일반기술
환경 > 수질오염제어·관리 기술
전기투석 또는 EDI를 사용하여 상수내 질산성 질소 및 총질소를 제거하는 것으로 상수 및 하수내의 질산성 질소를 농축시키는 공정과 전기투석 또는 EDI와 생물막공정을 순차적으로 연결하는 공정으로 이루어져 있다. 전기투석 공정은 질산성 질소를 농축시키기 위한 것이므로 독성물질 및 유입수의 무기이온 농도의 변화에 영향을 거의 받지 않는 전기투석장치를 사용한다. 이러한 전기투석장치로 인해 총질소 제거효율의 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한 처리 공정의 부지면적을 감소시킬 수 있어 우리나라 실정에 적합한 방법이다기존의 상수처리공정에는 질산성 질소를 처리하는 시설이 거의 없어 질산성 질소를 거의 제거할 수 없었다. 또한, 총질소를 제거하기 위한 기존의 화학적, 생물학적 공정은 총질소의 농도가 낮아 탈질반응조에서 탈질균의 농도가 낮아 총질소의 제거효율이 낮아지는 단점이 있었다. 이러한 문제점을 극복하고 효율을 증가시키기 위해 전기투석 또는 EDI(electrodeionization)와 생물막공정을 이용하였으며 전기투석장치로 총질소를 농축시킴으로 탈질반응조에서 탈질균의 미생물 농도를 높여 우점종을 형성하여 제거효율을 높이고 물리적 방법과 생물학적 방법을 같이 사용함으로써 각각의 문제점을 서로 보완할 수 있다
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- 특허법인충정
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- 2001-05-21
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일반기술
환경 > 수질오염제어·관리 기술
독성물질의 종류에 따라 빛을 발하도록 유전자 재조합된 박테리아를 이용하여 독성물질을 연속 및 비연속으로 탐지하는 방법으로 광섬유가 부착된 소형생물반응기를 이용한다. 1단계 생물반응기에서 유전자 재조합된 박테리아를 영양배지로 배양하고 2단계 생물반응기에서 오염된 물과 접촉시켜 광섬유를 통해 미생물이 발산하는 생물학적 빛을 루노미터로 측정한다. 작업부피가 작아 장기간 탐지하여도 배지 소모량이 작고 운전 및 관리가 용이한 장점을 갖는다. 또한, 생물반응기에 부착된 광섬유로 인해 독성탐지에 이용되는 미생물이 소형 생물반응기내에서 발하는 빛의 변화를 빛의 소실없이 민감하고 신속히 측정장치인 루미노미터로 전달시킨다기존의 공장 폐수, 강, 하천 및 상수원의 독성 측정방법은 수중생물의 생존정도를 이용하는 것이었다. 따라서, 독성 탐지시간이 길고 여러 종류의 독성을 탐지하지 못했으며 연속적으로 독성을 탐지할 수 없었다. 또한, 미생물을 이용한 기존의 방법은 독성 물질의 유입 유무를 장시간에 걸쳐 탐지할 경우 이용하는 유전자 재조합 박테리아를 성장 유지시키기 위해 많은 양의 영양배지가 필요하고 독성물질의 유입으로 인해 미생물의 성장이 저해되고 성장이 정지되어 더 이상 독성물질을 탐지할 수 없게 되었다. 독성물질의 종류에 따라 생물학적 빛을 발산하도록 유전자 재조합된 박테리아를 이용함으로써 폐수, 하천 및 상수원 등에서 장시간 탐지하는 경우에도 미생물을 안정적으로 성장 유지시키면서 여러 가지 독성을 탐지할 수 있다
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- 2001-05-22
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환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
라이신 회수 및 라이신-염산염 제조 방법은 탈염 전기투석의 높은 2가 양이온 제거력과 전기투석에 사용되는 양극(bipolar)막의 물 분해력을 이용한 것으로 탈염 전기투석장치를 사용하여 발효액의 경도물질 및 무기 이온을 제거하는 단계 및 탈염 전기투석공정에서 수득한 발효액을 물분해(Water-splitting) 전기투석장치 또는 3실-전기투석장치의 전기투석 공정으로 이루어져 있다. 탈염 전기투석장치는 양이온 교환막과 음이온 교환막, 전극판, 냉각장치, 유량조절 펌프 및 정류기로 구성되어 있다. 3실-전기투석장치는 양이온 교환막과 음이온 교환막, 1가 음이온교환막으로 구성되어 있다. 기존 방법의 경도물질의 영향 및 지속적인 pH 조절을 본 기술의 방법으로 해결하여 제조 효율성을 높였다기존의 라이신 분리방법에는 이온교환법과 전기투석법이 있으나 이온교환법은 이온교환수지의 재생에 산알칼리 용액이 대량으로 필요하고 재생시 염을 함유한 폐수가 발생함으로 폐수처리가 문제가 되며 전기투석법은 지속적으로 pH 조절을 해야 하고 막의 오염과 라이신 투과속도를 저해하는 경도물질 등에 의해 효율이 크게 저하되는 단점을 가지고 있었다. 1단계 탈염 전기투석 공정과 라이신 회수용 2단계 전기투석(WSED 또는 3실-ED) 공정을 사용하여 라이신을 회수하고 라이신-염산염을 제조하는 것이다. 1단계는 발효액의 경도물질을 제거하고, 2단계는 HCl을 지속적으로 주입하고 pH를 조절하여 라이신-염산염으로 농축하는 방법이다.
