• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.335-341
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• 2013

목질계 바이오매스인 옥수수대 전처리를 위하여 고안된 순환식 암모니아 전처리 반응기(Ammonia Circulation Reactor (ACR))를 이용하여 연구하였다. 이 전처리 방법은 적은 양의 액체를 사용하도록 고안되었으며 이 연구에선 기존의 전처리 공정보다 낮은 전처리 온도($60{\sim}80^{\circ}C$), 반응시간(4~12 hour) 그리고 고체:액체 비율(1:3~1:8) 등의 공정 조건을 실험 하여 효과를 비교하였다. 즉 여러 공정 조건에서 전처리 후 고형물의 잔류 고체량, 당, Lignin 함량, 그리고 효소당 화율 등을 측정하였다. 여러 실험 조건에서 공통적으로 관찰된 것은 전처리 조건이 더 가혹해 지면 Lignin의 제거율이 가장 큰 영향을 받았으며, 47.6~70.6% 범위로 나타났다. 반면 다른 당(Glucan, Xylan)은 손실이 비교적 작게 나타났다. 모든 실험 조건에서, 전처리된 고형물의 Glucan 손실율은 4.7~15.2% 범위로 변화가 크지 않았으며 Xylan 손실율은 여러 조건의 변화에 따라 7.4~25.8% 정도 범위로 나타났다. 암모니아 순환 전처리로 8~12 hour 동안 처리된 옥수수대는 90.1~94.5%의 높은 72-h Glucan 당화율을 (15 FPU-GC220+30 CBU)/g-glucan의 효소 투입으로 나타냈으며 순수 Cellulose인 Avicel의 당화율(92.7%)과 비슷하거나 높았다. 또한 8~12 hour 처리된 옥수수대의 초기 24-h Glucan 당화속도는 73.0~79.4%로 Avicel의 같은 시간 당화율인 69.5% 보다 높게 나타났다. 반응시간을 증가는 보다 많은 Lignin을 제거하였으며 따라서 효소 당화율 증가에 기인한 것으로 보인다.

• KSBB Journal
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• 제14권1호
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• pp.51-57
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• 1999

양어장 순환수 속의 암모니아성 질소를 제거하기 위하여 PVA를 boric acid. 처리법과 ethanol 처리법 및 freezing-thawing 처리법으로 제조된 구형 bead와 칼럼형 bead에 이들을 이용한 질화균군을 고정화 시켰다. 유가식 배양에서는 boric acid 처리법으로 제조된 구형 bead가 유동층 반응조에서 사용하기에 성상면에서나 암모니아 제거율에서 가장 이상적이었으며, 90일 동안의 유동층 반응기에서 운전하였으나 bead의 성상이나 효율은 변화없이 일정하였다. Boric acid 처리법으로 제조된 bead를 충전한 연속 빈용기에서의 암모니아성 질소 제거에 대한 실험에서 수리학적 체류시간이 0.6시간에서 암모니아 제거 속도는 31.9g $NH__3-N/m^3$/day였으며 제거효울은 36% 였다. 연속 반응기내에 2mg/L의 암모니아가 주입되고 공기량을 0.1vvin으로 공급하더라도 용존산소 농도를 4,64~5.40mg/L로 유지할수 있었으므로 질산화에 필요한 용존산소를 충분히 유지할 수가 있는 것으로 나타났으며 pH는 7.7~7.9의 범위를 유지할 수가 있어 pH에 따른 위해 요소는 없는 것으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권3호
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• pp.116-121
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• 2004

고밀도 순환여과식 해산어 양식장의 순환수 처리에 EMMC공정의 적용 가능성을 평가하기 위한 실험을 실시하였다. 처리공정의 운전효율에 유기물 및 암모니아성 질소 부하가 미치는 영향을 평가하기 위하여 수리학적 체류기간을 12시간에서 10분까지 점차적으로 줄여가며 실험을 실시하였다. HRT 2시간까지는 수리학적 체류시간 변화에 따른 제거효율 변화가 거의 없었으나 그 이하의 체류시간에서는 체류시간 단축에 따른 제거효율의 감소가 비교적 크게 나타났다. COD의 경우에는 체류시간 단축에 따른 급격한 제거효율의 변화가 관측되지 않았으며 10분 정도의 체류시간에서도 90％이상의 제거효율을 나타내었다. 메디아 충진율에 따른 반응조 운전효율변화를 보면 HRT가 1시간보다 긴 경우에는 메디아 충진율에 따른 제거효율 변화가 극히 미미하였다. 그러나 1시간 이하의 체류시간에서는 그 차가 상당히 크게 나타나 충진량이 많을수록 제거효율이 높게 나타났으나 50％이상의 메디아 충진이 반응조 운전효율 측면에서는 큰 역할을 하지 못함을 나타내어 경제성 등을 고려할 경우 25％정도만을 충진 시키는 것이 오히려 합리적이라 판단되었다. 이와 같은 경향은 암모니아성 질소 제거의 경우에도 유사한 양상을 나타내었다. 메디아 충진율 50％와 75％사이에는 처리효율의 차이가 거의 없었고 25％충진 반응조와의 차이도 그리 크지 않은 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.205-212
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• 2017

