• Environmental Engineering Research
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• 제12권4호
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• pp.129-135
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• 2007

This study evaluated microbial risk that could develop within soil microbial communities after amended with organic fertilizers from stabilized swine manure waste. For this purpose, we assessed the occurrences and competitiveness of antibiotic resistance and pathogenicity in soil microbial communities that were amended with swine manure wastes stabilized by a traditional lagoon fermentation process and an autothermal thermophilic aerobic digestion process, respectively. According to laboratory cultivation detection analysis, soil applications of the stabilized organic fertilizers resulted in increases in absolute abundances of antibiotic resistant bacteria and of two tested pathogenic bacteria indicators. The increase in occurrences might be due to the overall growth of microbial communities by the supplement of nutrients from the fertilizers. Meanwhile, the soil applications were found to reduce competitiveness for various types of antibiotic resistant bacteria in the soil microbial communities, as indicated by the decrease in relative abundances (of total viable heterotrophic bacteria). However, competitiveness of pathogens in response to the fertilization was pathogens-specific, since the relative abundance of Staphylococcus was decreased by the soil applications, while the relative abundance of Salmonella was increased. Further testes revealed that no MAR (multiple antibiotic resistance) occurrence was detected among cultivated pathogen colonies. These findings suggest that microbial risk in the soil amended with the fertilizers may not be critical to public health. However, because of the increased occurrences of antibiotic resistance and pathogenicity resulted from the overall microbial growth by the nutrient supply from the fertilizers, potential microbial risk could not be completely ruled out in the organic-fertilized soil samples.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제19권2호
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• pp.177-182
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• 2013

We studied the possibility to produce solid fuel using cattle manure and to apply TAO (Thermophilic Aerobic Oxidation) process of solid-liquid separation fraction. The physiochemical compositions of cattle manure solid fuel chip were analyzed as water 0.12%, low calorific value 3,510 kcal/kg, ashes 11.9%, chlorine 0.82%, sulfur dust 0.5%, mercury non-detection, cadmium 1.0 mg/kg, lead 2 mg/kg, arsenic non-detection. In treating cattle manure with TAO reactor the internal temperature of the reactor was increasing higher and $50^{\circ}C$ and over was maintained after 20 hours on. The physiochemical compositions of liquids increased from pH 7.3 to pH 9.18 and EC decreased from 4.6 to 3.48 mS/cm in treating process of cattle manure with TAO reactor. COD and SCOD decreased from 16,800 to 10,400 mg/L, from 4,600 to 2,040 mg/L respectively, which showed about 38% and 56% of remove efficiency respectively.

• 유기물자원화
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• 제3권1호
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• pp.21-34
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• 1995

음식물 쓰레기 퇴비화 장치에 사용하기 위한 미생물제제 개발을 목적으로 토양, 퇴비 등으로부터 고온균을 분리하여 그 생육 특성을 조사하였다. 분리한 81주 중에서 음식물 쓰레기를 분해시키는 전분 분해효소, 단백 분해효소, 지방 분해효소 및 섬유소 분해효소의 활성이 높은 20주를 분리하여 형태 및 생리적 특성을 조사한 결과 모두 그람 양성의 간균으로 카탈라제를 가지고 있었으며 17주는 포자 형성균으로 밝혀졌다. 이 균주들은 대부분 pH 5에서 pH 10까지 생육할 수 있었으며 8% NaCl이 함유된 배지에서도 성장하였다. 또한 각 효소의 생산 균주 그룹별로 생육에 미치는 영향을 조사한 결과 통기에 의해 생육이 크게 증가하였으며, $50^{\circ}C$ 이상 온도가 올라갈수록 생육이 저하되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권1호
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• pp.19-25
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• 2014

An extracellular agarase was purified from Bacillus sp. BI-3, a thermophilic agar-degrading bacterium isolated from a hot spring in Indonesia. The purified agarase revealed a single band on sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, with an apparent molecular mass of 58 kDa. The optimum pH and temperature of the agarase were 6.4 and $70^{\circ}C$, respectively. The activity of the agarase was stable at high temperatures, and more than 50% activity was retained at $80^{\circ}C$ for 15 min. Furthermore, the enzyme was stable in the pH range of 5.8-8.0, and more than 60% of the residual activity was retained. Significant activation of the agarase was observed in the presence of $K^+$, $Na^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, and $Sr^{2+}$; on the other hand, $Ba^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Co^{2+}$, $Fe^{2+}$, and EDTA inhibited or inactivated the enzyme activity. The components of the hydrolytic product analyzed by thin-layer chromatography showed that the agarase mainly produced neoagarobiose. This study is the first to present evidence of agarolytic activity in aerobic thermophilic bacteria.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제6권3호
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• pp.161-168
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• 2000

