• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.391-396
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• 2010

본 연구에서는 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 악취폐가스의 대표적인 제거대상 오염원인 암모니아의 효율적 처리를 위하여, 여러 운전 조건 하에서 동 부피의 폐타이어담체와 compost를 충전하고 반송슬러지를 고정한 바이오필터의 암모니아 제거 특성을 조사하고 바이오필터공정의 적정운전조건을 구축하였다. 암모니아를 함유한 폐가스의 처리를 위하여 바이오필터를 30일(2회/1일의 회수로 총 60회 실험) 동안 약 $30^{\circ}C$의 온도조건 하에서 암모니아부하를 $2.18g-N/m^3/h$부터 $70g-N/m^3/h$ 까지 증가시키면서 운전하였다. 바이오필터를 가동하여 I부터 IV 단계까지는 암모니아 제거율이 거의 100%로서, 암모니아부하가 $17g-N/m^3/h$에 이르기까지 거의 모든 암모니아가 제거되었으나, 바이오필터 운전 V 단계에서 암모니아부하를 약 $35g-N/m^3/h$로 증가시켰을 때에 암모니아제거율은 약 80% 정도로 급락하여 암모니아 제거용량이 약 $28g-N/m^3/h$이었다. 그러나 바이오필터 운전 VI 단계에서 암모니아부하를 약 $70g-N/m^3/h$로 두 배로 증가시켰을 때에도 암모니아제거율은 80%를 유지하여 최대암모니아 제거용량이 약 $55g-N/m^3/h$에 달하였다. 이와 같이 본 연구의 최대 암모니아 제거용량은, 분뇨슬러지를 유기담체인 rock wool에 접종하고 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 최대 암모니아 제거용량인 $1,200g-N/m^3/day$(i.e., $50g-N/m^3/h$)보다 다소 우월하였다. 그러나 본 연구의 암모니아 질소 임계부하는 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 암모니아 질소의 임계부하인 $810g-N/m^3/day$(i.e., $33.75g-N/m^3/h$)에 미치지 못하였다. 본 연구의 최대 암모니아 제거용량이 Kim 등보다 우월한 이유는 Kim 등에 의하여 사용된 미생물담체보다 본 연구에서 사용한 미생물담체인 폐타이어담체의 코코넛 활성탄분말로 도포된 표면 및 발달된 내부공극이 각각 질산화 및 탈질 미생물이 고정화되기 더욱 쉬운 환경을 제공하기 때문이라고 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권2호
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• pp.118-123
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• 2006

국내에서 구입이 용이한 단일충전재(부숙수피, 펄라이트)와 혼합충전재(부숙수피와 펄라이트의 부피비 7:3)에 암모니아 산화균 Rhodococcus equi A3와 황 산화균 Alcaligenes sp. S5-5.2를 접종한 후, 양압식 상향류식의 lab-scale 바이오필터에 각각의 충전재를 충전하여 암모니아 및 황화수소에 대한 악취가스 제거 성능을 평가 한 결과, 혼합충전재가 단일 충전재에 비하여 악취제거 성능이 우수한 것으로 분석되었다. 또한 암모니아의 경우 $180.0{\pm}20.0mg\;L^{-1}$ 농도로 유입되는 상황에서 $70.0{\pm}0.8mg\;L^{-1}$로 배출되어 제거율이 96.1%이었으며, 그리고 황화수소의 경우 $11.0{\pm}5.0mg\;L^{-1}$ 농도로 유입되는 상황에서 $1.0{\pm}0.4mg\;L^{-1}$로 배출되어 제거율이 91.1%이었다. 또한 이때의 미생물 생균수는 실험기간 동안 접종 초기 미생물 생균수와 거의 같게 유지되었다. 따라서 부숙수피와 펄라이트를 혼합하여 만든 혼합충전재의 악취제거 성능이 우수하고 가격이 저렴한 것을 고려해 볼 때, 혼합충전재가 기존의 다른 충전재보다 대규모 축산농가에서 현실적으로 이용하는데 유리할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1733-1738
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• 2008

