• KSBB Journal
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• 제22권3호
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• pp.157-161
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• 2007

본 연구는 수계에서의 생물학적 고찰이 거의 없었던 MEA 단독 물질을 전형적 활성슬러지와 Pseudomonas계 균주를 이용하여 분해특성을 분석한 것이다. 잠정적 결론으로서 첫째, MEA는 수계 유입 시 COD 및 $NH_4^+$ 농도의 상당한 증가를 유발하여 MEA는 $NH_4^+$로 78.1% 이상 전환되었다. 둘째, 공기 공급이 조절된 회분식 반응기에서 MEA 분해속도는 1000 mg/L에서 최대 19.23 mg/L/h, 고농도인 5000 mg/L에서 17.55 mg/L/h로서 미생물 순응이 담보되는 경우 큰 차이를 보이지 않았다. 셋째, 순차적 순응단계를 거쳐 MLVSS가 상대적으로 작은 조건 (최대 820 mg/L)에서도 약 3개월간 안정적 장기 운전이 가능하였고, 최대 분해율은 약 95%였다. 넷째, $COD_{cr}$를 기초로 한 반응속도론 분석에 의하면 MEA 생분해는 1차 반응에 부합하였다. 향후 MEA의 생물학적 공법을 확립하기 위해 활성슬러지 시스템의 미생물 효소분석을 통해 순응단계를 최적화하는 연구를 수행할 계획이다.

• 한국물환경학회지
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• 제29권1호
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• pp.1-6
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• 2013

This study was focused on improving nitrification efficiencies of M-dephanox (Modified-Dephanox) process. Rotating biological contactor (RBC) was used instead of floating sponge type media in nitrification reactor. High ammonia removal efficiencies were observed in nitrification reactor, regardless of organic loading from contactor of M-dephanox process. Denitrification efficiencies were also increased to maintain low $NO_3-N$ concentration in effluent. This enhanced phosphate release in anaerobic contactor and resulted in high removal efficiencies of phophorus. Average removal efficiencies of $TCOD_{Cr}$ and $SCOD_{Cr}$ were 93.8% and 81.6%, respectively, while those of TKN and ${NH_4}^+-N$ were 80.9% and 74.4%, respectively. As for phosphorous treatment, the average removal efficiencies of TP and OP were 94.7% and 94.3%, respectively. Also, effect of operating temperature on nitrogen removal was examined. Average removal efficiency of TN was 65.8 % at $15^{\circ}C$ or below (at average temperature of $13.3^{\circ}C$), while that was 82.8% at $15^{\circ}C$ or above (at average temperature of $21.9^{\circ}C$).

• 공업화학
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• 제19권5호
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• pp.512-518
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• 2008

고정원에서 발생되는 질소산화물을 $V/TiO_2$ 촉매하에서 암모니아를 이용하여 질소로 제거하는 선택적 촉매 환원법에 대하여 연구하였다. 이러한 SCR 공정은 촉매의 성능이 전체 공정의 성능을 좌우한다. 본 연구에서는 $V/TiO_2$ 촉매들의 저온 및 고온에서의 SCR 반응 특성을 조사하고 촉매상에서의 암모니아 거동을 통한 반응물의 흡 탈착 특성을 파악하였다. 실험은 고정층 반응기에서 수행하였으며, 촉매는 7종의 $TiO_2$에 동일한 양의 바나듐을 담지하였다. 실험결과 각각의 $TiO_2$와 바나듐간의 상호작용에 의해 비화학양론적인 바나듐 산화물들이 다르게 생성되기 때문에 $TiO_2$에 따라 다양한 반응활성을 나타내는 것을 확인하였다. 또한 각 촉매에 대하여 각각 최적의 소성온도가 존재하였으며 촉매의 활성도 각각 다르게 나타났다. 또한 촉매의 $NH_3-TPD$ 실험 결과 SCR 활성과 흡착된 $NH_3$의 양과는 직접적으로 일치하지 않았다.

