• 한국환경과학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-6
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• 2013

A fixed biofilm reactor system composed of anaerobic, anoxic(1), anoxic(2), aerobic(1) and aerobic(2) reactor was packed with synthetic activated ceramic (SAC) media and adopted to reduce the inhibition effect of low temperature on nitrification activities. The changes of nitrification activity at different wastewater temperature were investigated through the evaluation of temperature coefficient, volatile attached solid (VAS), specific nitrification rate and alkalinity consumption. Operating temperature was varied from 20 to $5^{\circ}C$. In this biofilm system, the specific nitrification rates of $15^{\circ}C$, $10^{\circ}C$ and $5^{\circ}C$ were 0.972, 0.859 and 0.613 when the specific nitrification rate of $20^{\circ}C$ was assumed to 1.00. Moreover the nitrification activity was also observed at $5^{\circ}C$ which is lower temperature than the critical temperature condition for the microorganism of activated sludge system. The specific amount of volatile attached solid (VAS) on media was maintained the range of 13.6-12.5 mg VAS/g media at $20{\sim}10^{\circ}C$. As the temperature was downed to $5^{\circ}C$, VAS was rapidly decreased to 10.9 mg VAS/g media and effluent suspended solids was increased from 3.2 mg/L to 12.0 mg/L due to the detachment of microorganism from SAC media. And alkalinity consumption was lower than theoretical value with 5.23 mg as $CaCO_3$/mg ${NH_4}^+$-N removal at $20^{\circ}C$. Temperature coefficient (${\Theta}$) of nitrification rate ($20^{\circ}C{\sim}5^{\circ}C$) was 1.033. Therefore, this fixed film nitrogen removal process showed superior stability for low temperature condition than conventional suspended growth process.

• 대한환경공학회지
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• 제22권11호
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• pp.1969-1976
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• 2000

폐수의 복합독성과 다수의 미지 화합물의 영향을 평가하는 것은 많은 시간이 요구되고 분석상 어려움이 존재하는 경우가 많다. 그러므로 폐수중 독성을 나타내는 원인물질의 탐색과 처리효과를 평가하기 위한 방법을 확립하는 것이 절실히 요구된다. 본 연구에서는 질산화 저해제를 이용하여 혼합미생물중 질산화 미생물과 종속영양미생물을 구분하여 암모니아 저해도 실험을 수행하였으며, 이때 저해도는 dehydrogenase activity(DHA)를 이용한 미생물활성도의 차이로서 평가하였다. DHA에 의한 암모니아 저해 연구는 총 암모니아의 영향, 유리 암모니아의 영향, 질산화 미생물과 종속영양미생물의 암모니아 저해도에 대해 각각 평가되었다. 암모니아 독성은 총 암모니아 농도와 pH가 증가할수록 크게 나타나 유리 암모니아의 역할이 중요하게 작용함이 밝혀졌으나 미생물의 DHA는 총 암모니아와 유리 암모니아가 함께 고려되어야 정확히 평가될 수 있었다. 3.000mg/L 이상의 고농도의 암모니아에서는 질산화 미생물이 종속영양미생물 보다 심한 저해를 받는 것으로 나타났다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권4호
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• pp.263-276
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• 2015

This paper deals with the influence of chemical oxygen demand to nitrogen ratio ((COD/N) ratio) on the performance of an membrane bioreactor. We aim at establishing relations between COD/N ratio, organisms' distribution and sludge properties (specific resistance to filtration (SRF) and membrane fouling). It is also essential to define new criteria to characterize the autotrophic microorganisms, as the measurements of apparent removal rates of ammonium seem irrelevant to characterize their specific activity. Two experiments (A and B) have been carried on a 30 L lab scale membrane bioreactor with low COD/N ratio (2.3 and 1.5). The obtained results clearly indicate the role of the COD/N ratio on the biomass distribution and performance of the membrane bioreactor. New specific criteria for characterising the autotrophic microorganisms activity, is also defined as the ratio of maximum ammonium rate to the specific oxygen uptake rate in the endogenous state for autotrophic bacteria which seem to be constant whatever the operating conditions are. They are about 24.5 to 23.8 $gN-NH_4{^+}/gO_2$, for run A and B, respectively. Moreover, the filterability of the biological suspension appear significantly lower, specific resistance to filtration and membrane fouling rate are less than $10^{14}m^{-2}$ and $0.07\;10^{12}m^{-1}.d^{-1}$ respectively, than in conventional MBR confirming the adv < antage of the membrane bioreactor functioning under low COD/N ratio.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.797-806
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• 2000

