A novel, green, versatile and magnetically retrievable BiFeO3/CDR (Bismuth ferrite/coriander) nanocomposites were fabricated via simple wet chemical method utilizing in situ functionalized, cheap coriander seed powder (CDR 5%, 10%, 15% and 20 wt%) as a fuel to enhance the efficiency of pristine BiFeO3. A comparative study was performed between BiFeO3/CDR and BiFeO3/CNT (Bismuth ferrite/carbon nanotubes) nanocomposites for the removal of various hazardous pollutants from waste water. The successful synthesis of the fabricated nanomaterials was monitored via FT-IR, Powder XRD, FE-SEM, CV, VSM, CHNS/O and XPS studies. The synthesized nanomaterials were employed for the oxidative degradation of Carbol fuchsin, Reactive black 5, Ciprofloxacin and Doxorubicin; adsorption of a pesticide malathion; and reduction studies for Para-nitrophenol (PNP). The fabricated nanomaterials (BiFeO3/CDR) showcased excellent efficiency and comparable results with (BiFeO3/CNT) for the removal of model pollutants. Moreover, synthesized green heterojunction was also testified for mixture of textile and pharmaceutical waste. Hence CDR can be utilized as a better alternative of CNTs.
Muhammad Zuraiz;Syed Asad;Mohsin Ameen;Hafiz Miqdad Masood;Najaf Ali;Tashfeen Abid
Korean Chemical Engineering Research
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v.61
no.2
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pp.234-239
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2023
Waste from the food is a challenge to the environment all over the globe, hence there is need to be recycled. There is a great deal of renewable energy potential in the biomass of vegetables and fruits, which can be used to generate power and steam, as well as fuel for human consumption and laboratory solvents. To maintain the nutritional, antioxidative, and functional qualities of sapota fruit, wine was made by fermenting it with wine yeast (Saccharomyces cerevisiae). The wine's approximate composition was as follows: total soluble solids, 2.38°Brix; total sugar, 3.8 g/100 ml tartaric acidity (TA), 1.29 g tartaric acidity total phenolics, 0.21 g/100 mL; pH, 3.02; acid/100 mL; pH, 3.02; total phenolics, 0.21 g/100 mL; 22 g/100 ml -carotene; 1.78 g/100 ml ascorbic acid mg/100 ml; 0.64 mg/100 ml lactic acid; and The ethanol percentage is 8.23% (v/v). The sapota wine was delicious. A DPPH-scavenging 2, 2-diphenyl-1picryl hydroxyl (DPPH) at a dosage of 250 g/ml, the activity was 46%. Infrared alcohols, phenethylamines, and other compounds were discovered via spectroscopy.
Donghwan Shin;Hyeongwon Lee;Hoon Jung;Joonyoung Choi;Jongyoung Jo
New & Renewable Energy
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v.19
no.4
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pp.61-71
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2023
The necessity of energy utilization using livestock manure has been proposed with the decrease in domestic agricultural land. Livestock manure solid fuel has been investigated as a promising energy resource owing to its convenient storage and use in agricultural and livestock fields. Additional electricity production is possible through the integration of a biomass combustion boiler with the organic Rankine cycle (ORC). In this study, a mathematical system model of the cattle manure solid fuel boiler integrated with the ORC was developed to analyze the components' performance under variable operating conditions. A sensitivity analysis was conducted to confirm the electrical efficiency of the ORC turbine and the applicability of this system. The minimum required waste heat recovery rate was derived considering the system marginal price and levelized cost of electricity of the ORC. The simulation results showed that, in Korea, more than 77.98% of waste heat recovery and utilization in ORC turbines is required to achieve economic feasibility through ORC application.
Nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) seeds, which account for 40% of the fruit, have been used as a raw material for biofuels, and the seed shells remaining after their extraction are wasted. In this study, we investigated the potential of waste Nyamplung seed shells in the form of pellets as a biomass energy resource. A completely randomized research design was implemented to evaluate the effects of torrefaction and heat treatment on the quality of produced pellets. Two observed treatments, namely, particle size (0.18-0.25, 0.25-0.43, and 0.43-0.84 mm) and torrefaction temperature (200℃, 225℃, and 250℃), were investigated. Our results showed that the calorific value of torrefied Nyamplung seed-shell pellets ranged from 4,245.60 to 4,528.00 cal/g, fulfilling the Indonesia Nasional Standard (≥ 4,000 cal/g). The quality of pellets were the best when produced from raw materials with a particle size of 0.18-0.25 mm and torrefaction temperature of 225℃. Thus, we concluded that waste Nyamplung seed shells are a good raw material for the production of pellets.
