• 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 ${\pm}14.2$.

• 상하수도학회지
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• 제14권2호
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• pp.147-156
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• 2000

In this study, the optimal operation parameters of MLE(Modified Ludzack-Ettinger) process treating the liquid supernatant separated from the slurry excreta of swine feedlot was studied as a promising biological treatment process. The nitrogen removal characteristics with different volume ratio between nitrification and denitrification reactor and the operational effect with different nitrogen loading rate, and different C/N($COD_{Cr}/TKN$) ratio were investigated. Based on the laboratory results, pilot MLE plant was operated to examine the effect of ambient temperature for five months including winter. The denitrification reactor which is 20% of total volume was proposed as the most optimal volume fraction for nitrification and denitrification. The optimum ratios of F/M and $F_N/M$ were increased with increase of the C/N ratio. However, optimum F/M ratio was changed more rapidly than $F_N/M$ ratio with increase of the C/N ratio. Therefore, MLE process is desirable to be controlled by F/M ratio in the range of high C/N ratio and by $F_N/M$ ratio in the range of low C/N ratio. Pilot MLE plant showed the higher removal efficiencies of COD and TKN in winter than in summer and was operated most stably at the temperature of $20{\sim}25^{\circ}C$ for mixed liqour.

• 한국환경과학회지
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• 제31권4호
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• pp.295-309
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• 2022

The purpose of this study was to evaluate the operational characteristics of wastewater treatment using Sequencing Batch Reactor (SBR) with Aerobic Granular Sludge (AGS) separator in the pilot plant. Pilot plant experiments were conducted using SBR with AGS separator and pollution removal efficiencies were evaluated based on the operational condition and surface properties of AGS. The results of the operation on water quality of the effluent showed that the average concentration of total organic carbon, suspended solids, nitrogen, and phosphorus was 6.89 mg/L, 7.33 mg/L, 7.33 mg/L, and 0.2 mg/L, respectively. All these concentrations complied the effluent standard in Korea. The concentration of mixed liquor suspended solid (MLSS) fluctuated, but the AGS/MLSS ratio was constant at 86.5±1.3%. Although the AGS/MLSS ratio was constant, sludge volume index improved. These results suggested that the particle discharged fine sludge and increased the AGS praticle size in the AGS. Optical microscopy revealed the presence of dense AGS at the end of the operation, and particles of > 0.6 mm were found. Compared to those of belt-type AGS separator, the required area and power consumption of the hydrocyclone-type AGS separator were reduced by 27.5% and 83.8%, respectively.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권6호
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• pp.896-902
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• 2015

Milking center wastewater (MCW) has a relatively low ratio of carbon to nitrogen (C/N ratio), which should be separately managed from livestock manure due to the negative impacts of manure nutrients and harmful effects on down-stream in the livestock manure process with respect to the microbial growth. Simultaneous nitrification and denitrification (SND) is linked to inhibition of the second nitrification and reduces around 40% of the carbonaceous energy available for denitrification. Thus, this study was conducted to find the optimal operational conditions for the treatment of MCW using an attached-growth biofilm reactor; i.e., nitrogen loading rate (NLR) of 0.14, 0.28, 0.43, and $0.58kg\;m^{-3}\;d^{-1}$ and aeration rate of 0.06, 0.12, and $0.24\;m^3\;h^{-1}$ were evaluated and the comparison of air-diffuser position between one-third and bottom of the reactor was conducted. Four sand packed-bed reactors with the effective volume of 2.5 L were prepared and initially an air-diffuser was placed at one third from the bottom of the reactor. After the adaptation period of 2 weeks, SND was observed at all four reactors and the optimal NLR of $0.45kg\;m^{-3}\;d^{-1}$ was found as a threshold value to obtain higher nitrogen removal efficiency. Dissolved oxygen (DO) as one of key operational conditions was measured during the experiment and the reactor with an aeration rate of $0.12\;m^3\;h^{-1}$ showed the best performance of $NH_4-N$ removal and the higher total nitrogen removal efficiency through SND with appropriate DO level of ${\sim}0.5\;mg\;DO\;L^{-1}$. The air-diffuser position at one third from the bottom of the reactor resulted in better nitrogen removal than at the bottom position. Consequently, nitrogen in MCW with a low C/N ratio of 2.15 was successfully removed without the addition of external carbon sources.