The study exploited TAO system for the treatment of piggery slurry and aimed to draw characteristics and conditions of the reactor by differentiating the number of air input pump and foam cutter. The results are: 1. Under different operation condition, Run-3 with three air input pumps and four foam cutters showed the highest efficiency in the change of water level and temperature; 40-70cm and 45-55$^{\circ}C$, respectively. 2. Evaporation volume in Run-3 was the highest; 55.5l/$m^2$ . day in Run-1, 75.0/$m^2$ . day in Run-2, and 120.3/$m^2$ . day in Run-3. 3. Throughout the experimental period, temperature inside the reactor was maintained at around 5$0^{\circ}C$, regardless of seasonal temperature changes.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제10권1호
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• pp.1-10
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• 2004

현장규모 (8.6${\times}$2.5${\times}$2.4 m) 및 파이롯트규모 (1.39${\times}$0.89${\times}$0.89 m)의 고온호기산화장치를 이용하여 공기투입량 및 처리온도에 따른 양돈분뇨의 감량화 효율을 검토하였다. 현장규모에서 공기투입장치, 거품제거장치의 설치조건이 양돈슬러리 증발량과 처리온도에 모두 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 현장규모 연구는 3가지의 처리방법 (처리A:공기공급량 120㎥/h, 수중펌프 2대, 소포장치2대: 처리 B: 공기공급량 180㎥/h, 수중펌프 3대, 소포장치 3대; 처리C: 공기공급량 180㎥/h, 수중펌프 3대, 소포장치 4대)으로 실행되었다. 1일 5㎥ 양돈슬러리를 동일하게 투입하면서 얻어진 연구결과, 수위변화, 온도변화 및 증발량은 각각 처리A: 50∼100cm, 31∼$64^{\circ}C$, 55L/$\m^2$ㆍday, 처리B: 40∼90cm, 29∼$52^{\circ}C$, 75L/$\m^2$ㆍday, 처리C: 40∼70cm, 45∼$54^{\circ}C$, 120L/$\m^2$ㆍday이었다. 한편 파이롯트 규모 연구는 반 연속식으로 양돈분뇨를 투입하면서 매일 투입량을 처리1: 50L/2h, 처리2: 50L/3h, 처리3: 40L/3h, 처리4: 60L/4h으로 하여 최대 슬러리 감량조건을 도출하기 위해 수행하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.783-789
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• 2011

하수처리장에서 발생되는 잉여슬러지가 고온 호기 소화 반응을 거치면 슬러지부피가 크게 감소하게 된다. 그러나 고온 호기 소화 상등액에는 고농도의 유기물, 질소 및 인이 함유되어 있기 때문에 이들을 별도로 제거해 주어야만 한다. 본 연구에서는 고농도의 질소와 인의 제거에 많이 사용되는 방법인 Struvite 결정화 공법을 이용하여 고온 호기 소화 여액에 함유되어 있는 질소와 인을 제거하였다. 대상폐수의 암모니아성 질소와 인산염인의 평균농도는 각각 1716.5 mg/L 및 325.5 mg/L였다. 최적의 결정화 반응 조건을 결정하기 위하여 $Mg^{2+}$와 $PO_4^{3-}$의 주입량, pH, 교반 시간($t_d$), 교반 강도(G), 결정핵 주입 그리고 반응 온도를 결정하였다. Struvite 결정화 반응시 마그네슘원으로 $MgCl_2{\cdot}6H_2O$, 인산염인염의 원으로 $K_2HPO_4$를 이용하였다. 질소와 인의 제거를 위한 $Mg^{2+}:PO_4^{3-}:NH_4^+$의 적정 주입 몰비는 2 : 1 : 1과 2 : 2 : 1로 압축되었는데 각각의 주입 몰비에 따른 암모니아성 질소 및 인산염인의 제거효율은 전자의 경우에 각각 71.6% 및 99.9%였고, 후자의 경우에는 93.8%와 98.6%였다. Struvite 결정화 반응에서 반응 시간($t_d$)과 교반 강도(G)는 암모니아성 질소와 인산염인의 제거율에 큰 영향을 미치지 않았다. 또한 결정핵 주입과 온도의 영향에서도 같은 결과가 나타났다. 그러나 결정핵의 주입량이 증가함에 따라 슬러지 발생량이 감소하였으며, 온도의 증가에 따라 생성된 슬러지의 부피는 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제10권2호
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• pp.101-110
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• 2004

