• 제목/요약/키워드: 질소와 인

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축산폐수 처리를 위한 광섬유 생물반응기를 이용한 조류 배양 공정 개발 (Process Development of Algae Culture for Livestock Wastewater Treatment Using Fiber-Optic Photobioreactor)

  • 최정우;김영기;류재홍;이우창;이원홍;한징택
    • KSBB Journal
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    • 제15권1호
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    • pp.14-21
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    • 2000
  • 본 연구는 조류의 고농도 배양을 통하여 축산폐수로부터 질소, 인등의 영양염류를 효과적으로 제거하여 환경오염을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 조류성장의 환경적 요소인 질소/인 농도비에 대한 질소와 인의 제거효율 분석 실험을 통하여 질적 질소/인 농도비를 결정하였다. 고농도 조류 배양을 위한 광도의 균일한 공급을 위하여 광섬유를 이용한 광생물반응기를 공정에 적용하였다. 제안된 광섬유를 이용한 광생물반응기는 광원으로부터 반응기 전체로 효과적인 광전달을 수행하는 것을 확인하였다. 조류 배양에서 조류의 성장과 질소, 인의 제거를 표현하기 위해서 구조적 속도식 모델을 제시하였다. 유전알고리즘을 이용한 자기구성퍼지 제어기를 구성하여 반연속식 폐수처리공정의 제어를 수행하였다. 구성된 퍼지 제어기는 폐수의 유입량 조절을 통하여 질소의 농도를 주어진 설정치로 유지되도록 운전하였다. 실험 결과에 의해 자기구성 퍼지 제어기는 원하는 질소의 농도를 잘 유지함은 물론 조류의 성장을 증진시킴을 알 수 있었다.

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사탕무알콜증류폐액을 기질로 Candida rugosa 효모균체를 생산할 때 기질의 최적화와 COD감소에 대한 연구 (Study on the Optimization of Substrate and COD-reduction in the Cultivation of Yeast Candida rugosa in Sugar Beet Stillages)

  • 이기영
    • 유기물자원화
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    • 제12권3호
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    • pp.119-125
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    • 2004
  • 사탕무즙을 이용한 알콜생산에서 배출되는 증류폐액(sugar beet stillage)을 기질로 고온성 효모인 Candida rugosa를 이용해 단세포단백을 생산 할 때 기질의 최적화와 COD 감소를 연구하였다. 인의 첨가는 실험에 사용된 3가지 모든 시료기질에 꼭 필요한 것으로 나타났고 질소첨가는 기질의 잔당농도가 높을 경우에 필요하였다. 모든 시료에 있어서 인의 첨가는 생균생산율(Biomass production)을 23-61% 까지 크게 높였다. 이에 비해 질소의 첨가는 잔당함량이 높을 경우 생균생산율을 약간 상승시켰으나 질소와 함께 첨가할 경우 90%까지 크게 높였다. COD는 인의 첨가로 인해 26-46%까지 더 감소되었으며 질소와 함께 첨가할 경우 85%까지 크게 감소되었다.

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사료이용율 증가에 따른 비반추가축의 분뇨에 의한 공해발생 감소에 관한 연구 (A Study on the Reducing Pollutants in Non-Ruminant Manure by Increasing Feed Utilization)