This study was carried out to evaluate the effect of temperature on soil microbial biomass, enzyme activities, and PLFA content in the volcanic(VAS) and the non-volcanic ash soil(NVAS). The soils were treated with organic materials such as organic fertilizer pelleted(OFPL), organic fertilizer powdered(OFPD), pig manure compost(PMC), and food waste compost(FWC). Two grams of organic materials were well mixed with 30g of dried volcanic and non-volcanic ash soil(< 2 mm) with 50% of soil moisture content. And the soils were incubated at 10, 20, $30^{\circ}C$ in incubator. Soils were analysed on the incubation times as followed; soil pH, total nitrogen, organic matter(at 75, 150, 270 days), microbial biomass C and PLFA (at 75, 270 days), microbial biomass N and soil enzyme(at 150, 270 days). pH values of soils treated with PMC and FWC had no changes on soil type, and incubation temperature. However, the pH was increased with temperature in the soils treated with OFPL. The changes in NVAS was higher than in VAS. Soil microbial biomass C content were high in the condition of high temperature and organic fertilizers treatment in VAS. But the contents were gradually decreased with incubation period in both NVAS and VAS. Soil microbial biomass N was high in NVAS treated with organic fertilizers and in VBS treated with PMC and FWC. PLFA content was higher in NVBS than in VBS at 75 days but showed high in VBS at 270 days. Urease activity of NVBS treated with OFPL showed $10^{\circ}C$ (75.0)> $20^{\circ}C$ (16.3)>$30^{\circ}C$ ($4.6ug\;NH{_4-}N\;g^{-1}\;2h^{-1}$) at 150 days. It were decreased gradually high temperature and time passes. And it showed high at $10^{\circ}C$ in VBS. Glucosidase activity was higher in NVBS than in VBS. Correlation coefficient of between soil microbial biomass C and microbial activity indicators showed that PLFA was high significantly at $r^2=0.91$ in NVBS and ${\beta}-glucosidase$ was $r^2=0.83$ in VBS. Soil microbial activities showed differences in the relative sensitivities of soil type and soil temperature.
Recently, wood-framed houses has been built in the Korea for pension. Wood is good material for human healthy, while the construction lumbers are treated with preservative such as CCA (chromated copper arsenate), which contain some toxic elements for human body. However, if the waste woody biomass treated with various heavy metals, which has been collected from house construction or demolition, was fired in the field, and incinerated or landfilled after mass collection, such components will result in the toxic air pollutants in the burning or land fills, and spreaded into other areas. So the careful selection of wood and chemicals are required in advance for house construction, in particular, for environment-friendly housings. Therefore, this study was carried out to determine the content of toxic heavy metals in woody materials such as domestic hinoki and imported hemlock treated with CCA for housing materials, and the post-treated wood components such as organic fertilizer, sludge, dry-distilled charcoal and carbonized charcoal, to be returned finally into soil. The results are as follows. 1) The chemical analysis of toxic trace elements in various solid biomass required accurate control and management of laboratory environment, and reagents and water used, because of the error of data due to various foreign substances added in various processing and transporting steps. So a systematic analyzers was necessary to monitor the toxic pollutants of construction materials. 2) In particular, the biomass treated with industrial biological or thermal conditions such as sludge or charcoals was not fully dissolvable after third addition of $HNO_3$ and HF. 3) The natural woody materials such as organic fertilizer, sludge. and charcoals without any treatment of preservatives or heavy metal components were nontoxic in landfill because of the standard of organic fertilizers, even after thermal or biological treatments. 4) The CC A-treated wood for making the construction wood durable should not be landfilled, because of its higher contents of toxic metals than the criterion of organic fertilizer for agriculture or of natural environment. So the demolished waste should be treated separately from municipal wastes.
