• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2001년도 정기총회 및 봄 학술발표회 초록집
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• pp.162-163
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• 2001

기질농도, HRT, 온도, pH, $Ca^{2+}$ 농도변화에 따른 반응기의 생물막형성과 세포외고분자물질의 조성변화에 따른 기질 제거율을 살펴보았다. 그 결과 반응기의 초기 생물막 형성은 각 조건에 따라서 약간의 차이를 보였다. 반응기 운전 초기에 균에 의해 생산된 세포외고분자물질은 점액질의 형태로 세포벽에 부착되어 주위환경의 해로운 요인으로부터 세포를 보호하는 기능을 가지고 있어 생물막 형성을 촉진시키는 역할을 하였으나, 생물막이 안정화된 후에는 오히려 생물막의 산소투과와 영양분의 접촉을 떨어뜨리는 역할을 하여 기질 제거율을 저하시키는 작용을 하는 것으로 나타났다.

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.337-343
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• 2001

탈질화 유동층 생물막 반응기에 모래와 활성탄 입자를 담체로 사용한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 정상상태 생물막 두께는 부하율이 증가할수록 증가하였다. 2. 활성탄 담체의. 경우 모래 담에의 경우보다 두꺼운 생물막이 형성되었다. 3. 생물막 건조밀도는 생물막 두께가 증가함에 따라 감소 하였다. 4. 모래담체 유동층 생물막 반응기가 질산성질소 제거효율 및 제거속도 면에서 활성탄담체 유동층 생물막 반응기보다 유리하였다. 5. 모래를 담체로 사용하였을 때 반응기 내 최대 균체량은 37 kg/㎥, 최대 질산성질소 제거속도는 21 kg N/㎥d의 값을 각각 나타내었다.

• 공업화학
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• 제5권6호
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• pp.911-916
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• 1994

실관 막은 1970년대에 개발된 이래 인공신장기에 응용되어 막 장치개발의 대표적인 성공 예로 인용되고 있다. 실관 막을 생물 반응기로 사용하여 동물세포의 배양에 성공한 이래로 효소 고정화, 미생물 세포 배양, 그리고 식물 세포 배양에 이르기까지 실관막은 고농도, 고생산성 생물 반응기로 활발히 연구되고 있다. 본 총설에서는 실관 막을 이용한 생물 반응기의 연구 현황과 장래 전망에 대해 살펴보고자 한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권1호
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• pp.73-80
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• 2007

생물막 매개체를 도자기 격막으로 구획된 오수처리 반응기에 장착하고 직류 2volt의 전압을 부과하여 생물막 매개체가 산화 전위를 유지할 수 있게 유도하였다. 반면 대조실험을 위해 사용한 반응조의 생물막 매개체에는 전압을 부과하지 않았다 ABM-반응기와 CBM-반응기에서 배양시간에 따른 생물막의 구조, 생물량의 변화, 오수처리 효율 등을 측정하여 상호 차이를 비교하였다. 전자현미경으로 관찰한 ABM의 생물막은 CBM의 생물막에 비해 분산성이 크고 미생물이 과밀하게 성장하지 않았으나 CBM의 생물막은 배양 시간에 비례하여 지속적으로 성장하면서 생물막 매개체를 완전히 덮어 과밀 생물막을 형성하였다. ABM의 ORP는 CBM의 ORP 100 mV에 비해 매우 큰 차이를 보이는 800 mV를 유지하였으며, 반응액의 ORP 또한 ABM과 CBM의 영향을 받아 각각 550 mV와 400 mV를 유지하였다. ABM-반응기에서 오수처리 효율은 CBM-반응기에서 오수처리 효율의 약 2배 정도의 차이를 나타내었다. 이러한 결과로부터 생물막 매개체에 부과한 양전위의 전기 에너지는 생물막을 구성하는 미생물 과밀현상을 억제하고 매개체의 ORP를 높게 유지함으로서 미생물의 대사 활성을 촉진하고 결과적으로 오수내 함유된 유기물의 산화효율을 증가시키는 작용이 있는 것으로 확인되었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.233-236
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• 2000

