• Environmental Engineering Research
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• 제24권3호
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• pp.449-455
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• 2019

To investigate the effect of seaweed (SW) addition on anaerobic co-digestion of food waste (FW) and sewage sludge (SS), batch experiments were conducted at various substrate concentrations (2.5, 5.0, 7.5, and 10.0 g volatile solids (VS)/L) and mixing ratios ((FW or SS):SW = 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, and 0:100 on a VS basis). The effect of SW addition on FW digestion was negligible at low substrate concentration, while it was substantial at high substrate concentrations by balancing the rate of acidogenesis and methanogenesis. At 10 g VS/L, $CH_4$ production yield was increased from 103 to $350mL\;CH_4/g$ VS by SW addition (FW:SW = 75:25). On the other hand, SW addition to SS enhanced the digestion performance at all substrate concentrations, by providing easily biodegradable organics, which promoted the hydrolysis of SS. $k_{hyd}$ (hydrolysis constant) value was increased from 0.19 to $0.28d^{-1}$ by SW addition. The calculation showed that the synergistic $CH_4$ production increment by co-digesting with SW accounted for up to 24% and 20% of total amount of $CH_4$ production in digesting FW and SS, respectively.

• 한국물환경학회지
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• 제27권5호
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• pp.646-653
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• 2011

The combined system of sequencing batch biofilm reactor (SBBR) and membrane SBR (MSBR) was operated with sewage to evaluate the COD utilization for biological nutrient removal (BNR). The SBBR was operated for nitrification reactor, while denitrifying PAO (dPAO) was cultivated in MSBR with anaerobic-anoxic operation. In the SBBR and MSBR system, the enhanced biological phosphorus removal (EBPR) was successfully achieved with higher N removal. The COD utilization in combined SBBR-MSBR system was significantly reduced compared to ordinary BNR (up to 3.1 g SCOD/g (N+P) and 1.6 g SCOD/g (N+P) with different C/N/P ratio). The results suggest that a dPAO process could effectively reduce carbon energy (=COD) requirement. The combination of oxic-SBBR and anaerobic-anoxic MSBR for dPAO utilization could be an attractive alternative to upgrade the process performance in weak sewage.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권1호
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• pp.17-27
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• 2020

본 연구는 6주간의 고강도 복합 훈련 프로그램을 통해 카누 선수의 심폐기능(Cardiorespiratory Function), 체간 등속성 근력(Isokinetic Trunk Strength) 그리고 무산소성 파워(Anaerobic Power)에 미치는 영향을 확인하는데 있다. 이를 위해 고등학교 카누 선수 9명을 대상으로 고강도 복합 훈련 프로그램을 적용하였으며, 고강도 훈련 프로그램은 주 2회의 유산소 운동(화, 목), 주 3회의 무산소 운동(월, 수, 금) 그리고 주 5회의 유연성 운동을 실시하였다. 고강도 복합 훈련 프로그램의 핵심은 무산소성 훈련 프로그램으로 기존 1RM의 퍼센트(%)를 나누어 훈련하던 방식과는 달리 횟수에 대한 100%의 중량을 가지고 하는 훈련이며, 유산소성 운동과 짐볼운동은 보조적인 개념으로 실시하였다. 연구결과, 고강도 복합 훈련 프로그램에 따른 신체구성에서 신장과 근육량은 통계적으로 의한 차이가 있었으며, 체중, 체지방율, BMI는 통계적으로 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다. 심폐기능의 경우, 최대산소섭취량과 총 운동시간은 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 체간 등속성 근력의 경우, 각속도 30°/sec에서는 Flexors 운동시 Peak Torque 항목에서만 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 각속도 120°/sec에서는 Extensors 운동시 Total Work 항목에서만 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 무산소성 파워의 경우, Peak Power, Average Power, Peak Drop의 모든 항목에서 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해보면 심폐기능에서는 유의한 개선효과가 있었지만 체간 등속성 근력과 무산소성 파워 항목에서 증가하는 경향은 있었지만 통계적인 차이는 없는 것으로 나타났다. 결론적으로 선수 개개인의 근력과 파워가 개선되는 경향이 나타난 것을 고려하면 훈련기간을 6주 이상으로 구성하고 사례수가 보강된다면 체계적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구에서 적용한 고강도 복합 훈련 프로그램은 카누 선수들의 경기력 향상 효과를 기대할 수 있는 훈련 프로그램으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제25권4호
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• pp.302-310
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• 2019

