• 제목/요약/키워드: Oxidation Rate

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오존, UV, 오존/UV 혼합 공정을 이용한 Diethyl Phthalate(DEP)의 제거특성 연구 (Characterization of Diethyl Phthalate(DEP) Removal using Ozone, UV, and Ozone/UV Combined Processes)

  • 정연정;오병수;강준원
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.137-143
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    • 2006
  • 본 연구는 오존 단독, UV 단독 및 오존/UV 혼합 공정을 이용하여 DEP의 제거 특성을 알아보고자 수행되었다. 실험 결과로서, 오존/UV 공정에서 가장 높은 제거 효율을 나타냈다. 오존 및 오존/UV 공정에서 DEP의 분해 경로를 파악하기 위해서 pH 변화 및 OH 라디칼($OH^{\circ}$) scavenger 첨가 유무에 따른 제거 정도를 비교하였다. 그 결과, DEP 분해 시 $OH^{\circ}$과의 반응이 주된 반응이며, 오존에 의한 직접 산화 반응 및 UV에 의한 광분해 반응은 무시할 정도로 작았다. 오존 및 오존/UV 공정에서 DEP의 의사일차속도상수를 비교하였을 때, 오존/UV 공정은 일차속도에 잘 일치한 반면 오존 단독 공정에서는 일차속도로 제거되는 경향이 초기에 빠르고 일정한 반응시간 이후에 느려지는 두 영역으로 나뉘어 나타났다. 오존 및 오존/UV 긍정에 의해 생성되는 DEP 산화 부산물을 간접적으로 확인하기 위해 HPLC 스펙트럼을 조사한 결과 미지의 물질이 검출되었으며, 반응시간에 따라 이 물질이 생성되다가 감소하는 일정한 경향을 보였다. 또한, 오존/UV 혼합공정에서 높은 TOC 제거율을 나타내 DEP 및 DEP 산화부산물까지 완전 산화됨을 확인하였다.

생활폐기물의 호기성처리를 통한 유기물 분해안정화에 관한 연구 (A study on degaradation stabilization of organic material through aerobic treatment before landfill of domestic waste)

  • 이현희;배재근
    • 유기물자원화
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    • 제11권4호
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    • pp.79-89
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    • 2003
  • 본 연구는 생활폐기물을 호기성분해 개념에서 유기물을 분해 안정화시킬 때 적정한 환경인자들을 도출, 검토하기 위해서 가정에서 배출되는 일반생활폐기물을 각각의 비율에 따라 섞은 후 함수율을 55%, 60%로 조절하여 분해 안정화정도를 평가하였다. VS량의 변화는 6번 반응기를 제외하고는 모든 반응기에서 초기에 투입된 음식물량이 모두 분해가 된 것으로 판단되었고, 1, 2, 3, 4번 반응기는 비슷한 분해정도를 보여 비닐/플라스틱의 첨가가 통기개량제로서의 역할을 한 것으로 사료되었다. 반응기별 온도는 모든 반응기의 최고 온도가 약 $57{\sim}59^{\circ}C$정도로 측정되었고, VS량의 변화와 비슷하게 1, 2, 3, 4번 반응기가 최고온도에서 지속기간이 5, 6번 반응기보다는 약 2~4일정도 더 지속되어 분해반응이 더 잘 일어난 것으로 판단되었으며, $CO_2$ 발생량도 온도 변화와 비슷한 경향을 나타내고 있다. 함수율 변화는 미생물의 산화열로 증발된 수분의 원활한 배출이 이루어지지 않은 관계로 수분 감소율은 모든 반응기에서 낮게 측정되었다. pH는 음식물쓰레기로 인하여 초기에는 약산성이었으나, 반응이 진행됨에 따라 pH가 상승하여 일반적인 경향과 비슷하게 측정되었다. 전기전도도와 C/N비는 전체적으로 소폭증가하는 경향을 보였다. 침하량과 무게감소율도 위의 다른 인자들과 비슷한 경향을 보였다. 즉, 1, 3번 반응기와 2, 4번 반응기가 더 큰 침하율과 무게감소율을 보였다.

