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단계 주입 활성슬러지공법에서 질소제거를 위한 반응기 용적비 추정 (Estimation of the Reactor Volume Ratio for Nitrogen Removal in Step-Feed Activated Sludge Process)

  • 이병대
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.130-136
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    • 2006
  • Theoretical total nitrogen removal efficiency and reactor volume ratio in oxic-anoxic-oxic system can be found by influent water quality in this study. The influent water quality items for calculation were ammonia, nitrite, nitrate, alkalinity, and COD which can affect nitrification and denitrification reaction. Total nitrogen removal efficiency depends on influent allocation ratio. The total nitrogen removal follows the equation of 1/(1+b). Optimal reactor volume ratio for maximum TN removal efficiency was expressed by those influent water quality and nitrification/denitrification rate constants. It was possible to expect optimal reactor volume ratio by the calculation with the standard deviation of ${\pm}14.2$.

우분 적용을 위한 Bacillus subtilis SRCM 101269의 분리 및 특성 연구 (Characteristic study and isolation of Bacillus subtilis SRCM 101269 for application of cow manure)

  • 전새봄;오현화;엄태붕;조재영;양희종;정도연
    • 미생물학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.74-83
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    • 2016
  • 안전성이 확보되고 amo 유전자가 있는 토종미생물 Bacillus subtilis SRCM 101269는 전통발효식품으로부터 분리하였으며, cellulase, xylanase 생성능, 동정, 악취저감화능 등을 조사하여 우분 적용을 위한 특성 연구를 진행하였다. 가축분뇨 악취제어 관련 우분 적용 결과, 발효 6일 경과 후 대조구에 비해 2배 이상 암모니아 가스가 감소하였고 9일 경과 후 10 ppm 미만으로 농도가 감소하였다. 우분에 계분과 기타 목질성분이 첨가된 혼합분의 경우 발효 3일 후부터 일정 농도로 암모니아 가스가 유지되는데 반해, B. subtilis SRCM 101269를 접종한 시료에서만 발효시간의 경과에 따라 암모니아 가스가 감소하였으며, 황화수소의 농도 또한 9일이 경과한 시료에서 65 ppm으로 감소됨이 확인되었다. 발효 경과에 따른 아질산염과 황산염의 시료 내 변화량을 측정한 결과 우분에서의 아질산염은 변화가 없었으나, 혼합분에서는 대조구에 비교하여 증가하였다. 황산염의 경우 우분에서는 발효초기보다 감소하였으나 대조구와 비교하여 큰 차이를 보이지 않았고, 혼합분에서는 변화가 없는 것으로 분석되었다. 최종적으로 앞선 연구들을 토대로 B. subtilis SRCM 101269 균주의 우분퇴비 생산의 산업적 활용이 가능함을 확인하였다.

가축분뇨의 마이크로버블과 촉매와의 반응 시간 증가에 따라 질소 제거에 미치는 영향 (The Effect of the Reaction Time Increases of Microbubbles with Catalyst on the Nitrogen Reduction of Livestock Wastewater)

  • 장재경;성제훈;강연구;김영화
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권10호
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    • pp.578-582
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    • 2015
  • 가축분뇨에 포함된 질소이온의 저감 효과가 마이크로버블과 촉매와 접촉하는 시간을 증가시켜 향상되는지를 알아보았다. 마이크로버블과 촉매를 이용하는 반응기 2개를 연속 배치시키고, 첫번째 반응기(1단)를 거쳐 다음 반응기(2단)로 이송되도록 하였으며 각 반응기에서는 2시간씩 반응하도록 하였다. 가축분뇨의 마이크로버블과 촉매와의 반응시간 2시간과 4시간 경과했을 때, 산화제로 공기를 사용하였을 때는 암모니아성 질소 제거율은 15.6%에서 39.3%로, 산소를 넣었을 때는 18.3%에서 52.8%로 증가하여 반응시간이 길수록, 그리고 산소를 사용할 때 제거율이 더 높은 것으로 나타났다. 아질산성질소와 질산성질소의 경우도 산소를 이용할 때 반응시간에 따라 아질산성질소는 80.2%에서 90.4%로, 질산성질소는 60.0%에서 75%로 반응시간이 길수록, 그리고 산소를 사용할 때 더 높은 것으로 나타났다. 유기오염물질의 경우 TCOD의 제거능이 SCOD의 제거능 보다 높게 나타났는데 이것은 생물학적으로 분해가 불가능한 물질의 분해가 더 많이 된 것을 의미하며, 이 시스템 이후 생물학적 처리를 수행하는 경우 유출수의 유기오염물질 농도를 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

