It is difficult to task to achieve high biological nutrient removal from municipal wastewater because of low organic content. Volatile fatty acids(VFAs) produced from acid fermentation of food wastes can be utilized as external carbon sources for the biological nutrient process. Significant reduction and stabilization of the food wastes can also be obtained from the acid fermentation. The objective of this study is to evaluate characteristics of acid fermentation of the food wastes. Results obtained from the batch experiment of various organic wastes showed that the food wastes had high potential to be used as an external carbon source because of the largest production of the VFAs with low nitrogen and phosphorus content. The fish waste was found to be the next possible organic waste, while the others such as radish cabbage and molasses waste showed high VFAs consumption potential as a results of high nitrogen and phosphorus content. alkaline hydrolysis of the food waste was carried out using NaOH prior to the acid fermentation. As the alkali addition increased, solubilization of the organics as well as TSS reduction increased. However, fraction of soluble COD to total COD became stable after a sharp increase. Alkali addition greater than 0.5g NaOH per g TS resulted in significant increase in pH.
원지반에서의 저품위 석탄층의 생물학적 메탄 생산을 위한 기초연구를 수행하였다. 인도네시아산 갈탄을 시료로 이용하였으며, 조건을 달리하여 BMP(Biochemical Methane Potential) 실험을 수행하였다. 갈탄에 영양물질과 혐기성 슬러지만 제공한 경우, 온도(23, $30^{\circ}C$)나 석탄의 입자크기는 메탄가스 생산에 영향을 주지 않았다. 이는 가용한 용해성 유기물질이 낮기 때문이다. 외부탄소원으로 볏짚을 갈탄에 첨가한 후 BMP 실험을 수행하였으며, 60일간의 BMP 실험 후 볏짚 첨가에 의한 메탄가스 발생량은 94.4~110.4 mL/g VS이었다. BMP 실험 후 갈탄의 발열량은 볏짚 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 이는 볏짚의 혐기성 분해와 함께 갈탄의 분해가 이루어졌음을 의미한다. 따라서 원지반에서의 저품위 석탄층의 생물학적 메탄 생산의 초기 운전 시에 볏짚을 탄소원으로 사용할 수 있다.
The aim of this research is to derive an optimum operating condition for the thermal solubilization equipment that is employed to increase concentration of soluble organic materials and to assess whether it would be possible to use the waste sludge generated by thermal solubilization reaction as an external carbon source in biological denitrification process. For the purpose, we have constituted a laboratory-size thermal solubilization equipment and have assessed thermal hydrolysis efficiency based on various reaction temperature and reaction time. We have also derived SDNR using the waste sludge generated by thermal solubilization reaction through a batch experiment. As a result of research, the highest thermal hydrolysis efficiency of about 42.8% was achieved at $190^{\circ}C$ of reaction temperature and at 90 minutes of reaction time. And when SDNR was derived using the waste sludge, the value obtained was $0.080{\sim}0.094\;g\;NO_3{^-}-N/g\;MLVSS{\cdot}day$, showing SDNR that is higher than that obtained by the results of existing researches that used common wastewater as an external carbon source. Accordingly, in view of the fact that food wastes vary quite a bit in characteristics based on the area they are generated from and seasonal change, it seems that a flexible operation of thermal solubilization equipment is required through on-going monitoring of food wastes that are imported to food wastes recycling facilities.
The feasibility of applying the shortcut nitrogen removal process to treat livestock wastewater on individual farms was examined, and appropriate operating parameters were established. As a result,, it was determined that the nitrification reaction was carried out under 550 mg/L of ammonium nitrogen concentration, but it was less effective under conditions of high ammonia concentration. Consequently, it was confirmed that a partial injection of inflow water was necessary to minimize the effects of ammonia toxicity. Following the sequential batch reactor (SBR) operation results, it was difficult to achieve the effluent quality standard without an external carbon source. Also, selection of the appropriate hydraulic retention time was critical for the optimal SBR operation. Following the livestock farm application, with external carbon source injecting, the total nitrogen concentration in the effluent was 85.1 mg/L. This result revealed that the standard could be accomplished through a single treatment on individual livestock farms. The ratio of nitrite nitrogen to ammonia nitrogen in the effluent was verified to be suitable for implementing the anammox process with a 10 days of hydraulic retention time. This study demonstrated the potential applicability of process in the future. However, in order to apply to livestock farms, managing variations in wastewater load across individual farms and addressing reduced nitrogen oxidation efficiency during the winter season are crucial.
2-Methylisoborneol (2-MIB) is one of typical odorants in potable water sources, which is hardly removed by conventional water treatment process. In this study, three strains capable of removing 2-MIB singly from drinking water were isolated from activated carbon of sand filter. They were identified to be Shinella zoogloeoides, Bacillus idriensis and Chitinophagaceae bacterium based on 16S rRNA gene sequence analysis. In mineral salts medium without external carbon source, removal efficiencies of $20{\mu}g/L$ 2-MIB in three days were 23.3%, 32.9% and 17.0% for Shinella zoogloeoides, Bacillus idriensis and Chitinophagaceae bacterium, respectively. The biodegradation of 2-MIB was significantly improved with the presence of cometabolism carbon(glycerol, glucose, etc.). In the period of 20 days, Bacillus idriensis can remove 2 mg/L MIB to $368.2{\mu}g/L$ and $315.4{\mu}g/L$ in mineral salts medium without and with glycerol respectively. The removal of 2-MIB by Bacillus idriensis was from 2 mg/L to $958.4{\mu}g/L$ in Xiba river samples on 15 days.
