• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2004년도 봄 학술발표회 발표논문집
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• pp.312-315
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• 2004

염색가공 공정에서 배출되는 염색폐수는 염색 가공공정이나 사용하는 염료등에 따라 폐수량과 성상의 변화가 심하기 때문에 처리에 많은 어려움이 있다. 일반적인 염색폐수 처리방법으로는 물리화학절인 응집침전법과 생물학적인 활성슬러지법을 단독 또는 조합하여 주로 사용하여 왔다. 그러나 최근에는 기존시설의 처리 향상을 위한 다각적인 기술개발이 시도되고 있으며 그 일환으로 본 연구에서는 활성탄을 담지한 폴리우레탄 담체를 개발하여 염색폐수를 처리하고자 하였다. 본 연구에서는 담체를 이용한 염색폐수의 생물학적 처리 시 여러 인자들, 즉 COD/N 비, DO 농도, 담체의 충진율 등의 영향을 조사하기 위하여 회분식 실험을 수행하였다. 또한 회분식 실험에서 얻은 최적조건을 이용하여 파일럿 실험도 함께 수행하였다. COD/N 비가 COD 제거에 미치는 영향을 살펴보기 위해 COD/N 비를 조절하지 않은 경우와 COD/N 비를 2-3으로 조절한 경우에 대해서 비교하였다. 실험결과 염색폐수의 초기 COD 농도가 1,000 ppm일 때, 처리 후 COD 농도는 COD/N 비를 조절하지 않았을 경우 860 ppm (제거효율 ＝ 18%), COD/N 비가 2일 경우 550ppm (제거효율 ＝ 52%), COD/N 비가 3의 경우 390 ppm (제거효율 ＝ 57%)으로 각각 나타났다. DO 농도가 COB 제거에 미치는 영향을 알아보고자 DO 농도를 1, 6, 7 mg/L로 변화시켰다. 그 결과 DO의 농도가 1 mg/L일 경우 COD 제거효율은 20% 정도였으나, DO 농도가 6 mg/L이상에서는 모두 80%에 가까운 제거효율을 나타내었다. 담체 충진율의 경우, 10% 충진시 40%, 20% 충진시 50%, 30% 충진시 70%의 제거효울을 각각 나타내었다. 회분식 실험에서 얻은 최적조건으로 파일럿 반응기를 100일 이상 운전한 결과 염색폐수의 COD 농도변화는 1,000ppm에서 380ppm로 평균 60%이상 제거되는 높은 효율을 보였다. 또 담체 첨가의 영향을 살펴보기위해, 담체를 충진하지 않은 조건에서 파일럿 반응기를 운전한 결과 평균 COD 제거율은 50%로 비교적 낮은 효율을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권7호
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• pp.700-704
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• 2008

혐기성 암모니아 산화공정에서 nitrite는 저해인자로 잘 알려져 있고, 최근에는 유리 암모니아 역시 anammox bacteria에 저해 영향을 주는 것으로 보고되고 있다. 유입수의 암모니아와 아질산의 비율이 연속운전에서 효과적인 질소제거에 중요한 인자가 되며, 연속운전 반응기에서는 유리 암모니아와 아질산의 축적을 방지하기 위해 유입수의 NH$_3$-N/NO$_2$-N-N비를 조절할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 다섯 가지 종류의 NH$_3$-N/NO$_2$-N-N비를 회분식 실험을 통해 잔류 암모니아성 질소와 아질산성 질소의 농도를 최소화하는 비를 조사하였다. 회분식 실험 결과 실험 26시간 후에 1.00 : 1.30의 비에서 88%에 달하는 총질소 제거율이 나타났다. 그리고 혐기성 암모늄 산화 반응은 0차 반응을 나타내었고, 암모니아와 아질산의 반응 속도상수는 1.00 : 1.30의 비에서 각각 7.66 mg/L$\cdot$hr과 11.89 mg/L$\cdot$hr로 가장 높게 나타났다. 혐기성 암모늄 산화균 활성도를 측정해본 결과 1.00 : 1.15의 비에서 미생물의 활성도가 가장 우수한 것으로 나타났다. 회분식 실험의 결과를 통해, 이론적 반응비과 비슷한 1.00:1.30에서는 반응속도가 크고 총질소 제거율도 높은 반면 혐기성 암모늄 산화균은 이론적 반응비보다 다소 낮은 아질산 농도에서 안정하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국토양환경학회지
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• 제1권2호
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• pp.61-72
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• 1996