• 한국물환경학회지
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• 제25권4호
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• pp.522-529
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• 2009

To supply safe drinking water to areas lacking in water supply and drainage system, such as rural area and military bases in proximity to Demilitarized Zone, effective method for treating organic contaminants such as MTBE is required. This study focuses on seeking optimal conditions for effective degradation of MTBE using a bath type ultrasound reactor. Effectiveness of MTBE degradation by ultrasound is dependent on the frequency, power, temperature, treatment volume, initial concentration, catalyst, etc. In this study the degradation rate of MTBE by ultrasound was proportional to power/unit volume ratio and removal is relatively more efficient for 0.1 mM than for 1 mM of MTBE solution. Efficiency of ultrasound treatment for 1 mM MTBE solution was enhanced under bath temperature of $30^{\circ}C$ compared to $4^{\circ}C$, but the temperature effect was negligible for 0.1 mM MTBE solution. Also for 0.1 mM MTBE solution, effect of catalyst such as $TiO_2$ and $Fe^0$ on treatment speed was negligible, and zeolite even increases the time taken for the degradation. Under these specific experimental conditions of this study, the most determinant factor for degradation rate of MTBE in solution was frequency and power of ultrasound. The results have shown that a continuous ultrasound reactor system can be used for small scale remediation of organically polluted groundwater, under optimal conditions.

• 태양에너지
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• 제12권3호
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• pp.10-20
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• 1992

본 실험에서는 산업폐수, 가정폐수, 지하수 등에 오염되는 유독성 유기물 처리를 위한 태양반응시스템의 개발을 목적으로 batch형 광분해 반응시스템을 구성하여 수처리 분해 실험을 실시하였다. 실험실 규모의 batch형 반응기를 구성하여 수질 개선용 광화학 반응 활용의 기술적 타당성을 확보하고자 하였으며 다음과 같은 결론을 얻을수 있었다. (1) $TiO_2$ anatase, $TiO_2$ rutile 그리고 $V_2O_5$를 대상으로 광촉매 선정을 위한 실험결과, 본 실험조건에서는 band gap energy가 약 3.2 eV인 $TiO_2$ anatase가 유해 유기물 TCE의 가장 높은 분해율을 나타내었다. $TiO_2$ anatase의 결정구조는 XRD 관찰에 의하여 확인할 수 있었으며, BET-$N_2$ 측정결과 단위무게당 표면적은 약 7.748 $m^2/g$ 이었다. (2) $TiO_2$ anatase의 투입량이 많을수록 TCE분해율도 증가하였다. 그러나 투입량이 0.1 wt% 이상이 될 경우 분해율의 증진은 아주 미미하여서 0.1 wt%의 $TiO_2$ anatase 양을 slurry batch 형 시스템 실험에 최선으로 채택하였다. (3) $H_2O_2$의 양이 TCE 분해율에 미치는 영향을 조사한 결과 적정량은 약 0.06 volume%임을 알 수 있었다. 이는 적정량의 $H_2O_2$는 OH radical의 형성을 촉진시키지만 과량의 존재시에는 오히려 OH radical과 반응하여 이를 소모하는 역효과를 나타내기 때문이다. (4) 광반응기의 head space를 변화시키면서 산소양의 TCE 분해율에 미치는 영향을 관찰한 결과 TCE 분해반응식의 이론적 stoichiometry로나 실험적으로나 산소양이 아주 중요한 변수임을 알수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.331-340
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• 2000

기존의 2상 생물학적 유동상은 산소 공급의 한계 및 유동 분산판 폐쇄 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 3상의 선회류 유동상을 고안하여 그 운전특성을 연구하였다. 합성 폐수의 평균 TOC농도는 약 $70mg/{\ell}$($62{\sim}84mg-TOC/{\ell}$)이었고, HRT는 1.6시간, 평균입경이 0.397 mm인 모래의 충전량을 200에서 $600m{\ell}/{\ell}$까지 단계적으로 변화시키며, 미생물의 농도 및 처리 수질을 측정하였다. 실험 결과 기존 유동상 반응기의 분산장치의 폐색과 산소공급의 제한 등 연속운전에 지장을 주는 단점을 보완할 수 있었다. 실험 기간 중에 반응조의 DO의 농도는 $3mg/{\ell}$이상을 유지할 수 있었으며, TOC 제거율은 91~94 %, MLVSS농도는 $2,360{\sim}3,860mg/{\ell}$, F/M 비는 $0.59{\sim}1.04kg-TOC/kg-MLVSS{\cdot}day$, 생물막의 두께는 $35{\sim}71{\mu}m$, Media-g당 MLVSS는 8.4~17.3 mg/g, 그리고 슬러지 발생량은 $1.08{\sim}2.35kg-SS/m^3{\cdot}day$의 변화를 보였다. 충전량에 따른 MLVSS농도 변화를 분석한 결과 충전량이 $400{\sim}450m{\ell}/{\ell}$일 때 MLVSS농도를 가장 높게 유지할 수 있었고, Media-g당 MLVSS농도 측면에서는 충전량이 $250m{\ell}/{\ell}$일 때 가장 높은 농도를 유지할 수 있었다. 유출수의 SS는 $350{\sim}450m{\ell}/{\ell}$에서 낮게 나타났다. 적정 처리효율에서 F/M 비가 낮고, 슬러지 발생량이 적은 최적조건에서의 생물막의 두께는 약 $54{\mu}m$, g-Media당 MLVSS의 농도는 13 mg이였으며, 충진량은 $350{\sim}400m{\ell}/{\ell}$(35~40%)임을 알 수 있었다. 최적 충전 상태에서 광학 현미경으로 Media를 관찰할 때 Epistylis sp.의 고착성미생물을 일부 관찰할 수 있었으며, Media 표면을 전자현미경으로 촬영한 결과 구균류가 부착 성장하는 것을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제2권2호
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• pp.19-29
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• 1994