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- 2001-05-22
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환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
펄스 효과를 줄 수 있는 반파 정류기를 이용하여 직류전원을 공급함으로써 전기투석시 막오염 속도를 감소시킨다. 막오염 물질로는 이온화된 분자량이 큰 물질을 포함하는 용존 유기물, pH의 변화에 따라 침전할 수 있는 무기 침전물 및 부유물질 등이 있다. 막오염 현상을 유발하는 콜로이드성 유기물 및 경도물질이 포함되어 있는 공정 폐액에 반파 정류기를 이용한 전기투석공정과 상기 공정에서 얻어진 여과액을 농축액과 탈염액의 형태로 회수하는 공정으로 구성되어 있다. 펄스 효과에 의해 이러한 오염원에 의한 막오염 속도를 제어하기 때문에 전기투석공정의 경제성을 높일 수 있다. 또한, 직류전원과 막을 이용하는 일반 전기화학공정에서도 막오염 방지기술로 이용할 수 있다.전기투석은 공정이 간단한 편이고 화학물질의 소모가 없고 공정에 의한 폐기물이 생기지 않은 등의 장점을 가지고 있어 폐수 처리시 많이 이용하고 있다. 그러나, 유기물 및 침전이 형성되는 무기이온 물질을 포함하고 있는 폐액에서는 이들 물질로 인한 막오염현상으로 플럭스가 감소하여 효율적인 운전에 장애가 된다. 유기물 및 경도 등의 오염물을 포함하고 있는 폐액에 기존의 전파(Full wave) 정류기를 대체한 펄스 효과를 이용하여 직류 전원을 공급하여 효율적으로 전기투석공정을 수행하는 것이다. 막오염 속도를 제어함으로써 기존의 전기투석 공정을 개선할 수 있으며 더욱 경제적인 공정이다
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- 2001-05-22
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환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
유기산의 발효액을 정밀여과막을 이용하여 발효조에 미생물을 재순환시키고, 미생물이 제거된 여과액을 전기투석(Water-Splitting Electrodialysis) 공정(WSED 공정)을 통해 유기산을 회수하는 유기산의 회수방법으로 기존 2단계 공정을 1단계로 줄여 투자 비용 및 운전 유지비용을 감소시켜 생산단가를 낮출 수 있다. 또한, 전기투석 공정 후 폐기물로 남은 발효폐액에 최소한의 영양분을 첨가하여 발효공정으로 재순환시켜 재사용한다. 기존 공정들에 비해 간단하며 단시간에 유기산을 회수할 수 있으며 순도에 있어서도 월등히 우수한 장점을 갖는다.기존의 유기산 회수방법인 2단계 전기투석 공정은 나노여과막을 사용하기 때문에 막오염에 따른 주기적 막 세척이 필요하고 낮은 플럭스로 인해 발효액으로부터 단시간에 많은 양의 젖산을 회수하는데는 한계가 있고, 투자비 및 운전비가 많이 들어 제품의 가격 경쟁력이 떨어지는 단점이 있었다. 2단계 공정을 1단계로 단순화함으로써 공정을 효율화하고 생산단가를 감소시켰으며 전기사용량도 감소시켰다. 또한, 최종 폐기물로 발생하는 발효폐액을 발효조에 재사용하여 원료비도 절감할 뿐만 아니라 환경오염도 방지할 수 있다
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- 2001-05-22
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환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
