• 상하수도학회지
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• 제14권3호
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• pp.271-280
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• 2000

This study was conducted to determine the applicable loading rate and to evaluate the possibility of using limestones as an alkalinity source for the removal of ${NO_3}^{-}-N$ remaining after denitrification/nitrification process with the down-flow sulfur packed bed reactor(SPBR). The pretreated sewage was fed to SPBR. Three SPBRs were filled with elemental sulfur particles and limestones and the volumetric ratios of sulfur to limestone were 0%, 12.5% and 25% for R-0%, R-12.5% and R-25%, respectively. The applicable loading rate was evaluated increasing flow rate with influent ${NO_3}^{-}-N$ concentration of 20 mg/L. For R-0% with external alkalinity supply, denitrification efficiency was greater than 96% up to loading rate of $354.8g\;{NO_3}^{-}-N/m^3{\cdot}day$, and corresponding EBCT was 1.4hr. For R-12.5% and R-25%, where alkalinity was supplied by the limestone filled in the reactor, denitrification efficiency was greater than 94% up to loading rate of $283.8g\;{NO_3}^{-}-N/m^3{\cdot}day$, and corresponding EBCT was 1.7hr. The slightly better performance of R-12.5 compared to R-25 suggests that the volumetric sulfur to limestone ratio of 12.5% was enough for the supply of alkalinity required for sulfur-utilizing denitrification. DO was appeared not showing inhibitory effect on sulfur-utilizing denitrification. The clogging of SPBR caused by the produced gas can effectively be eliminated by regular introduction of treated water in up-flow mode.

• 한국환경과학회지
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• 제21권12호
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• pp.1455-1462
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• 2012

The vertical distributions of nitrifying bacteria in aerobic fixed biofilm were investigated to evaluate the relationship between nitrification performance and microbial community at different HRT. Fluorescent in situ hybridization (FISH) and portable ion selective microelectrode system were adopted to analyze microbial communities and ions profiles according to the biofilm depth. Cilia media packed MLE (Modified Ludzack-Ettinger) like reactor composed of anoxic, aerobic I/II was operated with synthetic wastewater having COD 200 mg/L and $NH_4{^+}$-N mg/L at HRT of 6 hrs and 4 hrs. Total biofilm thickness of aerobic I, II reactor at 4 hrs condition was over two times than that of 6 hrs condition due to the sufficient substrate supply at 4 hrs condition (6 hrs; aerobic I 380 ${\mu}m$ and II 400 ${\mu}m$, 4 hrs; aerobic I 830 ${\mu}m$ and II 1040 ${\mu}m$). As deepen the biofilm detection point, the ratio of ammonia oxidizing bacteria (AOB) was decreased while the ratio of nitrite oxidizing bacteria (NOB) was maintained similar distribution at both HRT condition. The ratio of AOB was higher at 4 hrs than 6 hrs condition and $NH_4{^+}$-N removal efficiency was also higher at 4 hrs with 89.2% than 65.4% of 6 hrs. However, the ratio of NOB was decreased when HRT was reduced from 6 hrs to 4 hrs and $NO_2{^-}$-N accumulation was observed at 4 hrs condition. Therefore, it is considered that insufficient HRT condition could supply sufficient substrate and enrichment of AOB in all depth of fixed biofilm but cause decrease of NOB and nitrite accumulation.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제15권6호
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• pp.430-435
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• 1987

전분으로부터 동시당화 발효법에 의한 에탄을 생산공정의 개발을 위하여 amyloglucosidase를 chitin 에 결합시킨 후 Zumomonas mobilis와 함께 sodium alginate젤에 재고정화 시킨 다음 에탄을 생산실험을 행한 결과 전분의 당화 및 발효속도를 증가시킬 수 있음이 발견되었다. 충진층 발효조를 사용한 연속식 에탄올 생산결과 40일 이상 안정하게 유지할 수 있었고, 최대 에탄올 생산성은 희석배율 0.83$hr^{-1}$에서 17.7g/$\ell$, h였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.46-52
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• 2007

As flue gas desulfurization (FGD) wastewater contains high concentrations of nitrate and is very low in organic carbon, the feasibility of nitrate removal by autotrophic denitrification using Thiobacillus denitrificans was studied. This autotrophic bacteria oxidizes elemental sulfur to sulfate while reducing nitrate to elemental nitrogen gas, thereby eliminating the need for addition of organic compounds such as methanol. Owing to the unusually high concentrations of dissolved salts $(Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Na^+,\;K^+,\;B^+,\;SO_4^{2-},\;Cl^-,\;F^-,)$ in the FGD wastewater, extensive laboratory-scale and pilot-scale tests were carried out in sulfur-limestone reactors (1) to determine the effect of salinity on autotrophic denitrification, (2) to evaluate the use of limestone for pH control and as source of inorganic carbon for microbial growth, and, (3) to find the optimum environmental and operational conditions for autotrophic denitrification of FGD wastewater. The experimental results demonstrated that (1) autotrophic denitrification is not inhibited up to 1.8 mol total dissolved salt content; (2) inorganic carbon and inorganic phosphorus must be present in sufficiently high concentrations; (3) limestone can supply effective buffering capacity and inorganic carbon; (4) the high calcium concentration may interfere with pH control, phosphorus solubility and limestone dissolution, hence requiring pretreatment of the FGD wastewater; and, 5) under optimum conditions, complete autotrophic denitrification of FGD wastewater was obtained in a sulfur-limestone packed bed reactor with a sulfur:limestone volume ratio of 2:1 for volumetric loading rates up to 400g $NO_{3^-}N/m^3.d$. The interesting interactions between autotrophic denitrification, pH, alkalinity, and the unusually high calcium and boron content of the FGD wastewater are highlighted. The engineering significance of the results is discussed.