암모니아 가스 제거용 개질 활성탄의 표면특성 (Surface Properties of Modified Activated Carbon for Ammonia Gas Removal)

  • 이성우;오길용;김리나;김대근
    • 한국대기환경학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.317-324
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    • 2013
  • This research assessed the surface properties of modified activated carbons with three different acids and five different metals for ammonia gas removal. Raw bituminous coal-based activated carbon ($4{\times}8$ mesh) had low adsorption capacity of 0.72 mg $NH_3/g$ based on the analysis in the column adsorption experiment. Adsorption capacities of carbons modified with $CH_3COOH$, $H_3PO_4$, and $H_2SO_4$ increased up to 3.34, 21.00, and 35.21 mg $NH_3/g$, respectively. Those of carbons with Cu, Zn, Zr, Fe, and Sn were 9.63, 9.13, 7.09, 25.12 and 15.03 mg $NH_3/g$. Ammonia adsorption was enhanced by the presence of surface oxygen groups on carbon materials, which influenced pH of carbon surface. BET surface area of raw carbon was analyzed to be $1087m^2/g$, but it decreased by carbon surface modification. Fe-impregnated carbon showed $503.02m^2/g$ of surface area. These observations were mostly caused by chemical adsorption.

옥수수 줄기의 암모니아수 침지 전처리에 의한 효소 당화 향상 (Enhancing Enzymatic Saccharification of Corn Stover by Aqueous Ammonia Soaking Pretreatment)

  • 신수정;유주현;조남석;한심희;김문성;박종문
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제37권4호
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    • pp.381-387
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    • 2009
  • 본 연구는 암모니아수 침지 처리가 옥수수대의 화학 조성과 효소당화 특성에 미치는 영향에 대하여 연구한 것이다. 암모니아수 침지에서 처리 온도와 시간이 본 연구에서 주요 변수였다. 무 처리 분말과 침지 처리 분말의 전체 조성 분석과 탄수화물 조성 분석 결과, 3가지 다른 수준의 암모니아수 침지 조건($140^{\circ}C$ - 1 h, $90^{\circ}C$ - 16h 및 $50^{\circ}C$ - 6일)에서 고온 단기간 처리가 더 많은 양의 자이란과 리그닌을 용출시켰다. 암모니아 침지에 의한 자일란과 리그닌 용출 제거 효과가 고온 침지 처리 된 옥수수 줄기 분말에서 상업용 셀룰라아제를 사용하는 셀룰로오스와 자이란의 효소 당화를 촉진시켰다.

회전속도와 수리학적 체류시간이 회전원판식(Rotating Biological Contactor;RBC) 여과조의 암모니아 제거에 미치는 영향 (Effects of Rotational Speed and Hydraulic Residence Time on the Ammonia Removal of a Rotating Biological Contactor (RBC))

