열화학 기상 증착법을 이용하여 암모니아 처리에 따른 촉매 금속의 표면형태와 탄소 나노튜브의 성장을 조사하였다. 암모니아 처리의 열화학 과정의 조절에 의해 고르게 분산된 수직 성장된 탄소 나노튜브를 얻었다. 탄소 나노튜브 합성시 암모니아처리는 수직성장 및 고밀도 성장에 중요한 과정으로 그 역할에 대해 알아보았다. 고밀도의 수직 배향된 탄소나노튜브의 구조와 형태는 주사전자 현미경과 투과전자 현미경, 라만을 이용하여 관찰하였다.

고온에서 증발된 금속 갈륨 (Ga)을 암모니아 (NH3) 기체와 직접 반응시켜 사파이어 (α-Al2O3) 기판 위에 GaN 후막을 성장하였다. 성장된 GaN는 주로 [0002] 방향으로 성장하였으나 낮은 성장온도에서는 [1011] 방향의 성장이 관찰되었으며 V-형태를 가진 매우 거친 표면을 보였다. 그러나 성장온도가 증가하면 [1010]와 [1011] 방향으로 성장이 관찰되었으며 피라미드면을 가진 육방정 결정이 성장되었다. 성장된 GaN의 두께는 온도가 증가할수록 증가하였으나, 1270˚C의 고온에서는 열분해를 일으켜 두께가 감소하였다. 공급된 NH3의 유량이 증가할수록 GaN의 결정성과 광특성은 향상되었다. X-선 회절기 (X-ray diffraction)와 광루미네센스(photoluminescence) 분석결과로 GaN 후막이 (1010) 면으로 성장되면 황색발광이 증가됨을 관찰할 수 있었다.

본 연구에서는 NH(sub)4OH에 계면 활성제를 첨가한 세정액의 특성 및 세정 효과를 H(sub)2O(sub)2가 첨가된 NH(sub)4OH 세정액과 비교 연구하였다. NH(sub)4OH에 계면 활성제를 첨가한 경우 용액의 pH 및 산화 환원전위(Eh) 는 NH(sub)4OH의 값과 거의 유사하고 H(sub)2O(sub)2를 첨가한 경우에 pH는 감소하고 Eh는 증가하는 경향을 보였다. 표면장력은 계면 활성제를 첨가한 경우 약 72 dynes/cm에서 약 38dynes/cm로 감소하였으나 H(sub)2O(sub)2를 첨가한 경우에는 NH?OH 용액과 비교 거의 변화가 없었다. 실리콘 웨이퍼의 식각 속도를 측정한 결과 H(sub)2O(sub)2나 계면 활성제를 첨가하지 않은 초순수와 1 : 5(NH(sub)4OH : H(sub)2O(sub)2)의 부피비의 NH(sub)4OH용액이 첨가한 용액에 비해 최소 50배 이상의 높은 식각 속도를 보였다. 파티클 제거 실험에서 H(sub)2O(sub)2가 첨가된 NH(sub)4OH 세정액은 실험에 사용한 실리콘 표면위의 직경 0.67μm의 PSL파티클을 세정액의 온도와 무관하게 잘 제거하였으나 계면 활성제를 첨가한 NH?OH경우에 상온에서는 파티클을 제거할 수 없었으나 온도를 50˚C와 80˚C로 증가시킨 경우 H(sub)2O(sub)2가 첨가된 NH(sub)4OH와 유사한 세정 효과를 나타내었다.

