• KSBB Journal
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• 제23권6호
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• pp.463-469
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• 2008

본 연구에서는 홍국균 (Monascus pilosus)을 이용하여 이차대사 산물인 monacolin-K를 대량생산하기 위하여 탄소원 또는 질소원으로 콩 분말을 기질로 하여 배지를 최적화하고자 하였다. 생산 배지에서 탄소원으로 콩 분말을 적용한 실험에서는 soluble starch 대신에 콩 분말을 전량 또는 50% 대체하였을 경우 전 실험구간에서 monacolin-K 생산량이 대조구의 50% 미만으로 생산되거나 전혀 생산되지 않았다. Soluble starch 대신에 sucrose를 사용한 실험의 경우 monacolin-K와 건조균체량은 각각 262 mg/L, 31.6 g/L로 대조구의 218 mg/L, 30.2 g/L보다 생산량이 증가하였다. 따라서 생산배지의 탄소원으로 sucrose를 변경하였다. 생산배지의 질소원으로 사용하는 yeast extract (15 g/L), malt extract (40 g/L), beef extract (30 g/L) 대신에 3종류의 콩 분말로 대체 실험을 한 결과, 대조구에서 monacolin-K는 262 mg/L를 생산되었고, yeast extract 50% 대신에 DSM 콩 분말을 사용한 실험구에서는 monacolin-K를 215 mg/L을 생산되어 가장 좋은 결과를 냈다. 따라서 생산배지에 yeast extract 50% 대신에 DSM 콩 분말을 적용하기로 하였다. Plackett-Burman Design 실험계획법에 의한 실험결과 monacolin-K의 생산에 영향을 미치는 인자는 yeast extract, beef extract, (NH4)2SO4 순으로 영향을 주는 것으로 나타났다. Monacolin-K 생산에 영향을 미치는 주요인자 3가지로 중심합성계획에 의한 반응표면분석을 수행한 결과 최적배지 조성은 sucrose 96 g/L, DSM 7.5 g/L, yeast extract 8.4 g/L, $(NH_4)_2SO_4$ 12.0 g/L, malt extract 40 g/L, beef extract 26.7 g/L, $Na_2HPO_4$ 0.5 g/L, L-Histidine 3.0 g/L, $KHSO_4$ 1.25 g/L 이고, monacolin-K 생산 예상량은 369.9 mg/L 이었다. 최적배지를 이용하여 홍국균을 $27^{\circ}C$, 200 rpm 조건에서 플라스크 배양 한 결과 monacolin-K 생산량과 건조균체량은 각각 418 mg/L, 27.1 g/L이었다. 결과적으로 monacolin-K 생산과 균체량의 감소 없이 콩 분말을 이용한 배지성분의 변화는 어느 정도 가능함을 알 수 있었다. 현재 알려진 고가의 질소원을 대체하기 위해서는 초기부터 균의 형태구조에 영향을 미치는 배지와 발효환경을 고려하여야 할 것으로 판단되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권10호
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• pp.1446-1451
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• 2010

