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

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.102-112
• /
• 1999

히로시마만에 존재하고있는 간석지에 있어서 유입하천의 유무, 폐쇄성 등의 환경조건이나 조성 후 경과연수가 다른 인공간석지 7개소와 자연간석지 3개소를 선정해 간석지 토양에 있어서 물리화학적 및 생물학적인 구조나 유기물분해기능에 관해 비교 검토하였다. 또한 인공간석지에 있어서는 입지장소, 조성방법, 조성 후 경과연수 등의 차이에 의한 영향, 자연간석지와 동일하게 조성하기 위한 조성인자를 검토해서, 아래와 같은 결과를 얻었다. 인공간석지는 자연간석지와 다른 특성을 갖고 있는 것과 그렇지 못한 것으로 분리되었다. 그렇지만 대부분이 자연간석지와 전혀 다른 특성을 나타내었다 토양구조 중에서 가장 다르게 나타난 것은 세균수, 실트함유량, 유기물함유량을 들 수 있으며, 각 실험 항목이 인공간석지 보다 자연간석지가 높은 값을 나타내었다. 자연간석지와 현저하게 차이를 보인 세균수, 실트함유량 및 유기물함유량에 관해서, 각 인공간석지의 조성 후 경과연수, 표면구배, 유입 하천의 유무, 폐쇄성 등의 조성 인자와의 상관성을 분석 했지만, 명확한 상관관계는 알 수 없었다. 자연간석지와 유사한 토양구조 특성을 갖기 위한 간석지를 조성하는 데에는, 간석지 전면에 있어서 해수로부터 실트 성분이 침강 가능한 장소의 선정이 중요하다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제11권6호
• /
• pp.994-1001
• /
• 2001

An easier way of understanding the BNR system was proposed from the study on substrate, nutrient removal tendency, microbial community and its metabolic function by applying the municipal settled sewage. During the anaerobic period, the phosphorus release rate per VFACOD we varied depending on the phosphorus content in the sludge. When the phosphorus content in the sludge was $6\%$ VSS, according to influent VFACOD, the phosphorus release rate and PHA production were $0.35 gPO_4P/gVFACOD$ and 1.0 gPHA/gVFACOD, respectively. The $NO_3N$ requirement for the phosphorus uptake as an electron acceptor was about $0.5 gNO_3N/gPO_4P_{uptake}$ based on the proposed equation with PHA, biomass, production, and the concentration of phosphorus release/uptake. Bacterial-community analysis of the sludge, as determined by FISH and 16SrDNA characterization FISH, revealed that the beta-subclass proteobacteria were the most abundant group ($27.9\%$ of the proteobacteria-specific probe EUB338), and it was likely that representative of the beta-subclass played key roles in activated sludge. The next dominant group found was the gamma-protebacteria ($15.4\%$ of probe EUB338). 16S rDNA clone library analysis showed that the members of${\beta}$- and ${\gamma}$-proteobacteria were also the most abundant groups, and $21.5\%$ (PN2 and PN4) and $15.4\%$ (PN1 and PN5) of total clones were the genera of denitrifying bacteria and PAO, respectively. Prediction of the microbial community composition was made with phosphorus content (Pv, $\%$ P/VSS) in wasted sludge and profiles of COD, PHA, $PO_4P,\;and\;NO_3N$ in an anaerobic-anoxic SBR unit. Generally, the predicted microbial composition based upon metabolic function, i.e., as measured by stoichiometry, is fairly similar to that measure by the unculturable dependent method. In this study, a proposal was made on he microbial community composition that was more easily approached to analyze the reactor behavior.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.601-608
• /
• 2008

본 연구의 목적은 파일롯 규모의 입상활성탄지에서 흡착과 생물학적 제거 기작이 진행되는 장기간의 운전동안 전처리공정으로서 오존처리의 영향을 평가하는 것이다. 공정별로 용존 또는 생분해성 유기물질의 제거, DOM의 성상과 특성변화와 미생물의 증식의 변화를 평가하였다. 오존공정이 존재하는 입상활성탄 공정(전오존처리+활성탄 여과지; Pre O$_3$ + F/A, 후오존처리 + 활성탄 흡착지; Post O$_3$ + GAC)은 오존의 위치(전오존 후오존)에 상관없이 입상활성탄 단독공정(활성탄 여과지; F/A, 활성탄 흡착지; GAC)에 비해 생물학적 제거능이 활성화된 장기간 운영 후에 DOC, 친수성 용존유기물(HPI), BDOC와 AOC의 제거율이 10$\sim$20% 정도로 높았다. 오존공정은 전반적인 DOC 제거에는 큰 영향을 주지는 못했지만, AOC를 약 20% 정도로 감소시켜 관로내 미생물의 재증식을 저감하는데 기여할 것으로 생각된다. 활성탄 여재에 고정된 미생물의 생체량인 Biomass는 전처리로서 오존처리의 유.무에 상관없이 공정별로 큰 차이를 보이지 않은 반면에, 유출수에서의 HPC는 F/A나 GAC에 비해 Post O$_3$ + GAC에서 매우 낮았다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제11권3호
• /
• pp.435-442
• /
• 2001

