$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

기체투과막을 이용한 암모니아성 질소 회수방안
Recovery of Ammonia Nitrogen using Gas-permeable Membranes 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.32 no.3, 2022년, pp.191 - 197  

이상훈 (계명대학교 환경학부) ,  채상엽 (계명대학교 환경학부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

기체투과막 기술을 이용하여 가축분뇨 폐기물 등으로부터 암모니아성 질소를 효과적으로 회수할 수 있다. 이는 폐기물 내 암모니아 기체가 폐기물에 함침된 기체투과막의 미세공극을 투과하여 막반대편에 도달하게 된다. 투과된 암모니아 기체분자는 막 반대편에 존재하는 용액 내 황산 등 산에 의해 포획 및 회수된다. 막 유입부 내 암모니아성 질소 제거 효과를 높이기 위해서는 우선 유입 폐기물 내 pH를 높게 유지해야 하는데 pH 상승에 필요한 염기성 약품 투입비용이 문제가 될 수 있다. 기존 연구에서는 보다 저렴한 소석회 투입하거나 폭기 혹은 질산화억제를 통해 높은 pH를 효과적으로 유지시키는 방안이 거론되고 있다. 한편 암모니아성 질소 회수에 쓰이는 기체투과막의 재질은 적절한 내열성이나 내화학성 이외에도 소수성을 띈다는 특징이 있으며 이를 통해 막기공을 통해 암모니아 기체를 선택적으로 투과시킬 수 있다. 향후 연구에서는 다양한 성상을 가진 현장 폐기물을 이용하여 실증 Test를 수행하고 이를 기반으로 최적 설계/운전 조건 규명 및 경제성 제고 방안을 수립하여야 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ammonia nitrogen can be effectively recovered from livestock manure waste, etc. by using the gas permeable membrane technology. In this case, ammonia gas in the waste passes through the pores in one-side of membrane, impregnated in waste, and then reach the opposite side of the membrane. The permeat...

주제어

#gas-permeable membrane   #ammonia nitrogen   #recovery   #pH   #hydrophobicity  

참고문헌 (32)

  1. KEI (Korea Environmental Institute), "Management Strategies to Reduce PM 2.5 Emission: Emphasis-Ammonia", KEI fundamental research report (Korean), 1-89 (2017). 

  2. A. Valera-Medina, H. Xiao, M. Owen-Jones, W. I. F. David, and P. J. Bowen, "Ammonia for power", Prog. Energy Combust. Sci., 69, 63-102 (2018). 

  3. B. Pandey and L. Chen, "Technologies to recover nitrogen from livestock manure - A review", Sci. Total Environ., 784, 147098 (2021). 

    상세보기

  4. S. Xiang, Y. Liu, G. Zhang, R. Ruan, Y. Wang, X. Wu, H. Zheng, Q. Zhang, and L. Cao, "New progress of ammonia recovery during ammonia nitrogen removal from various wastewaters", World J. Microbiol. Biotechnol., 36, 144 (2020). 

    상세보기

  5. Y. T. Ahn, Y. H. Hwang, and H. S. Shin, "Application of PTFE membrane for ammonia removal in a membrane contactor", Water Sci. Technol., 63, 2944-2948 (2011). 

    상세보기

  6. B. Molinuevo-Salces, B. Riano, M. B. Vanotti, and M.C Garcia-Gonzalez, "Gas-permeable membrane technology coupled with anaerobic digestion for swine manure treatment", Front. Sustain. Food Syst., 2, 25 (2018). 

  7. M. C. Garcia-Gonzalez and M. B. Vanotti, "Recovery of ammonia from swine manure using gas-permeable membranes: effect of waste strength and pH", Waste Manag., 38, 455-461 (2015). 

    상세보기

  8. S. Daguerre-Martini, M. B. Vanotti, M. Rodriguez-Pastor, A. Rosal, and R. Moral, "Nitrogen recovery from wastewater using gas-permeable membranes: Impact of inorganic carbon content and natural organic matter", Water Res., 137, 201-210 (2018). 

    상세보기

  9. P. J. Dube, M. B. Vanotti, A. A. Szogi, and M. C. Garcia-Gonzalez, "Enhancing recovery of ammonia from swine manure anaerobic digester effluent using gas-permeable membrane technology", Waste Manag., 49, 372-37 (2016). 

    상세보기

  10. M. J. Rothrock Jr., A. A. Szogi, and M. B. Vanotti, "Recovery of ammonia from poultry litter using gas-permeable membranes", Trans. ASABE, 53, 1267-1275 (2010). 

  11. M. Soto-Herranz, M. Sanchez-Bascones, J. M. Antolin-Rodriguez, D. Conde-Cid, and M. B. Vanotti, "Effect of the type of gas-permeable membrane in ammonia recovery from air", Environments, 6, 70 (2019). 

  12. A. A. Szogi, M. B. Vanotti, and M. J. Rothrock, "Gaseous Ammonia Removal System", U.S. Patent No. 8,906,332. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office (2014). 

  13. L. Zeng, C. Mangan, and X. Li, "Ammonia recovery from anaerobically digested cattle manure by steam stripping", Water Sci. Technol., 54, 137-145 (2006). 

    상세보기

  14. L. K. Wang, Y. T. Hung, and N. K. Shammas, "Advanced physicochemical treatment processes", Handbook of Environmental Engineering. vol. 4, The Humana Press Inc., Totowa, NJ, USA (2006). 

