• 상하수도학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.13-25
• /
• 2007

The water treatment plants in Seoul Metropolitan Area, which are under Korea Water Resources Corporation(KOWACO)'s management, take water from Paldang Reservoir in Han River System for drinking water supply. There are taste and odor (T&O) problems in the finished water because the conventional treatment processes do not effectively remove the T&O compounds. As part of countermeasures for taste and odor control, KOWACO is planning to introduce advanced water treatment process such as ozone and GAC in near future. This study evaluated the removal characteristics of T&O and dissolved organic matter (DOM) to find design and operation parameters of advanced water treatment processes in a pilot-scale treatment plant. The GAC adsorption capacity for DOC in the two GAC system (GAC and $O_3$-GAC) at an EBCT of 14min was mostly exhausted after 9months. The differency of the removal efficiency of DOC between $O_3$-GAC and GAC increased with increasing operation time because the bioactivity in $O_3$-GAC process was enhanced by post-ozone process. Removal by conventional treatment was unable to reach the target TON(threshold odor number) of 3 but GAC systems at an EBCT(empty bed contact time) of 14 min were able to archive the target with few exception. During the high T&O episodes, PAC as a pretreatment together with GAC could be useful option for T&O control. However, substantial TON removal continued for more than two year (> 90,000 bed volumes). At the spiking of less concentration 26 to 61 ng/L in the influent of GAC systems, GAC absorber and $O_3$-GAC processes could meet the treatment target. The better spike control after 12 and 19 months of operation compared to that after 7 months of operation is a strong indication of biological control. The results presented in this study had shown that $O_3$-GAC process was found to be more effective for T&O control than GAC process. And the main removal mechanism in GAC systems were adsorption capacity and biodegradation.

• 생명과학회지
• /
• 제17권7호통권87호
• /
• pp.944-947
• /
• 2007

Bacillus LPO3 (계면활성제와 같이 유화물질을 생산하는)을 hydrocarbon을 감소시키는 bio-control agent로 사용했다. 토양 (시중구입)은 gasoline을 섞어 오염시킨 토양을 사용하였다. 13일 동안 bacteria의 성장, hydrocarbon의 감소, 그리고, Bacillus LP03 의 작물 성장에 미친 요인(식물의 싹과 뿌리의 길이를 포함한)을 관찰하였다. 우리는 이 bacteria의hydrocarbon을 감소 시키는 물질로서 이 균이 생산하는 계면활성제일 것이라는 가능성을 이미 확인 하였으며 이는 식물의 싹과 뿌리의 생장을 촉진하였고, 회색 곰팡이에 대하여항 진균 활성을 보였다. 본 연구에서는 bacteria를 넣지 않은 기름으로 오염된 토양 실험 군에서는 식물이 자라나지 않았을 뿐 아니라 살아남지도 못했다. 실험 결과로 볼 때, gasoline의 hydrocarbon이 시간이 지남에 따라 감소되었고, RNA blotting실험에서는 오염된 토양에서 균의 증식과 더불어 계면활성제관련 유전자 산물의 증가를 확인하였다 결과적으로, 이 bacteria (계면활성제를 생산하는)는 회색 곰팡이에 감염된 토양이나 기름으로 오염된 토양에서 작물이 자랄 수 있게 하기 위한 bio-control agent로서 유효한 균으로 생각된다.

