• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권12호
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• pp.1717-1723
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• 2010

The integrated fixed-film activated sludge (IFAS) system is a variation of the activated sludge wastewater treatment process, in which hybrid suspended and attached biomass is used to treat wastewater. Although the function and performance of the IFAS system are well studied, little is known about its microbial community structure. In this study, the composition and diversity of the bacterial community of suspended and attached biomass samples were investigated in a full-scale IFAS system using a high-throughput pyrosequencing technology. Distinct bacterial community compositions were examined for each sample and appeared to be important for its features different from conventional activated sludge processes. The abundant bacterial groups were Betaproteobacteria (59.3%), Gammaproteobacteria (8.1%), Bacteroidetes (5.2%), Alphaproteobacteria (3.9%), and Actinobacteria (3.2%) in the suspended sample, whereas Actinobacteria (14.6%), Firmicutes (13.6%), Bacteroidetes (11.6%), Betaproteobacteria (9.9%), Gammaproteobacteria (9.25%), and Alphaproteobacteria (7.4%) were major bacterial groups in the attached sample. Regarding the diversity, totals of 3,034 and 1,451 operational taxonomic units were identified at the 3% cutoff for the suspended and attached samples, respectively. Rank abundance and community analyses demonstrated that most of the diversity was originated from rare species in the samples. Taken together, the information obtained in this study will be a base for further studies relating to the microbial community structure and function of the IFAS system.

• 상하수도학회지
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• 제23권3호
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• pp.339-344
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• 2009

The authors investigated the bacterial community attached to granular activated carbon(GAC) particles and the susceptibility of the community to chlorine disinfection. The study was carried out at the G Water Treatment Plant in Seoul, which was in full-scale operation. Bacteria attached to the surface of GAC increased gradually with treatment from $0.4{\times}106{\sim}8.5{\times}106 CFU/g$. TOC removal was under 1.0 mg/L due to increased bacterial community on the surface of GAC. It was found that TOC removal was closely related with physical and biological parameters such as pore volume and the number of attached bacteria. When the washed and the attached cells were disinfected with 1.0mg/L of chlorine for 1 hour, the washed cells with chlorination could be controlled, but the number of the attached cells increased gradually. The results suggest a possibility that the treatment and disinfection barriers can be penetrated and pathogenic bacteria may break into the drinking water supplying system.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권3호
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• pp.293-298
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• 2011

Nitrifying bacterial community structures of suspended and attached biomasses in a full-scale integrated fixed-film activated sludge process were investigated by analyzing 16S rRNA gene sequences obtained from pyrosequencing. The suspended biomass had a higher number of ammonia-oxidizing bacterial sequences (0.8% of total sequences) than the attached biomass (0.07%), although most of the sequences were within the Nitrosomonas oligotropha lineage in both biomasses. Nitrospira-like nitrite-oxidizing bacterial sequences were retrieved in the suspended biomass (0.06%), not in the attached biomass, whereas the existence of Nitrobacter-like sequences was not evident. The suspended biomass had higher nitrification activity (1.13 mg N/TSS/h) than the attached biomass (0.07 mg N/TSS/h). Overall, the results made it possible to conclude the importance of the suspended biomass, rather than the attached biomass, in nitrification in the wastewater treatment process studied.

• 한국해양학회지
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• 제24권3호
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• pp.148-156
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• 1989

본 연구는 여러 수생생태계에서 유기물의 동적순환에 따른 부유성 박테리아와 부착성 박테리아의 그램염색(gram-stain) 특성을 알아보기 위한 일련의 시도로서 일본에서 두번째로 크며 부영양화가 상당히 진전된 가스미가우라 호수에서 1년간, 매주 실시했다. 이 전형적인 부영양형(eutrophic) 수생생태계의 박테리아군집의 그램염색 특성은 중영양형(mesotrophic) 환경과 같이 유기물의 유입에 따라 변화함을 보여준다. 그램음성(negative) 박테리아군집은 부유성 박테리아군집이 약 57%, 부착성 박테리아군집이 약 53%이며, 두 군집의 통계분석은 서로 다른 특성을 보여준다. 부착성 박테리아군집은 그램 양성, 음성 모두 쇄설성 유기물 형성과 분해에 영향을 미친다. 또한 그램 음성 부유박테리아는 특히 용존 유기물의 동적순환에 관여한다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권1호
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• pp.25-35
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• 2013

