• 대한환경공학회지
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• 제33권10호
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• pp.774-781
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• 2011

지르코늄합금 튜브 제조공정은 튜브 산세 시 질산과 불산을 사용하고 있어 세척 시 발생되는 폐수의 주요 오염물질인 질산성질소와 불소성분을 제거하기 위한 폐수처리는, 1차 화학응집처리에 의한 불소성분 제거공정, 황산화탈질반응을 이용한 SOD (Sulfur Oxidation Denitrification)공법에 의한 독립영양탈질공정, 그리고 2차 화학응집처리공정으로 구성되어 있다. 본 연구에서는, 처리공정에서 불소의 농도가 황산화탈질공정(SOD)의 탈질반응에 미치는 영향과 황산화탈질반응을 유지하기 위한 최적 운전조건을 검토하였다. 황산화탈질 반응은 불소농도 20 ppm 이하에서 거의 영향을 주지 않았으며, NaOH로 pH를 조절하는 것보다 NaOH와 $NaHCO_3$를 혼합하여 pH와 알칼리도를 조절해주는 것이 질소제거당량을 높여주는 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 황산화탈질미생물에 필요한 미량원소와 알칼리성분이 혼합된 미생물활성화제가 알칼리도를 보충해줄 뿐만 아니라 황산화탈질미생물의 성장과 증식에도 영향을 주었으며, 그 결과 무기계 산업폐수처리 시 필요한 주기적인 미생물 식종 없이 운전이 가능한 결과를 얻었다. 이상의 결과를 통해, 황산화탈질공법(SOD공법)이 산업폐수의 질산성질소제거에 매우 유용한 공법임이 확인되었으며, 미생물활성화제가 황산화탈질미생물의 활성화에 기여함이 밝혀졌다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권4호
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• pp.180-187
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• 2005

다양한 인도 토양에서 Starkey's 배지를 이용하여 9종류의 화학합성독립영양 및 12종류의 화학합성종속영양 황산화 세균을 분리하였다. 분리한 세균은 황을 황산으로 산화시키는 기능이 있으며 생육 중 배지의 산도를 감소시켰다. 분리한 황 산화 세균은 혐기 조건에서는 생육하지 못했다. 화학합성독립영양세균 SGA6 및 JIG 2종만이 포도당을 이용하는 능력이 있었으며, LCH 1종을 제외한 모든 분리세균은 thiosulfate를 에너지원으로 이용하였다. 분리한 세균 중 황 산화 능력이 가장 우수한 것은 화학합성독립영향세균인 LCH이었으며 화학합성종속영향세균인 JIG의 황 산화 능력이 가장 낮았다. 분리한 황 산화 세균을 이용하여 점토를 이용하여 입제형태로 만들었을 때 균의 밀도는 약 $2.5{\times}10^7cfu\;g^{-1}$ 이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.231-239
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• 2006

본 연구에서는 인공 폐수에 포함된 고농도의 ${NO_3}^--N$을 제거하기 위해 황 산화 독립영양 탈질공정으로 sulfur-$CaCO_3$ 복합담체를 이용하여 탈질효율을 평가하였다 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 반응기(R4)에 충진하였다. 유입수 중 ${NO_3}^--N$ 부하량이 $200{\sim}1000g/m^3{\cdot}day$일 때 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 충진한 반응기의 탈질효율은 95.0% 이상의 높은 탈질효율을 보였다. 특히 ${NO_3}^--N$의 부하량이 $1000g/m^3{\cdot}day$일 때의 R4의 평균 ${NO_3}^--N$ 제거율은 98.7%로 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 충진한 반응기가 다른 반응기보다 높은 탈질 효율을 보였다. $Ca^{2+}$와 알칼리도의 분석을 통해, 각 반응기에 충진된 $CaCO_3$에 의한 알칼리도 공급량을 보면 다른 반응기 보다 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 충진한 반응기에 존재하는 $CaCO_3$가 매우 효과적으로 해리되면서 알칼리도를 공급하였다는 것을 확인할 수 있었다. 이렇게 효과적으로 알칼리도가 공급되면서 황 산화 독립영양 탈질 과정에서 발생된 $H^+$에 의해 저하된 pH를 보정하고 탈질 미생물의 탄소원을 공급하여 다른 반응기보다 높은 탈질 효율을 보인 것이다. ESEM을 사용하여 Sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체의 표면을 측정한 결과 황담체 표면보다는 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체의 표면에 많은 공극이 존재하여 미생물이 부착 할 수 있는 표면적이 증가되어 많은 미생물이 부착할 수 있어 탈질 효율을 증가시키게 된다. 결론적으로 sulfur-$CaCO_3$ 복합담체를 이용한 황 산화 독립영양 탈질공정은 고농도의 ${NO_3}^--N$을 효과적으로 처리할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.41-45
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• 2007

