• 한국토양비료학회지
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• 제42권3호
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• pp.214-221
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• 2009

본 연구에서는 혐기성 슬러지의 적응 기질에 따른 탈질능력을 관찰하고자 탄소기질로서 포도당 이외에 기질등을 사용하여 탈질 및 메탄반응의 변화 및 SDNR(Specific Denitrification Rate) 등을 관찰하였다. 순수 메탄생성 슬러지에서 아세테이트를 사용하였을 경우, SMA 값은 $0.76gCOD/g{\cdot}VSS{\cdot}day$로 가장 높았고, SDNR 측정결과 탈질균의 비율이 상대적으로 높은 C/N 비 5에 적응된 슬러지에서 아세테이트를 탄소기질로 사용하였을 경우에 가장 높은 $1.38g{\cdot}NO_3{^-}N/g{\cdot}VSS{\cdot}day$이었다. 혐기성 탈질반응 및 메탄 생성반응은 탄소기질 및 슬러지의 종류에 따라 영향을 받았고, C/N 비 5에 적응된 슬러지에서 다른 탄소기질보다 아세테이트를 사용하였을 경우에 탈질반응상수 값은 $1.96hr^{-1}$로 가장 높았다. 다양한 탄소기질에 적응된 혐기성 슬러지에 포도당을 전자공여체로 이용하여 비탈질속도(SDNR)를 측정한 결과 포도당, 축산폐수, 아세테이트 기질에 적응된 슬러지 순으로 나타났다. 탄소기질에 대한 미생물의 적응여부와 혐기성 소화공정 각 단계에서 성장하는 미생물군(bio-community)의 상호공생관계가 탈질 속도를 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.739-745
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• 2005

포도당을 사용하여 적응된 전형적인 혐기성 소화 슬러지와 포도당과 질산성 질소를 동시에 사용하여 적응된 혐기성 소화 슬러지, 두 가지를 이용하여 다양한 C/N 비에서의 탈질반응 및 메탄반응의 동시연구가 수행되었다. 세 가지 다른 serum bottle에 잘 적응된 혐기성 소화 슬러지를 넣어 잘 혼합한 후, 탄소 기질로는 포도당을 사용하여 1,000 mg/L로 고정하였다. 질산칼륨을 이용하여 질산염을 주입하여 C/N 비를 30, 20, 및 10으로 변화시키면서 시간에 따른 가스 발생량, 가스 조성 및 유기물질 제거를 관찰하였다. C/N 비가 높을수록 메탄생성반응에 의한 유기물질제거가 우세한 반면, C/N 비가 낮을수록 메탄생성 반응보다는 탈질에 의한 유기물질제거가 주를 이룸을 알 수 있었다. 10 이하의 낮은 C/N 비에 적응된 슬러지에서 다른 종류의 탄소기질을 이용한 SMA실험 결과, 순수 혐기성 슬러지에서 아세테이트를 사용하였을 경우에 가장 높은 0.76 g COD/g VSS day을 보여주었고, SDNR실험 결과, 낮은 C/N 비 5에서 적응된 슬러지에서 아세테이트를 탄소기질로 사용하였을 경우에 가장 높은 SDNR 값 1.38 g ${NO_3}^--N/g$ VSS day를 나타내었다.

• 유기물자원화
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• 제28권1호
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• pp.65-72
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• 2020

본 연구는 초기 식종슬러지 종류별 CO₂의 생물학적 바이오메탄 생산 적용 가능성을 비교를 위해 국내 혐기성 소화조로부터 획득한 식종미생물을 종류에 따라 Specific methanogenic activity (SMA) test를 수행한 결과이다. 36일간의 실험 결과 CH₄ yield는 2,434-2,051mL CH₄/g COD의 범위를 얻었고 생산된 가스 내 CH₄ 분압은 맥주공장과 음식물류 폐기물 식종슬러지에서 가장 높은 89.3-91.9% CH₄ 분포를 보인 반면 하수슬러지 식종슬러지로부터 가장 낮은 효율을 나타냈다. 반응조의 CH₄ production rate/CO₂ consumption rate 비교를 통해 CH₄전환 속도 및 CO₂소비율의 간접적 물질 수지 비교가 가능했으며 SMA test 실험 기간 중 반응조 내 아세트산의 농도의 검출이 확인되었다. 이는 식종슬러지 내부의 잔류 유기물들의 분해, 식종미생물의 사멸 및 이들의 분해, Homoacetogenic bacteria의 활성에 의해 반응조 내 Metabolic pathway가 부분적으로 Hydrogenotrophic methanogenesis 단계에서 Acetoclasctic methanogenesis로의 변환됨에 따른 결과로 사료된다.

