• KSBB Journal
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• 제8권3호
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• pp.193-199
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• 1993

공기부양 생물반응기에서 천연 청색 색소원인 쪽 (Poly,앵wm tinctorium) 세포를 대량 배양하기 위한 배양조건을 찾기 위해 영양성분 빛 색소 전 구체를 포함한 배지 성분의 생육에 미치는 영향 과 여러 배양조건에서 세포의 생육 특성에 대하 여 설험하였다. 최적 생육조건과 생육 특성을 규 명하기 위 해 external 1oop와 internal loop 두 가지의 arr-lift bioreactor 종류를 사용하여 14일간 배양하였다. 초기 접종량을 달리한 결과 각 reactor에서 공히 접종량이 0.5-2.5% packed cell volume 보다 많을수록 생육에 좋은 결과를 나타내였다. 초기 당농도의 영향을 살펴보기 위하여 2-4%로 그 조건을 달리하여 14일간 배양한 결과 4% 초기 당농도가 생육에 가장 좋은 조건임을 알 수 있었다. Sucrose는 대수기 초기단계에서 모두 소비되었다. Tryptophan(lmM)을 첨가한 경우 14일 배양 후에 internal loop reactor에서 3.8g/l, external loop reactorr에서 3.5g/l 의 cell mass를 얻었다. Indole을 첨가했을 때에는 세포 생육 저해효과 를 나타내였는데 external과 internal Ioop reactor에서 각각 2.5g/l와 2.2g/l를 얻었다. 무기질소원 으로는 potassium nitrate가 선발되었고, contrl이에 비해 110%d의 생육도 증가가 있였다. 최적 조건 하에셔의 14일간 internal loop bioreactor 배양에서 세포 건조 중량 16.34 g/l를 얻었다.

• KSBB Journal
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• 제17권3호
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• pp.241-246
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• 2002

오늘날 섬유 염색공정에서 발생하는 염색폐수로 인해 많은 문제점들을 야기한다. 염색폐수에는 난분해성의 EG, PVA, TPA, 여러 종류의 계면활성제가 포함되어 있어 완전하게 처리하기가 어렵다. 현재 일반적으로 사용하고 있는 물리화학적 처리와 활성오니공정의 처리성을 향상하기 위하여 jet-loop reactor (JLR)와 물리화학적 처리를 결합한 새로운 공정을 개발하였다. JLR의 부피산소전달계수는 air-lift 반응기에 비해 아주 우수하였다. 또한 좀더 효율적인 처리를 위하여 JLR에 활성탄 담체를 적용하여 (JLRAS) 실험하였다. 체류시간이 8시간일 때 BOD, $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$, 색도 제거율은 각각 99, 86, 84, 83%로 우수하였다. JLRAS 성능은 $COD_{Mn}$의 부하 변동에도 아주 빠르게 회복되었다. 2차 물리화학적 응집처리의 최적 응집제로는 폴리황산제2철이며 130 mg/L 투입하였을때 $COD_{Mn}$과 색도의 제거율은 자각 85, 73%였다. 결론적으로 이 공정으로 난분해성의 많은 유기물을 효율적으로 처리할 수 있으며 운전비용도 감소시킬 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.33-44
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• 1987

