• 펄프종이기술
• /
• 제37권3호
• /
• pp.59-65
• /
• 2005

There are accumulations of remained chemical additives and contaminants in the process water of semi-closed linerboard mill. High temperature of the process water aggravates the anaerobic digestion of contaminated process water and causes the generation of hazardous gases, which are from the biological reaction of varied additives and contaminants. The hydrogen sulfide in the gases easily combine with moisture in the air, and become sulfuric acid, which causes corrosion of paper machinery. This hydrogen sulfide is from the reduction of sulfate ions in the process water, and the sulfate ions are mostly from the alum. We changed the alum to PAC (Poly Aluminum Chloride). The results were preventing generation of hydrogen sulfide, and equivalent sizing effect by the use of PAC.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권12호
• /
• pp.7443-7450
• /
• 2014

본 연구는 높은 상향유속을 가지는 고율 혐기성 공정의 단점을 해결하고자 반응조의 구조개선을 통한 고율 혐기성 반응조의 성능평가를 실시하였다. 개선된 반응조는 반응조의 직경을 조절하여 반응조를 세부분으로 구분하여 제작하였다. 구조 변경된 반응조의 성능평가 결과, 반응조 하부의 단회로 및 고형물 축적현상과 미생물 유출을 방지하여 반응조 내 미생물을 안정적으로 유지할 수 있었다. 혐기성 소화 과정에서 반응조내 pH와 알카리도 상승은 유기물 분해과정 및 biogas의 일부 재용해에 의해 생성된 중탄산염에 기인한 것으로 판단되며, 높은 유기물 제거효율을 이루기 위해서는 HRT 9 hr 이상, 유기물 부하 $10.0kgTCODcr/m^3{\cdot}d$ 이하 범위로 운전하여야 한다. 혐기성 소화과정에서 발생하는 메탄가스는 유기물 부하 $7.7kgTCODcr/m^3{\cdot}d$ 이상에서 65~83 %의 높은 함량을 나타냈으며, CODcr 제거당 메탄 발생량은 $0.10{\sim}0.23m^3CH_4/kgCOD_{rem}.$으로 STP 상태의 이론적 메탄가스 발생량(0.35)보다 낮은 것으로 조사되었으며, 고율 혐기성 공정후단에 질소제거를 위한 고도처리 공정이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.295-303
• /
• 2011

혐기성 소화 반응조에서 항생항균물질의 영향을 평가하기 위해서 회분식 및 연속식 실험을 통하여 biogas 발생량, 유기산 생성, 유기물 제거 거동 등을 관찰하였다. 회분식 조건에서 단일항생항균물질 1~10 mg/L에서는 저해 영향이 관찰되지 않았으며, 50 mg/L에서 일부 VFAs가 축적되었고 16~30%의 유기물 제거효율이 감소되었지만, 일시적 저해 영향 후 점차 안정되었다. 그러나 항생항균물질 100 mg/L에서 바이오가스 발생량이 48~58% 감소하였으며, VFAs가 메탄으로 전환되지 않고 축적되었다. 연속식 반응기에서 4종의 혼합항생항균물질을 1~10 mg/L 주입시 미생물에 대한 저해영향은 없었으며, 50 mg/L 주입시 30~40%의 메탄가스 발생량이 감소하였고, 이는 이론적 메탄발생량의 60~65% 수준이었다. 항생항균물질 100 mg/L 주입시 85% 감소한 약 2.2 L/day의 바이오가스가 발생하였으며, 서서히 회복하여 7.2 L/day까지 바이오가스가 발생하였으나 대조군 대비 52% 수준이상은 회복되지 않았다. 항생항균물질 50 mg/L에서는 독성 저해 후 반응조 체류시간의 3배인 약 30일 정도 후 유기물 제거효율 및 바이오가스 회수가 가능하였으나, 100 mg/L 주입 후 40일 후에도 유기물 제거효율 및 바이오가스 발생량은 낮은 수준이었다. 따라서 혐기성 소화조에 고농도 항생항균물질이 유입되어 저해영향이 관찰되었을 경우 소화슬러지의 일부 또는 전체를 교체해야 할 것으로 판단된다. 혼합항생항균물질을 10~100 mg/L까지 주입하였을 경우 잔류항생항균물질 농도는 주입 6시간 후 CTC 80~90%, OTC 50~70%, SMZ 80~90%, TLS 20~40%가 반응조내에서 독성으로 작용한 후 입자성 유기물이나 EPS 등에 흡착되거나 소화온도에 의하여 감소한 것으로 판단된다. 따라서 혐기성 처리를 이용한 공정에 고농도 항생항균물질이 포함된 유기성폐수가 유입되었을 경우 공정의 유지관리에 어려움을 줄 수 있으며, 혐기소화조 유출수내 잔류항생항 균물질이 자연수계로 유입될 경우 2차 오염을 야기할 수 있기 때문에 항생항균물질의 사용의 적절한 관리가 요구되어 진다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제29권12호
• /
• pp.1993-2005
• /
• 2019

