• 제목/요약/키워드: sludge digestion

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금속 이온을 이용한 Bacillus Stearothermophilus 호열성 단백질 분해효소의 역가 향상 및 호열 ${\cdot}$ 호기성 소화공정에의 응용

  • 김영기;배진혜;이원홍;최정우
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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    • pp.167-170
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    • 2000
  • B. Stearothermophilus 단백질 분해 효소는 2가 금속 이온인 $Ca^{2+}$에 의하여 내열성이 향상되며 $75^{\circ}C$에서 최대 역가를 나타내었다. 2mM $Ca^{2+}$를 첨가하여 B. Stearothermophilus를 이용한 호열 ${\cdot}$ 호기성 소화공정 운전할 경우 각각 최대량 대비 51%와 27%의 DOC 및 세포외단백질의 분해가 이루어지는 것을 확인하였다.

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가축분뇨와 간척지 사료작물의 메탄발생량 (Biochemical Methane Potential of Animal Manure and Cultivated Forage Crops at the Reclaimed Tideland)

  • 허남효;이승헌;김병기
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.79-82
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    • 2008
  • Anaerobic biodegradability(AB), which can be determined with the ultimate methane yield by the decomposition of organic materials, is one of the important parameters for the design and the operation of anaerobic digestion plant. In this study, Biochemical Methane Potential(BMP) test has been carried out to evaluate the methane yield of animal manures, such as pig and cattle slurries, and different forage crops cultivated at the reclaimed tideland, such as maize, sorghum, barley, rye, Italian ryegrass(IRG), rape, rush and sludge produced from slaughterhouse wastewater treatment plant(SWTP). In the ultimate methane yield of animal manure, that of pig slurry(no used a EM) was 407 $mlCH_4/gVS_{fed}$ higher than 242 $mlCH_4/gVS_{fed}$ of cattle slurry. The ultimate methane yield of spike-crop rye was 442.36 $mlCH_4/gVS_{fed}$ the highest among different forage crops, the other showed the value above a methane yield of 300 $mlCH_4/gVS_{fed}$. The forage crop could be used as a good substrate to improve the methane production in anaerobic co-digestion together with animal manure.

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연료전지에의 적용을 위한 혐기성 소화가스의 정제, 고질화 및 메탄개질 기술 (Process Technologies of Reforming, Upgrading and Purification of Anaerobic Digestion Gas for Fuel Cells)

  • 배민수;이종연;이종규
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.135-143
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    • 2016
  • Biogas is a renewable fuel from anaerobic digestion of organic matters such as sewage sludge, manure and food waste. Raw biogas consists mainly of methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide, and water. Biogas may also contain other impurities such as siloxanes, halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons. Efficient power technologies such as fuel cell demand ultra-low concentration of containments in the biogas feed, imposing stringent requirements on fuel purification technology. Biogas is upgraded from pressure swing adsorption after biogas purification process which consists of water, $H_2S$ and siloxane removal. A polymer electrolyte membrane fuel cell power plant is designed to operate on reformate produced from upgraded biogas by steam reformer.

원전 발생 고체 방사성폐기물 내 핵종 분석을 위한 극초단파 산분해 장치를 이용한 용액화 조건 (Dissolution Conditions of Solid Radioactive Wastes Generated from NPP for the Analysis of Radionuclides Using a Closed-vessel Microwave Acid Digestion System)

  • 표형열;이정진;전종선;이창헌;지광용
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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    • pp.158-166
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    • 2004
  • 원자력 발전소에서 발생하는 방사성 폐기물인 이온교환수지, 제올라이트, 활성탄 및 슬러지에 포함된 핵종 분석을 위한 최적의 산분해 조건을 확립하였다. 방사성 폐기물의 분해에는 혼합산을 이용한 밀폐형 극초단파 산분해법을 사용하였으며, 제안한 방법에 따른 산분해 후의 용액은 맑고 색이 없는 투명한 상태임을 확인할 수 있었다. 또한, 산분해 과정을 거친 각각의 용액 시료는 ICP-AES와 AAS를 사용하여 분석하였고, 모의 방사성 폐기물에 첨가한 5종의 금속 원소들은 94% 이상의 높은 회수율을 보여주었다. 화학적 특성을 고려하여 제안된 산분해 조건은 핵종 분석을 위한 효과적인 전처리 방법으로써, 향후 원전의 유형별 방사성 폐기물에 대해 보편적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

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혐기성 소화를 통한 돈분의 메탄 생성 특성 (Characteristics of Methane Production from Piggery Manure Using Anaerobic Digestion)

  • 이채영
    • 유기물자원화
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    • 제15권3호
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    • pp.113-120
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    • 2007
  • 최종 메탄수율, 동력학적 상수 및 최대 메탄발생 속도 등 돈분의 메탄생성 특성을 평가하기 위하여 혐기성 회분식 실험을 수행하였다. 돈분의 혐기성 분해 동력학적 거동 평가시 1차 반응으로 기정하였으며 최종 메탄수율, 동력학적 상수 및 최대 메탄발생 속도는 각각 0.27~0.44L $CH_4/gVS$, $0.161{\sim}0.280d^{-1}$ 및 0.043~0.120L $CH_4/d$로 나타났다. 돈분 자체를 식종물질로 사용하는 경우 장기간의 초기 순응기간이 소요되었으나 최종 메탄수율에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 돈분의 혐기성 처리는 효과적이나 고형물의 함량이 높은 경우 이상 혐기성 소화가 단상 혐기성 소화에 비해 효과적인 것으로 판단된다.

