• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.223-229
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• 2007

여과막 생물반응기를 이용하여 $60^{\circ}C$에서 혐기 세균 복합체가 포도당으로부터 수소를 생산할 수 있는 최적조건을 연구하였다. 여과막 생물반응기는 연속교반 탱크반응기와 외부에 장착된 PVDF (polyvinylidene fluoride) 중공사막 여과장치로 구성되었다. 접종슬러지는 하수처리장 소화 슬러지조에서 얻었고, 포자형성 수소생산 미생물을 얻기 위해 $90^{\circ}C$에서 20분 간 열처리하였다. 16S rRNA PCR-DGGE(polymer chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis) 분석을 통해 열처리 전후의 미생물상 변화를 조사하였다. 열처리 후 DGGE 밴드의 수는 감소하였고, 주요 밴드는 Clostridium perfringens와 유사한 염기서열을 나타내었다. 운전 기간 동안 바이오가스 내 수소함량은 60%(v/v)를 유지하였고, 메탄은 검출되지 않았다. 연속교반 탱크반응기를 여과막 없이 수력학적 체류 4시간에서 운전하였을 때 공급된 포도당의 95.0%가 제거되었고, 이때 균체농도 및 수소생산속도는 각각 1.35 g cell/L 및 7.4 L $H_2$/L/day이었다. 동일한 체류시간에서 PVDF중공사막 여과장치를 장착하여 연속교반 탱크반응기를 운전하였을 때, 균체농도는 1.62 g cel/L로 증가하였고 높은 포도당 제거율(99.5%) 및 수소생산속도(8.8 L $H_2$/L/day)가 관찰되었다. 40 nm 및 100 nm의 공극크기를 가진 여과막은 균체농도 및 수소생산 측면에서 유사한 성능을 나타내었다. 여과막 생물반응기는 여과막의 반복적인 세척을 통해 30일 이상 안정적으로 운전될 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.260-263
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• 2000

대량발효 후 미세여과막과 MWCO 100K, 50K의 한외여과막을 이용한 막분리시스템을 적용하여 MTGase를 분리한 결과 pore size 1.6, $0.7\;{\mu}m$의 cellulose fiber 재질의 예비여과막과 $0.45\;{\mu}m$ cellulose acetate재질의 미세여과막을 이용하여 얻어진 분리액을 MWCO 100K와 50K를이용하여 농축시킨 결과 enzyme의 농도가 1.29 units/ml, 효소 비활성도는 약 0.2 units/mg protein 으로 나타났으며 초기 배양액에 비해 3.7배의 농축효과를 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권7호
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• pp.783-792
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• 2007

부직포 여과막 생물반응조의 질산화 성능을 파악하기 위하여 주입폐수의 암모니아 농도를 $54\sim1,400$ mg/L 그리고 알칼리도를 $43\sim10,480$ mg/L로 변화시키면서 약 11시간의 체류시간에서 641일간 실험을 실시한 결과 반응조의 MLSS농도는 최초의 2,650 mg/L 에서 830 mg/L까지 감소하였다가 최고 8,340 mg/L까지 증가함으로써 반응조의 용적부하는 $0.120\sim3.130$ kg $NH_3-N/m^3-day$의 범위에서 변하였으나 F/M 비는 $0.067\sim0.414$ kg $NH_3-N/kg$ MLSS-day의 적은 변화를 보였다. 각 실험단계별 평균 질산화 효율이 $35.2\sim100%$로서, 최대 질산화율은 2.970 kg $N/m^3-day$ 또는 0.489 g N/g MLVSS-day로 나타났다. MLVSS의 질산화미생물 분율은 최초의 7.1%에서 최고 100%까지 변하였으나 부직포 여과막에 형성된 생물막의 경우에는 2.2%의 매우 낮은 값을 보였다. 미생물 성장계수는 0.117 g VSS/g N removed로 그리고 알칼리도 소모량은 평균 7.08 g alkalinity/g NOx-N produced로 측정되었다. 이러한 실험결과로 보아 부직포 여과막 생물반응조가 고농도 암모니아 폐수의 질산화에 적합한 공법으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제16권3호
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• pp.347-353
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• 2014

