• 한국습지학회지
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• 제7권4호
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• pp.43-50
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• 2005

습지는 생산성이 높고, 오염물질의 제거능력이 뛰어난 생태계로 이를 이용한 수질정화 방법에 대한 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 습지의 영양염류 제거는 유기물의 침전 흡착등의 물리적 기작, 수중 이온물질과의 결합 침전되는 화학적 기작, 식물의 흡수, 미생물에 의한 영양염류의 전환 등의 생물학적 기작의 복합적 반응으로, 물리, 화학, 생물학적 기작이 동시에 고려되어야 한다. 본 실험은 서로 다른 형태인 소택지형습지와 연못형 습지의 수질정화효과를 비교, 확인하여 영양염류 제거에 효과적인 습지의 형태와 조건을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 실험결과, 소택지형과 연못형 습지는 호기조건과 혐기조건이 모두 상층부와 하층부로 구분도어 나타나 소택지형과 연못형 습지 모두 에서 호기성 유기물 분해과정과 탈질과정이 진행되었을 것으로 예상된다. 질산성 질소의 제거효율은 소택지와 연못형 습지에서 모두 97%, 94% 로 나타났으며, 인산염인의 제거효율도 95% 이상 높게 나타나, 습지 형태에 따른 수질정화 효과는 습지 형태간 유의한 차이가 나타나지 않았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.971-976
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• 2008

현재 암모늄과 질산이온에 의한 수질 오염은 생태계에 있어 심각한 문제로 떠오르고 있다. 미생물에 의한 생물학적인 제거 공정은 질화 과정과 탈질 과정으로 구분되는데 암모늄이온은 질화 과정에 의해 질산염 이온으로 산화되고 질산염 이온은 다음 단계인 탈질 과정에서 질소 기체로 되어 제거 된다. 천연 제올라이트는 양이온 교환능이 뛰어나 암모늄이온($NH_4{^+}$)의 제거에 우수한 것으로 알려져 있지만 흡착만으로 암모늄과 질산이온($NO_3{^-}$)을 충분히 제거할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 제올라이트와 미생물을 이용해 생물학적인 방법으로 암모늄과 질산이온을 동시에 제거하기 위한 실험을 수행하였다. 암모늄이온의 제거는 분말형 Beneficial bacteria(Savio, USA)의 종배양 단계를 거쳐 제올라이트가 충진된 컬럼과 진탕배양을 동시에 하였을 경우에 14시간 후에 완전히 제거되었고 질산이온은 제올라이트에 미생물을 자연 흡착시켜 컬럼 처리시 4시간 후에 100% 제거됨을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제16권6호
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• pp.725-730
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• 2005

경조직 대체용 생체재료의 개발에 있어서 재료의 생체적합성 및 골전도성은 가장 중요한 고려사항 중의 하나이다. 인산칼슘 박막은 경조직과 화학적 성분이 매우 유사하기 때문에 재료의 표면에 인산칼슘 박막을 형성함으로써 재료의 생물학적 성질을 매우 증진시킬 수 있다. 생체재료의 성공여부는 재료의 표면에 대한 부착단백질의 작용에 의해 결정되는데, 이는 부착단백질들이 세포의 부착 및 부착된 세포의 생물학적 반응을 유도하기 때문이다. 재료의 표면에 대한 부착단백질들의 흡착기전과 흡착된 입체구조에 따라 조골세포의 부착, 증식, 그리고 분화와 같은 세포반응이 향상되거나 또는 억제된다. 인산칼슘 박막에 의해 개질된 생체재료의 경우 골전도성이 높은 것으로 알려져 있다. 조골세포의 분화 정도가 증가함은 물론 뼈 결절들이 신속하게 형성되는 것이 관찰되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.775-780
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• 2009

폐수 방류수 중에 포함될 수 있는 내분비계 장애물질의 제거를 위해 생물학적 영양소 제거 공정에 존재하는 질산화 슬러지의 효용성을 탐색하여 보았다. 질산화 슬러지에 포함된 암모니아 산화균은 ammonia monooxygenase(AMO) 활성에 의해 암모니아 산화를 유발하는데, AMO의 기질 특이성이 낮아 암모니아 산화와 동시에 다양한 화합물이 공산화된다고 알려져 왔다. 본 연구에서는 이러한 공산화 활성이 내분비계 장애물질의 제거에 효과적인지 판단하기 위해, 질산화 슬러지, 유기물산화 슬러지, 멸균 슬러지를 각각 이용하여 3가지의 모델물질(bisphenol A(BPA), nonylphenol(NP), dibutyl phthalate(DBP))에 대한 제거 효율을 비교하였다. 질산화 슬러지에 의한 분해에서는 3가지 모델물질 모두, 배지 중에 질소원으로 아질산염보다 암모늄염을 이용했을 때의 초기 분해속도가 빠르게 나타나서 암모니아 산화 활성과 모델 물질의 분해가 관련이 있는 것으로 나타났다. 반면에 아질산염을 공급한 질산화슬러지에서나 혹은 질산화 활성이 낮은 유기물산화 슬러지를 이용한 경우는 일정한 적응 시간이 지난 이후에 모델 물질들의 분해가 시작되었다. 이는 모델 물질을 탄소원으로 이용하는 균주의 성장 및 활성이 일정한 적응 시간 이후에 나타난 것으로 보인다. 모델 물질의 제거에 슬러지에 의한 물리적 흡착이 어느 정도 기여하는지 확인하기 위해서 멸균 슬러지를 이용한 흡착 제거를 시도하였다. 초기 투입량의 10~20% 내외가 흡착에 의해 상등액에서 제거되었는데, 이를 통해 폐수 슬러지를 이용한 BPA, NP, DBP의 제거에는 물리적 흡착보다는 생물학적 분해 기작이 더 중요한 것으로 보인다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.738-745
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• 2006