  • Nahm, K.H.
    • 한국가금학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.245-257
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    • 2001
  • 가축사육이 집단화되면서 가축배설물의 축적은 집중화 현상을 초래하게 되었고 또 계속적인 분뇨 분비물의 유출은 환경공해의 요인이 되고 있으며 이는 공공의 걱정거리로 대두되고 있다. 가축분뇨 중에서 질소와 인이 환경공해요인이 되는 가장 중요한 영양소이지만 가축이나 축산시설물에서 발생되는 냄새 역시 공해의 요인이 되고 있다. 급여되는 사료의 영양소효율을 높이는 길이 환경공해를 감소시키는 방법이다. 가장 많은 실험은 닭과 돼지를 대상으로 하여 이루어졌다. 사료첨가제의 이용, 사양방법의 수정 등으로 사료중의 영양소 이용성을 높임으로서 질소와 인의 배출감소는 물론 냄새와 분의 건물함량을 줄일 수 있었다. 1) 합성아미노산 제제를 사료 중에 첨가하고 단백질 수준을 감소시켰을 때 육계의 경우 10∼27%의 질소배출을 기대할 수 있었으며 산란계의 경우 18∼35%, 돼지의 경우 62%, 돼지에서 생성되는 냄새를 9∼43%까지 감소시키는 효과를 기대 할 수 있었다. 2) 사료 중에 효소제를 첨가하였을 때 육계 분의 건물함량을 12∼15% 감소시킬 수 있었다. 3) phytase를 첨가할 경우 분으로 배설되는 인의 함량은 양계의 경우 25∼35%,돼지의 경우 9∼43%까지 감소가 가능했다. 4) 성장촉진제를 이용할 경우 돼지에서 질소의 배설 양을 5∼30% 감소시킬 수 있었으며 냄새는 53∼55%까지 감소가 가능했다. 5) 사료배합을 요구량에 가깝게 하여 급여하였을 때 양계나 양돈의 경우 질소와 인은 각각 10∼15% 감소를 기대 할 수 있었으며 돼지의 냄새는 28∼79%까지 감소가 가능했다. 6) 기별 사양을 철저히 실시함으로서 양계와 양돈의 경우 질소는 10∼33%, 인산은 10∼13%, 그리고 성장 비육돈의 경우 49∼79% 감소를 기대 할 수 있다. 7) 닭이나 돼지의 사료를 배합시 소화율이 높은 곡류를 이용하면 질소와 인의 배설을 5% 감소시킬 수 있다.

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우사의 깔짚과 퇴비에 있는 질소와 인의 형태적 변화와 저감 방안에 관한 연구 (Study on the Morphological Change and Reduction Plan of Nitrogen and Phosphorous in Litter and Manure of Cow House)

  • 김연정;유건상
    • 대한화학회지
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    • 제65권4호
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    • pp.249-253
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    • 2021
  • 안동에 있는 한 가축 농가의 우사에서 깔짚과 퇴비를 채취하였다. 이들 시료로부터 질소(N)와 인(P)의 성상의 변화를 조사하고 이들을 유용하고 현실적으로 제거할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 시료의 조성 및 그 함량은 X-선 형광 분석기(XRF)로 확인하였다. 시료에서 용출되어 나오는 아질산성질소(NO2-), 질산성 질소(NO3-), 인산이온(PO43-)들은 이온 크로마토그래프로, 암모니아성 질소(NH4+), 총인(T-P), 총질소(T-N)는 자외선/가시광선 분광기를 이용하여 분석하였다. 연구의 결과로서, 소의 배설물 초기 상태에 있는 암모니아성 질소는 pH를 상승시켜 바로 휘발시킬 수 있는 암모니아 가스 상태로 만들 필요성이 있다. 녹조류 증식의 주요 영양원인 질소와 인은 퇴비의 발효를 촉진시킨 후 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)을 첨가하여 인은 인산칼슘(CaHPO4·3H2O), 질소는 스투루바이트(NH4MgPO4·6H2O) 형태의 난용성염을 생성 시킴으로서 제거 할 수 있다.

세라믹 담체에 적용된 해양박테리아 4종의 저농도 질소-인 제거 (Low Concentrated Nitrogen-Phosphate Removal of 4 Strains of Marine Bacteria Applied to Ceramic Media)

  • 이건섭;김소정;정영재;김동균;이상섭;오정균;이택견
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권10호
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    • pp.4910-4916
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    • 2012
  • 세라믹담체에 적용한 4종의 해양박테리아 (Aeromonas hydrophila, Chryseomonas indologenes, Pseudomonas diminuta, Vibrio parahaemolyticus)의 저농도 질소 인 제거 효율의 변화를 분석하였다. 해양박테리아는 광양만에서 분리 동정하였다. 담체에 적용한 4종의 해양박테리아 모두 대조군에 보다 약 3배 정도의 성장률이 증가하였으며, 암모니아서 질소 제거효율도 30% 이상 증가하였다. 질산성 질소의 제거 효율은 A. hydrophila 균주가 가장 높았으며, 인의 제거는 P. diminuta 균주가 가장 높은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 세라믹담체는 질소-인 제거 효율 증진에 좋은 재료이며, 분리된 해양박테리아는 현장의 저농도 질소-인 조절에 유용할 수 있음을 보여준다.

