Earticle

본 연구의 목적은 알칼리 가수분해와 상향류 블랭킷 여상(upflow blanket filter : UBF)의 조합공정을 이용한 음식물류폐기물의 전처리 및 산발효 특성에 대해 조사 분석을 하였다. 음식물류 폐기물의 이상적인 산발효 효율을 얻기 위해,NaOH희석수 0.075 g NaOH/g TS의 주입은 UBF 산발효조의 pH조정을 위해 사용하였다. 생산된 최대 휘발성유기산(VFA)농도와 생산율은 TS농도 기준 2배 희석, 수리학적 체류시간(HRT) 2일에서 19,070 mg/L, 120.6%이었다. 이들 조건들이 UBF 산발효조의 최적운전 조건이었다. COD 제거율과 가용화율(Ps)은 희석비가 낮고 체류시간이 길수록 증가하였다. 단백질, 지방, 탄수화물은 체류시간이 길수록, 유기물부하가 높을수록 제거율이 높았다. 조 내의 총 미생물량 중 부착미생물이 차지하는 비율은 5.8~12.4%이었다. 반응조 상부에는 다량의 머드볼(mudball)이 생성되었으며, 이것은 장치운전에 영향을 미칠 수 있었다.

The objective of this study was to investigate the characteristics of pretreatment and acid fermentation of food wastes by combining alkali hydrolysis and upflow blanket filter (UBF) process. In order to obtain reasonable acid fermentation efficiency of food wastes, the NaOH dilution water of 0.075 g/g TS was injected to adjust the pH in the UBF acid fermentation reactor. The maximum concentration and production rate of volatile fatty acid (VFA) were 19,070 mg/L, 120.6% at the hydraulic retention time (HRT) of 2days and the dilution ratio of 2 times based on initial TS concentration, respectively. These conditions were optimal operating conditions for UBF acid fermentation reactor. The COD removal efficiency and solubilization rate (Ps) were increased with the lower dilution ratio and longer HRT. The removal efficiencies of protein, fatty, carbohydrate in this reactor became higher with the increment of organic loading rate and HRT. The attached biomass of total biomass in the reactor was 5.8~12.4%. Much of the mudball in the upper part of the reactor had been created, it could affect on the device operation.

본 연구에서는 실내 환경 중으로 배출된 담배연기 에어로졸 입자에 대하여 에어로졸 질량분석계를 이용하여 유기성분에 대한 평균질량스펙트럼과 입경분포를 파악하였다. 실내 환경 중에서 측정된 담배연기 에어로졸 입자 중의 유기성분은m/z43, 41, 29, 27, 55, 69에서 주요 피크가 검출되었다. 탄소(C), 수소(H), 산소(O)의 원소성분으로 질량스펙트럼을 재구성한 결과 탄소가 0.776, 수소가 0.095 그리고 산소가 0.129로 나타났으며, 산화 유기물의 형태(CnHmOy)보다 탄화수소화합물(CnHm)이 우세하게 존재하는 것으로 파악되었다. 입경에 따른 질량분포 분석를 통해 대부분 유기에어로졸 입자는500 nm ~ 700 nm 영역의 직접모드에서 나타났다.

This study aims to identify the characteristics of cigarette smoke aerosol particles in indoor environment based-on organic components using an high resolution time of flight aerosol mass spectrometry. An averaged mass spectrum shows main peaks appearing at m/z43, 41, 29, 27, 55, 69. Elemental ratio of reconfigure using only C, H and O components, elemental ratio of C was 0.776, H was 0.095 and O was 0.129. The averaged organic components were mainly indicated hydrocarbon compounds (CnHm) as well as presence of oxygenated organic compounds (CnHmOy). Most of organic components showed their peak in the accumulation mode size of 500 nm ~ 700 nm.

