• Environmental Engineering Research
• /
• 제16권4호
• /
• pp.231-236
• /
• 2011

Biological nitrogen removal, using a continuous flow packed-bed reactor (CPBR) in a consecutive nitrification and denitrification process, was evaluated. An apparent decline in the nitrification efficiency coincided with the steady increase in $NH_4{^+}$-N load. Sustained nitrification efficiency was found to be higher at longer empty bed contact times (EBCTs). The relationship between the rate of alkalinity consumption and $NH_4{^+}$-N utilization ratio followed zero-order reaction kinetics. The heterotrophic denitrification rate at a carbon-tonitrogen (C/N) ratio of >4 was found to be >74%. This rate was higher by a factor of 8.5 or 8.9 for $NO_3{^-}$-N/volatile solids (VS)/day or $NO_3{^-}-N/m^3$ ceramic media/day, respectively, relative to the rates measured at a C/N ratio of 1.1. Autotrophic denitrification efficiencies were 80-90%. It corresponds to an average denitrification rate of 0.96 kg $NO_3{^-}-N/m^3$ ceramic media/day and a relevant average denitrification rate of 0.28 g $NO_3{^-}$-N/g VS/day, were also obtained. Results presented here also constitute the usability of an innovative porous sulfur ceramic media. This enhanced the dissolution rate of elemental sulfur via a higher contact surface area.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제51권2호
• /
• pp.51-57
• /
• 2009

The purpose of this study was to investigate characteristics of behavior of nutrients such as TN (Total nitrogen), TDN (Total dissolved nitrogen), TP (Total phosphorus) TDP (Total dissolved phosphorous) in runoff water from a nonpoint source dominated watershed ($6.67\;km^2$). Regular and intensive flow measurement and water sampling were taken during two years (February 2002 to January 2004) in the Ingyeong River, a tributary of the Han River. The mean concentrations of nutrients during rainy days were significantly (p < 0.05) higher than those during dry days. The mean TDN/TN ratio in rainy days (95%) is almost identical to that in dry days (96%), but mean TDP/TP ratio in rainy days (24%) significantly decreased compared with that in dry days (66%), suggesting that dominant form of TP is shifted from dissolved form to particulate form. Accordingly, the measures (.eg. filter strips, cover crops) to reduce soil erosion for fallow upland in the rainy season should be taken to control particulate phosphorous.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.356-362
• /
• 2023

기후 변화에 따른 위험성은 전 세계적으로 오랜 기간 강조되고 있으며, 이를 극복하기 위한 노력은 해운분야에서도 국제해사 기구를 중심으로 이어지고 있다. 연소과정에서 발생한 매연을 제어하기 위하여 매연 생성 특성에 관한 연구는 필수적이다. 본 연구에서는 에틸렌 가스를 기반으로 한 대향류 확산화염에서 불활성 기체인 질소를 혼합하여 화염온도, 화염형태, 매연 생성 관련된 화학종의 상태변화를 확인하기 위해 광소멸법과 화학반응 수치해석을 수행하였다. 연구 결과. 질소의 혼합비율이 증가함에 따라 화염온도 감소와 매연체적분율 감소로 이루어졌다. 매연 입자가 분포하는 구간도 감소하였으며, 30% 이상 혼합비율이 높아지면 체적분율 감소율이 감소하였다. 매연 성장에 관여하는 화학종들의 몰분율도 감소하였다. HACA 반응 관련 화학종은 탄화수소 연료 비율에 따라 영향을 받으나, 홀수탄소 경로 관련 화학종은 탄화수소 연료 비율뿐만 아니라 화염온도 영향을 받는 것을 확인하였다.

• 청정기술
• /
• 제25권4호
• /
• pp.324-330
• /
• 2019

선택적 촉매환원법은 산업 설비에서 분사되는 배기가스의 탈질 과정에 유용한 방법이다. 촉매 층 입구에서의 암모니아-질소산화물의 혼합비 분포는 탈질 과정에서 중요하다. 본 연구에서는 전산해석 기법을 이용하여 탈질설비의 입구 배기가스 내 질소산화물의 유동 분포에 따른 암모니아 분사 노즐의 유량을 조절하여 NH₃/NO 몰 비의 균일도를 개선하였다. 출구 X/H = 3 지점에서의 몰 비에 의한 평균제곱근오차 값을 최적화 변수로 선정하였고 실험계획법을 기반 한 최적화 알고리즘을 도입하였다. 균일, 포물선, 상향 솔림, 임의 등 4가지 입구 유동 형태에 대해 8개의 분사 노즐의 암모니아 분사 유량을 도출하였다. 정상상태의 비압축성 점성 이차원 유동장 해석을 위해 상용 소프트웨어인 ANSYS-FLUENT에 k-𝜖 난류모델을 적용하였다. 본 해석의 결과, 입구 배기가스의 유동 형태 별로 9.58%에서 80.0% 의 몰 비 개선 효과를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.696-701
• /
• 2018