Salt accumulation at soil surface is one of the most detrimental factors for crop production in reclaimed tidal land. This study was conducted to investigate the effect of capillary barriers beneath the soil surface on dynamics of soil salts at coarse-textured reclaimed tidal land. A field experiment was conducted at Saemangeum reclaimed tidal land for two years (2012-2013). Capillary barriers ($3.5{\times}12m$) were treated with crushed-stone, oyster shell waste, coal briquette ash, coal bottom ash, rice hull and woodchip at 40-60 cm depth from soil surface. Silage corn (Zea mays) was cultivated during the experimental period and soil salinity was monitored periodically. Soil salinity was significantly reduced with capillary barrier compared to that of control. Oyster shell waste was one of the most effective capillary barrier materials to control soil salinity at Saemangeum reclaimed tidal land. At the first growing season capillary barrier did not influence on corn growth regardless of types of the material, but plant biomass and withering rate of corn were significantly improved with capillary barrier at the second growing season. The results of this study showed that capillary barrier was effective on the control of soil salinity and improvement of corn growth, which indicated that capillary barrier treatment can be considered one of the best management practices for stable crop production at Saemangeum reclaimed tidal land.
This research examined the treatment efficiency and methane production rate in treating slurry-type swine waste using UASB (upflow anaerobic sludge blanket) reactor. The UASB reactor was operated at an organics volumetric loading rate (VLR) of $2.6-15.7kgCOD/m^3/day$. A stepwise increase of the VLR resulted in a temporary deterioration in the COD removal rate in UASB reactor but recovered quickly. The COD removal rate were 65-70% for VLR up to $5 kgCOD/m^3/day$. When organics VLR was $10kgCOD/m^3/day$, the COD removal rate decreased sharply and there was loss of 17.537g of the seeding biomass due to sludge washout. This result indicated that the UASB system cannot be adapted to more than $10kgCOD/m^3/day$ of VLR. As the organic load increased from 2.6 to $15.7kgCOD/m^3/d$, the biogas production rate varied from 3.2 to 10.8 L/d and the methane conversion rate of the organic matter varied from 0.30 to $0.23m^3CH_4/kg\;COD_{removed}$. The methane content showed the range of 70.1-81.5% during the experimental period. The volatile solids (VS) removal efficiency was similar at the low VLR (< $5 kgCOD/m^3/day$), but it decreased sharply at the high VLR (> $5 kgCOD/m^3/day$). The VS reduction rate was, moreover, large those of COD. The result shows that hydraulic retention time above 2 days is essential in case of treating wastewater containing 1% of solids.
This study investigated the evaluation of maturity, stability, nutrient and heavy metal from rotating drum composter of food waste amended with poultry manure composting inoculated with effective microorganisms(EM). Composting were performed for the first, drying reactor($15m^3$) 3 hours and the second, composting reactor($30m^3$) 24 hours, and parameters monitored this period included moisture content, NaCl, pH, electrical conductivity(EC), C/N ratio, organic matter(OM), nutrient content and heavy metal. Changes in compost temperature during composting were maintained constantly in the range of $60{\sim}80^{\circ}C$ using firewood boiler(450 MJ/h). We examined physicochemical parameters and heavy metals in order to assess their effectiveness as stability and maturity, nutrient and harmful indicators such as seed germination rate<60%, potassium 1>%, dm and NaCl>1%, dm at the end of the final compost. The finished compost obtained after decomposition phase at the end of the 2nd composter could not be utilized for land improvement or reclamation.
The study was conducted to observe the effects of compost of faecal sludge (FSC) and food waste (FWC) on seed germination and initial growth performance of Acacia auriculiformis and Swietenia mahagoni seedlings at the nursery of Chittagong University, Bangladesh. Before sowing the seeds, different combinations of FSC and FWC were incorporated with nutrient-deficient natural forest soils. Seed germination and growth parameters of seedlings were recorded after two, three and four month of seed sowing. We observed that seed germination (%) and seedlings growth parameters varied significantly (p<0.05) in the soil added with FSC and FWC in comparison to control. The highest germination was observed 88.89% for A. auriculiformis in combination of soil and FSC at 3:1 and 92.59% for S. mahagoni where soil combined with FWC at 4:1. The seedling biomass and other growth parameters of A. auriculiformis and S. mahagoni was also observed with combinations of soil with FSC 3:1 and soil with FWC 4:1. Therefore, the study revealed that the compost of both FS and FW can be a good soil conditioner for the initial growth of forest seedlings and the proven combinations can help to grow quality seedlings in the nursery.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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