기존의 BACC process의 가장 큰 단점은 탈질이 잘 이루어지지 않는다는 점인데 이것을 보완한 modified BACC process의 경우 실제오수를 사용하여 외부 반송비 따른 질소 및 인의 제거율을 살펴보면 외부 반송비가 200%일 때 $CODC_{Cr}$의 제거율은 평균 $96.3{\sim}95.7%$ 기존의 BACC process와 비슷하나 T-N 제거율은 $88.3{\sim}95.7%$로 월등히 우수한 결과를 보여주고 있다. 충진율 실험에서는 Table 2에서 보는 바와 같이 큰 차이는 없었다.
Seo, Ha-Na;Lee, Woo-Jin;Hwang, Tae-Sik;Park, Doo-Hyun
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제19권9호
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pp.1019-1027
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2009
A noncompartmented microbial fuel cell (NCMFC) composed of a Mn(IV)-carbon plate and a Fe(III)-carbon plate was used for electricity generation from organic wastewater without consumption of external energy. The Fe(III)-carbon plate, coated with a porous ceramic membrane and a semipermeable cellulose acetate film, was used as a cathode, which substituted for the catholyte and cathode. The Mn(IV)-carbon plate was used as an anode without a membrane or film coating. A solar cell connected to the NCMFC activated electricity generation and bacterial consumption of organic matter contained in the wastewater. More than 99% of the organic matter was biochemically oxidized during wastewater flow through the four NCMFC units. A predominant bacterium isolated from the anode surface in both the conventional and the solar cell-linked NCMFC was found to be more than 99% similar to a Mn(II)-oxidizing bacterium and Burkeholderia sp., based on 16S rDNA sequence analysis. The isolate reacted electrochemically with the Mn(IV)-modified anode and produced electricity in the NCMFC. After 90 days of incubation, a bacterial species that was enriched on the Mn(IV)-modified anode surface in all of the NCMFC units was found to be very similar to the initially isolated predominant species by comparing 16S rDNA sequences.
This study was performed to treat a sewage at the upper stream of dam using modified sequencing batch reactor, During the operating period, average $COD_{cr}$, removal efficiency was about 85% but average T-N and ${PO_4}^{3-}-P$ removal efficiencies were 43% and 30% respectively. Because the organic matter was very low compared with nitrogen and phosphorous in influent($BOD_{5}/{NH_4}^{+}-N{\;}={\;}2,{\;}BOD_{5}/{PO_4}^{3-}-P{\;}={\;}15.6$), nitrogen and phosphorus removal efficiency was relatively low. Average nitrogen removal efficiency was 50 % at $10^{\circ}C$ or above and it was 36 % at $10^{\circ}C$ or below. As reactor was located in outdoor without any thermostat, temperature decreased at least $2.4^{\circ}C$ in the winter season. Therefore, if we would apply this modified sequencing batch reactor to sewage which concentration of organic matter was very low compared with nitrogen and phosphorous, we have to addition of external carbon and installation of any thermostat.
본 연구에서는 CFSTR(Continuous-flow Stirred-Tank Reactor) 형식의 반응조에 담체가 채워진 호기-혐기조합 공법에 따른 질산화 및 탈질화에 관한 효율의 증대와 유입수 및 침전조 상등액의 유량대비를 조절 하므로써 질소제거의 효율 증대에 관한 방법을 모색하고자 하였다. 탈질조 내의 탈질효율에 비례하여 포기 반응조 내의 질산성 질소 농도를 산출하고자 유입수와 침전조 내에서의 상등액을 탈질조로 반송하여 유입하고 유입수와 반송되는 침전조 상등액 유입의 유량대비를 통하여 최종적으로 반응조에 대한 질소제거의 효율을 파악하고자 하였다. 적절한 유량대비를 이용하였을 때 탈질조 내의 필요한 탄소원의 공급이 유입수로 통해 이루어지는 것으로 판단되어지며, 외부탄소원의 주입 없이 유입수 만으로도 완벽하게 탈질이 이루어지는 것을 확인 할 수 있었다. 하지만 유입수와 침전조 상등액의 유량대비에서 침전조 상등액의 유량비가 커지면 커질수록 유입수내의 탄소원의 유입이 줄어들기 때문에 이에 대한 탄소원의 농도에 대한 산정이 중요하다고 생각된다.