MBR(Membrane Bioreactor: A/O)공정과 나노여과를 이용한 축산폐수 고도처리 (Advanced Swine Wastewater Treatment with using Membrane Bioreator(A/O) and Nanofiltration)

  • 장경국;배태현;김은영;장하원;탁태문
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2004년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.115-118
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    • 2004
  • 축산폐수에 대한 방류수 수질기준 항목에 COD의 추가 및 질소와 인의 기준이 강화(1999년)됨에 따라 많은 축산폐수처리시설의 보강과 새로운 기술도입이 요구되고 있다. 따라서 대부분의 공공처리시설에서는 질소 및 인을 제거하기 위하여 2차 처리단계에서 무산소조(탈질조)와 호기성(포기조)를 연계한 생물학적 질소제거를 실시하고, 최종처리단계에서 응집제 투입에 의한 응집ㆍ침전공정후 모래여과 또는 활성탄 흡착공정에 의한 인과 색도제거 하는 등, 생물학적 처리 및 물리ㆍ 화학적 처리시설이 추가적으로 보완ㆍ적용단계에 있다.(중략)

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냉해지대의 수도생육과 임, 불임인각의 양분흡수에 관한 연구 제3보 질소와 규산시용량의 차이가 인각의 양분흡수에 미치는 영향 (Studies on the Growth and Nutrient Uptaking of Flag Leaf and Chaff of Rice Plant in Cold Injury Location II, Influence of Different Nitrogen and Silicate Application on the Nutrient Uptaking of Chaff in Rice Plant)

  • 김연진;최수일;나종성;이종훈
    • 한국작물학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.81-88
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    • 1983
  • 산간부인 진안(해발 303m)에서 질소시비량과 규산조절량의 차이가 지엽 및 인각의 무기성분조성과 임실에 미치는 영향을 구명하였던 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 냉해지에서 건물생산을 높이기 위해서는 질소 15kg이상 수준은 불리하며 규산의 증시가 요망된다. 2. 질소의 과용은 지엽에 가용태질소농도를 높여 가리와 규산의 흡수를 조해하며 규산시용으로 도체의 내냉성을 강화시켜 수량을 증수시킬 수 있었다. 3. 질소시비량에 따른 임, 불임인각중에 함유된 성분중 전질소와 인산은 질소증시에 의하여 증가되며 가리, 칼슘은 질소 10-15kg을 정점으로 함유율이 높고 고토는 질소 소비구에서 높은 수치를 나타냈다. 그러나 규산은 어느 질소시비중에서도 증가하며 임, 불임인각중의 함유율은 임실인각이 6%나 높은 농도를 나타냈다. 4. 규산조절량에 따른 인각중 무기성분함유율은 규산을 증시할수록 전질소함유율은 낮아지고 인산, 가리, 칼슘, 규산은 증가되었다. 특히 불임인각의 함유율도 규산을 증시할수록 증가하며 규산 무시용구에서도 인각의 규산함유율이 높아 규산이 인각의 형태형성과 생리생태에 어떤 기작을 가지고 있을 것으로 여겨진다.

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하아브리드 공정을 통한 Cr-C:H 박막의 질소 도핑에 관한 연구 (The nitrogen doping effect on the Cr-C:H films deposited by the hybrid deposition proces)

