• 제목/요약/키워드: Aerobic thermophilic

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양송이 배지교반기 시제품을 활용한 배지 조제시 야외 발효단계별 배지의 특성 (Medium characteristics during the outdoor-composting stage of medium preparation with a prototype medium turner in button mushroom cultivation)

  • 이찬중;유병기;이은지;박혜성;공원식;김영호
    • 한국버섯학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.45-50
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    • 2018
  • 본 실험은 농가 관행인 굴삭기를 이용한 뒤집기와 교반기 시제품를 이용한 뒤집기와의 비교 시험을 통해 발효단계별 배지의 특성을 조사하였다. 배지내 온도변화는 굴삭기를 이용한 3차 뒤집기까지는 처리간에 온도의 변화 차이가 거의 없었지만, 4차와 5차 뒤집기에서는 교반기 시제품을 이용하여 뒤집기를 한 처리구에서 온도 상승이 빨라지는 경향을 보였다. 야외발효 단계에서 배지에는 고온성 세균 (Bacillus spp.), 방선균, 형광성 Pseudomonas 속, 사상균 등 다양한 미생물들이 분포하였고, 특히 배지발효 과정에서 배지의 분해와 발열에 호기성 세균의 분포는 2차 뒤집기에서 가장 높은 밀도를 보였고, 발효가 진행되면서 밀도는 감소하는 경향을 보였다. 교반기를 활용한 배지의 호기성 세균과 형광성 Pseudomonas 속은 굴삭기 뒤집기와 뚜렷한 차이가 없었고, 고온성 세균과 고온성 방선균은 교반기 뒤집기에서 조금 높은 밀도를 보였다. 처리별 볏짚의 길이는 교반기 시제품을 사용하였을 경우 조금 짧았고, 수분함량도 교반기 시제품을 사용하였을 때 낮았다. pH와 EC는 처리 간에 뚜렷한 차이를 보이지 않았으며, L값과 a, b값은 교반기 시제품으로 뒤집기가 진행될수록 높아지는 경향을 보였다.

혼합 소화공정을 통한 하수 슬러지와 음폐수 병합 처리 (Simultaneous Treatment of Sewage Sludge and Food Wastewater Using Combined Digestion Process)

  • 하정협;박종문
    • 공업화학
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    • 제28권5호
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    • pp.581-586
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    • 2017
  • 본 연구에서는 하수 슬러지 및 음폐수의 효율적인 병합처리를 위해 고온호기 전처리의 적용가능성을 알아보고자 고온호기-중온혐기 연계공정의 소화효율과 메탄가스 생성량에 미치는 영향을 비교 검증하였다. 또한, 유기물 부하량 증가에 따른 공정 내 변화 양상을 관찰하기 위해 실험실 규모의 고온호기-중온혐기 소화장치를 제작하여 음폐수를 증류수로 희석하는 비율을 1/3 (Run I), 2/3 (Run II) 및 원액(Run III)으로 줄여가며 혐기소화 공정 내 변화 양상을 관찰하였다. 실험 결과 별도의 pH 조절 없이 고온호기-중온혐기 연계공정 소화조 내에서 pH가 7~8으로 안정하게 유지됨을 알 수 있었다. Volatile solid (VS)는 순응 기간 후 고온호기-중온혐기 연계공정에서 52.24% (Run I), 66.59% (Run II) 및 72.53% (Run III)의 제거효율을 보이며, 중온혐기 소화조(R3)에 비교하여 높은 VS 제거율을 보였다. 또한, 고온호기-중온혐기(R1-R2) 연계공정에서 약 1.6배 향상된 메탄 생성률이 관찰되었으며, 메탄수율의 경우에도 고온호기-중온혐기(R1-R2) 연계공정에서 현저하게 높은 값을 유지하였다.

