Park Joon-Hong;Kim Hee-Joung;Yang Jae-E.;Ok Yong-Sik;Lee Jai-Young;Jun Sang-Ho
Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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2005.10a
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pp.59-61
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2005
In Korea, hundreds of abandoned and closed coal and metallic mines are present in the steep mountain valleys due to the depression of the mining industry since the late 1980s. From these mines, enormous amounts of coal waste were dumped on the slopes, which causes sedimentation and acid mine drainage (AMD) to be discharged directly into streams causing detrimental effects on soil and water environments. A limestone slurry by-product (lime cake) is produced from the Solvay process in manufacturing soda ash. It has very fine particles, low hydraulic conductivities ($10^{-8}{\sim}10^{-9}cm/sec$), high pH, high EC due to the presence of CaO, MgO and $CaCl_2$ as major components, and traces of heavy metals. Due to these properties, it has potential to be used as a neutralizer for acid-producing materials. A field plot experiment was used to test the application of lime cake for reclaiming coal wastes. Each plot was 20 x 5 m (L x W) in size on a 56% slope. Treatments included a control (waste only), calcite ($CaCO_3$), and lime cake. The lime requirement (LR) for the coal waste to pH 7.0 was determined and treatments consisted of adding 100%, 50%, and 25% of the LR. The lime cake and calcite were also applied in either a layer between the coal waste and topsoil or mixed into the topsoil and coal waste. Each plot was hydroseeded with grasses and planted with trees. In each plot, surface runoff and subsurface water were collected. The lime cake treatments increased the pH of coal waste from 3.5 to 6, and neutralized the pH of the runoff and leachate of the coal waste from 4.3 to 6.7.
Landfill gas (LFG) generation characteristics in a construction waste landfill zone (block E) and mixed landfill zone (block A) were analyzed. During the period from October 2018 to April 2022, a total of 936×103 and 1,001×103 tons of waste were disposed in block E and block A, respectively. Out of this, 27.1% and 55.6% were biodegradable waste in block E and block A, respectively. The landfill masses of the two blocks were converted to be comparable. Then, the biodegradable waste and organic carbon were estimated by element analysis, biodegradable carbon by biochemical methane potential experiment (DC), and sulfate ion by acid decomposition. Results showed that biodegradable waste, organic carbon, biodegradable carbon, and sulfate ions in block A were 2.1, 1.6, 5.2, and 0.4 times greater than those in block E, respectively. The amount of LFG generated by block A was 4.8 times greater than that by block E. The average concentrations of methane (CH4) were 60.8% and 60.9% in block E and block A, respectively, which were unrelated to the nature of disposed waste. The average concentrations of hydrogen sulfide (H2S) were significantly high in block E (4,489 ppm) and block A (8,478 ppm). As the DC/SO42- of block E and block A were 0.35 and 4.56, respectively, increase in DC/SO42- caused increase in not only the total amount but also the concentration of H2S generated.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.26
no.3
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pp.199-205
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2015
Organic wastes such as food waste (FW), livestock wastewater (LW), and sewage sludge (SWS) can produce hydrogen ($H_2$) by anaerobic acid fermentation. Expecially, FW which has high carbohydrate content produces $H_2$ and short chain fatty acids by indigenous $H_2$ producing microorganisms without adding inoculum, however $H_2$ production rate (HPR) and yield have to be improved to use a commercially available technology. In this study, LW was mixed to FW in different ratios (on chemical oxygen demand (COD) basis) as an auxiliary substrate. The mixture of FW and LW was pretreated at pH 2 using 6 N HCl for 12 h and then fermented at $37^{\circ}C$ for 28 h. HPR of FW, 254 mL $H_2/L/h$, was increased with the addition of LW, however, mixing ratio of LW to FW was reversely related to HPR, exhibiting HPR of 737, 733, 599, and 389 mL $H_2/L/h$ at the ratio of FW:LW=10:1, 10:2, 10:3, and 10:4 on COD basis, respectively. Maximum HPR and $H_2$ production yield of 737 $H_2/L/h$ and 1.74 mol $H_2/mol$ hexoseadded were obtained respectively at the ratio of FW:LW=10:1. Butyrate was the main organic acid produced and propionate was not detected throughout the experiment.