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산화적 활성화 과정을 통한 N-dimethoxyphosphinothioyl carbofuran의 독성발현 (Toxic action of N-dimethylphosphinothioyl carbofuran by oxidative activation process)

  • 양규완;이석종;김성문;한대성;허장현
    • 농약과학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.10-15
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    • 1998
  • Carbofuran 및 N-dimethoxyphosphinothioyl carbofuran (PSC)의 AChE에 대한 이분자 저해 속도상수(bimolecular inhibition rate constant, $k_{i}$)를 관찰하였다. Carbofuran은 $7.7{\times}10^{5}\;M^{-1}{\cdot}min^{-1}$으로 높은 저해효과를 보이고 있는 반면, PSC는 $1.2{\times}10^{3}\;M^{-1}{\cdot}min^{-1}$으로 carbofuran에 비하여 AChE에 대한 저해력이 600배 정도 낮은 저해력을 갖고 있는 것으로 관찰되어 독성발현을 위하여 활성화 과정이 필요한 것으로 확인되었다. AChE/mixed function oxidase(mfo) coupling system을 이용한 microsomal oxidative activation 실험에서 PSC의 AChE에 대한 저해력이 control에 비하여 NADPH가 첨가된 oxidase 처리구에서 800배 더 강하게 나타났으며, cytochrome $P_{450}$의 저해제를 첨가한 oxidase+PBO 처리구에서는 control의 저해 경향과 유사하였다. 또한 생쥐 뇌 AChE에 대한 PSC의 $I_{50}$은 28 mg/kg인 반면 PBO를 전처리하였을 경우 $I_{50}$은 57 mg/kg으로 나타나 cytochrome $P_{450}$ 저해제로 인하여 PSC의 저해력이 2배정도 감소된 것을 관찰할 수 있었고, PSC는 독성발현을 위하여 활성화 과정을 거쳐야 하며, 이 과정에서 cytochrome $P_{450}$ 이 작용함을 확인할 수 있었다. PSC와 MCPBA를 반응시켜 산화 과정을 통하여 생성된 독성대사물을 분석한 결과 반응산물의 약 55%가 carbofuran임을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 PSC의 활성화 과정을 통한 독성발현에 cytochrome $P_{450}$이 중요한 역할을 하는 효소임을 확인할 수 있었고, PSC의 산화적 활성화 과정을 통한 주된 독성대사물이 carbofuran임을 확인할 수 있었다.

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혐기성 암모늄 산화균의 활성에 대한 식종미생물, 히드라진 및 아질산성 질소 농도의 영향 (Effects of Seeding Microorganisms, Hydrazine, and Nitrite Concentration on the Anammox Activity)

  • 정진영;강신현;김영오;정윤철
    • 한국물환경학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.477-483
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    • 2005
  • Anammox (Anaerobic Ammonium Oxidation) bacteria is recently discovered microorganism which can oxidize ammonium to nitrogen gas in the presence of nitrite under anaerobic conditions. The anammox process can save an energy for nitrification and need not require a carbon source for denitrification, however, the start-up periods takes a long time more than several months due to the long doubling time (approximately 11 days). In order to find the effects of seeding microorganisms, hydrazine, and nitrite concentration on the enhancement of the anammox activity, five kinds of microorganisms were selected. Among the several kinds of seeding microorganisms, the granule from acclimated microorganisms treating high concentration of ammonia nitrogen (A-1) and sludge from piggery wastewater treatment plant (A-2) were found to have a high anammox activity. In the case of A-1, the maximum nitrogen conversion rate represented 0.4 mg N/L-hr, and the amount of nitrite utilization was high compared to those of other seeding microorganisms. The A-4 represented a higher nitrogen conversion rate to 0.7 mg N/L-hr although the ammonium concentration in the serum bottle was high as 200 mg/L. Meanwhile, the anaerobic granule from UASB reactor treating distillery wastewater showed a low anammox activity due to the denitrification by the remained carbon sources in the granule. Hydrazine, intermediate product in anammox reaction, enhanced the anammox activity by representing 1.4 times of nitrogen gas was produced in the test bottle than that of control, when 0.4 mM of $N_2H_4$ was added to serum bottle which contains 5 mM of nitrite. The high concentration of nitrite (10 mM) resulted in the decrease of the anammox activity by showing lower production of nitrogen gas compared to that of 5 mM addition of nitrite concentration. As a result of FISH (Florescence In-Situ Hybridization) experiment, the Amx820 probe showed a more than 13% of anammox bacteria in a granule (A-1).

