• Advances in environmental research
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• 제4권4호
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• pp.263-271
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• 2015

In this study, the effect of initial nitrate loading on nitrate removal and byproduct selectivity was evaluated in a continuous system. Nitrate removal decreased from 100% to 25% with the increase in nitrate loading from 10 to $300mg/L\;NO_3-N$. Ammonium selectivity decreased and nitrite selectivity increased, while nitrogen selectivity showed a peak shape in the same range of nitrate loading. The nitrate removal was enhanced at low catalyst to nitrate ratios and 100% nitrate removal was achieved at catalyst to nitrate ratio of ${\geq}33mg\;catalyst/mg\;NO_3-N$. Maximum nitrogen selectivity (47%) was observed at $66mg\;catalyst/mg\;NO_3-N$, showing that continuous Cu-Pd-NZVI system has a maximum removal capacity of 37 mg $NO_3{^-}-N/g_{catalyst}/h$. The results from this study emphasize that nitrate reduction in a bimetallic catalytic system could be sensitive to changes in optimized regimes.

• 한국환경과학회지
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• 제14권2호
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• pp.157-165
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• 2005

This study was conducted to determine optimum design parameters in nitrification and denitrfication of chemical fertilizer wastewater using pilot plant, Jet Loop Reactor. The chemical fertilizer wastewater which contains low amounts of organic carbon and has a high nitrogen concentration requires a post-denitrfication system. Organic nitrogen is hydrolyzed above $86\%$, and the concentration of organic nitrogen was influent wastewater 126mg/L and of effluent wastewater 16.4mg/L, respectively. The nitrification above $90\%$ was acquired to TKN volumetric loading below $0.5\;kgTKN/m^3{\cdot}d$, TKN sludge loading below $0.1\;kgTKN/kgVSS{\cdot}d$ and SRT over 8days. The nitrification efficiency was $90\%$ or more and the maximum specific nitrification rate was $184.8\;mgTKN/L{\cdot}hr$. The denitrification rate was above $95\%$ and the concentration of $NO_3-N$ was below 20mg/L. This case was required to $3\;kgCH_3OH/kgNO_3-N$, and the effluent concentration of $NO_3^--N$ was below 20mg/L at $NO_3^--N$ volumetric loading below $0.7\;kgNO_3^--N/m^3{\cdot}d$ and v sludge loading below $0.12\;kgNO_3^-N/kgVSS{\cdot}d$. At this case, the maximum sludge production was $0.83\;kgTS/kgT-N_{re}$ and the specific denitrfication rate was $5.5\;mgNO_3-N/gVSS{\cdot}h$.

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1777-1787
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• 2000

본 연구에서는 황-이용 독립영양 탈질을 위한 경제적이면서도 효율적인 알칼리원의 선정을 위하여 숯, 연탄재, 패각 및 석회석을 대상으로 희분식 실험 및 연속실험을 실시하여 $NO_3{^-}-N$ 부하에 따른 탈질효율을 파악하였다. 희분식 실험 결과 패각 및 석회석이 가장 우수한 산 중화능력을 보였으나, 넓은 표면적을 가진 패각이 석회석보다 알칼리도 공급능력이 더 좋은 것으로 나타났으며, 황과 패각간의 혼합비는 1/1 (V/V)이 가장 효율적인 것으로 판단되었다. $NO_3{^-}-N$의 농도를 증가시키면서 수행한 연속실험 결과, 116 g $NO_3{^-}-N/m^3-day$의 부하까지는 90% 이상의 탈질효율을 나타내었으나, 145 g $NO_3{^-}-N/m^3-day$의 부하에서는 탈질효옳이 48%로 악화 되었다. 제거된 $NO_3{^-}-N$ 1 g당 생성된 $SO_4{^{2-}}$의 양은 평균 7.02 g으로 이론값인 7.54 g보다 낮게 나타났다. $NO_3{^-}-N$의 탈질은 반응속도상수가 평균 0.146/hr인 1차 반응으로, 그리고 $SO_4{^{2-}}$의 생성은 반응속도상수가 평균 -53.1 mg/L-hr인 0차 반응으로 나타났다. $NO_3{^-}-N$의 탈질량에 비례하여 가스가 발생되었는데, 질소 물질수지를 따진 결파 제거된 질소중 71~109%, 평균 90%가 $N_2$가스로 회수되었다.

