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Food Waste Treatment in an Anaerobic Dynamic Membrane Bioreactor
( Roent Dune A. Cayetano ),( Jong-hun Park ),( Sang-hyoun Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 ISSE 초록집 Vol.2019 No.-
An anaerobic dynamic membrane bioreactor using a woven polyester support material was previously established in treating food waste. The formation of the dynamic membrane layer was found to be beneficial to the stable performance of the anaerobic digestion system. In this study, shear velocity through the recirculation rate towards the dynamic membrane module was varied from 0.04 to 1.74 m/h. Food waste was prepared uniformly by grounding and sieving to a nominal size of 1-mm (16 US standard sieve scale) and was diluted to about 50 g-COD/L. Biogas production and effluent quality parameters were carefully monitored at varying shear velocities. Dynamic membrane was successfully established on the polyester screen mesh, however higher shear velocities of 1.74 m/h decreased the methane productivity by 24.5%. The highest average methane production rate and yield of 1.6 L-CH<sub>4</sub>/L/d and 0.33 L-CH<sub>4</sub>/g-COD were achieved at 0.34 m/h shear velocity.
Cayetano, Roent Dune A.,Kim, Tae Hyun Springer-Verlag 2017 Applied biochemistry and biotechnology Vol.181 No.4
<P>Corn stover was treated using low-moisture anhydrous ammonia (LMAA) at controlled ammoniation temperature. Moisturized corn stover (50 % moisture) was contacted with anhydrous ammonia (0.1 g NH3/g-biomass) in a batch reactor at various temperatures (ambient to 150 degrees C). After ammoniation at elevated and controlled temperature, ammoniated corn stover was pretreated at various temperatures (60-150 degrees C) for 72-144 h. Change in composition was marginal at low pretreatment temperature but was relatively severe with pretreatment at high temperature (130-150 degrees C). The latter resulted in low enzymatic digestibility. It was also observed that extreme levels (either high or low) of residual ammonia affected enzymatic digestibility, while residual ammonia improved by 1.0-1.5 %. The LMAA method enhanced enzymatic digestibility compared to untreated corn stover (29.8 %). The highest glucan and xylan digestibility (84.1 and 73.6 %, respectively) was obtained under the optimal LMAA conditions (i. e., ammoniation at 70 degrees C for 20 min, followed by pretreatment at 90 degrees C for 48 h).</P>
( Roent Dune A. Cayetano ),박종훈 ( Jong-hun Park ),김상현 ( Sang-hyoun Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
This study evaluated the technical performance of the anaerobic treatment process of food waste in a lab -scale continuously stirred tank reactor attached to an external module containing a polyester support material with mesh pore size of 50 μm. Food waste was ground and sieved to achieve a uniform nominal size of 1-mm (16 US standard sieve scale) and diluted to approximately 50 g-COD/L. Hydraulic retention time (HRT) was varied from 40 to 10 days and was monitored alongside with the biogas production and effluent quality parameters. Dynamic membrane was successfully established on the polyester screen mesh. The highest average methane production rate and yield of 1.2 L-CH<sub>4</sub>/L/d and 0.34 L-CH<sub>4</sub> /g-COD were achieved at 10-d and 15-d HRT, respectively. The dynamic membrane provided a filter layer responsible for the reduction of suspended solids by 87%, which also explains the higher solids retention time than HRT. Moreover, implication of high methanogenic activity in the biofilm is attributed to the reduction of volatile fatty acid (87%) at the effluent. The qPCR technique also uncovered different amplification on the microbial templates of the samples. There was a consistent higher archaeal to bacterial population in the dynamic membrane layer compared to the suspended biomass in mixed liquor. This observation may explain why sufficient recirculation to the dynamic membrane bioreactor is essential for improved performance. Archaeal community was investigated using Illumina MiSeq sequencing, results showed it was mainly composed of Methanomicrobiales, methanosarcinales and methanomassiliicoccales in the order level. Methanolinea tarda under the order methanomicrobiales was the predominant species in dynamic membrane, which reached the highest relative abundance of 34.4% at 15-d HRT. Dynamic membrane would be useful for high-rate anaerobic digestion by providing better biomass retention in mixed liquor as well as acting as the active methanogenic biofilm layer.