연소 반응 시 발생하는 질소산화물은 산성비와 미세먼지 발생에 많은 영향을 미치는 물질이다. 이에 대한 저감 방법으로 고비용의 탈질설비 대신 지연연소 등의 방법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이러한 연구들 중에 적은 양의 공기로 많은 양의 배기가스를 재순환 할 수 있는 코안다 노즐을 이용한 배기가스 재순환 연소에 대한 연구가 최근에 이루어지고 있다. 본 연구에서는 배기가스 재순환 배관에 코안다 노즐을 사용하여 배기가스를 재순환하는 재순환 버너의 양쪽 출구가 트인 형상에 대하여 전산유체해석을 통해 연구를 수행하였으며 연소 유동의 압력, 유선, 온도, 연소 반응 속도와 질소산화물의 분포 특성을 살펴보았다. 배기가스를 재순환하여 연소용 공기와 혼합된 기체가 원통의 접선방향으로 유입되어 연료노즐 출구 부근에서 압력이 낮은 영역이 존재하고 이에 따라 원통 버너의 중심부근에는 버너의 가운데 부분으로 역류가 형성되며 가장자리 부분으로 배기가스가 배출되는 것을 확인하였다. 배기가스가 유입되는 부분이 버너의 오른쪽에 있어서 버너의 오른쪽으로 연소반응이 일어나며 상대적으로 온도분포와 NOx 분포가 높게 나타났다. 연소용 공기비를 1.0에서 1.8까지 변화하여 NOx 생성을 관찰한 결과, 공기비가 1.0에서 1.5까지는 평균 NOx 생성이 감소하다가 공기비가 1.8일 때 급격히 증가하는데 이는 NOx 생성 반응은 온도의 지수승에 비례하게 되는데 공기비가 1.5이상이 되면서 온도의 영향을 많이 받아서 NOx 생성 반응이 오른쪽 영역에서 급격히 증가하는 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
• /
• 제8권3호
• /
• pp.81-88
• /
• 2000

음식쓰레기, 슬러지 등과 같이 C/N비가 낮은 폐기물을 호기성으로 퇴비화하는 경우 질소 성분이 많이 손실될 수 있으며, 이는 비료성분의 손실, 악취를 비롯한 환경오염 발생 등을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 퇴비화 공정에서 질소성 물질의 보존방법을 도출하기 위한 기초 연구로 음식쓰레기를 실험실 규모로 퇴비화하면서 일반적인 호기성 퇴비화 공정에서 일어나는 질소의 거동을 분석하였다. 음식쓰레기는 종이나 나무조각과 혼합하여 퇴비화하였으며, 질소성 물질의 거동을 평가하기 위해 퇴비시료에 포함된 암모니아, 산화성 질소, 유기성 질소를 측정하였다. 배가스로 손실되는 질소도 황산으로 흡수시켜 정량하였다. 퇴비화 반응의 활성화 여부가 유기성 질소의 무기화에 큰 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 활성이 좋은 퇴비를 식종한 경우 반응 초기부터 유기성 질소의 무기화가 활발히 진행되어 많은 양의 질소가 손실된 반면 초기의 낮은 pH 기간이 길어지면 유기성 질소의 분해가 지연되는 것으로 나타났다. 암모니아 손실량은 주입된 공기량의 영향이 큰 것으로 판단되며, 암모니아 손실이 증가하면 퇴비의 암모니아 함량이 크게 감소하였다. 질소에 대한 물질수지 분석을 통하여 초기 질소의 28~38%가 암모니아로 전환되었으며, 전환된 암모니아의 77~94%가 가스로 손실된 것으로 나타났다.