• 생명과학회지
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• 제12권6호
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• pp.700-707
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• 2002

높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

• 생태와환경
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• 제50권4호
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• pp.459-469
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• 2017

본 연구는 박테리아 탈질법을 이용하여 질산성 질소의 질소 및 산소의 안정동위원소 분석법을 연구하였으며, 시료 농도, 미생물 배양시간에 따른 분석값의 변화에 대하여 고찰하였다. 탈질미생물법을 이용하여 시료 내 질산염 농도가 $0.1mg\;L^{-1}$까지 질산성 질소의 산소 및 질소 동위원소 분석이 가능하였고, 0.2‰까지 정확도를 확보하였다. 환경시료(지하수) 내 질산염의 기원을 추적하기 위하여 잠재적 질소 오염원(합성비료, 축산비료)의 동위원소비를 조사한 결과, 합성비료(${\delta}^{15}N-NO_3$ -5~10‰, ${\delta}^{18}O-NO_3$ 0~15‰)는 축산비료(${\delta}^{15}N-NO_3$ 10~23‰, ${\delta}^{18}O-NO_3$ 0~20‰)와 동위원소비가 현격한 차이를 보였다. 연구지역 지하수 동위원소비와 비교한 결과, 계절별로 서로 다른 질소 오염원의 영향을 받는 것으로 여겨진다. 과거 질산염의 안정동위원소를 분석하기 위해서 다양한 방법이 시도되었다. Revesz et al. (1997)은 양이온 교환 수지를 이용한 분리법을 보고하였으며, Silva et al. (2000)와 Fukada et al. (2003)은 음이온 교환 수지를 이용한 분리법을 보고하였고, McIlvin and Altabet (2005)는 카드뮴을 이용한 화학적 변환 방법을 보고하였다. 하지만 이러한 방법에 사용되는 시약은 독성이 강하고 복잡한 전처리 과정으로 인한 긴 전처리 시간을 소요함으로 인하여 분석비용이 비싸다는 단점이 있었다. 하지만 탈질미생물법은 소량의 질산염을 이용하기 때문에 기존 방법에 비해 분석에 사용되는 시료의 부피를 1/100까지 감소시켜 과거 분석이 어려웠던 빙하, 공극수, 해수 등에 대한 분석이 가능한 장점이 있다. 수생태계로 유입되는 다양한 질소 기원을 파악하기 위하여 탈질미생물법으로 분석된 안정동위원소비를 활용한다면 효율적인 수질 관리를 위한 해석기능을 제공할 것이다. 또한, 국내 최초로 지하수 환경시료에 적용함으로써 오염 기원 추적 기법을 확립하는 데 목적을 두고 있으며, 추후 정립된 분석기법을 토대로 환경분야에서 질산성 질소의 오염 인자 판별 연구에 널리 활용되기를 기대한다.

• Environmental Engineering Research
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• 제10권5호
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• pp.239-246
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• 2005

The effect of Pt addition over $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ catalyst supported on PRO-66 was investigated for NO reduction in order to develop the catalytic filter working at low temperature. Catalytic filters, $Pt-V_2O_5-WO_3/TiO_2/PRD$, were prepared by co-impregnation of Pt, V, and W precursors on $TiO_2$-coated ceramic filter named PRD (PRD-66). Titania was coated onto the pore surface of the ceramic filter using a vacuum aided-dip coating method. The Pt-loaded catalytic filter shifted the optimum working temperature from $260-320^{\circ}C$(for the catalytic filter without Pt addition) to $190-240^{\circ}C$, reducing 700 ppm NO to achieve the $N_x$ slip concentration($N_x\;=\;NO+N_2O+NO_2+NH_3$) less than 20 ppm at the face velocity of 2 cm/s. $Pt-V_2O_5-WO_3/TiO_2$ supported on PRD showed the similar catalytic activity for NO reduction with that supported on SiC filter as reported in a previous study, which implies the ceramic filter itself has no considerable interaction for the catalytic activity.

• 유기물자원화
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• 제10권3호
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• pp.117-125
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• 2002

본 연구에서는 일반적인 생물학적 질소제거공정을 거치지 않고, 수중의 $NH_3-N$을 유기질소형태로 합성시키는 특수미생물을 분리, 이용하여 암모니아성질소로 오염된 폐수의 고도처리 가능성에 대해서 검토해 보았다. $NH_3-N$을 기질로 다량 이용할 수 있는 3종류의 특수미생물을 순수 분리한 후 무(無)염분조건과 염분조건(3%NaCl)에서 배양해 본 결과 M11은 염분조건에서, M12는 무(無)염분조건에서, M71의 경우는 양쪽 조건에서 높은 성장률을 보였다. 탄소원(glucose)의 영향을 검토한 실험에서는 Glucose농도가 $5g/{\ell}$ 일 때, 미생물의 증식과 $NH_3-N$의 제거율이 가장 높았으나, 고농도(약 1000mg/L as $NH_3-N$) 조건하에서 $NH_3-N$의 제거율은 높지 않은 결과를 보였다. $NH_3-N$의 농도는 100mg/L 일 때 제거효율이 가장 우수했고, 이 때 $NO_2-N$과 $NO_3-N$의 증가는 일어나지 않는 것으로 보아 제거된 $NH_3-N$은 유기질소로 변환되었음을 추측할 수 있었다. pH완충과 인의 공급을 위한 $K_2HPO_4$ 농도는 미생물마다 최적 성장 농도는 조금씩 달랐으나, $5g/{\ell}$에서 적절한 성장조건을 보였다. 또한 질소원으로 특수미생물은 $NH_3-N$뿐만 아니라 $NO_2-N$과 $NO_3-N$도 질소원으로 이용할 수 있는 것으로 나타났다. 본 실험 결과 미생물의 증식이 활발할수록 $NH_3-N$의 제거율이 증가하는 뚜렷한 양상을 나타내어 추후 $NH_3-N$으로 오염된 폐수처리에의 높은 적용가능성을 보였다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권4호
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• pp.339-345
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• 2006

