• 한국광물학회지
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• 제7권2호
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• pp.91-96
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• 1994

중.저준위 방사성 폐기물의 대표적인 핵종인 137Cs, 90Sr에 대한 캐올리나이트의 흡착특성을 수용액의 이온강도와 pH의 영양하에서 알아보았다. 흡착실험은 회분식으로 하였고, 사용한 수용액은 NaCl, CaCl2, MgSO4, KCL 각각을 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 mole/$\ell$로 하였다. 수용액광물 평형상태의 pH를 4.5, 7.0, 10.5로 조절하였다. 실험결과 캐올리나이트의 Cs, Sr 흡착은 이온강도와 pH에 상당한 영향을 받으며, Sr 흡차에 양이온들의 경쟁은 Ca2+ Mg2+>K+>Na+ 순을 보이고, Cs의 경우에는 K+>Ca2+ Mg2+>Na+의 순을 보인다. 이는 수용액상에서 이온들의 수호에너지와 관련되며, 광물입자와 이온들의 물구조변환특성에 의해 설명된다. Cs과 Sr 사이에 흡착우선성은 산성 내지 약알카리에서는 Cs이 Sr보다 흡착이 잘 되나, 강알칼리성 환경에서는 Sr이 Cs보다 흡착이 잘 되는 pH 의존성을 보였다. 수용액의 pH가 증가함에 따라 핵종의 흡착량이 증가하는데, 이는 캐올리나이트의 흡착자리인 실라놀과 알루미놀에 의한 제타전위가 pH에 의존함과 잘 일치한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.31-39
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• 2017

본 연구에서는 중금속 오염지반을 정화하기 위한 향상제로 친환경 재료인 나노버블수를 적용하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 수소 나노버블을 제조하여 입도분석과 제타 포텐셜 측정을 통해 장기 생존성을 평가하였다. 제조된 나노버블수를 회분식 탈착실험에 적용하여 구리 오염토양에 대한 나노버블수의 정화 효과를 증류수와 비교하여 분석하였다. 가압용해식 나노버블 제조 장치를 통해 제조한 나노버블은 최소 14일간 존재함을 알 수 있었다. 또한 구리 오염 토양에 대한 회분식 탈착실험을 수행한 결과, 토양 종류에 관계없이 나노버블수의 제거효율은 전반적으로 증류수보다 높았으며 고액비와 반응시간에 비례하여 증가하였다. pH 변화에 따라 사질토는 산성 측에서 제거 효율이 높게 나타났으나 점성토는 그 차이가 다소 낮았다. 실험 결과를 통해 나노버블의 구리 탈착 효과는 나노버블의 큰 비표면적과 제타 포텐셜에 기인하여 전반적으로 우수하게 나타난 것으로 판단된다. 따라서 본 연구를 바탕으로 나노버블수의 중금속 제거 효과를 확인하였으며 이를 토양정화의 향상제로 적용하여 친환경적인 정화공법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1192-1197
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• 2006

