• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.679-688
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• 1994

본 연구에서는 UASB 반응조의 형상변화에 따른 입상슬러지의 물리 화학적 및 형태학적인 특성이 조사되었다. 또한 반응조내의 수소분압의 크기에 따른 반응조운전의 안정성이 조사되었다. 수소분압이 높게 유지된 수정개발된 UASB 반응조의 경우가 상대적으로 수소분압이 낮게 유지된 일반적인 UASB 반응조의 경우에 비해 입상슬러지의 침전성 및 미생물보유능이 더 우수하게 나타났다. 입상슬러지의 형성과 그 안정성에 수소분압이 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 입상슬러지의 화학적 조성식은 일반적인 UASB 반응조와 수정개발된 UASB 반응조가 각각 $C_7H_{12}O_{4.6}N$과 $C_5H_9O_3N$으로, 일반적인 미생물의 경험식인 $C_5H_7O_2N$과는 상이하게 나타났다. 특히 수정개발된 UASB 반응조의 경우 입상슬러지내에 질소성분이 일반적인 혐기성 미생물보다 높게 나타나, 입상슬러지의 발생기작으로서 polypeptide계 체외폴리머의 존재가능성을 보여주고 있다. 전자현미경을 이용한 형태화적 특성조사결과, 일반적인 반응조의 경우와는 달리 수소분압이 높게 유지된 수정개발된 UASB 반응조의 경우 입상슬러지의 표면에서는 Methanobrevibactor arboriphilus와 같은 크기와 형태를 한 수소이용메탄균의 성장이 다발을 이루며 관찰되었는데, 이러한 현상은 입상슬러지의 형성 메커니즘을 뒷받침해주고 있다. 우수한 입상슬러지의 형성을 위해서는 상대적인 수소분압의 크기에 따른 효과적인 상분리가 이루어져, acetogens과 수소이용메탄균들간의 공생관계가 잘 유지되도록 해주어야 할 것으로 사료된다. 수정개발된 UASB 반응조가 일반적인 UASB 반응조에 비하여 수소이용메탄균의 성장에 더욱 효과적인 환경을 제공하는 것으로 판단되며, 입상슬러지의 경영성과 반응조 전체의 유기물질 제거효율 뿐만 아니라, 운전의 안정성 측면에서도 더 우수한 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권10호
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• pp.1055-1064
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• 2006

본 연구소에서는 혐기성 입상슬러지를 충진한 UASB 반응기와 탄소섬유를 충진한 배양기를 조합하여 아주 느린 성장특성을 가진 혐기성 암모늄 산화균의 배양을 시도하였다. 연속배양 180일 이후, 유입질소부하가 0.6 kg $N/m^3-d$였을 때, 평균 질소전환율은 0.54 kg $N/m^3-d$로 나타났다. 검은 혐기성 입상슬러지는 연속배양시간이 지남에 따라 갈색과 붉은 색으로 변화되었으며, anammox 반응기는 붉은색 입상슬러지가 많을수록 높은 활성도를 나타내었다. 따라서, 붉은색 입상슬러지를 채취하여 분자생물학적 방법을 이용하여 미생물 군집구조를 분석하였다. 클로닝 및 계통분류학적 분지도 작성 결과, anammox UASB 반응조의 붉은색 입상슬러지에서 발견된 미생물 종류는 anammox 미생물과 더불어 문단위의 4가지 다른 미생물, Proteobacteria, Acidobacteria, Chlorobi와 Chloroflexi로 나타났다. Anammox UASB 반응조내의 붉은색 입상슬러지에서는 clone의 개수를 기준으로 anammox 미생물이 약 25%가 존재하였고 $\beta$-proteobacteria가 우점하고 있는 양상을 보여주었으며, 본 연구의 클로닝 정보와 AMX368 FISH 탐침자를 이용해 in silico 실험을 수행한 결과 AMX368과 정확히 들어맞는 anammox 미생물 clone 하나와 하나의 염기서열이 변이를 일으킨 11개의 anammox 미생물 clone을 확인할 수 있었다. 사상균 형태의 Chloroflexi는 혐기조건 입상 슬러지의 형성과 관련이 있는 것으로 판단되었다. FISH 수행결과, anammox 미생물은 붉은색 입상 슬러지에 우점하고 있는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권12호
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• pp.1135-1142
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• 2009

