• 대한환경공학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.106-112
• /
• 2007

Ammonia oxidizing bacteria(AOB)는 $NH_4^+-N$을 $NO_2^--N$으로 산화시키며, 생물학적 질산화 단계에서 율속 단계로 작용하기 때문에 중요한 미생물이다. AOB의 성장은 용존산소, 온도, pH 등의 환경 인자에 영향을 받는다. 본 연구에서는 DO 농도가 AOB에 미치는 영향을 조사하기 위해 세라믹 메디아가 충전된 4개의 호기성 생물막 반응기의 DO 농도를 각각 1, 3, 5, 7 mg/L로 운전하였다. 운전결과, 5 mg/L 이상에서 안정적인 질산화 효율을 얻을 수 있었다. AOB의 특성을 조사하기 위해 AOB의 16S rRNA와 amoA gene을 target으로 PCR을 이용한 DGGE와 cloning을 실시하였으며, 이들의 활성을 조사하기 위해 INT-DHA를 측정하였다. DO 농도 변화에 따른 각 반응기별 질산화 효율에 차이가 있었음에도 불구하고, DGGE 및 cloning 결과, AOB 군집 및 Nitrosomonas sp.의 비율의 변화는 거의 없었다. DO 농도가 감소함에 따라 AOB의 활성도가 감소한다는 것을 INT-DHA 측정으로 확인할 수 있었다. 따라서 DO 농도는 AOB 군집의 변화 보다는 활성에 영향을 미치는 것으로 판단되었다.

• 미생물학회지
• /
• 제45권2호
• /
• pp.112-118
• /
• 2009

질소제거 하수고도처리공정에서 암모니아산화균은 질소제거에 핵심 역할을 하는 독립영양세균이다. 하수처리 생물반응기에는 다양한 암모니아산화균이 서식하며 군집조성도 시간에 따라 변화한다. 본 연구에서는 생물반응기의 운전인자 및 환경조건이 암모니아산화균 군집구조의 조성과 다양성에 영향을 미친다는 가설을 설정하였다. 이 가설을 검증하기 위해 질산화 반응이 활발한 포항, Palo Alto, Nine Springs, Marshall 하수처리장 활성슬러지 생물반응기로부터 암모니아산화균의 ammonia monooxygenase subunit A 유전자 clone library를 제작하였다. 하수처리 생물반응기에는 Nitrosomonas europaea, N. oligotropha, N.-like, Nitrosospira lineage에 속하는 암모니아산화균이 주로 발견되었으며, N. communis, N. marina, N. cryotolerans lineage에 속하는 암모니아산화균은 주종을 이루지 못했다. 암모니아산화균 군집조성은 하수처리장별로 차이를 보였는데, 포항, Palo Alto, Marshall 하수처리장에서는 N. oligotropha lineage에 속하는 암모니아산화균이 가장 빈번히 발견되었고, Nine Springs 하수처리장에서는 N. europaea lineage에 속하는 암모니아산화균이 주종을 이루었다. 한편, 암모니아산화균 군집조성과 생물반응기 운전인자(HRT, SRT, MLSS) 및 환경조건(온도, pH, COD, $NH_3$, $NO_3{^-}$)의 연관성은 다변수 통계분석법인 Redundancy Analysis 방법을 이용하여 분석하였다. 그 결과, 생물반응조의 COD와 $NO_3{^-}$ 농도가 하수처리 생물반응기에서 암모니아산화균 군집구조를 결정하는 통계학적으로 유의한 변수로 나타났다.

• 한국어병학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.41-49
• /
• 2017

생균제는 성장촉진, 면역증진 및 질병예방에서 넙치 Paralichthys olivaceus 치어의 양식에서 우수한 생산효과로 적용될 수 있다. 성장률, 선천성면역 및 항병력을 증강시킬 수 있는 생균제의 효과를 조사하기위해 Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis 및 Lactobacillus plantarum (BSL-LAB)이 혼합되어있는 생균제와 NBS (nitrifying bacteria con- sortium) 분말을 사료에 첨가 또는 수조에 투입하여 시험을 수행하였다. 생균제 첨가사료는 7주간 투여하였고 3가지의 생균제 조합 시험군 모두에서 넙치의 성장과 항병력에서 대조군에 비해 높은 유효성을 발휘 하였다. 어병세균에 대한 항병력의 긍정적인 결과는 생균제에 대한 면역기능의 향상으로 나타난 효과이며 상기 시험결과로 볼 때, 넙치치어 양식에서 생균제의 혼합첨가는 성장 및 선천성면역 뿐만 아니라 질병저항성에 좋은 효과를 나타낼 수 있을 것으로 사료된다.

