• 제목/요약/키워드: 부착미생물

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애시디싸이오바실러스 페로악시댄스에 의한 황철석 산화에 따른 표면 조직의 변화 (Surface Texture Changes due to the Oxidation of Pyrite by Acidithiobacillus Ferrooxidans)

  • 유재영;고현진;송홍규
    • 한국광물학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.235-244
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    • 2011
  • 애씨디싸이오바실러스 페로악시댄스(Acidithiobacillus ferrooxidans; Af)에 의한 황철석의 산화 기작을 이해하기 위해 황철석-용액간 접종 배취실험 (batch experiment)을 수행하고, 주기적으로 용액의 화학 조성과 함께 반응 황철석의 표면을 주사전자현미경 (scanning electron microscope; SEM)으로 관찰하였다. 반응 용액의 Fe 농도 분석 결과는 Af가 뚜렷이 구분되는 성장 적응기와 증식기를 거침을 나타내었다. Af 성장 적응기 동안에 황철석 표변에 부착된 개체가 관찰됨으로써 이 기간 동안의 황철석이 Af에 의해 직접용탈 산화됨이 확인되었다. 하지만 부착된 개체가 많이 발견되지 않는 점과 Fe가 주로 Fe(III)로 존재한다는 점 등으로 인해 적응기간 동안 Af가 황철석을 주로 직접용탈을 통해 용해 시켰다고 확신하기는 어렵다. Af 성장 적응기의 중반 이후부터 증식기 직전까지 Fe 함량이 크기 증가 하지 않고 정체되는데, 이는 이 시기에 Af에 의한 황철석의 산화가 직접 또는 간접 용탈식 산화든, Af가 산화 기작의 전환을 위해 적응 기간을 분명히 필요로 하는 것으로 보인다. SEM 관찰 결과 황철석의 표면에서 Af의 세포 분열이 관찰되었다. 이 세포분열 외형을 따라 황철식이 그대로 용식된 모습을 보여주는데, 이는 Af에 의한 산화 속도가 매우 불균등하며 산화가 진행되는 동안에는 농도의 변화로 부터 계산되는 속도보다 훨씬 빠르게 진행됨을 나타낸다. Af의 접종이 이루어진 황철석의 표면에 훨씬 많은 부식홈이 관찰되어 이 미생물에 의한 산화가 무기적인 산화보다 훨씬 빨리 진행됨을 지시한다. Af에 의한 부식 홈은 좁고 깊어, 이것이 적응기-증식기 전이에 영향을 끼쳤을 가능성이 있다.

음식물쓰레기 탈리액의 삼상분리 (A Study on the Separation of Food-Waste Leachate into 3 Phases)