본 연구에서는 합성폐수로부터 암모니아 탈기 시 이유체 벤츄리형 선회 노즐이 장착된 제트 루프 반응기의 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위해 이유체 벤츄리형 선회 노즐과 일반 노즐이 장착된 각각의 제트 루프 반응기를 이용하여 조업조건 변화에 따른 암모니아 제거효율과 총괄물질전달계수($K_La$)를 각각 얻은 후, 이를 통해 성능을 비교하였다. 운전변수로는 pH(pH = 10-12), 액체순환유량($Q_L=25-35L\;min^{-1}$), 공기유입량($Q_G=5-20L\;min^{-1}$)을 변화시키며 실험하였다. 실험결과, 동일한 조업조건에서 이유체 벤츄리형 선회 노즐(two-fluid venturi-type swirl nozzle, TVSN)이 장착된 제트 루프 반응기가 이유체 벤츄리형 일반 노즐(two-fluid venturi-type conventional nozzle, TVCN)이 장착된 제트 루프 반응기보다 암모니아 제거효율과 $K_La$가 높게 나타났다. 이와 같은 결과는 이유체 벤츄리형 선회 노즐이 장착된 제트 루프 반응기에서 형성된 선회류 흐름에 의해 난류강도가 이유체 벤츄리형 일반 노즐이 장착된 제트 루프 반응기에 비해 높기 때문이라 판단된다. 또한, 실험조건 범위에서 $K_La$는 pH, 공기유입량 및 액체순환유량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, 특히, 실험변수 중 공기유입량이 pH나 액체순환유량에 비해 $K_La$에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.835-842
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• 2022

In this study, the membrane degassing process of the sweep gas - vacuum combination type was proposed for ammonia wastewater treatment. The effect of pH, initial ammonia concentration and scale-up on ammonia degassing performance was investigated. As a result, as the pH and the initial ammonia concentration increased, the degassing permeate flux was improved. On the other hand, the ammonia mass transfer coefficient increased as the initial ammonia reduced, which seems to be due to the driving force of the sweep gas-vacuum combination type membrane degassing system proposed in this study. In addition, 80 mg NH₃/min of the ammonia degassing rate was achieved using a 6×28 inch size module. Better degassing performance is expected if consideration for maintaining vacuum pressure is involved in the scale-up design.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.185-190
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• 2021

전기분해 공정으로 제조한 전해산성수를 이용하여 생활 악취의 원인인 암모니아를 제거하는 방법을 연구하였다. 제조한 전해산성수는 pH와 ORP 변화 측정을 통해 안정적으로 알칼리성 암모니아를 중화 시킬 수 있는 전해수(중화제)로 확인되었다. 자외-가시선 흡광도 분석과 전기화학적 개방회로 전위 측정으로 전해산성수와 암모니아수를 혼합한 용액에서 암모니아가 제거되는 것을 확인하였다. 암모니아 가스 발생량 측정을 통해 전해산성수가 암모니아를 중화시켜 악취 발생시키는 암모니아가 효과적으로 제거되는 것으로 조사되었다. 친환경적인 전해산성수가 악취의 원인 물질인 암모니아를 효과적으로 안전하게 제거할 수 있는 것으로 확인되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1953-1961
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• 2014

Increasing public concerns over odors and air regulations necessitates the remediation of a wide range of odor substances for industrial and indoor purpose. Currently, the wet scrubbing technique by neutralization using oils is being used to treat odor substances such as Ammonia($NH_3$), Methyl Mercaptan($CH_3SH$), Hydrogen Sulfide($H_2S$), Methylamine($CH_3NH_2$), Acetaldehyde($CH_3CHO$). The chemical analysis is performed to analyze the composition of an Arctium Lappa Root extract by VOC analyzer(Phocheck 5000Ex, ION SCIENCE co.) The objectives of the this study are to clarify the possibility of the neutralization of odors sprayed in the fixed bed and determine the removal efficiencies for different input odor concentrations. It is found that Ammonia($NH_3$), Methyl Mercaptan($CH_3SH$), Hydrogen Sulfide($H_2S$), Methylamine($CH_3NH_2$), Acetaldehyde($CH_3CHO$) are significantly removed and their removal efficiencies are higher than 98%. The kitchen detergent with Arctium Lappa Root extract showed excellent removal efficiencies of odor substances and high possibility for the development of kitchen detergent with odor removal.

