• KSBB Journal
• /
• 제20권4호
• /
• pp.253-259
• /
• 2005

본 연구는 고정 생물막을 이용한 혐기/무산소/호기 공정으로 구성된 반응기에서 폴리에틸렌 재질의 표면을 이온빔으로 조사하여 소수성 표면을 친수성으로 만든 표면개질담체를 호기조의 여재로 사용하고 혐기/무산소조의 여재로는 표면 개질을 하지 않은 담체를 사용하여, 외부 탄소원 대신 원수내의 RBDCOD를 탄소원으로 이용하고자 혐기조와 무산소조에 원수를 분할 주입하였을 때 나타나는 유기물 및 T-N 제거 특성을 알아보았다. 혐기/무산소조로의 원수 분배율이 각각 10 : 0, 9 : 1, 8 : 2, 6 : 4로 설정하였으며, 각각의 분배율에 대하여 $93.3\%,\;92.6\%,\;92.4\%,\;91.6\%$의 $BOD_5$ 제거율 (유기물의 제거능)을 보였다. 하지만 무산소조까지의 $BOD_5$ 제거율(유기물 이용능)은 9 : 1에서 $84.8\%$로 가장 높은 것으로 나타났으며, 분배율 10 : 0, 8 : 2는 각각 $77.0\%,\;75.3\%$로서 거의 비슷한 수준이었고, 분배율 6 : 4 경우에 $61.1\%$로 가장 낮은 수치를 나타내었다. T-N 제거율은 9 : 1의 분배율로 분할하였을 때가 $67.4\%$로 가장 제거 효율이 높았으며, 분배율 10 : 0, 8 : 2 경우는 각각 $61.3\%,\;60.7\%$로 비슷한 경향을 보였으나 분배율을 6 : 4로 하였을 때는 $55.5\%$의 제거율을 나타내 분배율 9 : 1의 경우와는 약 $12\%$의 차이를 보였다. 또한 10 : 0, 9 : 1, 8 : 2의 분배율에서는 질산화가 거의 비슷한 수준으로 발생하였지만, 6 : 4로 주입하였을 경우에는 질산화의 저해가 나타나고, 방류수 중의 대부분의 질소성분이 암모니아 성분으로 방류되었다. 이 공정에서 탄소원으로 생하수를 이용하는 것이 메탄올과 같은 독성 탄소원에 비해 독성을 지니지 않고 약품비용이 들지 않는다는 측면에서 유리할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.1473-1480
• /
• 2011

퍼클로레이트($ClO_4^-$)는 지표수 및 토양/지하수에서 검출되는 오염물이다. 미생물은 퍼클로레이트를 무해한 최종산물로 환원시킬 수 있으므로 퍼클로레이트제거는 미생물을 이용한 방법이 가장 적절한 것으로 알려졌다. 미생물이 퍼클로레이트를 환원시키기 위해서는 전자 공여체가 필요하다. 퍼클로레이트를 환원하기 위한 기존의 기술들은 전자 공여체로서 유기물을 사용하는 종속영양방식의 퍼클로레이트환원세균을 사용한다. 그래서 종속영양 방식으로 퍼클로레이트를 연속 제거하기 위해서는 지속적으로 유기물을 공급해야 하므로 처리비용이 많이 든다. 본 연구에서는 원소 황 입자와 활성 슬러지를 이용하여 독립영양방식의 퍼클로레이트제거가능성을 조사하였다. 입자상 황은 비교적 값이 저렴하고 활성 슬러지는 하수처리장으로부터 쉽게 구할 수 있는 장점이 있다. 회분배양 실험결과 활성 슬러지 미생물은 전자 공여체로서 황 입자가 존재할 때 퍼클로레이트를 제거할 수 있다는 것이 증명되었다. 이러한 퍼클로레이트 분해는 퍼클로레이트가 분해됨에 따라 생성되는 Cl-의 몰 농도를 통해 검증할 수 있었다. 독립영양방식의 $ClO_4^-$ 제거공정에 사용된 황 입자의 표면에 간균 형태의 미생물들이 존재한다는 것을 주사전자현미경을 통해 관찰하였다. 그래서 황 입자가 생물막을 형성하기 위한 담체로도 작용할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 황입자가 첨가된 $ClO_4^-$ 분해성 농화 배양으로부터 채취한 생물막의 미생물군집조성은 접종균으로 사용된 활성 슬러지의 그것과는 다름이 DGGE 분석결과 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.645-654
• /
• 1994