Characterization of Bacterial Community Dynamics during the Decomposition of Pig Carcasses in Simulated Soil Burial and Composting Systems

  • Ki, Bo-Min;Kim, Yu Mi;Jeon, Jun Min;Ryu, Hee Wook;Cho, Kyung-Suk
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권12호
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    • pp.2199-2210
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    • 2017
  • Soil burial is the most widely used disposal method for infected pig carcasses, but composting has gained attention as an alternative disposal method because pig carcasses can be decomposed rapidly and safely by composting. To understand the pig carcass decomposition process in soil burial and by composting, pilot-scale test systems that simulated soil burial and composting were designed and constructed in the field. The envelope material samples were collected using special sampling devices without disturbance, and bacterial community dynamics were analyzed by high-throughput pyrosequencing for 340 days. Based on the odor gas intensity profiles, it was estimated that the active and advanced decay stages were reached earlier by composting than by soil burial. The dominant bacterial communities in the soil were aerobic and/or facultatively anaerobic gram-negative bacteria such as Pseudomonas, Gelidibacter, Mucilaginibacter, and Brevundimonas. However, the dominant bacteria in the composting system were anaerobic, thermophilic, endospore-forming, and/or halophilic gram-positive bacteria such as Pelotomaculum, Lentibacillus, Clostridium, and Caldicoprobacter. Different dominant bacteria played important roles in the decomposition of pig carcasses in the soil and compost. This study provides useful comparative date for the degradation of pig carcasses in the soil burial and composting systems.

Waste treatment with the pilot scale ATAD and EGSB pig slurry management system followed by sequencing batch treatment

  • Lee, Young-Shin;Han, Gee-Bong
    • Environmental Engineering Research
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    • 제20권3호
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    • pp.277-284
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    • 2015
  • Experiments for highly concentrated contaminants in pig waste slurry were carried out for the feasibility test of a pilot-scale innovative process scheme of engaging autothermal thermophilic aerobic digestion (ATAD) and expended granular sludge bed (EGSB) followed by sequencing batch reactor (SBR) system. Contaminants in pig waste slurry such as organic substance, total nitrogen (TN), ammonia nitrogen and total phosphorus (TP) contents were successfully reduced in the system. Total volatile solids (TVS) and chemical oxygen demands (COD) for organic matter in the feed were 32.92 g/L and 42.55 g/L respectively, and they were reduced by about 98.7% and 99.2%, respectively in the system. The overall removal efficiencies for TN and ammonium nitrogen were found to be 98.1 and 98.5%, respectively. The overall removal efficiency for total phosphorus was also found to be 92.5%. Faecal coliform density was reduced to <$1.2{\times}10^4CFU/g$ total solids. Biogas and $CH_4$ were produced in the range of 0.39-0.85 and $0.25-0.62m^3/kg$ [VS removed], respectively. The biogas produced in the system comprised of $295{\pm}26ppm$ (v/v) [$H_2S$].

Costs analysis of carcass burial site construction: Focused on the foot and mouth disease 2011, South Korea

  • Kim, Mi Hyung;Ko, Chang-Ryong;Kim, Geonha
    • Environmental Engineering Research
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    • 제20권4호
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    • pp.356-362
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    • 2015
  • Many burial sites were constructed in a short time to prevent the rapid spread of foot and mouth disease in infected livestock carcasses in Korea. More than 4,700 carcass burial sites were constructed in 2011. Approximately seven million poultry and 3.5 million livestock, including cattle and swine, were buried on farmland. Some burial sites were suspected of leachate leakage and were excavated and carcasses redisposed in a bioaugmentation process. This study performed interviews in order to understand the economic issues related to carcass burial and redisposal. The internal data from local government and the assumption data from online sites were analyzed to evaluate the costs; the focus was on burial site construction. The results showed that the local government paid $4.7 and $10.9 per carcass for traditional burial and redisposal. The comparable costs shown online were $4.5. This study found that the standard operating procedures should be carried out to reduce environmental impact and avoid additional costs. We estimated that the cost could be reduced by the advance preparations of materials against the emergency situations such as catastrophe of epidemics. In addition, the innovative technology for the stabilization of carcasses should be established through a future study.

