• 제목/요약/키워드: liquid phase carbon source

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외부탄소원으로 활성화된 토착미생물에 의한 화약물질(TNT and RDX) 분해 최적화 (Optimization of Explosive Compounds (TNT and RDX) Biodegradation by Indigenous Microorganisms Activated by External Carbon Source)

  • 박지은;배범한
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제19권3호
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    • pp.56-65
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    • 2014
  • Contamination of explosive compounds in the soils of military shooting range may pose risks to human and ecosystems. As shooting ranges are located at remote places, active remediation processes with hardwares and equipments are less practical to implement than natural solutions such as bioremediaton. In this study, a series of experiments was conducted to select a suitable carbon source and to optimize dosing rate for the enhanced bioremediation of explosive compounds in surface soils and sediments of shooting ranges with indigenous microorganisms activated by external carbon source. Treatability study using slurry phase reactors showed that the presence of indigenous microbial community capable of explosive compounds degradation in the shooting range soils, and starch was a more effective carbon source than glucose and acetic acid in the removal of TNT. However, at higher starch/soil ratio, i.e., 2.0, the acute toxicity of the liquid phase increased possibly due to transformation products of TNT. RDX degradation by indigenous microorganisms was also stimulated by the addition of starch but the acute toxicity of the liquid phase decreased with the increase of starch/soil ratio. Taken together, the optimum range of starch/soil ratio for the degradation of explosive compounds without significant increase in acute toxicity was found to be 0.2 of starch/soil.

액상법에 의한 Carbon Nanofiber 제조 및 특성 분석 (Preparation and Characterization of Carbon Nanofiber from Liquid Phase Carbon Source)

  • 이원우;신채호;박한성;최영민;류병환
    • 한국재료학회지
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    • 제18권10호
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    • pp.564-570
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    • 2008
  • Nanostructured carbon materials have been found to have applications in fuel cell electrodes, field emitters, electronic devices, sensors and electromagnetic absorbers, etc. Especially, the CNF (carbon nanofiber) can be expected to play an important role in catalyst supporters for fuel cell electrodes and chemical reactions. In this study, we synthesized CNF from a liquid phase carbon source by a solvothermal method. In addition, we studied the parameters for the preparation of CNF by controlling heating and cooling rates, synthesis temperature and time. We characterized the CNF by SEM/TEM, XRD, Raman spectroscopy and EDS. We found that the heating and cooling rate have strong effects on the CNF formation and growth. We were able to prepare the best CNF at the heating rate of $10^{\circ}$/min, at $450^{\circ}$ for 60 minutes, and at the cooling rate of $4^{\circ}$/min. As a result of Raman spectra, we found that the sample showed two characteristic Raman bands at ${\sim}1350cm^{-1}$ (D band) and ${\sim}1600cm^{-1}$ (G band). The G band indicates the original graphite feature, but the D band has been explained as a disorder feature of the carbon structure. The diameter and length of the CNF was about $15{\sim}20nm$, and over $1{\mu}$, respectively.