고온호기성발효장치(TAO system)로 발효 처리한 양돈분뇨고형물을 톱밥과 왕겨로 혼합한 뒤 성형건조장치를 이용하여 펠렛 비료를 제조하였다. 제조된 펠렛 비료(TAO-PF)의 비료이용성을 검토하기 위하여 배추를 이용하여 포장시험을 실시하였으며, 수확 후 생육량 및 토양의 생물, 이화학적 변화를 분석하였다. 생육실험은 펠렛 비료(TAO-PF)를 포함하여 시판 상토(Bed soil), 발효고형물(TAO-S), 화학비료(NPK), 무비료(대조구)로 나누어 실험하였다. 제조된 발효펠렛(TAO-PF)의 상온저장성은 미생물의 증식경향으로 보아 수분 함량이 $18\%,\;25\%$ 처리구보다는 $12\%$ 처리구가 적절한 것으로 판단되었다. 배추를 이용한 각 처리구에서의 생육실험결과, 토양세균의 변화는 TAO-PF 처리구가 NPK, 무비료구 보다 처리기간중 증식하는 경향을 보였으며, 특히 방선균의 증가와 사상균의 감소현상은 NPK, 무비료 처리 에 비해 TAO-S, TAO-PF 처리구에서 현저하여 발효고형물의 토양시비가 토양생물상 변화에 매우 효과적인 것으로 나타났다. 본 생육실험을 통해 배추의 구고, 구폭, 엽수 등으로 보아 TAO-S, TAO-PF 처리구는 각각 화학비료, 시판상토 처리구를 대체 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제21권3호
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• pp.43-52
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• 2013

본 연구에서는 유입 슬러지에 다양한 전처리 방법을 적용하여 전처리 방법이 중온혐기-고온호기 복합 슬러지 처리 공정의 슬러지 소화효율과 메탄가스 생성량에 미치는 영향을 비교 검증하였다. 실험실 규모의 슬러지 소화장치를 제작하여 서로 다른 유입 슬러지 전처리방법을 적용하여 4단계로 실험을 진행하였다. 1단계에서는 전처리를 하지 않은 슬러지를 공급하였고, 2, 3, 4단계에서는 각각 열처리, 열-알칼리처리, 장기 알칼리 처리(7일)를 거친 유입 슬러지를 공급하였다. 실험 결과, 1단계에서 4단계까지 진행되는 동안 총COD 제거율은 44%에서 76%까지 증가하였으며, 메탄 생성량 또한 101mL/L/day에서 165, 256mL/L/day까지 크게 증가하였다. 한편, 4단계에서는 7일간의 장기 알칼리 처리를 하였음에도 불구하고 3단계에 비해 총COD 제거율과 메탄 생성량이 증가하지 않았다. 결론적으로, 유입 슬러지의 전처리를 통해 복합 슬러지 처리 공정의 슬러지 제거 효율과 메탄생성량을 크게 증가시킬 수 있었으며, 여러 가지 전처리 방법 중 열-알칼리 처리법이 가장 효율적임을 실험결과를 통해 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제38권3호
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• pp.419-426
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• 2006

전국 각지에서 채집한 토양에서 분리한 25종의 내열성 균주 중 내열성 단백질 기수분해효소 활성을 갖는 균주 strain JE 375를 선별하였다. 본 균주는 gram 양성 간균의 특징을 나타냈으며 Bergey's Manual of Systematic Bacteriology와 Biochemical Tests for Identification of Medical Bacteria에 준하여 생화학적 특성을 검토한 결과 catalase 양성, 포자형성, motility 양성, glucose 발효, mannitol 발효, xylose 산화, hemolysis ${\beta}$균임을 보아 Bacillus sp.으로 추정 되었다. Strain JE 375의 whole cell fatty acid를 gas chromatography로 분석한 결과 $C_{15:0}$ iso 26.17%, $C_{16:0}$ iso 13.01%, $C_{17:0}$ iso 30.19%로 분석되어 Bacillus 계열로 동정되었다. 16S rDNA sequence분석 결과 strain JE 375는 Bacillus caldoxylolyticus와 sequence가 97.6% 일치하는 유사성을 보였으나 부분적으로 sequence의 차이가 있고 gene bank data base상에서 16S rDNA sequence가 일치하는 균주는 검색되지 않았다. 이 같은 실험 결과에 따라 strain JE 375는 기존에 발표되지 않은 새로운 균주로 판단되어 Bacillus sp. JE 375로 명명하였다. Bacillus sp. JE 375은 tryptone 1%, yeast extract 0.5%, NaCl 1%, maltose 1%의 배지조성분과 배양 온도 $65^{\circ}C$에서 20시간 동안 배양하였을 때 최대의 단백질 분해 효소를 생산하였다. Bacillus sp. JE 375로부터 단백질 분해 효소를 acetone으로 침전시키고 DEAE-sepharose column chromatography를 통하여 효소를 정제하여 SDS-PAGE를 통해 확인한 결과 55 kDa 크기의 band를 확인할 수 있었다. 이 효소의 최적 배양 온도는 $65^{\circ}C$이었으며 배지의 최적 pH는 6.5로 나타났다. pH에 대한 안정성은 중성 부근의 pH에서 효소 활성의 안정성이 높게 나타났다. 본 효소의 반응 조건을 검토한 결과 중성 조건에서 안정하였으며, $60^{\circ}C$의 고온에서 활성을 가졌다. 효소 활성은 1 mM $CaCl_2$ 첨가에 의해 증가하였다.