여과분리형 생물반응조 운전에서 발생하는 flux 감소 원인을 분석하였고, 상등수 수질과 침강성 변화가 flux에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 여과막 모듈과 역세정 장치 일체형 시스템의 특성을 평가하였다. 반응조는 17L 유효 용적의 아크릴 반응조에 $100{\mu}m$ 공경의 여과막 모듈을 통해 배출되는 여과시스템으로, 여과시간이 경과함에 따라 상등수의 수질 특히 탁도와 TOC의 수질이 악화됨에 따라 flux가 점진적으로 감소하였다. MLSS 농도가 18000mg/L 이상에서는 여과저항이 급격히 증가하였다. 상등수의 수질과 flux와의 관계를 규명하기 위해서는 MLSS 농도가 10000mg/L 이상에서는 곤란함에 따라 5000mg/L이 적절한 것으로 판단된다. 활성슬러지 플록을 파괴시켜 SVI를 250으로 조정하여 여과를 시작한 경우, 상등수의 탁도가 증가하여, 침강성이 악화됨에 따라 flux도 점차 감소하였다. 여과막 모듈과 폭기세정 장치를 일체화한 시스템에서 공기 공급은 30~60초 정도로 설정함이 적정한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.88-96
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• 2006

생물학적 폐수처리과정에서 폐활성슬러지가 적게 발생하도록 하는 방법 중 현재 그 효과가 가장 확실한 것은 반응조 내의 F/M비를 낮게 유지하는 방법이다. 본 연구에서는 반응조 내의 미생물 농도를 높게 유지함으로써 F/M비를 낮게 유지할 수 있는 부직포 여과막 생물반응조에 COD농도가 약 300 mg/L이고 SS를 함유하지 않는 합성폐수를 단속적으로 주입하는 실험을 반복하여 폐활성 슬러지의 감량화 가능성을 파악하였다. 실험 결과, 반응조내의 MLSS농도가 최고 31,010 mg/L까지 증가함으로써 F/M비는 최저 0.02 g COD/g MLSS-day까지 감소하였다. 그러나 MLSS의 내생분해계수 및 산소섭취율을 측정한 결과 MLSS농도가 증가함에 따라 MLSS의 활성도는 감소하는 것으로 나타났다. 폐수주입기간 중 반응조내의 MLSS증가 및 전체 실험기간의 물질수지에 근거한 평균 미생물 성장계수 값이 각각 0.148 및 0.139 g MLSS/g COD의 낮은 값을 보임으로써 본 연구에서 채택된 부직포 여과막 생물반응조가 잉여슬러지 발생량을 감량화시키는 데 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2008년도 추계학술발표회 발표논문집
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• pp.499-502
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• 2008

• KSBB Journal
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• 제6권2호
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• pp.215-222
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• 1991

한외여과막을 이용하여 알부민 용액을 회분식 혼합분리기에서 분리하는 현상들을 연구하였다. 본 연구는 작업시간과 작업압력에 따라 변하는 투과플럭스에 대한 것이다. 또한 실험은 pH 4.8에서 수행되었다. 알부민의 정량은 광학적으로 측정하였으며, Lowry법을 사용하였다. 본 연구 결과는 희박 알부민 용액의 한외여과는 작업시간에 따라 투과량 플럭스가 완만하게 감소되며, 제한된 사용압력에서 알부민 용액의 농도분극 현상은 자석교반에 의해 제기 되었다.

• KSBB Journal
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• 제11권3호
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• pp.360-366
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• 1996