The concentration of organic compounds was analyzed at each step of BAC process though $BDOC_{total/rapid/slow}$. Further, bacteria communities and biomass concentrations measured FISH and ATP methods were analyzed. The bed volume (BV) of steady state is different from that of based on assessment of organic compounds removal. Bed volumes in DOC, $BDOC_{rapid}$ and $BDOC_{total/slow}$ removal at steady state were around 27,500 (185.8 day), 15,000 (101.4 day) and 32,000 (216.2 day), respectively. A biomass didn't change after the bed volume reached 22,500 (152.0 day) according to analyzing ATP concentration of bacteria. The concentration of ATP was 2.14 ${\mu}g/g$ in BV 22,500 (152.0 day). The total bacterial number was $4.01{\pm}0.4{\times}10^7$ cells/g at the bed volume 1,150 (7.8 day) (the initial operation) and the number of bacteria was $9.27{\pm}0.2{\times}10^9$ at the bed volume 58,560 395.7 day) that increased more than 200 times. Bacterial uptrend was reduced and bacterial communities were stabilized since BV 18,720 (126.5 day). When BV were 1,150 (7.8 day), 8,916 (60.2 day), 18,720 (126.5 day), 31,005 (209.5 day), 49,632 (335.3 day), 58,560 (395.7 day), a proportion of total bacteria for the Eubacteria were 60.1%, 66.0%, 78.4%, 82.0%, 81.3% respectively. ${\gamma}$-Proteobacteria group was the most population throughout the entire range. The correlation coefficient ($r^2$) between Eubacteria biomass and ATP concentration was 0.9448.

• 한국습지학회지
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• 제9권1호
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• pp.115-121
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• 2007

A novel hydrogen fermentation technique by using polyvinyl alcohol (PVA) gel beads as a biomass carrier was investigated. The hydrogen gas was stably produced throughout the experimental period in a continuous reactor. Even though the hydrogen productivity was suddenly decrease by experimental troubles, the bacteria attached to the PVA gel beads played as an inoculum, it was promptly recovered. The hydrogen yield per glucose was not very high ($1.0-1.2mol-H_2/mol-glucose$), thus the optimization of the experimental conditions such as ORP and HRT should be considered to improve the hydrogen productivity. Bacterial community was stable during experimental period after the PVA gel beads applying, which indicated that applying of biomass carrier was specific to keep not only the biomass but also the bacteria commonly. Clostridium species were phylogenetically detected, which suggested that these bacteria contributed to the hydrogen production in the biofilm attached to the PVA gel beads.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.64-76
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• 2017

생물활성탄 공정은 수처리 과정에서 유기 오염물질을 효과적으로 제거하는 것으로 알려져 있으며, 활성탄에 부착된 세균의 생체량과 종은 오염물질 제거 과정에서 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 입상활성탄 공정에서 활성탄조의 깊이와 가동 기간에 따른 세균 생체량의 변화에 대해 확인해 보았다. 또한 입상활성탄공정 전단에 자외선 (UV) 공정 전처리를 하였을 때 세균 생체량의 변화를 확인하였다. 결과를 살펴보면 활성탄조의 깊이가 깊어질수록 세균 생체량이 감소하는 것을 확인하였다. 그리고 UV 공정 전처리를 한 경우, 공정 기간이 증가할수록 세균 생체량이 감소하는 것을 확인하였다. 그러나, UV 공정 전처리를 하지 않은 경우에는 공정 기간에 따른 세균 생체량의 변화가 나타나지 않았다. 본 연구 결과를 토대로 수처리 실공정에서 생물활성탄 공정 관리에 대한 유용한 정보를 제공할 것이라 여겨진다.

• 생명과학회지
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• 제22권9호
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• pp.1237-1242
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• 2012

정수처리 공정에서 생물활성탄(BAC) 공정은 미생물의 유기물 제거능을 극대화시킨 일종의 생물여과 공정이다. 본 연구는 낙동강 원수를 이용하여 재질이 다른 생물활성탄을 사용하고 있는 정수장을 대상으로 세균 군집을 조사하였다. 실험결과 석탄계 재질의 BAC 부착세균 생체량 및 활성도가 각각 $1.20{\sim}34.0{\times}10^7$ CFU/g, 0.61~1.10 mg-C/$m^3{\cdot}h$의 범위를 보여 세균 생체량과 DOC 제거율은 석탄계 재질이 가장 높은 것으로 나타났다. 부착세균을 동정한 결과 Pseudomonas 속이 우점하였으며, 그 다음으로 Chryseomonas 속, Flavobacterium 속, Alcaligenes 속, Acinetobacter 속, Sphingomonas 속 등의 순으로 동정되었다. 그리고 Pseudomonas cepacia는 석탄계 재질, Chryseomonas luteola는 목탄계 재질의 우점세균으로 조사되었다.