광촉매 산화반응의 기본 운영조건-재순환을 속도 275 mL/min, 산소 공급량 2LPM, $UV+TiO_2+H_2O_2$(500 mg/l)을 새로운 광촉매 산화반응에 의한 유기물질 분해 수처리 공정으로 적용하였다. 탁도와 부유물질의 농도가 증가함에 따라 탁도 10 NTU-부유물질 농도 29 mg/l까지는 페놀분해가 감소하지 않고 약간 증가하는 추세를 보였고, 탁도 50 NTU-부유물질 농도 170 mg/l까지는 어느정도 페놀분해가 감소하고 있으나 탁도와 부유물질이 없는 경우와 비슷한 정도로 페놀 분해가 이루어졌다. 페놀 분해율은 유입페놀 농도가 증가할수록 감소하였다. 본 연구에서 이용한 $UV+TiO_2+H_2O_2$ 광촉매 산화반응은 정수처리공정의 고도산화법, 생물학적 폐-하수 처리의 후처리 공정으로 이용 가능할 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
• /
• 제14권6호
• /
• pp.651-654
• /
• 1999

재조합 인성장호르몬을 사용하여 in vitro 재접힘 공정(풀림, 희석에 의한 공기 중 산화, 그리고 투석)을 수행하였다. 표면소수성이 풀림-재접힘 공정에 중요한 역할을 한다는 것을 형광값의 변화를 통하여 알 수 있었다. 변성제의 intermediate 농도는 Urea와 Gu-HCl 경우 하나의 peak로 SDS와 Sarkosyl의 경우 두개의 peak로 나타났다. 형광값의 변화 중 특이한 점은 Urea의 경우 공기 중 산화와 투석 중의 후반부에 형광값이 증가한다는 것이다. 따라서 공기 중 산화도중 형광값이 증가하기 전에 투석을 시킨 결과 형광값이 증가를 막을 수 있었다. 아직 이 원인에 대해 자세히 알 수 없지만 계속 실험 중에 있다. 이번 실험에서 표면소수성 변화와 연관시켜 fluorescence를 이황화결합에 의한 산화된 형태를 알아보기 위한 방법으로 RP-HPLC를 마지막으로 단백질의 2차원적인 구조를 알아 보기 위해 CD를 사용하였다. CD측정 결과 Gu-HCl보다 SDS의 경우 ${\alpha}$-helices의 파괴가 더 많음을 볼 수 있었다. 재접힘된 rhGH는 본래의 2차원적 구조의 90%이상을 얻을 수 있었다. 이 실험이 기지는 의의는 이 모든 실험결과를 토대로 단백질 재접힘을 모니터링 하였다는 점이다. 즉, 형광값의 변화를 통하여 형광값이 증가하는 것은 표면 소수성이 증가함을 보이는 것으로 단백질의 풀림이 일어난 것이고 3차원적 구조가 깨지고 2차원 구조를 알아 볼 수 있는 ${\alpha}$-helices의 감소를 의미하였다. 이와는 반대로 형광값이 감소하는 것을 통해 재접힘이 일어남을 알 수 있었고, 이러한 결과를 바탕으로 단백질의 재접힘 공정의 변화과정을 형광값을 통하여 모니터링 할 수 있었다. 또한 이 실험의 목적 단백질은 rhGH이지만 다른 단백질에 적용이 될 경우 단백질 재접힘 과정을 수시로 모니터링하고 상태를 예측할 수 있으므로 산업현장에서 소량의 sample로 재접힘 상태를 쉽고 빠르게 판단할 수 있을 것이다. 단백질 재접힘 과정에서 이러한 개념의 성공적 도입은 단백질 회수 수율을 높임으로써 생물분리공정 분야의 기술 발전에 이바지 하리라 사료된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.109-113
• /
• 2009