펄프 제지공장에서 다량으로 발생되는 제지슬럿지를 재활용하기 위한 한 방법으로 퇴비화를 시도하였으며, 이에 필요한 적절한 반응변수를 조사하기 위하여 소형반응조와 정체식 더미를 이용하여 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 제지슬럿지의 성분분석 결과 pH가 7.1, C/N 비 28~30, 수분이 60~65% 정도로 퇴비화에 적정한 수준이었으며 수은, 카드뮴, 납 등 중금속은 전혀 검출되지 않았다. 공기공급량과 질소원량에 따른 $CO_2$ 방출량과 온도변화를 조사하였는데, 1시간 또는 2시간에 1분씩 강제송풍 (2리터/분)을 해준 경우 반응기에 넣고 60시간까지 $CO_2$ 방출량과 온도가 서서히 증가하였으나 그 이후로는 감소하기 시작하였다. 그러나, 30분 마다 1분씩 송풍을 하였을 때는 $CO_2$ 방출량은 바로 감소하기 시작하였고 온도는 24시간 후부터 떨어지기 시작하였다. $CO_2$ 방출량과 온도간의 상관관계를 구해보면 3처리 모두 고도의 정상관(r=0.802, 0.816, 0.985)을 보여 퇴비화가 미생물의 정상적인 활동에 의해 진행되고 있음을 알 수 있다. 그러나, 송풍간격을 4시간 또는 8시간에 1분씩으로 하였을 때는 $CO_2$ 방출량은 시간이 경과 할 수록 감소하였으나 온도는 전자의 경우 24시간까지 올라갔다가 감소하기 시작하였고 후자의 처리시에는 48시간까지 높아졌다가 떨어지기 시작하였다. $CO_2$ 방출량과 온도간의 상관관계는 r= -0.93으로 고도의 부상관을 보였다. 이것으로 보아 이 상태에서는 정상적인 호기적 조건에서의 미생물활동이 진행되지 않는것으로 생각되며, 산소부족에 의한 혐기성생물작용이 일어난 것으로 생각되었다. 요소 첨가량에 따른 퇴비화 진행정도를 보면 0.5%, 1.0% 요소용액 처리시 처리 1일 후까지 $CO_2$ 방출량과 온도가 증가하였다가 그 이후로는 감소하였으나, 2.0% 용액 처리시에는 48시간까지 증가하다가 감소하였다. 이 결과 역시 $CO_2$ 방출량과 온도와의 상관관계는 고도의 정상관을 보여 정상적인 미생물 분해 활동이 이루어지고 있음을 알 수 있었다. 100kg 의 제지슬럿지에 1% 요소용액을 살포하여 섞은뒤 static pile system으로 실내 공간에 쌓아두고 적절한 간격으로 뒤짚어 주면서 16일간 온도, pH, 및 미생물밀도, C/N 비 변화를 조사하였다. 처리후 3일까지 온도가 증가하여 $65^{\circ}C$에 도달하였고 그 이후로는 감소하여 16일째는 거의 외기온과 비슷하였다. pH는 초기에 7.5였으나 계속 증가하여 4일째에는 약 8.3으로 유지되었고 8일 이후 점차 감소하기 시작하였다. 퇴비화진행의 직접적인 지표로 중온성 및 고온성 미생물의 밀도는 초기에 중온성 미생물이 고온성 미생물에 비하여 높았으나 시간이 경과하면서 고온성 미생물의 밀도가 높아져 온도변화와 유사한 변화를 나타내었다. C/N 비는 처리전 약 30 이었으나 16일 후에는 약 20으로 감소하였다. 이상의 결과로 미루어 볼때 제지슬럿지는 그 발생원에 따라 약간씩 차이는 있겠지만 적당한 퇴비화 조건이 찾아지면 효율적으로 퇴비화 시킬 수 있을것으로 생각되었다.