The effect of salinity on the nitrification efficiency of the nitrifier consortium was evaluated for the nitrification of saline wastewater. The nitrifier consortium, which was the activated sludge acclimated with ammonium as the only energy source, was used as the nitrifier for the salt acclimation. Airlift reactors for the nitrification of ammonia with increasing concentration in saline synthetic wastewater (35 g/I NaCD, and synthetic wastewater without salt as a control, were continuously operated with the nitrifier consortium for 43 days. The ammonia removal rate was about 23g ammonia-N/$m^3$/day in both the absence and presence of the salt. An accumulation of nitrite was observed in the saline nitrification reactor at an early period. However, the nitrite decreased to less than 1 mg/l after 39 days of operation. The salinity increased the acclimation time of the nitrifier consortium to obtain a stable marine nitrification system. However, the salt acclimated system showed the efficient removal of ammonia which was same as that without salt.
본 연구에서는 합성폐수로부터 암모니아 탈기 시 이유체 벤츄리형 선회 노즐이 장착된 제트 루프 반응기의 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위해 이유체 벤츄리형 선회 노즐과 일반 노즐이 장착된 각각의 제트 루프 반응기를 이용하여 조업조건 변화에 따른 암모니아 제거효율과 총괄물질전달계수($K_La$)를 각각 얻은 후, 이를 통해 성능을 비교하였다. 운전변수로는 pH(pH = 10-12), 액체순환유량($Q_L=25-35L\;min^{-1}$), 공기유입량($Q_G=5-20L\;min^{-1}$)을 변화시키며 실험하였다. 실험결과, 동일한 조업조건에서 이유체 벤츄리형 선회 노즐(two-fluid venturi-type swirl nozzle, TVSN)이 장착된 제트 루프 반응기가 이유체 벤츄리형 일반 노즐(two-fluid venturi-type conventional nozzle, TVCN)이 장착된 제트 루프 반응기보다 암모니아 제거효율과 $K_La$가 높게 나타났다. 이와 같은 결과는 이유체 벤츄리형 선회 노즐이 장착된 제트 루프 반응기에서 형성된 선회류 흐름에 의해 난류강도가 이유체 벤츄리형 일반 노즐이 장착된 제트 루프 반응기에 비해 높기 때문이라 판단된다. 또한, 실험조건 범위에서 $K_La$는 pH, 공기유입량 및 액체순환유량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, 특히, 실험변수 중 공기유입량이 pH나 액체순환유량에 비해 $K_La$에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.
This study was focused to find how each factors effect on the biological nitrification in wastewater treatment under high ammonia nitrogen concentration. Batch reactors in aerobic conditions were used to test the treatment efficiency of mixed liquor, nightsoil and piggery wastewater. The results are summeried as follows; Initial ammonia nitrogen concentration and pH were the direct influencing factors of nitrite build-up. More than 250 mg NH$_{4}$$^{+}$ - N/L in initial concentration built up nitrite and then the inhibition rate to Nitrobacter was above 70 percentage. And maximum nitritation rate was showed at pH 8.3 and nitrification could be completely achieved by pH control. Temperature and dissolved oxygen were the indirect influencing factors of nitrite build-up. These were a great effect on the activity of nitrifying microbes and ammonia nitrogen removal. Maximum nitritation rate was showed at 30 $\circ $C. The effect of DO concentration was negligible at more than 3 mg/L.
Removal of nitrogen compound from waste water is essential and often accomplished by biological process. To prevent washout and to develop an efficient bioreactor, immobilization of sutibal microorganisms could be sensible approach. Strains and permeabilized cell encapsulated in cellulose nitrate microcapsules and immobilized on polystyrene films were prepared by the method described in the previous study. In the wastewater treatment system, nitrification of ammonia component is generally known as rate controlling step. To enhance the rate of nitrification, firstly nitrifying strains Nitrosomonas europaea(IFO14298), are permeabilized chemically, and immobilized on polystyrene films and secondly oxidation rates of strain system and permeabilized strain system are compared in the same condition. with 30 minute permeabilized cells, it took about 25 hours to oxidize 70% of ammonia in the solution, while it took about 40 hours to treat same amount of ammonia with untreated cells. All the immobilization procedures did not harm to the enzyme activity and no mass transfer resistance through the capsule well was shown. In the durability test of immobilized system, the system showed considerable activity for the repeated operation for 90 days. With these results, the system developed in this study showed the possibility to be used in the actual waste water treatment system.