본(本) 연구(硏究)에서는 생물학적(生物學的) 유동층(流動層)에서의 산소전달(酸素傳達) 능력(能力)을 향상(向上)시키기 위하여 에어리프트를 이용(利用)한 간접폭기방식(間接曝氣方式)을 채택(採擇)하고, 이에 따른 생물학적(生物學的) 유동층(流動層)에서의 산소전달(酸素傳達), BVS변화(變化)와 메디아 유동특성(流動特性), 기질제거(基質除去)와 산소이용(酸素利用)과의 관계 등을 검토(檢討)하였다. 실험(實驗)은, 생물학적(生物學的) 유동층(流動層)의 메디아로서 합성섬유(合成纖維) 부섬포(不纖布)를 사용(使用)하였고 합성하수(合成下水)에 대하여 $20^{\circ}C$를 유지(維持)한 연속식(連續式) 반응조(反應槽)로 수행(修行)되었다. 실험(實驗) 결과(結果), 에어리프트를 이용(利用)한 간접폭기(間接曝氣)는 산소전달면(酸素傳達面)에서 유동층(流動層)의 직접(直接) 폭기(曝氣)에 의한 산소공급(酸素供給) 방식(方式)보다 효과적(効果的)임을 알 수 있었고 메디아의 한계부착(限界附着) 미생물농도(微生物濃度)는 20~23g/l의 범위로 나타냈으며 생물학적(生物學的) 유동층(流動層) 반응조(反應槽)에 케이지를 적용(適用)하면, 유동층(流動層)의 균등(均等)한 미생물(微生物) 농도(濃度) 유지(維持)는 물론 메디아의 유동특성(流動特性)도 향상(向上)시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한, F/M비(比) 0.36~0.73까지의 부하변동(負荷變動)에도 91% 이상(以上)의 BOD 제거율(除去率)이 유지(維持)됨으로써 부하변동(負荷變動)에 따른 적응력(適應力)이 양호(良好)함을 확인(確認)할 수 있었고 BVS농도(濃度) 15~20g/l에서의 산소비섭취율(酸素比攝取率)($K_r$)은 $0.23{\sim}0.26gO_2/g\;VSS{\cdot}day$로 나타났다.

• KSBB Journal
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• 제14권1호
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• pp.119-123
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• 1999

Polyester 감량폐수의 주성분 중 물리.화학적 처리가 어려운 EG를 생물학적으로 처리하기 위하여 jet-loop reactor를 사용하였다 Jet-loop reactor의 산소전달계수는 air-lift reactor와 비교하여 훨씬 컸다. 합성 polyester 감량폐수를 사용하여 부하율 2.64 $kgCOD_{Mn}/m^3$.day, 3.07$kgCOD_{Cr}/m^3$.day로 처리한 경우 유출수의 농도는 154 $mgCOD_{Mn}/L$, 156$mgCOD_{Mn}/L$이었으며, 이 때 각각 93, 93.9%의 제거율을 나타내었다. $COD_{Mn}$의 비부하 속도가 0.25에서 1.72$kgCOD_{Mn}/kgMLVSS$.day로 증가 함에 따라 비기질제거 속도는 0.25에서 1.60$kgCOD_{Mn}-removed/kgMLVSS$.day로 선형적으로 증가하였다. 그리고, 동력학적 계수 Y는 0.78,$K_d$는 0.1$day^{-1}$, $K_s$는 89mg/L는 k는 0.05$hr^{-1}$이었다. 실제 polyester 감량폐수를 사용하여 부하율 2.64$kgCOD_{Mn}/m^3$.day,5.24$kgCOD_{Cr}/m^3$.day로 처리한 경우 유출수의 농도는 150$kgCOD_{Mn}/L$, 3.6$kgCOD_{Cr}/L$이었으며, 이때 각각 93.2,93%의 제거울을 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제14권6호
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• pp.672-676
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• 1999

캡슐고정화 Aspergillus niger를 이용하여 산소공급이 구연산의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 칼슘알지네이트 캡슐에 고정화된 A. niger는 배양중 성장하여 2일 후에는 균사가 캡슐막을 뚫고 나왔으며 배양 8일 후에는 균사가 캡슐전체를 뒤덮었다. 배양액중의 질소원이 충분하거나 산소가 부족한 경우 균사가 느슨해졌다. 일정한 성장용액의 양에 미생물고정화 캡슐의 양이 많이 투입될 수록 구연산의 생산량은 감소하였다. 플라스크 배양의 경우 부피산소전달계수($K_La$)가 1.8 $hr^{-1}$에서 2.55 $hr^{-1}$로 증가하면 미생물의 성장속도는 증가하지만 구연산의 생산량에는 큰 영향이 없었다. 축중심 공기 부양반응기 내에서의 산소전달 속도증가 ($K_La=150hr^{-1}$)는 미생물의 성장속도는 크게 촉진시켰지만 구연산의 생산량은 오히려 감소시켰다. 그러나 중심축 공기 부양반응기내에서 성장배지 중의 질소원 농도를 감소시키면 플라스크 배양의 생산량보다 약 40%이상 증산할 수 있었다. 뿐만 아니라 최대생산량을 얻는 최적 발효기간도 3일 정도 단축시킬 수 있었다. 캡슐고정화 미생물의 성장이나 구연산 생산량은 중심축 공기 부양반응기의 구조변화에 큰 영향을 받지 않았다.