  • 김상국;정민지;권효리
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.197-197
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    • 2010
  • 음식물쓰레기의 삼성분은 수분, 휘발분, 회분이며 이들이 차지하는 비율은 계절, 지역별로 다소 상이하지만 수분 약 80%, 회분3%, 휘발분 17%이다. 음식물쓰레기 전처리과정으로 이물질제거, 탈수공정이 있으며 탈수공정에서 다량의 탈리액이 발생한다. 본 연구에서는 탈리액을 데칸타를 이용하여 1차로 원심분리하여 고.액 분리한 액을 실험대상으로 하였다. 실험대상 탈리액의 물성은 BOD 78,800[mg/l], COD 41,000[mg/l], 부유물질 25,900[mg/l], 총질소 928[mg/l]이었다. 탈리액에는 기름성분(육류, 식용유등), 입자상물질등이 포함되어 있으며 이들은 난분해성 유기물질로, 이를 제거하는데 기존의 처리방법으로 많은 어려움이 있어 주요한 수질오염 발생원이 되고 있다. 예를들면 하수처리장 폭기조 수면에 유막을 형성하여 산소공급을 방해함으로 미생물번식을 방해하는 요인이 된다. 본 연구는 음식물쓰레기 탈리액의 수분, 고형분, 유분으로의 삼상분리에 관한 것이다. 유분은 에멀젼형태로 안정되게 수층에 분산되어 존재한다. 미세기포를 이용한 부상법의 경우 미세기포 표면과 유분의 화학적친화력이 낮아 기포표면에 유분이 잘 부착되지 않으며, 원심분리 방법만으로는 유분 분리효율이 낮고, 추출에 의한 분리시 추출액이 다량 소요되고 처리시간이 길며 추출액 비용이 많이 소요된다. 탈리액을 유분, 슬러지, 수분으로 분리하면 환경오염을 일으키는 주요성분을 신재생에너지 원료로 활용할 수 있다. 유분의 주성분이 동식물성 유지이므로 전처리시 산촉매를 이용 수분과 유리지방산을 제거하고 염기성촉매를 이용하여 전이에스테르화 반응을 거치면 바이오디젤인 FAME과 글리세롤으로 변환하므로 글리세롤을 분리하면 바이오디젤을 얻을 수 있다. 슬러지는 입자상 물질로 착화가 잘 되고 건조하면 발열량이 높으며 중금속등에 오염되지 않아 청정연료로 활용이 가능하다. 실험실에서의 탈리액 삼상분리방법은 다음과 같다. 탈리액 30ml당 추출액으로 노말헥산을 1ml를 가한 다음 플라스크에서 $80^{\circ}C$로 가열 후 방냉한다. 가열중 노말헥산의 손실을 방지하기 위하여 증발가스를 콘덴서에서 응축하여 플라스크로 재순환한다. 탈리액을 플라스크에서 꺼내어 원심분리기 rack에 300-400g씩 병에 각각 넣고 4,000rpm으로 30분간 운전한다. 탈리액은 상부로부터 유분층, 미세입자층, 수층, 슬러지층으로 분리된다. 각 층의 계면에서 2종의 성분이 약간 섞일 수 있다. 유분을 분리한 후 유분층 잔존물과 미세입자층, 수층 상층부의 혼합물을 취하여 50g씩 병에 넣고 3,500rpm으로 10분간 운전한 후 유분을 분리한다. 마지막으로 미세입자층만을 3,500rpm으로 10분간 원심분리한 후 유분을 따로 분리한다. 얻어진 유분은 rotary evaporator에서 $120^{\circ}C$로 가열하여 유분과 노말헥산을 분리하며 분리효율을 제고하기 위하여 감압하에서 운전한다. 분리된 유분의 고위발열량이 9,450[Kcal/kg]이었으며 원소분석 결과 탄소 74.7%, 수소 12.55%, 질소 0.08%, 유황분 0.0003%이었다. 분리된 유분의 양은 계절별로 시료별로 다르며 가을철에는 1.6-1.9%, 여름철은 1.0-1.3%이었다. 분리된 슬러지로부터 Hg, As, Cr, Cd, Pb 중금속 성분이 검출되지 않았으며 수분 2.8%, 휘발분 76.85%, 회분 7.52%, 고정탄소 12.83%이었고 원소분석결과 탄소 45.25%, 수소 7.46%, 질소 5.05%, 산소 34.39%, 유황분 0.33%이었으며 저위발열량은 4,480[Kcal/kg]이었다. 분리된 슬러지 양은 11-19% 이었다.

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레드와인 주입량에 따른 등심햄의 품질 특성 (Effects of Injection of Red Wine on Physico-chemical Characteristics of Pork Loin Ham)

  • 하소라;최정석;진상근
    • 생명과학회지
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    • 제25권10호
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    • pp.1139-1147
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    • 2015
  • 본 연구는 레드와인의 주입이 돈육 등심햄의 냉장저장 중 이화학적 특성에 미치는 효과를 알아보고자 실시하였다. 돈육 등심햄은 C (0%), T1 (3%), T2 (6%), T3 (9%)로 레드와인을 주입하여 제조하였으며, 10±1℃에서 4주간 저장하면서 분석을 실시하였다. 레드와인을 주입한 결과, pH는 대조구에 비해 처리구들이 감소하였으며, 보수력은 증가하였다. 가열감량은 4주의 저장기간 중 처리 간 유의적인 차이가 없었다. 육색에서, 명도(L*)는 4주의 저장기간 중 레드와인을 주입할수록 감소하였으며, 적색도(a*)는 레드와인을 주입할수록 증가하는 경향이었다. 조직특성에서 전단가, 경도, 표면경도, 검성 및 부착성은 레드와인을 첨가할수록 증가하였다. 한편, TBARS의 값은 레드와인을 주입할수록 높았으며, VBN에서는 저장 2주까지 낮은 값을 유지하였다. 총 미생물수는 3% 레드와인 주입만으로 저장 3주까지 대조구에 비해 낮은 수준을 유지하였으며, 저장 2주 이후부터 처리구들에서 유산균수가 유의적으로 증가하는 결과를 나타내었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 레드와인은 냉장저장 중 등심햄의 품질을 증가시키는 효과를 나타내었으며, 돈육 등심햄 제조 시 3% 주입이 적절한 것으로 판단되었다.

