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가축분뇨의 마이크로버블과 촉매와의 반응 시간 증가에 따라 질소 제거에 미치는 영향
장재경(Jae Kyung Jang),성제훈(Sung Je Hoon),강연구(Youn Koo Kang),김영화(Young Hwa Kim) 大韓環境工學會 2015 대한환경공학회지 Vol.37 No.10
가축분뇨에 포함된 질소이온의 저감 효과가 마이크로버블과 촉매와 접촉하는 시간을 증가시켜 향상되는지를 알아보았다. 마이크로버블과 촉매를 이용하는 반응기 2개를 연속 배치시키고, 첫번째 반응기(1단)를 거쳐 다음 반응기(2단)로 이송되도록 하였으며 각 반응기에서는 2시간씩 반응하도록 하였다. 가축분뇨의 마이크로버블과 촉매와의 반응시간 2시간과 4시간 경과했을 때, 산화제로 공기를 사용하였을 때는 암모니아성 질소 제거율은 15.6%에서 39.3%로, 산소를 넣었을 때는 18.3%에서 52.8%로 증가하여 반응시간이 길수록, 그리고 산소를 사용할 때 제거율이 더 높은 것으로 나타났다. 아질산성질소와 질산성질소의 경우도 산소를 이용할 때 반응시간에 따라 아질산성질소는 80.2%에서 90.4%로, 질산성질소는 60.0%에서 75%로 반응시간이 길수록, 그리고 산소를 사용할 때 더 높은 것으로 나타났다. 유기오염물질의 경우 TCOD의 제거능이 SCOD의 제거능 보다 높게 나타났는데 이것은 생물학적으로 분해가 불가능한 물질의 분해가 더 많이 된 것을 의미하며, 이 시스템 이후생물학적 처리를 수행하는 경우 유출수의 유기오염물질 농도를 줄일 수 있을 것으로 판단된다. It was investigated whether the removal of nitrogen ions included livestock wastewater were increased by increasing the reaction time of livestock wastewater and microbubbles with catalyst. For this study, the nitrogen reduction system using microbubbles with catalyst was used. The two reactors were consecutively arranged, and the second reactor (Step 2) was located to next the first reactor (Step 1). Each reactor was reacted for 2 hours and air or oxygen as oxidant was fed into the reactor during operation before microbubble device. When oxygen was used, ammonia nitrogen was removed each 18.3% and 52.8% during 2 (only step 1) and 4 (step 1 and step 2) hours reactions. This value was higher than that of when air was fed. When oxygen was used, the longer the reaction time, the ammonia nitrogen removal was higher. The longer the reaction time, the higher the nitrite and nitrate was also removed such as ammonia nitrogen. Also this system was examined whether organic matter removal is effective. The total chemical oxygen demand (TCOD) removal was higher than the soluble chemical oxygen demand (SCOD). Some materials among causing substances COD were difficult to decompose biologically. Therefore, it means that it will be easy to operate the biological processes following step and reduce the concentration of organic contaminants in effluent.
마이크로버블과 촉매 적용에 따른 가축분뇨의 슬러지와 유기오염물질 감량 효과
장재경(Jae Kyung Jang),김민영(Min Young Kim),성제훈(Je Hoon Sung),장인섭(In Seop Chang),김태영(Tae Young Kim),김현우(Hyun Woo Kim),강연구(Young Koo Kang),김영화(Young Hwa Kim) 大韓環境工學會 2015 대한환경공학회지 Vol.37 No.10
마이크로버블과 촉매 그리고 산화제(공기)의 적용에 따라 6개의 서로 다른 조건으로 구분하여 가축분뇨의 슬러지 감량과 유기오염물질의 저감 효과를 알아보았다. 마이크로버블과 촉매, 그리고 산화제 모두 사용 하였을 때(조건1), 슬러지는 99% 이상 제거 되었으며, TCOD와 SCOD는 각각 58%와 13% 제거되었으며, 모든 조건에서 가장 높은 저감 효과를 나타냈다. 산화제를 공급하면서 마이크로버블(조건2)과 촉매(조건 4)를 사용하였을때, 슬러지 감량은 95%와 93.1%, TCOD의 감량은 53%와 47%로 나타났다. 산화제(공기)를 공급할 때는 마이크로버블의 저감효과가 촉매보다는 더 큰 것으로 나타났다. 마이크로버블과 촉매 반응은 산화제와 함께 반응 과정 중에 OH-라디칼이 생성되고, OH-라디칼의 강한 산화력에 의해 오염물질이 분해되는 것이다. 산화제와 함께 마이크로버블과 촉매에 의한 슬러지 감량 효과는 모두 93% 이상이었으며, TCOD의 감량은 47% 이상이었다. This study was tested to evaluate the effect of the six different combinations of microbubble, catalyst, and air as oxidant on the sludge and organic matter reduction. When all of microbubbles and catalyst, and an oxidizing agent (under Conditions 1) such as air were used, the sludge was removed more than 99%, and TCOD and SCOD removal was 58% and 13%, respectively. This result was the highest value of six conditions. In the following order, the sludge reduction of the microbubbles with air (Condition 2) and catalyst with air (condition 4) was 95% and 93.1%, respectively. TCOD removal was found to be each 53% and 47%. When the microbubbles were used with oxidant like air, the removal of sludge and organic matter was high. All of these values were higher than that of using only microbubbles and catalyst without air. In the microbubbles and catalyst react under air supply condition, OH-radicals were generated in the reaction process. These OH-radicals in the reaction process decomposed the pollutants by the strong oxidizing power. In all conditions with air, the sludge reduction was high removal rate more than 93% and TCOD removal was over 47%.