금속 이온을 이용한 Bacillus Stearothermophilus 호열성 단백질 분해효소의 역가 향상 및 호열 ${\cdot}$ 호기성 소화공정에의 응용

  • 김영기;배진혜;이원홍;최정우
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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    • pp.167-170
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    • 2000
  • B. Stearothermophilus 단백질 분해 효소는 2가 금속 이온인 $Ca^{2+}$에 의하여 내열성이 향상되며 $75^{\circ}C$에서 최대 역가를 나타내었다. 2mM $Ca^{2+}$를 첨가하여 B. Stearothermophilus를 이용한 호열 ${\cdot}$ 호기성 소화공정 운전할 경우 각각 최대량 대비 51%와 27%의 DOC 및 세포외단백질의 분해가 이루어지는 것을 확인하였다.

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Backbone Cyclization of Flavin Mononucleotide-Based Fluorescent Protein Increases Fluorescence and Stability

  • Tingting Lin;Yuanyuan Ge;Qing Gao;Di Zhang;Xiaofeng Chen;Yafang Hu;Jun Fan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제33권12호
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    • pp.1681-1691
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    • 2023
  • Flavin mononucleotide-binding proteins or domains emit cyan-green fluorescence under aerobic and anaerobic conditions, but relatively low fluorescence and less thermostability limit their application as reporters. In this work, we incorporated the codon-optimized fluorescent protein from Chlamydomonas reinhardtii with two different linkers independently into the redox-responsive split intein construct, overexpressed the precursors in hyperoxic Escherichia coli SHuffle T7 strain, and cyclized the target proteins in vitro in the presence of the reducing agent. Compared with the purified linear protein, the cyclic protein with the short linker displayed enhanced fluorescence. In contrast, cyclized protein with incorporation of the long linker including the myc-tag and human rhinovirus 3C protease cleavable sequence emitted slightly increased fluorescence compared with the protein linearized with the protease cleavage. The cyclic protein with the short linker also exhibited increased thermal stability and exopeptidase resistance. Moreover, induction of the target proteins in an oxygen-deficient culture rendered fluorescent E. coli BL21 (DE3) cells brighter than those overexpressing the linear construct. Thus, the cyclic reporter can hopefully be used in certain thermophilic anaerobes.

다중 호기 소화공정을 이용한 양돈분뇨 슬러리의 자원화 연구 (Recycling Studies for Swine Manure Slurry Using Multi Process of Aerobic Digestion (MPAD))

  • 김수량;윤성호;이준희;이명규
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.155-160
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    • 2009
  • 본 연구는 양돈분뇨를 이용하여 생물, 화학, 물리적 공정을 연계하여 각 공정별로 자원화 할 수 있도록 다중 분획 자원화 공정(MPAD) 기술을 개발하고 이를 현장 적용하였으며 공정별로 생산된 생산물의 비료이용 가능성에 대해 검토하였다. 특히 석회고형화 장치에서 생산된 석회처리고형물의 생산공정을 통해 자원순환형 토양개량재로서의 가능성을 살펴볼 수 있었다. 우리나라의 토양은 강원도의 영월, 정선, 충청북도의 단양, 경상북도의 문경 지역 등 일부 석회암지대를 제외하면 거의 모든 토양이 산성토양이다. 또한, 광산활동을 하고 있는 지역에서는 그 특성상 광미나 산성광산 폐수 등으로 인해 토양산성화 등의 오염이 여타지역과 비교해 매우 심각하게 발생하고 있는 실정이다. 산성폐수나 침출수를 처리할 때에는 일반적으로 중화법이 널리 사용되고 있다. 이를 위해 석회질의 alkalinity가 높은 화합물이 사용되고 있는 것으로 알려져 있으며, 산림복원이나 토양개량의 경우에도 복토재나 비료에 석회처리를 하여 오염토양을 복원하는 방법을 사용하고 있다. 석회처리고형물은 기존의 일반 퇴비에 비해 유기물과 다량의 석회질이 포함되어 있고, 다양한 크기의 펠렛으로 생산 할 수 있다. 따라서 훨씬 고품질의 퇴비를 경지에 환원할 수 있을 뿐만 아니라, 산성오염 토양 및 광해지역에서의 토양개량재로서도 그 가능성이 기대된다.