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밀폐형 극초단파 산분해법을 이용한 중${\cdot}$저준위 방사성폐기물의 성분 원소 분석 (Determination of major and minor elements in low and medium level radioactive wastes using closed-vessel microwave acid digestion)

  • 이정진;표형열;전종선;이창헌;지광용;지평국
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.231-238
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    • 2004
  • 원자력 발전소에서 발생하는 고체 방사성 폐기물인 이온교환수지, 제올라이트, 활성탄 및 슬러지 에 포함된 성분 원소 분석을 위한 산분해 조건을 확립하였다. 방사성 폐기물의 분해 에는 흔합산을 이용한 밀폐형 극초단파 산분해법을 사용하였으며, 제안한 방법에 따른 산분해 후의 용액은 맑고 색이 없는 투명한 상태임을 확인할 수 있었다. 또한, 산분해 과정을 거친 각각의 용액 시료는 ICP-AES와 AAS를 사용하여 분석하였고, 모의 방사성 폐기물에 첨가한 5종의 금속 원소들은 $94{\%}$ 이상의 높은 회수율을 보여주었다. 화학적 특성을 고려하여 제안된 산분해 조건에 의해 용액화된 중${\cdot}$저준위 방사성 폐기물의 성분 원소 분석은 최적의 유리화 기술 개발을 위한 기초 자료로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

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전자선으로 처리한 하수슬러지의 특성연구 (Physico-Chemical Characteristics of Sewage Sludge under Electron Beam Irradiation)

  • 신경숙;강호;방기연
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.1225-1232
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    • 2000
  • 연간 발생량이 1,563천톤에 달하는 하수슬러지의 효율적인 감량화 및 안정화를 위하여 전자선조사시의 물리 화학적 특성변화를 살펴보고 탈수에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 슬러지에 3~20kGy의 전자선을 조사한 경우, pH와 알칼리도는 증가하는 양상을 띠었으며, 3kGy 조사시 용존단백질농도는 2.2배, SCOD는 10배 이상 증가하여 후속처리로 혐기성소화와 연계시 양질의 기질을 제공할 수 있어 전처리로서의 효과가 매우 우수함을 알 수 있었다. 여과비저항을 통해 살펴본 슬러지의 탈수성은 소화슬러지에 6kGy의 전자선을 조사한 경우 원슬러지에 비해 8.8배 가량 향상되었으며, 동일조건에서 화학개량한 경우에도 전자선을 조사한 슬러지의 탈수성이 4~10배 우수한 것으로 나타났다. 또한 여과비저항 측면에서만 볼 때 전자선조사만으로도 무기응집제를 통한 개량효과를 대치할 수 있는 것으로 조사되어 슬러지의 탈수성향상에 있어 전자선조사가 매우 효과적인 것으로 나타났다.

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가중유출수질지표를 이용한 활성오니공정모델의 민감도 분석과 매개변수 보정 (Sensitivity Analysis and Parameter Estimation of Activated Sludge Model Using Weighted Effluent Quality Index)

  • 이원영;김민한;김영황;이인범;유창규
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제14권11호
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    • pp.1174-1179
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    • 2008
  • Many modeling and calibration methods have been developed to analyze and design the biological wastewater treatment process. For the systematic use of activated sludge model (ASM) in a real treatment process, a most important step in this usage is a calibration which can find a key parameter set of ASM, which depends on the microorganism communities and the process conditions of the plants. In this paper, a standardized calibration protocol of the ASM model is developed. First, a weighted effluent quality index(WEQI) is suggested far a calibration protocol. Second, the most sensitive parameter set is determined by a sensitive analysis based on WEQI and then a parameter optimization method are used for a systematic calibration of key parameters. The proposed method is applied to a calibration problems of the single carbon removal process. The results of the sensitivity analysis and parameter estimation based on a WEQI shows a quite reasonable parameter set and precisely estimated parameters, which can improve the quality and the efficiency of the modeling and the prediction of ASM model. Moreover, it can be used for a calibration scheme of other biological processes, such as sequence batch reactor, anaerobic digestion process with a dedicated methodology.