김영화(Young Hwa Kim),강석원(Sukwon Kang),백이(Yee Paek),장재경(Jae Kyung Jang),성제훈(Sung Je Hoon),강연구(Yeon Koo Kang) (사)한국생물환경조절학회 2018 생물환경조절학회지 Vol.27 No.1
본 연구에서는 풍환경에 따른 열손실을 분석하는데 있어 필요한 풍속 기초자료를 제공하기 위하여 주요 11개 해안지역 중 온실밀집지역을 선정하여 기상환경 및 온실방위를 조사 분석하였다. 대상지역은 난방온실 재배면적과 풍환경 기준으로 선정하였고 온실밀집지역은 50,000m² 이상인 지역을 대상으로 하였다. 11곳의 기상자료 중 기온, 풍속, 풍향을 대상으로 30년간 자료를 수집하여 분석하였고 기온은 최저, 평균, 최고 기온을 나누고 풍속 및 풍향 기준은 기상청 분석 기준을 적용하였다. 온실의 배치방향은 형태가 대칭인 점을 감안하여 0~180° 범위로 자료를 수집하였다. 또한, 각 지역마다 풍향이 있으며 온실길이방향을 기준으로 하였을 때 적용되는 풍향은 달라질 수 있으며 이를 상대풍향으로 지칭하고 중복되는 점을 고려하여 0~90° 범위로 자료를 수집하였다. 11개 지역의 기온은 중부지방에 있는 보령, 영광 지역과 남부지방에 있는 9개 지역의 기온차이가 구분되었다. 중부해안 대상지역은 1월 최저기온은 약 3~4℃ 정도 온도가 높은 것을 확인할 수 있었고 평균기온은 약 3℃정도 높았으며 월별 기온 중 최저기온을 선정할 때에 1월 기온을 고려해야 되는 것으로 판단된다. 대상지역의 주풍향에 대한 월별 차이는 크게 발생하지 않았으며 풍향 분포에 따라 지역별로 서해안측, 서해 및 남해 경계해안측, 남해안측으로 구분되어졌다. 풍속은 영광을 제외한 10개 지역은 월간 풍속 포차이가 크게 발생하지 않는 것으로 판단된다. 대상지역의 온실의 방향은 길이방향 기준으로 분석하였으며 보령과 영광, 남해 지역은 60%이상 집중되어 있는 방향이 존재하였고 해남, 통영지역은 약 90% 집중되어있는 방향이 존재하였으며 이는 경지정리로 인하여 방향이 편향되어있는 지역이 존재하는 것으로 판단된다. In this study, eleven major coastal areas were selected and the climate environment and the greenhouse direction were analyzed. This research investigates the greenhouse heat loss according to the wind environment at target areas. The target areas were selected based on heated greenhouse cultivation area and wind environment standard. Temperature, wind speed, and wind direction among weather data for 30 years were collected and analyzed. The data were divided into the minimum, average, and maximum temperatures and the Meteorological Agency criteria applied to the weather and wind direction criteria. Data were collected in the range of 0~180° considering the symmetry of the shape of the greenhouse. In addition, the wind direction is different for each region and the applied wind direction can be different when referring to the longitudinal direction of the greenhouse and the data are collected in the range of 0~90°. The results of this study are expected to be used to calculate the heating load of greenhouse installed in places wind speed high.