호기조와 혐기/무산소조를 직렬로 연결한 인공습지를 이용하여 크게 오염된 하천수를 처리하였다. 호기조는 자연 공기 배출 시스템을 통하여 공기가 연속적으로 공급되어 호기성 상태가 유지되었다. 인공습지의 성능에 영향을 미치는 최적의 영향인자를 조사하기 위하여 체류시간을 다르게 한 5개의 파일럿 플랜트를 사용하였다. 호기조에서 BOD (biochemical oxygen demand)와 COD (chemical oxygen demand)의 제거율은 1차 반응 속도식을 나타내었고, COD 제거 속도 상수는 BOD보다 약간 낮았다. 온도 의존성은 COD (θ = 1.0079)와 BOD (θ = 1.0083)제거에 대한 값이 거의 동일했으나 T-N 제거의 온도 의존성(θ_N)은 1.0189로 다소 높게 나타났다. SS제거율은 98%로 높았고 수력학적 부하 속도(Q/A)가 증가함에 따라 제거 효율이 증가하는 경향을 보였다. 혐기/무산소조에서 BOD와 COD 제거의 주요 메커니즘은 호기조와 완전히 다르게 나타났다. 혐기/무산소조에서 COD와 COD는 생물학적 탈질을 위한 탄소원으로 공급되었고 T-P는 혐기/무산소조 내의 orthophosphate와 자갈 사이의 양이온 교환에 의해 제거되는 것으로 조사되었다. 인공습지는 여과된 고형물에 의해 막힘 없이 성공적으로 운영되었고 고형물들은 매우 빠르게 연속적으로 분해되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권5호
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• pp.981-987
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• 2000

축산분뇨에 대한 처리도 및 암모니아에 대한 독성을 평가하기 위하여 UASB 반응조를 운전하였다. 반응조의 운전결과 유기부하량 $2.6kg\;COD/m^3.day$과 수리학적 체류시간 3일에서 70%의 COD 제거효율을 얻을 수 있었으나, 유기부하량과 수리학적 체류시간을 각각 $7kg\;COD/m^3.day$과 2일로 유지한 경우 COD 제거율이 급격히 감소되었다. 반응조 슬러지의 유리암모니아에 대한 독성을 평가하기 위하여 수행된 회분식 실험 결과, 각 단계별 슬러지의 메탄균 활성은 0.5, 0.47 및 $0.3kgCH_4-COD/kgVSS.day$로 반응조내 유리암모니아 농도가 $500mg-N/{\ell}$에서는 메탄균의 활성이 4%, 유리암모니아 농도가 $1000mg-N/{\ell}$에서는 메탄균의 활성이 40% 감소되었다. 이러한 결과로부터 유리암모니아 농도가 $500mg-N/{\ell}$ 이하에서는 반응조 미생물에 미치는 저해정도가 작은 것으로 판단된다. 한편 $1000mgVSS/{\ell}$ 이내의 휘발성 고형물질을 포함하는 폐수는 혐기성균에 의해 쉽게 분해되므로 UASB 반응조를 안정적으로 운영할 수 있다.