암모니아 확산 및 암모니아 발색후 자외선 분광광도계에 의한 질소분석방법을 설정하기 위한 실험을 실시하였다. 미세확산용기(Conway microdiffusion cell)을 이용해 켈달소화 후 무기질화된 질소를 NaOH에 의한 알칼리화 및 HCI에 의한 산화반응을 통하여 으로 유도하였다. 암모니움 베이스의 표준용액을 이용하여 확산시간에 따fms 전소함량 및 회수율를 측정한 바 15시간 이상 반응으로 99% 이상의 질소회수율을 보여주었으며, 반복간 높은 재

The raw drinking water quality is getting worse because of the winter drought and the conventional treatment system is'nt suitable to obtain the satisfied quality of water. So, the advanced water system, BAC(Biological Activated Carbon) process is said to be effective to remove dissolved organics and ammonia nitrogen. In our study, the BAC pilot plant using Nak-dong river water is tested in low temperature. Following results are found from the study. The ammonia nitrogen removal rate of BAC system using wood-based carbon (PICABIOL) was 99% in $6^{\circ}C$ temperature. Chlorine dosage in wood-based BAC effluent was reduced to 67% of that in sand filtered wate. It resulted from the removal of ammonia nitrogen. Also, THM formed by chlorine addition in wood-based BAC effluent was decreased to 65% of that in sand filtered water. In the case of dual-filter, the removal efficiency of ammonia nitrogen was increased 30% more than in conventional sand filter. According to this result, the ammonia nitrogen load to BAC system could be lessened by the use of dual-filter.

A zeolite material (ZCH) was synthesized from coal fly ash in an HD thermal power plant using a fusion/hydrothermal method. ZCH with high crystallinity could be synthesized at the NaOH/CFA ratio of 0.9. Ion-exchanged ZCH adsorbents for ammonia removal were prepared by ion-exchanging various cation (Cu2+, Co2+, Fe3+, and Mn2+) on the ZCH. They were used to evaluate the ammonia adsorption breakthrough curves and adsorption capacities. The ammonia adsorption capacities of the ZCH and ion-exchanged ZCHs were high in the order of Mn-ZCH > Cu-ZCH ≅ Co-ZCH > Fe-ZCH > ZCH according to NH3-TPD measurements. Mn-ZCH ion-exchanged with Mn has more Brønsted acid sites than other adsorbents. The ion-exchanged Cu2+, Co2+, Fe3+, or Mn2+ ions uniformly distributed on the surface or in the pores of the ZCH, and the number of acidic sites increased on the alumina sites to form the crystal structure of zeolite material. Therefore, when the ion-exchanged ZCH was used, the adsorption capacity for ammonia gas increased.

A zeolite material with a Si/Al molar ratio of 1.2 was synthesized by changing the NaOH/CFA ratio of coal fly ash (CFA) via a fusion/hydrothermal reaction in the HD thermal power plant. The change in the crystal structure of the zeolite was confirmed using XRD and SEM, and the ammonia adsorption capacities of the synthesized zeolitic materials and a commercial zeolite (Na-A zeolite) were analyzed via an ammonia temperature-programmed desorption (NH3-TPD) process. The SEM and XRD results revealed out the zeolitic materials from the coal fly ash maintained a hexagonal Linde-type crystal structure similar to that of Na-A zeolite, but the crystallinity of the synthesized zeolitic material was reduced due to impurities. The NH3 adsorption capacity, determined from the NH3-TPD analysis of was 1.122 mmol/g of the synthesized zeolitic material, which was lower than the NH3 adsorption capacity of the Na-A zeolite.

This study was conducted to examine the performance of poultry production and ammonia emissions from poultry litter when the mealworm (Tenebrio molitor L.) powder was fed to broilers and ducks. In Experiment 1, a total of 180 1-day-old broilers (Arbor acres) were allocated to two treatments with three replicates in a completely randomized design. In Experiment 2, ducks were used in the same method as in Experiment 1. The dietary treatments were as follows: basal diets as control and basal diets with 1.5% Tenebrio molitor L. powder as T1. In Experiment 1, broiler production was not affected by the addition of mealworm powder (p>0.05). Ammonia from broiler litter was observed significantly different in the two treatments at 4 and 5 weeks (p<0.05); however, in other weeks ammonia measured did not show significance different (p>0.05). In Experiment 2, feeding of mealworm powder had no statistical significance on duck productivity (p>0.05). Ammonia emissions from duck litter were not statistically significant in the two treatments at 2 to 5 weeks (p>0.05); however, there was a difference at 6 weeks (p<0.05). Therefore, the addition of mealworm powder to broiler and duck diets did not only improved weight gain and feed efficiency, but also effectively reduced ammonia in poultry litter.