This study was conducted to analyze the operating conditions of predenitrification process to improve the treatment efficiency in low organic loading sewage plant in use today, and to investigate the treatment efficiency of pilot plant added night soil as well as the nitrogen removal characteristics of pilot plant added carbon sources. In the operation under the condition of $BOD_{5}$ sludge load 0.03-0.28kg $BOD_{5}$/kg VSS/d and oxic ammoniac nitrogen sludge load 0.02-0.24 $kgNH_{4}^{+}$-N/kg MLVSS/d, nitrification efficiency is higher than 95%. In order to achieve 70% nitrogen removal at the T-N sludge loading 0.06kg T-N/kg VSSㆍd and the SRT 6~11 days, optimum operating factors were revealed to $CODc_{r}$/T-N ratio 9, recycle ratio 2.6, and denitrification volume ratio 0.33. At this time, denitrification capacity was approximately 0.09 kg $NO_{3}^{-}$-N/kg $CODc_{r}$; specific nitrification rate was 3.4mg $NH_{4}^{+}$-N/g MLVSS/hr; and specific denitrification rate was 4.8mg $NO_{3}^{-}$-N/g MLVSS/hr.
원지반에서의 저품위 석탄층의 생물학적 메탄 생산을 위한 기초연구를 수행하였다. 인도네시아산 갈탄을 시료로 이용하였으며, 조건을 달리하여 BMP(Biochemical Methane Potential) 실험을 수행하였다. 갈탄에 영양물질과 혐기성 슬러지만 제공한 경우, 온도(23, $30^{\circ}C$)나 석탄의 입자크기는 메탄가스 생산에 영향을 주지 않았다. 이는 가용한 용해성 유기물질이 낮기 때문이다. 외부탄소원으로 볏짚을 갈탄에 첨가한 후 BMP 실험을 수행하였으며, 60일간의 BMP 실험 후 볏짚 첨가에 의한 메탄가스 발생량은 94.4~110.4 mL/g VS이었다. BMP 실험 후 갈탄의 발열량은 볏짚 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 이는 볏짚의 혐기성 분해와 함께 갈탄의 분해가 이루어졌음을 의미한다. 따라서 원지반에서의 저품위 석탄층의 생물학적 메탄 생산의 초기 운전 시에 볏짚을 탄소원으로 사용할 수 있다.
There are increasingly important financial incentives and environmental consideration to improve the effluent quality of wastewater from domestic and industrial users. The activated sludge process is a widely used biological wastewater treatment process. The activated sludge process is complicated due to the many factors such as the variation of influent flowrate and concentration, the complexity of biological reactions and the various operation conditions. Nowadays, not only suspended solids and residual carbon, but also nitrogen and phosphorous concentration of the effluent water must be taken into account for the design and operation of wastewater treatment plants. Also, the effluent quality to be met are more stringent. Therefore, an intelligent control approach is required in order to successful biological nitrogen removal. In this paper, the strategies for dosage of extra carbon in the anoxic zone and DO concentration in the aerobic zone are presented and evaluated through the simulation using the denitrification layout of the IWA simulation benchmark implemented by Matlab$\^$/5.3/Simulink$\^$/3.0. The control strategy to achieve sufficient denitrification rates in an anoxic zone. Methanol is used as an external extra carbon source. The external extra carbon source is required for the nitrogen removal process because nitrogen and organic concentration are fluctuated in the influent flowrate. The dissolved oxygen is calculated by So concentration in the activated sludge model NO.1. The air flowrate of each aerobic reactor is intelligently controlled to achieve the predefined setpoints. Air flowrate is adjusted by the fuzzy logic controller that includes two inputs and one output. The objective function for the optimization procedure is designed to improve effluent quality and reduce the operating cost.