Poly(3-hydroxy-5-phenylvalerate) [P(3HPV)] was efficiently accumulated from 5-phenylvalerate (5PV) in Pseudomonas putida BM01 in a mineral salts medium containing butyric acid (BA) as the cosubstrate. A nove aromatic copolyester, poly(5 mol% 3-hydroxy-4-phenylbutyrate-co- 95 mol% 3-hydroxy-6-phenylhexanoate) [P(3HPB-co-3HPC)] was also synthesized from 6-phenylhexanoate (6PC) plus Ba. The two aromatic polymers, P(3HPV) and P(3HPB-co-3HPC), were found to be amorphous and showed different glass-transition temperatures at $15^{\circ}C$ and $10^{\circ}C$, respectively. When the bacterium was grown ina medium containing 20 mM 5PV as the sole carbon source for 140 h, 0.4 g/l of dry cells was obtained in a flask cultivation and 20 wt% of P(3HPV) homopolymer was accumulated in the cells. However, when it was grown with a mixture of 2 mM 5PV and 50 mM BA for 40 h, the yield of dry biomass was increased up to 2.5 g/l and the content of P(3HPV) in the dry cells was optimally 56 wt%. This efficient production of P(3HPV) homopolymer from the mixed substrate was feasible because BA only supported cell growth and did not induce any aliphatic PHA accumulation. The metabolites released into the PHA synthesis medium were analyzed using GC or GC/MS. Two $\beta$-oxidation derivatives, 3-phenylpropionic acid and trans-cinnamic acid, were found in the 5V-grown cell medium and these comprised 55-88 mol% of the 5PV consumed. In the 6PC-grown medium containing Ba, seven ${\beta}$-oxidation and related intermediates were found, which included phenylacetic acid, 4-phenylbutyric acid, cis-4-phenyl-2-butenoic acid, trans-4-phenyl-3-butenoic acid, trans-4-phenyl-2-butenoic acid, 3-hydroxy-4-phenylbutyric acid, and 3-hydroxy-6-phenylhexanoic acid. Accordingly, based on the metabolite analysis, PHA synthesis pathways from the two aromatic carbon sources are suggested.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권11호
• /
• pp.989-996
• /
• 2009

생물활성탄 재질별 및 안트라사이트 biofilter에서 EBCT 및 수온변화에 따른 aldehyde 4종(formaldehyde, acetaldehyde, glyoxal 및 methylglyoxal)의 생물분해 특성을 조사한 결과 EBCT와 수온을 증가시킬 경우 제거율이 상승하였으며, 수온이 $25^{\circ}C$일 때 aldehyde 4종의 제거율은 EBCT의 영향을 크게 받지 않았으나 수온이 $5^{\circ}C$일 경우에는 EBCT의 증가가 aldehyde 4종의 제거율 상승에 큰 영향을 미쳤다. 활성탄 재질별 BAC 및 biofilter에서 aldehyde 4종의 제거능은 석탄계-BAC > 야자계-BAC > 목탄계-BAC > biofilter 순으로 조사되었다. 수온 $5^{\circ}C{\sim}25^{\circ}C$, 석탄계- BAC에서 aldehyde류 4종에 대한 생물분해 속도상수(k)와 반감기($t_{1/2}$)를 조사한 결과, formaldehyde는 0.2175~0.7826 $min^{-1}$와 0.89~3.19 min, acetaldehyde는 0.2068~0.9211 $min^{-1}$와 0.75~3.35 min, glyoxal은 0.1468~0.3213 $min^{-1}$와 2.16~4.72 min, methylglyoxal은 0.1794~0.4665 $min^{-1}$와 1.49~3.86 min이었다. Aldehyde 4종에 대한 물질별 생분해율 평가 결과 formaldehyde ${\geq}$ acetaldehyde > methylglyoxal > glyoxal 순으로 나타났다.