This study investigated the effect of adding poultry litter additive containing probiotics and amino acids to the litter on weight gain in ducks and ammonia content in poultry litter. Nine hundred 1-day-old ducks (Pekin) were randomly distributed into three groups (300 birds per treatment divided into three replicates) using a randomized block design. Treatments were top-dressed on the litter surface at rates of 2 kg poultry litter additives (T1) and 2 kg macsumsuk (T2) per m2, and untreated poultry litter was used as the control. Overall, a significant difference (p<0.05) in weight gains was observed at 3 and 4 weeks, but not at 5 and 6 weeks. After 4 weeks, when compared to other treatments, the addition of poultry litter additive tended to increase the average body weight gain (90-130 g). The ammonia content was affected by all treatments (p<0.05) over time except at 3 weeks, however, compared to other treatments, the poultry litter additive decreased the ammonia content. In particular, the rate of ammonia reduction by the poultry litter additives over time was approximately 20.2%-49.2%. Regarding temperature, a significant difference was observed in all treatment groups (p<0.05), except at 3 weeks. In conclusion, considering poultry litter additives and temperature, the increase in duck weight gain was associated with a decrease in ammonia content in the poultry litter.

In this study, the inhibition of ammonia on anaerobic digestion of butyric acid was evaluated and the potential alleviating effects of such ammonia inhibition by the addition of magnetite particles were investigated. Independent anaerobic batch tests fed with butyric acid as a sole organic source were conducted in twenty 60-mL glass bottles with 10 different treatment conditions, comprising ammonia: 0.5, 2.0, 4.0, 6.0, and 7.0 g total ammonia nitrogen (TAN)/L and magnetite particles: 0 mM and 20 mM. The increase in ammonia concentration did not cause significant inhibition on methane yield; however, a significant inhibition on lag time and specific methane production rate was observed. The IC50 in the control treatments (without magnetite addition) was estimated as 6.2654 g TAN/L. A similar inhibition trend was observed in magnetite-added treatments; however, the inhibition effect by ammonia was significantly alleviated in lag time and specific methane production rate when compared to those in the control treatments. The lag time was shortened by 1.6–46.3%, specific methane production rate was improved by 6.0–69.0%. In the magnetite-added treatments, IC50 was estimated as 8.5361 g TAN/L. This study successfully demonstrated the potential of magnetite particles as an enhancer in anaerobic digestion of butyric acid under conditions of ammonia stress.

The present study investigated the effect of ammonia load on microbial communities in mesophilic anaerobic digestion of propionic acid. A laboratory-scale continuous anaerobic digester treating propionic acid as a sole organic substrate was operated under non-inhibitory condition and inhibitory conditions with ammonia (1.5 g and 3.5 g ammonia-N/L, respectively), and bacterial and archaeal communities in the steady states of each ammonia condition were analyzed using high-throughput sequencing. Thirteen bacterial families were detected as abundant bacterial groups in mesophilic anaerobic digestion of propionic acid. Increase in ammonia concentration resulted in significant shifts in microbial community structures. Syntorophobacter, Pelotomaculum, and Thermovigra were determined as the dominant groups of (potential) propionate oxidizing bacteria in the non-inhibitory condition, whereas Cryptanaerobacter and Aminobacterium were the dominant groups of (potential) propionate oxidizing bacteria in the ammonia-inhibitory condition. Methanoculleus and Methanosaeta were the dominant methanogens. Acetate-oxidation coupled with hydrogenotrophic methanogenesis might be enhanced with increases in the relative abundances of Methanoculleus and Tepidanaerobacter acetatoxydans under the ammonia-inhibitory condition. The results of the present study could be a valuable reference for microbial management of anaerobic digestion systems that are exposed to ammonia inhibition and propionic acid accumulation.

