• KSBB Journal
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• 제9권5호
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• pp.525-531
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• 1994

본 연구에서는 tyrosinase 효소반응시에 발생하는 반응 비활성화를 막아 조엽 얀정성을 향상시키는 것을 목적으로 연구를 수행하였다. Quinone에 의해 친핵성 공격을 받는 lysine기를 bifunctional rea gent인 glutaraldehyde로 변형시켜 줌으로써 효소 의 비활성화를 줄일 수 있었다. 또한, 고정화된 효소 를 충진층 반응기에 충진시켜 비활생화를 열으키는 생산물을 연속적으로 제거함으로써 효소의 얀정성을 크게 향상시켰다. 고정화 방법으로는 glass bead를 이용한 담체 가교법을 이용하였으며, 이때 glutaral­d dehyde와 효소의 lysine이 반응하게 되어 qumone 에 의한 친핵성 공격을 받지 않게 되어 안정성이 더욱 향상되 었다. 반응매 질로 borate buffer를 이용하 게되면 catechol과 borate의 복합체 형성으로 catechol에서 qumone으로의 전환이 줄어들게 되어 효소 비활성화가 감소하였다.

• 생명과학회지
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• 제21권10호
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• pp.1473-1480
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• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.992-998
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• 2008

SND 공정은 최근에 하수내 질소제거를 위한 새로운 공법으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 이에 본 연구는 무산소조, 혐기조 및 담체를 충진한 포기조로 구성된 DMR(Daiho Microbic Revolution)공정을 이용하여 포기량을 2.0, 1.0, 0.5, 0.4 및 0.2 L/min으로 변화시키면서 영양염류 제거효율과 동시 질산화/탈질 효율을 검토하였다. 유기물제거율은 포기량에 차이를 보이지 않았으며 모든 조건에서 93%의 제거율을 얻을 수 있었다. T-N 제거효율은 포기량이 적어짐에 따라 높아져 0.2 L/min의 조건에서 80%의 효율을 얻었으며, SND효율 또한 각 조건에서 62, 65, 72 및 78%를 나타내어 포기량 조절만으로 높은 질소제거율을 얻을 수 있었다. T-P는 포기량에 따라 75$\sim$96%의 제거율을 보였지만, 0.2 L/min의 조건에서는 2차 인방출이 발생하였다. 0.5 L/min의 조건에서 슬러지의 poly-P함량은 5.08%였으며 소모된 유기물 양과 방출된 인 농도의 비는 0.72 mg P/mg HAc였다.

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

• 한국물환경학회지
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• 제24권4호
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• pp.436-441
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• 2008

This work experimentally determined the effect of operating parameters such as temperature and solid retention time (SRT) on the phosphorus removal of municipal wastewater with waste-tire media. The experiments were carried out in pilot-scale moving bed biofilm reactor filled at a 0.15 filling ratio with the media. Total phosphorus (TP) removal efficiency was $91{\pm}5$, $75{\pm}16$, and $59{\pm}14%$ at the temperature of 9~10, 10~20, and $20{\sim}26^{\circ}C$, respectively. TP removal efficiency was $71{\pm}17$, $74{\pm}16$, $74{\pm}16$, and $68{\pm}18%$ at the SRT of 3.5~5, 5~10, 10~15, and 15~20 days, respectively. At the nitrate concentration of 1~3, 3~6, and 6~9 mg/L, TP removal efficiency was $82{\pm}9$, $68{\pm}18$, $47{\pm}7%$, respectively. The concentration of total phosphorus in the effluent was $0.1{\sim}1.8(0.8{\pm}0.4)mg/L$ regardless of operating conditions, which meets Korean phosphorus limit value, 2 mg/L, for discharge into receiving waters.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권2호
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• pp.71-80
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• 2011

본 연구는 pilot 목편칩 살수여상 공정을 운전하면서 저농도 축산뇨오수 처리시에 오수 처리 특성과 부착 미생물의 특성에 관하여 연구하였다. 목편 살수여상 처리 효율과 목편담체의 부착미생물을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 목편담체는 표면구조가 거칠고 여러 형태의 공극을 볼 수 있었고, 목편압축강도는 섬유방향으로 기건상태에서 34.8 N/$mm^2$ 이었고, 비표면적은 0.4123 $m^2$/g, 세공용적은 0.0947 $cm^3$/g 이었다. 2. 목편담체의 단위면적당 부착미생물량은 1.67~5.43 mg/$cm^3$의 분포를 보였고, 제1 목편 살수여상조에서 평균 4,01 mg/$cm^3$, 제2 목편 살수여상조에서 평균 5.05 mg/$cm^3$로 조사되었다. 부착미생물의 건조밀도는 제1 목편 살수여상조에서 평균 0.275 g/$cm^3$, 제2 목편 살수여상조에서 평균 0.245 g/$cm^3$이었다. 목편담체에 부착된 미생물의 생물막 두께는 0.88~4.11 ${\mu}m$의 분포를 이루고, 제1 목편 살수여상조 평균 157 ${\mu}m$, 제2 목편 살수여상조 평균 2.59 ${\mu}m$의 결과를 얻었다. 3. 부착미생물의 균수 측정에서 호기성균은 제1 목편 살수여상조에서 평균 $1.9{\times}10^8$ CFU/ml, 제2 목편 살수여상조에서 평균 $2.6{\times}10^7$ CFU/ml ddjT으며, 혐기성균은 제1 목편 살수여상조에서 평균 $8.5{\times}10^6$ CFU/ml, 제2목편 살수여상조에서 평균 $5.3{\times}10^5$ CFU/ml로 조사되었다. 4. 살수여상 여과수의 $BOD_5$는 원수에서 비교하여 74.5% 제거되었으며 CODcr 제거효율은 51.5%로서 $BOD_5$ 보다 다소 낮았다. T-N 함량은 처리전 844 mg/$\ell$ 에서 살수여상처리 후 325.5 mg/$\ell$ 로 낮아졌다. T-P 함량은 처리전 127.7 mg/$\ell$ 에서 살수여상 처리 후 55.9로 낮아졌다. 질소, 인의 제거효율도 각각 61.4%, 56.2%를 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제23권4호
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• pp.323-328
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• 2008