입상 활성탄을 이용한 회분식 흡착실험과 연속식 흡착 컬럼 실험을 통해 이온성 및 비이온성 의약품의 제거특성을 평가하였다. 초기 혼합 의약품을 10 ${\mu}g/L$로 주입한 회분식 흡착실험의 경우 입상 활성탄을 500 mg/L로 하였을 때 대상 의약품은 $94{\sim}98%$ 이상의 높은 제거율을 보였다. 이온성 의약품은 pH가 감소할수록 흡착능이 증가하였으나 비이온성 의약품의 흡착능은 pH변화에 큰 영향을 받지 않았다. 이온성 의약품은 pH가 이온화 상수(pKa) 이하로 낮아짐에 따라 COOH형태로 비이온화되어 흡착이 용이하게 되지만 pH가 pKa 이상에서는 이온 상태의 $COO^-$로 존재하게 되어 흡착이 저하되기 때문이다. 또한 pH저하는 액상내 $H^+$ 증가 및 활성탄 표면에 양하전을 증가시켜 용액으로부터 이온성 의약품을 이온 결합에 의해 제거시킬 수 있기 때문이다. 40일간 흡착 컬럼을 연속 운전한 결과 15분의 공탑체류시간(EBCT)에서는 활성탄과 의약품의 충분한 접촉시간으로 대상 의약품에 대해 $93{\sim}99%$의 제거율을 얻었다. 짧은 EBCT의 운전조건에서는 이온성 의약품 가운데 CA, IBP 및 GFZ가 다른 이온성 및 비이온성 의약품에 비해 빠르게 파과에 도달했고 EBCT의 변화에 따른 흡착특성의 변화는 비이온성 의약품에서 더 크게 나타났다. 본 연구를 통해 기존 정수 처리공정을 통해 제거되기 어려운 의약품을 입상 활성탄 흡착공정을 통해 효과적으로 제어할 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.541-548
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• 2009

본 연구에서는 매립장 침출수 같은 중금속과 유기물을 함께 함유하고 있는 폐수를 처리하기위하여, Fe(III)을 활성탄, 모래, 불가사리와 같은 담체에 첨착 및 코팅시킨 흡착제를 사용하였다. 제조된 Iron Impregnated Activated Carbon(Fe-AC), Iron Coated Sand(ICS), Iron Coated Starfish(ICSF)는 EPA 3050B 방법을 통하여 각 매질에 함유된 철 함량을 분석하였으며, 회분식 반응조에서의 흡착실험을 통하여 각 흡착제의 Mn(II), Zn(II) 및 Cu(II)의 제거성능을 비교하였다. Fe-AC 및 ICS의 철 함유량은 각각 1,612 mg/kg 및 1,609 mg/kg으로서 매우 유사하였으며 ICSF의 철 함유량은 1,768 mg/kg으로 ICSF의 철 코팅함량이 다른 두 가지에 비해 150 mg/kg 정도 높게 나타났다. 회분식 실험에서의 Mn(II), Zn(II), Cu(II)의 제거효율은 ICSF, Fe-AC, ICS의 순으로 높은 제거율을 보였다. 각 흡착제를 단일 및 다중층으로 충전한 칼럼반응기에 의한 연속식 실험결과, 단일 흡착제에 비해 ICS, Fe-AC, ICSF의 순으로 충전한 시스템에서 높은 중금속 및 페놀제거효율을 나타내었으며, Cu(II)와 Zn(II)에 대해서는 뚜렷한 파과능을 보였으나 Mn(II) 제거율은 상대적으로 낮게 나타났다. 각 흡착제를 병합 충전한 다중층 칼럼반응시스템은 중금속 및 phenol제거에 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.374-377
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• 2003

본 연구는 각종 유기성 폐기물의 혐기소화시 혐기성 분해 특성에 대해 알아보고자 하였다. 실험에 적용된 유기성 폐기물의 종류는 음식폐기물, 축산폐기물, 농산부산물 이었으며 기질과 접종액을 1:1로 혼합하여 회분식으로 실험을 수행하였고, 이때 발효조내의 TS, VS, sCOD 변화 및 가스발생량을 측정하였다. 음식폐기물의 경우 실험초기에 혐기성 분해가 일어났으며, 농산부산물의 경우 실험 종반부에 혐기성 분해가 일어났다. 반면 축산폐기물의 경우 실험초기에 한차례 혐기성 분해가 이루어지고 종반부에서 다시 혐기성 분해가 이루어짐을 알 수 있었다.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권2호
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• pp.61-72
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• 1997