본 연구는 고분자 응집제를 이용하여 짧은 시간에 입상형태의 슬러지를 제조한 다음, 입상슬러지를 호기성 입상화 장치에 주입하여 입상화를 시도하였다. 각 반응조에서 호기성 입자의 형성에 따른 입자의 크기, 밀도, 입자내 미생물 체외분비 고분자물질 등의 물리.화학적인 특성을 조사하였다. 입상형태의 슬러지를 호기성 입상화 장치에 주입하여 COD 부하량 3, 6, 9 $kg{\cdot}COD/m^3{\cdot}d$로 35일간 운전한 결과 최종 형성된 호기성 입장의 평균 크기는 각각 3.6 mm, 4.3 mm, 3.4 mm 이었고 호기성 입자의 침강속도는 각각 1.5 cm/s, 1.6 cm/s, 1.2 cm/s 이었다. COD 부하량에 따른 미생물 군집체의 비성장속도는 0.12 $d^{-1}$, 0.135 $d^{-1}$, 0.133 $d^{-1}$이었으며 전반적으로 호기성 입상화 장치에서는 COD 부하량이 $6kg{\cdot}COD/m^3{\cdot}d$로 운전된 반응조에서 호기성 입자의 물리 화학적인 특성이 우수하였다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 1994년도 가을 학술발표회 초록집
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• pp.11-12
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• 1994

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.676-679
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• 2003

혐기성 반응조는 침강성이 좋고 활성이 높은 생물을 어떻게 고농도로 반응기내에 축적시키기까지 자연적인 조건에서 6개월이라는 장시간이 요구된다. 하지만 유 ${\cdot}$ 무기 복합 고분자를 이용하여 단기간에 입상슬러지를 형성한 후, Fed-Batch 실험을 통하여 폐수에 대한 입상슬러지의 적응 기간을 알아보았다. 반복 실험의 결과, $30{\sim}40$일 정도의 적응기간 동안 유 ${\cdot}$ 무기 복합 고분자를 이용하여 형성된 입상슬러지는 실플랜트의 입상슬러지와 비슷한 $80{\sim}90%$의 COD제거율을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.91-98
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• 1991

본 논문에서는 주정폐액을 처리한 이상 UASB 공법에서 형성된 입상슬러지에 관한 현미경실험 결과를 제시하고자 한다. 기질로 사용한 주정폐액의 SS 및 COD 농도는 각각 3.6~10.6, 17.3~30.4g/l였으며, 12.5 l와 4.7 l의 UASB 반응조가 사용되었다. 입상슬러지의 형태학적 연구에는 SEM과 TEM을 사용하였다. 운전 90일과 120일경에 산형성조와 메탄형성조로부터 다른 색깔과 형상을 가진 두 종류의 입상슬러지가 형성되었다. 산형성조 입상슬러지는 주로 긴 고리로 연결된 큰 rod형 bacteria 짧고 통통한 rod형 bacteria, 그리고 다양한 크기의 coccus형 bacteria로 구성되었다. 반면에 메탄조 입상슬러지는 Methanothrix로 구성된 network내에 다양한 종류의 bacteria가 포획되어 있는 구조를 가졌다.

• 유기물자원화
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• 제16권4호
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• pp.91-97
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• 2008