세리신을 철분과 결합력이 우수한 가수분해물을 제조하기 위하여 다양한 효소 처리를 실시하였으며 세리신 가수분해물을 이용하여 철분과 결합력을 검토하였다. 고분자인 세리신 단백질 분말을 효소 처리하지 않은 control과 비교한 결과 Flavourzyme(16.2 mg/mL)을 처리한 경우 유리 아미노산의 함량이 유의적으로 증가하였다. Flavourzyme 세리신 가수분해물에 각각 1,000 ppm과 2,000 ppm의 $FeSO_4$을 넣어 교반한 후 80%에탄올 침전 후 얻은 상등액과 침전물을 Fe 함량을 측정한 결과 유기철분 1,000 ppm의 철분의 양은 상등액($7.8\;{\mu}g/mL$)에 비해 침전($191.5\;{\mu}g/mL$)이 높은 값을 나타내며 유기철분 2,000 ppm 역시도 상등액($8.5\;{\mu}g/mL$)에 비해 침전($411.0\;{\mu}g/mL$)이 유의적으로 증가하였다. 2주간 철분 결핍 식이를 투여한 쥐를 4군으로 분리한 후 형태가 다른 3종의 철분을 1주간 투여한 결과 체중증가량이나 식이섭취율 및 식이효율을 측정한 결과 모든 투여군에서 군 간에 유의적인 차이가 없었다. 그러나 체내 흡수된 철분의 농도를 측정한 결과 혈청($2.0\;{\mu}g/mL$)과 간($47.9\;{\mu}g/mL$) 모두 무처치 대조군(DD)에서 가장 낮은 철분 농도가 관찰되었다. 형태를 달리한 철분을 투여한 모든 군에서 무처치 대조군보다 철분의 농도가 혈청 및 간에서 모두 유의적으로 증가하였다. 세리신을 이용하여 제조한 유기철분 투여군은 간에서 $80.1\;{\mu}g/mL$, 혈청에서 $4.2\;{\mu}g/mL$의 철분 농도가 관찰되었으며, 양성 대조군인 헴철 투여군에서는 간에서 $70.6\;{\mu}g/mL$, 혈청에서 $3.2\;{\mu}g/mL$의 철분 농도가 관찰되었으나 두 투여군 간의 유의적 차이는 없었다. 무기철분을 투여한 군(DD+II)보다는 간에서의 철분 함량($67.9\;{\mu}g/mL$)이 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었으나 유기철분이나 헴철보다는 유의적인 수준에서 낮게 관찰되었다. 혈중 헤모글로빈 농도는 무처치 대조군(8.9 g/dL)에 비해 철분 처치군(DD+HI: 12.2 g/dL, DD+OI: 12.6 g/dL, DD+II: 12.0 g/dL)이 유의적으로 높았으나 철분의 형태에 따른 유의적 차이는 관찰되지 않았다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제8권2호
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• pp.77-84
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• 2004

본 연구는 내분비 장애물질 중 관찰물질로 지정된 저 농도의 DEHP의 투여가 생쥐의 번식기능에 미치는 영향을 검토하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 웅성 생쥐에 DEHP를 체중 kg당 무처리구, 대조구(corn oil 투여구), 0.5, 1.0 및 10.0mg DEHP를 투여한 구에서 실험개시시와 실험종료시의 무게(정소상체, 정낭선 및 응고선)는 투여구 간에 커다란 차이가 없었으나, 정소의 무게는 DEHP 투여구가 대조구에 비해 다소 높은 경향을 나타냈지만 통계적 유의성은 인정되지 않았다. DEHP의 투여가 웅성 생쥐의 정액성상에 미치는 영향을 조사한 결과, 정자농도, 생존율, 유효정자수 및 기형율에는 투여구간에 커다란 차이가 없었다. 웅성의 혈액성상에 미치는 영향은 RBC, HB, HT, MCV, MCH, MCHC, PLT, albumin, BUN 및 total protein은 각 투여구간에 차이가 없었으며, WBC는 10.0mg 투여구가 여타구보다 다소 낮은 수치를 나타냈지만 통계적 유의차는 없었다(P>0.05). 자성 생쥐의 번식기관무게에 미치는 영향은 실험개시시 체중, 실험종료시의 체중 및 난소의 무게 에는 투여구간에 커다란 차이가 없었으며, 자궁의 무게는 10.0mg 투여구가 여타구에 비해 높은 무게를 나타냈지만 통계적 유의차는 인정되지 않았다. 자성 생쥐의 혈액성상에 미치는 영향은 RBC, HB, HT, MCV, MCH, MCHC, PLT, albumin, BUN 및 total protein은 투여구간에 차이가 없었으며, PLT는 10.0mg 투여구가 여타구보다 다소 낮은 수치를 나타냈지만 통계적 유의차는 없었다. 한편 혈중 BUN의 함량은 0.5mg 투여구가 여타구보다 통계적으로 유의하게 높은 함량을 나타냈다. 정소, 난소 및 자궁의 조직검사에서는 모든 투여구간에 커다란 변화는 없었다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권3호
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• pp.185-192
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• 2006