전기장에서의 유기산의 이동성향을 파악하기 위하여 아세트산을 대상으로 하여 한외여과막과 이온교 환막을 사용한 전기투석에 대해 연구하였다. 전기장에 의한 한외여과막에서의 전기적 삼투흐름은 전반적으로 anodic side에서 cathodic side로 진행되었다. 막을 통한 이온의 순수이동은 전기척 삼투흐름 에 대한 전기적 이동속도로부터 결정되였으며, 실험 에서의 순수 전기적 삼투흐름방향은 아세트산의 이 동에 많은 영향을 미치는 것으로 사료된다. 격막을 통한 전기척 삼투흐름에 의해 특성화된 한외여과막의 표면전하는 모두 음전하를 띠었다. 각기 재질이 다른 regenerated celiuloseCYM series)와 polysul foneCPM series) 재질의 한외여과막을 사용한 실험에서 아세트산이온의 이통양상에 매우 다르게 나타 났으며 전반적으로 YM series의 한외 여과막에서 아세트산이옹의 이동이 원할한 것으로 나타났다. 이는 전기적 삼투흐름측정에 따르면 YM series의 격막에 비해 PM series의 격막이 전해질용액에셔 상대적으로 큰 음전하를 띠는 것으로 추측된다. 아세트산 이온의 이동은 전기장의 세기, 전극사이 의 거리, 전극표면적, 이온세기, 온도, 격막의 pore 크기등에 영향을 받았으며, 일정한 전류장의 조건에서 이온교환막에서의 아세트산 이온의 이통은 한외 여과막에 비하여 1.5 에서 3배 수준이였다. 전기장 펄스형성에 의한 이온교환막에서의 아세트산이온의 이동은 10sec/hr의 펄스전기장에서 약 10%의 증가 를보였다.

• KSBB Journal
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• 제6권3호
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• pp.309-319
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• 1991

효소를 이용하여 대구피 젤라틴 가수분해물을 연속적으로 생산하기 위해 한외여과막 반응기에서의 젤라틴 가수분해 최적 공정조건 및 한외여과막 반응기를 장시간 작동하였을 때의 효소활성 저하원인을 규명하였다. 효소농도가 0.4mg/ml까지 증가함에 따라 기절의 전환율은 증가하였으나 기질의 경우는 농도가 증가함에 따라 전환율이 감소하였다. 유량(Flux)이 클수록 전환율은 감소되었으며 잔류시간이 길수록 전환율을 증가하였다. 한외여과막 반응기 장치의 작동시 가질의 전환율은 반응시간 1시간 부근에서 최대 전환율을 나타내었으며 시간당(8시간 작동) 평균 전환율 감소는 2.1%였다. 한외여과막을 통한 효소 누출은 반응시간 10~60분 범위에서 최대였으며 6시간 이후에는 거의 누출되지 않았다. 전체 효소량 중 누출량은 $50^{\circ}C$에서 16%인데 비해 $35^{\circ}C$에서는 12%였다. 그러나 효소 누출과 기질 전환율 사이에 명백한 상호관계는 나타나지 않았다. 막에 의한 효소의 활성저하는 작동시간 120분까지 나타났으며, 이때 초기속도의 36%가 저하하였다. 연속식(CSTMR)에서 $K_m$ 값은 회분식의 그것보다 20배 큰 반면 $K_2$ 10.5배 낮았다. 최적 가수분해조건은(기질농도 10%, $50^{\circ}C$, pH 8.0, 유량 7.31ml/min, 잔류시간 82분, S / E = 50w / w) 하에서의 생산량은 효소 mg당 가수분해물이 285mg으로 회분식 44.8mg에 비해 6배 이상이었다.

• 멤브레인
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• 제7권1호
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• pp.39-47
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• 1997

자체적으로 설계한 막분리 장치 시스템을 사용하여 먼저 순수한 물(3차 처리수)을 대상으로 polysulfone 재질의 중공사형 한외여과막에 대한 분리 성능을 조사하였다. 분획분자량(Molecular cutoff) 5,000 및 10,000 두 종류의 한외여과막에 대하여 실험한 결과, 온도가 증가함에 따라 공급량에 대한 투과량의 비인 회수율이 증가하는 경향을 보였다. 또한, 다양한 분자량의 polyethylene glycol 및 dextran 2,000 ppm 수용액으로 분획분자량을 확인한 결과, 표시된 값보다 다소 큰 값을 얻을 수 있었다. 이러한 기초 실험결과를 토대로 하여, 최종적으로 생활하수의 유입으로 수질이 악화되고 있는 춘천시 공지천의 물을 처리 대상으로 선정하여 원수의 성분을 분석하고, 한외여과 실험을 실시하였다. 그 결과, 생물학적 산소요구량(BOD) 및 총고형물(TS), 탁도가 모두 처리수에서 원수보다 탁월한 감소를 나타내었다. 따라서, 중공사형 한외여과막을 사용한 생활하수 처리에 가능성을 본 연구를 통하여 확인할 수 있었다.