Optical Diagnostics of Nanopowder Processed in Liquid Plasmas

  • Bratescu, M.A.;Saito, N.;Takai, O.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.17-18
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    • 2011
  • Plasma in liquid phase has attracted great attention in the last few years by the wide domain of applications in material processing, decomposition of organic and inorganic chemical compounds and sterilization of water. The plasma in liquid is characterized by three main regions which interact each - other during the plasma operation: the liquid phase, which supply the plasma gas phase with various chemical compounds and ions, the plasma in the gas phase at atmospheric pressure and the interface between these two regions. The most complex region, but extremely interesting from the fundamental, chemical and physical processes which occur here, is the boundary between the liquid phase and the plasma gas phase. In our laboratory, plasma in liquid which behaves as a glow discharge type, is generated by using a bipolar pulsed power supply, with variable pulse width, in the range of 0.5~10 ${\mu}s$ and 10 to 30 kHz repetition rate. Plasma in water and other different solutions was characterized by electrical and optical measurements. Strong emissions of OH and H radicals dominate the optical spectra. Generally water with 500 ${\mu}S/cm$ conductivity has a breakdown voltage around 2 kV, depending on the pulse width and the repetition rate of the power supply. The characteristics of the plasma initiated in ultrapure water between pairs of different materials used for electrodes (W and Ta) were investigated by the time-resolved optical emission and the broad-band absorption spectroscopy. The deexcitation processes of the reactive species formed in the water plasma depend on the electrode material, but have been independent on the polarity of the applied voltage pulses. Recently, Coherent anti-Stokes Raman Spectroscopy method was employed to investigate the chemistry in the liquid phase and at the interface between the gas and the liquid phases of the solution plasma system. The use of the solution plasma allows rapid fabrication of the metal nanoparticles without being necessary the addition of different reducing agents, because plasma in the liquid phase provides a reaction field with a highly excited energy radicals. We successfully synthesized gold nanoparticles using a glow discharge in aqueous solution. Nanoparticles with an average size of less than 10 nm were obtained using chlorauric acid solutions as the metal source. Carbon/Pt hybrid nanostructures have been obtained by treating carbon balls, synthesized in a CVD chamber, with hexachloro- platinum acid in a solution plasma system. The solution plasma was successfully used to remove the template remained after the mesoporous silica synthesis. Surface functionalization of the carbon structures and the silica surface with different chemical groups and nanoparticles, was also performed by processing these materials in the liquid plasma.

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음식물쓰레기 세정산발효액을 외부탄소원으로 주입한 SBR 공정에서 질소 및 인 제거 (Nitrongen and Phosphorus Removal using Elutriated Acids of Food Waste as an External Carbon Source in SBR)

  • 권구호;김시원;이민재;민경석
    • 한국물환경학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.462-467
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    • 2006
  • An improvement of nitrogen and phosphorus removal in SBR using the elutriated acids from the food waste as an external carbon source was investigated in this study. The food waste was elutriated at $35^{\circ}C$ and pH 9 to produce the external carbon source. The elutriate of food waste were continuously collected. The elutriated liquid contained VFAs of 39,180 mg/L representing soluble COD of 44,700 mg/L. The SBR showed poor denitrification and EBPR (enhanced biological phosphorus removal) without elutriated VFAs addition. An average denitrification rate was 0.4 mg NOx-N/g MLVSS/day. In turn, EBPR was also inhibited by this poor denitrification because the remaining nitrate in anaerobic phase resulting a poor denitrification. On the other hand, the denitrification in anoxic phase significantly improved with an elutriated VFAs addition. Nitrate removal was 82% while the denitrification rate was 2.9 mg NOx-N/g MLVSS/day with 18.4 mL/cycle of elutriated VFAs. With the enhanced denitrification, nitrate concentration in anaerobic phase could effectively be controlled to a very low level. The elimination of nitrate inhibition in anaerobic phase resulted enhancement of EBPR. The specific phosphate release rate was $1.9mg\;PO_4^{3-}-P/g\; MLVSS/day$ with less than 0.5 mg/L of $PO_4^{3-}-P$ concentration.

이산화탄소 전환 기술의 현황 (Recent Development of Carbon Dioxide Conversion Technology)

  • 최지나;장태선;김범식
    • 청정기술
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    • 제18권3호
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    • pp.229-249
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    • 2012
  • 산업 발달로 화석 연료 사용이 급증하고 이에 따른 지구 온난화 문제와 자원 고갈 문제가 대두되어 지속 성장을 위협하고 있다. 따라서 지속 성장을 위해서 두 문제를 모두 해결하여야 한다. 현재 이산화탄소의 처리 방법으로 인식되고 있는 이산화탄소 포집 및 저장 기술(carbon capture and sequestration, CCS)의 환경 논란으로 인해 사후 처리 기술의 필요성이 커지고 있다. 이에 해결책중 하나로 부각되고 있는 이산화탄소 포집 및 재활용 기술(carbon capture and utilization, CCU)에 대해서 알아보았다. 이산화탄소 전환 기술은 이산화탄소 배출량 감소에 따른 지구 온난화 문제의 해결 뿐 아니라 탄소원의 재활용이란 측면에서 자원고갈 문제의 해결책으로 제시될 수 있겠다. 이산화탄소 전환 기술은 기상 전환과 액상 전환으로 나눌 수 있으며 기상 전환의 경우 필요 에너지 공급원과 온화한 반응조건에서 전환이 이뤄져야 하고 저에너지 소비 생성물 분리 정제 기술의 개발이 필요하다. 액상 전환의 경우, 반응 속도를 높일 수 있는 촉매 및 광감응제 개발과 함께 촉매, 빛, 전기의 혼성 시스템의 개발이 요구되어진다. 이산화탄소 전환 기술은 신재생 에너지 및 바이오산업의 경쟁력 향상을 위한 연결 기술로 그 가치가 매우 크다.