  • 오승용;조재윤;김종만
    • 한국양식학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.142-150
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    • 2003
  • Performance of a biological filter, the rotating biological contactor (RBC), is affected by rotational speed and hydraulic residence time (HRT). A RBC with a disc diameter of 62 cm, total surface area of 48.28 $m^2$, volume of 0.34 ㎥, and submergence ratio of 35.4% was tested for the combinations of five rotational speeds (1, 2, 3, 4 & 5 rpm) and three HRT (0.5, 1.0 & 2.0 hr) to find out the maximum removal efficiencies of total ammonia nitrogen (TAN) and nitrite nitrogen of a simulated recirculating aquaculture system. Ammonia loading rate in the system was 25 g of TAN/ ㎥. day. Removal efficiencies were checked when TAN concentrations in the system stabilized for 3 days in each treatment. The concentration of TAN in the system decreased with increasing rotational speed of the RBC up to 4 rpm in all HRT (P<0.05). At the rotational speed of 5 rpm, the efficiencies decreased in all HRT (P<0.05). When the rotational speeds were 1, 2, 3, 4, and 5 rpm, TAN concentrations in the system were 1.35, 0.94, 0.69, 0.66, and 0.76 mg/L at the 0.5 hr HRT, 2.86, 1.18, 0.96, 0.87, and 1.11 mg/L at the 1.0 hr HRT, and 5.30, 2.44, 1.99, 1.77, and 2.01 mg/L at the 2.0 hr HRT, respectively. The TAN removal efficiencies of the RBC at the rotational speeds of 1, 2, 3, 4, and 5 rpm were 32.9, 49.5, 65.1, 72.9, and 62.9% in 0.5 hr HRT,33.1, 74.1, 87.1, 95.8, and 78.5% in 1.0 hr HRT, and 35.5, 76.7, 89.6, 97.0, and 85.5% in 2.0 hr HRT, respectively. TAN removal efficiency of RBC per pass increased with increasing HRT. However, TAN concentration in the system also increased. The best operating condition among the treatments was obtained at the treatment of 0.5 hr HRT and 4 rpm (P<0.05). The TAN concentration was 0.66 mg/L. Concentrations of nitrite nitrogen (NO$_2$$^{[-10]}$ -N) in the system decreased with increasing rotational speed in all HRT while that in the system increased with increasing HRT in all rotational speeds. The ranges of NO$_2$$^{[-10]}$ -N concentrations at HRT of 0.5, 1.0, and 2.0 hr in the system were 0.26~0.32, 0.31~0.56, and 0.43~l.45 mg/L, respectively. The ranges of daily removal rates of TAN in this system were 20.03~23.0 g TAN/㎥ㆍday and those of nitrite nitrogen were 19.65~30.25 g NO$_2$$^{[-10]}$ -N/㎥ㆍday.

해수 조건에서 총암모니아성 질소 부하량과 수리학적 공기 부하량에 따른 유동상 여과조의 질산화 성능 평가 (Nitrification Performance of a Moving Bed Bioreactor (MBBR) at Different Ammonia and Hydraulic Air-Loading Rates under Seawater Conditions)

  • 이재건;이영훈;박정환
    • 한국수산과학회지
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    • 제56권6호
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    • pp.870-877
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    • 2023
  • The purpose of this study was to assess the efficiency of nitrification based on ammonia loading rates and hydraulic air-loading rates in a moving bed bioreactor (MBBR) under seawater conditions. The goal was to provide foundational data for the design of these bio reactors. At an ammonia loading rate of 0.2 g TAN·m-2 surface area·day-1, the influent TAN concentration was determined to be 1.76±0.33 mg·L-1, which is below the safe concentration for fish survival (2 mg·L-1). Considering operational aspects, the optimal ammonia-loading rate was derived. Subsequently, experimental results for nitrification efficiency at the optimal ammonia-loading rate revealed that the optimum hydraulic air-loading rate was 1.8 L·air·m-2 surface area·min-1. This condition resulted in the lowest concentrations of TAN and NO2-N in the influent water, thus establishing the optimal hydraulic air-loading rate. A regression equation was derived for the ammonia-removal rate (Y) based on the ammonia-loading rate (x) and expressed as a 0.5-order equation (Y=ax0.5+b). Specifically, for TAN concentrations of 0-6 mg·L-1, the regression equation Y=0.1683x0.5-0.13628, was established.