• 생태와환경
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• 제44권2호
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• pp.214-225
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• 2011

The objectives of the study were to evaluate seasonal patterns of epilimnetic water quality, and determine interannual eutrophication patterns at the dam site of Yong-dam Reservoir using long-term data during 2002~2009. Ionic dilutions, based on specific conductivity, occurred in the summer period in response to the intense monsoon rain and inflow, and suspended solid analysis indicated that the reservoir was clear except for the monsoon. Seasonality of nitrogen contents varied depending on the types of nitrogen and responded to ionic dilution; Ammonia-nitrogen ($NH_4$-N) peaked at dry season but nitrate-nitrogen ($NO_3$-N) peaked in the monsoon when the ionic dilution occurred. The maxima of $NO_3$-N seemed to be related with external summer N-loading from the watershed and active nitrogen fixation of bluregreens in the summer. $NO_3$-N was major determinant (>50%) of the total nitrogen pool and relative proportion of $NH_4$-N was minor. Long-term annual $NO_3$-N and TDN showed continuous increasing trends from 2004 to 2009, whereas TP and TDP showed decreasing trends along with chlorophyll-a (CHL) values. Empirical model analysis of log-transformed nutrients and N : P ratios on the CHL showed that the reservoir CHL had a stronger linear function with TP ($R^2$=0.89, p<0.001) than TN ($R^2$=0.35, p=0.120). Overall results suggest that eutrophication progress, based on TP and CHL, is slow down over the study period and this was mainly due to reduced phosphorns, which is considered as primary nutrient by the empirical model.

• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.866-871
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• 2006

연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.

• 유기물자원화
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• 제25권3호
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• pp.99-111
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• 2017

본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 현장조사시 도출된 결과를 바탕으로 설계 및 운전 사항, 모니터링 항목 및 주기, 시운전 기간 등 바이오가스화 시설의 전반적인 가이드라인을 제시하였다. 초기 혐기소화 처리용량 설계시 유입 원료별 배출 특성을 고려하여 처리용량의 10~30 %의 여유율을 적용하였다. 공정별 설계 지침의 경우, 반입 및 전처리 설비의 유기물 반입 농도를 TS 10 % 이하로 제한하고 혐기소화조 운전시 저해요인 제한 농도을 제시하였다. 또한 병합기준 유기물부하율 $1.5{\sim}4.0kgVS_{in}/(m^3{\cdot}day)$, 소화가스 이용설비는 탈황 및 제습 방법, 호기액비화조의 적정 설계 운영인자 등을 제안하였다. 바이오가스화 시설의 운전인자는 pH (산발효조 4.5~6.5, 메탄발효조 6.0~8.0), 온도변화폭 $2^{\circ}C$ 이내, 휘발성지방산과 암모니아를 각각 3,000 mg/L 이하로 유지할 것을 권장하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권7호
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• pp.783-792
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• 2007

부직포 여과막 생물반응조의 질산화 성능을 파악하기 위하여 주입폐수의 암모니아 농도를 $54\sim1,400$ mg/L 그리고 알칼리도를 $43\sim10,480$ mg/L로 변화시키면서 약 11시간의 체류시간에서 641일간 실험을 실시한 결과 반응조의 MLSS농도는 최초의 2,650 mg/L 에서 830 mg/L까지 감소하였다가 최고 8,340 mg/L까지 증가함으로써 반응조의 용적부하는 $0.120\sim3.130$ kg $NH_3-N/m^3-day$의 범위에서 변하였으나 F/M 비는 $0.067\sim0.414$ kg $NH_3-N/kg$ MLSS-day의 적은 변화를 보였다. 각 실험단계별 평균 질산화 효율이 $35.2\sim100%$로서, 최대 질산화율은 2.970 kg $N/m^3-day$ 또는 0.489 g N/g MLVSS-day로 나타났다. MLVSS의 질산화미생물 분율은 최초의 7.1%에서 최고 100%까지 변하였으나 부직포 여과막에 형성된 생물막의 경우에는 2.2%의 매우 낮은 값을 보였다. 미생물 성장계수는 0.117 g VSS/g N removed로 그리고 알칼리도 소모량은 평균 7.08 g alkalinity/g NOx-N produced로 측정되었다. 이러한 실험결과로 보아 부직포 여과막 생물반응조가 고농도 암모니아 폐수의 질산화에 적합한 공법으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.218-218
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• 2012