  15. S. P. Munasinghe-Arachchige, I. S. A. Abeysiriwardana-Arachchige, H. M. K. Delanka-Pedige, P. Cooke, and N. Nirmalakhandan, "Nitrogen-fertilizer recovery from urban sewage via gas permeable membrane: Process analysis, modeling, and intensification", Chem. Eng. J., 411, 128443 (2021). 

    상세보기

  16. A. Hasanoglu, J. Romero, B. Perez, and A. Plaza, "Ammonia removal from wastewater streams through membrane contactors: experimental and theoretical analysis of operation parameters and configuration", Chem. Eng. J., 160, 530-537 (2010). 

    상세보기

  17. F. Nosratinia, M. Ghadiri, and H. Ghahremani, "Mathematical modeling and numerical simulation of ammonia removal from wastewaters using membrane contactors", J. Ind. Eng. Chem., 20, 2958-2963 (2014). 

    상세보기

  18. J. Nagy, J. Kaljunen, and A. J. Toth, "Nitrogen recovery from wastewater and human urine with hydrophobic gas separation membrane: experiments and modelling", Chem., 73, 1903-1915 (2019). 

  19. M. J. Rothrock Jr., A. A. Szogi, and M. B. Vanotti, "Recovery of ammonia from poultry litter using flat gas permeable membranes", Waste Manag., 33, 1531-1538 (2013). 

    상세보기

  20. M. C. Garcia-Gonzalez, M. B. Vanotti, and A. A. Szogi, "Recovery of ammonia from anaerobically digested manure using gas-permeable membranes", Sci. Agric., 73, 434-438 (2016). 

    상세보기

  21. A. Zarebska, D. Romero Nieto, K. V. Christensen, L. Fjerbaek Sotoft, and B. Norddahl, "Ammonium fertilizers production from manure: a critical review", Crit. Rev. Environ. Sci. Technol., 45, 1469-1521 (2015). 

    상세보기

  22. W. Lee, S. An, and Y. Choi, "Ammonia harvesting via membrane gas extraction at moderately alkaline pH: a step toward net-profitable nitrogen recovery from domestic wastewater", Chem. Eng. J., 405, 126662 (2021). 

    상세보기

  23. M. C. Garcia-Gonzalez, M. B. Vanotti, and A. A. Szogi, "Recovery of ammonia from swine manure using gas-permeable membranes: effect of aeration", J. Environ. Manage., 152, 19-26 (2015). 

    상세보기

  24. P. J. Dube, M. B. Vanotti, A. A. Szogi, and M. C. Garcia-Gonzalez, "Enhancing recovery of ammonia from swine manure anaerobic digester effluent using gas-permeable membrane technology", Waste Manag., 49, 372-377 (2016). 

    상세보기

  25. M. B. Vanotti, P. J. Dube, A. A. Szogi, and M. C. Garcia-Gonzalez, "Recovery of ammonia and phosphate minerals from swine wastewater using gaspermeable membranes", Water Res., 112, 137-146 (2017). 

    상세보기

  26. J. de. S. O. Filho, S. Daguerre-Martini, M. B. Vanotti, J. Saez-Tovar, A. Rosal, M. D. PerezMurcia, M. A. Bustamante, and R. Moral, "Recovery of ammonia in raw and codigested swine manure using gas-permeable membrane technology", Front. Sustain. Food Syst., 2, 30 (2018). 

  27. B. Riano, B. Molinuevo-Salces, M. B. Vanotti, and M. Cruz Garcia-Gonzalez, "Ammonia Recovery from Digestate Using Gas-Permeable Membranes: A Pilot-Scale Study", Environments., 8, 133 (2021). 

  28. M. Darestani, V. Haigh, S. J. Couperthwaite, G. J. Millar, and L. D. Nghiem, "Hollow fibre membrane contactors for ammonia recovery: Current status and future developments", J. Environ. Chem. Eng., 5, 1349-1359 (2017). 

    상세보기

  29. X. Tan, S. P. Tan, W. K. Teo, and K. Li, "Polyvinylidene fluoride (PVDF) hollow fibre membranes for ammonia removal from water", J. Membr. Sci., 271, 59-68 (2006). 

    상세보기

  30. M. R. Adam, T. Matsuura, M. H. D. Othman, M. H. Puteh, M. A. B. Pauzan, A. F. Ismail, A. Mustafa, M. A. Rahman, J. Jaafar, and M. S. Abdullah, "Feasibility study of the hybrid adsorptive hollow fibre ceramic membrane (HFCM) derived from natural zeolite for the removal of ammonia in wastewater", Process Saf. Environ. Prot., 122, 378-385 (2019). 

    상세보기

  31. I. A. Talalaj, "Removal of nitrogen compounds from landfill leachate using reverse osmosis with leachate stabilization in a buffer tank", Environ. Technol., 36, 1091-1097 (2015). 

    상세보기

  32. N. van Linden, Y. Wang, E. Sudholter, H. Spanjers, and J. B. van Lier, "Selectivity of vacuum ammonia stripping using porous gas-permeable and dense pervaporation membranes under various hydraulic conditions and feed water compositions", J. Membr. Sci., 642, 120005 (2022). 

    상세보기

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로