• 상하수도학회지
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• 제14권2호
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• pp.196-206
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• 2000

Methanogenesis and denitrification in an upflow sludge baffled filter (UBF) reactor were studied using glucose as a fermentative substrate. Experiments were carried out to investigate how to reduce ammonification by changing alkalinity and $COD/NO_3-N$ ratio. Characteristics of granular sludges were examined by specifics methanogenic activity(SMA) and specific denitrification rate(SDR) tests. Microstructures of granules were examined using a scanning electron microscopy(SEM). It was found that COD was removed efficiently owing to the diverse microorganisms. In nitrate conversion, not only $COD/NO_3-N$ ratio but also influent alkalinity played important role in the ratio of denitrification and ammonification of nitrate. This reactor achieved over 95% COD and 99% nitrate removal efficiencies when influent contained 4000 mgCOD/L and $700mgNO_3-N/L$ at the hydraulic retention time of 24 hours. As $COD/NO_3-N$ ratio decreased, granular methanogenic activities using acetate and butyrate as substrates increased while activities using propionate and glucose decreased. There were three types in granules according to the surface color; gray, yellowish gray, and black. Gray or yellowish gray-colored granules were composed two layers, which were composed of black inner side and gray or yellowish gray surface substances. SEM illustrated that both were rod-type and cocci-type microorganisms resembling Methanothrix sp. and Methanococci sp. This study showed that by controlling the influent alkalinity and $COD/NO_3-N$ ratio, ammonification and denitrification could be manipulated.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.797-806
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• 2000

본 연구는 탄소원으로서 페놀과 공동기질로서 글루코스를 합유한 인공합성폐수를 만들어 실험실 규모의 UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) - PBR(Packed Bed Reactor) 공정을 운전하면서 페놀의 유일한 탄소원으로서의 이용특성과 공동기질로서 글루코스를 주입한 경우의 이용특성, 미생물의 활성도 및 질소의 동시제거 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 실험결과 페놀올 유일한 탄소원으로 주입한 경우 페놀유입농도 600 mg/L에서도 페놀제거율 99% 이상, SCOD 2100 mg/L 농도에서 제거율 93% 이상을 보였다. 조내 미생물의 량은(VSS) 약 20 g이었고 이때 미생물의 활성도는 $0.112g\;phenol/g\;VSS{\cdot}d$이었고 SCOD 제거율은 $0.351g\;SCOD/g\;VSS{\cdot}d$이며 가스발생율은 $0.115L/g\;VSS{\cdot}d$, 메탄가스의 함유율은 70%로 나타났다. 공동기질로 페놀파 글루코스를 주입한 경우 페놀유입농도 760 mg/L하에서 페놀제거율 98% 이상, SCOD 4300 mg/L 농도에서 제거율 90% 이상을 보였다. 조내 미생물의 량은(VSS) 약 20 g이었고 이때 미생물의 활성도는 $0.135g\;phenol/g\;VSS{\cdot}d$이었고 SCOD 제거율은 $0.696g\;SCOD/g\;VSS{\cdot}d$이며 가스발생율은 $0.257L/g\;VSS{\cdot}d$. 메탄가스의 함유율은 70%로 나타났다. 회분실험결과 페놀농도 1600 mg/L 이상의 농도에서 활성의 저해를 받았으며 메탄화반응과 탈질반응이 동시에 일어나는 것으로 관찰되었다. 질산화는 수리학적 체류시간 24시간으로 하여 암모니아성 질소 $0.038kg\;NH_4-N/m^3-media{\cdot}d$ 부하조건과 유입수내 페놀농도 10~12 mg/L, SCOD 200~500 mg/L 조건하에서 저해를 받지 않고 90% 이상의 질산화율을 보였고 페놀의 제거효율은 98% 이상을 보였다.