EFFECT OF INLET LOADING RATE ON THE ELIMINATION OF HYDROGEN SULFIDE AND AMMONIA IN IMMOBILIZED CELL BIOFILTERS

  • Kim, Jung-Hoon;Rene, Eldon R.;Park, Seung-Han;Park, Hung-Suck
    • Environmental Engineering Research
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    • 제11권5호
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    • pp.285-291
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    • 2006
  • Biofiltration is a simple, effective, economically viable and the most widely used gas treatment technique for treating malodors at low concentrations and high flow rates. This paper reports the performance of two lab scale immobilized cell biofilters operated in continuous mode for hydrogen sulfide ($H_2S$) and ammonia ($NH_3$) removal. The removal efficiency (RE, %) and the elimination capacity (EC, $g/m^3{\cdot}hr$) profiles were monitored by subjecting the biofilters to different loading rates of $H_2S$ (0.3 to $8\;g/m^3{\cdot}hr$) and $NH_3$ (0.3 to $4.5\;g/m^3{\cdot}hr$). The removal efficiencies were greater than 99% when inlet loading rate to the biofilters were upto $6\;gH_2S/m^3{\cdot}hr$ and $4\;gNH_3/m^3{\cdot}hr$ respectively. The performance of the biofilters were also ascertained by conducting shock loading studies at a loading rate of $10\;gH_2S/m^3{\cdot}hr$ and $6\;gNH_3/m^3{\cdot}hr$. The results from this study show high removal efficiency, good recuperating potential and stability of the immobilized microbial consortia to transient shock loads.

지렁이 분변토와 주정슬러지 혼합 배양액을 이용한 Biofilter에서의 고농도 악취제거 (Removal of High Odor Concentration with Biofilter using Mixture of Earthworm Cast and Distillery Sludge)

  • 박종웅;장석조
    • 한국환경보건학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.127-136
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    • 2014
  • Objectives: This study was conducted to investigate the removal of high odor concentration from swine wastewater treatment facility by full scale biofilter using liquid with deodorant mixed with earthworm cast and distillery sludge. Methods: The supply of the culture liquid to the microorganism on the media in the biofilter increases the activity and growth of biomass. The experimental equipment was biofilter tower with treatment capacity of 90 m 3/min. The experimental conditions included gas flow of $60m^3/min$, retention time of 20 sec, and gas/liquid ratio of 67. Results: With changing season from winter to summer, the inlet odor concentration of ammonia increased from 2.5 ppm to 29 ppm, and of hydrogen sulfide from 21 ppm to 91 ppm, respectively. The odor treatment system with biofilter using the culture liquid was stable when the high loading rate increased and showed excellent removal grade with an average of 96.7% for ammonia, and an average of 93.7% for hydrogen sulfide. The pH and SCOD in the recirculating culture liquid near the bottom of the biofilter tower decreased with operation time, but its influence on the odor removal rate was negligible, because the organic matter (SCOD) was replaced by some culture liquid supplied 2-4 times per day. Conclusions: The biofilter using culture liquid could successfully remove high odor concentration which was generated from swine wastewater treatment facility.

제올라이트와 Klebsiella pneumonia sp.을 이용한 화학-생물학적 액상 암모니아의 제거 효율 연구 (Investigation of Liquid Phase Ammonia Removal Efficiency by Chemo-biological Process of Zeolites and Klebsiella pneumonia sp.)

  • 박민섭;최권영
    • 공업화학
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    • 제28권6호
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    • pp.685-690
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    • 2017
  • 암모니아는 현대 산업에서 빠질 수 없는 유용한 물질이다. 일반적으로 농업용 폐기물의 분해과정을 통해 배출되며 인체에 매우 해로운 독극물로 알려져 있다. 산업에서 흔하게 쓰이는 물질이기에 직접 누출이나 간접 누출로 인한 수질오염의 가능성이 있다. 이 경우 암모늄이온을 빠르게 제거하는 데는 제올라이트의 흡착능을 이용하는 것이 좋지만 흡착만으로는 충분히 제거할 수 없다. 본 논문에서는 상용 제올라이트의 흡착능을 통한 암모늄이온의 제거 효율과 미생물의 생물학적 메커니즘을 통한 제거효율을 비교하였다. 추가적으로 제올라이트에 미생물을 고정하여 화학적 흡착 및 생물학적 전환 기술을 병합하여 그 효율을 비교하였다. 그 결과 100 ppm 기준 상용 제올라이트의 경우 2-4 h 사이에 67-81%의 제거효율을 보이는데 반해 선정 미생물인 Klebsiella pneumoniae subsp. Pneumoniae를 이용한 경우 8 h 내에 최대 97%의 제거 효율을 나타냈었다. 그리고 미생물을 제올라이트에 고정시켰을 때 8 h 이내에 98.5%로 제거 효율 및 속도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.