본 연구에서는 염색폐수의 색도제거 기전을 미생물 floc에의 물리 화학적 흡착과 미생물의 대사에 의한 생물학적 제거의 두 가지로 분류하였다. 색도제거의 반응 조건, 즉 혐기/호기 조건, cosubstrate의 종류와 주입량 등을 회분식 실험에 의해 규명하고, 활성슬러지와 비활성슬러지의 biosorption 실험을 통하여 색도제거 기전을 확인하였다. 염색폐수의 색도는 호기조건과 혐기조건에서 각각 102 ${\Delta}$unit/g MLSS, 123 ${\Delta}$unit/g MLSS가 제거되어 혐기조건에서의 제거율이 높았으며, 유기물은 호기조건에서 82 $mg{\Delta}$COD/gMLSS, 혐기조건에서 75 $mg{\Delta}$COD/gMLSS 제거되어 호기조건에서 제거율이 더 높게 나타났다. Cosubstrate로서 실폐수인 가정하수와 acetate를 이용하여 주입량에 따른 염색폐수의 제거능을 분석한 결과, cosubsrate의 주입에 따라 색도 및 유기물 제거량이 증가함을 확인하였으며 가정하수보다는 acetate가 색도제거에 있어서 더 효율적인 cosubstrate임을 알 수 있었다. 활성슬러지와 멸균된 비활성슬러지를 이용한 색도제거 실험 결과. 비활성슬러지의 색도제거량은 가정하수의 주입에 따라 $20.3{\sim}37.3$ ${\Delta}$unit/g MLSS, 활성슬러지는 $102.0{\sim}159.0$ ${\Delta}$unit/g MLSS로 나타났다. 또한 반응 초기에는 물리 화학적 흡착이 우세하였으나 시간이 지나면서 생물대사 작용에 의한 제거가 증가하는 경향을 보였으며, cosubstrate의 주입에 따른 미생물의 대사에 의한 제거분율이 증가하는 것으로 분석되었고, 이는 호흡율 측정결과와도 그 경향이 일치하였다.

• KSBB Journal
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• 제24권5호
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• pp.415-419
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• 2009

본 연구에서는 리그노셀룰로스 가수분해물과 유사한 조성을 갖는 합성 용액을 이용하여 무독화 실험을 진행하였다. 생물학적 무독화 방법으로는 peroxidase와 laccase와 같은 효소를 이용하였고, 이온교환과 흡착과 같은 물리화학적 방법으로는 이온교환수지와 활성탄을 이용하였다. 효소 중 peroxidase는 페놀계 화합물의 제거에 탁월한 효율을 보였으며, 5-HMF와 furfural은 활성탄에 의해 거의 모두 제거되었고, 아세트산은 음이온교환수지를 사용하는 것이 가장 효율적이었다. 활성탄과 이온교환수지는 다소간의 당손실을 일으켰다. 무독화 방법은 당화액에 포함되어 있는 저해물질의 조성을 고려하여 결정되어야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2029-2035
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• 2014

본 논문은 입상활성탄에 의해서 합성폐수에서의 용존유기탄소의 흡착평형과 회분식 실험을 통해 흡착성질을 파악하고자 하였다. 흡착평형의 새로운 모델식을 제안하였고 이 식을 바탕으로 회분식 실험데이터를 모사하였다. 합성폐수의 유기성분은 Beef extract, Peptone, Humic acid, Tannic acid, Sodium lignin sulfonate, Sodium lauryle sulfate, Arabic gum powder, Arabic acid (polysaccharide), $(NH_4)_2SO_4$, $K_2HPO_4$, $NH_4HCO_3$, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 등으로 구성되었다. 농도가 낮은 영역 (0~2.5 mg/L)에서는 선형적인 흡착평형을 보여주었고, 농도가 높은 영역 (2.5~6mgl/L)에서는 우호적인 흡착평형을 보여주었다. 사용되어진 생물학적 처리방법에서 나오는 유출수의 합성폐수는 알려진 양으로 준비되어졌다. 흡착평형 모델링은 Freundlich, Langmuir, Sips 및 하이브리드 식을 이용하여 모사하였다. 특히, 선형과 Sips를 이용한 하이브리드 흡착평형식은 낮은 농도와 높은 농도 역에서 매우 좋은 흡착평형식이었다. 용수 및 폐수처리에 활성탄 흡착에 있어서, 선형식과 Sips식을 합친 새로운 하이브리드 식은 새로운 흡착평형식이 될 수 있었다. 하이브리드 흡착평형식 (선형+Sips)을 이용하여 LDFA 운동학적식을 통하여 다양한 흡착제 양에 따른 회분식 반응조에서의 실험데이터를 잘 모사할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권10호
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• pp.561-567
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• 2017