The characteristics of ammonia-nitrogen (NH4 +-N) adsorption by a zeolitic material synthesized from Jeju scoria using the fusion and hydrothermal method was studied. The synthetic zeolitic material (Z-SA) was identified as a Na-A zeolite by X-ray diffraction, X-ray fluorescence analysis and scanning electron microscopy images. The adsorption of NH4 +-N using Jeju scoria and different types of zeolite such as the Z-SA, natural zeolite, and commercial pure zeolite (Na-A zeolite, Z-CS) was compared. The equilibrium of NH4 +-N adsorption was reached within 30 min for Z-SA and Z-CS, and after 60 min for Jeju scoria and natural zeolite. The adsorption capacity of NH4 +-N increased with approaching to neutral when pH was in the range of 3-7, but decreased above 7. The removal efficiency of NH4 +-N increased with increasing Z-SA dosage, however, its adsorption capacity decreased. For initial NH4 +-N concentrations of 10-200 mg/L at pH 7, the adsorption rate of NH4 +-N was well described by the pseudo second-order kinetic model than the pseudo first-order kinetic model. The adsorption isotherm was well fitted by the Langmuir model. The maximum uptake of NH4 +-N obtained from the Langmuir model decreased in the order of Z-CS (46.8 mg/g) > Z-SA (31.3 mg/g) > natural zeolite (5.6 mg/g) > Jeju scoria (0.2 mg/g).

This study investigates the changes in ammonia fluxes, pH and total nitrogen of liquid ferrous sulfate-treated litter over 5 weeks. A total of 200 broiler chicks (Arbor Acres, 1 d old) was separated into two treatment groups (0 g and 100 g liquid ferrous sulfate/kg litter) with four replications of 25 birds in each group. Liquid ferrous sulfate was sprayed on the litter by using a small sprayer. There was no difference (p>0.05) in the ammonia fluxes observed between the control and liquid ferrous sulfate treatment groups at 0, 1, and 5 weeks, except for 2, 3 and 4 weeks. At 5 weeks, the litter pH and total nitrogen content did not show any difference (p>0.05) between the control and liquid ferrous sulfate treatment groups. In conclusion, the use of liquid ferrous sulfate is not a suitable for use in poultry litter to reduce ammonia and pH or improve the total nitrogen content.

지구온난화 문제와 유기성 폐기물의 처리문제는 해결이 시급한 환경문제이며, 바이오가스는 이러한 문제를 동시에 해결할 수 있는 장점으로 크게 주목받고 있다. 그러나 바이오가스 중에 함유된 황화수소나 암모니아는 발전설비의 부식 및 대기오염을 유발하기 때문에 전처리가 필수적이다. 기체상 오염물질의 처리를 위한 다양한 기술 중 수세정(scrubber)은 기액간의 접촉을 유도하여 액상으로 오염물질을 흡수 및 제거하는 기술로 널리 활용되고 있는 기술이다. 또한 황화수소나 암모니아는 물에 대한 용해성이 높기 때문에 수세정 공정을 활용하기 유리하다. 그러나 고농도의 황화수소나 암모니아를 효율적으로 처리하기 위해 가성소다 등의 약품을 세정액에 용해시켜 활용하는 것은 세정 후 약액의 2차 처리문제를 야기한다. 이에 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 수세정공정에 전기화학적으로 생성된 free chlorine을 유입시켜 흡수된 황화수소 및 암모니아를 산화함으로써 물질전달률을 높일 수 있도록 하고자 하였다. 이를 위해서는 황화수소와 암모니아의 물질전달률의 평가가 필수적이며, 본 연구에서는 10mM의 NaCl이 용해된 수용액에 1,000 ppm의 황화수소와 암모니아가 4 L/min의 유량으로 단독으로 유입될 때와 동시에 유입될 때의 물질전달계수를 비교하였다. 수용액의 pH가 8일 때 황화수소 단독 물질전달계수(KLa-H2S)는 0.1214 min-1이고, 암모니아 단독 물질전달계수(KLa-NH3)는 9.9×10-5 min-1으로 산정되었다. 그러나 황화수소와 암모니아 각 1,000 ppm이 동시에 유입되었을 때 KLa-H2S는 0.2247 min-1, KLa-NH3는 1.6×10-4 min-1으로 물질전달속도가 상승하였다. 따라서 수세정 공정에서 황화수소와 암모니아의 동시유입이 제거율의 향상에 도움이 되는 것으로 나타났다. 또한, free chlorine에 의해 액상 황화수소와 암모니아가 제거된다면 추가적인 물질전달계수의 향상이 가능하다.

