Degradation of Phenolic Compounds in a Slurry Reactor

슬러리 반응기를 이용한 페놀류 화합물의 분해거동

This study investigates the remediation of the phenol or PNP(p-Nitrophenol) contaminated soils in a slurry reactor by a pure culture, P-99. The application of a pure culture for the phenol decontamination make the degradation rate three times faster than that of the mixed activated sludge. The destruction of 300 mg/L phenol was completed in 26 hours. As 1 mg of phenol was added, 0.1457 mg of microorganism was grown in the medium. The pure culture could not utilizes PNP, one of the xenobiotics, as a growth substrate. When the bacteria was induced by phenol enrichment medium. PNP could be effectively transformed with cometabolic process. The induction of the bacteria requires 1 mg of phenol for the destruction of 0.027 mg PNP. When PNP concentration in the medium contained phenol and PNP increased. the degradation rate of phenol was decreased. The degradation rate of phenol and PNP in the slurry reactor was about two times faster than in the reactor without slurry because of higher dissolved oxygen supply in the aqueous phase and adsorption on the surface of the soil.

본 연구는 페놀 분해균주인 P-99를 이용하여 슬러리상 반응기에서 페놀 또는 PNP (p-Nitrophenol)에 오염된 토양을 생물학적으로 복원시키는 방안을 모색하기 위해 수행되었다. 순수미생물에 의한 페놀의 분해는 혼합 미생물간의 경쟁적 상호작용을 배제시켜 활성슬러지의 지체시간보다 3배 정도 짧게 나타났다. 페놀 분해균주인 P-99는 300mg/L의 페놀을 26시간 안에 완전하게 분해하였으며, 페놀 1mg이 제거될 때 0.1457mg의 P-99 미생물이 생성되었다. PNP는 단일기질로 반응기내에 존재할 경우 페놀 분해균주인 P-99에 의한 분해는 일어나지 않았으나, 페놀에 유도된 경우 공대사 작용에 의해 효과적으로 분해할 수 있었으며, 이 때 PNP 분해에 있어서 성자기질인 페놀의 이용도는 0.027mg PNP/mg phenol이었다. 페놀과 PNP가 혼합기질로 반응기내에 존재할 경우 PNP의 농도가 증가할수록 미생물에 대한 저해작용이 증가되어 페놀의 분해속도가 감소하였으며, 슬러리상 반응기에서 미생물에 의한 페놀 및 PNP의 분해는 대상물질의 일부가 액상에서 토양의 표면으로 흡착되고 산소의 전달속도가 상승하여 액상에서 보다 2배 이상 가속화되었다.