고농도 유가공폐수의 유기물 및 질소, 인의 제거효율을 비교하기 위하여 두 개의 반응 시스템을 구성하였다. 하나는 하나의 RBC 반응조와 3단 점감포기조로 구성한 시스템이며 다른 하나는 RBC 반응조 2개를 연속으로 구성하고 3단 점감포기조로 구성한 시스템이다. 본 연구에 적용한 바실러스 미생물은 RBC의 끈상미생물접촉재에 부착하여 수행하였다. 각 시스템으로 유입되는 유가공폐수의 BOD 평균농도는 988mg/L, 1,046mg/L이었으며, 유출수 BOD 농도는 21.4mg/L, 15.9mg/L로 제거율은 97.8%, 98.5%의 결과를 보였다. RBC 단일공정 유입수의 평균 $COD_{cr}$ 농도는 1,837mg/L, 유출수는 53.0mg/L로 96.7%의 제거 효율을 보였으며 RBC 연속공정 유입수의 평균 $COD_{cr}$ 농도는 1,852mg/L, 유출수는 평균 27.8mg/L로 98.5%의 제거효율을 보였다. 유입수 T-N 분석결과 RBC 단일공정은 평균 51.9mg/L로 측정되었고, RBC 연속반응공정에서의 유입수 평균은 54.3mg/L이었으며, 유출수는 각각 6.6mg/L, 4.7mg/L로 87.2%, 91.3%의 제거효율을 보였다. T-P에 대한 RBC 단일공정과 RBC 연속공정에서의 분석 결과 유입수 평균농도는 각각 8.9mg/L, 9.1mg/L로 측정되었고, 유출수 농도는 1.6mg/L, 1.0mg/L로 T-P 제거율은 82%, 89%로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제35권1호
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• pp.79-86
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• 2016

본 연구는 인 축적능을 갖는 것으로 알려진 미생물인 Alcaligenes sp.의 생장 및 인 축적에 중금속이 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 실시되었다. 미생물의 생장 및 인 제거에 미치는 저해효과를 정량적 평가를 위해 생장저해 정도와 인 제거반응저해 정도를 IC₅₀와 EC₅₀를 이용하여 표현하였고, 중금속 간 교호작용의 평가를 위해 Additive Index Value method (A.I.V) 를 이용하여 중금속 간 혼합효과를 판단하였다. 실험 결과를 통해 Alcaligenes sp.의 생장 및 인 제거에 미치는 저해효과가 가장 큰 중금속은 카드뮴(Cd)이었다. 반면, 상대적으로 저해효과가 약한 중금속은 니켈(Ni)이었다. 모든 중금속은 처리 농도가 증가할수록 미생물의 생장과 인 제거율을 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 단일 중금속 처리시 IC₅₀에 해당하는 농도는 Cd 0.38, Cu 16.43, Zn 12.17, Pb 11.68, Ni 15.35 mg/L 이다. 연구에 사용된 균주 Alcaligenes sp. 의 인 제거율은 88.1%였고, EC₅₀에 해당하는 농도는 Cd 0.31, Cu 10.37, Zn 5.57, Pb 6.74, Ni 12.04 mg/L 이다. 두 종의 중금속을 혼합 처리하였을 때 IC₅₀에 해당하는 농도가 가장 낮은 중금속 처리구는 Cd + Cu 처리구였으며, 가장 높은 처리구는 Zn + Pb 처리구였다. EC₅₀의 농도는 Cd + Cu 처리구에서 가장 낮은 농도를, Cu + Ni 처리구에서 가장 높은 농도를 보였다. 중금속 간 교호작용은 대부분 길항효과(antagonistic effect)를 보였으나, IC₅₀의 경우, Cu + Zn, Cu + Pb, Cu + Ni, Pb + Ni 처리구에서 상승효과(synergistic effect)를 보이는 것을 확인할 수 있었고, EC₅₀에서는 Cu + Zn, Pb + Ni 처리구에서 상가효과(additive effect)를, Cu + Ni 처리구에서 상승효과(synergistic effect)를 보였다. 연구 결과는 중금속을 단일 및 2종 혼합 처리하였을 때 중금속이 인 제거 미생물의 생장 및 기능에 미치는 독성효과에 대한 기초자료를 제공함으로써 추후 진행될 미생물 단백질 동정, 중금속 독성평가에 관한 연구에 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.266-268
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• 2004