이산화탄소 주조법에서 사용되고 있는 방법을 응용하여 목질내에 규산겔과 탄산소다, 이산화규소가 석출된 목재를 제조한 후 외부 복사열원(20, 25, 35 및 50 $kW/m^2$)에 따른 점화시간, 점화온도, 질량감소속도, 임계열유속을 측정하였다. 연구결과, 물유리와 이산화탄소를 이용한 가압함침 처리된 목재는 Pre-Flashover 단계에서의 복사열원(20 $kW/m^2$ 이하)에서 난연성능이 있음을 확인할 수 있었다. 향후 지속적인 연구를 통해 우수한 배합비율을 찾는다면 난연목재로서의 활용가능성이 있다고 판단된다.
$^{14}C$은 중수로원전에서 연돌(Stack)을 통해 방출되는 중요한 방사성 핵종중의 하나로, 대략 95% 가량이 이산화탄소의 형태로 발생되고 방출되고 있다. 방사성탄소는 발생에너지가 낮은 베타 방출체로서 외부피폭은 크게 영향을 미치지 않는다. 따라서 중수로에서 탄소는 흡입이나 섭취를 통해 작업자 체내로 유입되는 경우에만 내부피폭을 일으키고 있다. 일반적으로 탄소는 신체에서 불활성 기체와 같은 거동을 보이기 때문에 섭취경로에 의한 피폭이 흡입경로에 의한 피폭보다 훨씬 높은 것으로 알려져 있다. 따라서 작업장에서 탄소의 흡입에 의한 방사선 피폭은 거의 일어나지 않으나 캐나다 원전의 압력관 교체 작업시 아주 소량의 피폭을 일으킨 경험이 있다. 본 논문은 원전 작업장에서 일어날 수 있는 방사성탄소의 흡입에 대비하여 방사선 피폭평가를 위한 방사선방호 프로그램을 수립할 목적으로 방사성탄소의 인체 대사모델 등에 대한 분석을 수행하였다.
본 연구에서는 TPA 생산부산물의 대체 탄소원으로의 적용가능성을 검토하기 위해 호흡률 실험과 탈질 실험을 수행하고 기질 분해 특성을 평가하기 위해 수행된 실험결과를 활성슬러지 모델(ASM1)이 포함된 GPS-X로 전산모사 하였다. 호흡률 측정 결과 TPA 생산 부산물의 RBDCOD(readily biodegradable COD) 분율이 90% 이상으로 높았다. 탈질실험 결과 비탈질률이 약 8.00 mg ${NO_3^-$-N/g VSS/hr로 상용 외부탄소원과 유사한 높은 탈질능을 나타내었다. ASM1 모델의 heterotrophs 미생물에 관련된 매개변수들의 민감도 분석을 수행하였다. RUN1의 호흡률 실험과 탈질 실험결과를 통해 추정된 ${\mu}_{max,H}$, $K_s$, ${\eta}_g$, $b_H$의 값은 각각 6.60/day, 23.3 mg/L, 0.88, 0.54/day였고 default 값을 사용하였을 때와 비교하여 매개변수 추정을 통해 RMSE(Relative Mean Squared Error)가 40% 감소하였다. 추정된 매개 변수 해들은 호흡률 실험의 높은 최대 비호흡률과 최종 내생비호흡률, 무산소 조건에서의 높은 비탈질률로 나타난 TPA 부산물의 기질 제거 특성을 잘 반영하였다.
Biological treatment of RO concentrate from wastewater reuse process is known to be very difficult due to its high concentration of non-degradable organics and salt ions such as chloride, nitrate and phosphate. In this research, the treatment performance of MBR was examined using RO concentrate mixed with raw wastewater as the influent of MBR. Addition of PAC (powdered activated carbon) to MBR was also evaluated in order to enhance the treatment performance and stability. The performance of MBR for treating only RO concentrate decreased gradually although external carbon source was added. The average removal performance of MBR with and without PAC decreased from 99.1 %(98.8 %) to 94.9 %(91.4 %) for COD, 81.3 %(80.3 %) to 42.0 %(41.9 %) for T-N and 57.3(55.0 %) to 30.0 %(21.0 %) for T-P with the increase of RO concentrate mixing rate of 0 % to 20 % in the feed water. Addition of PAC showed positive effect on the performance of MBR for the removal of COD and phosphorus in case that the ratio of RO concentrate to feed water increased.
연구는 순환 여과식 어류 양식 시설에 일반적으로 이용되고 있는 선라이트 골판을 여과재료로 한 침지식 여과조의 적정 탈질 조건을 구명하기 위해 외부 탄소원으로 메탄올과 글루코스를 사용하여 수리학적 체류 시간 (hydraulic retention time, HRT)과 COD에 대한 NO 하(3) 상(-)-N 비율 변화에 따른 적정 탈질 조건을 알아보았다. 질산성 질소와 총무기질소(TIN)의 제거 효율은 HRT 4 시간보다는 8 시간이 좋았으며, 글루코스보다는 메탄올을 이용한 것이 좋았다(P<0.05). 최대 질산성 질소 제거는 글루코스의 경우 HRT 8 시간과 C : N 비율 4일 때 86.3%였고, 메탄올은 HRT 8시간과 C : N 비율 5일 때 97.8%, 6일 때 92.2%를 보여 C : N 비율 5가 가장 최적인 것으로 나타났다. 최대 총무기질소 제거 효율은 HRT 8 시간일 때 C : N 비율 5에서 글루코스는 71.5%, 메탄올은 96.9%을 보였다. 탈질화에 필수적인 혐기적 조건은 HRT 8 시간과 C : N 비율 5 이상이 되었을 때 이루어진 것으로 보아 적정 C : N 비율과 혐기적 조건이 이루어졌을 때의 최적의 탈질 효율을 보이는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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