• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.241-244
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• 2000

CO로부터 수소를 생산할 수 있는 미생물인 R. palustris P4를 반응기에 적용하여 연속적으로 수소를 생산하는 연구를 진행하였다. 고농도 배양을 위해 R. palustris P4를 호기적 조건에서 영양요구성 성장을 시켰고 그 결과 13 g/L정도의 높은 균체 농도를 얻을 수 있었다. CO는 물에 잘 녹지 않는 기상의 기질이므로 반응기내에서 기체의 충분한 체류시간을 제공할 수 있는 반응기인 TBR을 수소생산 단계에 적용하였다. 기체 체류시간이 50분으로 운전되는 조건에서 CO의 분압이 0.4 atm일 때 최대 CO 소모 속도가 16 mmol/L/hr였다. 또한 광합성 미생물 R. rubrum을 적용하여 TBR에서 수소생산을 시도한 Gaddy group의 수소생산속도 3-4 mmol/L/hr에 4-5배 높은 수소생산 속도이다(3).

• 한국환경보건학회지
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• 제35권3호
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• pp.214-219
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• 2009

This study examined the removal efficiency of the nitrogen and phosphorus in order to compensate for the combined process of ATAD(Autothermal Thermophilic Aaerobic Digestion) and EGSB(Expended Granular Sludge Bed), which are treatment methods for livestock wastewater, by introducing SBR(Sequencing Batch Reactor) as post-treatment process. The analysis on the treatment efficiency of each operation mode showed that, in the case of T-N, the treatment efficiency were 67.1% and 74.2% for Run-1 and Run-2, respectively, and in the case of T-P, the values were 71.2 and 74.1, respectively, which are indicating that the treatment efficacy is higher in the condition of Run-1, in which the time period of Anoxic and Aerobic segments were increased. In addition, the result of analyzing removal characteristics of nitrogen and phosphorus by Influx load showed that removal efficiency of nitrogen was better in the case of high influx load than in the case of low influx load. Regardless of Influx load, phosphorus showed constant influx concentration, so that removal efficiency of phosphorus was influenced littler by Influx load than that of nitrogen. This study also fed methanol as an external carbon source and performed experiment to induce denitrification under anoxic condition by using nitrate among nitrogen compounds of SBR reactor, and the results showed that intermittent feeding was more effective in Nitrogen Removal than composite feeding.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.443-446
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• 2005

음식물 쓰레기로부터의 연속 수소 생성 실험을 다양한 수리학적 체류시간(HRT; 18, 21, 24, 30, 36, 42 h)에서 수행하였다. 음식물쓰레기는 분쇄와 알칼리 처리를 거쳐 27.0 g COD/L(average VS 4.4%)의 농도로 fed-batch 형태로 주입되었으며, 반응조 내의 pH는 $5.3{\pm}0.1$ 이상으로 유지되었다. 126일 간의 운전을 통해 유기성 폐기물로부터의 연속 수소 생성이 안정적으로 진행될 수 있음을 확인하였다. 수소 생성 효율은 HRT에 따라 변하였으며, 30 h에서 가장 높은 수치를(25.8 mL $H_2/g\;VS_{added}$, 0.36 mol $H_2/mol\;hexose_{added}$, 0.91 L $H_2/L/d$) 보였다. 대부분의 조건에서 가장 양이 많은 부산물은 노말부티르산이었으며, 수소생성이 증가함에 따라 노말부티르산의 생성이 증가하였다. 이소프로판을 역시 수소 생성과 관련이 있는 나타났다. 반면, 아세트산의 생성량은 수소생성과 반대되는 경향을 보여 수소 소모 아세트산 생성 경로로 발생되는 양이 많았다고 사료된다. 한편 산발효 효율은 $53.3{\sim}65.7%$인 것으로 나타나 기존 산 발효를 수소발효가 대체할 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권5호
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• pp.939-947
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• 2000

연속 회분식 반응기를 이용하여 생물학적 인 제거에 관한 미생물 분포 연구를 수행하였다. 탄소원으로 초산을 넣은 합성 폐수를 사용하였고 미생물 체류 시간과 수리학적 체류 시간은 각각 10일과 16시간으로 유지하였다. 인 방출과 흡수가 운전 시간이 경과됨에 따라 점점 빠르게 일어났으며 약 200일 경과 후 안정적인 인 제거가 유지되었다. 안정적인 생물학적 인 제거가 유지될 때의 미생물 분포를 조사하기 위하여 17개의 ribosomal RNA (rRNA) signature probe를 합성하여 슬러지로부터 분리한 전체 rRNA에 대하여 slot hybridization을 실시하였다. 분리한 전체 RNA에는 proteobacteria의 베타군 (beta subclass)에 속하는 rRNA가 가장 많이 함유되어 있음을 확인하였고 CTE probe와 관계된 rRNA가 다음으로 많이 분포하였다. 전통적으로 생물학적 인 제거를 담당하는 미생물로 여겨져 왔던 Acinetobacter, Aeromonas, Pseudomonas의 rRNA는 10% 미만으로 존재하고 있음이 확인되었다. 이러한 결과로부터 Rhodocyclus 그룹같은 proteobacteria의 베타군과 CTE에 속하는 미생물이 인 제거에 중요한 역할을 수행할 것으로 생각되었고 Acinetobacter, Aeromonas, Pseudomonas 등은 생물학적 인 제거에 있어서 과평가된 것으로 판단되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권3호
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• pp.451-455
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• 2006