대부분의 유기물은 토양의 특성에 따라 그 흡착 및 탈착 양상이 다르며 이는 오염물질의 토양에서의 지속성 및 이동성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 대표적인 유기오염물인 PAH(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon)에 대하여 흡착 및 탈착과 오염물질의 미생물 분해 등을 통한 제거 기작과의 연관성을 연구하고자 한다. PAH의 이론적인 미생물분해반응식은 열역학적 이론을 바탕으로 하는 반쪽반응방법을 사용하여 예측할 수 있다. 오염물과 토양의 특성에 따른 흡착 및 탈착 양상을 파악하고, 앞에서 구한 미생물 분해반응식을 이용하여 이론적 분해량을 예측하면 오염물의 생물학적 이용성과 노출량을 결정할 수 있다 이를 위하여 본 연구에서는 토양의 여러 특성을 분석한 후, PAH의 미생물 분해량 및 분해율을 측정하고자 한다. 실험을 통하여 실제 토양에서 측정된 PAH 분해량과 위의 이론적 분해량 예측 결과 사이의 관계를 토양의 특성을 이용하여 설명할 수 있으며 나아가 오염물질의 생물학적이용성에 관하여 개략적으로 일반화된 예측 모형을 얻을 수 있을 것이다. 본 연구를 통하여 토양과 유기오염물질, 미생물간의 상호 작용에 대한 이해를 높이고 보다 실질적인 유기오염물의 생물학적 이용성을 예측할 수 있는 방안을 마련할 수 있을 것이다.

• KSBB Journal
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• 제10권3호
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• pp.241-248
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• 1995

염색가공 폐수 중 난분해성 물질이 PYA를 처리 하기 위하여, 한천-acrylamide를 이용한 bead를 제 조한 후 air-lift 반응기에서 연속실험을 행하였다. 합성폐수의 PYA놓도가 $3,100mg/\ell$. 체류시간 24hr일 때 유출수의 농도는 $4500mg/\ell$ 이며, 제거효율은 85% 이상을 나타내었다. 실제 호발폐수의 경우 PYA 및 COD농도가 $3,253mg/\ell$, $4,500mg/\ell$일 때, 체류시간 24hr에서 유출수의 농도는 $840mg/\ell, 480mg/\ell$이며, 제거효 율은 81.3%와 85.2%로 각각 나타났다. bead의 지름이 lmm일 때는 내부의 미생물 성장 이 양호하였으나 bead의 지름이 2mm일 때는 기질 과 산소전달저항에 의하여 반지름의 48% 이상은 미 생물의 성장이 저해를 받았다. 고정화 반응기에서 전체 기질 제거속도 중 bead 내 고정화 cell의 제거 분율은 평균 70%로 나타났다. 현탁 반응기에서 희석율 $0.083hr^{-1}$ 이상에서는 기질 이용속도가 감소하였으나 고정화 반응기에서는 희석율 $0.125hr^{-1}$까지 거의 선형척으로 증가하였다. PYA 제거속도식에서 포화상수 $K_s=6.60(g PVA/\ell)$와 최대 비기질 이용속도 k=0.175(g PVA/g cell.hr)를 얻었다.

• 멤브레인
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• 제14권4호
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• pp.289-297
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• 2004

