This study was performed to optimize the integrated anaerobic digestion (AD) and microbial electrolysis cells (MECs) for the enhanced hydrogen production. The optimum operational conditions of integrated AD and MECs were obtained using response surface methodology. The optimum substrate concentration and operational pH were 10 g/L and 6.8, respectively. In the confirm test, 1.43 mol $H_2/mol$ hexose was achieved, which was 2.5 times higher than only AD. After 40 to 60 hour at seeding, the volatile fatty acids (VFAs) in reactor of AD were not changed. However the VFAs of reactor of AD-MECs were reduced by 61.3% (acetate: 76.4%, butyrate: 50.0%, lactate: 55.0%).
최근 화두가 되고 있는 환경문제 중 하나로 녹조현상을 꼽을 수 있다. 녹조란 남세균이 대량 증식함으로써 물빛이 녹색으로 변하는 현상으로, 영양염류 및 수온 등 이화학적 요소뿐만 아니라체류시간과 같은 수리학적 요인까지 모두 충족되었을 때 발생한다. 심하면 고밀도의 스컴(scum)을 형성하며 독소와 악취를 동반하기도 한다. 유해 남세균이 생성하는 마이크로시스틴(microcystin, MC)이 함유된 물을 입 또는 코로 섭취시 간을 손상시킨다는 보고가 있으며, 최근 해외에서는 MC가 미세먼지처럼 공기 중에 떠다니다 수변에서 생활하는 사람의 호흡기로 들어가 건강 피해를 줄 수 있다는 연구가 속속 나오고 있다. 본 연구는 우리나라 최초의 수질개선용 댐인 영주댐을 연구 대상으로 삼아 수질 모델링을 구축하고 영주댐 운영에 따른 댐 상·하류 조류 변화를 정량적으로 분석하였다. 조류의 강도를 추정하는데 클로로필-a 농도를 사용하였으며, 분석 도구로는 국립환경과학원이 수질예측 및 평가 시 사용하는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 활용하였다. 대상 구간의 실제 폭, 하상고 분포 등을 고려하여 수표면 격자망을 구현하였으며, 환경부에서 제공하는 수위 및 DO, TN, T-P, 클로로필-a 등을 활용하여 EFDC 모형의 수리 및 수질 재현성 검토를 하였다. 검·보정된 EFDC 모형으로 영주댐의 방류량 변화 및 댐의 개방과 같은 수리학적 요인을 제어하여 특정 지점의 조류 변화를 분석하였다.
Following the industrialization and urbanization in Korea, algal bloom causes aesthetic displeasure and many other problems such as taste and odor, coloration, scum, increase in pH, filter-bed blockage. There were some cases involving human death by microcystins during summertime in foreign countries. In Korea, Harmful cyanobacteria such as Microcystis and Anabaena develop in summer in the Daecheong reservoir, one of the main water resources, with the retention time of above 200 days. To better control algal bloom, the Ministry of Environment has been running algal bloom alert system from 1998 for the Daecheong reservoir, which needs to be improved to reflect the characteristics of river-type lakes. For this reason, we try to find new measures to improve an algal bloom alert system for each water zone considering the characteristics of harmful cyanobacteria in this study.
대두유의 탈취 증류분으로 부터 토코폐롤과 스테롤을 분리해내기 위하여 분자 증류법, 용매추출법, 화학처리법 등을 이용하였으며 최종 산물로 토코폐롤 농축물과 스테롤 결정을 얻었다. 용매추출법의 경우, 얻어진 토코폐롤의 순도와 회수율은 각각 21.2%와 28.3%였으며 스테롤의 순도와 회수율은 각각 69.2%와 2.6%였다. 화학처리법의 경우, 토코폐롤의 순도와 회수율은 11.8%와 76.4%였으며 스테롤의 순도와 회수율은 85.1%와 34.3%였다. 한편 분자증류법의 경우 토코폐롤의 순도와 회수율은 45%와 68%였으며 스테롤의 순도와 회수율은 각각 49.3% 57%로 나타났다. 또한 얻어진 토코폐롤 농축물을 HPLC로 비교하였다. 이 연구의 결과로 분자증류법이 실험한 다른 방법보다 더 효과적임을 알았다.
유가공폐수 처리를 위한 UASB 의 성능과 운전상의 문제점을 조사하였다. 인공 유가공폐수는 부하3.9kg $COD/m^3.day$까지 성공적으로 운전이 가능하였으며, 이 때 90% 이상의 COD 제거율과 단위 체적당 1.23 I/I.day 의 가스가 발생하였다. 그러나, 부하 2.1kg $COD/m^3.day$ 에서는 침전부 표변에 스컴층이 형성되면서 슬러지부상과 유실이 관찰되었다. 혈청병 (SBT) 실험으로 측정된 우유공장 실폐수와 아이스크림폐수의 생화학적 메탄생성능(BMP) 은 각각 0.135, 0.66ml $CH_4/mg\;COD_{added}$이었다. 반응조의 슬러지 활성도는 식종 초기에 0.159g $COD-CH_4/g$ VSS.d 에서 운전 90 일이 경과하는 동안에 8배 이상 증가하였다.