전분 환 투입에 의한 실험실 규모 침전지 저부에서의 생화학적 환경 변화와 화약물질(TNT 및 RDX) 분해 (Shifts in Biochemical Environments and Subsequent Degradation of Explosive Compounds (TNT and RDX) by Starch Ball Addition in the Benthic Zone of Bench Scale Settling Basins)

  • 박지은;배범한
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제19권3호
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    • pp.82-93
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    • 2014
  • A starch ball was devised to conveniently supply carbon source to indigenous microorganisms and to enhance biotransformation of explosive compounds(TNT and RDX) in the sediments of settling basins installed in military shooting ranges. To identify optimum dose/sediment ratio for degradation of explosives in the basin, a series of bench scale settling basin experiments were performed for 30 days while monitoring supernatant pH, DO, concentrations of nitrite, nitrate, sulfate, explosive compounds, and acute toxicity measured by bacterial luminescence. Addition of starch ball induced changes in oxidation conditions from oxic to anoxic in the benthic zone of the basin, which resulted in subsequent reductive degradation of both TNT and RDX in the liquid and solid phase of basin. However, fermentation products of excess starch, acetic acid and formic acid, caused acute toxicity in the liquid phase. The optimum ratio of starch ball/sediment for explosive compounds degradation by inducing changes in bio-geochemical environments without increase in acute toxicity, was found to be 0.009~0.017.

Beauveria bassiana 대량배양을 위한 탄소원, 질소원 및 고체 기질 선발 (Selection of Carbon, Nitrogen Source and Carrier for Mass Production of Beauveria bassiana)

  • 김정준;한지희;이상엽
    • 한국균학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.328-332
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    • 2014
  • Two-phase fermentation을 통한 Beauveria bassiana 149균주의 대량 배양을 위한 탄소원, 질소원, 기질 그리고 배양 조건 선발 실험을 실시하였다. 1차 액체 배양을 위한 적정 탄소원으로는 옥수수 분말, 전분 그리고 쌀가루가, 질소원으로는 펩톤과 효모 분발을 첨가한 것에서 포자 생산량이 높았다. 포자 대량 생산을 위한 기질 및 첨가물로는 톱밥+밀기울+옥수수 분말, 톱밥+밀기울, 쌀겨+밀기울 혼합에서 포자 생산량이 높았다. B. bassiana 149 균주의 포자 대량 생산을 위한 고체 배양 결과, 포자 생산량은 $30^{\circ}C$ 배양에서 $20^{\circ}C$보다 2배 정도 높은 경향을 보였다. B. bassiana 149 균주의 포자 생산량은 $25^{\circ}C$, 수분함량 60%와 70%에서 배양 시 $26.9{\times}10^8conidia/g$$38.6{\times}10^8conidia/g$로 40%와 50%의 $13.9{\times}10^8conidia/g$$11.6{\times}10^8conidia/g$ 보다 상당히 높았다.