일련의 회분식 실험 및 실험실 규모의 연속식 실험을 통하여 유기오염물질에 의해 오염된 토양에 in-situ 토양세척기법을 적용하는데 필요한 운전조건을 도출하였다. 실제 토양에 소수성 유기오염물질인 n-dodecane, naphthalene, anthracene을 일정량 오염시킨 후 Tween 80, Triton X-100, Sodium dodecyl sulfate(SDS)가 포함된 용액을 이용하여 세척능력을 비교하였다. 회분식 및 연속식 실험 결과, Tween 80와 Triton X-100가 n-dodecane의 제거에 효과가 우수하였으며, naphthalene과 anthracene의 제거에는 SDS와 Tween 80가 우수하였다. 연속식 실험이 끝난 후, 토양에 잔류하는 세척제의 양은 Tween 80이 제일 적었다. 연속식 실험에서 통과유속을 변화시킨 결과, 7 ml/min에서는 세척에 필요한 접촉시간의 감소로 인하여 세척효과가 3 또는 5ml/min보다 오히려 감소되었다. 본 실험의 적용 범위 내에서는 토양의 초기 pH는 세척이 진행됨에 따라 세척능력에 큰 영향을 미치지 않았다. 세척제의 미생물에 대한 독성실험 결과 Tween 80이 그람 음성균과 양성균의 성장에 가장 영향을 미치지 않는 것으로 판명됐다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.283-283
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• 2015

1,4-dioxane은 페인트, 광택제 및 코팅제의 제조시에 첨가되는 화학물질로 인간에 대한 발암 가능성과 수중에서의 지속성으로 인해 EPA priority pollutant로 지정되어 있다. 이에 최근 고도산화법을 이용한 처리가 계속적으로 연구되고 있으며, UV/$H_2O_2$ 공법을 통하여 수계에서 발견되는 난분해성 유기 오염물의 제거가 효과적인 것으로 밝혀졌다. 하지만 고도산화공정(AOP)은 다량의 에너지 소모와 산화제 투여로 인한 높은 운전비용이 현실적인 적용에 장애가 되고 있다. 한편 상대적으로 저렴한 비용으로 1,4-dioxane을 처리할 수 있다는 장점으로 인하여 생물학적 분해에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 1,4-dioxane에 대한 많은 연구들이 주로 분해미생물의 분리동정 및 회분식 분해특성에 대한 연구들 위주로 보다 실질적인 연속적 처리반응조의 운전결과들은 거의보고 되지 않고 있다. 본 연구는 Lab scale 연속처리반응조의 장기운전 후 pilot plant 현장적용에 앞서 인공폐수와 합성폐수에서의 분해효율 비교 회분식 실험을 통해 합성폐수내 생물학적 분해에 영향을 미치는 inhibitor의 영향을 확인하였으며, 미생물의 배양 조건에 따른 분해효율 비교 회분식 실험과 modeling을 통하여 현장운영 효율을 예측하였다. 이를 반영하여 추후 진행예정인 pilot plant의 현장 적용성 검토 및 최적 설계인자 도출, 장기운전에서의 효율성 증대를 목적으로 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1167-1168
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• 2015