펄스 UV 램프를 이용한 미생물 소독 및 2-MIB 제거 특성 (Characteristics of Disinfection and Removal of 2-MIB Using Pulse UV Lamp)

  • 안영석;양동진;채선하;임재림;이경혁
    • 상하수도학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.69-75
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    • 2009
  • The characteristics of disinfection and organic removal were investigated with pulse UV lamp in this study. The intensity and emission wavelength of pulse UV Lamp were compared with low pressure UV lamp. The emission spectrum range of pulse UV lamp was between 200 and 400 nm while the emission spectrum of low pressure UV lamp was only single wavelength of 254nm. 3 Log inactivation rate of B. subtilis spore by pulse UV and low pressure UV irradiation was determined as $44.71mJ/cm^2$ and $57.7mJ/cm^2$, respectively. This results implied that wide range of emission spectrum is more effective compared to single wavelength emission at 254nm. 500ng/L of initial 2-MIB concentration was investigated on the removal efficiency by UV only and $UV/H_2O_2$ process. The removal efficiency of UV only process achieved approximately 80% at $8,600mJ/cm^2$ dose. 2-MIB removal rate of $UV/H_2O_2$ (5 mg/L $H_2O_2$) process was 25 times increased compared to UV only process. DOC removal efficiency for the water treatment plant effluent was examined. The removal efficiency of DOC by UV and $UV/H_2O_2$ was no more than 20%. Removal efficiency of THMFP(Trihalomethane Formation Potential), one of the chlorination disinfection by-products, is determined on the UV irradiation and $UV/H_2O_2$ process. Maximum removal efficiency of THMFP was approximately 23%. This result indicates that more stable chemical structures of NOM(Natural Organic Matter) than low molecule compounds such as 2-MIB, hydrogen peroxide and other pollutants affect low removal efficiency for UV photolysis. Consequently, pulse UV lamp is more efficient compared to low pressure lamp in terms of disinfection due to it's broad wavelength emission of UV. Additional effect of pulse UV is to take place the reactions of both direct photolysis to remove micro organics and disinfection simultaneously. It is also expected that hydrogen peroxide enable to enhance the oxidation efficiency on the pulse UV irradiation due to formation of OH radical.

은나노 처리된 임플란트의 골조직 형성에 미치는 효과 평가 (Evaluation of Effect of Silvernanoparticle Treated Implant on Bone Formation)

  • 김신근;윤연진;이영만;이태선;최동원;송윤정;박준우;최동주
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제34권4호
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    • pp.233-238
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    • 2012
  • Purpose: To evaluate the effect of silvernanopartilce treated implants on the bone formation and osseointegration. Methods: Silvernanoparticle was produced using an anodic oxidation method. The size of silvernanoparticle ranged from 3.5 nm to 5.9 nm. To check the effect of the capability of osseointegration of silvernanoparticle coated Implant, 32 implants (16 piece of Implant treated with nanoparticle, and 16 piece of Implant was not treated for control) were placed at both the tibia of 8 New Zealand white rabbits. After 4 weeks, 4 rabbits were sacrificed and the removal torque was measured for comparison of the osseointagration ability. Further, 4 rabbits were sacrificed and sliced samples were made. H&E stain was done for microscopic finding. Results: The removal torque of the experimental group was $102.37{\pm}30.54$ N/cm, and the control group was $73.30{\pm}19.97$ N/cm. It was statistically significant (P<0.001). Microscopic finding also shows extinguish results in silvernanoparticle treated implants. Bone formation rate of the experimental group was 43.94% and the control group was 7.58%. It was observed to be statistically significant (P=0.017). Bone to implant contact rate of the experimental group was 58.09%, and the control group was 19.43%. It was found with statistical significance (P<0.001). Conclusion: The silvernanopartilce treated implant shows a better capability of bone regeneration and osseointegration than the non-treated one. Technology to produce smaller particles would make silver more useful and safer.