  • 조용기;김강삼;정동근
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.192-192
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    • 2012
  • 플라즈마 CVD와 아크방전법을 혼합한 하이브리드 공정을 통하여 알곤과 메탄 그리고 질소를 인입하여 Cr을 타겟으로한 아크방전과 기판에 전극을 인가하는 방식의 플라즈마 CVD공정을 복합화하여 금속이 함유된 Cr-C:H 박막을 합성하고, 공정에 질소를 인입하여 박막에 질소를 도핑하여 부내식성과 전기적 전도성에 관한 고찰을 하였다. 내부식성은 동전위분극시험에서 $1{\mu}A/cm^2$을 보였고, 전기저항은 $1m{\Omega}-cm$ 이하로 측정되어 내식성과 전기전도성을 동시에 갖는 박막을 합성할 수 있었다. 내식성과 전기전도성에 대한 원인규명을 위하여 박막의 구조분석을 XPS, XRD, Raman 분석을 통하여 실시하였다. 흑연화 탄소(Graphitic carbon)와 금속콤포짓(Metal composite)은 내식성에 영향을 주었으며, 전도성물질의 percolation효과와 질소와 탄소의 단일 결합과정에서 생성되는 잉여전자에 의한 단일 결합(C-N) 분율이 전기전도성에 영향을 주었다.

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낙동강 수계 주요 농업지대 소유역의 수질 오염 (Water Pollution in Some Agricultural Areas along Nakdong River)

  • 정종배;김복진;김정국
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.187-192
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    • 1997
  • 낙동강 수계의 주요 농업지대 소유역에 대한 수질조사 결과를 보면, 용존산소량, 전기전도도, 화학적산소요구량, pH, 중금속함량 등은 대부분 농업용수 기준에 비추어 볼 때 문제되지 않으나, 질소 함량은 전체적으로 농업용수 기준치를 상회하며 이온형태의 인은 특히 여름철에 대부분 지역에서 조류생장 최저 농도인 0.05mg/L 이상으로 측정되었다. 지하수의 경우 전기전도도는 하천수보다 높은 경향이고 질소 함량도 농업용수 기준을 훨씬 상회하였으며 지하수 중의 질산태 질소 함량은 음용수 수질 기준인 10mg/L를 초과하는 곳도 있었다. 지하수 중의 인 함량은 하천수와 비슷한 수준이었다. 중금속은 하천수에서와 마찬가지로 아연을 제외하고 납, 구리, 카드뮴 등은 거의 검출되지 않았다. 이상의 결과를 보면 조사 지역이 농업지대이므로 중금속 등의 요염은 문제되지 않지만 질소와 인에 의한 오염은 하천수와 지하수에서 상당한 수준에 달해 있으며 이러한 질소와 인의 오염은 결국 농경지에서의 화학비료와 퇴비의 시용, 축산폐수나 생활하수의 유입에 의한 것으로 보인다.

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SBR공정의 무산소-호기 구간반복에 따른 영양염류 제거 특성 (Characteristics of Nutrient Removal with Variation of the Anoxic-Oxic Phase Repetition in Sequencing Batch Reactor Process)

  • 이재근;임수빈
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.43-48
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    • 2009
  • 본 연구에서는 소규모 처리공법으로서 질소와 인을 효율적으로 제거할 수 있으며, 관리 및 운전이 용이한 연속회분식반응조(SBR)공정의 영양염류 제거특성에 대하여 연구하였다. 특히, 질소의 탈질 및 인의 과잉섭취에 영향을 미치는, 무산소구간의 반복횟수에 따라 변화하는 용존산소, COD, 질소 및 인의 반응특성을 파악하여 SBR공정의 무산소-호기 구간반복에 따른 운전특성을 파악하고자 하였다. 이에 호기-무산소구간을 1~4회 반복하여 Run 1~4의 실험을 수행한 결과, 무산소구간의 반복횟수가 많아질수록 탈질을 위한 낮은 용존산소 유지가 어려운 것으로 나타났다. COD 제거율의 경우 운전에 상관없이 모두 91% 이상의 양호한 결과를 나타냈으나, 추가적인 무산소구간이 없을 때 효율이 약간 더 우수하였다. 질소제거에 있어서는 무산소구간이 2회 및 3회 반복되었을 때 약 68%의 높은 제거율을 나타냈으며, 배출되는 질소의 구성은 99% 이상이 $NOX^--N$ 이었다. 인 제거에 있어서는 무산소구간이 1회~3회 반복되었을 때 약 40%의 양호한 제거효율을 나타냈다.

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