페녹시계 제초제 MCPP [2-(2-Methyl-4-Chlorophenoxy) Propionic Acid]의 미생물학적 분해 (Microbiological Degradation of the Phenoxy Herbicide MCPP [2-(2-Methyl-4-Chlorophenoxy) Propionic Acid])

  • Oh, Kye Heon;Olli H. Tuovinen
    • 미생물학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.96-100
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    • 1992
  • 토양세균의 혼합배양에 의한 MCPP [2-(2-Methyl-4-Chlorophenoxy) Propionic Acid]의 미생물학적 분해를 조사하였다. 혼합배양은 Pseudomonas 종, Flavobacterium 종, 그리고 Achromobacter종을 포함하였다. 세균들은 유일한 탄소 및 에너지원으로서 MCPP를 이용하였으나, 부분적인 분해만을 부여주었다. MCPP의 분해는 2-methyl-4-chlorophenol의 형성에 의하여 진행되었으며, 이는 HPLC 에 의하여 발견되었고, GC-MS에 의하여 확인되었다. 이 중간대사물질은 일시적으로 생성되었으며, reverse phase HPLC와 Uv absorbance에 의하여 다른 대사산물의 존재는 관찰되지 않았다.

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SBR을 이용한 축산폐수의 질소 제거 (Nitrogen Removal in Livestock Wastewater Using Sequencing Batch Reactor)

  • 신항식;김구용;이상형;임재림
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.61-67
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    • 2003
  • 축산폐수를 처리 시 우선 탈수 후 고상은 퇴비화, 액상을 연속회분식반응기(Sequencing batch reactor, SBR)로 이용하여 처리하는 시스템을 구상하였다. 영양염류 제거를 위한 SBR 공정의 안정적인 운전을 위한 운전모드 결정 실험을 수행하였다. K시 공공축산폐수처리장의 원심분리기에서 나온 유출수를 사용한 실험에서 질소를 제거하기 위한 적정 fill ratio는 1/12, SRT는 15일, 폭기/비폭기 주기는 2시간/1시간이었다. 탈질을 위하여 주입한 외부탄소원으로는 메탄올을 사용하였고 single feeding 방법과 step feeding 방법을 사용하였다. 이 결과 step feeding 방법을 사용시 더 효과적으로 유기물을 사용 탈질효율을 증가시킬 수 있었다.

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CO2 파이프라인 수송에서의 N2 불순물이 압력강하에 미치는 영향에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on N2 Impurity Effect in the Pressure Drop During CO2 Mixture Transportation)

  • 조맹익;허철;정정열;백종화;강성길
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.67-75
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    • 2012
  • 이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon Capture and Storage, CCS)은 발전소, 제철소 등의 대량의 배출원으로부터 포집된 이산화탄소를 압축공정, 정제공정, 수송공정을 거친 후, 지중의 안전한 지질구조 내에 수백, 수천년 이상 안정적으로 저장하는 기술이다. CCS 공정 중 이산화탄소에는 이산화탄소를 발생시키는 연소공정이나 포집 경제되는 공정에서 유입되는 불순물이 섞임으로서 혼합물을 이루게 된다. 혼합물의 성분으로는 대표적으로 $SO_2$, $H_2O$, CO, $N_2$, Ar, $O_2$, $H_2$ 등이 있으며 위 공정들에서 이산화탄소 혼합물에 포함된 불순물들은 전 공정에 영향을 미치게 된다. 본연구에서는 이산화탄소 혼합물 내 다양한 불순물이 수송공정에 미치는 영향을 실험적으로 평가할 수 있도록 혼합물이송공정 모의실험장치를 설계 제작하였으며 이산화탄소 혼합물의 이송공정에 질소불순물이 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 각 실험조건 마다 증가율의 차이는 있으나 $N_2$비율이 증가할수록 $CO_2-N_2$ 혼합물의 질량유량당 압력강하량 및 비체적이 증가하는 경향을 보였다. 120 bar 및 100 bar 실험조건에서는 혼합물의 상태가 단상 초임계상태이었으며 $N_2$ 조성비 증가에 따른 비체적 및 질량유량당 압력강하 기울기가 크게 변하지 않음을 확인하였다. 70 bar 실험조건에서는 액상, 이상, 기상으로 혼합물의 상이 바뀌었으며 각 상에 따라 질량유량당 압력강하 및 비체적의 기울기가 달라짐을 확인하였다.