• KSBB Journal
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• 제22권4호
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• pp.191-196
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• 2007

본 연구는 급속한 산업 발전으로 인해 일어난 많은 수질오염 문제 중 생활하수의 처리방법에 관심을 기울여 생물막 공법을 이용하였는데, 이는 소규모 오폐수 처리장치에서 운전과 유지가 간단하고 활성슬러지 공정보다 넓은 부지를 필요로 하지 않기 때문이다. 생물막 공법 중 생물여상법의 변법을 적용한 Pilot 규모의 상향류식 충전탑형 반응기로 내부의 담체로는 폐토기와 폐비닐을 넣어 혐기조와 호기조를 구성하였고, 생활 오수로는 식당 오수를 이용하여 Lab.-Scale 실험 후 Pilot-Scale로 Scale-up하여 100여일 간에 걸쳐 실험을 수행하였다. 실험은 연속 포기시 일정 HRT에서 유기물과 질소, 인 제거율을 살펴보았다. 실험결과 $BOD_5$와 SS의 평균 제거율은 각각 94.33%와 87.77%로 높은 제거율을 보였으나, $COD_{Cr}$은 81.46%로 목표 제거율 90% 이상에 미치지 못하였고, T-N과 T-P도 각각 71.92%와 21.10%로 예상보다 약간 낮았다. 특히 $COD_{Cr}$와 T-N의 제거율은 지난 Lab.-Scale 때보다 약 10% 정도의 감소를 하여 Pilot-scale에 내외적인 문제가 작용한 것으로 보였다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.212-217
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• 2014

재생공정에서 황화 된 탈황흡수제의 재생을 위하여 산소는 산화제로 사용되었다. 재생공정에서 미량의 미 반응 산소는 직접 황 회수 공정으로 유입된다. 그러나, $SO_2$ 환원을 위한 반응성은 미 반응 산소의 다양한 이유에 의해서 저하된다. $SO_2$ 환원을 위한 반응성 실험을 위해 Sn-Zr계 촉매가 사용되었으며, $SO_2$와 $O_2$는 각각 5.0 vol%와 4.0 vol%로 고정하였고 $300-450^{\circ}C$와 1-20 atm에서 수행되었다. 본 연구에서는 고온건식 탈황공정의 직접 황 회수공정에 유입되는 미 반응산소에 의한 촉매반응성 저하에 미치는 영향을 조사하였다. $SO_2$ 환원으로 생성된 원소 황은 미 반응산소에 의해서 재산화되고, redox반응기구에서 Sn-Zr계 촉매의 빈 격자 산소자리가 미 반응산소에 의해서 재산화되므로 $SO_2$ 전화율은 감소되는 것으로 판단된다. 한편 환원제로써 공급된 CO는 미 반응산소에 의해서 산화되어 연소열에 의해 촉매 충전 층 온도가 상승되기도 한다. 결과적으로 충전 층의 빠른 온도상승은 활성 물질을 소결시켜 촉매의 비활성화를 초래하게 된다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.776-780
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• 2007

A biofilm reactor packed with porous media was investigated for nitrogen removal of synthetic wastewater. The effect of different loading rates on the nitrification was sustained to be steady state with stable efficiency of 50~60% in the range of $0.0083{\sim}0.017gNH_4-N/gMLVSS{\cdot}day$ of F/MN ratio and $1{\sim}2kgNH_4-N/m^3{\cdot}day$ of media volumetric loading rate. However, nitrification efficiency was rapidly decreased to 25~30% as F/MN ratio and media volumetric loading rate were increased to the range of $0.025{\sim}0.034gNH_4-N/gMLVSS{\cdot}day$ and $3{\sim}4kgNH_4-N/m^3{\cdot}day$, respectively. Also the consumption rate of alkalinity was higher under 8 hours of HRT than unter 6 hours of HRT. Accordingly the influent loading rate variation by detention time with influent flow influenced more on the nitrification efficiency than the influent loading rate variation by the influent concentration did. The temperature effect on the nitrification showed 25% higher in summer than in winter as the results reported by other researchers who reported that the nitrification efficiency in biofilm showed 20% increase from 55% to 75% when the temperature was raised from $20^{\circ}C$ to $25^{\circ}C$. Denitrification with sulfur-media showed 90% removal efficiency under steady-state with no effect from the increase of influent concentration and empty bed contact time (EBCT) change such as EBCT was decreased from 8.4 hr to 4.3 hr and $NO_3-N$ loading rate was changed within the range of $0.1{\sim}0.4kgNO^3-N/m^3{\cdot}day$. Accordingly Denitrification with sulfur-media is feasible for post denitrification at the concentration less than $80mgNO^3-N/L$.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.689-694
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• 2006

