerns have been raised about the impact of recent high concentrations of fine dust on human health. Ammonia(NH₃) reacts with sulfur oxides and nitrogen compounds in the atmosphere to form ultrafine ammonium sulfate and ammonium nitrate (PM2.5). There is a growing need for accurate estimates of the amount of ammonia emitted during agricultural production. Therefore, in this study, ammonia emissions generated from the cultivation of leafy perilla in plastic houses were determined. METHODS AND RESULTS: Cow manure compost, swine manure compost, and poultry manure compost each at 34.6 ton ha^-1, the amount commonly used by farmers in the field, was sprayed on the soil surface. Just after spraying cow manure compost, swine manure compost, and poultry manure compost, the ammonia was periodically measured and analyzed to be 22.5 kg ha^-1, 22.8 kg ha^-1, and 85.2 kg ha^-1, respectively. The emission factors were estimated at 70.0 kg-NH₃ ton-N, 62.8 kg-NH₃ ton-N, and 234.1 kg-NH₃ ton-N, respectively. Most ammonia was released in the two weeks after application of the compost and then the amount released gradually decreased. CONCLUSION: Therefore, it is necessary to improve the emission factor through a study on the estimation of ammonia emission by type of livestock manure and major farming types such as rice fields and uplands, and to update data on the production, distribution, and sales of livestock manure.

• 생명과학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.47-53
• /
• 2003

본 연구는 폐수 중의 질소 제거를 위한 생물학적 처리용 미생물 개발을 위한 목적으로 유류 분해 능력이 뛰어난 균 주인 Bacillus sp. A8-8을 사용하여 수질 중의 질소 산화능을 조사하였다. 사용한 균주는 0.5% 포도당이 포함된 초기 pH가 7.0인 암모니아성 질소 및 아질산성 질소 함유 배지에서 12시간 배양 후 각각 약 95.5%와 85%의 암모니아성 질소와 아질산성 질소의 감소율을 나타내었다. 산업 폐수 및 생활 하수에 분리 균 주를 이용한 결과, 수질 속의 암모니아성 질소가 단시간에 크게 감소시키는 효과를 확인하였다. 균 주를 고정시킨 담체의 질소 산화 효과를 시험하고자 Bacillus sp. A8-8을 고정시킨 세라믹 담체를 이용한 결과, 배양 1일 후에는 암모니아성 질소가 전부 제거되었다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제46권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2003

본 연구는 폐수 중의 질소 제거를 위한 생물학적 처리용 미생물 개발을 위한 목적으로 질소의 산화 능력이 뛰어난 균주를 분리하였다. 분리된 세균 중에서 질소 산화능과 생육 속도가 뛰어난 CH-N 균주를 선별하였으며, 생리, 생화학적 특성 조사에 의해 Bacillus sp로 추정되어 Bacillus sp. CH-N이라 명명하였다. 분리 균주는 0.5% glucose가 포함된 초기 pH가 7,0인 암모니아 및 아질산성 질소 함유 배지에서 30시간 배양 후 각각 85%와 90%의 암모니아성과 아질산성 질소의 감소율을 나타내었다. 폐수 및 생활하수에 분리 균주를 이용한 결과, 수질 속의 암모니아성 질소가 단시간에 크게 감소시키는 효과를 확인하였다. 균주를 고정시킨 담체의 질소산화 효과를 시험하고자 Bacillus sp. CH-N을 고정시킨 세라믹 담체를 이용한 결과, 배양 2일 후에는 암모니아성 질소가 전부 제거되었다.