• 생명과학회지
• /
• 제24권8호
• /
• pp.887-894
• /
• 2014

유기염소계 난분해성 산업폐수처리에 효과적인 미생물제제 개발을 위하여 PCP (pentachlorophenol)와 TCE (trichloroethylene) 등과 같은 유기계 염소화합물이 오염되어있는 토양 및 산업폐수로부터 PCP 분해활성이 높은 GP5, GP19와 TCE 분해활성이 높은 GA6, GA15를 분리하였다. 이들 분리균주 GP5, GP19, GA6, GA15등은 Acetobactor sp., Pseudomonas sp., Arthrobacer sp., Xanthomonas sp.과 유사한 것으로 나타나 최종적으로 Acetobacter sp. GP5, Pseudomonas sp. GP19, Arthrobacer sp. GA6, Xanthomoas sp. GA15로 명명하였다. 유기염소계 산업폐수의 처리를 위한 복합미생물제제 OC17은 PCP와 TCE를 분해하는 4개의 분리 분리균주와 방향족화합물 분해균주인 Acinetobacter sp. KN11, Neisseria sp. GN13의 배양액을 혼합하여 제조하였다. 복합미생물제제 OC17은 $2.8{\times}10^9CFU/g$의 균체수를 갖고 있으며, 밀도는 $0.299g/cm^3$, 수분함량은 26.8%를 나타내었다. 복합미생물 제제 OC17은 PCP 500 mg/l가 포함되어있는 인공폐수를 이용한 실험에서 배양 65시간에 87%의 분해효율을 나타내었고, TCE (300 uM)의 분해효율은 배양 50시간에 90%의 분해효율을 나타내었다. 복합미생물제제 OC17을 이용한 유기 염소계 산업폐수의 처리효율 시험을 위한 연속배양 실험 에서 10일간 처리 하였을 때 91%의 COD 제거효율을 나타내었다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권10호
• /
• pp.1273-1279
• /
• 2013

방향족화합물들로 오염되어있는 토양 및 산업폐수를 포함한 각종 시료로부터 phenol에 분해활성이 높은 56균주를 순수분리 하였으며, 이들 분리 균주 중 균체생육과 phenol 분해활성이 가장 높은 균주인 GN13을 선별하였다. 분리균주 GN13은 형태학적, 생리학적 및 생화학적 특성을 조사한 결과 Neisseria 속 세균과 유사한 것으로 판명되어 최종적으로 Neisseria sp. GN13으로 명명하였다. 분리균주 Neisseria sp. GN13의 균체생육 및 phenol 분해를 위한 최적온도와 최적 pH는 각각 $32^{\circ}C$와 7.0였다. 유일 탄소원으로 phenol 1,000 mg/l를 포함하여 최적화된 배지를 사용한 jar-fermentor 배지에서 배양 30시간에 균체생육이 최대에 이르렀으며 배양 27시간째 거의 모든 phenol이 분해되었으며, catechol deoxygenase 활성측정에 의하여 Neisseria sp. GN13은 meta-와 ortho-pathway를 통하여 catechol 분해가 일어났다. Neisseria sp. GN13은 phenol 함유 인공폐수에서의 phenol 분해율은 배양 30시간 만에 97%의 phenol이 분해되는 것으로 나타났으며, 인공폐수에 대한 Neisseria sp. GN13과 활성슬러지 처리구에서의 TOC 제거효율은 각각 83%와 78%였다. 석유화학폐수에 대한 Neisseria sp. GN13의 COD 제거율은 활성슬러지만을 포함한 대조구보다 약 1.3배 높은 효율을 나타내었다. 이러한 결과로 미루어 분리균주 Neisseria sp. GN13은 phenol을 함유하고 있는 여러 폐수에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 미생물학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.79-83
• /
• 2000