본 연구에서는 혐기조 및 무산소조, 호기조로 구성된 미생물이 부착된 고정상 담체를 이용한 $A^{2}O$ 생물막 장치와 부유 수생식물인 부레옥잠을 이용한 자연정화장치에서 생활오수를 이용하여 성능실험을 수행한 후 HRT에 따른 유기물 및 T-N, T-P의 제거 특성을 알아보았다. 평균 SS 제거율과 $COD_{Cr}$ 제거율은 HRT가 증가함에 따라 증가하다가 HRT 12 hr 이상에서는 각각 제거율이 93%, 89% 정도의 일정한 수치를 나타내었다. 반면에 평균 $BOD_5$ 제거율 및 평균 $COD_{Mn}$ 제거율은 HRT가 증가함에 따라 제거율은 계속 증가하는 양상을 보여주고 있으며 HRT 26 hr일 때 각각의 제거율은 84.91%, 76.03%이었다. 한편 평균 T-N 제거율 및 T-P 제거율은 HRT 61 hr까지는 계속 증가하다가 HRT 61 hr 이상에서는 거의 비슷한 수치이었으며 HRT 61 hr일 때의 평균 T-N 및 T-P 제거율은 각각 70.20%, 77.86%이었으며 영양염류 제거 관점에서 최적 HRT는 61 hr임을 알 수 있었다. 부레옥잠의 잎에서는 실험 전 후의 질소 함량이 비슷하였으나 뿌리에서는 5.5%가 더 많은 질소가 발견되어 부레옥잠이 질소를 흡수한다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.776-780
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• 2007

A biofilm reactor packed with porous media was investigated for nitrogen removal of synthetic wastewater. The effect of different loading rates on the nitrification was sustained to be steady state with stable efficiency of 50~60% in the range of $0.0083{\sim}0.017gNH_4-N/gMLVSS{\cdot}day$ of F/MN ratio and $1{\sim}2kgNH_4-N/m^3{\cdot}day$ of media volumetric loading rate. However, nitrification efficiency was rapidly decreased to 25~30% as F/MN ratio and media volumetric loading rate were increased to the range of $0.025{\sim}0.034gNH_4-N/gMLVSS{\cdot}day$ and $3{\sim}4kgNH_4-N/m^3{\cdot}day$, respectively. Also the consumption rate of alkalinity was higher under 8 hours of HRT than unter 6 hours of HRT. Accordingly the influent loading rate variation by detention time with influent flow influenced more on the nitrification efficiency than the influent loading rate variation by the influent concentration did. The temperature effect on the nitrification showed 25% higher in summer than in winter as the results reported by other researchers who reported that the nitrification efficiency in biofilm showed 20% increase from 55% to 75% when the temperature was raised from $20^{\circ}C$ to $25^{\circ}C$. Denitrification with sulfur-media showed 90% removal efficiency under steady-state with no effect from the increase of influent concentration and empty bed contact time (EBCT) change such as EBCT was decreased from 8.4 hr to 4.3 hr and $NO_3-N$ loading rate was changed within the range of $0.1{\sim}0.4kgNO^3-N/m^3{\cdot}day$. Accordingly Denitrification with sulfur-media is feasible for post denitrification at the concentration less than $80mgNO^3-N/L$.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.147-156
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• 2010

폐가스 처리용 바이오필터의 핵심 요소 기술은 생촉매(미생물), 담체, 설계 운전 기술 및 진단 관리 기술이다. 특히, 바이오필터의 성능은 부하 조건과 바이오필터 내 미생물 군집 구조에 의해 영향을 받는다. 지금까지 바이오필터의 미생물 연구는 대부분 배양법을 기초로 하여 수행되어 왔으나, 최근에 보다 신속하고 정확하게 미생물 군집을 분석할 수 있는 방법들이 제시되고 있다. 본 논문에서는 생리적, 생화학적 및 분자생물학적 미생물 군집 분석 방법과 이를 활용한 바이오필터의 미생물 군집 특성을 조사한 연구사례를 소개하고, 미생물 군집 분석법의 바이오필터에 적용 가능성에 대해 고찰하였다. Community-level physiological profile 방법은 시료 중에 포함된 종속영양미생물의 탄소기질 이용능력을 기반으로 군집 특성을 조사하는 것이며, Phospholipid fatty acid analysis는 미생물 세포막 지방산을 분석하여 군집 특성을 조사하는 방법이다. 환경시료로부터 직접 추출한 DNA를 활용하는 분자생물학적 분석법에는 "partial community DNA analysis"와 "whole community DNA analysis"가 있다. 전자의 방법은 PCR 과정에 의해 증폭시킨 염기서열을 분석하는 것으로 ribosomal operon 유전자가 가장 많이 활용되었다. 이 방법은 다시 PCR fragment cloning 및 genetic fingerprinting으로 구분되며, genetic fingerprinting 방법으로는 denaturing gradient gel electrophoresis, terminal-restriction fragment length polymorphism, ribosomal intergenic spacer analysis 및 random amplified polymorphic DNA 방법으로 세분화된다. 추출된 전체 군집의 DNA를 분석하는 방법에는 total genomic cross-DNA hybridization, 총 추출 DNA의 열 변성/재결합 방법 및 밀도구배를 이용하여 추출한 DNA를 분획화하는 방법 등이 있다.