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- 저자 : 배병욱 ( Hang Sik Shin (검색결과 11 건)
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신항식,배병욱,백병천,Shin, Hang Sik,Bae, Byung Uk,Paik, Byung Cheon 대한토목학회 1990 대한토목학회논문집 Vol.10 No.4
본 연구에서는 주정폐액의 고율처리를 위하여 이상 UASB 공정을 시험하였다. 상분리는 반응조의 pH를 조절하므로써 가능하였다. 유입폐수의 SS 농도가 4.1g/l일 때 산형성조는 유기부하 16.5kg $COD/m^3.day$까지 운전이 가능하였고, 이때 산생성율은 3.9g HAc/l.day를 나타내었다. 메탄형성조는 유기부하 44kg $COD/m^3.day$까지 운전이 가능하였으며, 이때 COD 제거율은 80%이었고 비가스 생성율은 16.51/l.day이었다. 두 반응조에서 입상슬러지가 형성된 이후에는 알칼리도의 주입없이 메탄조유출수의 재순환으로 산형성조의 pH를 적절하게 유지할 수 있었다. A two-phase UASB system was operated for high-rate treatment of concentrated distillery wastewater. The phase separation was obtained by adjusting pH in each reactor. When influent SS concentration was 4.1/g/l, the first phase UASB reactor was effectively operated up to the loading rate of 16.5kg $COD/m^3.day$, producing 3.9g HAc/l.day. In the methanogenic UASB reactor, loading rate up to 44kg $COD/m^3.day$ could be applied while removing 80% of influent COD with a specific gas production of 16.5 l/l. day. After the formation granular sludge in both reactors, it was possible to maintain the appropriate pH in the first phase only by recirculating the effluent from methanogenic phase without the addition of alkaline chemicals.
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Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물 혐기성소화의 효율증진 방안
신항식(Hang-Sik Shin),송영채(Young-Chae Song),손성섭(Sung-Sub Son),배병욱(Byung-Uk Bae) 유기성자원학회 1993 유기물자원화 Vol.1 No.1
우리나라에서 년간 3, 367만톤 (1991년) 배출되는 생활쓰레기의 28% 이상이 주방폐기물로 통칭되는 음식찌꺼기, 채소류등으로 구성되는데 수분함량이 75-85% 로 높고 발열량 낮아 혐기성 소화에 의한 처리법은 폐기물의 안정화 및 메탄가스 회수를 통한 효율적인 자원화가 가능하여 매우 실용적인 것으로 고려된다. 그러나, 주방폐기물은 셀룰로즈, 단백질등의 복잡한 고분자 고형물질들로 구성되어 있어 혐기성 소화시 가수분해반응이 율속단계로 인식되고 있으며, 이로 인한 유기물 부하율이 작고 반응조 용적이 커져 경제적이지 못한 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 셀룰로즈 등의 고분자물질의 가수분해 반응에 활성이 뛰어난 rumen 미생물을 이용하여 주방폐기물의 혐기성 소화의 효율을 증진시키기 위한 연구가 600 mL의 회분식반응조에서 수행되었다. 주방폐기물의 가수분해 및 산생성 반응에 대한 중온산생성균과 rumen 미생물의 산생성반응 효율을 비교하였으며, rumen 미생물을 이용한 산형성 반응에서 pH, 온도,고형물 농도등 환경인자의 영향을 평가하였다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산형성 반응에서 최종휘발산수율은 이론치의 약 95% 에 해당하는 8.4meqjg VS를 보여 중온산형성균을 이용하였을 때와 비슷하였으나, 산생성반응의 속도는 중온산형성균을 이용했을 때 보다 약 2배 이상 빨랐다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산생성 반응에 대한 기칠 농도의 영향에서는 TS 15% 일 때 급격한 pH저하 및 비이온화된 VFA 등의 저해작용으로 휘발산수율은 TS 1% 인 반응조에서의 절반이하의 값을 보여 유출수의 연속적인 희석이 중요한 인자임을 알 수 있었다. Rumen 미생물을 이용한 산생성 반응의 최적 pH 및 온도 범위는 각각 6.0-7.5, 35-450 C였다. 이상과 같은 결과로부터 rumen 미생물을 주방폐기물의 혐기성소화 공정에 이용할 경우 혐기성 반응의 율속단계로 고려되는 가수분해 및 산형성 반응의 속도를 증가 시킬 수 있어 반응조 용적 감소 및 유기물 부하 증가 등의 소화 효율향상이 가능함을 알 수 있었다. Every year, over 3.37 x 107 ton of municipal solid waste is generated in Korea, of which about 28% is organic food waste from restauraot, dioing halls and households etc. Methane conversion of the food waste by anaerobic digestioo could be a viable approach for energy recovery as well as safe disposal of the waste. However, as food waste is composed of highmolecular complex polymers such as cellulose, ligoin aod protein, anaerobic digestion of food waste has oot beeo efficient in terms of volumetric loading rate, solid retentioo time and extent of anaerobic degradation. In this research, the improved anaerobic degradation of food waste was attemped by applying rumen microorganisms to anaerobic digestion. Acidification efficiency of food waste by rumeo microorganisms was compared with that of conventiooal acidogenesis. And optimum acidification conditioos by rumen microorganisms were also determined. For the experiments, anaerobic batch reactors of 600 mL was fed with the processed (dried aod milled) food waste obtained from a restaurant. Ultimate volatile fatty acid (VFA) yield produced by rumeo microorganisms was about 8.4 meq VFA/g volatile solid (VS) that is 95% of the theoretical value. This yield was not much different from that of conventional acidogenesis, but hydrolysis rate was about twice faster. Cumulative VFA concentration increased from 66 meq/L to 480 meq/L, when the initial TS was increased from 1 % to 15%. But VFA yield at 15% TS was half of that at 1 % TS. This inhibition on the acidification might be caused by the rapid drop of pH and higher concentration of nonionized VFA. Optimal pH and tεmperature range for the acidifícation were about 6.0-7.5 and 35-450 C, respectively.