페닐알라닌 발효액에 NaOH를 첨가하여 음이온으로 전환시킨 후 양이온 및 음이온교환막으로 된 전기투석장치로 분리하거나 양극(bipolar)막을 통해 생성된 OH-이온으로 페닐알라닌을 음이온으로 전환시킨 후 음이온교환막으로 분리 또는 2단계 전기투석장치를 이용하는 방법이다. 2단계로 분리하므로 고농도의 페닐알라닌을 회수할 수 있다. 또한, 전기투석용 음이온교환막을 사용하면 농축액의 색도를 1.5이하로 조정할 수 있어 탈색공정이 필요치 않다. 이와 같은 장점들에 의해 고농도 염폐수 처리 문제가 해결되어 비용을 줄일 수 있으며 환경친화적인 공정을 제공할 수 있다발효액으로부터 페닐알라닌의 분리/농축을 위해 가장 많이 이용되고 있는 방법은 이온교환수지법과 추출법이다. 그러나, 이온교환수지법은 이온교환수지의 재생과정에서 고농도의 염을 함유한 폐수가 발생되어 폐수처리의 부담이 크고, 색도물질이 함께 분리되어 정제공정이 필요한 단점이 있다. 전기투석을 이용하여 페닐알라닌의 생산하는 것으로 색도물질이 이온교환막에서 제거되어 기존의 탈색공정을 거치지 않고 간단한 후속공정 만으로 페닐알라닌을 제조할 수 있다. 따라서, 폐수처리에 대한 부담을 줄일 수 있으며 공정이 단순해져 생산비가 절감된다
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- 2001-05-22
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환경 > 수질오염제어·관리 기술
중금속 함유 슬러지에 전류를 공급하고 적절한 농도의 산성용액을 양극세척용액 및 음극 전해질용액으로 제공하여 유해 중금속을 제거하는 것이다. 적절한 농도는 실험에 의해 결정한다. 슬러지셀과 양극세척용액 및 음극전해질용액의 경계에는 기존의 이온교환막들보다 공극이 커서 투수성이 좋고 물리적인 강도가 큰 이질막(Heterogeneous Membrane)을 사용하여 이동된 중금속을 음극쪽에서 효과적으로 회수할 수 있다. 또한, 전원공급에 있어 펄스 효과를 줄 수 있는 반파 정류 장치를 함께 사용함으로써 중금속 이온들에게 전기적 충격을 가하여 이동을 극대화시켜 중금속의 제거가 더욱 효과적이고 경제적이 된다. 중금속 제거 후의 슬러지를 퇴비화하여 비료로 이용하여 2차 토양오염을 방지한다전기동력을 이용하여 하ㆍ폐수 처리장의 슬러지에 함유된 유해 중금속을 제거하는 방법은 기존에는 소각이나 매립에 의해 폐기된 슬러지를 퇴비화할 수 있고 매립폐기시 중금속에 의한 2차 토양오염을 방지할 수 있는 장점이 있으나 세척용액의 사용, 적절한 전극의 선택, 제거된 중금속을 최적으로 회수할 수 있는 막의 결정 및 적절한 전기 형태와 경제적인 전력공급량 등의 어려움이 있어 이용이 제한되었다. 효과적인 양극 세척 용액 종류의 농도 및 음극 전해질 용액 종류를 선택하고 결정하고, 전원공급방식을 변환함으로써 직류 정류와 반파 정류를 이용하여 슬러지내 중금속을 제거하는 것이다
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- 특허법인충정
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- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 기타 사전오염예방·청정요소 기술
발광 박테리아를 바이오센서화하는 방법은 발광 박테리아를 배양시킨 후 원심분리시켜 걸러내어 젤 상태의 영양배지와 혼합한 후 광섬유 연결을 위해 외면에 나사선을 낸 투명 폴리프로필렌 튜브에 부어 상온에서 고형화하는 것이다. 크기가 작아 저가에 다량 생산할 수 있어 휴대용 바이오센서 장치의 소모부품으로 사용할 수 있다. 독성 가스 탐지용 바이오센서는 휘발성 유기화합물등의 유독가스가 고농도로 유출되는 작업장의 대기환경을 감시하는 데 이용하여 안전성과 생산성을 높일 수 있으며 유독가스 유출시 경보를 발생시켜 작업자가 환기나 대피할 수 있도록 한다기존의 유해 가스 독성 탐지법은 대기 시료를 포집한 후 가스크로마토그래피를 사용하여 분석하는 방법과 광이온 검출기를 이용하여 대기중의 농도를 탐지, 분석하는 방법이 있으나, 포집 및 분석에 필요한 시간이 많고 오염정도를 실시간으로 측정할 수 없고 가격이 비싼 단점을 가지고 있다. 발광 박테리아를 바이오센서화하여 유해가스의 독성 탐지에 이용하는 것으로 가스상 독성물질에 따라 변화하는 발광 박테리아의 발광량을 측정하는 방법을 사용하며 크기가 작아 휴대하기 쉽고 유해 가스를 직접 빠르게 실시간 탐지할 수 있는 장점을 갖는다
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- 특허법인충정
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- 2001-05-22