Thermophilic anaerobic digestion (TAD) is characterized by higher biogas production rates as a result of assumedly faster microbial metabolic conversion rates compared to mesophilic AD. It was hypothesized that the thermophilic microbiome with its lower diversity than the mesophilic one is more susceptible to disturbances introduced by alterations in the operating factors, as an example, the supply of nitrogen-rich feedstock such as poultry manure (PM). Laboratory scaled TAD experiments using cattle slurry and increasing amounts of PM were carried out to investigate the (in-) stability of the process performance caused by the accumulation of ammonium and ammonia with special emphasis on the microbial community structure and its dynamic variation. The results revealed that the moderate PM addition, i.e., 25% (vol/vol based on volatile substances) PM, resulted in a reorganization of the microbial community structure which was still working sufficiently. With 50% PM application, the microbial community was further stepwise re-organized and was able to compensate for the high cytotoxic ammonia contents only for a short time resulting in consequent process disturbance and final process failure. This study demonstrated the ability of the acclimated thermophilic microbial community to tolerate a certain amount of nitrogen-rich substrate.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
• /
• 제2권2호
• /
• pp.99-108
• /
• 1998

Results obtained from this research showed that the anaerobic contact process was applicable to pear waste with COD removal efficiencies of up to $95\%$ depending on conditions, provided ammonium and phosphate salts were added as well as other nutrients, present in the commercial fertilizer, Milorganite or in yeast extract. These latter materials were required in minimum concentrations of 5 and 1.5 g/L, respectively, in the feed independent of HRT and volatile solids loading rate, with part of the effect due to the mineral fraction. Digestion was satisfactory over the whole range of volatile solids loading rates and liquid retention time of 30 to 0.5 days tested, although treatment efficiency dropped off noticeably between 1 and 0.5 day liquid retention time because of poorer flocculation and separation of anaerobic bacteria. Settling of anaerobic bacteria including methane producing bacteria was related to settling of mixed liquor suspended solids only at 1 to 5 days liquid retention times, at other liquid retention times anaerobic microorganism settled markedly less efficiently than mixed liquor suspended solids. Further studies are being made to provide information of practical and basic interest. Data on the composition of the active fraction of yeast extract might solve many practical nutrient problems encountered with the anaerobic contact process and improve its economics. Further improvement in the flocculation and settling of anaerobic bacteria as well as other bacteria would improve overall performance and allow the use of shorter liquid retention times with dilute waste. Knowledge about the numbers of methane formers present would allow a degree of understanding and control of the process not presently attainable.

• 한국물환경학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.541-554
• /
• 2000

Experimental study of anaerobic digestion process combined with and without the submerged separation membrane was investigated by using laboratory-scale reactor at the hydraulic retention time of 0.5 day and 1.0 day. The removal efficiencies of carbohydrate at the digester without and with membrane were 84.4 to 86.8 % and 99.6 to 99.7 %, respectively, and the methane gas recovery efficiencies were 0.4 to 1.2 % and 12.3 to 28.7 %. According to the measurement by the most probable numbers method. the numbers of various groups of bacteria in the digesters with membrane were enumerated in the following ranges ; acidogens : $1.7{\times}10^9$ to $5.0{\times}10^9MPN/m{\ell}$, homoacetogens : $5.0{\times}10^7$ to $2.4{\times}10^8MPN/m{\ell}$, $H_2$-utilizing methanogens : $1.3{\times}10^7$ to $9.2{\times}10^8MPN/m{\ell}$, and acetate-utilizing methanogens : $2.3{\times}10^6$ to $2.0{\times}10^8MPN/m{\ell}$. The number of methanogens at the digester with membrane increased by approximately $10^2$ to $10^4$ times in comparison with that of the digester without membrane.

