• Environmental Engineering Research
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• 제17권2호
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• pp.59-63
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• 2012

This paper proposes a modified Ludzack-Ettinger (MLE) type membrane bioreactor (MBR) as a method of treatment for wastewater from food waste disposer. Micro-membrane filtration allows for an extremely low concentration of suspended solids in the effluent. The effluent of the reactor in question is characterized by a relatively high level of non-biodegradable organics, containing a substantial amount of soluble microbial products and biomass. Results obtained in this paper by measurement of membrane fouling are consistent with biomass concentration in the reactor, as opposed to chemical oxygen demand (COD). The MLE process is shown to be effective for the treatment of wastewater with a high COD/N ratio of 20, resulting in are markedly high total nitrogen removal efficiency. Denitrification could be improved at a higher internal recycle ratio. Despite the low concentration of influent phosphorus, the phosphorus concentration of the outflow is seen to be relatively high. This is because outflow phosphorous concentration is related to COD consumption, and the process operates at along solids retention time.

• 유기물자원화
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• 제14권4호
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• pp.113-120
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• 2006

음식물류 폐기물 자원화과정에서 발생하는 폐수는 BOD 20,000~150,000mg/L이며, 매립금지로 적정수준까지 처리되어야 한다. 그러나 기존의 폐수처리시설에 의해서는 10일 이하로 처리하기가 불가능하다. (주)에코데이는 높은 산소전달효율, 높은 미생물(MLVSS) 유지와 유기물 농도 모두가 상향류의 PFR흐름을 갖는 ER-1 반응기를 이용하여 2~4일 이내로 처리할 수 있는 기술을 개발하였다. 하루 20톤의 음식물을 퇴비화 하는 H군 음식물 자원화시설에 Pilot plant를 설치하고, 자원화 과정에서 발생하는 고농도폐수(평균 BOD 64,431mg/L)와 저농도폐수(평균 BOD 16,500mg/L)에 대해 6개월간 실험하였다. 저농도폐수의 처리를 위해서 ER-1(HRT 2.5d)과 후단에 고도처리공정을 적용하였으며, 이때 전체공정에서 제거되는 유기물의 대부분이 ER-1을 통해 제거되었다. 저농도폐수 Pilot plant의 처리효율은 BOD 99%, COD 98%, SS 99%, T-N 97%, T-P 96%이다. 고농도 폐수 처리공정은 ER-1을 직렬로 배치하여 2단계 ER-1(1차 HRT 2.5d, 2차 HRT 1.5d) 후 고액분리를 통해 하수연계(BOD 2,000mg/L 이하)로 계획하였다. Pilot 실험결과 고농도 폐수에 대해서도 BOD 97%, COD 84%, SS 98%, T-N 66%, T-P 95%의 안정적인 처리효율을 얻을 수 있었다. 고농도 폐수처리시에 생물반응기의 냉각시설 없이 고온($50^{\circ}C$)으로 운전되었으나, 온도 조절 부분을 개선한다면 더 높은 효율을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제19권4호
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• pp.38-43
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• 1993

The characteristics of food wastewater treatment in an anaerobic packed bed reactor (APBR) with polyurethane as a packing material and sludge bed reactor (ASBR) was studied. The reactor of 9cm-ID, 150cm-height was fed in a continuous mode from bottom of reactor. For the purpose of constant temperature of reactor, water jacket was installed. The used packing materials was polyurethane sponge foam. Methane which was produced by decomposed organics collected at the top of the reactor for using as a fuel. The substrates used were synthetic, mixed and food wastewater. For the acclimatization of microorganisms, mixed wastewater was used. The major analyses were gas production, COD, pH and volatile acids. Based upon the completed works, the results are as follows: When food wastewater was fed the quantity of produced gas was less than that of synthetic wastewater, but food process saw higher methane content than synthetic process. As well as COD removal efficiency of food process reached at about 85%. In aspect of effluent volatile acid, food process showed low concentration of below 500 mg/l, therefore anaerobic reaction stabled. Conclusively food wastewater used can be digested by anaerobic treatment, especially anaerobic packed bed reactor showed 82% of COD removal, 75% of methane content, 10 l of gas production, and anaerobic sludge bed reactor did 79% of COD removal, 75% of methane content, 81 of gas production at 4 kgCOD/m$^3$day, 36$\circ$C.