• 청정기술
• /
• 제18권2호
• /
• pp.209-215
• /
• 2012

분말활성탄과 제올라이트가 담지된 폴리우레탄 담체를 충진한 파일롯 규모의 바이오필터를 이용하여 암모니아와 황화수소의 처리 성능을 평가하였다. 약 10개월간 하수처리장 슬러지 농축조에서 발생하는 악취를 대상으로 바이오필터 유입 암모니아 농도는 0.1~1.5 $ppm_v$, 황화수소 농도는 2~20 $ppm_v$ 범위에서 운전되었다. 바이오필터의 공탑체류시간 3.6~5초 범위에서 초기 순응기간을 제외하고는 거의 모든 경우 100%에 가까운 악취 제거율을 보여주었다. 바이오필터에서의 기체흐름에 의한 압력손실도 매우 낮아 10개월 동안 최대 31 mm $H_2O$ 정도의 차압이 발생하였다. 이것은 본 연구에 이용된 바이오필터의 막힘이나 담체의 압착 현상이 거의 일어나지 않아 장기간의 운전에도 안정성을 확인할 수 있었다. 담체에 부착하여 서식하는 미생물군집은 바이오필터의 처리 성능에 중요한 영향을 미치는데 특히 암모니아나 황화수소를 제거하기 위한 암모니아 산화균과 황산화균의 분포가 중요하다. FISH (Fluorescence in Situ Hybridization) 방법으로 확인한 결과 질산화를 주관하는 암모니아 산화균인 Nitrosomonas sp.와 황산화균인 Thiobacillus ferroxidans가 검출되었다. 또한 바이오필터의 운전기간이 길어질수록, 그리고 악취의 유입부분이 유출부분에 비해 미생물 분포량이 더 많음을 확인하였다.

• KSBB Journal
• /
• 제17권1호
• /
• pp.80-87
• /
• 2002

유기물 제거뿐만 아니라 안정적으로 질소와 인의 동시 제거를 위한 순환식 생물막 반응기를 제작, 운전하여 최적의 운전 인자를 도출하고, 질소 제거의 텃 번째 단계인 질산화 및 뒤이은 탈질에 관여하는 미생물들의 군집 구조 분석을 수행하였다. 유기물 제거와 질소와 인의 동시 제거를 위한 순환식 생물막 반응기는 143일 동안 운전되었다. 이 결과 $COD_{cr},\;BOD_5$, SS의 경우 각각 88, 88, 97%의 평균 제거효율을 보였다 이 기간 중 질산화율은 약 96% 정도로 유입 ${{NH_4}^{+}}_{-}N$의 대부분이 제거됨을 보였다. 하지만 탈질율은 평균 45% 정도로 나타났다. 반응기로 유입되는 총 인의 경우 약 44%가 제거되었다. 질소제거의 첫 번째 단계인 질산화가 일어나는 호기성 반응조 내 질산화 미생물의 경우 FISH 관찰 결과, 주요 암모니아 산화균 및 아질산 산화균으로는 Nitrosomonas spp.와 Nitrospira sap.가 관찰되었다. 또한 탈질 반응이 일어나는 준혐기성 반응조에서는 Rhodobacter, Rhodovulum, Roseebacter 그리고 Paracoccus 속에 속하는 탈질 미생물들이 전체 미생물의 약 10~20% 정도를 차지하며 분포하였다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.7-17
• /
• 2008

Simultaneous removal of $NH_3,\;H_2S$ and toluene in a contaminated air stream was investigated over 185 days in a biofilter packed with Zeocarbon granule as microbial support. In this study, multi-microorganisms including Nitrosomonas and Nitrobacter for nitrogen removal, Thiobacillus thioparus (ATCC 23645) for $H_2S$ removal, and Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15692), Pseudomonas putida (ATCC 17484) and Pseudomonas putida (ATCC 23973) for toluene removal were used simultaneously. The empty bed residence time (EBRT) was 40-120 seconds and the feed (inlet) concentrations of $NH_3,\;H_2S$ and toluene were 0.02-0.11, 0.05-0.23 and 0.15-0.21 ppmv, respectively. The observed removal efficiency was 85%-99% for $NH_3$, 100% for $H_2S$, and 20-90% for toluene, respectively. The maximum elimination capacities were 9.3, 20.6 and $17g/m^3/hr\;for\;NH_3,\;H_2S$ and toluene, respectively. The results of kinetic model analysis showed that there were no particular evidences of interactions or inhibitions among the microorganisms, and that the three bio degradation reactions took place independently within a finite area of biofilm developed on the surface of the Zeocarbon carrier.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제20권7호
• /
• pp.1140-1151
• /
• 2010