본 연구는 혐기조, 안정화조, 무산소조, 막분리호기조로 구성된 membrane bioreactor의 운영을 통하여 도시 하수의 영양염류 제거 특성을 규명하였다. 수리학적 체류시간(HRT)과 슬러지 체류시간(SRT) 및 운영 여과 플럭스의 평균값은 각각 6.2시간, 34.1일과 19.6 L/$m^2$/hr (LMH)이었으며, 공정을 운전한 결과, $COD_{Cr}$, SS, TN 및 TP의 평균 제거율은 각각 94.3%, 99.9%, 69.4% 및 74.6%이었다. 슬러지 생산계수, SDNR, SNR, SPPR 및 SPUR은 각각 0.653 kgVSS/kgBOD/d, 0.044 $mgNO_3$-N/mgVSS/d, 0.035 $mgNH_4$-N/mgVSS/d, 51.0 mgP/gVSS/d 및 5.4 mgP/gVSS/d였다. 또한, 생산된 슬러지의 평균 질소 및 인 함량은 각각 8.86%와 3.5%였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.155-163
• /
• 2017

최근 막여과 공정은 입자상 물질뿐만 아니라 Giardia, cryptosporidium과 같은 병원성미생물이 효과적으로 제거됨에 따라 국내외 적용성이 확대되는 추세이다. 본 연구는 광주광역시 D정수장의 원수 침전상등수의 처리를 위해 $120m^3/d$ 처리규모의 Pilot Plant (2014. 1월부터 운영)와 $2,500m^3/d$ 처리규모의 실증실험시설(2015. 1월부터 운영)의 막여과 공정을 운영하면서 최적 운전조건과 한계여과속도를 찾고자 하였다. 정밀여과막의 Pilot-test에서 얻어진 운전모드는 유입 1.0분, 여과 36.5분, 공기역세 0.9분, 역세 1.0분, 배출 1.0분이었으며, 이를 적용하여 실증실험을 하였다. 한계여과속도(critical flux)는 Pilot 운전에서 Flux 20, 40, 56 및 62 LMH일 때의 시간의 변화에 따른 막간차압의 증가식을 기반으로 $50L/m^2-h$로 산정(TMP 0.5bar 이내)되었다. 화학세정은 1차로 산세정 2회, 2차로 알칼리 세정을 하여 95%의 회복율을 얻었다. 이러한 적정 조건으로 운전한 결과 처리수의 탁도는 봄 여름 가을 겨울 평균 각각 0.028, 0.024, 0.026 및 0.028 NTU, 연평균 탁도는 0.026 NTU로, 탁도 제거율은 98.4%로 나타났다. 광주광역시 D정수장의 원수 침전상등수를 1일 $2,500m^3$ 처리하는 실증실험시설 운영을 통해 부유고형물 및 콜로이드성 물질을 제거하는데 탁월한 처리성능을 확인하였고, 일반적인 모래여과공정을 대체할 수 있는 적정운영기술이 확보되었다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제47권1호
• /
• pp.81-86
• /
• 2015

광펄스 기술의 주요 공정 변수인 빛의 세기, 펄스 수, 광원과 시료사이의 거리에 따른 병원성 대장균의 사멸효과, 형태학적 변화와 세포의 손상 및 회복 여부를 알아보았다. 1,000 V, 5 pps, 7.9 cm에서 병원성 대장균을 광펄스 처리하였을 경우 처리시간이 증가함에 따라 사멸정도가 증가하였으며, 120초 처리하였을 때 약 7.1 log CFU/mL 감소하였고, 사멸속도는 $0.07s^{-1}$이었다. 같은 빛의 세기에서는 펄스수가 증가할수록 사멸정도가 증가하였으며, 램프와 시료의 거리가 가까울수록 사멸효과가 높았다. 광펄스 처리에 의한 미생물의 사멸은 세포막의 파괴에 의한 것으로 처리 시간이 증가함에 따라 세포내 물질의 외부 유출이 증가하며, 사멸되지 않은 세포라도 손상을 입어 정상적인 생육을 하지 못하는 것으로 보아 사멸이 물리적 손상 이외에의 생물학적 손상이 있는 것으로 판단된다. 세포의 물리적 손상 여부를 전자 현미경으로 살펴본 결과 광펄스 처리를 받은 세포는 세포막에 손상을 입어 세포내 물질의 유출이 일어난 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권10호
• /
• pp.949-956
• /
• 2010