도시폐수처리장의 활성슬러지 표본으로부터 유일 탄소원 및 질소원으로 aniline을 이용할수 있는 미생물 컨소시엄을 농화배양하였다. 농화배양으로부터 분리된 3개의 분해세균 가운데 분해능이 탁원한 세균을 본 연구에 사용되었다. 분리세균운 그람 음성세균으로서 여러 가지 생리.생화학적 시험을 통하여 Delftia acidovorans로 동정되었으며 이를 Delftia sp. JK-2로 명명하였다. 10mM의 aniline이 포함된 액체배지에 Delftia sp. JK-2를 접종한 결과 24시간 이내에 aniline이 완전히 분해되엇다. 이 가간동안 배양액 내에 $NH_4^+$이온은 일시적으로 생성되었다가 aniline이 완전히 분해됨에 따라 완전히 사라졌다. Aniline을 포함하여 무기배지에 부가탄소로서 glucose를 첨가하였을 때 분해능은 크게 감소하였다. 질소원으로서 0.5% nitratef,f 첨가하였을 때 첨가하지 않은 대조군에 비해 anline의 분해가 80% 이상 향상되었다. Aniline 분해세균의 16S rDNA 염기서열을 이용하여 phylogenetic 분석을 실시한 결과 이 세균은 Delftia acidovorans와 96%의 유사성을 나타내었으며, Acidovorax, Aquaspirllum, Xylophilus, Variovorax, Rhodoferax 등의 세균과도 상당한 유사성을 나타내었다.

• 유기물자원화
• /
• 제2권1호
• /
• pp.75-86
• /
• 1994

우리나라에서 발생되는 음식쓰레기는 퇴비화 처리시 높은 수분함량과 낮은 C/N비를 적정 수준으로 조절하기 위해 bulking agent를 첨가함이 필수적이며 그의 정확한 첨가량을 계산하는 것은 퇴비화에 소요되는 비용을 결정하는데 중요한 요소로 적용하게 된다(Hay et al., 1998). 그러나 bulking agent의 첨가량을 계산하기 위한 기준지표 중의 하나인 C/N비의 경우 혼합되는 bulking agent의 분해정도가 고려되지 않은 총 탄소와 질소의 비에 기준하여 적정 첨가비율이 정해지고 있기 때문에 실제 요구되는 탄소와 질소의 양을 초과 또는 미달하는 경우가 발생될 수 있으며, 이는 곧 bulking agent의 과다첨가 또는 반응속도 저하로 인한 처리비용의 상승과 직결될 수 있다. 본 연구에서는 음식쓰레기의 퇴비화를 위한 bulking agent의 정확한 첨가량을 정량적으로 제시하기 위하여 bulking agent의 첨가로 인한 반응향상 여부와 그 원인을 분석하여 이를 바탕으로 적정 첨가량 결정법을 제안하였다. 그 결과 실질적으로 분해가능한 탄소원을 포함하고 있는 쌀밥의 첨가는 C/N비가 낮은 음식쓰레기의 퇴비화반응을 향상시킬 수 있으나, 분해가 쉽지 않은 톱밥을 bulking agent로 첨가할 경우는 음식쓰레기의 탄소원을 제공함으로써 반응을 향상시킨다기 보다는 음식쓰레기의 통기성을 개선하여 줌으로써 활발한 퇴비화 반응을 유도한다는 사실을 확인할 수 있었다. 따라서, bulking agent는 그 첨가량을 많이 할수록 퇴비화반응에 유리하며, 일반적인 적정 C/N비값 이상의 첨가율에서도 반응 향상이 가능한 것으로 예상된다. 또한 bulking agent 첨가량의 증가로 인한 통기성의 향상효과는 해당 조건하에서의 적정 수분함량값 증가요소로 작용하는 것으로 나타나 이를 종합적으로 고려한 bulking agent첨가량 결정이 필요함을 알 수 있었다. 이상과 같은 실험적 분석의 결과를 종합할 때, 음식쓰레기 100g당 78g의 톱밥을 첨가하여 C/N비를 25 수분함량을 56%로 각각 조절하는 것이 본 연구에서 다루어진 음식쓰레기의 활발한 퇴비화를 위해서는 적절하며, 이러한 첨가량의 계산법은 실제 퇴비화시설의 적정 운전을 위해서 적용함이 바람직한 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.491-498
• /
• 2005