• 한국물환경학회지
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• 제26권5호
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• pp.732-739
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• 2010

Two combined autothermal thermophilic aerobic digestion (ATAD) and biofilter (BF) systems were operated to treat the piggery wastewater and the ammonia offgas. Experimental results indicated that the organic removal efficiency of ATAD-2, operated with oxygen, was higher than that of ATAD-1, operated with air. The concentration of ammonia in ATAD-2 offgas was higher compared to ATAD-1 offgas, but the total amount of ammonia produced from ATAD-2 was less than that from ATAD-1 due to the lower oxygen flowrate. The ammonia gas produced from both ATAD reactors was successfully removed by the BF. The BF-1, connected with ATAD-1, removed 93% of ammonia at the loading rate of $9.4g\;NH_3-N/m^3/hr$. The BF-2, connected with ATAD-2, removed 95% of ammonia gas at the loading rate of $8.1g\;NH_3-N/m^3/hr$. As the nitrification process continued, pH value of recirculating solution continuously decreased due to the accumulation of nitrate. When the ammonia loading rate was less than $22.7g\;NH_3-N/m^3/h$, the proper replacing cycle of recirculating solution was in the range of 10 to 11 days. Almost 90% of total mass of nitrogen fed into the each BF was confirmed from the mass balance on nitrogen.

• Membrane and Water Treatment
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• 제9권3호
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• pp.189-194
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• 2018

Electrochemical reduction of nitrate was studied using Zn, Cu and (Ir+Ru)-Ti cathodes and Pt/Ti anode in a cell divided by an ion exchange membrane. During electrolysis, effects of the different cathode types on operating parameters (i.e., voltage, temperature and pH), nitrate removal efficiency and by-products (i.e., nitrite and ammonia) formation were investigated. Ammonia oxidation rate in the presence of NaCl was also determined using the different ratios of hypochlorous acid to ammonia. The operating parameter values were similar for all types of cathode materials and were maintained relatively constant. Nitrate was well reduced and converted mostly to ammonia using Zn and Cu cathodes. Ammonia, produced as a by-product of nitrate reduction, was oxidized in the presence of NaCl in the electrochemical process and the oxidation performance was enhanced upon increasing the hypochlorous acid-to-ammonia ratio to 1.09:1. Zn and Cu cathodes promoted the nitrate reduction to ammonia and the produced ammonia was finally removed from solution by reacting with hypochlorite ions. Using Zn or Cu cathodes, instead of noble metal cathodes, in the electrochemical process can be an alternative technology for nitrate-containing wastewater treatment.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.682-689
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• 2015

A two-step process was investigated for pretreatment and fractionation of rice straw. The two-step fractionation process involves first, soaking rice straw in aqueous ammonia (SAA) in a batch reactor to recover lignin-rich hydrolysate. This is followed by a second-step treatment in a fixed-bed flow-through column reactor to recover xylo-oligomer-rich hydrolysate. The remaining glucan-rich solid cake is then subjected to an enzymatic process. In the first variant, SAA treatment in the first step dissolves lignin at moderate temperature (60 and $80^{\circ}C$), while in the second step, hot-water treatment is used for xylan removal at higher temperatures ($150{\sim}210^{\circ}C$). Under optimal conditions ($190^{\circ}C$ reaction temperature, 30 min reaction time, 5.0 ml/min flow rate, and 2.3 MPa reaction pressure), the SAA-hot-water fractionation removed 79.2% of the lignin and 63.4% of the xylan. In the second variant, SAA was followed by treatment with dilute sulfuric acid. With this process, optimal treatment conditions for effective fractionation of xylo-oligomer were found to be $80^{\circ}C$, 12 h reaction time, solid-to-liquid ratio of 1:12 in the first step; and 5.0 ml $H_2SO_4/min$, $170^{\circ}C$, and 2.3 MPa in the second step. After this two-step fractionation process, 85.4% lignin removal and 78.9% xylan removal (26.8% xylan recovery) were achieved. Use of the optimized second variant of the two-step fractionation process (SAA and $H_2SO_4$) resulted in enhanced enzymatic digestibility of the treated solid (99% glucan digestibility) with 15 FPU (filter paper unit) of CTec2 (cellulase)/g-glucan of enzyme loading, which was higher than 92% in the two-step fractionation process (SAA and hot-water).