Kim Jeong-Sook;Yoon Gil-Ha;Ghim See-Jun;Kang Lim-Seok;Lee Byung-Hun
Fisheries and Aquatic Sciences
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제1권2호
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pp.242-249
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1998
The engineering aspect of water treatment processes in the recirculating aquaculture system was studied. To recycle the water in the aquaculture system, a wastewater treatment process was required to maintain high water quality for the growth and health of the cultured fish. In this study, three different biofilm processes were used to reduce the concentration of organic matters and ammonia from the recirculating water - two phase fluidized bed, three phase fluidized bed, and trickling filter. The objectives of this research were to evaluate the optimum treatment conditions of the biofilm processes for the recirculating aquaculture system, and thereby reduce the volume of biofilm processes, which are commonly used for the recycle water treatment processes for aquaculture. The result of this study showed that the removal efficiency of organic matters by trickling filter was found to be lower than that of the fluidized bed. In the trickling filter system, anthracite showed better organic removal efficiency than crushed stone as a media. In the two phase fluidized bed, the maximum removal efficiency of either organics or ammonia was obtained when both the packing rate of media was maintained to $40\%$ of total reactor depth excepting sediment zone and the bed expansion rate was maintained to $100\%$. When 100 tilapia (Oreochromis niloticus) of each average 200g was reared, the pollutant production rate was 0.07g $NH_4\;^+-N/kg$ fish/day and 0.06g P04-3-P/kg fish/day, and sludge production rate was 0.39 g SS/kg fish/day. In the two phase and three phase fluidized bed, the volume of water treatment tank could be calculated from an empirical equation by using the relationship between the influent COD to $NH_4\;^+-N$ ratio (C/N, -), media concentration (Cm, g/L), influent ammonia nitrogen concentration (Ni, mg/L), effluent ammonia nitrogen concentration (Ne, mg/L), bed expansion rate $(E,\;\%)$, and influent flowrate $(Q,\;m^3/hr)$. The empirical equation from this study is $$V_2\;=\;10^{3.1279}\;C/N^{3.5461}\;C_m\;^{-3.7473}\;N_i\;^{4.6477}\;E^{0.0326}\;N_e\;^{-0..8849}\;Q\;(Two\;Phase\;FB) V_3\;=\;10^{11.7507}\;C/N^{-1.2330}\;C_m\;^{-6.5715}\;N_i\;^{1.5091}\;N_e\;^{-1.8489}\;Q (Three\;Phase\;FB)$$
The purpose of this study was to assess the efficiency of nitrification based on ammonia loading rates and hydraulic air-loading rates in a moving bed bioreactor (MBBR) under seawater conditions. The goal was to provide foundational data for the design of these bio reactors. At an ammonia loading rate of 0.2 g TAN·m-2 surface area·day-1, the influent TAN concentration was determined to be 1.76±0.33 mg·L-1, which is below the safe concentration for fish survival (2 mg·L-1). Considering operational aspects, the optimal ammonia-loading rate was derived. Subsequently, experimental results for nitrification efficiency at the optimal ammonia-loading rate revealed that the optimum hydraulic air-loading rate was 1.8 L·air·m-2 surface area·min-1. This condition resulted in the lowest concentrations of TAN and NO2-N in the influent water, thus establishing the optimal hydraulic air-loading rate. A regression equation was derived for the ammonia-removal rate (Y) based on the ammonia-loading rate (x) and expressed as a 0.5-order equation (Y=ax0.5+b). Specifically, for TAN concentrations of 0-6 mg·L-1, the regression equation Y=0.1683x0.5-0.13628, was established.