산모의 당뇨병은 조산과 함께 광범한 선천성 기형을 야기한다고 알려져 있다. 고혈당이 원인으로 제시되었지만 알려진 것은 별로 없다. 당뇨병의 모델로서 췌장을 부분절제한 동물의 배아와 신생자를 조사하였다. 1) 췌장을 90% 절제한 어미로부터 태어난 신생자는 정상 신생자보다 생존률이 낮았지만, 살아남은 신생자의 경우에 생후 6주까지 체중을 조사하였을 때 암수 모두 정상적인 신생자와 비슷하였다. 간 조직을 조사하였을 때, 췌장을 절제한 어미로부터 태어난 신생자는 암수 모두에서 간의 이상이 발견되었다. 간에서 합성되고 소변으로 분비되는 major urinary protein(MUP)도 암컷 수컷 모두에서 그 양이 감소하였는데, 간조직의 이상을 뒷받침하고 있다. 2) 췌장을 부분절제한 어미에서 남아있는 췌장내의 랑게르한스 섬이 커져 있었으며, 간조직도 이상이 생긴 것으로 나타났다. 그러나 췌장을 부분절제한 어미의 경우에 혈당 수준은 대조군과 차이를 보이지 않았다. $Inhibin-{\alpha}$가 과발현된 생쥐에서 태어난 신생자의 경우에 저체중과 생존률 저하가 나타나고 있는데, 당뇨병 신생자와 유사한 점이 매우 많다. 이에 DNA 주사법으로 $inhibin-{\alpha}$의 과발현을 유도한 후에 어미 자신의 변화를 조사하였는데, $inhibin-{\alpha}$를 과발현시킨 생쥐에서 랑게르한스 섬이 작아졌지만, 혈당 수준은 대조군과 차이를 보이지 않았다. 종합하면, 췌장의 부분절제는 신생자와 배아 모두에게 영향을 미치고 있었고, 어미 자체에도 심각한 영향을 주고 있었다. 그렇지만 조사한 기간 내에서 산모의 혈당 수준은 변하지 않은 것으로 나타났다. 당뇨병 산모와 배아 및 신생자와의 관계는 매우 복잡한 것으로 추정된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권3호
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• pp.203-209
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• 2006

Ethane 1,2-Dimethane sulfonate(EDS)은 Leydig cells(LC)만을 선별적 사멸을 유도하는 약물로서 가역적인 테스토스테론 결핍 흰쥐 모델을 만드는데 널리 사용된다. EDS 투여에 의해 유도된 'LC 녹아웃' 흰쥐의 경우 부정소와 저정낭과 같은 테스토스테론 의존성 부속 생식기관들의 급격한 무게 감소가 초래됨이 이전의 연구들에서 보고되었는데, 이러한 무게 감소의 상당 부분은 세포자연사에 의한 것으로 보인다. 본 연구는 흰쥐 부정소에서 세포자연사 관련 유전자들의 발현에 미치는 EDS 투여 효과를 조사한 것이다. 성숙한 수컷 흰쥐(SD strain, $300{\sim}350\;g\;B.W.$)에 EDS(75 mg/kg, i.p.)를 1회 복강주사하고 주사 후 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 그리고 7주가 경과한 날 희생시켰다. 희생 직후 조직 무게와 부정소 미부의 정자수를 측정하였다. 부정소로부터 total RNA를 추출한 후 세포자연사 관련 유전자들 가운데 bcl-2, bax, Fas 그리고 Fas ligand(Fas-L)의 발현 변화를 semi-quantitative RT-PCR로 측정하였다. 예상한 바처럼, 부정소 무게와 정자 수는 EDS 주사 후 $1{\sim}2$주 동안에 급격히 감소하였다. 이후 어느 정도 회복하였지만, 최종적으로 주사 후 7주경 부정소 무게(71%)와 정자 수(38%) 모두 최초 수준에는 미달하였다. 부정소에서의 bcl-2 전사 수준은 주사 직후부터 6주 후까지 지속되다가 주사 후 7주에 유의하게 상승하였다. 또한 bax 전사 수준은 주사 후 6주에 유의하게 감소하였으며 나머지 전 기간 동안에는 별다른 차이가 없었다. 한편 Fas 전사 수준은 EDS 주사 후 $1{\sim}2$ 주간 상승하였다가 주사 후 3주부터 정상 수준으로 감소하여 7주까지 지속되었다. 유사하게, Fas-L의 전사 수준도 주사 후 $1{\sim}3$주 동안 상승하였다가 주사 후 4주부터 정상 수준으로 복귀하였다. 본 연구의 결과는 EDS 주사가 흰쥐 부정소에서의 세포자연사 관련 유전자 발현을 유도할 가능성을 보여준 것이며, 특히 Fas와 Fas-L 유전자 활성이 초기 세포자연사 유도 과정에 중요하고, 그 결과로 부정소 무게 감소와 정자 수 감소가 초래되는 것으로 추정된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1180-1185
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• 2006