본 연구는 탄소원으로서 페놀과 공동기질로서 글루코스를 합유한 인공합성폐수를 만들어 실험실 규모의 UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) - PBR(Packed Bed Reactor) 공정을 운전하면서 페놀의 유일한 탄소원으로서의 이용특성과 공동기질로서 글루코스를 주입한 경우의 이용특성, 미생물의 활성도 및 질소의 동시제거 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 실험결과 페놀올 유일한 탄소원으로 주입한 경우 페놀유입농도 600 mg/L에서도 페놀제거율 99% 이상, SCOD 2100 mg/L 농도에서 제거율 93% 이상을 보였다. 조내 미생물의 량은(VSS) 약 20 g이었고 이때 미생물의 활성도는 $0.112g\;phenol/g\;VSS{\cdot}d$이었고 SCOD 제거율은 $0.351g\;SCOD/g\;VSS{\cdot}d$이며 가스발생율은 $0.115L/g\;VSS{\cdot}d$, 메탄가스의 함유율은 70%로 나타났다. 공동기질로 페놀파 글루코스를 주입한 경우 페놀유입농도 760 mg/L하에서 페놀제거율 98% 이상, SCOD 4300 mg/L 농도에서 제거율 90% 이상을 보였다. 조내 미생물의 량은(VSS) 약 20 g이었고 이때 미생물의 활성도는 $0.135g\;phenol/g\;VSS{\cdot}d$이었고 SCOD 제거율은 $0.696g\;SCOD/g\;VSS{\cdot}d$이며 가스발생율은 $0.257L/g\;VSS{\cdot}d$. 메탄가스의 함유율은 70%로 나타났다. 회분실험결과 페놀농도 1600 mg/L 이상의 농도에서 활성의 저해를 받았으며 메탄화반응과 탈질반응이 동시에 일어나는 것으로 관찰되었다. 질산화는 수리학적 체류시간 24시간으로 하여 암모니아성 질소 $0.038kg\;NH_4-N/m^3-media{\cdot}d$ 부하조건과 유입수내 페놀농도 10~12 mg/L, SCOD 200~500 mg/L 조건하에서 저해를 받지 않고 90% 이상의 질산화율을 보였고 페놀의 제거효율은 98% 이상을 보였다.

• 생명과학회지
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• 제27권6호
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• pp.688-693
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• 2017

하수 슬러지로부터 감자 뿌리썩음병 및 토마토 탄저병을 유발하는 Colletotrichum coccodes에 대해 항진균 활성이 있는 세균을 분리하였다. 분리균의 partial 16S rRNA sequence는 Bacillus methylotrophicus CBMB205 및 Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum FZB42와 각각 99%의 상동성을 보여주었다. 분리균은 neighbor-joining phylogenetic tree, BlastN 염기서열 분석, 형태학적 및 배양학적 특성에 따라 Bacillus sp. SW29-2로 동정하였다. 분리균 Baciilus sp. SW29-2는 B. methylotrophicus CBMB205 type strain과 비교시 4% 이상 NaCl에서 생육하는 것이외에 형태학적, 생리학적 특성이 모두 동일하였다. 분리은 호기성, Gram-양성, 내생포자를 형성하는 세균이었다. 실험한 $18-47^{\circ}C$(최적, 약 $38^{\circ}C$)의 온도범위에서, pH 3-9(최적, 약 6.0) 범위의 초기 배지 pH에서 모두 생육이 관찰되었다. Baciilus sp. SW29-2의 C. coccodes에 대한 생육저지환(직경)은 23 mm에서 29 mm의 범위이었다. 분리 세균은 또한 사과 푸른곰팡이병(penicillum rot disease)을 유발하는 Penicillium expansum에 대해 우수한 항진균 활성을 보여주었다. 현재까지, Bacillus속 세균의 C. coccodes에 대한 항균활성 연구는 파악할 수 없었다. 이 결과는 분리균 Bacillus sp. SW29-2가 식물 병원성 C. coccodes에 대해 생물학적 방제제로의 활용 가능성이 있으며, 추후, 식물병을 유발하는 다른 진균에 대해서 적용할 예정이다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.1021-1027
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• 2008