본 연구는 $NH_4{^+}-N$ 흡착능력을 지닌 제올라이트 여재에 부착성장을 이용하여 저농도 $NH_4{^+}-N$의 생물학적 질산화에 대해 평가하고자 하였다. 대조군으로는 $NH_4{^+}-N$ 흡착능력이 없는 EPP (expanded polypropylene) 여재와 비교하였다. 각 여재는 미생물 접촉을 위해 활성슬러지에 8시간 폭기시킨 후 실험에 사용하였다. 회분식 실험결과 제올라이트에 흡착된 $NH_4{^+}-N$을 부착된 질산화 미생물들이 이용할 수 있기 때문에 EPP 여재보다 질산화가 더 잘 일어남을 확인하였다. 또한 연속운전결과 EBCT (empty bed contact time) 25분의 체류시간, 3 mg $NH_4{^+}-N/L$ 수준의 저농도 조건일 때 제올라이트 여재에서만 생물학적 질산화를 관찰할 수 있었다. 제올라이트 여재를 EBCT 10~60분으로 바꿔가며 운전한 결과 EBCT에 따른 질산화 수준의 차이를 확인할 수 있었으며, EBCT 60분일 때 최대 90% 이상의 $NH_4{^+}-N$처리율을 나타냈다. EBCT에 따라 유입되는 질소($NH_4{^+}-N$)농도대비 유출되는 질소($NH_4{^+}-N+NO_2{^-}-N+NO_3{^-}-N$)농도의 차이가 발생함을 확인할 수 있었으며, EBCT 10분일 때 0.25 mg/L, 25분일 때 0.78 mg/L, 40분일 때 0.59 mg/L, 60분일 때 0.37 mg/L로 나타났다. 이는 $NH_4{^+}-N$의 흡착속도와 질산화속도의 차이로 발생한 것으로, 이 농도의 차이만큼 여재에 $NH_4{^+}-N$이 흡착된 상태로 존재하고 있을 것으로 사료된다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.497-500
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• 2001

Adsorption characteristics on the biomass of Chlorella sp. HA -1 were investigated in binary system with $Pb^2$, $Cu^2$, $Cd^2$, and $Zn^2$ ions. For the adsorption tests of single metal, Langmuir model was showed good correlation for equilibrium data compared to Freundlich model. Maximum metal uptakes increased as follows: $Pb^2$>$Cd^2$>$Zn^2$>$Cu^2$, whereas the affinity showed different trends: $Cu^2$>>$Cd^2$>$Zn^2$>$Pb^2$. In binary metal system, $Cu^2$ ions inhibited sharply the adsorption of other metal ions except $Pb^2$ ions because of the high biosorption affinity of $Cu^2$ ions. In the case of $Cu^2$ and $Pb^2$ system, there was no significant inhibition on metal uptakes. The results of metal adsorption in the binary system could be explained well on the basis of Langmuir parameters evaluated.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권3호
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• pp.265-270
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• 2004

하수 중계펌프장에서 발생되는 악취를 효율적으로 저감할 수 있는 기술로 4가지 기술(활성탄 흡착법, 약액세정법, 지렁이 분변로를 이용한 탈취법, 바이오필터법)의 탈취 효율과 경제성을 조사하였다. PU 바이오필터와 활성탄 흡착법의 평균탈취 효율은 98% 이상이었으나, 지렁이 분변토 바이오필터와 약액세정법은 60-80%의 탈취율을 보였다. PU 바이오필터 탈취 성능은 악취가스의 체류시간이 4-36초에서 체류시간과 무관하게 약 98-99%로 매우 안정적이었고, 최대 탈취능은 으로 평가되었다. $1.6${\times}$10^{ 7}$ $OUm^{-3}$$h^{-1}$ PU 바이오필터와 활성탄 흡착법의 탈취비용을 조사하였다. 악취 강도가 증가함에 따라 활성탄 흡탁법의 운전비는 선형적으로 증가하였지만 바이오필터법은 약간 증가하였다. 바이오필터의 초기 시설비의 비용이 활성탄 흡탁법의 2배 이상이었지만 운전비가 활성탄 보다 아주 저렴한 것으로 평가되었다. 결론적으로 탈취효율과 경제성이 우수한 생물여과법이 가장 유망한 기술로 평가되었다.