Park, Taejun;Yoo, Young Jae;Jung, Dong Hoon;Lee, Sun Hee;Rhee, Young Ha
Korean Journal of Microbiology
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v.53
no.3
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pp.200-207
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2017
A new approach to the solubilization of waste activated sludge (WAS) using alginate-quaternary ammonium complex beads was investigated under controlled mild alkaline conditions. The complex beads were prepared by the reaction of sodium alginate (SA) with 3-(trimethoxysilyl)propyl-octadecyldimethylammonium chloride (TSA) in acid solution, followed by crosslinking with $CaCl_2$. Treatment of WAS with SA-TSA complex beads was effective for enhancing the efficacy of WAS solubilization. The highest value of soluble chemical oxygen demand (SCOD) concentration (3,900 mg/L) was achieved after 10 days of treatment with 30% (v/v) SA-TSA complex beads. The WAS solubilization efficacy of the complex beads was also evaluated by estimating the concentrations of volatile fatty acids (VFAs). The maximum value of VFAs was 2,961 mg/L, and the overall proportions of VFAs were more than 75% of SCOD. The main components of VFAs were acetic, propionic, iso-butyric, and butyric acids. These results suggest that SA-TSA complex beads might be useful for enhancing the solubilization of WAS. The potential use of VFAs as the external carbon substrate for the production of polyhydroxyalkanoate (PHA) by a mixed microbial culture (MMC) was also examined. The enrichment of PHA-accumulating MMC could be achieved by periodic feeding of VFAs generated from WAS in a sequencing batch reactor. The composition of PHA synthesized from VFAs mainly consisted of 3-hydroxybutyrate. The maximum PHA content accounted for 25.9% of dry cell weight. PHA production by this process is considered to be promising since it has a doubly beneficial effect on the environment by reducing the amount of WAS and concomitantly producing an eco-friendly biopolymer.
Biological process is used worldwide to treat domestic and industrial wastewater. The process generally uses a mixed microbial culture of sludge. The growth of microorganisms in the sludge produces excess sludge from the wastewater treatment process. Some of the excess sludge is recycled as inoculum for wastewater treatment, but the rest is removed as waste from the process. As wastewater production is increasing worldwide every year, the number of wastewater treatment plants (WWTPs) is also in- creasing, resulting in the generation of large amount of waste sludge. The increasing amount of waste sludge from WWTPs has led to concerns about its management. Sludge disposal has been reported to account for 50~60% of the total operating costs of a WWTP. Sludge disintegration is a new technology that can minimize volume of waste sludge and recover useful components (e.g., P, N, and soluble organic compounds) from it. Various methods of sludge disintegration have been developed based on physical, chemical, and biological treatments or combinations of these. In this review, we focus on sludge disintegration by acid hydrolysis, which is less studied among sludge disintegration methods. Such information can be useful in the development and implementation of a new technology for better sludge treatment.
Lee Jeong-Jin;Pyo Hyung-Yeal;Jeon Jong-Seon;Lee Chang-Heon;Jee Kwang-Yong;Ji Pyung-Kook
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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v.2
no.4
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pp.231-238
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2004
The conditions are obtained for the decomposition of solid radioactive wastes, including ion exchange resin, zeolite, charcoal, and sludge from nuclear power plant. In the process of decomposing the radioactive wastes was used the microwave acid digestion method with mixed acid. The solution after acid digestion by the following method was colorless and transparent. Each solution was analyzed with ICP-AES and AAS and the recovery yield for 5 different elements added into the simulated radioactive wastes were over $94{\%}$. The elemental analysis of destructive low and medium level radioactive wastes by the proposed microwave acid digestion conditions concerning the chemical characteristics of each radioactive waste are expected to be useful basic data for development of optimal glass formulation.