본 연구에서는 비점오염물질을 처리하기 위해 생물막 공정이 도입되었다. 반응기내의 생물막의 성장으로 위해 세라믹 담체가 사용되었으며, 담체의 충전률은 각각 5% 및 15(v/v)%였다. 이후, 반응기는 각각 0, 5, 10, 15일의 무강우기간에 따라 회분식으로 운전되었다. COD 및 NH$_4{^+}$-N의 제거효율이 담체 충전률, 온도 및 무강우기간에 따라 조사되었으며, 추가적으로 polymerase chain reaction (PCR)-denaturing gel gradient electrophoresis(DGGE)와 INT-dehydrogenase activity(DHA) test를 통하여 미생물 군집 및 활성도가 해석되었다. 운전 결과, 무강우기간이 늘어남에도 충전률에 관계없이 COD의 제거는 안정적으로 일어났다. COD는 25$^{\circ}C$에서는 6$\sim$8 hr, 10$^{\circ}C$에서는 약 15 hr의 반응시간이 필요하였다. DGGE 분석 결과, 무강우기간이 늘어남에 따라 식종 슬러지에서 발견되는 미생물에서 저니토에서 주로 발견되는 미생물로 변화됨을 확인할 수 있었다. 또한 INT-DHA법에 의한 미생물의 활성도 측정 결과, 15일의 무강우기간에도 활성도의 감소는 관찰되지 않았다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권1호
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• pp.54-60
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• 1999

축산폐수의 효율적 처리와 최적 메탄발생을 위하여 AF 그리고 이단의 ASBF-PR과 ASBF-SP 실험실적 생물반응기를 구성하고 $35^{\circ}C$ 항온조에서 수리학적체류시간 $1{\sim}2$일 그리고 유기물부하 $1.1{\sim}63kg-COD/m^3{\cdot}d$까지 연속 운전하여 처리효율을 비교, 분석하였다. 하수종말처리장의 혐기성 소화조 잉여 슬러지에 의한 혐기성 생물반응기의 식종은 효과적이었으며, 적응 기간은 약 40일 정도가 소요되었다. 생물반응기는 COD 제거율 $66.4{\sim}84.9$% 그리고 바이오 가스 발생량은 제거된 COD 기준 $0.333{\sim}0.796m^3/kg-COD{\cdot}d$. 으로 축산폐수의 처리에 효율적이었으며 유입 COD의 증가와 수리학적체류시간의 감소에 의한 유기물부하 증가의 경우 COD 제거율은 감소하고 바이오가스 발생량은 증가하였다. 높은 유기물부하에서 AF와 ASBF-PR의 처리효율은 비슷하였으며 ASBF-SP보다 우수하였다. 생물반응기에 충진된 미디어의 공극율과 공극의 크기가 비표면적에 비교하여 유기물질 제거능력 향상에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 유입수 TKN 농도가 $1,540{\sim}1,870mg/L$ 범위에서 메탄발효 미생물의 활동은 저해영향을 받아 생물반응기의 처리효율과 바이오가스 발생량은 각각 50% 이하로 감소되는 것으로 나타났으므로 혐기성 소화가 축산폐수의 처리에 주 공정으로 응용된다면 전처리에 의한 TKN의 제거는 필수적이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권2호
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• pp.179-186
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• 2006

원자력을 이용하는 시설 및 그와 관련한 연구개발실험실로부터 각종 화학폐수가 다량으로 발생되고 있으며 이들 폐수를 화학폐수 전용처리시설로 처리하고 있으나 최종 건조 케이크내에 함유된 우라늄의 농도가 규제면제농도인 10 Bq/g을 약간 초과하므로서 방사성폐기물로 분류하여 별도로 저장하고 있다. 화학폐수 처리후 침전된 슬러지내의 우라늄 농도를 분석한 결과 우라늄이 용액상이 아닌 침전물상에 존재함을 알았으며, 이들 우라늄을 침전물로부터 용액상으로 용해하기 위하여 강질산으로 용해시켰다. 그 결과 대부분의 우라늄이 슬러지의 침전물로부터 용액상으로 용출되었으며, 용해후 얻어진 슬러지 산용해액에 대해 IRN-77과 비드형으로 새로 제조한 다이포실 수지를 실 폐액처리에 적용하기 위한 흡착실험을 수행하였다. IRN-77과 다이포실 비드를 단독, 혼합 또는 단계적으로 사용한 결과, 80%이상의 우라늄 흡착효율을 얻기 위해서는 산용해액과 동등량 또는 그 이상의 다량의 수지가 소요되었다. 한편 침전 슬러지를 압착하여 부피가 더욱 축소된 탈수케이크를 산용해한 결과, 탈수케이크 대 질산의 비율이 3:2에서 우라늄의 함량을 최대 11 mg/L을 얻었으며 슬러지 용해시보다 적은 양으로 산용해가 가능하였다. 탈수 케이크 산용해액의 방사능 농도는 6.97E-01 Bq/ml 로서 기존의 자연증발처리시설에서 처리가 가능한 수준이었으며, 건조케이크의 비방사능은 11.2 Bq/g로서 최종 폐기물로 발생될 폐증발천의 비방사능이 4.3 Bq/g으로 평가되어 우라늄 동위원소의 규제면제치인 10 Bq/g 미만이므로 자체처분이 가능한 수준이었다. 결론적으로 화학폐수를 처리한 후 부피가 최소화된 탈수케이크에서 우라늄을 산용해시키고 최종 산용해액은 기존의 자연증발시설로 증발처리하면 방사성 건조케이크의 발생 없이 또한 자연증발천도 자체처분이 가능한 최적의 방안을 도출하였다.