치주적으로 건강한 한국인에서 IL-1 ${\beta}$ 유전자의 유전자 다형성 발생빈도에 관한 연구 (Genetic polymorphisms of the IL-1 ${\beta}$ genes in periodontally healthy Korean population)

  • 신승윤;김경화;박옥진;김각균;구영;;정종평
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제33권4호
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    • pp.739-745
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    • 2003
  • Interleukine-1(IL-1)은 여러 가지 기능을 가진 싸이토카인으로써 미생물에 대한 면역반응을 일으킨다. IL-1의 유전자 다형성과 치주질환과의 관련성에 대한 많은 연구가 있어왔지만, 대부분이 백인을 대상으로 한 연구였다. 이후 중국인과 일본인을 대상으로 한 연구에서 IL-1의 유전자 다형성의 분포가 인종간에 차이를 보인다는 점이 발견되었다. 이번 연구에서는 치주적으로 건강한 한국인에서 IL-1${\beta}$-511, IL-1${\beta}$+3954, IL-1RN에 대한 유전자형의 분포를 조사하고자 하였다. 서울대학교 치과병원에 근무하는 치과의사, 치과위생사, 간호조무사 및 서울대학교 치과대학 4학년 학생 중 치주낭 깊이와 부착소실이 4mm 이하인 치주적으로 건강한 한국인 65명을 대상으로 하였다. IL-1${\beta}$-511, IL-1${\beta}$+3954, IL-1RN의 유전자 다형성은 분리한 DNA에 각 대립유전자에 특이성을 지닌 primer를 넣고 PCR(Polymerase Chain Reaction)법을 이용하여 증폭시킨후 전기영동법을 이용하여 각 대립유전자의 존재를 확인함으로써 결정하였다. IL-1${\beta}$-511 대립유전자 11, 대립유전자 12, 대립유전자 22의 유전자형에 대하여 각각 23.1%, 49.2%, 26.2%의 분포를 보였다. IL-1${\beta}$+3954의 유전자 다형성은 대립유전자 11, 대립유전자 12의 유전자형에 대하여 각각 89.2%, 10.8%의 분포를 보였으며, 대립유전자 22의 유전자형을 갖는 사람은 한명도 발견되지 않았다. IL-1RN의 유전자형은 5가지의 대립유전자 중에서 1, 대립유전자 2, 대립유전자 4만일 발견되었으며, 대립유전자 11, 대립유전자 12, 대립유전자 14의 유전자형이 86.2%, 12.3%, 1.5%로 분포하였다. 이를 바탕으로 각 대립유전자의 발생빈도 계산한 결과 IL-1${\beta}$-511에서는 대립유전자 1과 2의 비율이 거의 유사하였으나 (47.7%, 52.3%), IL-1${\beta}$+3954, IL-1RN에서는 대립유전자 1이 90%이상 발견되었으며, 또한 대립유전자 1외의 다른 대립유전자가 발견된 경우, 모두 이형접합체였다. 이 연구는 IL-1${\beta}$-511, IL-1${\beta}$+3954, IL-1RN에 대한 유전자형의 분포를 조사한 것으로 한국인에서 이들 유전자의 유전자형의 분포는 백인에서의 분포와 차이를 보이고 있었다. 이후 치주질환자의 유전자형 분포와의 비교로 치주질환과 IL-1${\beta}$-511, IL-1${\beta}$+3954, IL-1RN의 유전자다형성과의 관련성에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 여겨진다.

Lactobacillus rhamnosus GG가 Streptococcus mutans의 부착능에 미치는 영향 (The influence of Lactobacillus rhamnosus GG on the binding ability of Streptococcus mutans)

  • 이수전;이성훈;최봉규;김정욱;김영재;김종철
    • 대한소아치과학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.155-160
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    • 2011
  • 최근 들어, 수복 치료 등을 이용한 질병의 직접적인 치료보다는 예방 치료에 대한 중요성이 강조되면서, 그 동안 사용되었던 화학적인 약물을 통한 예방 치료 이외에도 유산균등을 이용한 probiotics에 대한관심이 높아지고 있다. 여러 논문에서 Lactobacillus와 Bifidobateria들이 DMFS와 S. mutans를 감소한다고 보고하고 있다. 하지만, 이러한 미생물들의 접종 시기와 접종 농도에 대한 언급은 부족하다. 따라서 본 실험에서는 probiotics의 대표적인 균인, L. rhamnosus GG를 이용하여 예방 효과를 보기 위한 적정 농도를 재정립하고, 접종시기를 고찰하였다. S. mutans 배지에 $1{\times}10^6$ CFU이상 농도의 L. rhamnosus를 접종하였을 때 S. mutans count가 현저하게 감소하는 것을 볼 수 있었다. 접종 순서는 L. rhamnosus와 S. mutans를 동시에 접종하거나 L. rhamnosus를 S. mutans 보다 선행하여 접종하였을 때가, S. mutans를 L. rhamnosus 보다 선행하여 접종하였을 때에 비교하여 S. mutans count를 더 감소시켰다. 이 실험의 결과로 보아 probiotics의 접종 시기는 probiotics을 임상에 적용할 때 반드시 고려되어야 하겠다.