계면활성제 거품과 부유미생물을 이용하여 휘발성유기화합물(VOCs)를 제어하는 새로운 방법인 계면활성제 미생물반응기(BFR)를 대상으로, 단일 VOC와 혼합 VOCs가 유입되는 조건에서 BFR의 반응특성을 확인하였다. 본 연구에서는 혼합 VOCs로는 benzene, toluene, p-xylene, styrene의 4가지 물질을, 단일 VOCs로는 toluene을 선정하였다. 전체적으로 BFR 시스템은 기체체류시간 40초 조건에서 안정적인 운전효율을 보여 기존 담체충진형 바이오필터의 대안기술로 적용 가능하다고 판단된다. 또한 동적부하 변동실험 결과 BFR 시스템은 높은 부하량 유입시 거품에 의한 물질전달율이 일정하게 유지되어 안정적인 처리효율을 얻을 수 있었다. 그러나 유입 VOCs 농도가 증가하면서 액상으로 전달된 VOCs 일부가 미생물 반응조에서 탈기 작용으로 기체상으로 역배출되어 최종 유출농도가 상승하는 현상이 발견되었다. Styrene 이외의 다른 VOCs는 물질전달율 면에서 큰 차이가 없었으며 생분해율(styrene, toluene, benzene, p-xylene) 순에 따라 최종 유출농도가 결정되었다. 따라서 본 연구의 BFR 시스템은 활성미생물 농도 또는 미생물 반응조 부피 증가 등의 방법으로 전체 운전효율을 증가시킬 수 있을 것으로 예상된다. BFR 시스템에 대한 추가 연구 및 개량은 물질전달율 증가보다는 미생물 활성도, 혼합 VOCs에 의한 미생물 군집변동 등에 초점을 맞출 필요가 있다.

• 한국가스학회지
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• 제20권4호
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• pp.65-77
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• 2016

Fischer-Tropsch 반응기 내 복잡한 반응과 흐름을 상세히 모델링하는 것은 CFD 분야에 있어 도전적 과제이다. Fischer-Tropsch 반응은 여러 가지 탄소수를 가진 탄화수소들을 만들어내는데, 탄화수소에는 무수히 많은 이성질체가 존재하는 이유로 모든 화학종에 대해서 각각의 반응속도식을 도출해 적용하는 것은 어렵다. 이의 극복을 위해 기존 연구들에서 사용된 반응속도식 모델링 방법론들을 분석한 뒤, 화학종별 상세한 반응속도식 적용을 위해 non-Anderson-Schulz-Flory 방법론을 선정하여 상세 모델링을 진행하였다. 또한 반응 특성상 다상 흐름 형태를 띠는데, 다상 흐름 모델링의 경우 상간의 간섭이나 분산상의 분포 및 유동 형태 등에 따라 적합한 모델링 방법론이 다르다. 그러나 기존 연구들에서는 타당성에 대한 논의나 근거 제시 없이 각양각색의 내부 흐름 모델링 방법론이 사용되고 있다. 실험을 통해 내부 흐름 형태를 관찰한 뒤 유동 형태에 따른 모델링을 진행하는 것이 최선이나, 자원 여건상 어려움이 있어, 본 연구에서는 전통적인 유체역학 이론에 근거해 내부 흐름 형태를 먼저 추론하고 Mixture 모델 방법론을 선정하여 체계적인 CFD 모델링을 진행함으로써, 사용된 방법론에 대한 근거를 마련하고자 하였다. 10가지 실험조건에서 진행한 실험 결과와 본 연구의 시뮬레이션 결과를 비교하였으며, 이를 통해 본 연구가 제안하는 체계적 모델링 방법론의 타당성을 입증하였다.

• 공업화학
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• 제8권1호
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• pp.122-131
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• 1997

아연-티타늄 복합금속산화물 탈황제를 제조하여 석탄가스중의 $H_2S$를 제거하는 고온탈황성능을 연구하였다. $H_2S$ 흡수에 의한 탈황제의 황화반응실험을 충전층 관형 흐름반응기를 사용하여 $550{\sim}750^{\circ}C$ 범위에서 수행한 결과 탈황율과 아연성분의 손실측면에서 $650^{\circ}C$가 최적 황화반응 온도임이 밝혀졌다. SEM 분석에 의해서 $650^{\circ}C$에서의 황화반응과 $750^{\circ}C$에서의 재생반응에 따른 탈황제 입자의 구조변화를 관찰하였다. 탈황성능의 지속성과 탈황제 내구성을 평가하기 위하여 연속적인 황화-재생 cycle 반응실험을 수행하였으며 10번째 cycle 이후에 수거반 탈황제 시료의 특성을 BET, XRD, SEM/EDX에 의해서 분석하였다. 아연-티타늄 복합 산화물 탈황제는 연속적인 황화-재생 cycle 동안에 거의 일정한 탈황성능을 나타내었다.