• 한국농공학회지
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• 제35권2호
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• pp.92-103
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• 1993

A sunday system with a horizontal bin-type composter was constructed and operated to evaluate its composting performance for four days for each test in October, 1992. A sundry system is one of popular systems for composting livestock manure, of which main benefit is to utilize unlimited, clean, and free solar radiation. A rectangular concrete bin(composter) with dimension of 300cm(length) X90cm(width) X60cm(height) was bedded alternatively with four lanes of aeration pipes and heating pipes, and was insulated at three walls with 50mm styrofoam. Each aeration pipe of a diameter of 25mm had 4mm perforated holes at every 15cm longitudinally, and supplied air of about 2m$^3$/min to the composter to maintain aerobic condition . A stirrer rotating at 1 rpm made one round trip every 20 minutes on the conveying chain along the the length of the composter. Five tests (Test 1~Test 5) were implemented to evaluate the composting effectiveness of a sundry system with a horizontal bin-type composter. Treatments of two levels of the mixture ratio of swine manure and paper sludge cakes(manure : paper sludge cakes= 1 : 4 and 1 : 2) and two levels of the water content(W/C ; 70% and 50%) were made to test the significance of the physicochemical properties for decomposition of the mixture materials. Temperature, C/N ratio, water content, microbial activity of the composting materials were taken measurements to evaluate its performance with the lapse of composting time for tests. A small-scale sundry system with a bin-type composter did not appear to be an appropriate system for composting livestock manure. Since heat generation by the composting materials could not overcome heat loss due to areation in a small-scale composter, a proper thermal enviroment could not be maintained to propagate massively thermopilic microorganism relatively in a short period of time. Different from the result of Chol et al.(1992) 6), a temperature variation of the composting materials did not show the peak clearly and C/N ratio didn't lower with time as expected. Mesophilic microoragnism seemed to play an important role for decomposition of the mixture materials. A sundry system with a bin-type composter may be good for a large-scale livestock farm household which may produce enough animal manure. Therefore a decision should be made very carefully to choose a system for composting livestock waste.

• Applied Biological Chemistry
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• 제18권4호
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• pp.194-202
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• 1975

이 연구(硏究)는 도시유기폐물(都市有機廢物)을 이용(利用)한 유기질비료(有機質肥料)로서 활성오니(活性汚泥) 및 진개퇴비(塵芥堆肥)를 킬레이트화 물질로서 利用(利用)하기 위(爲)해서 이들 물질(物質)의 특성(特性)을 조사(調査)하였다. 철(鐵)킬레이트화에 관여(關與)하는 수용성물질(水溶性物質)을 분자체 분획법(分劃法)으로 분리(分離)하여 자외선(紫外線)및 적외선분광(赤外線分光) 스펙트럼에 의해서 그 구조(構造)를 조사(調査)하였고 이들 킬레이트의 안정도상수(安定度常數)를 이온교환평형법(交換平衡法)으로 측정(測定)하여 이들을 킬레이트 물질로 사용(使用)하했을때 그 안정성(安定性)을 검사(檢討)하였다. 진개퇴비(塵芥堆肥)에서 추출(抽出)된 유기물질(有機物質)은 Sephadex G-25에 의(依)해 4개분획(個分劃)으로 분리(分離)되었고 이중 철(鐵)과 킬레이트를 이루고 있던 분획(分劃)은 분자량(分子量)이 $5000{\sim}10,000$ 사이에 있었고 Polyphenol구조(構造)의 산소군(酸素群)이 킬레이트화(化)에 관여(關與)하고 있었다. 활성오니중(活性汚泥中) 가용성(可溶性) 물질(物質)은 Sephadex G-25에 의(依)해 6개(個)의 분획(分劃)으로 분리(分離)되었고 이중 킬레이트를 이루고 있던 분획(分劃)은 $5000{\sim}10,000$ 또는 5000에 약간 미달(未達)하는 분자량(分子量)을 가지고 있고 Polypeptide의 amide기(基)가 킬레이트화에 관여(關與)하였다. 이들의 안정도상수(安定度常數)도 합성(合成)킬레이트 물질의 안정도상수(安定度常數)와 큰 차이(差異)가 없을 정도(程度)로 안정(安定)하였다.