Nanocrystalline $SnO_2$ colloids are synthesized by hydrolysis of $SnCl_4{\cdot}5H_2O$ in aqueous ammonia solution. The synthesized $SnO_2$ nanoparticles with ca. 15 nm in diameter are coated on a fluorinedoped thin oxide (FTO) conductive substrate and heated at $550^{\circ}C$. The annealed $SnO_2$ film is treated with aqueous $TiCl_4$ solution, which is sensitzied with MK-2 dye (2-cyano-3-[5'''-(9-ethyl- 9H-carbazol-3-yl)-3',3'',3''',4-tetra-n-hexyl-[2,2',5',2'',5'',2''']-quater thiophen-5-yl]). Compared to bare $SnO_2$ film, the conversion efficiency is significantly improved from 0.22% to 3.13% after surface treatment of $SnO_2$ with $TiCl_4$, which is mainly due to the large increases in both photocurrent density from 1.33 to $9.46mA/cm^2$ and voltage from 315 to 634 mV. It is noted that little change in the amount of the adsorbed dye is detected from 1.21 for the bare $SnO_2$ to $1.28{\mu}mol/cm^2$ for the $TiCl_{4-}$ treated $SnO_2$. This indicates that the photocurrent density increased by more than 6 times is not closely related to the dye loading concentration. From the photocurrent and voltage transient spectroscopic studies, electron life time increases by about 13 order of magnitude, whereas electron diffusion coefficient decreases by about 3.6 times after $TiCl_4$ treatment. Slow electron diffusion rate offers sufficient time for regeneration kinetics. As a result, charge collection efficiency of about 40% before $TiCl_4$ treatment is improved to 95% after $TiCl_4$ treatment. The large increase in voltage is due to the significant increase in electron life time, associated with upward shift of fermi energy.

• 대한환경공학회지
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• 제37권10호
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• pp.583-589
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• 2015

본 연구에서는 슬러지 케이크를 열수분해한 탈리액을 대상으로 혐기소화특성을 평가하였으며, 슬러지 탈수케이크의 열수분해후 성상변화 및 열수분해 탈리액의 MAP결정화, MAP결정화 상등액을 이용한 혐기소화공정효율을 고찰하였다. 탈리액의 MAP결정화는 Mg:P의 비가 1.5:1, pH가 9.5인 조건이 최적이었으며, 이때 MAP생성으로 인해 열수분해 탈리액의 암모니아성 질소는 50%, 인산염은 97%가 제거되어 열수분해 탈리액의 혐기소화 전처리 시 효과적임을 알 수 있었다. 기질 대 미생물비(S/I) 0.5 조건에서 중온 회분식 혐기소화조 운전결과 MAP 결정화를 거친 열수분해 탈리액의 최종생분해도는 63%였으며, 분해속도상수 $k_1$은 $0.207day^{-1}$로 17일 동안 이분해성 기질비율($S_1$)이 90% 분해되었고, 나머지 10% ($S_2$)는 $k_2$ ($0.024day^{-1}$)의 느린 속도로 분해되어 열수분해로 인해 슬러지의 생분해성이 높아짐을 알 수 있다. 열수분해 탈리액을 MAP결정화한 후, 탈리액을 대상으로 SCFMR형태의 혐기조를 운전한 결과 HRT 20일(OLR 1.43 g VS/L-d)에서 평균 0.45 v/v-d의 Biogas가 발생하였으며, TVS제거효율은 37~41% 범위로 우수한 혐기소화효율을 나타내었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권2호
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• pp.253-261
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• 2007

Molecular and cultivation techniques were used to characterize the bacterial communities of biobead reactor biofilms in a sewage treatment plant to which an Aerated Up-Flow Biobead process was applied. With this biobead process, the monthly average values of various chemical parameters in the effluent were generally kept under the regulation limits of the effluent quality of the sewage treatment plant during the operation period. Most probable number (MPN) analysis revealed that the population of denitrifying bacteria was abundant in the biobead #1 reactor, denitrifying and nitrifying bacteria coexisted in the biobead #2 reactor, and nitrifying bacteria prevailed over denitrifying bacteria in the biobead #3 reactor. The results of the MPN test suggested that the biobead #2 reactor was a transition zone leading to acclimated nitrifying biofilms in the biobead #3 reactor. Phylogenetic analysis of 16S rDNA sequences cloned from biofilms showed that the biobead #1 reactor, which received a high organic loading rate, had much diverse microorganisms, whereas the biobead #2 and #3 reactors were dominated by the members of Proteobacteria. DGGE analysis with the ammonia monooxygenase (amoA) gene supported the observation from the MPN test that the biofilms of September were fully developed and specialized for nitrification in the biobead reactor #3. All of the DNA sequences of the amoA DGGE bands were very similar to the sequence of the amoA gene of Nitrosomonas species, the presence of which is typical in the biological aerated filters. The results of this study showed that organic and inorganic nutrients were efficiently removed by both denitrifying microbial populations in the anaerobic tank and heterotrophic and nitrifying bacterial biofilms well-formed in the three functional biobead reactors in the Aerated Up-Flow Biobead process.