산화칼슘 첨가가 생면의 저장성에 미치는 영향 (Effects of Activated Calcium on the Quality and Shelf-life of Wet Noodle)

  • 성지혜;김로사;문지혜;박호영;최희돈;김윤숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제39권9호
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    • pp.1373-1378
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    • 2010
  • 본 연구는 생면의 저장성을 연장시키기 위하여 주정처리와 AC 처리 및 주정과 AC의 병용처리를 하여 $10^{\circ}C$에서 저장기간에 따른 품질의 변화를 조사하였다. AC를 처리한 생면은 대조구와 주정을 처리한 생면보다 pH가 높게 나타났고, 저장기간이 늘어남에 따라 생면의 pH는 약간 감소하였다. AC와 주정을 첨가하여 제조한 생면을 조리한 후 경도, 부착성, 탄성, 응집성, 검성, 씹힘성을 측정하였을 때 첨가제에 관계없이 유의적으로 달랐으나 그 차이는 미비하게 나타났다. 생면의 저장기간 동안 일반세균수는 대조구는 7일, 주정처리는 14일에 일반세균수의 기준치인 6.00 log CFU/g을 넘어섰다. 그러나 AC 0.2%와 주정을 함께 첨가 시 미생물의 생육이 억제되어 생면의 저장성이 크게 증가하는 것으로 나타났으며 AC만 0.2% 첨가 또는 AC 0.1% 및 주정 첨가도 일반세균 증식을 효과적으로 억제함으로써 저장기간이 연장되는 결과를 보였다. 조리된 생면의 관능검사에 있어서 저장기간 동안에 AC를 처리한 생면은 관능적 특성을 더 오래 유지하였으나 AC의 첨가율에 따른 유의적인 차이는 보이지 않았다. 본 연구 결과 전반적으로 생면 제조 시 AC를 첨가하였을 때 $10^{\circ}C$에서 저장기간을 연장시킬 수 있을 것으로 사료된다.

복합플라스틱계 담체를 이용한 Biotrickling filters의 Toluene과 황화수소 제거특성 (Characteritics of Toluene and $H_2S$ Removal in a Biotrickling filters with Plastic & Woodchip composite Media)

  • 임동원;공성호
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제12권2호
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    • pp.37-46
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    • 2007
  • 본 연구에서는 플라스틱과 Woodchip을 주원료로 하여 복합플라스틱계 담체를 개발하고 성능평가를 실시하였다. 개발담체는 기존상용화 담체에 비하여 처리효율 및 미생물 부착성 등은 유사하였으나, 경제적인 측면에서 우수한 것으로 평가되었다. 담체의 성능평가는 Lab scale의 바이오트리클링필터에 개발담체를 충진하여 톨루엔과 황화수소를 대상으로 제거효율 및 운전인자 등을 평가하였다. 본 연구에서 톨루엔 제거효율은 가스유입량 $1.5\;m^3/hr$, 유입농도 260ppm, 공탑체류시간 42s 운전조건에서 90% 이상으로 높게 나타내었으며, 톨루엔 최대제거능은 $77\;g/m^3{\cdot}hr$이었다. 황화수소와 톨루엔 동시제거 실험에서는 $H_2S$와 톨루엔이 효과적으로 제거되었다. $H_2S$의 최대제거능은 $100\;g-S/m^3{\cdot}hr$이었으며, $H_2S$ 농도가 100 ppm까지는 톨루엔제거에 영향을 주지 않았으나 $H_2S$ 농도가 증가함에 따라 톨루엔 제거효율은 감소되었다.