H2O2/O3 AOP와 UASB 공정을 이용한 매립지 침출수 처리(I) - H2O2/O3 AOP 전처리 및 질소원에 따른 침출수별 처리특성 - (Treatment of Landfill Leachate using H2O2/O3 AOP and UASB Process (I) - Treatment Characteristics of Leachate depending on H2O2/O3 AOP Pretreatment and Available Nitrogen Form -)

  • 정승현;정병곤
    • 한국물환경학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.643-650
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    • 2005
  • In order to treat leachate from aged landfill site effectively, removal of biologically recalcitrant organic matter and denitrification efficiency were evaluated through the combination of $H_2O_2/O_3$ AOP pretreatment process and UASB process. The results can be summarized as follows. In case of leachate having low COD/N ratio from aged landfill site, it is possible to increase available COD for denitrification in nitrate utilizing denitrification and nitrite utilizing denitrification both by enhancing biodegradability of recalcitrant organic matter as applying $H_2O_2/O_3$ AOP to pretreatment process. In this experiment, it is found that available COD for denitrification can be increased to 1.0 and 0.4 g/day, respectively. Comparison has been made between requiring COD and available COD for denitrification in each experimental stages. It is expected that high rate of denitrification can be achieved with leachate from young landfill site because higher amount of available COD for denotrification is present in the leachate than the amount of requiring COD for denitrification. Especially, In leachate from aged landfill site with low COD/N ratio, it can be concluded that denitrification using nitrite nitrogen can enhance overall denitrification performance efficiently because denitrification using nitrite nitrogen requires less amount of carbon source than denitrification using nitrate nitrogen. Comparing the biogas production rate and nitrogen content of biogas under the condition of same amount of nitrate and nitrite addition, biogas production and nitrogen content of biogas are increased during denitrification after $H_2O_2/O_3$ AOP pretreatment process. Therefore, it can be confirmed that COD/N ratio in the leachate is increased. Applying $H_2O_2/O_3$ AOP as pretreatment system of landfill leachate seems to have little economic benefit because it requires additional carbon source to denitrify ammonia nitrogen in leachate coming from aged landfill site. However, it is possible to apply this pretreatment process to leachate from old landfill site in view of AOP process can achieve removal of biologically recalcitrant organic matter and increase of available COD for denitrification simultaneously.

토착박테리아의 중금속 적응효과와 직접산화작용에 의한 폐광석으로부터 유용금속 용출 (The Leaching of Valuable Metal from Mine Waste Rock by the Adaptation Effect and the Direct Oxidation with Indigenous Bacteria)

  • 김봉주;조강희;최낙철;박천영
    • 한국광물학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.209-220
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    • 2015
  • 폐광산에 방치되어 있는 폐광석으로부터 유용금속이온을 그 지역 토착박테리아를 이용하여 효과적으로 용출시키고자 하였다. 토착호산성박테리아를 중금속 이온에 내성이 형성될 수 있도록 중금속 이온에 주기적으로 반복 적응시켰다. 그 결과 적응실험이 진행될수록 성장-배양액의 pH가 더 안정적으로 감소하였다. $CuSO_4{\cdot}5H_2O$에 9주와 12주 동안 적응시킨 박테리아를 이용하여 42일 동안 미생물용출을 수행한 결과, 용출-배양액의 pH는 적응 횟수에 비례하여 더 빠르게 감소하였다. 황동석과 Cu 함량이 고성 폐광석에 비하여 상대적으로 적게 포함된 연화 폐광석에서 더 많은 박테리아들이 부착하였고, 또한 Cu와 Fe 함량은 고성 박테리아 시료(각각의 용출률 = 66.77%와 21.83%)에 비하여 연화 박테리아 시료(각각의 용출률 = 92.79%와 55.88%)에서 더 많이 용출되었다. 따라서 중금속으로 오염된 광산에 오랫동안 서식한 토착호산성 박테리아를 이용한다면 또한 이 박테리아들을 목적중금속 이온이 포함된 성장-배양액에 계속하여 주기적으로 적응시킨다면, 폐광석으로부터 유용금속이온을 더 효과적으로 용출시킬 수 있을 것으로 확신한다.