하수의 질소 인 동시 제거를 위해 MBR 공정과 SDR 공정순으로 구성하여 처리용량 $10\;m^3$/일의 pilot plant를 약 350일 동안 운전을 하였다. MBR 유출수에 알칼리도($NaHCO_3$)와 응집제(Alum)를 일정한 농도로 주입하여 황 탈질 공정에서 질소 인을 동시에 제거하기 위해 인 제거와 탈질효율에 대한 영향을 조사하였다. MBR 유출수에 응집제를 주입 여부에 따라 SDR 공정에서의 T-N 제거율은 92.1%와 87.8%로 각각 나타났으며, 탈질율은 93.8%와 87.1%로 각각 나타났다. T-P 제거율은 응집제를 주입하지 않고 실험한 결과 약 26.7%로 나타났지만, Alum 2.6~4 mg/L (as Al)를 연속적으로 주입하여 실험한 결과에서 75.6%의 T-P 제거율이 나타났다. 따라서 응집제를 주입함에 따라 SDR 공정에서 탈질효율은 약 6.7% 정도 감소하였으며, 인 제거율은 증가되는 것으로 나타났다.

• 미생물학회지
• /
• 제46권4호
• /
• pp.352-358
• /
• 2010

서로 다른 처리공정으로 운영되는 4개의 하수시설을 대상으로 16S rRNA 유전자 기반의 pyrosequencing을 이용해 활성슬러지 하수처리 생물반응기의 세균군집구조를 분석하였다. 활성 슬러지에는 Rhodocyclales, Burkholderiales, Sphingobacteriales, Myxococcales, Xanthomonadales, Acidobacteria group 4, Anaerolineales, Methylococcales, Nitrospirales, Planctomycetales 목에 속하는 염기서열이 전체의 54-68%를 차지해, 소수의 세균 분류군이 활성슬러지 세균군집의 대부분을 차지하고 있었다. 이들 소수 세균 분류군의 조성은 처리장별로 차이가 있었으며, 하수처리장의 운전조건 및 환경조건에 영향을 받는 것으로 추측되었다. 또한, 활성슬러지는 매우 다양한 세균 종을 가지는 것으로 관찰되었는데(Chao1 richness estimate: 1,374-2,902 operational taxonomic units), 대부분의 다양성은 희귀 종에 기인한 것으로 나타났다. 특히, 분리막으로 운영되는 하수처리시설에서 높은 다양성을 나타내었는데, 처리공정이 매우 긴 고형물체류시간으로 운영되어 느리게 성장하는 다양한 세균이 서식하는데 용이하기 때문인 것으로 판단되었다. High-throughput pyrosequencing 기술을 이용하여 활성슬러지 세균군집을 처리장별로 비교 분석한 본 연구는 향후 활성슬러지 미생물의 생태학적 특성을 보다 잘 이해하고 하수처리공정을 개선하는데 도움이 될 것이다.

• KSBB Journal
• /
• 제21권4호
• /
• pp.317-323
• /
• 2006

본 연구는 다가올 물 부족에 따른 하나의 대안으로서 중수도 시스템에 초점을 맞추어, 생활오수를 이용하여 혐기/무산소/호기조의 $A^2O$ 생물막 공법으로 구성된 상향류식 고정상 담체 반응기로 처리한 오수를 하향류식 은나노 모래여과 반응기에 다시 연속 통과시켜 이중 처리하여 얻은 처리수를 중수도에 활용이 가능하지에 대하여 연구하였다. 이중 공정 후 배출수의 pH는 $7.39{\sim}8.06$(평균 7.84) 범위이었고, $COD_{Mn}$은 $8{\sim}18mg/L$(평균 12.1 mg/L), $BOD_5$는 $2.1{\sim}10mg/L$(평균 4.9 mg/L)로 중수도 수질 기준에 적합하였다. SS는 $3{\sim}9mg/L$의 범위로 평균 농도가 4.95 mg/L를 나타내면서 SS 제거율이 94.8%로 대부분 법적 기준치 5 mg/L 이하로 처리되어 가능성을 보여 주었다. 대장균군 수의 평균 제거율이 99.1%이었으며, 배출수의 평균 대장균 군수는 65 MPN/100mL이 검출되었으나 중수도 수질 기준에는 불검출로 되어 있으므로 완벽한 제거를 위해서는 0.2 mg/L 이상의 결합잔류염소의 양을 고려한 염소 처리를 하여야 한다. SEM 사진으로부터 은모래 표면에서는 박테리아가 존재하지 않음을 알 수 있었다. 이 외에 중수도 수질 기준에 포함될 가능성이 있는 총질소 및 총인의 제거율은 각각 50.3%와 27.2%이었다.