맥주공장(麥酒工場) Sludge의 사료적(飼料的) 가치(價値)에 관하여 - 제2보(第二報) 식품공장 활성오니(活性汚泥)의 사료화에 관한 연구 - (Studies on the Activated Sludge of Food Industries for Animal Feed - Part2. Nutritive Value of Brewery's Activated Sludge -)

  • 기우경;안병홍;박택규
    • 한국식품과학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.1-7
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    • 1979
  • 맥주(麥酒) 공장폐수(工場廢水) 활성오니(活性汚泥)의 사료적(館料的) 가치(價値)를 구명(究明)하기 위하여 병아리 사료(飼料)에 활성오니(活性汚泥)를 3% 간격으로 12%까지 첨가(添加)하여 본시험(本試驗)을 실시(實施)하였던 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1 성분분석(成分分析) 시험(試驗) (1) 활성오니(活性汚泥)의 조단백질(粗蛋白質) 함량(含量)은 42,50%였고 조회분(粗灰分)은 15.69%였으며 ME 함량(含量)은 kg당(當) 2060 kcal였다. (2) 활성오니(活性汚泥)의 총(總)아미노산 함량(含量)은 42.24%로서 조단백질함량(粗蛋白質含量)의 99%가 순(純)아미노산(酸) 이었고 특(特)히 methionine과 threonine이 많이 들어 있었다. (3) 활성오니(活性汚泥)의 무기물함량(無機物含量)은 P,Mg, Cu, Fe등(等)은 충분(充分)하나 Ca는 상당히 부족했다. 2. 포양(飽養) 시험(試驗) (1) 병아리의 성장(成長)은 활성오니(活性汚泥)의 첨가수준(添加水準)이 증가할 수록 감소되는 경향이었으나 각처리간(各處理間)에 통계적(統計的)인 유의성(有意性)은 없었다. (2) 사료섭취량(飼料攝取量)은 활성오니(活性汚泥)의 첨가수준(添加水準)이 증가할 수록 매우(p<0.05) 증가했다. (3) 사료요구율(飼料要求率)은 활성오니(活性汚泥)의 첨가수준(添加水準)이 증가할 수록 증가했으나 각처리간(各處理間)에 통계적(統計的)인 유의성(有意性)은 없었다. 3. 대사시험(代謝試驗) (1) 고형물(圖形物) 이용률(利用率)은 활성오니(活性汚泥)의 첨가수준(添加水準)이 증가할수록 감소되는 경향이었으나 각처리간(各處理間)에 통계적(統計的)인 유의성(有意性)은 없었다. (2) 조단백질(粗蛋白質) 이용률(利用率)은 활성오니(活性汚泥)의 첨가수준(添加水準)이 증가 할 수록 매우 (p<0.01) 감소되어 대조구 및 3%구(區)가 6, 9. 12%구(區)에 비하여 조단백질이용률(粗蛋白質利用率)이 높았다. (3) 조회분(粗灰分) 이용률(利用率)은 활성오니(活性汚泥)의 첨가수준(添加水準)이 증가할수록 매우 (p<0.05) 감소되었다. (4) NFE 이용률(利用率)은 활성오니(活性汚泥)의 첨가수준(添加水準)이 증가할수록 약간 감소되는 경향이었으나 각(各) 처리구간(處理區間)에 통계적(統計約)인 유의성(有意性)은 없었다. 따라서 본시험(本試驗)에 의하면 맥주공장폐수(麥酒工場廢水) 활성오니(活性汚泥)를 병아리 사료(飼料)에 $6{\sim}9%$정도 첨가(添加)할 수 있을 것 같다.

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Impact of Irradiation Time on the Hydrolysis of Waste Activated Sludge by the Dielectric Heating of Microwave

  • Byun, Imgyu;Lee, Jaeho;Lim, Jisung;Lee, Jeongmin;Park, Taejoo
    • Environmental Engineering Research
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    • 제19권1호
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    • pp.83-89
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    • 2014
  • The effects of initial solid concentration and microwave irradiation (MWI) time on the hydrolysis of waste activated sludge (WAS) were investigated. MWI time strongly influenced WAS hydrolysis for all initial solid concentrations of 8.20, 31.51, and 52.88 g VSS/L. For all WAS, the volatile suspended solids (VSS) solubilization degree ranged from 35.6% to 38.4% during a total MWI time of 10 min. Soluble chemical oxygen demand (SCOD) concentration increased at a rate proportional to the decrease of VSS during the MWI. However, the clearly different VSS solubilization patterns that were observed during the MWI were explained by the 2-step hydrolysis of WAS, consisting of the initial disintegration of the easily degradable part of the sludge, followed by the subsequent disintegration of the hardly degradable part of the sludge. WAS hydrolysis rates for 3 to 6 min of MWI were significantly lower than those for less than 3 min, or more than 6 min. From these results, 3 min MWI time and WAS of 31.51 g VSS/L (centrifugal thickener WAS) showed the most efficient hydrolysis of WAS at 36.0%. The profiles of total nitrogen (T-N) concentrations corresponded well to the SCOD increases in terms of the empirical formula of bacterial cell mass ($C_5H_7O_2N$). The negligible T-N increase and pH decrease during WAS hydrolysis by MWI will allow the application of this process to subsequent biological processes, such as anaerobic digestion.