• KSBB Journal
• /
• 제20권6호
• /
• pp.431-437
• /
• 2005

1. 고온 CSTR은 비교적 짧은 start-up 기간과 높은 $H_2$ 수율을 나타내었다. $H_2$ 생산속도와 $H_2$ 수율의 안정화를 근거로 판단컨대 start-up 기간은 30일 이내이었으며, 최고 $H_2$ 수율은 2.4 mol $H_2/mol$ glucose이었다. 2. 비교적 긴 HRT와 침전조를 이용한 biomass의 재순환에도 불구하고, 유입 포도당의 농도가 낮아 biomass 농도는 다른 중온 반응기에서 보고된 것에 비해 낮은 편이었다. 3. 운전 초기에 $CH_4$이 발생하였으나 8일 이후부터는 pH를 1.0 이하로 유지하였더니 14일 이후로는 거의 검출되지 않는 것으로 봐서 메탄생성균이 식종균에 남아 있더라도 반응기 운전조건을 통해 $CH_4$ 발생을 억제할 수 있었다. 4. 식종 미생물과 반응기로부터 취한 시료의 DGGE band 패튼이 다른 것으로 보아 고온 CSTR 조건에서 식종된 미생물 군집의 조성이 변화하였음을 알 수 있었다. 5. DGGE 분석결과 초기 43일간의 운전기간 동안에 관찰된 미생물 군집조성은 동적인 변화를 나타내었다. 약 14일부터는 biogas 조성이 거의 일정하였으나 미생물 군집은 동적 변화를 나타내었다. F. gondwanens와 T. Thermoanaerobacterium과 계통발생학적으로 가장 연관이 있는 개체군들이 운전 21일과 41일째에 각각 우점으로 나타났다. 6. 본 연구에서 식종 슬러지를 열처리하는데 사용한 조건은 메탄생성균을 완전히 제거하는데 불충분하다는 것은 운전 초기에 $CH_4$이 biogas에서 검출되었고, 식종 슬러지와 반응기로부터 취한 시료에서 메탄생성균이 가지는 mcrA 유전자가 PCR로 증폭되었으므로 알 수 있었다. 7. 메탄생성균의 주요 목에 특이적인 primers를 사용하여 PCR을 실시한 결과 식종슬러지에 있는 메탄생성균들은 주로 Methanosarcinales와 Methanomicrobiales 목에 속하였으며, $CH_4$이 발생했던 때의 반응기에 있는 메탄생성균들은 주로 Methanobacteriales 목에 해당되는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권12호
• /
• pp.1255-1261
• /
• 2008

생물활성탄(BAC) 재질별 EBCT 및 수온변화에 따른 HAA 5종의 생물분해 특성을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 본 연구에서 BAC에서 HAA 제거시 EBCT와 수온이 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. EBCT와 수온을 증가시킬 경우 HAA의 제거율이 상승하였으며, 수온이 20$^{\circ}C$ 보다 높을 경우 HAA의 제거능은 EBCT의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 하지만 수온이 5$\sim$10$^{\circ}C$ 정도로 낮을 경우는 EBCT의 증가가 HAA의 제거율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 활성탄 재질에 따른 BAC에서의 HAA 제거는 석탄계 재질에서의 생물분해능이 가장 높았고, 다음으로 야자계, 목탄계 순으로 조사되었다. HAA 5종에 대한 생물분해 속도상수와 반감기는 수온이 5$^{\circ}C$일 때의 HAA 5종에 대한 생물분해 속도상수(k)와 반감기(t$_{1/2}$)는 0.0373$\sim$0.1175 min$^{-1}$, 반감기는 5.9$\sim$18.58분이었으며, 수온을 10$^{\circ}C$와 20$^{\circ}C$로 증가시켰을 때 5$^{\circ}C$일 때와 반감기를 비교해 보면 1.5$\sim$7.9배로 감소되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.195-203
• /
• 2012

재질별 생물활성탄(BAC) 및 안트라사이트 biofilter에서 EBCT 및 수온변화에 따른 인공사향물질(SMCs) 3종의 생물분해 특성을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 생물활성탄(BAC) 공정에서 인공사향물질 3종의 제거는 EBCT와 수온에 따라 큰 영향을 받으며, EBCT와 수온이 증가할수록 제거능이 증가하였다. 물질에 따른 제거능은 MK가 가장 높았고 다음으로 HHCB, AHTN 순이었다. 또한, 활성탄 재질에 따른 생물활성탄(BAC) 및 안트라사이트 biofilter에서의 인공사향물질 3종의 제거는 석탄계 재질의 BAC에서 생물분해능이 가장 높았고, 다음으로 목탄계, 야자계, 안트라사이트 순으로 조사되었다. 인공사향물질 3종에 대한 생물분해 속도상수($K_{biodeg}$)와 반감기($t_{1/2}$)는 수온이 $5{\sim}25^{\circ}C$일 때 0.0082~0.4452 $min^{-1}$와 1.56~84.51 min이었으며, 수온이 $15^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$로 증가시켰을 때 $5^{\circ}C$에서의 반감기보다 3.1~9.3배 감소되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.186-192
• /
• 2009

활성탄 재질별 유입수의 수온 및 EBCT 변화에 따른 의약물질 4종에 대한 생물분해율을 평가한 결과, 수온 및 EBCT가 증가할수록 의약물질 4종에 대한 생물분해율은 급격히 증가하였으며, 활성탄 재질별로는 석탄계 재질의 활성탄이 가장 우수한 생물분해능을 나타내었고, 다음으로 야자계와 목탄계 활성탄 순이었으며, 의약물질별로는 oxytetracycline이 가장 생물분해능이 큰것으로 나타났으며, 다음으로 tetracycline, trimethoprime 및 caffeine 순으로 조사되었다. 의약물질 4종에 대해 석탄계 재질의 활성탄에서의 수온별(5~$25^{\circ}C$) 생물분해 속도상수 및 반감기를 조사한 결과 oxytetracycline의 경우 생물분해 속도상수가 각각 0.0928 $min^{-1}$에서 0.3954 $min^{-1}$으로 증가하였고, 반감기는 7.47분에서 1.75분으로 감소하였다. 또한, caffeine의 경우는 생물분해 속도상수가 각각 0.0360 $min^{-1}$에서 0.2146 $min^{-1}$으로 증가하였고, 반감기는 19.25분에서 3.23분으로 감소하였다.