열전처리를 통한 탈수슬러지의 메탄 수율 및 메탄 생산능 평가
김기범 ( Gi-beom Kim ),( Roent Dune A. Cayetano ),김상현 ( Sang-hyoun Kim ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
본 연구에서는 3곳(A, B, C)의 하·폐수처리시설에서 발생하는 탈수슬러지를 기질로 바이오가스생산을 위한 연구로서 열전처리 조건(70-90℃, 4-48 hr)의 변화에 따른 메탄 수율과 메탄 생산능을 회분식 실험을 통해 비교평가 하였다. Seed sludge는 난지 물 재생센터 소화조의 혐기성 슬러지를 사용하였으며, 온도는 35±1℃, F/M비는 0.5 g VS/g VS, working volume은 100 mL로 설정하여 실험을 수행하였다. 시료와 전처리 온도 및 시간에 따라 다르지만, 모든 시료에서 열전처리 후의 메탄 수율과 메탄 생산능이 증가하는 결과를 관찰하였다. A 시료의 경우 90℃, 24 hr에서 메탄 수율과 메탄 생산능이 각각 125.33 mL/g VS, 49.93 mL/g VS·d로 전처리 전 메탄 수율과 메탄 생산능 대비약 2배, 10배가 증가하는 결과를 보였고, B 시료의 경우에도 같은 조건에서 157.44 mL/g VS, 51.82 mL/g VS·d로 전처리 전 대비 약 2배, 7배가 증가하였으며, C 시료의 경우는 80℃ 24 hr에서 139.42 mL/g VS, 45.99 mL/g VS·d로 전처리 전 대비 약 1.4배, 5배가 증가하는 결과를 관찰하였다. 탈수슬러지를 80-90℃에서 24 hr 동안 열전처리할 경우 가용화율 증가를 통해 바이오가스화에 보다 적합한 형태로 개량할 수 있을 있을 것으로 사료된다.
열전처리를 통한 탈수슬러지의 메탄 수율 및 메탄 생산능 평가
김기범 ( Gi-beom Kim ),( Roent Dune A. Cayetano ),김상현 ( Sang-hyoun Kim ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
본 연구에서는 3곳(A, B, C)의 하·폐수처리시설에서 발생하는 탈수슬러지를 기질로 바이오가스생산을 위한 연구로서 열전처리 조건(70-90℃, 4-48 hr)의 변화에 따른 메탄 수율과 메탄 생산능을 회분식 실험을 통해 비교평가 하였다. Seed sludge는 난지 물 재생센터 소화조의 혐기성 슬러지를 사용하였으며, 온도는 35±1℃, F/M비는 0.5 g VS/g VS, working volume은 100 mL로 설정하여 실험을 수행하였다. 시료와 전처리 온도 및 시간에 따라 다르지만, 모든 시료에서 열전처리 후의 메탄 수율과 메탄 생산능이 증가하는 결과를 관찰하였다. A 시료의 경우 90℃, 24 hr에서 메탄 수율과 메탄 생산능이 각각 125.33 mL/g VS, 49.93 mL/g VS·d로 전처리 전 메탄 수율과 메탄 생산능 대비약 2배, 10배가 증가하는 결과를 보였고, B 시료의 경우에도 같은 조건에서 157.44 mL/g VS, 51.82 mL/g VS·d로 전처리 전 대비 약 2배, 7배가 증가하였으며, C 시료의 경우는 80℃ 24 hr에서 139.42 mL/g VS, 45.99 mL/g VS·d로 전처리 전 대비 약 1.4배, 5배가 증가하는 결과를 관찰하였다. 탈수슬러지를 80-90℃에서 24 hr 동안 열전처리할 경우 가용화율 증가를 통해 바이오가스화에 보다 적합한 형태로 개량할 수 있을 있을 것으로 사료된다.
열전처리를 통한 탈수슬러지의 메탄 수율 및 메탄 생산능 평가
김기범 ( Gi-beom Kim ),( Roent Dune A. Cayetano ),김상현 ( Sang-hyoun Kim ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
본 연구에서는 3곳(A, B, C)의 하·폐수처리시설에서 발생하는 탈수슬러지를 기질로 바이오가스생산을 위한 연구로서 열전처리 조건(70-90℃, 4-48 hr)의 변화에 따른 메탄 수율과 메탄 생산능을 회분식 실험을 통해 비교평가 하였다. Seed sludge는 난지 물 재생센터 소화조의 혐기성 슬러지를 사용하였으며, 온도는 35±1℃, F/M비는 0.5 g VS/g VS, working volume은 100 mL로 설정하여 실험을 수행하였다. 시료와 전처리 온도 및 시간에 따라 다르지만, 모든 시료에서 열전처리 후의 메탄 수율과 메탄 생산능이 증가하는 결과를 관찰하였다. A 시료의 경우 90℃, 24 hr에서 메탄 수율과 메탄 생산능이 각각 125.33 mL/g VS, 49.93 mL/g VS·d로 전처리 전 메탄 수율과 메탄 생산능 대비약 2배, 10배가 증가하는 결과를 보였고, B 시료의 경우에도 같은 조건에서 157.44 mL/g VS, 51.82 mL/g VS·d로 전처리 전 대비 약 2배, 7배가 증가하였으며, C 시료의 경우는 80℃ 24 hr에서 139.42 mL/g VS, 45.99 mL/g VS·d로 전처리 전 대비 약 1.4배, 5배가 증가하는 결과를 관찰하였다. 탈수슬러지를 80-90℃에서 24 hr 동안 열전처리할 경우 가용화율 증가를 통해 바이오가스화에 보다 적합한 형태로 개량할 수 있을 있을 것으로 사료된다.