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신항식,배병욱,Shin, Hang-Sik,Bae, Byung-Uk 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.4
UASB 반응조를 이용한 옥수수 전분폐수의 처리도를 연속 및 회분식실험으로 조사하였다. 옥수수 전분폐수는 제조공정에 따라 생분해도와 메탄회수율이 달랐다. 유기부하 3.2 kg $COD/m^3{\cdot}day$까지 COD 제거율은 70% 이상으로 유지되었으며, 최대 가스발생량은 부하 8.4 kg $COD/m^3{\cdot}day$에서 약 55 l/day로서 반응조 단위 체적당 약 3.5 l/day의 가스가 발생하였다. 연속실험과 동시에 수행된 회분식(SBT) 실험에 의하면 슬러지의 활성도는 운전 130일이 경과하는 동안 0.03에서 0.53g $COD-CH_4/g\;VSS{\cdot}day$으로 증가하였으며, 슬러지도 입상화되었다. SBT 실험은 처리대상 폐수에 대한 정보 뿐만 아니라, 슬러지의 활성도에 대한 유익한 정보를 제공하였다. 옥수수 전분폐수를 처리하는 과정에서 형성된 입상슬러지의 형태학적 특성은 주정폐수이나 당을 처리한 입상슬러지와 유사하였다. The performance of Upflow Anaerobic Sludge Blanket(UASB) reactor for treatment of corn starch wastewater was investigated using continuous and batch experiment. Results showed that the corn starch wastewater had different characteristics in terms of biodegradability and methane potential, depending on the manufacturing precess. COD removal efficiencies were maintained over 70% up to the loading rate of 3.2 kg $COD/m^3{\cdot}day$ and the maximum gas production rate was about 55 l/day, equivalent to 3.5 l/day per liter of reactor volume, at the loading rate of 8.4 kg $COD/m^3{\cdot}day$. In the anaerobic serum bottle test(SBT) carried out along with continuous operation, the sludge activity was found to increase from 0.03 to 0.53 g $COD-CH_4/g\;VSS{\cdot}day$ as granular sludges were developed in 130 days operation. SBT gave valuable informations on the characteristics of wastewaters to be treated as well as on the sludge activity. The overall morphological characteristics of granular sludges cultivated on corn starch wastewaters were similar to those cultivated on various organic industrial wastewaters such as distillery and sugar.
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신항식,배병욱,백병천,Shin, Hang Sik,Bae, Byung Uk,Paik, Byung Cheon 대한토목학회 1991 대한토목학회논문집 Vol.11 No.2
본 논문에서는 주정폐액을 처리한 이상 UASB 공법에서 형성된 입상슬러지에 관한 현미경실험 결과를 제시하고자 한다. 기질로 사용한 주정폐액의 SS 및 COD 농도는 각각 3.6~10.6, 17.3~30.4g/l였으며, 12.5 l와 4.7 l의 UASB 반응조가 사용되었다. 입상슬러지의 형태학적 연구에는 SEM과 TEM을 사용하였다. 운전 90일과 120일경에 산형성조와 메탄형성조로부터 다른 색깔과 형상을 가진 두 종류의 입상슬러지가 형성되었다. 산형성조 입상슬러지는 주로 긴 고리로 연결된 큰 rod형 bacteria 짧고 통통한 rod형 bacteria, 그리고 다양한 크기의 coccus형 bacteria로 구성되었다. 반면에 메탄조 입상슬러지는 Methanothrix로 구성된 network내에 다양한 종류의 bacteria가 포획되어 있는 구조를 가졌다. In this paper, the microscopic results of granular sludge from the two-phase UASB reactors are presented, particularly on the acidogenic phase where the distillery waste water is directly delivered. Distillery wastewater as a feed contained SS of 3.6~10.6 g/l and COD of 17.3~30.4 g/l. A 12.5 l and a 4.7 l UASB reactors were used for acidogenic and methanogenic phases, repectively. Morphological studies on the granular sludge consortia were made with both scanning and transmission electron microscopies. It was interesting enough to find the different colored and shaped granules at the acidogenic on the 90th day and at the methanogenic phase on the 120th day. The acidogenic granular sludge mainly consisted of acidogenic bacteria, such as long chains of large rods, short plump rods, and various size of cocci. Whereas the filamentous bacteria of Methanothrix spp. prevail in the methanogenic granule, with dirverse bacteria entrapped therein.
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