It has been studied that the measurement of odor component emission at confectionery manufacture. The objects of this study were to investigate reduction of offensive odor. The survey effects of odorous materials are presented as follows. The countermeasure of operating process is to minimize sludge sediment in each unit facility. Especially, in summer, we have to clean the sludge frequently, because anaerobic decomposing is likely to occur easily. The sludge or scum from sedimentation tank pond, and floating tank should be treated quickly. We should avoid overloading operation. In the case of overloading, dissolved oxygen should be increased, the quality of wastewater input should be decreased. When dried cakes from condense tank or floating tank are left in treatment plant, we should cover, to prevent diffusion of smell with masking materials. The seasonal condition of operating should be fixed and the kind of coagulants should be changed because the wastewater in each season have different loading rates and organic materials. Odorous materials are very sensitive to the seasonal temperature variation. Especially, when the amount of rainfall is small and the high temperature of maintenance in long periods, air diffusion rate is large, so odorous materials can make great effect on surroundings comparision with other periods. To reduce odorous gas, as short term method, we had better take ceramic addition method. Especially, in summer we should take ceramic addition method. Also, as long term method, the size of wastewater treatment facility is the most important in the normal operating of wastewater treatment facility. But wastewater treatment facilities in this factory are too old, treatment process is old fashion, and the size is too small. So, large wastewater quantity to treat in summer. As results, the expansion of wastewater treatment facility and the process of improvement are required. Restriction level of odor was exceed. As it is overloaded in summer, the basis cause of odor is that the size of wastewater treatment facility is small. The prediction of air quality equilibrium density variation show that the odorous materials from working place are Amine materials whose smell strength is about 2.5(a little strong degree). We can suppose that in summer is sensitive to temperature variation, smell strength is larger as to reduce the origin of odor. We must expand wastewater treatment facility and improve the process A.S.A.P.
새로이 제안된 15nm-Ni/15nm-Co의 적층구조로부터 제조된 NiCo 복합실리사이드를 실제 디바이스에 채용하기 위해, $SiO_2$ 스페이서를 가진 폴리실리콘 게이트 선폭이 $0.25\~l.5um$까지 변화하는 테스트그룹을 이용하여 30초-RTA를 이용한 실리사이드화 온도를 $700^{\circ}C\~1100^{\circ}C$까지 변화시키면서 이때 cleaning전후의 잔류금속의 생성모습을 확인하였다. RTA온도가 올라갈수록 $SiO_2$로 구성된 필드와 스페이서 상부와, 실리사이드가 형성된 게이트 상부에 $0.25{\mu}m$정도의 단축직경을 가진 타원형 잔류금속이 미로형 또는 게이트 방향으로 생성되는 특징이 있었고 동시에 응집이 많아지는 현상이 있었다. 응집이 많을수록 하부 절연층과의 반응도가 증가하여 절연특성이 저하될 수 있었고 과도한 습식제거 공정을 오래하여야 하므로 실험범위 내에서 가급적 저온 실리사이드화 열처리가 바람직하였다.
Electro-coagulation experiments were conducted with aluminum (Al) or iron (Fe) electrode in order to determine the optimal electrode material and operation conditions for algae removal. Al electrode showed higher removal rate of algae than Fe electrode because Al flocs have positive surface charges which electrostatically attract algae species having negative surface charges. Removal rate of algae and total phosphorous (T-P) was increased as current density and electrode area increases. It was also found that initial pH with neutral range was optimum for T-P removal by electro-coagulation. Bench-scale continuous flow experiments consisted of electro-coagulation reactor, agitation tank and settling tank were conducted. In electro-coagulation reactor, a large fraction of Al flocs were distributed to scum layer, due to the gas bubbles generated by electrolysis reaction. In agitation tank, most of Al flocs were settled and the optimal mixing intensity was found to be 50 rpm to achieve good settleability. The removal rate of algae was about 90-95%. Additionally, the removal rate of the T-P and COD was observed to be $73.8{\pm}8.0%$ and $75.0{\pm}3.8%$, respectively. Meanwhile, the removal rate of total nitrogen (T-N) was relatively low at only 24%.
The feasibility of utilizing food waste leachate as an external carbon source was tested to enhance biological nutrient removal from an industrial wastewater with an average flow rate of $164,800m^3/d$ and a low carbon/nitrogen ratio of 2.8. A considerable improvement in the removal of nitrogen and phosphorus was observed when a certain amount of the leachate, ranging from 70 to $142m^3/d$, was supplemented to the biological industrial wastewater treatment process. The addition of the leachate led to an increase in the BOD/N ratio (4.5) and the removal efficiency of nutritents from 29.7% to 71.7% for nitrogen and from 34.8% to 65.6% for phosphorus. However, an excessive dose of the leachate that significantly exceeded $120m^3/d$ caused serious operational problems, like oil-layer formation in the grit chamber and scum layer in the primary clarifier. Thus, an supplement of food waste leachate at a dose acceptable to an existing facilities can be a practical and effective means to enhance the nutrient removal from industrial wastewater and to dispose of the food waste leachate.
본 연구에서는 상수원수 취수장의 취수구로 유입되는 조류 군체의 양을 물리적으로 억제할 수 있는 조류 펜스를 개발하고, 현장에 적용 및 평가하였다(2001년 6-9월). 펜스를 설치한 후 펜스 안팎의 식물플랑크톤 생체량은 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다. 분산 분석의 결과 설치 1일 후의 chl. a는 모든 수심 (0, 1,2 m)에서 유의한 차이를 보였으며 (모든 수심에서 0.001 > p ,각 수심별 r= 16), 특히 표층과 수심 1m에서 가장 큰 차이를 보였다. 하지만 조류 저감 효과는 설치 후 3-5일이 지나면서 감소하였다. 조류 펜스의 물리적 유입 저감 효과의 지속성 유지를 위해서는 효과적인 설치 및 유지관리 방안(예, 기계적인 설치 및 주기적인 역세척 등)이 모색되어야 하며, 생태 모형을 이용하여 대번성 시기 예측이 가능할 경우 훨씬 효과적으로 조류의 유입 차단이 가능할 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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