• 한국축산식품학회지
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• 제35권6호
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• pp.815-823
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• 2015

This study developed probabilistic models to describe Listeria monocytogenes growth responses in meat products with low concentrations of NaNO₂ and NaCl. A five-strain mixture of L. monocytogenes was inoculated in NBYE (nutrient broth plus 0.6% yeast extract) supplemented with NaNO₂ (0-141 ppm) and NaCl (0-1.75%). The inoculated samples were then stored under aerobic and anaerobic conditions at 4, 7, 10, 12, and 15℃ for up to 60 d. Growth response data [growth (1) or no growth (0)] for each combination were determined by turbidity. The growth response data were analyzed using logistic regression to predict the growth probability of L. monocytogenes as a function of NaNO₂ and NaCl. The model performance was validated with the observed growth responses. The effect of an obvious NaNO₂ and NaCl combination was not observed under aerobic storage condition, but the antimicrobial effect of NaNO₂ on the inhibition of L. monocytogenes growth generally increased as NaCl concentration increased under anaerobic condition, especially at 7-10℃. A single application of NaNO₂ or NaCl significantly (p<0.05) inhibited L. monocytogenes growth at 4-15℃, but the combination of NaNO₂ or NaCl more effectively (p<0.05) inhibited L. monocytogenes growth than single application of either compound under anaerobic condition. Validation results showed 92% agreement between predicted and observed growth response data. These results indicate that the developed model is useful in predicting L. monocytogenes growth response at low concentrations of NaNO₂ and NaCl, and the antilisterial effect of NaNO₂ increased by NaCl under anaerobic condition.

• 상하수도학회지
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• 제28권1호
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• pp.13-23
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• 2014

A lab-scale Anaerobic Baffled Reactor (ABR) was applied to treat a primary sludge taken from a municipal wastewater treatment plant. In this experiment, acidogenic reaction was promoted by operating the ABR with short hydraulic retention time (HRT) to produce sufficient volatile fatty acids (VFA) instead of production of methane. The performance of ABR on the VFA production and total solids reduction was observed with different operating conditions with 2, 4, 6, and 8 days of HRT. Corresponding organic loading rates were 6.7, 3.4, 2.2, and $1.6kgCOD_{cr}/m^3{\cdot}day$. As HRT increased the removal rate of TCOD was also increased (82.5, 84.2, 96.9, and 95.9 % in average for HRT of 2, 4, 6, and 8 days, respectively) because the settlement of solids was enhanced in the baffle by the decrease of upflow velocity. At HRT of 2 days the average concentration of VFA in the effluent was measured at $1,306{\pm}552$ mgCOD/L corresponding to 107 % increment as compared to the VFA concentration in the influent. However, as HRT increased VFA concentraiotn was decreased to $143{\pm}552$ mgCOD/L at HRT of 8 days. The reduction rates of total solids were 12.2, 26.5, 24.8, and 43.0 % for HRT of 2, 4, 6, and 8 days. As HRT increased the hydrolysis of organic particulate matters in the reactor was enhanced due to the increasing of solids retention time in the baffle zone with low upflow velocity in long HRT condition. Consequently, we found that a primary sludge became a good source of VFA production by the application of ABR process with HRT less than 4 days and the 12-26 % of total solids reduction was expected at these conditions.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제1권2호
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• pp.125-136
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• 1997