• KSBB Journal
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• 제11권4호
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• pp.398-404
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• 1996

전세포 효소 고정화 캡슐을 제조하기 위하여 Eschericia coli를 calcium alginate 캡슐내부에 접종하고 배양하였다. E. coli의 캡슐내부 건조중량이 1OOg/L에 달하였다. 생산배지에서 배양하는 동안 캡슐내부에 축적되는 미생물의 양이 많을수록 캡슐 내부에 축적되는 $\beta$galactosidase의 활성도 높았다. 생산배지에 금속이온 $Zn^{+2}를 2{\times}10^{-4} M $ 첨가함으로써 캡슐내부에 축척되는 ${\beta}$-galactosidase의 활성 을 25% 증가시킬 수 있었다. 캡슐제조시 해바라기유를 부피비로 2% 첨가함으로써 캡슐내부에 축적되 는 ${\beta}$-galactosidase의 활성을 10% 증가시킬 수 었었다. 부피산소전달계수, $k_La가 2.55h^- $ 안 플라스크 대신 $k_La가 82h^- $인 concentric air lift reactor 내에서 고정화 E. coli를 배양호농로써 캡슐내부의 전세포${\beta}$-galactosidase의 활성을 86% 증가시킬 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제7권1호
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• pp.59-65
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• 1992

외부 순환식 공기리프트 반응기에서 기상유속과 액상의 점도를 변수로 하여 기체체류량과 액체의 순환시간, 혼합시간, 순환속도 및 축방향분산계수를 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 기체체류량은 기체유속이 증가함에 따라 증가 하였으며, 점도가 증가함에 따라서는 약간 감소하는 경향을 보였다. 또 기체유속이 증가함에 따라 상승관에서는 기체체류량의 증가율이 감소한 반면 하강관에서는 증가하였다. 2. 기체유속이 증가함에 따라 순환시간 및 혼합시간은 초기에 급격히 짧아지다가 거의 일정한 값을 나타내었으며, 액체의 점도가 증가함에 따라 순환기산과 혼합시간은 모두 증가하였다. 3. 순환 액체의 속도는 기체의 속도에 따라 초기에 급격히 증가하나 기체속도가 약 5cm/sec이상이 되면 그 증가율이 매우 둔화되었으며, 점도가 증가함에 따라 약간 감소함을 알 수 있었다. 또한 압력수지식으로 예측한 이론값과 실험값은 낮은 기체유속 영역에서는 잘 일치하였으나 기체유속이 증가함에 따라 실험값이 이론값보다 작은 값을 나타내었다. 4. 기체유속이 증가함에 따라 Bodenstein number는 감소하였고, 축방향분산계수는 증가하였으며, 점도가 증가함에 따라 약간 감소하는 경향을 보였다. 본 실험범위에서 분산이 많이 일어나mixed folw에 근접함을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제18권4호
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• pp.398-403
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• 2012