바이오필터의 운전에 있어 큰 표면적, 높은 한계 역압력을 가지고 있는 충진 담체의 선택은 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 황산화 세균을 분리하고 분리된 황산화 세균과 바이오필터를 이용해 담체 종류에 따른 황화수소의 제거특성을 조사하는 것이며 연구결과는 다음과 같다. 1) 전남 화순의 폐탄광 폐수에서 Thiobacillus sp. IW.를 분리하였다. 2) 다양한 담체를 이용해 유입농도, 공간속도에 따른 바이오필터의 황화수소 제거특성 및 압력손실 변화 살펴본 결과 무기성 담체가 유기성 담체에 비해 우수한 성능을 나타내었다. 3) 무기성 담체 중에서는 섬유상, PU 담체가 다른 담체에 비해 우수한 성능을 나타내었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권6호
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• pp.409-414
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• 2006

황산화 미생물인 Genus Thiobacillus 중 몇 종류의 탈질균은 여러 종류의 황 화합물($S^{2-}$, So, $S_2O{_3}^{2-}$, $S_4O{_6}^{2-}$, $SO{_3}^{2-}$)을 황산염이온으로 산화시키면서 동시에 질산성질소를 질소 가스 형태로 전환시킨다. 이는 독립영양 미생물이므로 외부 탄소원이 필요치 않으며, C/N비가 낮은 폐수에 에탄올 대신 값이 싼 황 입자의 투입으로 경제적이며 효과적인 탈질화를 유도할 수 있다. 후탈질시 인위적인 유기물의 투입대신 값 싼 황입자를 사용하여 질소를 제거하며, 처리효율이 안정적이고, 운전이 쉬워, 최근 이 공정은 세계적으로 많이 연구되고 있다. 그러나 탈질시 알칼리도가 파괴되어 특히 알칼리도가 낮은 폐수의 경우 고농도 탈질시 pH가 떨어져 탈질이 더 이상 진행되지 않으며, 고농도의 질산성질소를 처리할 경우 부산물로서 고농도의 황산염이온이 생성된다는 부수적인 단점을 안고 있다. 본 연구에서는 MCR로부터 독립영양 미생물을 분리 characterization 및 미생물 동정을 하였다. MCR내에는 주로 Paracoccus denitrificans and Paracoccus versutus (formerly Thiobacillus versutus)가 주종을 이루었으며 이들 미생물들은 유기물도 에너지원으로 이용할 수 있는 facultative autotrophic denitrifier이었다. 이들 미생물을 탈질에 이용할 시 유기물이 있는 조건에서도 성장하기 때문에 유입 폐수 내 유기물 농도에 영향을 받지 않고 또는 인위적으로 소량의 유기물을 넣어 독립영양탈질과 종속영양탈질을 동시에 일어날 수 있도록 함으로서 독립영양탈질의 단점인 높은 황산염이온 생성 및 알칼리도 파괴를 막을 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.798-807
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• 2008

연안지역 주위에 설치된 각종 관망시설의 금속부식으로 인한 경제적 손실 때문에 실제적인 부식 거동을 이해하고 그것을 적절하게 조절하기 위한 부식과 관련된 원인-결과에 대한 정보를 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 미생물 제어에 따라 금속 부식에 영향을 미치는지를 조사하기 위하여 실험실 규모로 연구를 수행하였다. 먼저 관망의 막힘 현상이 발생하는 곳(즉, I Gas Station)의 지하수를 채취한 후 16S rDNA방법으로 시료 속의 미생물 다양성을 조사하였다. 이로부터 금속을 부식시키는 거동이 관측된 미생물이 Leptothrix sp.(철산화)와 Desulfovibrio sp.(황환원)임을 알 수 있었다. 실험 결과, 철 시편의 경우 철산화 미생물에 의해 부식속도가 가장 크게 증가하였고, 반면 황환원 미생물에 의해 철침전물이 빠르게 형성되었다. 함석 시편과 스테인리스 스틸의 경우 주로 철산화 미생물이 부식뿐만 아니라 침전물 형성 속도를 증가시키는 데에도 매우 관련이 높았다. 아연 시편의 경우, 황환원 미생물이 철산화 미생물보다 더 부식에 대한 영향이 컸다. 또한 미생물 성장 제어실험에서는 염소주입이나 UV 처리는 효과적으로 미생물의 성장을 조절할 수 있었다. 그러나 미생물 제어 강도가 경계치보다 증가한다면 화학적 반응을 증가시키기 때문에 부식속도는 점차 증가하는 현상이 나타났다. 본 연구에서는 미생물 금속 부식은 미생물 종류나 금속재료에 따라 다르게 발생하며, 관련 미생물(Leptothrix sp.와 Desulfovibrio sp.)과 금속 부식 또는 침전물 생성에 높은 연관성을 가지고 있었다. 그리고 효과적인 미생물의 제어를 통해 부식 또는 침전 속도를 늦출 수 있음을 확인하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제31권2호
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• pp.170-174
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• 2012