• 신재생에너지
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• 제18권2호
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• pp.9-17
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• 2022

In this study, we used the Flux Balance Analysis (FBA) program to examine the behavior of hydrogen and organic acids according to seasonal changes in food wastewater collected from D city. The results showed that average hydrogen conversion rates in spring, summer, autumn, and winter were 1.06, 0.71, 1.21, and 1.13 mol H₂/mol of hexose_added, respectively, indicating a significantly lower hydrogen conversion rate in summer than in other seasons. This phenomenon is believed to occur because the carbohydrate concentration of the incoming food wastewater is low. In addition, Lactobacillus, the lactic acid-producing bacterium, was 21.3% in spring, 27.2% in summer, 17.5% in autumn, and 22.6% in winter. The most distinctive feature of the microbial community in summer was that 15.3% of the Ilyobacter was analyzed. It was confirmed that Ilyobacter, which is involved in the production of acetic acid and propionic acid, is closely associated with the tendency of increasing acetic acid and propionic acid and thus contributes to organic acid change. Clostridium, a hydrogen-producing bacterium, was 76.2%, 50.8%, 78.3%, and 74%, in spring, summer, autumn, and winter, respectively. It was confirmed that Clostridium dominates the microbial community by approximately 70% or more in all seasons except summer.

• 대한환경공학회지
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• 제32권3호
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• pp.256-263
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• 2010

본 논문은 염분농도가 호기성 생분해도에 미치는 영향을 파악하고, 그 결과를 수산물 가중 폐수 처리 위한 기초자료로 사용하기 위하여 수행되었다. $Cl^-$농도(1,400~18,000 mg/L)에 따른 유기물 제거효율 검토결과, $Cl^-$ 6,000 mg/L 이하에서 미생물들은 염분에 적응하였으나 $Cl^-$ 12,000 mg/L 이상에서는 반응시간이 길어져도 처리효율이 개선되지 않는 것으로 조사되었다. 생물학적 분해불가능한 용존성 유기물 함유계수 $Y_I$와 미생물 신진대사에 의한 inert 물질 생성계수 Yp는 염분농도가 증가할수록 증가하였으며, $Cl^-$ 농도(0~18,000 mg/L)에 따른 용존성 유기물 비율은 10.8~13.1%로, 미생물 신진대사에 의한 inert 물질 생성비율은 7.0~24.6%로 조사되었다. $NH_3$-N 제거효율은, 원폐수는 HRT 18 hr에서 96.2%의 제거효율을 보였으나, $Cl^-$ 6,000 mg/L, HRT 22 hr에서 96.5%, $Cl^-$ 12,000 mg/L, HRT 30 hr에서 90.2%, $Cl^-$ 18,000 mg/L, HRT 45 hr에서 90.3%의 제거효율을 나타내, 질산화 과정이 유기물 제거 보다 염분농도에 더 민감한 것으로 조사되었으며, 폐수내 $Cl^-$ 6,000 mg/L 이상부터는 $NO_2$-N에서 $NO_3$-N로의 전환율도 낮게 조사되었다.

• 멤브레인
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• 제24권1호
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• pp.63-68
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• 2014

주류를 제외한 과일 및 탄산음료 등을 제조하는 비알코올성 음료품 제조시설에서 발생되는 폐수는 높은 농도의 유기물과 낮은 농도의 질소, 인 등을 함유한다. 이러한 폐수의 처리 시설은 주로 호기성 공정과 약품응집 공정으로 구성하고 후단에 사여과지 또는 활성탄 공정을 추가하기도 한다. 하지만 이러한 방식은 긴 체류시간과 침전지 설치로 인해 많은 부지를 필요로 하는 문제가 있다. 본 연구에서는 부지소요 문제와 슬러지 유출로 인한 수질저하 문제를 해결하고자 W식품공장 폐수처리장 인근에 MBR pilot plant를 설치하고 장기간 운영을 통해 데이터를 확보하고 처리 효율을 평가하였다. 약 3개월간 음료수 제조공정 폐수를 평막을 적용한 MBR pilot plant로 운전조건을 변화하며 처리한 결과, 처리유량 $20m^3/day$, HRT 29 hr, 4Q 반송조건까지는 유기물 제거율 97% 이상으로 안정적인 처리가 가능했다. 하지만 그 이상의 운전조건에서는 생물반응조의 오염물질 제거율이 감소하였고 TMP가 급격히 증가하는 모습을 보였다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권2호
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• pp.179-185
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• 2007

미생물연료전지는 유기성 폐기물을 처리하면서 동시에 전기에너지를 얻을 수 있다는 측면에서 커다란 장점을 가지고 있다. 대부분의 유기성폐기물들이 발효과정을 거치면서 고농도의 VFAs가 생성되므로 미생물연료전지가 이들 VFAs로부터 전기를 얻을 수 있는지 알아보는 것은 아주 중요하다. 따라서 본 연구에서는 acetate, propionate, butyrate 및 실제 폐수인 식품가공폐수로부터 미생물 연료전지를 이용하여 전기발생 여부를 알아보았으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 미생물연료전지를 이용하여 VFAs(acetate, propionate, butyrate)와 식품가공폐수로부터 전기를 얻을 수 있었고 투여한 acetate 농도에 비례하여 cathode로 전달되는 전자(Coulomb)는 비례하였다. 낮은 농도의 acetate에서 발생파워와 acetate 농도 사이에는 비례관계를 보였다. 이는 미생물연료전지가 낮은 농도의 유기물을 측정하는 센서로서의 가능성을 보여준다. acetate에 순화된 산화전극에 butyrate를 넣었을 때 순화의 시간이 필요하였으며 일정 순화시간 후 voltage가 증가하였다. 그러나 propionate를 넣었을 때는 순화시간 없이 급격하게 voltage가 상승하였다. 따라서 미생물연료전지의 생성파워가 향상된다면 유기성 폐기물을 처리하면서 실생활에 이용할 수 있는 전기로 변환하는 장치로서 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.7-13
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• 2021

