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- 저자 : 박소연 ( Soyean Park ) (검색결과 7 건)
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고정화된 미세조류를 이용한 도시폐자원의 생물학적처리와 생산된 바이오매스를 이용한 바이오디젤 추출
박소연 ( Soyean Park ),김현우 ( Hyun-woo Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2021 No.1
인간의 활동으로 인해 불가피하게 발생하는 폐자원의 양은 꾸준히 증가하고 있다. 이 폐자원 속 질소와 인은 비점오염원이 되어 고농도로 축적시 수계의 산소를 고갈시키고 부영양화 현상을 발생시켜 환경문제를 유발하므로 유기성폐자원의 적절한 처리 및 에너지화는 수생태계 건강성 유지 및 자원의 효율적인 재활용을 위해 필수적이다. 특히 미세조류 바이오매스는 질소와 인의 제거에 탁월하면서도 바이오디젤 생산을 위한 원료로 활용될 수 있어서 보다 환경친화적이고 지속 가능한 환경개선 옵션이 될 수 있다. 특히 미세조류를 고분자를 이용해 고정화하면 부산물로 사용할 수 있는 바이오매스를 고농도로 농축할 수 있고 폐자원의 처리 후 유출수로부터 바이오매스 수확이 훨씬 용이해진다. 따라서 본 연구에서는 알지네이트 비드에 고정화 된 chlorella vulgaris를 이용한 폐자원의 처리시 질소, 인의 제거율을 평가하고 자유 성장 미세조류와 비교하여 고정화가 미세조류 바이오매스의 증가에 미치는 영향과 클로로필a 함량의 변화를 평가하였다. 실험 결과, 고정화 된 미세조류는 대조군 대비 10% 이상의 높은 질소와 인 제거율을 달성했고 40% 이상의 높은 클로로필 a 함량을 나타냈다. 또한 처리 이후 얻어진 바이오매스로부터 추출된 바이오디젤인 fatty acid methyl ester는 약 80% 이상의 포화 지방산으로 구성된 것을 확인하였다. 따라서 미세조류를 고정하는 것은 효율적인 폐자원에너지화를 위해 타당한 방법이며 폐자원으로부터 유용한 부산물인 바이오매스를 얻을 수 있는 보다 친환경적이며 지속한 방안임을 입증하였다.
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고정화 된 미세조류를 이용한 도시폐수의 생물학적처리와 생산된 바이오매스로부터의 바이오디젤 추출
박소연 ( Soyean Park ),김현우 ( Hyun-woo Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2020 No.-
폐수 속 질소와 인은 높은 농도로 농축되면 수계의 산소를 고갈시키고 부영양화 현상을 발생시켜 수질 악화를 초래한다. 따라서 폐수의 적절한 처리는 환경의 건강성을 유지하고 담수 자원을 효율적으로 사용하기 위해 필수적이다. 이를 위해 질소, 인과 같은 영양물질 제거에 매우 탁월한 미세조류를 이용한 생물학적 처리가 활용될 수 있다. 특히 미세조류를 고정화 할 경우, 오염물질 제거능력이 더욱 증가되며 바이오매스의 쉽고 효과적인 수확이 가능해진다. 본 연구는 고정화 된 Chlorella vulgaris 를 이용한 폐수처리 시 질소, 인의 제거효율을 평가하고 자유성장 미세조류와 비교하여 고정화가 미세조류의 성장과 바이오매스로부터 추출한 FAME (Fatty acid methyl ester)의 성분 구성에 미치는 영향을 확인한다. 실험 결과, 고정화 된 미세조류는 자유 성장 미세조류에 비해 더 높은 질소, 인 제거율을 달성이 가능하였으며 높은 클로로필a 농도를 나타내었다. 또한 회수된 바이오매스의 FAME 분석은 생산된 미세조류 바이오매스가 포화지방산을 다량 함유하여 바이오디젤 원료로써 높은 가치를 지니고 있음을 나타냈다. 따라서 미세조류를 고정화 하는 것은 효율적인 폐수처리를 위한 타당한 방법이며 폐자원으로부터 에너지를 얻을 수 있는 보다 친환경적이며 지속가능한 처리방안임을 입증하였다.