Heterotrophic biomass yield coefficients, $Y_H$, for aerobic, anoxic and anaerobic reactors were successfully estimated for the two wastewater treatment plants, where one plant was operating in the $A^2/O$ process and the other was operating in the 4-stage BNR process. The estimation of $Y_H$ was undertaken by plotting the biomass COD concentrations versus the soluble COD concentrations in order to calculate the ${\Delta}biomass$ COD/ ${\Delta}soluble$ COD in each batch reactor. The batch reactors employed in this study were fed by filtered influent and mixed liquors in the ratio of 10:1, and operated in the aerobic, anoxic and anaerobic conditions, which represented the actual operating conditions for the $A^2/O$ and 4-stage BNR process. The average $Y_H$ values of the aerobic, anoxic and anaerobic reactor for the $A^2/O$ process were 0.52, 0.41 and 0.18 mg COD/mg COD, respectively, and those for the 4-stage BNR process were 0.58, 0.40 and 0.20 mg COD/mg COD, respectively. The average ratio of the $Y_H$ for aerobic reactors to those for the anoxic reactors were about 1:0.79 for the $A^2/O$ process, and about 1:0.69 for the 4-stage BNR process. The experimental method for anoxic and anaerobic $Y_H$ estimation shown in this study has turned out to be simple and efficient in its practical application.

• 유기물자원화
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• 제27권4호
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• pp.51-59
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• 2019

실험실 규모 회분식 미생물전기분해전지 반응기 (유효부피 20 mL)를 이용하여 수소가스 생산 및 식종기간 특성을 조사하였다. 총 6 cycle 동안 0.9 V를 인가하여 식종슬러지 혼합 비율 (혐기성소화 슬러지:50 mM PBS)에 따른 수소생산 및 식종기간을 분석한 결과 혼합비 1:1 반응기에서 9.8-20.9 mL 수소를 생산하였으며, 수소함량은 66.8-79.6%로 가장 높게 나타났다. 식종기간에 있어서는 혼합비 1:1 반응기 기준으로 약 12일 정도부터는 수소생산 및 전류밀도가 증가하는 것으로 나타났다. 또한 혼합비 1:2, 1:3, 1:4 반응기의 경우 cycle (2-6 cycle)에 따라 수소가스 생산량이 3.7-7.1 mL, 농도 5.8-65.8%로 변화하였으며, 혼합비 1:5, 1:6, 1:7 반응기의 수소가스 생산량은 0.5-0.7 mL, 농도 1.8-7.1%로 나타나 최대 혼합비 1:4까지 식종하는 것이 적합할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권8호
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• pp.561-569
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• 2014

본 연구는 인제거를 위한 하수처리시설에서 발생하는 약품 잉여슬러지의 혐기성소화 특성을 조사하기 위한 것이다. 잉여슬러지의 최종생분해도 값은 Biogas발생량을 기준으로 약 31%, PACl 슬러지는 24%이며, Alum 슬러지는 26%이었다. 20일 동안 잉여슬러지는 $S_1$이 75%로써 $k_1$ ($0.1129day^{-1}$)의 속도로 분해되었으며, PACl 슬러지는 $k_1$ ($0.0998day^{-1}$)의 속도로 $S_1$인 74%의 BVS를 분해시켰고, Alum 슬러지는 $S_1$이 76%로써 $k_1$ ($0.1091day^{-1}$)의 속도로 분해되었다. SCFMR 반응조 운전시 모든 슬러지는 pH 6.7~7.0을, Alkalinity는 1,800~2,200 mg/L 범위로 차이가 미미하며 유사한 값을 유지하였다. HRT 20일에서 PACl 슬러지와 Alum 슬러지 Biogas 발생량은 각각 0.089, 0.091 v/v-d로 Control 0.124 v/v-d에 비해 낮은 27~28%이었다. 운전 전반에 걸처 메탄의 함량은 세 반응조 모두 70~76%로 PACl과 Alum을 주입함에 따른 영향은 없는 것으로 판단된다. PACl과 Alum을 주입한 슬러지의 TVS 제거효율은 HRT 20일에서 각각 평균 19.6%, 19.9%로 Control (23.8%)에 비해 약 4% 가량 작은 값을 나타내었으며, BVS 제거효율은 HRT 20일 조건에서 Control 반응조의 경우 평균 34.5%, PACl과 Alum 슬러지는 각각 평균 25.8%, 26.9%로 나타내어 PACl과 Alum 슬러지가 Control 보다 약 8% 낮은 제거효율을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권2호
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• pp.165-172
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• 2006