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화산회토 감귤원의 표토관리방법이 토양 미생물상에 미치는 영향 (Effect of Soil surface Soil Management Practices on Microflora in Volcanic Ash Soils of Citrus Orchard)

  • 좌재호;임한철;고상욱;현해남
    • 한국토양비료학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.165-170
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    • 2004
  • 화산회토 노지 감글원에서 청경, 초생, 부초재배 등의 표토관리 방법이 토양의 미생물밀도, 효소활성 및 microbial biomass C에 미치는 영향을 조사하였다. 1997년에 개화기인 5월과 과실비대기인 9월에 청경재배, 초생재배, 부초재배 감귤원 각각 10개소에서 토양을 채취하여 조사한 결과는 다음과 같다. 표토관리방법에 따른 토양의 화학성 차이는 없었으며 pH는 평균 4.7로 낮았다. 유기물과 질소 함량은 평균값으로 각각 140.2 및 $6g\;kg^{-1}$이었으나 조사지점에 따라 다양하였다. 감귤원 토양에서 호기성 세균은 $26,2-47.3{\times}10^6cfu\;g^{-1}$ 수준의 분포를 나타냈으며 호기성 세균속 중에는 Pseudomoras spp., 고온성 Bacillus spp., Rhizobium spp. 등이 우점하는 경향이었다. 방선균은 $1.8-84.6{\times}10^5cfu\;g^{-1}$ 수준으로 분포를 하였고 개화기에 밀도가 높았다. 사상균은 $26.4-182.1{\times}10^5cfu\;g^{-1}$ 수준의 분포를 나타냈으며 초생재배와 부초재배에서 많았다. 과실비대기에 토양 인산효소활성은 청경재배에서 $239.6{\mu}g\;PNP\;g\;soil^{-1}\;h^{-1}$, 토양 cellulase 활성은 초생재배에서 $602.6{\mu}g\;GE\;g\;soil^{-1}$\;24\;h^{-1}$로 높았다. Microbial biomass C는 부초재배에서 $256.3mg\;C\;kg\;soil^{-1}$로 가장 높았다.

급속액상부숙기술(TAO system)을 이용한 가축분뇨 슬러리의 질소.인 저감기술 (Reducing Technique for Nitrogen and Phosphorus in Piggery Slurry by the Thermophilic Aerobic Oxidation(TAO) System)

  • 이원일;이명규
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.185-190
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    • 2000
  • 돈분뇨에 함유된 질소.인의 부하저감과 액비살포면적 감소에 대하여 급속액상부숙기술 반응기(TAO system)과 28mesh, 200mesh의 막을 가진 고액분리기를 적용하여 연구한 결과는 다음과 같다. 1. 농가에서 발생하는 분뇨 $4.6m^3/day$에 함유된 질소와 인의 양은 22.5kg.N/day($4,893mg/{\ell}$), 7.32kg.P/day($1,592mg/{\ell}$)이었따. 2. 감량화 단계에서는 질소와 인이 각각 12.6kg.N/day($4,862mg/{\ell}$), 3.85kg.P/day$(1,397mg/{\ell}$)로 46.0%, 34.0% 감소하였다. 3. 고액분리단계에서는 질소와 인이 각각 12.0kg. N/day($5,000mg/{\ell}$), 2.2kg.P/day($929mg/{\ell}$)로 일일 발생량이 46.6%, 69.8% 감소하였다. 4. 질소시비량을 기준으로 처리 전.후의 액비 살포면적은 논의 경우, 74.7ha/y에서 39.0ha/y, 밭의 경우, 63.2ha/y에서 33.0ha/y로 감소하였다.

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