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환경 > 기타 환경오염제어·관리 기술
독성의 정도에 따라 빛을 감소시키는 동결 건조된 발광미생물과 특정한 독성에 대하여 빛을 방출하도록 유전공학적으로 재조합된 발광박테리아를 이용하여 독성물질의 분해에 따른 독성의 감소를 측정하는 방법으로 시료를 동결 건조된 발광성 미생물에 주입하고 시료내 독성물질의 독성정도에 의존하는 미생물의 발광양을 측정한다.발광성 미생물로는 포토박테리움 앙구스텀(ATCC25915), 포토박테리움레이오그나치(ATCC25521), 포토박테리움 포스포륨(KTCC 2852) 등을 사용할 수 있다. 중간산물이 생물체에 미치는 독성까지도 측정할 수 있고 이 중간산물이 생물체에 미치는 어느 특정 부위에 작용하는지를 추적할 수 있으며, 휴대화가 가능하여 그 효용성이 매우 높다기존의 독성 물질 분해도 및 처리 공정 효율 측정은 복잡한 추출과 전처리 과정을 필요로 하는 기기적 분석법으로 시간이 많이 필요하며 숙련된 기술자만이 할 수 있는 방법이며 초기 독성 물질 또는 불특정 분해산물에 대해서는 정량 및 정성 분석이 가능하지만, 생물학적 독성 분석은 거의 불가능하다. 또한, 다양한 특정 효소의 활성저해정도와 발광성 미생물의 발광 저해 정도를 비교하는 분석방법은 특정한 효소와 기질을 필요로 하고 실험실 단위로만 측정가능하고 분해 산물이 생물체의 어느 부위에 특정 독성을 미치는 가를 판단하기 어려운 단점들을 가지고 있다.동결건조 균주를 이용하여 독성물질의 분해도 및 처리공정의 효율을 측정하는 방법으로 동결건조된 균주를 이용하기 때문에 수송이 용이하고 보관이 간편하며 방법이 간단하여 초보자도 쉽게 행할 수 있으며 부수적인 장치 및 소모품이 필요하지 않아 매우 경제적인 방법이다
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 수질오염제어·관리 기술
반응기내에 미생물이 고정화된 담체로 이루어진 생물학적 충진층을 2개 이상 분리 배치하여 처리할 원수를 반응기의 2개 이상의 충진층에 분산 주입시키는 수처리용 반응기 및 그 방법이다. 생물학적 활성탄(BAC: Biological Activated Carbon) 또는 기타 여과에 필요한 미생물이 고정될 수 있는 고분자가 담체로 사용된다. 2개 이상의 충진층은 각각 층마다 다른 담체를 고정화시킬 수 있어 특정 물질에 따라 선택하여 상층부에 충진하여 처리 효율을 더욱 크게 할 수도 있다. 원수가 여러 충진층에 분산 주입되므로 하부 충진층에서의 용존 산소량이 증가된다. 또한, 과부하의 원수 도입에 대하여 안정적으로 처리할 수 있어 역세의 효율을 증가시킨다. 이러한 특징을 인해 기존의 생물학적 처리방법보다 유기 물질 및 암모니아성 질소의 제거에 있어 처리 효율이 더욱 높다기존의 생물학적 활성탄 처리방법은 하층으로 내려갈수록 용존산소량이 감소되어 유기물의 산화와 질산화 반응이 어렵게 되어 미생물의 활성 뿐만 아니라 서식하고 있는 미생물의 수까지도 급격히 떨어지고, 고농도의 유기물이나 암모니아성 질소가 반응기내에 유입되면 과부하로 인해 혐기성 조건하에 탈질반응이 일어나 질소가스가 발생한다. 이어서, 막힘 현상이 일어나며 압력강하가 빠르게 일어나 역세(backwashing)의 횟수가 증가하여 처리 효율이 크게 감소하게 된다. 미생물이 고정화된 담체로 이루어진 생물학적 충진층을 2이상으로 분리 배치하여 원수를 다수의 층에 분산 주입하여 기존 처리법의 단점을 개선시켰으며 처리 효율도 크게 높였다
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- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 수질오염제어·관리 기술