Differences in DNA banding patterns, obtained by ribosomal intergenic spacer analysis (RISA), and nitrification were followed in a moving-bed biofilm reactor (MBBR) receiving municipal landfill leachate. Complete nitrification (>99%) to nitrate was obtained in the two-stage MBBR system with an ammonium load of 1.09 g N-$NH_4/m^2{\cdot}d$. Increasing the ammonium load to 2.03 g N-$NH_4/m^2{\cdot}d$or more caused a decline in process efficiency to 70-86%. Moreover, at the highest ammonium load (3.76 g N-$NH_4/m^2{\cdot}d$), nitrite was the predominant product of nitrification. Community succession was evident in both compartments in response to changes in ammonium load. Nonmetric multidimensional scaling (NMDS) supported by similarity analysis (ANOSIM) showed that microbial biofilm communities differed between compartments. The microbial biofilm was composed mainly of ammonia-oxidizing bacteria (AOB), with Nitrosomonas europeae and N. eutropha being most abundant. These results suggest that high ammonium concentrations suit particular AOB strains.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제17권7호
• /
• pp.1183-1190
• /
• 2007

A metabolic uncoupler, 3,3',4',5-tetrachlorosalicylanilide (TCS), was used to reduce excess sludge production in biological wastewater treatment processes. Batch experiments confirmed that 0.4 mg/l of TCS reduced the aerobic growth yield of activated sludge by over 60%. However, the growth yield remained virtually constant even at the increased concentrations of TCS when cultivations were carried out under the anoxic condition. Reduction of sludge production yield was confirmed in a laboratory-scale anoxic-oxic process operated for 6 months. However, it was found that ammonia oxidation efficiency was reduced by as much as 77% in the presence of 0.8 mg/l of TCS in the batch culture. Similar results were also obtained through batch inhibition tests with activated sludges and by bioluminescence assays using a recombinant Nitrosomonas europaea (pMJ217). Because of this inhibitory effect of TCS on nitrification, the TCS-fed continuous system failed to remove ammonia in the influent. When TCS feeding was stopped, the nitrification yield of the process was resumed. Therefore, it seems to be necessary to assess the nitrogen content of wastewater if TCS is used for reducing sludge generation.

• 한국물환경학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.1014-1021
• /
• 2006

SMMIAR (Submerged Moving Media Intermittent Aeration Reactor) Process is a very efficient system which remove ammonia to nitrogen gas in one reactor. In this study, we determined the diversity of ammonia oxidizing bacteria and denitrifying bacteria using specific PCR amplification and the clone library construction. An ammonia monooxygenase gene(amoA) was analyzed to investigate the diversity of nitrifiers. Most of amoA gene fragments (27/29, 93%) were same types and they are very similar (>99%) to the sequences of Nitrosomonas europaea and other clones isolated from anoxic ammonia oxidizing reactors. ANAMMOX related bacteria have not determined by specific PCR amplification. A nitrite reductase gene(nirK) was analyzed to investigate the diversity of denitrifying bacteria. About half (9/20, 45%) of denitrifiers were clustered with Rhodobacter and most of others were clustered with Mesorhizobium (6/20, 30%) and Rhizobium (3/20, 15%). All of these nirK gene clones were clustered in alpha-Proteobacteria and this result is coincide with other system which also operate nitrification and denitrification in one reactor. The molecular monitoring of the population of nitrifiers and denitrifiers would be helpful for the system stabilization and scale-up.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제26권2호
• /
• pp.373-384
• /
• 2016

The membrane-aerated biofilm reactor (MABR) is a promising municipal wastewater treatment process. In this study, two cross-flow MABRs were constructed to explore the carbon and nitrogen removal performance and bacterial succession, along with changes of influent loading shock comprising flow velocity, COD, and NH₄-N concentrations. Redundancy analysis revealed that the function of high flow velocity was mainly embodied in facilitating contaminants diffusion and biosorption rather than the success of overall bacterial populations (p > 0.05). In contrast, the influent NH₄-N concentration contributed most to the variance of reactor efficiency and community structure (p < 0.05). Pyrosequencing results showed that Anaerolineae, and Beta- and Alphaproteobacteria were the dominant groups in biofilms for COD and NH₄-N removal. Among the identified genera, Nitrosomonas and Nitrospira were the main nitrifiers, and Hyphomicrobium, Hydrogenophaga, and Rhodobacter were the key denitrifiers. Meanwhile, principal component analysis indicated that bacterial shift in MABR was probably the combination of stochastic and deterministic processes.