• 한국환경보건학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.49-54
• /
• 2002

Poly acrylamide(PAA)와 활성슬러지를 포괄법 에 의하여 고정화 담체를 제조하였다. 이 고정 화 담체를 이용하여 폐수처리에서의 적용 가능성과 특성을 조사하였다. 본 연구에서는 실제 폐수처리 공정에 적합한 12% acrylamide농도의 담체를 구하였다. 그리고 sequencing batch reactor(SBR)에서 30일 동안 운전한 결과, TOC와 인의 제거효율이 각각 95%와 70%를 나타내었다. 또한 이 연구 결과로부터 반복적인 혐기와 호기 조건의 사이클 운전이 TOC와 인의 제거효율을 향상시킴을 알 수 있었으며, 운전기간 중에 PAA고정화 담체는 깨짐이 없이 사용되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권9호
• /
• pp.917-922
• /
• 2005

섬유 염색폐수는 PVA, 유기정련제, 각종 염료 등이 함유되어 있어 처리가 매우 어려운 난분해성 유기폐수로 분류되어 있다. 본 연구에서는 생물학적 처리방법으로 염색폐수의 난분해성 유기물질을 효과적으로 처리할 수 있는 방안으로 활성슬러지를 PEG(Polyethylene glycol)에 포괄고정화한 담체를 고정상 반응기를 이용한 공정에 적용시켜 난분해성 유기물질의 처리효율을 평가하고 적정 운전인자를 검토하였다. 별도로 적응과정을 거치지 않은 활성슬러지를 고정화한 담체를 고정상 반응기에 충전하여 호기성 상태에서 연속식으로 운전하였다. 이때 유입수는 $SCODE_{Cr}$ 약 330 mg/L, $SBOD_5$ 20 mg/L 이하의 생물학적 1차 처리수를 사용하였다. 체류시간의 변화에 따른 각 반응기의 난분해성 유기물질 제거효율을 비교한 결과 EBCT 6 hr을 제외하고는 모두 50% 이상의 유기물($CODE_{Cr}$) 제거효율을 보였고 $COD_{Mn}$의 경우 배출허용기준치 90 mg/L보다 평균 18 mg/L 이상 낮았다. EBCT $6{\sim}24\;hr$ 결과들을 비교한 결과 EBCT 8 hr이 유기물 제거효율과 배출허용기준을 고려할 때 경제적이고 안정된 효율을 얻을 수 있는 적정 체류시간으로 나타났다. 또한 반응기에 충분한 DO를 공급하기 위하여는 주입공기 선속도를 $7\;m^3/m^2{\cdot}hr$ 이상으로 해 주어야 하는 것으로 나타났다. 또한 담체내부 미생물을 동정한 결과 PAH, PVA, Phenol 등 난분해성 물질을 분해하는 균주가 성장하고 있었다. 한편, 고정화담체를 131일에 걸쳐 관찰한 결과 압축강도와 담체내부로의 물질확산에 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 포괄고정화 담체를 이용한 염색폐수처리에서 고정상 반응기는 기존 활성슬러지 공정의 후처리로서 적용 가능할 것으로 판단되어진다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권8호
• /
• pp.603-610
• /
• 2009

본 연구는 휘발성유기화합물질의 분해능력을 가진 yeast인 Candida tropicalis를 이용하여, 대표적인 휘발성 유기화합물질인 톨루엔과 MEK의 제거효율을 향상시키기 위하여 수행되었다. 반응기는 가스상으로 유입되는 톨루엔과 MEK의 물질전달 능력을 향상시키기 위하여 airlift loop 형태로 선택하였고, yeast 미생물의 효과적인 포괄고정화를 위해 분말활성탄(PAC)과 알지네이트(Alginate), PEG로 고분자 담체를 형성하였다. Airlift loop bioreactor의 물질전달성능을 평가하기 위한 실험을 수행하였으며, 기체체류시간 15초에서 담체를 첨가하지 않은 액상의 톨루엔 물질전달계수($K_La$) 값이 1.29 $min^{-1}$이었으나, 고분자 담체를 첨가한 경우 톨루엔의 $K_La$는 4.07 $min^{-1}$로 증가하였다. 따라서 고분자담체를 적용하는 것이 기상으로 유입되는 휘발성유기화합물의 물질전달을 향상시키는 것으로 확인되었다. 이러한 airlift loop bioreactor와 yeast 포괄고정 담체를 적용하여 체류시간을 60초, 30초, 15초에서 유입부하에 변화를 주며 실험을 진행한 결과, 톨루엔 5, 10, 19, 37 g/$m^3$/hr, MEK 4.5, 8.9, 17.8, 35.1 g/$m^3$/hr의 유입부하 변화에도 전체 80% 이상의 안정적인 처리효율을 나타내었다. 또한 airlift loop bioreactor의 분해능을 확인하기 위하여 유입부하를 단기간 변화시켜 주며 실험한 결과, 톨루엔과 MEK의 최대분해능은 각각 70.4 g/$m^3$/hr, 56.4 g/$m^3$/hr로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.116-121
• /
• 2005