농업지역에 조성된 자유수면형 인공습지의 유로에 따른 영양염류의 변화 평가 (Evaluation on the nutrient concentration changes along the flow path of a free surface flow constructed wetland in agricultural area)

  • ;;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.215-222
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    • 2013
  • 농업지역의 소하천에 흐르는 하천수는 유역의 농업활동으로 유출된 각종 영양염류의 함량이 높아 호소 유입시 부영양화의 원인이 된다. 본 연구에서는 농업지역의 하천수를 처리하기 위해 조성된 자유수면형 인공습지의 수문학적 유로에 따른 영양염류의 농도를 평가하고자 수행되었다. 습지내 유로에 따른 영양염류의 농도를 평가하기 위한 모니터링은 2009년 4월부터 2011년 11월까지 습지내 유로의 5개 지점에서 수행되었다. 채취된 시료는 유로에 따른 수질변화를 분석하기 위하여 질소와 인에 대한 집중적 분석이 수행되었다. 습지내 TP 저류의 원인을 평가한 결과 수온, DO 및 pH가 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 또한 습지내 유입수가 침강지를 통과한 직후 영양염류의 농도가 가장 크게 저감된 것으로 나타났는데, 이는 많은 양의 영양소가 입자와 부착된 형태로 이동하기 때문인 것으로 판단되기에 향후 습지 설계시 침강지의 기능 증대 방안 도입이 중요한 인자인 것으로 평가된다. 그러나 습지내에서 가장 큰 영양염류 저감이 발생한 지점은 유로의 85% 지점인 것으로 나타났다. 이는 습지내 미생물 및 식생흡입에 의한 영향으로 평가되기에 이를 활성화 하기 위한 얕은 습지 및 깊은 습지의 적절한 배치도 인공습지 설계에서 중요한 인자임을 보여주고 있다. 마지막 침전지 부분에서는 영양염류의 농도가 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 길어진 체류시간에 의한 퇴적층으로부터 용출이 원인인 것으로 평가되기에 습지설계시 침전지의 적정한 체류시간 확보가 중요한 것으로 나타났다.

마늘의 첨가가 두부의 품질과 저장성에 미치는 영향 (Effects of Garlic Addition on Quality and Storage Characteristics of Soybean Curd (Tofu))

  • 박연주;남영란;전병록;오남순;인만진
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제46권4호
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    • pp.329-332
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    • 2003
  • 마늘이 함유되어 있는 기능성 두부를 제조함에 있어 마늘의 첨가량이 두부의 품질과 저장성에 미치는 영향을 조사하였다. 건조 대두를 기준으로 마늘을 $5{\sim}20%$ 첨가하여 제조한 두부의 수율, 물성, 및 저장성을 마늘을 첨가하지 않고 제조한 일반두부와 비교하였다. 두부의 수율은 마늘의 첨가량에 비례하여 다소 감소하였으나 그 영향은 미미하였다. 마늘의 첨가량이 $5{\sim}10%$인 경우 두부의 물성 중 견고성이 통계적으로 유의하게 증가하였으며, 마늘을 20%사용한 두부는 견고성, 부착성, 응집성, 탄성, 씹힘성이 통계적으로 유의하게 감소하였다. 제조한 두부를 $15^{\circ}C$로 보관하면서 pH와 총균수의 변화를 측정한 결과 마늘의 첨가량에 비례하여 두부와 두부 침지액에서 pH 하락과 미생물 생육이 효율적으로 지연되었다. 두부 제조시 마늘의 첨가량은 $5{\sim}10%$가 적당하였다.

활성탄 공정과 생물여과 공정에서의 자연유기물질 제거특성 (Removal Characteristics of Natural Organic Matters in Activated Carbon and Biofiltration Process)

  • 손희종;최근주;김상구
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.205-213
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    • 2007
  • 입상활성탄 및 생물여과 공정에서 활성탄 종류별 DOC(dissolved organic carbon) 흡착능은 석탄계가 가장 우수한 것으로 나타났고, 다음으로 야자계, 목탄계 순으로 조사되었으며, 활성탄 종류별 부착 미생물의 생체량과 활성도는 석탄계에서 가장 높게 나타났으며, 다음으로 목탄계, 야자계, 안트라사이트 순으로 나타났다. 안트라사이트를 이용한 생물여과 공정에서 OM(natural organic matters)의 생분해율은 15분 이상의 EBCT(empty bed contact time)가 주어져야 bed volume에 따라 평균 $10\sim17%$, 최대 $18\sim24%$ 정도의 생분해율을 얻을 수 있었다. NOM의 활성탄 흡착은 주로 친수성 보다 소수성 유기물질과 10,000 Da 이하의 유기물질의 제거가 용이하였으며 HAA5FP(haloacetic acid 5 formation potential) 보다 THMFP(trihalomethane formation potential), BDOC(biodegradable dissolved organic carbon)$_{rapid}$ 보다는 $BDOC_{slow}$의 제거가 용이한 것으로 조사되었다. 생물여과 공정에 의한 유기물질 제거 특성은 주로 친수성과 1,000 Da 이하의 유기물질 제거가 용이하였으며, THMFP 보다는 HAASFP, $BDOC_{slow}$ 보다는 $BDOC_{rapid}$의 제거가 용이한 것으로 조사되었다.