상부의 유입구, 하부의 유출구 및 상기 유출구에 연결되어 있고 스크린막에 의해 한정되어 유출수를 저장하는 유출수 저장부가 구비된 하우징; 및 상기 하우징의 중심축의 스크린막상에 설치되어 있는 공기부상관으로 구성되어 있다. 상기 하우징의 스크린막상에는 상기 공기부상관 주위로 제올라이트층이 충전되어 있으며 이 제올라이트층은 질화미생물의 서식처로 작용하고, 상기 공기부상관의 중심축에는 하우징 외부의 공기펌프와 연결되어 공기를 흡인하여 공기부상관의 하부에서 기포를 발생시키는 흡기관이 구비되어 있다. 공기부상관이 없는 장치에 비해 정수장치 내부 체류시간이 길어져서 용존공기가 내부에 고루 공급되어 제올라이트층의 질화미생물에 좋은 성장조건을 제공하므로 정수처리효율이 증대된며, 폐수처리시에도 응용이 가능하다생물학적 수처리에 사용되는 담체는 여러 가지가 있으나 그 재질의 친수성이 원하는 수준에 미치지 못해 부유 미생물을 부착시키기 어렵고 부착되지 않은 질산화균은 성장속도가 매우 낮다. 기존의 생물학적 활성탄 처리방법은 하층으로 내려갈수록 용존산소량이 감소되어 유기물의 산화와 질산화 반응이 어렵게 되어 미생물의 활성 뿐만 아니라 서식하고 있는 미생물의 수까지도 급격히 떨어지고, 고농도의 유기물이나 암모니아성 질소가 반응기내에 유입되면 과부하로 인해 혐기성 조건하에 탈질반응이 일어나 질소가스가 발생한다. 이어서, 막힘 현상이 일어나며 압력강하가 빠르게 일어나 역세(backwashing)의 횟수가 증가하여 처리 효율이 크게 감소하게 된다. 암모니아성 질소 성분을 포함하고 있는 유입수를 생물학적으로 처리하는 장치 및 방법으로서 암모니아성 질소제거 효율이 매우 뛰어나다
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- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 대기오염제어·관리 기술 (N32, F36)
아황산가스 선택적 환원반응용 촉매는 주석이 산화티타늄 담체에 담지되어 있으며 주석의 담지량은 산화티타늄에 대해 7 내지 20 중량%이다. 또한, 산화주석과 산화티타늄이 S/Ti 원자비로 0.1 내지 5의 범위로 혼합된 혼합금속산화물 촉매도 있다. 촉매가 단독의 금속 산화물을 사용하는 것보다 훨씬 큰 아황산가스 전환율을 수득하는 이유는 주석과 티타늄이 서로 접촉하여 새로운 강한 활성점을 형성하기 때문이다.제조된 촉매를 사용하여 350 내지 500℃의 온도에서 아황산가스를 일산화탄소와 1 : 2 내지 1 : 3의 몰비로 반응시켜 원소 황을 회수한다. 촉매를 아황산가스가 고정적으로 배출되는 장소에 사용하면 아황산가스를 정화시켜 배출하게 됨으로 대기오염을 근본적으로 해결할 수 있다황화합물의 연소과정에서 생성되는 아황산가스(SO2)는 대기 오염의 주원인일 뿐만 아니라 여러 가지 생태학적 및 환경학적 문제를 일으킨다. 이러한 아황산가스의 탈황방법 중 석회 또는 석회석 등에 아황산가스를 흡수시켜 집섬(gypsum)의 형태로 처리하는 방법은 집섬의 매립처리로 인해 토양오염이 발생하고, 습식법은 흡수 단계 전에 별도의 공정이 필요하며 건식법은 다량의 흡착제가 필요하고, 촉매를 이용한 산화법은 운전비가 많이 드는 등의 단점을 많이 가지고 있다. 촉매 환원법이 가장 상업적 가치가 있으며 취급, 저장 및 운송이 편리한 순수한 원소 황을 얻을 수 있으나, 기존이 촉매는 대부분 부반응에서 독성이 강한 카르보닐설파이드(COS)가 많이 생기거나 500℃ 이상의 비교적 고온이 요구되는 단점이 있다. 아황산가스 환원용 촉매는 비교적 저온에서 반응활성이 높고 황에 대한 선택도가 높아서 높은 수율로 황을 회수할 수 있다
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- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 대기오염제어·관리 기술 (N32, F36)
바나듐과 인의 혼합산화물(V-P-O)로 된 촉매는 황화수소가스를 함유하는 반응가스와 산소를 250 내지 350℃에서 반응시켜 원소 황을 회수한다. 혼합산화물은 담체에 담지되어 있는 것이 바람직하며 상기 반응에서 산소와 반응가스 중의 황화수소의 비 (산소/황화수소 비)가 0.5 내지 1.0이고, 유입가스의 공간속도는 3,000 내지 1,000,000/h인 것이 바람직하다. 촉매는 물이 존재하는 조건하에도 황화수소를 높은 효율로 산화시킬 수 있는 중요한 장점을 가지고 있다.이와 같은 촉매를 사용하여 정유공장 또는 제철공장에서 많이 발생하는 황화수소를 무독성 황으로 전환시킴으로 황화수소로 인한 환경오염을 크게 감소시킬 수 있다각종 산업시설로부터 다량 발생되고 있는 황화수소는 대기오염 물질 중 하나로 일단 대기중으로 방출되면 효과적으로 제거할 방법이 거의 없어, 대기중으로 방출되기 전에 제거하는 방법이 필요하다. 