• 한국재료학회지
• /
• 제9권5호
• /
• pp.503-508
• /
• 1999

We have investigated the physical and diffusion barrier property of Ti-Si-N film for Cu metallization. The ternary compound was deposited by using reactive rf magnetron sputtering of a TiSi$_2$target in an Ar/$N_2$gas mixture. Resistivities of the films were in range of 358$\mu$$\Omega$-cm, to 307941$\mu$$\Omega$-cm, and tended to increase with increasing the $N_2$/Ar flow rate ratio. The crystallization of the Ti-Si-N compound started to occur at 100$0^{\circ}C$ with the phases of TiN and Si$_3$N$_4$identified by using XRD(X-ray Diffractometer). The degree of the crystallization was influenced by the $N_2$/Ar flow ratio. The diffusion barrier property of Ti-Si-N film for Cu metallization was determined by AES, XRD and etch pit by secco etching, revealing the failure temperature of 90$0^{\circ}C$ in 43~45at% of nitrogen content. In addition, the very thin compound (10nm) with 43~45at% nitrogen content remained stable up to $700^{\circ}C$. Furthermore, thermal treatment in vacuum at $600^{\circ}C$ improved the barrier property of the Ti-Si-N film deposited at the $N_2$(Ar+$N_2$) ratio of 0.05. The addition of Ti interlayer between Ti-Si-N films caused the drastic decrease of the resistivity with slight degradation of diffusion barrier properties of the compound.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제29권9호
• /
• pp.552-558
• /
• 2016

Goethite, ${\alpha}$-FeOOH have various applications such as absorbent, pigment and source for magnetic materials. Goethite particles were synthesized in a two step process, where $Fe(OH)_2$ were synthesized in nitrogen atmosphere using $FeSO_4$ as a raw material in the first process, and after that acicular goethite particles were obtained in an air oxidation process of $Fe(OH)_2$ in highly alkaline aqueous solution. Their phase and microstructure were investigated with XRD and FE-SEM. It was found that the morphology of goethite and the ratio of length-to-width (aspect ratio) of acicular goethite are dependent on the some factors such as R value ($OH^-/Fe^{2+}$), air flow rate and pH conditions. In particular, R value has the strongest influence on the synthesized goethite morphology. It is considered that the optimal value R is 4.5 because X-ray diffraction peaks of goethite have the highest intensity at that value. Morphology of goethite particles was controlled by air flow rates, showing that their size and aspect ratio are getting smaller and decrease, respectively as air flow rate increases. The largest goethite particle obtained is about 1,500 nm in length and 150 nm in diameter.

• 공업화학
• /
• 제33권6호
• /
• pp.624-629
• /
• 2022

포름알데하이드는 호흡기 및 피부 질환을 일으키는 등 인체에 유해한 실내 환경 오염물질로 알려져 있다. 본 연구에서는 활성탄소섬유 표면에 질소 작용기를 도입하기 위하여 질소 플라즈마 처리를 하였고, 질소 작용기 함유 활성탄소섬유에 대한 포름알데하이드 흡착 특성을 고찰하였다. 주입되는 질소 가스의 유량이 증가함에 따라 활성탄소섬유 표면에 도입되는 질소 작용기의 함량이 약 7% 정도 증가하였으며, 존재하는 질소 작용기의 종류별 비율도 유사하였다. 또한 플라즈마 처리에 의한 식각 효과로 인하여 활성탄소섬유 표면에 초미세기공이 증가하였다. 이에 따라 표면 개질된 활성탄소섬유의 포름알데하이드 흡착 효율도 증가하였다. 그러나, 질소 유량이 120 sccm 이상인 조건에서는 활성탄소섬유 표면이 과도하게 식각되어, 비표면적이 감소하고 포름알데하이드 흡착 능력이 오히려 저하되었다. 따라서, 질소 플라즈마 처리된 활성탄소섬유의 포름알데하이드 흡착은 도입된 질소 작용기의 함량이 주요 요인이지만, 이와 함께 적합한 기공 구조를 가질 때 포름알데하이드의 흡착 효율이 향상됨을 알 수 있었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.51-60
• /
• 1999

An intermittently-aerated, intermittently-decanted single-reactor process (KIDEA process : KIST intermittently decanted extended aeration process) was applied for nitrogen removal from wastewater. Synthetic wastewater with chemical oxygen demand (COD): nitrogen (N) ratio of approximately 5.25: 1 was used. The average COD removal efficiency reached above 95%, and under optimal conditions nitrogen removal efficiency also reached above 90%. This process consisted of 72 minute aeration, 48 minute settling and 24 minute effluent decanting with continuous feeding of influent wastewater from the bottom of the reactor, and did not require a separate anoxic mixing-phase. In this process, nitritation ($1^{st}$ step of nitrification) was induced but nitratation($2^{nd}$ step of nitrification) was suppressed. Main factors responsible for the accumulation of nitrite ion in the experimental condition were free ammonium and dissolved oxygen. This condition of nitrite build-up accelerated by continuous feed flow in the bottom of the KIDEA reactor because of high concentration of ammonia nitrogen in the influent. This research provides one of answers to control nitrate build-up.