본 총설에서는 아미노산의 공업적 생산균인 Corynebacterium glutamicum의 탄소 대사 및 이와 관련된 총체적 조절 메커니즘에 대한 최근의 연구를 정리하였다. C. glutamicum의 산업적 발효을 위한 기질로서 사용되는 당밀은 주로 sucrose, glucose, fructose로 이루어져 있으며, 이들 당은 phosphotransferase system을 통해서 수송된다. C. glutamicum의 탄소 대사 특징은 glucose가 다른 당이나 유기산 등과 함께 존재할 때, glucose와 이러한 탄소원 들을 동시에 대사한다. 그러나 glucose/glutamate 혹은 glucose/ethanol 등의 혼합물에서 는 탄소원의 순차적 이용으로 인해 나타나는 diauxic growth 현상을 나타내며, 이러한 carbon catabolite repression(CCR) 현상은 E. coli나 B. subtilis 등에서 알려진 것과는 다른 독특한 분자적 메커니즘과 조절 circuits을 가지고 있음이 밝혀지고 있다. C. glutamicum의 CRP homologue인 GlxR은 acetate 대사를 포함하여 glycolysis, gluconeogenesis 및 TCA cycle 등을 포함하는 중심탄소대사 조절 뿐만 아니라, 다양한 세포 기능의 조절에 관여하는 총체적 조절 단백질로서의 역할이 제시되고 있다. C. glutamicum의 adenylate cyclase(AC)는 막과 결합된 class IIIAC 로서, 막 단백질의 특성상 아직 규명되어 있지 않은 세포 외부의 환경 변화에 대응하여 세포 내의 cAMP합성 수준을 조절할 수 있는 sensor로 추정할 수 있다. 특히 C. glutamicum의 경우 배지내 glucose 를 비롯한 탄소원과 cAMP 농도와의 관련성이 E. coli에서 알려진 교과서적 지식과는 상반되게 변화하는 경향을 보이고 있어, cAMP signaling에 의한 세포 내 regulatory network 등은 향후 풀어야 할 의문으로 남아있다. 탄소대사 조절의 최상위에 존재하며 global 조절자인 GlxRcAMP 복합체 이외에도 차상위 전사조절 단백질로서 RamB, RamA, SugR 등이 존재하여 다양한 탄소대사를 조절한다. 최근 들어서는 새로운 탄소원으로서 대두되고 있는 biomass 관련 기질들을 이용할 수 있는 C. glutamucum 균주 구축을 통하여 이용 기질의 범위를 확대시키고자 하는 연구 및 탄소 대사와 관련하여 L-lysine의 발효 수율 혹은 생산성을 향상시키고자 하는 다양한 분자적 균주 육종 연구 등이 수행되고 있다.
유기 발광 다이오드를 위한 indium oxide (ITO) 기판을 여러 가지로 방법으로 표면처리를 하고, 이에 따른 atomic force microscopy (AFM)에 의한 morphology의 변화와 표면에서 변화된 원소들의 조성비를 Auger electron spectroscopy (AES)분석에 의하여 조사하였다. 또한 이 기판을 사용하여 초고진공분자선 증착방법에 의하여 유기 발광다이오드를 제작하고 그 특성을 조사하였다. 그 결과 산소플라즈마으로 표면 처리한 ITO 기판 위에 제조된 organic light-emitting diode (OLED)소자의 특성이 향상되었다. 그것은 AES의 분석에 의하면 ITO 표면의 오염된 탄소가 제거되고 ITO의 일함수가 증가되어 정공이 유기물 층으로 용이하게 주입한 결과로 판단된다.
Partial nitirification and denitrification process has been reported to be technically feasible and economically favorable, especially for wastewater treatment with high ammonium concentration or low Carbon/Nitrogen ratio. This research was performed to survey nitrite accumulation by nitritation in treating ADEPT effluent of piggery wastewater, which contains highly concentrated ammonia. To estimate the possibility of nitrite accumulation, DO concentration and SRT were investigated as key operational parameters. This result proved that nitritation to nitrite was steadily obtained under short sludge retention time. Oxygen limitation was proved to be just a subsidiary parameter. Energy efficiency of nitritation-denitritation process was higher than complete nitrification-denitrification because external carbon requirement for denitritation could be saved. Though the influent contained significant nonbiodegradable organic substrate, total nitrogen removal efficiency was more than 51% in nitritation-denitritation system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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