급속한 산업발전과 인구증가, 생활 수준의 향상으로 영양염류를 포함한 하·폐수 발생량이 매년 증가하고 있다. 증가하는 하·폐수 발생량과 더불어 미처리 연계처리수(분뇨, 가축분뇨, 산업폐수, 침출수, 음폐수)또한 발생량이 증가하고 있고, 연계처리수 상당 수가 인근 하수처리장으로 연계하여 연계처리되고 있다. 연계처리수는 기존 유입하수와 비교했을 때 저유량 고농도의 특징을 가지고 있기때문에 하수처리장에서는 방류수 수질 악화, 처리량 증가, 오염부하 증가, 충격부하 또는 중금속 유입 등과 같은 많은 문제점을 가지게 된다. 이와같은 문제를 해결하기 위해서 하수처리장에 연계 유입되는 연계처리수의 양 및 수질 등의 조사가 필요하고, 하수처리에 미치는 영향등에 관한 연구가 필요하다. 따라서 본 논문은 연계처리수의 영향을 살펴보기 위해 4계절에 따른 수온조건을 고려했을 때 연계처리수의 영향 및 연계처리수 유입 유량 분배 등 영향인자를 고려하여 시나리오를 만들고 최적의 효율을 나타내는 조건을 분석하고자 한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권2호
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• pp.373-384
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• 2016

The membrane-aerated biofilm reactor (MABR) is a promising municipal wastewater treatment process. In this study, two cross-flow MABRs were constructed to explore the carbon and nitrogen removal performance and bacterial succession, along with changes of influent loading shock comprising flow velocity, COD, and NH₄-N concentrations. Redundancy analysis revealed that the function of high flow velocity was mainly embodied in facilitating contaminants diffusion and biosorption rather than the success of overall bacterial populations (p > 0.05). In contrast, the influent NH₄-N concentration contributed most to the variance of reactor efficiency and community structure (p < 0.05). Pyrosequencing results showed that Anaerolineae, and Beta- and Alphaproteobacteria were the dominant groups in biofilms for COD and NH₄-N removal. Among the identified genera, Nitrosomonas and Nitrospira were the main nitrifiers, and Hyphomicrobium, Hydrogenophaga, and Rhodobacter were the key denitrifiers. Meanwhile, principal component analysis indicated that bacterial shift in MABR was probably the combination of stochastic and deterministic processes.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.519-524
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• 2005

국내 하수의 낮은 C/N비를 나타내는 특성으로 인하여 질소와 인의 효과적인 제거를 위해서는 추가적인 보조 탄소원의 주입이 필요한 실정이다. 여러 가지 적용 가능한 외부 탄소원 중, 음식폐기물은 다량의 유기물을 함유하고 있어 다양한 전처리를 통하여 하 폐수 고도처리 공정의 외부탄소원으로 이용가치가 높다고 할 수 있다. 본 연구에서는 음식폐기물 고속발효건조 과정에서 발생하는 음식폐기물 응축수를 A/O 공정으로 구성된 막 결합 생물반응조의 외부탄소원으로 적용 가능성에 대해 평가하고 다양한 운전 조건에서의 질소 인 성분의 제거 효율을 살펴보았으며, 막 오염에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 평가를 실시하였다. 실험 결과 무산소 조건에서 0.19 g $NO_3-N/g$ VSS/day의 탈질율을 얻을 수 있었으며 연속운전에서는 음식폐기물 응축수 주입을 통하여 총질소와 인 성분의 제거율을 각각 최대 64%, 41% 향상 시킬 수 있었다. 또한 유입수 유량의 0.5% (vol/vol)의 외부탄소원 주입 조건에서도 효과적인 처리효율을 얻을 수 있었으며, 전체 공정의 수리학적 체류시간 8시간 이상, 무산소조와 호기조의 체류시간은 각각 3시간, 5시간에서 최적의 처리효율을 나타내었다. 실제 생환하수 처리 시, 질소와 인의 제거효율은 증진되었으나 막 결합 생물 반응조 내의 전체 입자의 크기 증가 및 미생물 체외고분자 물질 중 단백질 성분의 증가로 인하여 전체 막 저항 값이 증가하는 경향을 보였으며, 유입수의 고형물질의 조절을 통하여 막 오염을 줄일 수 있었다.