오염된 퇴적물로부터 인 용출 저감을 위한 최적의 capping 소재를 개발하기 위해 lab-scale 실험을 25 L 아크릴 컬럼을 이용하여 실시하였다. 실험에 사용된 퇴적물 내 입도는 8.8 $\Phi$로 매우 세립한 clay로 조성되어 있으며, 유기탄소 함량($C_{org}$)은 2%로 높다. Batch 실험에 사용된 capping 소재는 Brucite($Mg(OH)_2$), Sea sand($SiO_2$), Granular-gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$), Double layer(brucite+sand)와 Control을 30일 동안 비교 평가하였다. 실험기간 동안 용출된 인의 flux는 14.6 $mg{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, 9.5 $mg{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, 5.2 $mg{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, 4.2 $mg{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, 3.1 $mg{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$로 Control>Sea sand>Granular-gypsum>Double layer>Brucite 순으로 각각 나타났다. Brucite를 적용한 컬럼의 경우, 인 용출 제어 효율이 70% 이상 높게 나타났으며, Sea sand를 적용한 경우에는 35%의 효율만을 보였다. 특히, Brucite를 적용한 컬럼의 표층 퇴적물내 pH는 $8.0{\sim}9.5$로 다소 높게 유지되었으며, 이러한 효과는 퇴적물을 약알카리성으로 유지하여 황산염환원균이 증식할 수 없는 환경을 조성하여 생물에 독성이 있는 $H_2S$ 발생을 억제시킬 수 있다. Gypsum을 적용할 경우, 퇴적물내 빠른 초기 속성화작용의 진행과 충분한 $SO_4^{2-}$-의 공급으로 methanogenesis 진행를 저하시킬 수 있다. 따라서 Brucite와 Gypsum을 적용할 경우, 퇴적물 내 인의 존재형태가 광물(mineral)의 형태인 $Mg_5(OH)(PO_4)_3$, pyrite, apatite-mineral의 형태로 진행되어 퇴적물로부터 인의 용출을 줄일 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권1호
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• pp.25-31
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• 2011