암모니아성 질소는 생활하수, 축산폐수, 산업폐수 등의 점오염원과 화학적 비료 남용에 의한 유출 등의 비점오염원으로부터 수계로 방류되어 부영양화 등의 수질 오염을 유발할 수 있다. 생활하수 등에서 암모니아성 질소를 제거하기 위해 생물학적 처리공정이 주로 적용되고 있으나 운영상의 어려움, 비점오염원 저감의 어려움으로 인하여 대체방안이 요구된다. 바이오차를 흡착제로 활용하는 방안은 적용이 간단하며 효율적으로 수중 암모니아를 제거하는 방안으로 주목받고 있다. 선행 연구에서는 대부분 암모니아성 질소 흡착을 NH4+ 양이온 흡착으로 설명하고 있으나 수중의 암모니아성 질소는 pH에 따라 NH4+와 NH3(aq)로 분배될 수 있어 적용 조건에 따라 두 화학종이 모두 흡착에 참여할 가능성이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 화학종 분배를 함께 고려하는 것의 필요성을 검증하고자 하였다. 바이오차는 발생량이 많은 농업부산물인 볏짚을 300, 400, 500, 600℃ 네 가지 최고온도로 열분해하여 얻었다. 암모니아성 질소 용액은 NH4Cl을 이용하여 준비하였다. 이후 20℃에서 바이오차 투여량 5 g/L 조건으로 초기농도 10 ~ 500 mg/L 용액에 대하여 등온흡착실험을 진행하였다. 흡착반응속도실험은 20℃에서 투여량 5 g/L 조건으로 초기농도 50 mg/L에서 진행하였다. 바이오차 투여 이후 pH는 NH4+의 pKa인 9.25 부근까지 증가하여 NH3(aq)가 액상에 존재할 수 있음을 확인하였다. 등온흡착곡선은 BET 모형에 의해 설명되었기에 응축에 의한 다층 흡착이 진행되는 것을 확인하였다. NH4+만이 흡착에 참여할 경우 쿨롱 반발력에 의해 응축이 일어날 수 없다. NH3(aq)가 흡착에 참여한다면 극성 분자의 쌍극자모멘트 또는 약한 수소결합으로 부터 응축에 의한 다층 흡착을 설명할 수 있다. 반응속도 실험결과 300℃에서 제조한 바이오차에 의한 암모니아성 질소 흡착은 유사 1차 반응속도 모형으로부터 설명할 수 있어 NH4+ 흡착이 주요한 것으로 생각된다. 300℃보다 높은 온도에서 제조한 바이오차의 경우 Elovich’s Equation이 암모니아성 질소의 흡착반응속도를 더 잘 설명하여 흡착 메커니즘을 NH4+ 흡착으로 설명할 수 없었다. Elovich’s Equation은 분자 상 물질의 화학적 흡착을 설명하는 모형이므로 NH3(aq)이 흡착에 참여하는 것으로 해석할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 바이오차에 의한 암모니아성 질소 흡착은 NH4+ 이온의 흡착뿐만 아니라 NH3(aq)의 흡착도 함께 고려해야 함을 확인하였다.