생물학적 영양염류 제거 공정은 하수의 유기물과 영양염류의 제거를 위하여 효과적인 방법으로 사용되고 있으나, 처리과정에서 발생하는 활성슬러지의 부산물의 처리가 하수처리 분야에서 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서 혐기조건의 슬러지 저류조(Sludge Holding Tank : SHT)를 적용한 50 m3/day pilot plant의 미생물 동역학 계수를 평가하였을 때, 슬러지의 발생이 63.5% 감소한 것으로 밝혀졌다. Uncoupling metabolism 이론에 따르면 SHT에서 내생 초기단계로 유도되어진 미생물은 결과적으로 생산계수가 감소된다. 처리수질 측면에서 BOD5, SS, TN 그리고 TP의 처리수 농도는 각각, 0.8~8.9 mg/L, .0~12 mg/L, 6.4~16.2 mg/L 그리고 0.87~2.2 mg/L로 나타났다. 처리수의 수질을 고려하였을 때, 슬러지 감량을 위한 혐기조건의 SHT는 전형적인 BNR 공정과 비교하였을 때 효율에 크게 영향을 미치지 않았다.

Although biological nutrient removal process has been using effective for removal of organics and nutrients, activated sludge of by-product in biological treatment has become one of major concerns in sewer treatment field. In this study, by evaluating microbial kinetic parameters of a 50 m3/day pilot SBR plant operated with anaerobic sludge holding tank (SHT), it was found that the sludge production was reduced by 63.5%. According to the theory of uncoupling metabolism, the microorganisms were induced to the initial stage of endogenous phase in SHT, which resulted in the reduction of yield coefficient. In terms of treated water quality, BOD5, SS, TN and TP concentration of treated water were showed 0.8~8.9 mg/L, 1.0~12 mg/L, 6.4~16.2 mg/L and 0.87~2.2 mg/L respectively. Considering treated water quality, anaerobic SHT for inducing sludge reduction did not significantly affect the efficiency relative to typical BNR processes.

본 연구에서는 일본 아시노코 호소내의 잔류 플라스틱 웜에서 가소제로 사용되고 있는 프탈산 에스테르 계열의 오염물질들을 조사하였다. 플라스틱 웜으로부터 용출되는 화합물들은 가스크로마트그래피-질량분석계(GC-MS)로 정성 정량 분석을 하였다. 아시노코 호소 채취물인 플라스틱 웜에서는 DEHA(2.9 ± 0.75 재질당 %), DEHP(4.9 ± 3.3 재질당 %) 및 DINP(6.3 ± 1.4 재질당 %)가 검출되었다. 시제품인 웜에서도 DEHA(24 ± 3 재질당 %), DEHP(21 재질당 %) 및 DINP (7.9 ± 3.5재질당 %)가 같이 검출되었다. 아시노코 호소 안에서 사용된 과거 10년간 플라스틱 웜 수는 약 10톤으로 추정할 수 있었다. 또한 호소내에 용출된 양을 추정하기 위해, 신제품 내 잔류하는 DEHP의 량이 21%이고 호소내 채취물에서 4.9%이므로, 호소내에는 16%의 DEHP가 용출되어 호소환경을 오염시킨 것으로 추정되며, 첨가된 가소제의 약 77%가 호소 내에 용출되었다고 추정할 수 있었다. 아시노코 호소 채취물 웜(n=13)에서 모두 포함되어있던 DINP는 유방암 세포 ZR-75의 에스트로겐활성이 보고되고 있음으로 호소내의 프탈레이트 오염이 생태계에 미치는 영향은 무시 할 수 없을 것으로 판단한다.

Determination of phthalate esters in plastic worms taken from Ashinoko lake in Japan was carried out in this study to estimate their pollutants in the lake environment. The phthalate esters in the plastic worms were identified by GC-MS. Di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP), diisononylphthalate (DINP), and di-2-ethylhexyl adipate (DEHA) were identified in the plastic worms (n=13) taken from the lake Ashinoko and commercial ones (n=8). The concentration of plasticizer released into the lake environment were 2.9 ± 0.75% for DEHA, 4.9 ± 3.3% for DEHP, and 6.3 ± 1.4% for DINP. The contents of DEHP in the former and the latter were found to average 4.9% (weight) (n=13) and 21% (weight) (n=2), respectively. It might be estimated that the migration of DEHP from the commercial worm material into the lake might account for 77%. Recently, one of plasticizer, DINP is widely used in consumer products as a substitute for other plasticizers prohibited. Therefore, detected DINP in plastic worms taken from the lake Ashinoko, Japan suggested that it might be polluted ecosystem considerably.