In this paper, discharge domain of wire-cylindrical plasma reactor was separated from a gas flow duct to avoid unstable discharge by aerosol particle deposited on discharge electrode and grounded electrode. The NOx, SOx removal was experimentally investigated by a reaction induced to ammonium nitrate, ammonium sulfate using a low price of aqueous NaOH solution and a small quantity of ammonia. Volume percentage of aqueous NaOH solution used was 20% and $N_2$ flow rate was 2.5[$\ell$/min] for bubbling aqueous NaOH solution. Ammonia gas(14.82%) balanced by argon was diluted by air and was introduced to a main simulated flue gas duct through $NH_3$ injection system which was in downstream of reactor. The $NH_3$ molecular ratio[MR] was determined based on $NH_3$ to [NO+$SO_2$]. MR is 1.5. The NOx removal rates increased in the order of DC, AC and pulse, but SOx removal rates was not significantly effected by source of electricity. The NOx removal rate slightly decreased with increasing initial concentration but SOx removal rate was not significantly effect by initial concentration, and NOx, SOx removal rates decreased with increasing gas flow rate.
A result of estimating the effects of initial phosphorus concentration and nitrogen sources on removal of nitrogen and phosphorus in wastewater treatment using Scenedesmus dimorphus shows that there was no difference in microalgae growth amount and nitrogen removal amount by phosphorus concentration(5 ~ 60 mg/L). On the other hand, as initial phosphorus concentration increased, phosphorus removal amount was increased by luxury uptake of microalgae. Scenedesmus dimorphus preferred to ammonia when ammonia(40 mg/L) and nitrate(40 mg/L) are simultaneously presented and nitrogen removal rate of ammonia was high at approximately 20 mg/L/day.
This study evaluated the performance of a membrane aerated biofilm reactor (MABR) for nitrogen removal from a high-strength ammonia nitrogen-containing wastewater. The experimental setup consisted of four compartments that are sequentially anaerobic and aerobic to achieve complete nitrogen removal. The last compartment of the reactor setup contained a membrane bioreactor (MBR) to reduce sludge production in the system and to obtain a better-quality effluent. Continuous experiment over a period of 47 days showed that MABR exhibited excellent NH4+-N removal efficiency (99.5%) compared to the control setup without MABR (56.5%). The final effluent NH4+-N concentration obtained in the MABR was 2.99±1.56 mg/L. In contrast to NH4+-N removal, comparable TOC removal values in the MABR and the control reactor (99.2% and 99.3%, respectively) showed that air supply through MABR is much more critical for denitrification than for organic removal. Further study to understand the effect of air supply rate and holding pressure on NH4+-N removal in MABR revealed that an increase in both these parameters positively impacted reactor performance. These parameters are related to oxygen supply to the biofilm formed over the membrane surface, which in turn influenced NH4+-N removal in MABR. Among the two different strategies to control biofilm over the membrane surface, results showed that scouring for a duration of 10 min on a weekly basis, along with mixing air supply, could be an effective method.
양어장 순환수 속의 암모니아성 질소를 제거하기 위하여 PVA를 boric acid. 처리법과 ethanol 처리법 및 freezing-thawing 처리법으로 제조된 구형 bead와 칼럼형 bead에 이들을 이용한 질화균군을 고정화 시켰다. 유가식 배양에서는 boric acid 처리법으로 제조된 구형 bead가 유동층 반응조에서 사용하기에 성상면에서나 암모니아 제거율에서 가장 이상적이었으며, 90일 동안의 유동층 반응기에서 운전하였으나 bead의 성상이나 효율은 변화없이 일정하였다. Boric acid 처리법으로 제조된 bead를 충전한 연속 빈용기에서의 암모니아성 질소 제거에 대한 실험에서 수리학적 체류시간이 0.6시간에서 암모니아 제거 속도는 31.9g $NH__3-N/m^3$/day였으며 제거효울은 36% 였다. 연속 반응기내에 2mg/L의 암모니아가 주입되고 공기량을 0.1vvin으로 공급하더라도 용존산소 농도를 4,64~5.40mg/L로 유지할수 있었으므로 질산화에 필요한 용존산소를 충분히 유지할 수가 있는 것으로 나타났으며 pH는 7.7~7.9의 범위를 유지할 수가 있어 pH에 따른 위해 요소는 없는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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