본 연구에서는 상향류 혐기성 블랭킷 반응조를 이용한 침출수 처리시 입상활성탄과 입상슬러지의 첨가가 반응조의 성능에 미치는 영향을 평가하였다. Control 반응조의 경우 식종물질로 혐기성 소화슬러지를 이용하였으며 GAC 반응조와 Granule 반응조의 경우 Control 반응조와 동일 방식으로 식종하였으며 단지 GAC와 입상슬러지를 소량 첨가하였다. Granule 반응조가 초기 운전기간 동안 가장 짧은 순응기간을 보였으며 GAC 반응조의 경우에도 운전초기에 만족할 만한 성능을 보였다. 그러나 활성탄의 흡착능이 소모됨에 따라 유출수 COD 농도가 점차 증가하는 경향을 보였다. 반응조가 안정화된 후 GAC 반응조가 다른 반응조에 비해 약간 우수한 결과를 보였으며 모든 반응조의 COD 제거율은 수리학적 체류시간 1일에서 90% 이상을 나타내었다. 특히 GAC 반응조의 경우 COD 제거율의 변화 없이 유기물 부하 $4.0{\sim}8.2kg\;COD/m^3.d$에서 95%를 유지하였다. 소량의 입상슬러지 첨가에 의해 초기 운전기간을 단축시킬 수 있었으며 처리효율은 GAC 첨가에 의해 향상되는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권4호
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• pp.275-280
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• 2011

고분자 응집제를 이용하여 짧은 시간에 형성된 입상형태의 슬러지를 연속회분식 장치에 주입하여 미생물의 호기성 입상화의 특성을 향상시키고, 제조한 입상화 슬러지를 하수에 적용하여 유기물제거에 대한 운전인자를 도출하였다. 유입하수 COD 63~72 mg/L에 대한 유기물 제거속도 계수 k는 $10.161d^{-1}$로 일반적 활성슬러지 공법의 k값 $5{\sim}8d^{-1}$보다 효과적으로 나타났으며, 산소이용에 대한 a', b' 값은 각각 0.87 mg $O_2/mg$ $COD_r$, 0.11 mg $O_2/mg$ MLVSS d이었다. 슬러지 합성계수와 자산 화계수는 각각 0.45 mg VSS/mg $COD_r$과 0.05 mg VSS/mg MLVSS d로 일반적 활성슬러지 공법에 비해, 자산화 계수는 비교적 적은 값으로 나타나므로 미생물의 사멸율은 낮은 것을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.121-127
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• 2013

본 연구의 목적은 알럼 슬러지를 사용하여 입상흡착제를 제조하기 위한 압출 공정을 최적화하는 것이다. 함수율과 바인더인 메틸 셀룰로스의 함량이 압출 가능성과 입상흡착제의 물리적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 입상흡착제의 물리적 특성은 질소 흡착실험과 압축 강도 측정을 통해서 분석하였다. 증류수와 알럼 슬러지 가공분말의 비가 63/100인 경우가 입상흡착제의 외형이 원통형으로 잘 성형되었고, 압축강도도 가장 높게 나타났다. 메틸 셀룰로스의 함량을 증가시키면 압축강도가 개선되었으나 비표면적이 감소하였다. 성형된 입상흡착제의 소성과정을 거치면 입상흡착제의 표면적이 크게 증가하여 황화수소의 파과 시간이 획기적으로 증가하였으며, 황화수소 파과 용량은 1,700 mg/g 이상을 얻을 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제15권2호
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• pp.136-146
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• 2007

상향류 혐기성 블랭킷 반응조를 이용한 매립지 침출수 처리시 입상슬러지 첨가 유무에 상관없이 성공적인 처리가 가능하였다. 입상슬러지의 첨가는 초기 운전기간를 현저히 단축할 수 있었다. 수리학적 체류시간 1일과 $4-8kgCOD/m^3.d$ 의 유기물 부하율에서 Control 반응조와 Granule 반응조의 COD 제거율은 90% 이상을 유지하였다. 실험기간 동안 입상슬러지 첨가 유무에 상관없이 슬러지 표면과 반응조 벽면에 무기 침전물이 축적되었다. 비메탄 활성도는 미생물의 기질에 대한 적응도와 유기물 부하량이 증가함에 따라 증가하였다. Granule 반응조의 최대 비메탄 활성도의 값은 $0.57gCOD/g{\cdot}VSS{\cdot}.d$로 나타났다. 비록 본 연구에서는 과도한 무기물 축적으로 인한 비메탄 활성도의 저감은 발생하지 않았으나 무기물의 제거를 위하여 유입수의 전처리 공정이 필요할 것으로 판단된다.