B시 J하수처리장은 질소성분의 제거를 위해 메탄올을 외부탄소원으로 이용하고 있다. 메탄올은 외부탄소원으로 널리 쓰이고 있으나 고가의 약품비용과 취급상 위험도가 높아 약품비 절감을 위해 저렴한 대체 탄소원의 개발이 요구되었다. 정밀화학 부산물(보습코팅제 부산물)은 한외여과막을 이용 셀룰로오스와 같은 고분자 물질을 제거하여 유기성분 중 RBDCOD(readily biodegradable chemical oxygen demand) 비율을 $98{\sim}99%$(COD기준)로 상승시켰다. 이 정밀화학 부산물의 주유기성분은 메탄올(methanol), 프로필렌글리콜(prophylenglycol), 메톡시프로판올(methoxypropanol)로 모두 알콜기를 가지고 있어 메탄올과 탄소원 호환성을 가진다. 때문에 대체탄소원으로 빠르게 순응되며, 수급차질 등의 비상 시 갑작스런 메탄을 사용에도 순응에 따른 지체기간 없이 공정을 운용할 수 있다. 현장적용평가에서 정밀화학 부산물을 대체외부탄소원으로 사용한 실험군은 메탄올을 투입하는 대조군과 비교하여 동등의 처리 성능 및 수질 안정성을 얻었다. 이 결과를 바탕으로 J하수처리장 고도처리 공정 3개 계열 중 2개 계열의 외부탄소원을 전량 정밀화학 부산물로 대체하였으며, 탄소원 교체 계열의 경우 55.4%의 외부탄소원비용 절감 효과가 예상된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.151-157
• /
• 2005

본 연구에서는 퇴적물에서 일어나는 유기물 분해과정 중 이용된 전자 수용체와 분해과정에서 생산된 환원 물질의 농도 변화를 적절히 파악하고 정량화하기 위한 수치모델을 개발하였다. 퇴적물에 서식하는 미생물이 전자 수용체를 이용하여 유기물을 분해하는 반응들은 전자 수용체의 종류에 따라서 다음과 같이 6가지 형태로 구분 할 수 있다: (1) 호기성 분해(Aerobic Respiration), (2) 탈질(Denitrification), (3) 망간 환원(Manganese Reduction), (4) 철 환원(Iron Reduction), (5) 황산염 환원(Sulfate Reduction), (6) 메탄 환원(Methanogenesis). 이와 같은 6가지 반응은 양론(Stoichiometry)적으로 표현되어지며, 여기에 관여하는 3개의 고형물질(침전성 유기물질, manganese oxides, iron oxides)과 8개의 용존물질 (oxygen, nitrate, sulfate, ammonia, dissolved manganese, dissolved iron, sulfide, methane)의 움직임은 1차원 물질수지 방정식으로 모델에서 재현되어졌다. 퇴적물에서 미생물에 의한 유기물 분해 반응은 Monod 반응식을 이용하여 간단히 표현되어졌다. 퇴적물에 포함된 물질들에 대한 물질수지 방정식들은 Monod 반응식에 포함된 비선형성을 제거하기 위해서 다단계의 반복적인 수치해석법에 의해 안정적인 해를 구할 수 있었다. 모델의 타당성을 검토하기 위하여 Sweert et al.(1991a)이 Netherland의 Veluwe 호수의 퇴적물에서 조사한 자료에 모델결과를 비교하였고, 결과로써 산출된 전자 수용체와 환원 물질의 수직적 분포형태는 관측간과 비교적 잘 부합하였다. 그러나 모델을 통하여 예측된 $NH_4^+$의 농도는 측정된 농도보다 훨씬 낮은 것이 관찰이 되었는데, 이는 모델에서 유기물질을 표현할 때 사용한 Redfield의 유기물식이 본 연구에 적용된 퇴적물에서의 높은 질소 함유율을 적절히 표현하지 못한 결과로 해석되어 질 수 있다. 퇴적물 깊이에 따른 전자 수용체와 환원된 물질의 분포변화는 중금속의 재용출과 생물이용도를 조절하는 주요인이 되기 때문에, 이 연구에서 개발된 수치모델은 퇴적물에서 일어나는 미량 오염 물질의 거동을 파악하기 위해 유용하게 사용되어질 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제26권11호
• /
• pp.1951-1964
• /
• 2016