최근 중질유 사용 비중이 높아짐에 따라 정유 플랜트의 정제공정에서 질소성분에서 유래된 다량의 암모니아가 황 회수시설로 유입되어 관 부식등의 문제를 일으켜 암모니아의 효율적 제거에 관심이 증가하고 있다. 암모니아 제거공정 중 Steam stripping은 스팀을 사용하여 충진탑에서 다성분의 액체가 공급되어 충진물을 타고 내려가며 스팀은 탑 아래에서 올라가며 암모니아가 스팀과 함께 증발해나오는 공정이다. 스팀을 사용하여 제거효율을 높일 수 있고 부산물로 암모니아수를 확보하여 소각로, 발전소 탈질설비의 환원제로 사용하여 시설 운영비를 절감할 수 있는 장점으로 연구개발에 착수하였다. 플랜트에서 암모니아는 보통 저농도로 존재하기 때문에 저농도에서 암모니아를 제거하여 회수하는데 초점을 맞췄다. 고농도에서 암모니아를 회수하는 데는 어려움이 없지만, 저농도에서 암모니아를 회수하기에는 수많은 조건이 따른다. Feed농도와 탑내로 주입하는 스팀양과의 비율, 주입스팀양에 따른 컨덴서에서의 응축량과 recycle되는 성분의 비율, 스팀양과 제거율, 회수암모니아수의 관계등의 조건을 최적화시킬 필요가 있다. 본 연구에서는 저농도 조건에서 높은 제거효율과 고농도의 암모니아수를 회수하는 최적화된 연구에 관하여 보고하고자한다.

대량의 유기물을 함유하는 가축 분뇨는 최근 대규모화된 가축 사육에 의하여 그 발생량이 늘어나고 있다. 가축 분뇨를 자원화하거나 에너지화하는 연구가 현재 활발히 진행되고 있지만, 악취문제는 쉽게 해결이 되지 않아 주변 민가와의 분쟁이 심각한 상황이다. 특히 가축분뇨의 발생량 중 40%를 차지하는 돼지의 분뇨는 수분함 유량이 90%나 되어 미부숙된 분뇨로 퇴비화할 경우 대기 중으로 휘산되기 쉬어 악취 발생에 취약하다. 돼지분뇨 악취의 대표 물질 중의 하나인 암모니아는 배출 규제 농도로 저감되어도 실제 주변 민가는 악취로 인한 고통을 호소한다. 돼지분뇨의 악취는 온도와 습도에 상당한 영향을 받기 때문에 본 연구에서는 이러한 돼지 분뇨의 악취를 효율적으로 억제하기 위하여 온도와 습도를 제어하여 미치는 영향을 알아보았다. Lab-Scale 실험을 위해 항온항습기(HB-105SG, 500×500×600(W×D×H)mm)를 제작하여 돈분뇨 슬러리 시료 25ml를 이용하여 1시간 동안 악취를 발생시켰다. 샘플링은 다양한 온도와 다양한 습도에서 발생되는 가스시료를 진공감압박스와 흡인펌프를 이용하여 1분에 3L의 유량으로 1L Tedlar bag에 포집하였고, 포집된 가스는 현장에서 암모니아 검지관(Kitagawa/Japan)을 이용하여 즉석에서 악취를 측정하였다. 검지관의 측정농도 범위는 0.2-20ppm과 1-200ppm으로 100ml의 가스시료를 채취하여 암모니아의 농도를 측정하였다. 사육 시설 내 겨울철의 평균 기온으로 가정하여 온도는 10℃-20℃, 습도는 50%-80%의 온·습도로 설정하였다. 실험 결과, 10℃의 온도에서 습도가 50%일 때 암모니아 농도가 4.8ppm이였는데 습도 80%로 증가 시 7.5ppm으로 56.3% 증가하였고, 20℃의 온도에서는 습도가 50%일 때 11.15ppm에서 80%일 때 13.7ppm으로 22.9% 증가하였다. 습도를 기준으로 보았을 때에, 습도 50%에서 온도가 10℃에서 20℃로 상승할 때 4.8ppm에서 11.15ppm으로 132% 증가하였다. 10℃에서 20℃영역에서는 습도의 증가가 암모니아 발생에 미치는 영향이 동일한 습도조건에서 온도의 상승에 의한 발생보다 더 큰 발생요인으로 보여 진다.