폐수로부터 안정적이며 경제적으로 질소 성분을 제거하기 위하여 선택적 질산화와 슬러지 그래뉼화를 파일럿 규모의 공기 유동 연속회분반응기(sequencing batch reactor, SBR)에서 수행하였다. 연속회분반응기 유입 암모니아 부하가 1.0 kg ${NH_4}^+-N/m^3{\cdot}d$까지는 거의 100%에 가까운 높은 질산화율을 보였고, 1.0~2.0 kg ${NH_4}^+-N/m^3{\cdot}d$에서는 거의 90%, 2.0 kg ${NH_4}^+-N/m^3{\cdot}d$ 이상에서는 질산화율이 90% 아래로 떨어짐을 확인할 수 있었다. 암모니아 저해와 용존산소 제한에 의한 아질산 산화균의 선택적 저해는 폐수 질산화에서 아질산 축적을 유도할 수 있다. 본 실험에서 연속회분반응기의 pH를 8.0 이상으로 그리고 용존산소를 1.5 mg/L 이하로 유지했을 때 모두 0.95 이상의 아질산 비율을 얻었다. 또한 공기 유동 연속회분반응기의 침전시간을 5분으로 짧게 유지하여 침전성이 좋지 않은 슬러지를 반응기에서 배제하고 침전성이 좋은 슬러지를 선택적으로 배양하였다. 그 결과 슬러지 침전성이 향상되면서 그래뉼 형성이 촉진되었으며 슬러지 침강계수(sludge volume index, SVI)는 60일 이후부터 75 이하로 안정되게 유지되었다.

• KSBB Journal
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• 제10권3호
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• pp.241-248
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• 1995

염색가공 폐수 중 난분해성 물질이 PYA를 처리 하기 위하여, 한천-acrylamide를 이용한 bead를 제 조한 후 air-lift 반응기에서 연속실험을 행하였다. 합성폐수의 PYA놓도가 $3,100mg/\ell$. 체류시간 24hr일 때 유출수의 농도는 $4500mg/\ell$ 이며, 제거효율은 85% 이상을 나타내었다. 실제 호발폐수의 경우 PYA 및 COD농도가 $3,253mg/\ell$, $4,500mg/\ell$일 때, 체류시간 24hr에서 유출수의 농도는 $840mg/\ell, 480mg/\ell$이며, 제거효 율은 81.3%와 85.2%로 각각 나타났다. bead의 지름이 lmm일 때는 내부의 미생물 성장 이 양호하였으나 bead의 지름이 2mm일 때는 기질 과 산소전달저항에 의하여 반지름의 48% 이상은 미 생물의 성장이 저해를 받았다. 고정화 반응기에서 전체 기질 제거속도 중 bead 내 고정화 cell의 제거 분율은 평균 70%로 나타났다. 현탁 반응기에서 희석율 $0.083hr^{-1}$ 이상에서는 기질 이용속도가 감소하였으나 고정화 반응기에서는 희석율 $0.125hr^{-1}$까지 거의 선형척으로 증가하였다. PYA 제거속도식에서 포화상수 $K_s=6.60(g PVA/\ell)$와 최대 비기질 이용속도 k=0.175(g PVA/g cell.hr)를 얻었다.

• KSBB Journal
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• 제25권5호
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• pp.421-428
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• 2010

본 논문은 복합흡수제를 이용하여 유해가스를 처리하기 위해 식물정유의 주요구성성분을 파악한 식물정유로 황화수소가스의 처리효율을 규명하고자 하였다. 또한 복합흡수제와 황화수소가스에 의한 제거반응을 위한 적정조건을 분석하였으며 그 결과는 아래와 같이 요약 할 수 있다. 1) 황화수소가스는 중화반응으로 처리하고 져 할 경우, 식물정유의 화학구조에서 알코올기, 알데히드기, 에스터기 등이 중화반응에 관여한다. 실험결과 앞서 언급한 화학작용기가 포함되어 있는 경우에 아민계열의 2-아미노에탄올 및 식물정유의 복합흡수제와 황화수소 가스와의 중화반응으로 염을 형성하여 유해가스 제거효율이 98%에 도달한다. 2) 황화수소가스를 제거하는 중화반응의 경우에 온도와 pH에 따라 처리효율이 크게 달라졌다. 높은 온도보다는 낮은 온도에서 제거효율이 거의 98%이상 나타났다. 적정 pH는 중성영역에서 비교적 처리효율을 확인하였다. 3) 황화수소가스의 처리효율은 초기농도에 따라 처리효율이 크게 차이가 나타났다. 황화수소의 초기농도가 1,100 ppm 이상인 경우에 처리효율은 40%로 나타났다. 반면, 240 ppm 이상인 경우에는 10분이내에 황화수소 가스 처리 효율이 90%이상 처리되는 것으로 나타났다.