무독화 옻 추출물 첨가 강정의 가온저장 중 품질 특성 (Quality Properties of Gangjung Added with Detoxified Stem Bark of Rhus verniciflua (RVSB) Extract during Acceleration Storage)

  • 김경미;김태영;김명곤;김행란
    • 한국식품과학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.425-431
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    • 2007
  • 다양한 생리활성을 지닌 무독화 옻 추출물을 첨가한 강정의 품질 특성 및 가온저장($60^{\circ}C$ , 24 시간) 중에 품질변화를 조사하였다. 무독화 옻 추출물 첨가 강정의 팽화율은 시료간의 유의적 차이는 없었으며 색도의 L값은 무독화 윷 추출물 첨가구가 대조구에 비해 높았으며 a값은 추출물 농도가 높을수록 감소하였으며 b값은 7% 첨가 시 유의적으로 높은 값을 나타냈다. 무독화 옻 추출물 첨가에 따른 강정의 저장동안 수분함량의 변화는 저장기간이 경과함에 따라 감소하였으나 추출물 첨가에 따른 유의적 차이는 없었다. 무독화 옻 추출물 첨가 강정의 경도는 저장동안 시료간의 유의적 차이가 없었으며, 피크수는 저장기간이 경과할수록 약간 감소하는 경향을 보였다. 무독화 옻 추출물 첨가 강정의 산가는 저장기간이 경과할수록 그 값이 증가하였으며 무독화 옻 추출물 5% 이상 첨가 시 저장 16시간부터 산가의 증가를 억제시켰다. 과산화물가와 TBA가는 무독화 옻 추출물 3% 이상 첨가 시 저장 12시간부터 유의적으로 그 값이 감소되었다. 이와 같은 결과 무독화 옻 추출물을 첨가한 강정은 물리적 조직감의 향상은 기대할 수 없었으나 지방의 산패를 억제하는 효과가 있는 것으로 나타났다.

과산화수소가 함유된 저산도 질산용액에서 DEHPA 추출제에 의한 Np의 추출거동 (Extraction Behaviour of Np with DEHPA from the Low Nitric Acid Solution Containing Hydrogen Peroxide)

  • 이일희;양한범;김광욱;임재관;유재형
    • 공업화학
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    • 제7권4호
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    • pp.707-714
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    • 1996
  • 본 연구는 Np의 환원제로 $H_2O_2$가 함유된 1M 이하의 저산도 질산용액으로부터 DEHPA(di-(2-ethyhexyl)phosphoric acid) 추출제에 의한 Np의 추출 및 역추출 조건 설정과 추출속도 향상에 주안점을 두어, 회분식으로 실험을 수행하였다. 저산도 질산용액에서 Np의 산화상태는 주로 Np(V)로 존재하고 있음을 확인하였으며, Np의 추출율은 $H_2O_2$ 농도 및 DEHPA의 농도 증가에 따라 증가하고, 질산농도 증가에 따라 급격히 감소하였다. 제3의 산화/환원제가 첨가되지 않는 경우 추출율은 약 70% 정도로 다소 낮지만, DEHPA에 의해 추출이 가능함을 보았다. 또한 추출속도는 $H_2O_2$ 농도의 0.516 승에 비례하며, 질산농도의 0.483 승에 반비례하고 있는 다음과 같은 식을 얻었다. $d[Np(V)]/dt=-1.391{\times}10^{-2}[H_2O_2]^{0.516}[HNO_3]^{-0.483}[Np(V)]$ 그리고 과산화수소의 첨가 유무에 관계없이, 유기상으로 추출된 Np은 옥살산(oxalic acid)에 의해 효과적으로 역추출되었으며, 0.5M 옥살산으로 약 92% 이상을 역추출하였다.

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