본 연구는 고전압 임펄스를 이용하여 용수의 스케일 발생 제어가 가능한 조건을 찾는 것을 목표로 하고 있으며 약 100[ppm]의 농도를 갖는 용액을 1[L]제조하여 임펄스 전압 5[kV], 8[kV], 12[kV]를 4시간동안 인가한 회분식 조건의 실험으로써 임펄스 전압의 크기가 증가함에 따라 칼슘이온의 제거율이 8.7[%], 15.6[%], 16.3[%]로 나타났다. 또한 임펄스전압 20[kV]를 20시간동안 인가한 조건에서 칼슘이온 제거율이 약 50[%]에 도달하였다. 연속식 실험은 회분식 실험과 달리 투입과 배출을 중단 없이 연속적으로 용액을 순환시키는 실험으로써 임펄스 전압이 인가되는 반응기가 수용한 용액에 체류 시간에 따라 칼슘제거율을 비교하였다. 일정시간이 되면 배출되는 용액의 칼슘제거율을 측정 하였다. 정량펌프와 정량호스를 이용하여 유량을 8.33[mL/min]으로 조절한 후 임펄스전압 12[kV]를 20시간 인가한 결과 임펄스 전압이 인가되는 반응기내에서 제조된 용액이 체류되는 시간 이후 칼슘제거율이 체류시간에 따라 포화(Saturation)되는 경향을 보였다.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.213-218
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• 2008

일반적으로 약주 생산 공정에서 고정화 담체를 이용하는 연속식 반응기에서는 회분식 반응기와 비교하여 생성되는 알코을 생성량 못지않게 연속식 반응기에서 연속적으로 생성되고 있음을 알 수 있었다. 고정화 담체를 이용한 연속식 반응기는 약주의 품질에 긍정적인 효과를 보이는 것으로 나타났으며 담금 공정에서의 처리효과를 분석한 결과는 다음과 같다. 1) 회분식 배양에서 에탄올의 생성량은 1차 담금 1일 째부터 12%이상 증가하는 것으로 나타났으며 연속배양은 2차 담금에 효모를 주입하지 않아도 회분식 배양에서와 같은 알코올 도수를 가지면서 지속적으로 얻어졌다. 또한 pH는 4.4에서 3.8로 감소하는 패턴을 나타냈으며 산소농도는 1 ppm정도 차이가 나타났으나 이는 연속적으로 기질이 반응기로 주입되기 때문에 증가된 것이다. 2) 폴리플로필렌에 폴리스티렌을 샌드위치식으로 접합한 고정화 미생물담체는 연속배양에서 효모 주입 없이도 회분식 배양과 비교해보았을 경우에 당화과정과 알코올 생성과정 등이 서로 상반되는 패턴을 갖으면서 생물학적인 반응이 정상적으로 진행됨을 증명하였다. 3) 연속배양의 실험결론을 토대로 1차 담금에서 당의 생성기질을 이용하였을 경우, 10톤/일 생산하는 약주생산 공장은 1년간 효모 투입비용을 환산해 본 결과 1억원 이상의 투입비용이 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.3-18
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• 1993

본 논문에서는 박테리아에서 생성되는 생체 계면활성제인 emulsan의 생산을 위한 유가식 배양에서 에칸을 농도의 제어에 퍼지기법을 적용하였다. 기절저해가 있는 유가식 배양에서 emulsan의 생산을 향상시키기 위해 최대 비성장속도를 갖는 최적 기질농도가 유지되도록 기질인 에탄올의 공급 속도가 조절되어 졌다. 생물반응기에서 Acunetobacter calcoaceticus RAG-1 박테리아를 회분식과 유가식으로 배양 실험하여 최적 에탄올 농도를 구하고, kinetic 모델을 제시하였다. 배양실험의 결과와 지식을 바탕으로 퍼지 규칙을 구성하였다. 퍼지 제어기에서 제어 입력변수는 기질농도의 최적치와 운전치의 오차와 오차의 변화로서 구성되고, 제어 출력변수는 기질 공급 속도의 변화량으로 구성되었다. 멤버쉽 함수를 입력변수의 퍼지 집합화 과정을 통하여 구하였고, 최소-최대법과 무게 중심법을 이용하여 출력 제어값을 구하였다. 유가식 배양의 전산모사와 실험 결과에서 퍼지제어 기법은 최적 기질 농도를 정확히 제어하였으며, emulsan 생산은 향상되었다.