기존의 황화수소 제거 방법에 사용되는 촉매들은 고온에서 생성되는 황이 물의 존재하에 클라우스 반응의 역반응을 거치게 되어 부산물로 이산화황이 생성됨으로 황 선택도를 저하시키며, 저온에서 촉매 자체가 장기간 사용 후 비활성화되는 등의 문제가 있었다.황화수소 선택적 산화반응용 촉매는 바나듐과 인의 혼합산화물 (V-P-O)로 이루어져 있으며 비정질 혼합산화물 또는 (VO2)P2O7상으로 되어 있으며 물이 존재해도 황화수소를 직접 선택적으로 높은 효율로 산화시키는 방법으로 황화수소로 인한 환경오염을 크게 감소시킬 수 있다
- 보유기관
- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
제올라이트가 충진된 흡착탑에 폐수를 유입시켜 폐수 중 암모니아를 제올라이트에 흡착시켜 암모니아가 제거된 처리수를 얻고, 제올라이트 재생액으로 상기 흡착탑을 역세척하여 제올라이트로부터 암모니아를 탈착시켜 제올라이트를 재생시키면서 암모니아를 함유하는 폐재생액을 얻고, 폐재생액을 탈기처리하는 방법이다. 제올라이트 및 제올라이트 재생에 이용된 폐재생액의 재생이 쉽게 이루어지므로 운전비용이 적게 들어 매우 경제적인 방법이다.이와 같은 방법을 수행하기 위한 장치는 폐수의 유입을 위한 폐수 유입구, 제올라이트가 충진되어 있어 유입된 폐수중의 암모니아와 제올라이트 사이의 흡착반응이 일어나는 제올라이트 충진부, 암모니아가 제거된 처리수의 유출을 위한 처리수 유출구 및, 제올라이트 재생을 위한 재생액이 유입되는 재생액 유입구, 상기 제올라이트 충진부의 역세척에 의해 생성된 폐재생액의 유출을 위한 폐재생액 유출구를 포함하는 복수개의 고정층 흡착탑, 고정층 흡착탑으로부터 유출된 폐재생액이 유입되어 폐재생액 중의 암모니아를 탈기처리하는 탈기탑, 및 탈기탑으로부터 유입되는 탈기처리된 폐재생액에 수산화나트륨이 혼합되어 이루어진 재생액을 저장 및 상기 복수개의 고정층 흡착탑으로 공급하는 재생액조로 이루어져 있다암모니아는 공장배출수 및 기타 하수에 다량 함유되어 있으며 수중 암모니아 농도는 수질오염의 지표로 사용되고 있다. 암모니아 제거방법에는 생물학적 방법으로 미생물을 이용한 질산화-탈질화법과 조류정화지법이 있고 화학적 방법으로는 파괴점 염소주입법, 탄소흡착법, 이온교환법, 고급산화법 등이 있고 물리적 방법에는 공기탈기법, 전기투석법, 역삼투압법 등이 있으나 모두 문제점이 있다. 암모니아를 제올라이트를 이용하여 제거하는 방법으로 이온교환이라는 화학적 방법가 공기 탈기라는 물리적 방법을 모두 사용하여 암모니아 농도가 높은 폐수라도 제거율을 높게 유지할 수 있다.
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- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
공기와 과산화수소를 함께 사용하여 산소를 공급하는 것으로 미생물이 생산하는 효소 카탈라아제가 과산화수소를 물과 산소로 분해한다. 따라서, 악취 발생이 거의 없고 호기성 미생물의 활성을 증가시키기 때문에 처리 효율이 매우 증가할 뿐만 아니라 기존의 방법보다 공기 공급량을 줄일 수 있기 때문에 거품 발생을 억제할 수 있어 거품제거장치가 필요없어 경제적이다. 또한, 과산화수소수를 사용하기 때문에 병원성균 멸균 효과가 있어 위생적이고 수분조정제가 필요치 않고 상온에서 수행되므로 비용이 감소되는 등의 여러 가지 장점을 가지고 있다.유기성 폐기물 중 많은 양을 차지하고 있는 음식물 쓰레기의 기존 처리방법은 매립, 고속건조기 및 발효기 이용, 액상 처리방법 등이 있으나 각각 침출수 발생, 악취; 톱밥, 왕겨와 같은 수분조정제 필요, 악취; 및 다량의 산소 공급 등의 문제가 있다. 많은 양의 산소를 효율적으로 공급할 수 있는 방법으로 유기성 폐기물에 호기성 미생물과 물(폐기물의 중량을 기준으로 1중량배 이상)을 첨가하는 단계; 상기 혼합물에 공기를 공급하여 교반시키는 단계; 상기 혼합물에 과산화수소수를 공급하는 단계로 이루어져 있으며 기존 처리방법의 문제점을 극복하여 경제적이고도 효율이 높은 방법이다.이 방법을 통해 처리할 수 있는 유기성 폐기물에는 음식물쓰레기 외에도 하수슬러지, 축산폐기물, 인분뇨, 가축분뇨 등이 있는데, 이 중 동물뼈나 채소를 함유한 음식물쓰레기의 경우 잘게 파쇄하여 부피당 표면적을 증가시켜 처리하는 것이 바람직하며 그외에는 파쇄공정을 생략할 수도 있다