생물학적 인 제거공정에서 인 제거 효율에 따른 인제거관련 미생물을 포함하는 슬러지 미생물상의 변화를 분석하기 위하여 2개의 반응조(SBR)에 각기 다른 탄소원(초산나트륨, 포도당)을 주입하여 작동시켰다. 초산나트륨을 주입한 SBR1에서는 반응 100일 후, 유출수에서 $PO_4-P$가 3.92 mg/L 검출되었고(제거효율 60.8%) 이때의 미생물상은 ${\beta}$-subclass proteobacteria(39.67%)와 인제거미생물인 PAO(45.10%)가 우점하는 양상을 보인 반면, 포도당을 주입한 SBR 2에서는 $PO_4-P$가 8.3 mg/L 검출되었으며(제거효율 17%), ${\gamma}$-subclass proteobacteria(23.89%)가 우점하였고 PAO는 21.42%를 차지할 뿐이었다. DGGE결과에서도 ${\beta}$-subclass proteobacteria가 SBR1에서 우점하였다. 그러나 수온이 증가할수록 ${\beta}$-subclass proteobacteria and PAOs의 비율이 감소하였고 GAOs는 증가하였다. 그러므로 생물학적인 인제거공정에서 수온과 영양원의 상태 등 환경인자들이 인제거 미생물과 인제거를 저해하는 미생물의 우점도에 영향을 미친다고 할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권10호
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• pp.583-589
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• 2015

본 연구에서는 슬러지 케이크를 열수분해한 탈리액을 대상으로 혐기소화특성을 평가하였으며, 슬러지 탈수케이크의 열수분해후 성상변화 및 열수분해 탈리액의 MAP결정화, MAP결정화 상등액을 이용한 혐기소화공정효율을 고찰하였다. 탈리액의 MAP결정화는 Mg:P의 비가 1.5:1, pH가 9.5인 조건이 최적이었으며, 이때 MAP생성으로 인해 열수분해 탈리액의 암모니아성 질소는 50%, 인산염은 97%가 제거되어 열수분해 탈리액의 혐기소화 전처리 시 효과적임을 알 수 있었다. 기질 대 미생물비(S/I) 0.5 조건에서 중온 회분식 혐기소화조 운전결과 MAP 결정화를 거친 열수분해 탈리액의 최종생분해도는 63%였으며, 분해속도상수 $k_1$은 $0.207day^{-1}$로 17일 동안 이분해성 기질비율($S_1$)이 90% 분해되었고, 나머지 10% ($S_2$)는 $k_2$ ($0.024day^{-1}$)의 느린 속도로 분해되어 열수분해로 인해 슬러지의 생분해성이 높아짐을 알 수 있다. 열수분해 탈리액을 MAP결정화한 후, 탈리액을 대상으로 SCFMR형태의 혐기조를 운전한 결과 HRT 20일(OLR 1.43 g VS/L-d)에서 평균 0.45 v/v-d의 Biogas가 발생하였으며, TVS제거효율은 37~41% 범위로 우수한 혐기소화효율을 나타내었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권7호
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• pp.1290-1297
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• 2008

To investigate the diversities of Accumulibacter phosphatis and its polyhydroxyalkanoate (PHA) synthase gene (phaC) in enhanced biological phosphorus removal (EBPR) sludge, an acetate-fed sequencing batch reactor was operated. Analysis of microbial communities using fluorescence in situ hybridization and 16S rRNA gene clone libraries showed that the population of Accumulibacter phosphatis in the EBPR sludge comprised more than 50% of total bacteria, and was clearly divided into two subgroups with about 97.5% sequence identity of the 16S rRNA genes. PAO phaC primers targeting the phaC genes of Accumulibacter phosphatis were designed and applied to retrieve fragments of putative phaC homologs of Accumulibacter phosphatis from EBPR sludge. PAO phaC primers targeting $G_{1PAO},\;G_{2PAO},\;and\;G_{3PAO}$ groups produced PCR amplicons successfully; the resulting sequences of the phaC gene homologs were diverse, and were distantly related to metagenomic phaC sequences of Accumulibacter phosphatis with 75-98% DNA sequence identities. Degenerate NPAO (non-PAO) phaC primers targeting phaC genes of non-Accumulibacter phosphatis bacteria were also designed and applied to the EBPR sludge. Twenty-four phaC homologs retrieved from NPAO phaC primers were different from the phaC gene homologs derived from Accumulibacter phosphatis, which suggests that the PAO phaC primers were specific for the amplification of phaC gene homologs of Accumulibacter phosphatis, and the putative phaC gene homologs by PAO phaC primers were derived from Accumulibacter phosphatis in the EBPR sludge. Among 24 phaC homologs, a phaC homolog (GINPAO-2), which was dominant in the NPAO phaC clone library, showed the strongest signal in slot hybridization and shared approximately 60% nucleotide identity with the $G_{4PAO}$ group of Accumulibacter phosphatis, which suggests that GINPAO-2 might be derived from Accumulibacter phosphatis. In conclusion, analyses of the 16S rRNA and phaC genes showed that Accumulibacter phosphatis might be phylogenetically and metabolically diverse.