1,4-Dioxane-degrading bacterial consortia were enriched from forest soil (FS) and activated sludge (AS) using a defined medium containing 1,4-dioxane as the sole carbon source. These two enrichments cultures appeared to have inducible tetrahydrofuran/dioxane and propane degradation enzymes. According to qPCR results on the 16S rRNA and soluble di-iron monooxygenase genes, the relative abundances of 1,4-dioxane-degrading bacteria to total bacteria in FS and AS were 29.4% and 57.8%, respectively. For FS, the cell growth yields (Y), maximum specific degradation rate ($V_{max}$), and half-saturation concentration ($K_m$) were 0.58 mg-protein/mg-dioxane, $0.037mg-dioxane/mg-protein{\cdot}h$, and 93.9 mg/l, respectively. For AS, Y, $V_{max}$, and $K_m$ were 0.34 mg-protein/mg-dioxane, $0.078mg-dioxane/mg-protein{\cdot}h$, and 181.3 mg/l, respectively. These kinetics data of FS and AS were similar to previously reported values. Based on bacterial community analysis on 16S rRNA gene sequences of the two enrichment cultures, the FS consortium was identified to contain 38.3% of Mycobacterium and 10.6% of Afipia, similar to previously reported literature. Meanwhile, 49.5% of the AS consortium belonged to the candidate division TM7, which has never been reported to be involved in 1,4-dioxane biodegradation. However, recent studies suggested that TM7 bacteria were associated with degradation of non-biodegradable and hazardous materials. Therefore, our results showed that previously unknown 1,4-dioxane-degrading bacteria might play an important role in enriched AS. Although the metabolic capability and ecophysiological significance of the predominant TM7 bacteria in AS enrichment culture remain unclear, our data reveal hidden characteristics of the TM7 phylum and provide a perspective for studying this previously uncultured phylotype.

• 대한환경공학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.326-334
• /
• 2012

본 연구는 최근 수 환경에서의 과불화화합물의 배출원 중 하나로 인식되고 있는 폐수처리장을 대상으로 이들 물질의 처리 공정별 물질량 흐름 및 거동을 예측하고자 수행되었다. 시료채취는 여름철과 겨울철에 유입수, 중화조유출수, 1차침전지 유출수, 포기조 유출수, 2차 침전지 유출수, 최종 방류수, 탈수여액, 1차 슬러지, 농축슬러지, 탈수 슬러지를 각각 3일간 채취하였으며, 채취한 후 동일한 비율로 혼합하여 분석용 시료로 하였다. 총 10개 물질을 대상물질로 하여 분석한 결과, 물 시료 중 농도는 PFOS (perfluorooctanesulfonate)가 N.D.~26.29 ng/L, PFOA (perfluorooctanoate)가 N.D.~38.15 ng/L로 검출되었으며 기타 PFNA (Perfluorononanoate)가 N.D.~36.79 ng/L, PFHxS (perfluorohexanesulfonate)가 N.D.~24.36 ng/L로 나타났다. 슬러지 시료의 경우, PFOS가 6.82~59.37 ng/g, PFOA가 0.13~0.37 ng/g, PFDS (perfluorodecanesulfonate)가 N.D.~0.83 ng/g으로 검출되었다. 각 처리 공정별 물질량 흐름을 관찰한 결과, 과불화화합물의 대부분이 유입되는 양보다 유출되는 양이 더 많은 것으로 나타났는데 이는 전구물질들이 처리공정을 거치면서 생물학적 분해에 의해 과불화화합물의 발생원으로서 작용하고 있기 때문인 것으로 판단된다.