본 연구에서는 하수처리공정의 유출 수질을 안정적인 유지하기 위하여, 유입수 패턴을 이용한 모델 기반 $NH_4-N$ 예측 제어 알고리즘을 개발하고 $A^2/O$ 공정을 대상으로 적용 및 평가하였다. 평가에 사용된 자료는 B 시 S 하수처리장에 위치한 pilot 규모의 $A^2/O$ 공정 운전자료를 사용하였다. 생물학적 반응조를 모사하기 위해 수정된 ASM3+bio-P 모델(Lee, 2003)을 사용하였고, 침전조 농도 거동 모사를 위해 일차원 이중 지수 함수 모델(Takacs et al., 1991)을 사용하였다. 유입수 패턴을 이용하여 하루 뒤 유출수 $NH_4-N$ 농도를 예측하고, 사전 작성된 $NH_4-N$ 제어 schedule을 사용하여 pilot plant의 호기조 DO를 조절하는 제어 로직을 적용하였다. 제어 적용성을 평가하기 위해 제어를 적용하지 않은 경우와 적용한 경우를 비교하였고, 계절적 영향을 알아보기 위해 여름철과 겨울철에 $NH_4-N$ 제어 schedule을 적용한 실험을 하였다. 여름철 및 겨울철 모두 제어를 적용하지 않은 경우 수질기준을 초과하는 사례가 발생하였지만, 제어를 적용한 경우 목표수질 이내의 안정적인 유출수질이 방출됨을 확인하였다. 제어를 적용하지 않은 경우에 비교해서, 예측 제어를 적용한 경우에는 송풍기의 RPM이 약 9.1% 증가하였고, 유출수의 $NH_4-N$ 농도는 약 45.2% 감소하였다. 이를 통해 본 연구에서 개발된 유출수 $NH_4-N$ 예측 제어 알고리즘 적용으로 인한 운영비용 증가 대비 수질 개선 효과가 크게 나타났기 때문에, 안정적인 유출수 확보를 위한 측면에서 효율적인 제어기법으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권10호
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• pp.942-948
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• 2010

폐기물을 활용한 고형연료생산 등 에너지화가 매립가스 발생량에 미치는 영향을 예측하기 위하여 2017년부터 2024년까지 수도권매립지 제3매립장을 대상으로 반입폐기물의 에너지화 방법별 $CH_4$ 발생량의 변화를 분석하였다. 분석결과 수도권매립지 제3매립장으로 반입되는 폐기물을 종래와 같이 전량 매립하는 경우 2017년부터 2024년 사이에 예상되는 $CH_4$ 발생량은 생활계 폐기물 $337{\times}10^6\;Nm^3$, 건설폐기물 $178{\times}10^6\;Nm^3$, 배출시설계 폐기물 $11{\times}10^6\;Nm^3$ 등 총 $527{\times}10^6\;Nm^3$으로 예상되었다. 이는 2002년부터 2009년까지 같은 기간 동안 제2매립장에서 발생된 $CH_4$ 발생량의 41.5% 수준이었다. 또한, 생활계 폐기물과 건설폐기물을 MT (Mechanical Treatment)방식으로 고형연료를 생산한 뒤 그 잔재물을 모두 매립할 경우 $CH_4$ 발생량은 생활계 폐기물 $127{\times}10^6\;Nm^3$, 건설폐기물 $28{\times}10^6\;Nm^3$, 배출시설계 폐기물 $4{\times}10^6\;Nm^3$ 등 총 $158{\times}10^6\;Nm^3$로 예상되었다. 한편, 생활계 폐기물을 MT방식으로 처리 후 발생되는 유기성 혼합잔재물을 생물학적으로 처리하여 자원화하는 MBT (Mechanical & Biological Treatment)방식을 도입할 경우 같은 기간 중 총 $CH_4$ 발생량은 $115{\times}10^6\;Nm^3$로 예상되었다. 이는 단순 매립방식의 21.8% 수준이었으며 2002년부터 2009년 사이의 발생량과 비교하면 9.1%에 불과하였다. 본 연구를 통해 폐기물 에너지화에 의해 매립지에서의 $CH_4$ 발생량이 큰 영향을 받게 됨을 알 수 있었다. 따라서 매립가스를 활용한 에너지사업 계획시 합리적 규모설정과, 소량발생 매립가스의 에너지화 기술에 대한 연구와 투자 등 사전대비가 필요하다고 판단된다.