• 미생물학회지
• /
• 제42권1호
• /
• pp.26-33
• /
• 2006

생물학적 질소 제거(Biological nitrogen removal; BNR) 시스템의 효율적인 처리 공정을 이재하기 위하여 질산화 반응조 내 세균 군집 구조를 16S rRNA 유전자의 PCR 및 terminal restriction fragment length polymorphism (T-RELP)방법을 이용하여 분석하였다. 본 연구에서 사용한 BNR 시스템은 국내에서 비교적 많이 적용되고 있는 부상여재를 이용한 고도처리 시스템, Nutrient Removal Laboratory 시스템, 반추기법을 이용한 영양염류 처리 Sequencing Batch Reactor (SBR)시스템이었고, 실험 결과 모든 시료에서 암모니아 산화 세균과 $\beta-proteobacteria$에 해당되는 말단 단편을 확인할 수 있었다. 암모니아 산화세균 군집에서 유래된 말단 단편의 염기서열을 분석한 결과 SBR공정에서는 Nitrosomonas와 Nitrosolobus에 속하는 군집 이 우점종임을 확인할 수 있었다. 그러나 다른 두 공정들에서는 $\beta-proteobacteria$에 속하는 미배양 균주와 Cardococcus australiensis와 염기서열 유사도가 높은 군집이 우점하였다. 또한, 암모니아산화 세균군집을 분석한 결과, SBR 공정이 암모니아 산화세균의 농화 배양에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 각 BNR 시스템에 동일한 폐수가 유입되었음에도 불구하고 서로 다른 세균 군집 구조를 형성하고 있음을 의미한다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.70-75
• /
• 1981

중성(中性)인 간척지토양(干拓地土懷), 산성(酸性)인 일반답토양(一般畓土壞)을 담수(湛水)하여 $30^{\circ}C$ 부근에서 18일간(日間) 보관(保管)하는 실내시험(室內試驗)을 하고 수종(數種) 질소질비료(窒素質肥料)의 암모니아 휘산화(揮散化)를 검토(檢討)하였으며 얻어진 결과(結果)는 아래와 같다 1. 요소(尿素)는 토양의 pH를 높이며 암모니아의 휘산(揮散)을 촉진(促進)하였다. 2. 유안(硫安)과 염안은 간척지토양(干拓地土懷)의 환원(還元)으로도 pH를 7.3이상(以上) 높이지 않았으며 $pK_b$ 4.72~3을 유지하여 암모니아의 휘산(揮散)이 미미(微微)함을 표시(表示)하였다. 3. 미원유기질비료(味元有機質肥料)는 유안(硫安), 염안보다 간척지토양(干拓地土懷) pH를 약간 높였으니 pH에 상응하는 암모니아 휘산(揮散)을 가져오지 않았다. 같은 pH라면 유안(硫安), 염안보다 암모니아의 휘산(揮散)을 줄일 것으로 사료(思料)된다. 4. 요소시용(尿素拖用)으로 인(因)한 암모니아 휘산(揮散)은 간척지토양(干拓地土懷)에서 보다 원래(原來)의 pH 가 낮았던 일반답토양(一般沓土壞)에서 더 용이(容易)하였고 같은 pH 일반토양(一般土壞)에서 더 많은 암모니아가 휘산(揮散)할 것이다. 5. 생짚분(粉)이 시용(施用)은 간척지토양(干拓地土懷)에서 pH를 낮추고 암모니아의 휘산(揮散)을 줄이는데 유효(有效)하였다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제42권4호
• /
• pp.438-444
• /
• 2010

숙성홍어에 3, 5, 7% 초산 및 구연산을 처리한 후 $4^{\circ}C$에서 15일 동안 저장하면서 이화학적 특성을 조사하였다. 유기산 처리에 의한 홍어육의 색소 침출 또는 미오글로빈의 산화에 의해 육색의 변화가 발생하였고, 홍어육 단백질의 응고를 초래하여 조직의 경도가 증가하였다. 유기산의 농도가 진할수록 TMA 함량은 감소하였고, 홍어 특유의 향미를 나타내는 암모니아태 질소 함량은 저장 3일 째 가장 낮은 값을 보였다. 이는 숙성홍어에 유기산을 처리함으로써, 어류 특유의 비린내 뿐만 아니라, 홍어 특유의 이취를 감소시킬 수 있을 것으로 판단되었다. 하지만 저장 6일 째 부터 암모니아태 질소 함량은 다시 증가하였는데, 이는 숙성홍어가 저장 중에도 지속적으로 요소를 분해하여 암모니아를 생성시키기 때문이라고 생각된다. 결론적으로, 숙성홍어에 7% 구연산을 처리하는 것이 홍어의 이취를 감소시켜 현대인의 기호에 부합할 것이라고 생각되며, 관능적 특성에 대한 연구가 필요하다고 생각된다.