화학비료 표준시비량과 시중에서 구입한 퇴비 2,000 및 4,000 kg/10a 수준의 처리로 상추를 재배하여 잎 중의 $NO_3$ 축적 현상을 비교하였다. 화학비료 표준시비량 처리에 비하여 퇴비 4,000 kg/10a 수준의 처리로 상추의 수량을 충분히 확보하고 잎 중의 $NO_3$ 함량을 안전한 수준 이하로 현저히 저감시킬 수 있는 것으로 나타났다. 용탈에 의한 질소의 유실이 거의 없는 온실 조건에서는 상추에 대한 화학비료의 현행 권장 시비수준이 과다한 것으로 판단되며, 상추를 비롯한 야채류의 $NO_3$ 함량을 낮추고 토양의 염류집적을 저감하기 위해서는 화학비료 적정 시용량에 대한 재검토가 필요할 것으로 판단된다. 안전농산물의 생산을 목표로 하는 유기농업에서도 작물의 적정 질소 요구량을 기준으로 퇴비 등의 질소 공급자재의 시용량을 결정해야 할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제7권3호
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• pp.206-213
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• 1998

본 실험은 전남대학교 농과대학 연구온실에서 무등산수박의 건묘 생산에 있어 묘의 소질을 결정하는 NO$_{3}$$^{1}$, $K^{＋}$ 및 $Ca^{＋＋}$을 농도별(Total-N=94, 106, 112, 206, 406ppm; $K^{＋}$= 100, 150, 200, 400ppm; $Ca^{＋＋}$= 80, 150, 200, 320ppm)로 처리하여 분석한 결과 배양액의 N 농도를 증가시킬수록 초장, 엽면적, 엽수, 지상부의 생체중 및 건물중이 증가하였다. 그러나 K 농도를 증가시켰을 경우 수박 유묘의 초장은 200ppm까지는 약간 증가하지만 200ppm 이상으로 증가시키면 엽면적, 엽수, 엽장, 생체중 및 건물중이 감소하였다. Ca처리의 경우도 농도의 증가에 따른 엽면적과 엽생체중 및 건물중의 감소가 현저하였다. N의 농도를 206ppm으로 증가시킨 경우 무등산수박 묘의 엽병내 N, K 및 Mg의 함량은 증가하였지만 P 및 Ca의 함량은 차이를 보이지 않았다. K의 농도를 150ppm으로 증가시킨 경우 수박유묘의 엽병내 N, K 및 Mg의 함량이 증가한 반면 200ppm이상으로 증가시킨 경우에는 N와 Mg의 감소가 나타났으며 P 및 Ca의 함량은 차이를 보이지 않았다. 그러나 배양액에 Ca의 농도를 증가시킨 경우 엽병내 N, K, Ca 및 Mg의 농도가 증가하는 반면 200ppm 이상에서는 N의 감소가 관찰되었다.

• Horticulture, Environment, and Biotechnology : HEB
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• 제59권6호
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• pp.805-813
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• 2018

Vanda is an aerial tropical orchid native to Thailand and nitrogen (N) fertilizer is mainly used to promote its growth and quality. However, little is known about the characteristics of N absorption and assimilation in Vanda. The objective of this study was to determine the appropriate source of N for Vanda cultivation. In this experiment, shoots and roots of Vanda 'Ratchaburi Fuchs-Katsura' were sprayed weekly with 100 ml of $^{15}N$ tracer solution (1) 10 mM of $^{15}NO_3{^-}$, (2) 5 mM of $^{15}NO_3{^-}$ plus 5 mM of $NH_4{^+}$, (3) 5 mM of $NO_3{^-}$ plus 5 mM of $^{15}NH_4{^+}$ and (4) 10 mM of $^{15}NH_4{^+}$. The results indicated that plants fed with a combined N fertilizer gave the highest of $^{15}N$ use efficiency ( $^{15}NUE$) of about 21.8%, 30 days after the first feeding (DAF), compared with those fed sole sources of $^{15}NO_3{^-}$ (21.0%) and $^{15}NH_4{^+}$ (16.6%). However, a sole nitrate fertilizer or combination fertilizer did not significantly affect the total N and labelled N content. Alanine was a major amino acid found in leaves and roots at 7 DAF, whereas glutamine was mainly found in stems. At 30 DAF, tyrosine and alanine became major components in the leaves, and glutamine decreased in stems when plants were fed with a single $^{15}NH_4{^+}$ source.