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고정화 된 미세조류와 활성슬러지의 공배양에 의한 폐수처리 효율개선
박소연 ( Soyean Park ),김현우 ( Hyun-woo Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-
적절하게 처리되지 못한 하폐수의 유출은 높은 질소, 인 농도로 인해 부영양화를 유발하여 생태계의 건강성을 악화시킨다. 따라서 수생태계의 건강성 악화를 방지하고 생태계 균형을 유지하기 위해 유출수의 수질 개선은 필수적이다. 본 연구는 미세조류와 활성슬러지의 공배양(광독립영양+종속영양)에 의한 폐수 처리 시 고정화된 미세조류 사용과 빛의 주기가 폐수처리 효율에 미치는 영향을 평가하여 효과적인 수질개선의 방법을 고찰하였다. 이를 위해 공배양 및 빛 주기 공배양 조건에서 free-livng algae (대조군)와 고정화 한 미세조류(실험군)를 활성슬러지와 함께 성장시켰다. Chlorella vulgaris 의 고정화를 위해 sodium alginate가 사용되었고, 활성슬러지와 회분식 반응조에 동시에 식종되었다. 사용된 기질은 합성폐수였고, 회분식 배양을 통해 유기탄소, 질소, 인의 농도를 모니터링 하였다. 공배양(24hr light)조건에서는 대조군 대비 고정화를 이용한 실험군의 질소 제거효율과 인 제거 효율이 각각 10%와 40% 향상된 반면, 빛 주기 공배양(12hr light/12hr dark)조건에서는 대조군 대비 고정화 실험군의 질소제거효율 26% 향상, 인 제거 효율은 60% 까지 높아짐을 알 수 있었다. 빛이 주기적으로 제공되는 경우는 빛이 연속적으로 제공되는 경우보다 폐수처리 효율이 낮아지는 경향을 보였는데, 이는 암반응시 미세조류가 photoautotrophic 성장이 아닌 호흡(respiration)상태에 있기 때문으로 판단된다. 종합하면, 본 연구는 고정화 한 미세조류와 활성 슬러지의 공배양이 폐수 속 영양염류제거에 탁월하며, 특히 빛이 주기적으로 제공된 경우 미세조류 고정화를 통해 질소와 인 제거효율이 크게 향상될 수 있음을 확인하였다. 따라서 고정화 미세조류-활성슬러지 공배양은 실제 폐수처리 적용 가능성이 높고 미세조류만을 선택적으로 분리할 수 있어 운영상의 편리함을 지니는 효과적인 수질개선 방안으로 사료된다.
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돈사 환기팬 가동률에 따른 바이오커튼의 암모니아 저감 효능 평가
황옥화 ( Okhwa Hwang ),박준수 ( Junsu Park ),우샘이 ( Saemee Woo ),조슈아나이젤할더 ( Joshua Nizel Halder ),박소연 ( Soyean Park ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
바이오커튼(이하 커튼)은 돈사 측벽 환기팬에 설치하는 차광막으로, 돈사에서 배출되는 공기 중에 안개분무를 하여 악취가 확산되는 것을 방지하는 장치이다. 악취저감 효과는 커튼의 겹수, 단수(1단 또는 2단), 안개분무 조건 등의 운전조건과 계절별 환기팬 가동률에 따라 차이가 있다. 이 중 환기팬 가동률은 커튼 외부로 배출되는 악취 농도에 영향을 주는데, 가동률이 높으면 공기 배출량이 증가하여 커튼 외부로 배출되는 악취 농도를 증가시킬 수 있다. 이에, 본 연구는 돈사 환기량에 따른 커튼의 암모니아 저감 효과에 대해 평가하였다. 커튼은 2.6m x 4.7m x 3.1m(H x W x L) 규모의 직육면체로 돈사 환기팬 외부에 설치하였다. 암모니아 농도는 광음향 분광분석장치(INNOVA 1412i)로 측정하였으며, 시료 주입관은 커튼 표면에서 약 5cm 상부에 설치하였다. 시험은 커튼의 표면별로 암모니아 측정지점을 선발하고, 환기팬 가동률 30%, 50%, 100%에 따른 암모니아 저감율을 평가하였다. 커튼 표면별 암모니아 측정지점을 선발하는 시험은 커튼 전면부 8개, 양쪽 측면부 각 4개, 천정 4개의 총 20개 지점에서 암모니아 농도를 측정하여 농도 차이가 적은 지점을 선택하였다. 측정지점의 암모니아 농도는 3.5~4.4ppm 범위였으며, 이 중 농도 차이가 약 0.1ppm으로 가장 적은 지점을 커튼 표면별로 1곳씩 선발하였다. 다음은 돈사 환기팬 가동률에 따른 커튼의 암모니아 저감율을 평가하였다. 환기팬 가동률은 30%, 50%, 100%로 설정하고, 암모니아는 환기팬과 기 선발된 커튼 표면별 각 지점에서 측정하였다. 암모니아 농도는 환기팬 가동률 30%와 50%에서 환기팬, 천정, 우측, 전면, 좌측 순으로 낮았으며, 100%에서는 측정지점 간에 유사하였다. 천정의 암모니아 농도가 높은 것은 장치로 주입되는 공기의 수분 함량으로 추측할 수 있다. 수용성인 암모니아는 수분 함량이 높은 공기에 쉽게 용해되어 농도가 높아질 수 있는데, 천정 배출 공기의 수분 함량이 좌측에 비해 3Tdew 높았다. 환기팬 가동률에 따른 커튼 지점별 암모니아 저감률을 비교하면, 가동률 30%와 50%에서는 암모니아 저감률은 커튼 표면별로 유사하였고 각각 평균 35%와 32%였다. 반면, 환기팬 가동률 100%에서 암모니아 저감률은 평균 7%로 낮았는데, 환기팬 가동률이 높으면 많은 양의 공기가 커튼 외부로 배출되어 암모니아 저감 효과가 감소된 것으로 판단된다. 결과를 종합하면, 환기팬 가동률이 50%보다 낮으면 돈사에서 배출되는 공기가 커튼 내부에 포집되어 암모니아 배출을 줄였지만, 가동률을 높이면 많은 양의 공기가 외부로 배출되어 암모니아 저감 효과가 감소하였다.