본 논문에서는 MBR 공정 유출수의 화학응집에 따른 특성을 알아보고자 A2/O공정 하수처리수를 대상으로 막의 공극크기(0.25 m 0.1, 0.04 μm)와 약품 교반시간 및 응집·침전시간에 따른 인 제거 효율을 조사하였다. 막 여과 전후의 시료에 대한 응집실험결과 막 여과 전후의 응집제 투입에 따른 인 제거효율은 막 여과 전 90%와 비교했을 때 각각 74.5,71.2, 62.6%로 최고 37.4%까지 큰 차이를 보였으며 이것은 막 여과로 인하여 시료 내 존재하는 콜로이드성 물질들의 입자 크기가 작아져 응집반응을 위한 응집핵 형성에 영향을 주었기 때문이며 막의 공극 크기가 작을수록 인 제거 효율도감소하는 것으로 나타났다. 완속교반과 침전시간을 길게 할수록 인 제거 효율이 증가하였다. 침전시간이 10분일 경우는 인 제거 효율이 막 여과 후의 시료에 대해서 각각 45.3, 35.1, 52.0%로 인 제거가 상당히 불안정하였고 60분일 경우에는 각각 83.4, 85.1, 80.7%로 탁월한 인 제거가 일어난 것을 알 수 있었다.

In this study, the characteristics of the chemical flocculation of effluent from an MBR process was investigated through the determination of the membrane pore size, mixing time and flocculation톝ettling time of a sample effluent from treated sewage water by A2/O process and thus, the phosphorus removal efficiency was determined. The results of the comparison from flocculation experiment performed for both the influent and effluent, from three types of membrane filtration, was performed. It was observed that the influent had a total of 90% phosphorus removal efficiency; while the effluent from three membranes were observed to be 74.5, 71.2, and 62.6% for M1, M2 and M3, respectively. The formation of the condensation nucleus is affected by the particle size of the colloidal substance of the sample, and was reduced to smaller particle size. Hence, it was observed that the membrane pore size is directly proportional to the phosphorus removal efficiency. Moreover, it was observed that the Phosphorus removal efficiency increases through slow mixing with longer settling time.

본 연구는 조류 바이오매스가 전 세계에서 인류의 복리(welfare)를 위하여 현재 어떻게 이용되고 있는가를 문헌을 통하여 조사하여 보았다. 연구결과 다음 사항을 얻을 수 있었다. 1. 인류가 복리증진을 위하여 조류 바이오매스를 이용하는 것은 생태학적 안정성과 경제적 이익을 제공하는 것이 된다. 2. 인류는 조류 바이오매스를 주로 ①단세포-단백질의 회수②식용 물감과 같은 화학원료 생산 ③하폐수 처리 ④대체 에너지 생산에 이용한다. 3. 조류 바이오매스의 최초 이용목적이 비료 및 가축 사료 등의 생산이다. 4. 이것은 옥외의 대규모 조류 바이오매스 수확을 통한 단백질 회수가 된다. 5. 특별히, 조류 바이오매스 이용이 바이오 디젤유 생산에서 주목받고 있는 현실에서 이 기술은 조류 바이오매스가 이산화탄소 등의 탄화수소 농도를 저감시키면서 환경을 주제로 하는 시장경제에서 재화의 유동성을 증대시킬 수 있다. 6. 에너지개발의 진정한 친환경적 의미에서 보면 인류의 에너지 개발은 자연친화적인 기술로서 현재 개발 중에 있는 수소이용 재생에너지 기술과 조류 재생에너지 기술이 병행 발전하여야 할 것으로 생각한다. 왜냐하면 이 수소이용 재생에너지 기술은 부산물로 물만 생성 될 것이지만 이 수소이용 재생에너지 기술에 소요되는 산소요구량 또한 조류 재생에너지 기술부분이 부담할 수 있기 때문이다.