Bacillus thuringiensis (bt)는 생물학적 살충제 시장에서 가장 널리 사용되는 미생물 살충제이다. Bt의 고농도로 세포배양을 하면 생물반응기에서 원하는 생산물의 농도를 이룰 수 있을 뿐만 아니라 생산물의 생성속도도 이룰 수 있다. 이런 목적 하에서 우리는 세라믹 막 모듈을 반응기 내부에 장착한 새로운 형태의 생물반응기를 개발하였다. 이 새로운 형태의 생물반응기에서 포도당 제한 상태하의 운전을 통해서 bt의 세포와 포자 수율을 현저하게 증가시킬 수 있었다. 최대로 $1.2\;{\times}\;10^{10}\;CFU/ml$의 포자 수율을 달성할 수 있었다. 세라믹 막 모듈 생물반응기에서 포도당 제한 상태 하에서 bt의 성장특성을 연구하였다. 포도당 제한 상태에서는 세포의 성장은 선형 (linear) 성장특성을 보였는데 이것은 간단한 비구조적 수학적 모델의 결과와 잘 일치하였다.

• KSBB Journal
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• 제16권6호
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• pp.573-578
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• 2001

직경 0.613mm 활성탄 입자를 생물입자 담체로 사용한 공기리프트 생물막 반응기를 폐수 질화에 적용하여 생물막을 형성시켰다. 공기유속과 암모니움 부하속도(유입수 유량)를 순차적으로 증가시키어 반응기 운전 약 130일 만에 140um 두께의 생물막을 형성시켰다. 온도 3$0^{\circ}C$ 및 상승관 공기유속 6.3cm/s에서 5.0 kg N/㎥.d의 암모니움 산화속도를 얻었다. 생물막 형성 초기에는 암모니움 산화 균주가 주로 형성되어 아질산 축적이 발생하였으며 아질산 완전 산화되었다. 유기물 부하율을 증가시킴에 따라 COD 제거속도는 증가하여 26.6 kg COD/㎥.d의 부하율에서 25.0 kg COD/㎥.d의 제거속도를 보여 94%의 제거효율을 보였다. 반면에 COD 제거속도가 증가함에 따라 암모니움 및 아질산 산화속도는 감소하였다. 특히 약 11 kg/㎥.d 이상의 COD 제거속도에서 많은 종속영양균주 과잉 슬러지가 반응기 액상에서 관찰되었으며 암모니움 및 아질산 산화속도는 COD 제거속도가 증가함에 따라 급격히 감소하였다. 용존산소가 물질확산 저항을 적게 받는 반응기 액상 부유 유기물 산화 균체에 의해 우선적으로 이용되어 반응기 액상 농도가 낮은 값을 보여서 물질확산 저항이 크게 작용하는 생물막에 주로 존재하는 질화균체에 의해 적게 사용된 것으로 생각된다. 이러한 결과는 종속영양균주의 반응기 액상 부유 생장이 생물입자 생물막에서의 독립영양균주 생장에 의한 질화에 유리하다는 제안과 일치하지 않는다. 용존산소 농도를 증가시킴에 따라 순수질화에서 암모니움 및 아질산 산화속도는 증가하였으며, 순산소를 사용할 경우 공기를 사용한 경우에 비하여 약 5배의 높은 암모니움 산화속도를 보였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.351-354
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• 2002

부산광역시 수영 하수처리장의 소화조에서 농축조로 보내지는 혐기성 슬러지를 탈기된 증류수와 1:1로 희석하여 11.900 mg/L로 만든 후 혐기성 고정 생물막 반응기에 15일간 생물막을 부착시킨 후, 부유 슬러시를 제거하고 각 반응기에 각각 8.00 mgTOC/L, 9.76 mgTOC/L, 및 18.97mgTOC/L의 기질 농도를 유입하여 HRT 0.496일로 각 반응기에 연속적으로 주입하여 실험하였다. 기질 전달 현상과 관련하여 각 반응기에 대한 실험 결과는, 저농도로 기질이 유입된 반응기 l과 2에서는 생물막 두께 및 기질 제거율, 기질 소비 속도 상수($k_v$), 유효 확산 계수($D_{eff}$) 가 비슷하였으나, 고농도로 기질이 유입된 반응기 3에는 자농도로 기질이 유입된 반응기 1과 2 보다 높은 값을 나타내었다. 이는 본 실험에 사용된 혐기성 미생물이 고농도의 기질을 유입하였을 때, 더욱 원활하게 성장함에 따라 높은 기질 소비를 나타내었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.82-85
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• 1998