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돈사 환기팬 가동률에 따른 바이오커튼의 암모니아 저감 효능 평가
황옥화 ( Okhwa Hwang ),박준수 ( Junsu Park ),우샘이 ( Saemee Woo ),조슈아나이젤할더 ( Joshua Nizel Halder ),박소연 ( Soyean Park ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
바이오커튼(이하 커튼)은 돈사 측벽 환기팬에 설치하는 차광막으로, 돈사에서 배출되는 공기 중에 안개분무를 하여 악취가 확산되는 것을 방지하는 장치이다. 악취저감 효과는 커튼의 겹수, 단수(1단 또는 2단), 안개분무 조건 등의 운전조건과 계절별 환기팬 가동률에 따라 차이가 있다. 이 중 환기팬 가동률은 커튼 외부로 배출되는 악취 농도에 영향을 주는데, 가동률이 높으면 공기 배출량이 증가하여 커튼 외부로 배출되는 악취 농도를 증가시킬 수 있다. 이에, 본 연구는 돈사 환기량에 따른 커튼의 암모니아 저감 효과에 대해 평가하였다. 커튼은 2.6m x 4.7m x 3.1m(H x W x L) 규모의 직육면체로 돈사 환기팬 외부에 설치하였다. 암모니아 농도는 광음향 분광분석장치(INNOVA 1412i)로 측정하였으며, 시료 주입관은 커튼 표면에서 약 5cm 상부에 설치하였다. 시험은 커튼의 표면별로 암모니아 측정지점을 선발하고, 환기팬 가동률 30%, 50%, 100%에 따른 암모니아 저감율을 평가하였다. 커튼 표면별 암모니아 측정지점을 선발하는 시험은 커튼 전면부 8개, 양쪽 측면부 각 4개, 천정 4개의 총 20개 지점에서 암모니아 농도를 측정하여 농도 차이가 적은 지점을 선택하였다. 측정지점의 암모니아 농도는 3.5~4.4ppm 범위였으며, 이 중 농도 차이가 약 0.1ppm으로 가장 적은 지점을 커튼 표면별로 1곳씩 선발하였다. 다음은 돈사 환기팬 가동률에 따른 커튼의 암모니아 저감율을 평가하였다. 환기팬 가동률은 30%, 50%, 100%로 설정하고, 암모니아는 환기팬과 기 선발된 커튼 표면별 각 지점에서 측정하였다. 암모니아 농도는 환기팬 가동률 30%와 50%에서 환기팬, 천정, 우측, 전면, 좌측 순으로 낮았으며, 100%에서는 측정지점 간에 유사하였다. 천정의 암모니아 농도가 높은 것은 장치로 주입되는 공기의 수분 함량으로 추측할 수 있다. 수용성인 암모니아는 수분 함량이 높은 공기에 쉽게 용해되어 농도가 높아질 수 있는데, 천정 배출 공기의 수분 함량이 좌측에 비해 3Tdew 높았다. 환기팬 가동률에 따른 커튼 지점별 암모니아 저감률을 비교하면, 가동률 30%와 50%에서는 암모니아 저감률은 커튼 표면별로 유사하였고 각각 평균 35%와 32%였다. 반면, 환기팬 가동률 100%에서 암모니아 저감률은 평균 7%로 낮았는데, 환기팬 가동률이 높으면 많은 양의 공기가 커튼 외부로 배출되어 암모니아 저감 효과가 감소된 것으로 판단된다. 결과를 종합하면, 환기팬 가동률이 50%보다 낮으면 돈사에서 배출되는 공기가 커튼 내부에 포집되어 암모니아 배출을 줄였지만, 가동률을 높이면 많은 양의 공기가 외부로 배출되어 암모니아 저감 효과가 감소하였다.
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