Digestion of a municipal wastewater sludge by the anaerobic sequencing batch reactor(ASBR) was investigated to evaluate the performance of the ASBR process at a critical condition of high-solids-content feed. The reactors were operated at an HRT of 10 days with an equivalent loading rate of 0.8-1.5 gVS/L/d at $35^{\circ}C.$ The main conclusions drawn from this study were as follows: 1. Digestion of a municipal wastewater sludge was possible using the ASBR in spite of high concentration of settleable solids in the sludge. The ASBRS with 3- and 4-day cycle period showed almost identical high digestion performances. 2. No adverse effect on digestion stability was observed in the ASBRS in spite of withdrawal and replenishment of $30\%\;or\;40\%$ of liquid contents. A conventional anaerobic digester could be easily converted to the ASBR without any stability problem. 3. Flotation thickening occurred in thicken step of the ASBRS throughout steady state, and floating bed volume at the end of thicken period occupied about $70\%$ of the working volume of the reactor. Efficiency of flotation thickening in the ASBRS could be comparable to that of additional gravity thickening of a completely mixed digester. 4. Solids were accumulated rapidly in the ASBR during start-up period. Solids concentrations in the ASBRS were 2.6 times higher than that in the completely mixed control reactor at steady state. Dehydrogenase activity had a strong correlation with the solids concentration. Dehydrogenase activity of the digested sludge in the ASBR was 2.9 times higher than that of the sludge in the control reactor, and about 25 times higher than that of the subnatant in the ASBR. 5. Remarkable increase in equivalent gas production of $52\%$ was observed at the ASBRS compared with the control reactor in spite of similar Quality of clarified effluent from the ASBRS and control reactor. The increase in gas production from the ASBRS was believed to be combined results of accumulation of microorganisms, higher driving force applied, and additional long-term degradation of organics continuously accumulated.

• 유기물자원화
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• 제18권2호
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• pp.76-83
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• 2010

당사는 중온/습식/이상 혐기성 소화공정인 HADS Pilot Plant를 이용하여 국내 음폐수에 대해 유기물 부하(OLR, Organic Loading Rate) 증량 방식을 달리하여 혐기성 소화 테스트를 진행하였다. 그 방식은 연속적이면서 빠르게 OLR을 증량시키는 급속 OLR 증량 운전과 단계적이면서 각 단계별로 적응기를 갖는 계단식 OLR 증량 운전 방식이었다. 그 결과 급속 OLR 증량 운전시에는 불안정한 VFA(Volatile Fatty Acid)/Alkalinity 비율을 보이다가 바이오가스 발생량이 급감하는 결과를 보여주었다. 반면, 계단식 OLR 증량 운전시에는 VFA/Alkalinity의 비율을 0.4이하로 유지하면서 혐기성 소화 운전을 실시한 결과 안정적인 혐기성소화 성능을 보였을 뿐만 아니라, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS(Volatile Solid) 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 OLR 증량 운전 방식에 따라 완전히 다른 결과가 도출되어 각각의 혐기성 소화 운전시의 박테리아 및 메탄생성균 군집의 변화를 T-RFLP(Terminal-Restriction Fragment Length Polymorphism)를 통하여 분석하였다. 그 결과, 급속 OLR 증량 운전시와 계단식 OLR 증량 운전시의 미생물 군집이 달라져 있음을 확인하였고, 이에 따라 동일한 혐기성 소화 공정을 적용하여 음폐수에 대한 혐기성 소화 운전을 진행하였음에도 OLR 증량 운전 방식에 따라 미생물의 반응성 및 주변환경에 대한 내성이 달라질 수 있음을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.33-40
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• 2021

본 연구에서는 실규모 UASB 소화조에서 높이에 따른 그래뉼 슬러지의 물리화학·생물학적 특성에 대해 조사하였다. 혐기성 그래뉼은 UASB 반응조에서 지상으로부터 1 m 높이별(1 m, 2 m, 3 m)로 채취하였다. 형태학적 분석결과, 그래뉼의 크기는 소화조의 상단부로 갈수록 커졌고 원형율(roundness)은 하단부에서 더 둥근 형태를 나타내었다. ANOVA 검정 결과, 그래뉼의 평균 크기와 원형율은 95% 신뢰수준에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고 두 변수 사이에 유의한 음의 상관관계가 있는 것으로 나타났다(r=-0.40, p<0.05). 아세트산, 프로피온산, 부틸산을 기질로 사용한 SMA test 결과에서는 2 m 높이에서 채취한 그래뉼의 비메탄활성도가 가장 높았다. EPS의 경우 높이에 따라 함량이 다양하게 나타났으며 2 m에서 가장 높았다. 본 실험의 결과를 통해 높이별 그래뉼 슬러지의 특성을 이해하고 소화조의 유지관리 및 성능 개선에 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.