Kim, Jun-Young;Lee, Hyang-Sook;Shin, Chang-Hoon;Kim, Ju-Yup;Kim, Hyun-Sang;Ahn, Jae-Woo
Resources Recycling
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v.16
no.1
s.75
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pp.59-67
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2007
Recovery of acids from the waste etching solution of containing acetic, nitric and hydrofluoric acid discharged from silicon wafer manufacturing process has been attempted by using solvent extraction method. EHA(2-Ethylhexlalcohol) for acetic acid and TBP(Tri-butly Phosphate) for nitric and hydrofluoric acid as a extraction agent was used to the experiment to obtain the process design data in separation procedure. From the experimental data and McCabe-Thiele diagram analysis, we obtained the optimum conditions of phase ratio(O/A) and stages to separate each acid sequently from the mixed acids. The recovery yield was obtained above 90% for acetic acid from the acid mixtures, 90% for nitric acid from acetic acid extraction raffinate and then above 67% for hydrofluoric acid from final extraction raffinate.
Kim, Mi-Sun;Lee, Dong-Yeol;Kim, Dong-Hun;Kim, Ok-Sun;Lim, So-Yung
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.21
no.6
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pp.580-586
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2010
Acid and alkali pretreatments were applied to tofu processing waste (TPW) to increase the solubility of ingredients in TPW. Pretreatment at 1.0% of HCl and 2.5% of NaOH condition resulted in the increase of SCOD concentration from 3.2 g COD/L to 27 g COD/L and 33 g COD/L, respectively. The acid and alkali-pretreated TPW was studied for its fermentative $H_2$ production capacity in batch mode using a thermophillic mixed culture. Alkali pretreatment on presence of 2.5% NaOH exhibited more soluble portion released compared to acid pretreatment using HCl, however the $H_2$ production from acid pretreated TPW was better than alkali-pretreated TPW probably due to the sodium inhibition on microbial activity. In addition, sewage sludge was externally added to the acid-pretreated (1.0% HCl) TPW by 20% (on volume basis). Average H2 production rate was increased from 31 to 78 ml/L-broth/hr, and it was attributed to the high buffer capacity and abundant nutrients especially divalent cation in sewage sludge.
Han, Seul Ki;Nersisyan, Hayk H.;Lee, Young Jun;Choi, Jeong Hun;Lee, Jong Hyeon
Korean Journal of Materials Research
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v.26
no.12
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pp.681-687
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2016
Zirconium(Zr) nuclear fuel cladding tubes are made using a three-time pilgering and annealing process. In order to remove the oxidized layer and impurities on the surface of the tube, a pickling process is required. Zr is dissolved in HF and $HNO_3$ mixed acid during the process and pickling waste acid, including dissolved Zr, is totally discarded after being neutralized. In this study, the waste acid was recycled by adding $BaF_2$, which reacted with the Zr ion involved in the waste acid; $Ba_2ZrF_8$ was subsequently precipitated due to its low solubility in water. It is very difficult to extract zirconium from the as-recovered $Ba_2ZrF_8$ because its melting temperature is $1031^{\circ}C$. Hence, we tried to recover Zr using an electrowinning process with a low temperature molten salt compound that was fabricated by adding $ZrF_4$ to $Ba_2ZrF_8$ to decrease the melting point. Change of the Zr redox potential was observed using cyclic voltammetry; the voltage change of the cell was observed by polarization and chronopotentiometry. The structure of the electrodeposited Zr was analyzed and the electrodeposition characteristics were also evaluated.
Biohydrogen production from food waste via dark fermentation was conducted by using mixed culture under various environmental conditions (initial pH, initial F/M ratio, initial ferrous iron ($Fe^{2+}$), and temperature condition) in batch reactor. The results revealed that the maximum hydrogen yield of $46.19mL\;H_2/g\;COD_{add}$ was achieved at the optimal conditions (initial pH 8.0, initial F/M ratio 4.0, initial iron concentration 100 mg $FeSO_4/L$ and thermophilic condition ($55{\pm}1^{\circ}C$)). Furthermore, major volatile fatty acid (VFA) productions of butyrate (765.66 mg/L) and acetate (324.69 mg/L) were detected and COD removal efficiency was detected at 66.00%. Therefore, these optimal conditions could be recommended to operate a system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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