1. 서론 : Cyclodextrin(CD) 동족체(homologues)는 $\alpha$-, $\beta$-, $\gamma$-CD로 구분되며, 이들 각각은 $\alpha$-D-glucopyranose 단위체 6,7, 및 8개가 비환원성 환상구조로 연결된 cyclic maltooligosaccaride의 일종으로 외부는 친수성이고, 내부는 소수성인 공동 구조를 갖고 있다. 따라서 각 CD는 동공의 크기가 달라 다른 크기의 소수성 물질들과 선택적인 포접화합물 (inclusion compound)을 형성하는 특징이 있다. CD 동족체는 전분 분해 효소인 cyclodextrin glycosyltransferase(CGTase)에 의해 전분으로부터 생산되는데, 반응용액 내에서의 CD 동족체 농도가 어느 한계값 이상으로 높아지면 생산물 저해와 다른 환원당으로의 분해 때문에 생산성이 감소하여 이의 효과적 생산에 어려움이 있다. 본 연구는 dead-end 및 cross-flow형 막 생물반응기를 사용하여 CGTase에 의한 전분의 CD 동족체로의 분해반응시 생산물 저해를 억제시켜 생산성을 향상시키고, 동시에 조작조건 변화에 따른 생산물인 CD 동족체의 효과적인 연속분리 가능성을 검토하였다.

• 멤브레인
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• 제22권6호
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• pp.450-460
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• 2012

스펀지 형태의 담체가 첨가된 침지형 막결합 연속회분식 생물반응기에서 담체가 제거효율과 여과성능에 미치는 영향을 조사하였다. 담체는 반응기 부피 기준으로 각각 5%, 10% 및 20% 첨가하였고, 담체를 첨가하지 않은 반응기를 대조군으로 하였다. COD, T-N 및 T-P에 대한 제거효율은 담체 첨가 유무에 관계없이 큰 차이가 없었다. 그러나 담체를 첨가한 경우, 첨가하지 않은 경우에 비해 조업시간에 따른 막간차압(TMP)은 매우 서서히 증가하였다. 이러한 결과는 폭기에 의해 상승하는 담체가 막 표면과 충돌하게 되고, 이때 막 표면에 형성된 케이크 층을 제거시키기 때문이다. 결론적으로 담체가 첨가된 막결합형 연속회분식 생물반응기는 담체가 없는 반응기에 비해 여과성능이 크게 개선되어, 폐수처리에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.

• KSBB Journal
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• 제6권4호
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• pp.345-350
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• 1991

본 연구에서는 생물막 유동층 반응기를 이용하여 주정공장폐수를 처리함에 있어 상향유속과 유기물 부하의 변동에 따른 미생물의 성상과 유기물 처리효율을 조사하고, 미생물 성장과 유기물 처리효율을 조사하고, 미생물 성상에 따른 미생물 농도의 변화를 계산하여 이를 실측한 미생물 농도와 비교하였다. 상향유속에 따라 미생물 농도, 미생물막 두께는 민감한 반응을 보였고, 미생물 농도를 높게 유지하기 위해서는 상향유속을 낮게 유지하는 것이 효과적이나, 이에 따라 미생물막도 증가하나 유기물의 제거율은 상대적으로 증가하지 못하므로 적절한 상향유속을 유지하는 것이 유기물 제거율이 측면에서는 유리한 것으로 고찰되었다. 또한 기존 활성슬러지법에서 주정폐수를 처리할 때는 유기물 부하율 1.5kgCOD/$m^3{\cdot}day$에서 70% 이하의 COD처리효율을 나타내는데 반해, 생물막 유동층 반응기에서는 6kgCOD/$m^2{\cdot}day$ 이상에서도 80%의 COD처리효율을 나타내었다.