유기물과 질소를 동시에 제거하기 위하여 연속회분식으로 운전한 MBR (membrane bioreactor)시스템에서 미생물농도와 슬러지 부하량이 막오염과 미생물 활성에 미치는 영향을 살펴보았다. 막오염은 MLSS (mixed liquor suspended solid) 농도 증가에 따라 조금씩 증가하는 경향을 보였고, 그 효과는 비포기 조건보다 포기 조건에는 좀더 두드러지게 나타났다. MLSS 농도는 막오염에 직접적인 커다란 영향을 주지는 않으나, 지나치게 높은 MLSS에서 유도되는 낮은 슬러지 부하에서는 막오염이 크게 증가하는 현상이 발견되었고, 이러한 조건에서는 포기에 의한 막 세척 효과도 크게 줄어들었다. 미생물의 개별 활성도는 슬러지 부하가 감소할수록 지속적으로 감소하는 경향을 나타내었다 반응조 전체 활성도 또한 17,000 mg/L 이상의 높은 MLSS로부터 유도되는 낮은 슬러지 부하율에서는 높은 미생물 농도에도 불구하고 오히려 감소했는데 이는 기질 부족으로 인한 경쟁으로 활성도가 떨어지고, 용액의 점성 증가로 인해 산소 전달율이 저하되었기 때문이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.189-196
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• 1991

본(本) 연구(硏究)에서는 침지형(浸漬型) 생물막(生物膜) 반응조(反應槽)에서 온도(溫度)의 변화(變化)가 미생물(微生物) 성상(性狀)과 처리효율(處理効率)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하였다. 침지형(沈漬型) 생물막(生物膜) 반응조(反應槽)에서 온도와 매체충전율(媒體充塡率)을 변화시켜 얻어진 연구결과를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 생물막(生物膜) 밀도(密度), 부착미생물량(附着微生物量), 생물막(生物膜)두께는 온도(溫度)와 매체충전량(媒體充塡量)의 변화에 상당한 영향을 받는다. 2. 반응조 내의 총(總) 미생물(微生物) 중 부유미생물(浮遊微生物)이 차지하는 비율은 약 10-50%로 부유미생물(浮遊微生物)이 기질제거(基質除去)에 관여하는 역할을 무시할 수 없음이 입증되었다. 3. 온도와 총 미생물농도에 따른 BOD 제거효율(除去効率)을 나타내는 관계식을 유도할 수 있었다. 4. 본 공법(工法)은 온도변화에 강(強)한 편으로, Van't Hoff-Arrhenius 변형식(變形式)을 이용하여 구(求)한 온도보정계수(溫度補正係數)는 1.042이었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.109-119
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• 2015

최근 수십년간의 산업발달 및 인구증가에 따라 산업폐수 및 각종 비점오염원의 유입으로 수질오염이 심각한 실정이다. 이에 대해 국내 및 국외에서 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 유기물질의 분해효과가 있는 유용미생물과 포러스콘크리트를 이용하여 하천 현장에 설치하여 구조적 성능평가와 장기간 수질정화능력을 평가하였다. 구조적 성능평가 결과, 시험체의 공극률은 15%가 적절하다고 판단되며, 또한 수질정화성능 검토 결과 각항목에 대한 제거율은 SS 34.1%, BOD 14.6%, COD 34.9%, T-N 11.4%, T-P 12.6%를 나타냈다. 따라서 유용미생물을 이용한 포러스콘크리트의 현장적용시 수질을 정화시키는데 효과적이라고 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제19권2호
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• pp.49-54
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• 2011

본 연구는 혐기성 수소 발효 반응조의 유출수를 기질로 이용하여 anaerobic baffled reactor (ABR) 및 anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) 형태에 따른 혐기성 메탄 발효 성능을 평가하였다. 두 개의 반응조는 유기물 부하율 $1.0kg\;COD/m^3{\cdot}d$와 수리학적 체류시간 20일에서 운전을 수행하였다. ABR과 ASBR의 초기 운전 기간에서 메탄 발생량은 각각 0.04 L/L/d와 0.19 L/L/d로 나타났으며, ABR과 ASBR의 최대 메탄 발생량은 각각 0.25 L/L/d와 0.31 L/L/d로 나타났다. ABR과 ASBR의 초기 운전 기간에서 COD 제거율은 각각 89%와 92%로 나타났다. 정상 상태에 도달한 후에는 ABR과 ASBR의 COD 및 VS의 제거율은 각각 90% 이상 유지되었다. 비메탄 활성도는 미생물이 기질에 적응함에 따라 반응조에 상관없이 증가하였다.