- 보유기관
- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-07-16
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일반기술
환경 > 수질오염제어·관리 기술
지하수원으로부터 질산성 질소 이온의 제거방법은 탈질 미생물 및 탄소원을 사용하여 지하수원을 처리하는 단계; 위의 단계를 거친 유출수를 1차 여과하여 잔류 탄소원을 제거하는 단계; 위의 단계를 거친 유출수를 2차 여과시켜 잔류 현탁물질 및 미생물을 제거하는 단계; 및 위의 단계를 거친 유출수를 염소 소독하는 단계로 이루어져 있다. 탈질 미생물로는 슈도모나스, 파라코커스, 알칼리젠스 등이 있으며 탄소원으로는 아세트산이 바람직하다. 이와 같은 방법으로 질산성 질소 이온의 97% 이상이 제거되며 잔류 탄소원 및 미생물이 모두 제거됨에 따라 2차 오염 및 미생물 자체 병원균의 감염을 방지하게 됨으로써 안전한 식수를 수득할 수 있다기존의 상수처리 공정 중 질산성 질소 이온의 처리방법으로는 역삼투법과 이온 교환법이 있다. 역삼투법은 사용되는 막이 이온 선택적이 아니라 무해한 이온까지 제거시켜 막힘으로 인해 처리효율이 떨어지며 높은 압력이 필요해 에너지가 많이 소요되며 장치가 비교적 고가인 점 등의 단점이 있으며 이온 교환법은 지하수 중에 많이 함유되어 있는 SO42-가 질소 이온보다 쉽게 수지에 흡착되어 처리 효율을 저하시키고 이러한 현상을 모니터리하기 위한 고가의 질산성 질소 이온 분석장치가 필요한 점 등의 단점이 있다. 지하수원에 미생물이 고착된 생물막(biofilter) 및 탄소원을 사용하여 수중 질산성 질소 이온을 제거하고 2단계의 여과 과정으로 잔류 탄소원 및 미생물을 완전히 제거함으로써 안전하게 마실 수 있는 식수를 제공할 수 있다
- 보유기관
- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
고농도의 질산성 또는 아질산성 질소를 포함하고 있는 폐수의 pH를 7.5 내지 8.0으로 조절하는 단계; 폐수를 일정 유량으로 연속회분식 반응조에 유입시키면서 탄소원을 추가하는 단계; 및 연속회분식 반응조내에서 미생물 농도를 6,000 내지 8,000 mg/L로, pH를 7.5 내지 8.0으로 유지시키면서 아질산의 미생물에 대한 독성을 최소화하면서 탈질 반응을 통해 질소를 제거하는 단계로 이루어져 있다. 연속회분식 반응조의 운전주기를 유입 질소 농도의 변화에 따라 다양하게 조절할 수 있으며 폐수 유량의 변화에 따라 병렬 구조의 연속회분식 반응조를 쉽게 증가시킬 수 있어 폐수를 효율적으로 처리할 수 있다미생물을 이용한 질소 처리 과정은 폐수의 암모니아성 질소를 질산화 반응을 통해 질산성 질소로 변환시킨 후 탈질 미생물을 이용하여 기체 상태의 질소 가스로 변환시키는 것인데, 질산 및 아질산을 이용하는 많은 산업분야에서 질소 오염원은 암모니아가 아닌 질산성 질소 및 아질산성 질소이므로 탈질 공정만 요구된다. 탈질 공정에는 pH 조절이 필수적이다. pH를 7.5 내지 8.0으로 조절하여 연속회분식 반응조에서 미생물을 이용하는 탈질 반응으로 질소를 제거하는 방법으로 산업 폐수 중 고농도의 질소를 규제치 이하로 처리할 수 있고 유출수의 pH도 중성 정도로 조절이 가능하다는 장점을 가지고 있다
- 보유기관
- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