본 연구에서는 산과 계곡에 폐기물로 방치되어 있는 석탄폐석의 재활용 및 자원화의 측면에서 수처리에 이용될 수 있는 흡착제의 개발을 위한 기초실험이 수행되었다. 석탄폐석으로는 굴진폐석과 선탄폐석이 이용되었으며, 석탄폐석 자체가 지니고 있는 흡착능 실험과 열처리로 인한 흡착능 개선 여부를 검토하였다. 처리 대상물질은 중금속, 색도, 그리고 COD등을 선정하였다. 실험조건은 회분식과 컬럼식으로 구분하여 각각 이루어졌으며, 실험결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 천연상태의 석탄폐석은 약 20~30%의 중금속 흡착능을 지니고 있는 것으로 나타났으며, 탄화 공정인 간단한 열처리만으로도 약 2~5배의 흡착능 향상이 이루어졌다. 2)석탄폐석의 열처리 조건 변화에 따른 중금속 흡착능을 비교한 결과, 50$0^{\circ}C$에서 6시간 반응시킨 것이 가장 우수하였다. 3)칼럼실험에 있어 기존의 입상활성탄 보다 처리효율이 저조하나 석탄폐석은 무가공 상태로도 약 20~60%의 COD 및 색도를 제거할 수 있었다. 4) $500^{\circ}C$, 에서 6시간 열처리된 폐석의 컬럼실험에서 생물학적 유출수의 색도 제거에 우수함을 알 수 있었으며, 중금속 및 COD제거에 있어서는 여과 속도에 따라 많은 차이를 보였다. 따라서 석탄폐석을 흡착제로의 활용이 가능할 것으로 판단되며, 본 연구 이외에 활성화 공정을 적용할 경우 흡착정도는 더 향상 될 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제13권6호
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• pp.794-798
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• 2003

라세믹 phenyl oxirane 기질에 대한 asymmetric biohydrolysis 활성이 우수한 Rhodosporidium toruloides SJ-4를 생촉매로 이용하여 입체선택적 가수분해 반응을 통해 라세믹 phenyl oxirane 기질로부터 광학활성 (S)-phenyl oxirane를 회분식으로 생산하는 실험을 수행하였다. (R)-phenyl oxirane 이성질체에 대한 초기 가수분해 속도에 영향을 주는 실험인자들인 pH, 반응온도, DMSO cosolvent 첨가량 등에 대해 중심합성계획법을 이용한 반응표면 분석을 통해 가수분해반응 속도를 향상시킬 수 있는 최적 반응조건을 결정하였다. pH 7.4, 반응온도 34℃ 및 DMSO 첨가량 2.3%(v/v)의 조건에서 라세믹 기질 초기 농도 100mM로부터 약 10시간 정도의 반응을 통해 ee 값이 100%인 광학적으로 순수한 (S)-phenyl oxirane를 24% 정도 (이론수율 = 50%)의 높은 수율로 얻을 수 있었다. ^u Batch production of (S)-phenyl oxirane was investigated using epoxide hydrolase activity of Rhodosporidium toruloides SJ-4. Effect of reaction condition of asymmetric biohydrolysis of racemic phenyl oxirane was analyzed and optimized by response surface methodology. The optimal conditions of pH, temperature and DMSO cosolvent ratio were 7.4, 34 ℃, and 2.3%(v/v), respectively. The final yield was enhanced up to 67%, and reaction times required to reach 99% ee (enatiomeric excess) decreased down to 50% by response surface methodology Enantiopure (S)-phenyl oxirane with 100% enantiopurity and 24% yield (theoretical yield = 50%) was obtained from racemic substrate.