폐수 처리를 위한 PVA 포괄 고정화 담체의 특성에 관한 연구를 실시하였다. 특히 PVA의 고정화 조건에 따른 용해도의 영향, 첨가제가 PVA 물성에 미치는 영향, 제작된 PVA gel의 질산화 처리 효율을 살펴보았다. PVA gel 제작 과정 중 진공을 걸어줄수록 그리고 동결온도가 낮을수록 PVA gel의 용해도는 감소하였다. PAC와 같은 첨가제를 넣었을 때 PVA gel의 용해도는 감소하였고 특히 organoclay를 넣었을 때 PAC에 비하여 25% 낮은 용해도를 보였다. 질산화 효율면에서는 PVA로 코팅한 담체가 기존의 부착 담체에 비하여 용질과 산소 확산의 제한 때문에 질산화율이 낮게 관찰되었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.29-35
• /
• 2012

A bio-encapsuled media was developed to apply on reducing odors produced from organic waste treatment process. The microorganism, candida tropicalis, was encapsulated in sponge media consisted of polyurethane material. Sodium alginate as a natural polymer which does not affect to hydrophilic microbes and PEGDA(poly ethylene glycol diacrylate) as a artificial polymer were used for the encapsuled media. The media was evaluated with TMEDA (N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, 0.02~0.1%) as a catalyst at different temperature 25 and $35^{\circ}C$. The best performance was achieved with 0.02% of TMEDA at $25^{\circ}C$. The microbes' activity in the media was examined by Live/Dead cell method.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.345-350
• /
• 2006

본 연구에서는 생물학적 처리방법으로 염색폐수의 난분해성 유기물질을 효과적으로 처리하기 위한 방안으로 활성슬러지를 Polyethylene glycol(PEG)에 포괄고정화한 담체를 유동상 반응기를 이용하여 난분해성 유기물질의 처리효율을 평가하고 적정 운전인자를 검토하였다. 담체는 내경 4 mm${\times}$높이 4 mm의 원통형으로 미세공극을 가진 PEG재질의 담체를 제조하기 위해 PEG-prepolymer와 미생물을 젤 상태에서 혼합하여 고형화 시켰으며, 이때 담체에 사용된 미생물은 염색폐수에 순응시키지 않은 상태에서 합성되었다. 연속 호기성 유동상 반응기의 유입수는 $SCOD_{Cr}$ 약 330 mg/L, $SBOD_5$ 20 mg/L 이하의 생물학적 처리수를 사용하였고, 체류시간의 변화에 따른 각 반응기의 난분해성 유기물질 제거효율을 비교하였다 생물학적 처리수를 유입수로 하여 동일한 HRT로 운전한 결과 모든 조건에서 45% 이상의 유기물 제거효율을 보였으며, HRT 12 hr이 유기물 제거효율 등을 고려할 때 안정된 효율을 얻을 수 있는 적정 체류시간으로 판단되었다. 특히 기질환경의 변화에 따른 유기물 제거효율의 변화를 확인하기 위하여 생물학적 처리전의 처리장 유입폐수를 처리한 결과 $SCOD_{Cr}$ 70% 이상, $SBOD_5$ 97% 이상의 높은 처리효과를 나타내었다. 포괄고정화 담체를 이용한 염색폐수처리에서 유동상 반응기는 기존 활성슬러지 공정을 대신하거나 혼용하여 적용하는 것이 가능할 것으로 판단되어진다.

• 상하수도학회지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.741-750
• /
• 2011

A pilot-scale biofilter was constructed to discover degradation characteristics of the complex odor discharged from Ansan wastewater treatment plant. Candida tropicalis for volatile organic compounds, sulfur oxidizing bacteria(SOB) for hydrogen sulfide, and bacteria extracted from feces soil were immobilized on a polymer gel media. According to this study, the EBCT was varied from 36 sec to 18 sec. Toluene was removed as 80% along the variations, but it was recovered as 100% within 1 week. All benzene and xylene were removed during the operation while the efficiency of hydrogen sulfur was temporary decreased at 18 sec of EBCT, thereafter it was recovered to 100% within a week. The maximum elimination capacities of the benzene, toluene, xylene, and hydrogen sulfur were 6.6 g/$m^{3}$/hr, 31.7 g/$m^{3}$/hr, 7.8 g/$m^{3}$/hr, and 133.6 g/$m^{3}$/hr, respectively. There were merits on removal both organic and inorganic complex odor using the pilot-scale biofilter embedded with microorganisms immobilized on polymer gel media.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
• /
• pp.567-570
• /
• 2000

DFA IV를 생산하는 levan fructotransferase를 ${\kappa}\;-carrageenan$을 이용하여 고정화한 결과 카라기난의 농도가 2%일 때 가장 높은 활성을 나타내었다. 이 때에 고정화 담체에 포괄되어지는 효소의 활성도는 0.81 units으로서 soluble enzyme 7.7 units에 비해 상대적으로 낮은 활성을 보여주었다. 고정화 및 soluble enzyme의 최고 활성온도와 최적 pH는 동일하게 $55^{\circ}C$, pH6.0 이었다. 가교제를 처리할 경우에 적당한 농도는 0.5%로 생각되어진다. $37^{\circ}C$에서 시간에 따른 고정화 및 soluble enzyme의 DFA IV 생산량을 HPLC로 분석한 결과 60시간 이후의 전환률이 각각 32%, 61%로 나타났다.