• 유기물자원화
• /
• 제23권4호
• /
• pp.63-73
• /
• 2015

우분을 전처리하는 방법을 적용함에 따라 열량값이 변화하는 정도를 측정하는 실험을 수행하였다. 전처리 방법으로는 퇴비화 방법, 건식 혐기소화 방법, 물리적 압착 방법 등 3가지 방법을 적용하였다. 실험결과, 우분을 퇴비화하거나 혐기소화를 실시하는 경우에 열량값이 감소하는 것으로 나타났다. 퇴비화 처리를 적용하였을 경우 완숙퇴비의 열량값은 퇴비화 초기 원료에 비해 약 5% 정도 감소하였다. 우분을 건식 혐기소화한 뒤 수거된 혐기소화 잔재물의 열량값은 혐기소화 원료로 사용한 우분에 비해 약 25.7% 정도가 감소하였다. 우분을 압착하는 방법에 의해 수분을 감소시킨 경우에는 압착을 거친 우분의 열량값이 압착 전의 원료 우분에 비해 약간 높아지는 결과를 보였다. 또한 총 고형물 중에서 휘발성 고형물이 차지하는 비율도 높아진 것으로 나타났다. 반면에 우분을 압착하는 과정에서 발생된 침출수의 열량값과 총 고형물 중의 휘발성 고형물의 비율은 원료로 사용한 우분에 비해 더 낮아졌다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.414-420
• /
• 2006

세정단계를 거치는 혐기성 소화시스템(ADEPT, Anaeorbic Digestion Elutriated Phase Treatment)에서 돈사폐수를 처리한 유출수를 혐기성 암모늄 산화공정(ANAMMOX)에 적용하기 위하여 부분질산화 반응조의 기질로 사용하였다. 중온($35^{\circ}C$)에서 아질산성 질소를 축적하는 조절인자는 용존산소보다는 오히려 HRT, pH, 유리 암모니아(FA)였다. 중탄산의 스트립핑과 완충에 사용된 양을 포함한 중탄산알칼리도의 소모량은 전환된 $NH_4-N$ g당 8.78 g이었다. HRT 1일, DO 농도가 $2.7{\sim}4.4mg/L$의 안정상태에서 부분질산화 반응 유출수의 $NO_2-N/NH_4-N$ 비는 약 $1{\sim}$으로서, 부분질산화-혐기성 암모늄산화 결합공정의 ANAMMOX 반응조의 유입수로서 적합하였다.

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

• 유기물자원화
• /
• 제23권4호
• /
• pp.74-85
• /
• 2015

최근 들어서 국내에서도 가축분뇨를 이용한 바이오가스화 시설이 늘어나고 있다. 국내에서 운용 중인 가축분뇨 혐기소화 시설이 모두 다 혐기소화 원료로서 돼지분뇨 슬러리를 이용하고 있다. 일반적으로 돼지분뇨 슬러리는 97%내외의 물과 3% 정도의 고형물로 구성된다. 돼지분뇨 슬러리에는 옥수수 입자등과 같이 돼지가 섭취한 사료 중에서 미처 소화되지 못하고 배설되는 고형성 물질이 함유되어 있다. 입자성 물질은 혐기소화 과정에서 바이오가스 생성효과를 낮추는 요인이 된다. 따라서 본 연구에서는 기계적 분쇄 처리에 의해 고형물의 입자 크기를 감소시킴에 따른 메탄 생성효과의 변화정도를 분석하였다. 또 한편으로는 돼지분뇨 슬러리중의 고형물 농도 수준이 메탄 생성량에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고 각각의 실험조건에서 발생된 바이오가스 중에 포함된 메탄의 농도를 분석하였다. 실험결과, 입자성 고형물을 분쇄 처리함에 따라 돼지분뇨 슬러리중의 미세 입자 농도가 증가하였다. 또한 고형물을 분쇄 처리한 경우가 분쇄하지 않은 원 슬러리를 사용하는 경우보다도 메탄 생성량과 메탄 함량이 높게 나타났다.