This study was performed for the purpose of investigating how algal biomass is used in society. As a result, the following could be obtained. 1. What mankind uses algal biomass for the promotion of welfare becomes provisions of the ecological stability and the economical merit. 2. Mankind uses algal biomass within ①single-celled protein recovery ②production of chemicals like coloring agent for food ③sewage and wastewater treatment ④production of substitution energy like bio-diesel oil. 3. The first objective for algal biomass utilization was the production of fertilizer and livestock feed and the others. 4. This represents the recovery of protein through outdoor algal mass culture. 5. Especially, the algal biomass utilization technology can greaten the money liquidity in the market money keeping environmental subject. Because this technology receives attention now in the production of bio diesel oil and can reduce CO2 concentration. 6. Seeing the energy development with the truly environment-friendly viewpoint, the algal biomass utilization technology must be combined and must be developed along with the renewable energy technology using hydrogen. Because the algal biomass utilization technology can cover the requirements of oxygen demand in the renewable energy technology using hydrogen.

본 연구는 하수처리장 반류수의 생물학적 및 화학적 처리공정을 이용하여 효율적인 질소와 인을 처리하기 위하여 SDR(Sulfur Denitrification Reactor)을 적용하였다. 황-이용 탈질반응은 무산소 조건에서 Thiobacillus denitrificans와 같은 독립영양탈질균들이 황을 이용하면서 질산성 질소(NO3-N)를 질소가스로 전환시켜 탈질반응을 수행한다. 연구결과 황-이용 탈질은 pH 7.0~8.5의 조건에서 높은 탈질율을 보였으며, 탈질반응에 소요되는 알칼리도 양과의 관계는 1 mg의 질산성 질소를 환원하는데 약 3.3 mg의 알칼리도가 소요되었다. 황-이용 탈질은 처리대상과 접촉면적, 수리학적 체류시간에 따라서 탈질에 영향을 미친다. SDR의 수리학적 체류시간을 1.0 hr, 1.5 hr, 2.0 hr로 하여 탈질율을 비교해본 결과 1.0 hr에서 높은 처리효율 보였다. 황-이용 탈질은 탈질이 진행됨에 따라 황산염 이온이 발생되며, 1 mg의 질산성 질소를 탈질시키는데 7.21 mg의 황산염 이온이 발생한다. 본 논문을 통해 SDR을 이용한 고농도의 질산성 질소의 탈질과 화학적 인의 처리가 가능하였으며, 향후 질산화-황탈질 공정을 설계하여 안정적인 반류수의 처리가 가능할 것으로 판단된다.

This study applied SDR (Sulfur Denitrification Reactor) in order to handle nitrogen and phosphorus efficiently through biological and chemical treatment processes of recycled water. Sulfur denitrification reaction in SDR is performed by autotrophic denitrification bacteria such as Thiobacillus denitrificans, which utilizes sulfur and converts nitrate-nitrogen (NO3-N) to nitrogen gas in anaerobic conditions. The findings were that denitrification using sulfur showed high rate of denitrification under conditions of pH 7.0~8.5. For relationship between the amount of alkalinity consumed in a denitrification reaction, approximately 3.3mg of alkalinity was consumed to denitrify 1 mg of nitrate-nitrogen. Denitrification using Sulfur is affected by the contact area with objects to be treated, the hydraulic residence time affects denitrification. SDR's hydraulic residence time (HRT) was set as 1.0 hr, 1.5 hr, 2.0 hr respectively and then the denitrification rate was compared. The results showed high treatment efficiency at 1.0 hr. 7.21 mg of sulfate ions is produced in order to denitrify 1mg of nitrate nitrogen. Through this paper, treatment of high concentrations of nitratenitrogen,, chemical phosphorus was possible using SDR Denitrification. Stable recycled water treatment is thought to be possible by designing nitrification - sulfur denitrification process in a future.