• 대한환경공학회지
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• 제35권1호
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• pp.1-9
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• 2013

혐기성 연속 회분식 반응조(Anaerobic sequencing batch reactor; ASBR)를 이용하여 혼합배양을 통한 장기간의 수소생산특성을 조사하였다. 실험에 사용된 기질은 글루코오스(8,250 mg/L)였고, pH 5.5, 온도 $37^{\circ}C$, 교반속도 150 rpm으로 설정하여 160일 동안 반응조를 운전하였다. 운전초기에 F/M비 2로 유지되어 수소생산 수율은 0.8 mol $H_2/mol$ glucose의 수소가 생산되었고, 운전 80일째 수소생산수율은 2.68 mol $H_2/mol$ glucose까지 증가하였다. 그러나 그 이후로 수소 생산량이 지속적으로 감소하여 운전 130일경 이후 수소의 생산은 없는 것으로 나타났다. PCR-DGGE분석을 통해 반응조내 미생물은 일반적인 수소생성 균으로 알려지고 있는 Clostridium sp.가 검출되었으나 반응조 운전 조건의 변화가 수소생산 저감의 주된 원인으로 밝혀졌다. 즉 반응조의 MLSS 농도가 증가함에 따라 F/M비가 감소하고 생산된 수소는 propionic acid의 생성으로 소모되는 것으로 추정할 수 있고 이는 반응조의 F/M비 0.5와 propionic acid 농도는 2,130 mg/L로 높게 유지된 것으로 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제24권5호
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• pp.446-452
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• 2009

본 연구에선 바이오부탄올 생산을 위한 추출발효에 적용하고자 부탄올 추출에 효율적이고 미생물에 독성을 주지 않는 적합한 추출용매를 선정하고자 하였다. 추출 용매를 선정하기 위하여 부틸 부틸레이트, oleyl alcohol, 친환경 용매인 소수성 이온성 액체 2 종류를 이용하여 분배계수를 구한 결과, 부틸 부틸레이트와 oleyl alcohol이 높은 부탄올 분배계수를 나타내었고 부탄올 농도 1-20 g/L와 pH 4-5.5 범위에서 80% 이상의 우수하고 안정적인 추출효율을 나타내었다. 미생물에 독성이 없는 oleyl alcohol를 사용한 회분식 추출발효에서는 추출을 하지 않은 회분식 배양보다 11% 향상된 부탄올 생산을 보였다 (11.2 g/L vs. 12.4 g/L). 이는 배양액 내의 부탄올이 추출되어 배양액내의 부탄올 농도가 낮게 유지됨으로써 부탄올 독성 영향이 감소되었고, 이로 인해 향상된 부탄올 생산이 이루어진 것으로 판단된다. Oleyl alcohol：부틸부티레이트 부피비를 9：1로 혼합한 용매를 사용했을 경우는 미생물 생장에는 저해 영향이 미미했으나 부탄올 생산은 추출발효를 하지 않은 회분식 배양에 비해 60%에 그쳤다. 부틸부티레이트를 20% 이상 미생물 생장에 심각한 저해를 주는 것으로 관찰되어졌다. 본 연구를 통해, 실험에 사용된 4가지 추출 용매 중에서 oleyl alcohol이 미생물에게 독성영향을 끼치지 않으면서 부탄올 추출을 효율적으로 할 수 있음을 알 수 있었고, oleyl alcohol을 바이오 부탄올 연속 추출발효에 적용한다면 향상된 부탄올 생산성을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권6호
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• pp.668-676
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• 1992

Alcaligenes eutrophus에 의한 poly-Beta-hydroxybuty-rate(PHB) 생산을 최적화하기 위해서 1단계에서는 성장을 최대화하고, 2단계에서는 생산을 최대화하는 이단 유가식 배양을 채택하였다. 성장단계에서 탄소원과 질소원의 최적농도는 회분식 배양 모델로부터 결정되었는데, 각기 16.64g/l와 0.54g/l이었다. 생산단계에서 질소원의 경우, 유가식 배양실험을 통해 0.07g/l가 최적인 것으로 나타났다. 탄소원의 최적농도는 모사로부터 결정되었고 이때 최적 전환시간도 함께 결정되었다. 생산공정의 제어를 위하여 시간지연을 고려한 적응비례 되먹임제어를 이용한 결과, 탄소원 농도 및 질소원농도를 최적의 상태로 유지시킬 수 있었다.