• 상하수도학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.797-805
• /
• 2012

Contribution of immobilized media with bacteria to the odor removal was evaluated in a lab scale bio-filter compared to that with sponge or ceramic media without the immobilized bacteria. Candida tropicalis for volatile organic compounds and ammonium oxidizing bacteria (AOB) for inorganic compounds were used as seeds in lab-scale bio-reactors. Three different type of media in the bio-reactors that immobilized bioreactor (IBR), sponge bioreactor (SBR), and ceramic bioreactor (CBR) were examined, respectively. An empty bed contact time (EBCT) of the bio-filters was fixed as 60 seconds, and the inlet concentration of toluene was changed from 20 ppm to 200 ppm to observe the removal efficiency depending on the concentrations. As a result, the maximum elimination capacities of IBR, SBR, and CBR were 166 $g/m^3/hr$, 138 $g/m^3/hr$, and 138 $g/m^3/hr$, respectively. In addition, toluene as an organic compound and ammonia as an inorganic compound were applied together with different inlet concentrations varied from 80 ppm to 250 ppm of toluene and from 2.5 ppm to 40 ppm of ammonia. The toluene maximum elimination capacities in IBR, SBR, and CBR were 97.4 $g/m^3/hr$, 59.5 $g/m^3/hr$, and 81.9 $g/m^3/hr$, respectively. The ammonia maximum elimination capacities were reached as 7.2 $g/m^3/hr$ in IBR, 6.6 $g/m^3/hr$ in SBR, and 7.0 $g/m^3/hr$ in CBR.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
• /
• pp.110-110
• /
• 2011

염색공업 폐수는 그 성분이 일반적으로 매우 복잡하며, 작업공정의 가동 사항에 따라 수질 변동이 큰것이 특징으로, 각 공정에서 배출되는 염료, 보조화학물질, PVA(Polyvinyl alchol), 전분, wax 등이 포함되어 있으며 pH가 높고, 색도로 인해 하천에 방류될 경우 확산성이 높아 미생물에 의한 자정작용을 방해하여 하천의 수중생태계를 파괴할 우려가 있다. 이러한 염색산업에서 발생하는 폐수는 일반적으로 응집침전, 부상분리법 등의 전처리한 후 활성오니공정으로 처리하는 방법이 널리 이용되고 있으나, 이들 처리공정으로는 폐수 속에 포함되어 있는 다양한화학적 구조의 색소성분 및 유해물질을 완벽하게 제거하는 것이 어려운 실정이다. 유기물 함량이 높은 염색폐수를 처리하기 위해 제안된 기술로는 산소활성슬러지법, 유동상 및 고정상 생물막법, 포괄고정화법 등이 있다. 이러한 기술들중 기존의 처리공정을 증축없이도 처리효율을 높일 수 있는 방법으로 담체를 이용한 부유메디아 생물막공정(Moving-Bed BioReactor, MBBR)이 있다. 이공정은 미생물이 부착, 성장할 수 있는 공극율과 비표면적이 큰 담체를 이용하므로 반응조내의 부유 미생물 뿐만 아니라 담체에 고농도로 부착된 부착 미생물에 의해서도 유기물을 제거하기 때문에 다른 공정들에 비해 처리효율이 뛰어나고 기존의 활성슬러지 공정에 비해 갑작스러운 부하변동 및 유독성 폐수유입에 대해서도 안정적으로 운전이 가능한 장점이 있다. 본연구에서는 부유메디아 생물반응기(Moving-Bed BioReactor, MBBR)을 이용하여 염색폐수내 $COD_{Mn}$, 색도 및 난분해성 물질인 PVA 저감에 대한 Lab-scale test 수행하였다. 실험에 사용된 염색폐수의 수질은 평균 pH 13, $COD_{Mn}$ 900 mg/L, SS 135 mg/L, 색도 1,134 [C.U.], PVA 593 mg/L였으며, 2L의 반응기를 사용하여 회분식 실험을 수행였다. 본 실험에서는 호기성 미생물에 의한 염색폐수의 생분해가 유지되는데 필요한 최적의 용존산소 농도와 이에 필요한 공기 폭기량을 결정하기 위하여 i) DO uptake rate측정과 ii) 담체의 충진율, iii) COD/N ratio, iv) Air 유량, v) 담체내 흡착제의 종류, vi) $Ca^{2+}$ 첨가가 염색폐수의 생분해에 미치는 영향을 살펴보았다. 운전시간을 7일로 하여 COD, 색도, PVA 등을 측정한 결과 담체를 첨가한 경우가 담체를 첨가하지 않은 경우 보다 제거효율이 뛰어났다. 특히 충진율 30%(C/N 3)의 경우에서 COD, 색도, PVA의 제거율이 각각 평균 65%, 70%, 60%로 가장 높은 제거효율을 나타내었다.