• 생명과학회지
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• 제17권9호통권89호
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• pp.1284-1289
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• 2007

정수처리 공정에서 생물활성탄 (BAC) 공정은 미생물의 유기물 제거능을 극대화시킨 일종의 생물여과 공정이다 BAC 공정은 유기물과 미생물 재성장능을 효과적으로 제거한다. BAC 공정은 그 수계에 존재하는 미생물들이 활성탄에 부착 ${\cdot}$ 서식하며 수중의 천연유기물질을 기질로 이용하기 때문에 그 수계에 서식하는 미생물 종들에 매우 의존적이다. 본 연구는 낙동강 하류의 배리취수장 원수를 사용하여 생물활성탄에 의한 pilot-plant 공정을 운전하면서 SAC 공정에서의 활성탄 재질별로 배양작 (평판배양법) 및 비배양적 방법 (FISH)을 이용하여 SAC 부착세균의 군집구조 특성을 조사하였다. 실험결과 석탄계 재질의 부착세균 HPC 및 생산력이 각각 $1.20{\times}l0^7{\sim}56.2{\times}l0^7$ CFU/g, $1.2{\sim}3.7\;mg-C/m^3{\cdot}h$ 의 범위를 보여 세균 생체량과 DOC 제거율은 석탄계 재질이 가장 높은 것으로 나타났다. 배양적 방법으로 활성탄 재질별 부착세균을 동정한 결과 Pseudomonas 속이 우접하였고, 그 다음으로 Flavobacterium 속, Alcaligenes 속, Acinetobacter 속, Sphingomonas 속 등의 순으로 동정되었다. 또한, Pseudomonas 속 중 석탄계와 야자계 BAC에서는 Pseudomonas vesicularis, 목탄계 BAC에서는 Pseudomonas cepacia가 우점종으로 분포하였다. 비배양적 방법인 FISH 법을 이용한 세균 군집구조 조사결과 활성탄 재질별로 ${\alpha}$군집 27.0 ${\sim}$ 43.0%, ${\gamma}$ 군집 11.3 ${\sim}$ 28.6%, ${\beta}$ 군집 7.1 ${\sim}$ 22.0% 비율로 나타나 유기물 제거효율은 주로 ${\alpha}$ 군집에 의해 조절되어짐을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권8호
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• pp.533-540
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• 2012

BAC 공정 운전초기부터 부착 박테리아들의 생체량이 정상상태(steady-state)에 도달한 이후까지 $BDOC_{total/rapid/slow}$ 제거율의 변화와 DGGE와 ATP 분석을 통하여 부착 박테리아들의 군집과 생체량을 평가하였다. 용존 유기물질 제거율 평가에 따른 BAC 공정의 정상상태 도달 여부 평가결과를 보면 DOC의 경우 운전 bed volume 27,500 부근에서 BAC 공정이 정상상태에 도달하였고, $BDOC_{rapid}$와 $BDOC_{total/slow}$의 경우는 각각 운전 bed volume 15,000 부근과 32,000 부근에서 정상상태에 도달하였다. BAC 공정의 운전기간 증가에 따른 HPC 및 ATP 농도 분석을 통한 부착 박테리아들의 생체량 평가결과 bed volume 22,500 이후로 거의 일정한 생체량을 유지하였으며, 이 때 HPC와 ATP 농도는 각각 $3.3{\times}10^8$ cells/g 및 $2.14{\mu}g/g$ 정도로 나타났다. DGGE를 이용하여 운전기간 증가에 따른 BAC 부착 박테리아들의 군집분석 결과 운전초기(bed volume 8,916)의 경우 분석가능한 DGGE band 개수가 5개였으나 운전기간 증가에 따라 분석가능한 DGGE band 개수는 최대 11개로 증가하였다. 또한, DGGE를 이용한 박테리아 군집분석 결과 BAC 운전기간의 증가에 따라 다양한 박테리아 그룹들이 존재하였고, Pseudomonas fluorescens, Acinetobacteria와 유사한 uncultured bacterium, uncultured Novosphingobium sp. 및 Flavobacterium frigidarium은 운전초기 단계부터 지속적으로 부착 박테리아 군집을 형성하였고, 전체적으로 Proteobacteria 그룹이 비교적 높은 비율로 우점하였다.