• KSBB Journal
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• 제10권1호
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• pp.55-62
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• 1995

본 연구에서는 균주로 Saccharomyces ceremszae A Tee 24858을, 초기 당 농도로는 60, 90, 120 및 $150g/\ell$ 을, 1회 발효 시간으로는 1시간 또는 2시간을, 초기 균체농도로는 $17.5g/\ell$ 내지 $53.1g/\ell$ 사이의 값을 사용하여 10회 반복 회분식 실험을 수 행하였다. 이 결과로부터 반복 회분식 실험에서의 평균 초기 균체농도와 에탄올 생산성 사이의 함수 관계를 규명 하여 보았다. 초기 균체농도와 에탄올 생산성 사이의 함수 관계는 초기 균체농도가 증가함에 따라 초기 당 농도에 관계없이 에탄올 생산성이 비 션형적 으로 증가하는 함수 관계를 나타내였다. 초기 당 농도가 $60g/\ell$ 이고, 초기 균체농도가 $34.5g/\ell$ 인 경우 발효는 1시간 내에 완료되었으며 균체의 분리, 새로운 기질의 주입 등의 조작을 고려한 총 10회 반복 회분 실험의 에탄올 생산성은 $26.7g/\ell$.hr이었다. 초기 당 농도가 120gjP 이고 초기 균체농도가 5 50.3gj P 인 경우에도 1시간 내에 발효가 완료되었으 며 이때의 에탄올 생산성은 $48.8g/\ell$.hr이었다. 본 연구에서 수행한 8종류의 10회 반복 회분식 실험을 통하여 얻은 최대 에탄융 생산성은 $53g/\ell$.hr이였다.

• KSBB Journal
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• 제11권2호
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• pp.211-217
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• 1996

난분해성 물질로 알려진 2,4,6-trichlorophenol를 혐기성 미생물의 cometabolism을 이용하여 처리할 경우 높은 탈염소화 속도를 얻기 위하여 전자콩여체 를 선정하기 위하여 회분식 실험을 수행하였다. 회분식 실험은 Serum bottle에서 중량천 폐수처리장 의 1차 소화조에서 채취한 혐기성 소화슬러지를 사 용하여 2,4,6-trichlorophen이의 환원척 탈염소화 반 응을 유도하였다. 탈염소화 과정에셔 중간생성물을 조사하였고 혐기성 미생물의 성장과 유지를 위한 에 너지원인 전자공여체에 따른 탈염소화 속도를 비교 하였다. 회분식 실험결과 2,4,6 - trichlorophenol은 ortho위치의 염소가 치환되어 2,4- Oichlorophenol 로 탈염소화되 었다2,4-dichlorophenol은 다시 ortho위치의 염소가 치환되어 4-chlorophenol로 탈 염소화되 었다. Acetate, ethanol, glucose와 metha nol를 전자공여 체로 사용한 결과 ethanol을 사용한 경우에 서 2,4,6-trichlorophenol의 탈염소화 속도가 가장 빠른 것으로 관찰되었다.

• 환경위생공학
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• 제12권3호
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• pp.139-147
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• 1997

펄프폐수 내에 존재하는 대표적인 수지 구성성분의 일종인 wood resin 화합물이 메탄생성균에 미치는 독성을 평가하기 위한 회분식 독성실험을 수행하였다. 수지는 극성용매로 추출가능한 몇몇 wood 구성성분의 혼합물로서 수지의 주요 구성성분은 긴 사슬 휘발성유기산, terpenes, resin acids, 리그난과 극성 페놀류들이다. 메탄생성균의 독성실험은 $30^{\circ}C$에서 표준회분식 실험방법을 채택하였고 식종물질로서는 입상슬러지를 사용하였다. 극성페놀의 한 종류인 4-hydroxystilbene가 가장 높은 독성을 나타내었으며, 50% 저해를 일으키는 농도는 $20mg/\ell$이었다. Resin acid와 휘발성 terpene 역시 메탄생성균에 독성을 나타내었으며, 50% 독성을 일으키는 농도는 $43{\;}~{\;}330mg/\ell$이었다. 반면에 triterpenes은 1,000 to $1,300{\;}mg/\ell$의 상대적으로 높은 농도에서도 메탄생성균에 독성을 일으키지 않았다. 따라서 wood resin의 구성성분이 몇몇 펄프폐수의 혐기성 처리에 있어서 독성을 일으키는 주요물질이었다.