주요 단계는 탈질 미생물의 성장에 적합한 pH 범위로 조정하는 단계와 탈질 미생물에 의한 탈질 반응으로 구성되어 있다. 탈질 미생물이 성장하기에 적합한 pH 범위는 7.0 내지 7.5이다. 운전 개시 2일째부터 최종적으로 처리되어 배출되는 유출수의 질산성 질소 농도는 2일째 80% 이상의 제거효율을 나타냈고 7일째부터는 90% 이상의 제거효율을 나타내며 11일경부터는 95% 이상의 제거율이 안정적으로 유지되었다. 이러한 장치는 면적이 좁은 곳에서도 설치 가능하고 관리가 용이하며 환경 문제가 점점 심각해짐에 따라 그 기준이 점점 강화되고 있는 배출수 기준에 부응하기 용이하고, 여러 산업 분야에서 제품 생산시 고려되는 환경비 부담을 감소시키는 데 크게 기여할 수 있다폐수내의 질소 성분은 두 가지 형태, 즉 유기질소와 무기질소로 존재한다. 무기질소는 암모니아성 질소와 질산성 질소로 구분된다. 폐수 중의 질산성 질소를 제거하기 위한 기존의 여러 방법들은 설치 공간을 많이 필요로 하고 처리 효율 및 운전 편리성이 뒤떨어져 쉽게 실용화되지 못하고 있다. 고농도의 질산성 질소를 함유하는 폐수를 미생물이 고농도로 농축된 생물막 반응기로 효율적으로 처리하는 것이며 pH를 조정하고 미생물로 탈질반응시키는 단계들을 포함하는 것으로 좁은 면적에도 설치가능하고 기존 공정에 쉽게 적용할 수 있고 유지 관리가 쉬운 장점을 가지고 있다
- 보유기관
- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
탈질조 내에 황에 고정화된 독립영양 탈질균울 충전하여 폐수 중에 함유된 질산성 질소를 제거하는 방법에 관한 것으로 탈질 방법은 다음과 같다.1)질산성질소를 다량 함유하고 유기물이 거의 없는 C/N 비가 낮은 폐수를 침전조에 유입하여 생물처리의 예비단계로 침강성 고형물을 제거하고2)탈질조에는 황입자를 가득 채워 고정화시킨 독립영양 탈질균에 의해 폐수 중의 질산성질소(NO3-)를 질소 가스(N2)로 전환시켜 탈질화하고3)탈질화된 폐수는 모래여과조로 유입하여 탈질화된 폐수 중에 함유되어 있는 탈질균을 제거한다.저농도 BOD 함유 폐수의 황(S)을 이용한 생물학적 탈질방법은 독립영양 탈질균을 이용하고, 일시적인 충격부하에도 안정된 처리 효율을 보이며 보관과 조작이 쉽다. 또한 독성이 적은 황입자에 독립영양 탈질균을 고정화시켜 경제적이며 고처리효율을 보인다기존의 탈질방법 중 전탈질방법은 반송으로 인한 에너지비용 및 낮은 처리 효율의 단점이 있고, 종속영양 후탈질방법은 인위적으로 고가의 탄소원을 넣어야했던 C/N 비가 낮은 폐수의 처리 및 유출수로의 외부 탄소원 처리 등의 문제점이 있다.독립영양 탈질균을 이용한 탈질방법은 종송영양 미생물을 이용한 방법에 비해 안정된 처리 효율을 나타내며 황입자를 채운 충전층 탈질조 실험에서는 독립영양 탈질균을 황입자에 고정시킴으로써 짧은 HRT에서 97% 이상의 제거 효율을 보였다.또한 독립 영양 탈질균이므로 외부 탄소원이 필요하지 않고, C/N비가 낮은 폐수에 고가의 외부 탄소원 대신 값싼 황을 이용하여 경제적이며 효과적인 탈질화를 유도할 수 있다
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-06-05
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일반기술
환경 > 기타 환경오염제어·관리 기술
축중합물은 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체 및 이작용성 또는 다작용성 히드록시 화합물로부터 얻어지는 축중합체로서, 수용성이며 가교결합되어 있고 일반적인 미 생물학적 방법에 의해 생분해가 가능하다.축중합체는 히드록시 화합물 용액을 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체 용액에 화학양론비로 빙욕 중에서 1 내지 3시간 동안 첨가한 후, 이 혼합물을 실온에서 10 내지 14 시간 동안 반응시켜 얻을 수 있다.축중합물은 금속 이온 또는 방향족 화합물과 반응시 고효율로 포접착제를 형성함으로써 중금속 또는 유기 오염물의 추출에 유용하게 사용될 수 있다사이클로덱스트린은 전분으로부터 얻어지는 환상 올리고당으로서 다양한 저극성 또는 비이온성 유기 화합물과 포접착체를 형성하는 독특한 성질을 갖고 있다. 또한 사이클로덱스트린의 게스트 포접 작용은 제약품, 식품, 화장품, 세면류 및 농약류에 적용될 수 있다.사이클로덱스트린 또는 이의 유도체 및 이작용성 또는 다작용성 히드록시 화합물로부터 얻어지는 축중합체는 우수한 포접 착체 형성능을 가져 중금속 또는 유기 오염물을 고효율로 추출할 수 있다
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-06-05
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