• 농약과학회지
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• 제19권1호
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• pp.64-70
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• 2015

마늘 흑색썩음균핵병(Sclerotium cepivorum)은 마늘 생산에 큰 영향을 미치는 주요한 토양병으로, 이를 방제하기 위하여 태양열 소독, 균핵발아 유도물질의 사용, 미생물을 이용한 생물적 방제, 살균제 처리 등 다양한 방법이 활용되고 있다. 그 중에서 살균제를 사용하는 방법을 가장 실용성이 높은 방법이다. 본 실험에서는 살균제의 작용기작이 다른 prochloraz (a.i. 25%, EC), tebuconazole (a.i. 25%, WP), flutolanil (a.i. 15%, EC), iminoctadine trisalbesilate (a.i. 40%, WP), isoprothiolane (a.i. 40%, EC) 5종의 살균제를 선정하여 병원균의 균사생장, 균핵발아, 균핵형성에 미치는 영향을 조사하였으며, 마늘 인편 절단법을 사용하여 공시한 살균제의 병 방제효과를 조사하였다. 병원균의 균사생장에 대해서는 prochloraz와 tebuconazole의 효과가 우수하였는데, prochloraz는 $0.8{\mu}g\;mL^{-1}$을, 그리고 tebuconazole은 $100{\mu}g\;mL^{-1}$을 첨가한 PDA 배지에서 병원균이 전혀 생장을 하지 못하였다. 또한 prochloraz는 $10{\mu}g\;mL^{-1}$의 처리구에서, 그리고 tebuconazole은 $1.0{\mu}g\;mL^{-1}$의 처리구에서 발아가 완전히 억제되었다. Isoprothiolane은 균사생장과 균핵발아에 대한 억제효과는 크기 못했지만, $1.67{\mu}g\;mL^{-1}$의 처리구에서 균핵의 형성을 63.5% 억제하였다. 마늘 인편 절단법을 사용하여 병 방제 효과를 조사한 결과, $100{\mu}g\;mL^{-1}$의 처리구에서 prochloraz, tebuconazole, flutolanil 등이 70% 이상의 효과를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.367-377
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• 2017

본 연구는 수산물가공폐수 내 포함된 염분이 황 탈질조에 미치는 영향을 파악하고자 수행되었다. 황 탈질조의 탈질효율 검토결과, 유입 T-N 농도 20mg/L 이하에서는 EBCT 1hr, 30mg/L에서는 EBCT 2~3hr가 최적 EBCT로 조사되었다. 또한 그 이상의 T-N이 유입될 경우 생물학적 처리공정으로 반송을 통하여, 유입 T-N 농도를 30mg/L 이하로 유지해야 한다. 질소 부하에 따른 탈질효율 검토결과, 유입부하를 $0.496kg/m^3{\cdot}day $ 이내로 유지하였을 때 방류수질 기준을 만족하였지만, 현장 적용시 반응조 용적이 증가되는 문제점이 발생하기 때문에 탈질효율과 경제성을 고려하였을 때 유입부하를 $0.372kg/m^3{\cdot}day$이내로 운전해야 한다. 황 탈질 반응속도 상수를 산정한 결과, 유입부하 $0.248{\sim}0.628kg/m^3{\cdot}day$에서 k은 $0.0890{\sim}0.5032hr^{-1}$로 유기물 생분해도의 반응속도 상수보다 높게 조사되었다. $Cl^-$ 농도에 따른 회분식 실험 결과, 유입 질소농도 30.0mg/L 에서 염분농도 $7,000mgCl^-/L$ 이하에서는 탈질효율의 영향은 크지 않으나, $9,000mgCl^-/L$ 이상에서는 저해가 발생하는 것으로 조사되었다. 연속식 반응실험에서 $Cl^-$농도에 따른 반응속도 상수 산정결과, raw wastewater${\sim}5,000mgCl^-/L$에서의 반응속도 상수는 $0.1049{\sim}0.2324hr^{-1}$로 조사되었다. 그러나 $7,000mgCl^-/L$의 경우 k은 $0.1588hr^{-1}$로, $9,000mgCl^-/L$는 k은 $0.1049hr^{-1}$로 염분 농도가 증가할수록 반응속도 상수는 감소되었다.