일반적으로 실제 하천의 EC 값은 일정하게 유지가 된다. 연속식, 반연속식 운전으로 실험한 결과 정상상태(steady state)를 보였다. 연속운전의 경우 유출수의 EC 값은 1.7 dS/m로 일정하게 유지되었으며(유입 EC = 0.1 dS/m) 반연속식운전의 경우 새로운 유입수가 유입됨으로 인해 초기 EC는 약 0.1 dS/m이고 미생물이 황을 산화함에 따라 황산염 이온이 생성되고 EC가 증가하여 30분 후 EC는 약 0.6 dS/m로 측정되었고 장시간 운전하여도 일정한 트랜드의 안정적인 값이 측정되었다. ${NO_2}^{-}-N$가 주입되면서 미생물이 저해를 받아 EC가 감소하는 경향을 보였으며 이를 통해 독성물질 주입여부를 판별할 수 있었다. 독성이 없는 유입수를 다시 유입시켰을 경우 약 4~5시간 후 반응조 내의 미생물이 원상태를 회복하여 유입 전 EC의 값이 다시 측정되었다. 황을 이용한 독성모니터링방법은 다른 여러 조건의 실험을 통해 문제점 파악 및 보완이 필요하지만 연속식 운전, 반연속식 운전 2가지 방법을 통해 독성물질을 신속하게 탐지할 수 있을 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제18권6호
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• pp.443-447
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• 2003

황 화합물 악취를 제거하기 위하여 분뇨처리장에서 황 산화 세균을 분리하여 최적성장 조건을 조사하였다. 분뇨처리장에서 1차로 분리한 균주의 생리$.$생화학적 특성 등을 비교한 결과 Thiobacillus novellus SRM으로 명명하였고, 최적 pH와 배양온도는 pH 7.0과 3$0^{\circ}C$이며, 균주의 공기 주입량은 1.0vvm이었다. 균주농도에 따른 균의 비증식 속도를 직선화한 결과 미생물의 최대 비 증식속도는 0.032$hr^{-l}$ , V$_{max}$ 는 1.83h$^{-l}$ 이 되고, $K_{m}$ 은 0.42였다. Thiobacillus 종의 증식속도는 비교적 느리나, 본 연구에서 사용한 Thiobacillus novellus SRM은 증식속도가 빨라 기상의 황 화합물 악취 제거에 이용할 수 있는 유용한 균주로 판단되어진다.

• Ocean and Polar Research
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• 제22권1호
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• pp.1-13
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• 2000

Chemoautotrophic symbiotic bacteria of organisms inhabiting the hydrothermal vent and cold seep communities in the deep-sea were histologically examined using a transmission electron microscopy on symbionts of Calyptogena sp. A from the site east off Miyako (water depth at 1,700m), Calyptogena sp. B from the Calyptogena Site, vestimentiferan tube worm Lamellibrachia sp. A from Sagami Bay Lamellibrachia sp. B from Calyptogena Site of the Iheya Ridge, pogonophoran tube worms from Sagami Bay and Calyptogena Site of the Iheya Ridge, Bathymodiolus spp. from Sagami Bay, the Iheya Ridge and the North Fiji Basin. Based on the morphological microscopic observations, two species of Calyptogena from Miyako and the Iheya Ridge, two species of vestimentiferan tube worms from Sagami Bay and the Iheya Ridge, and pogonophoran tube worms from Sagami Bay and the Iheya Ridge observed to host sulfur-oxidizing symbiotic bacteria. The occurrence of chemosynthetic symbionts in these organisms was expected beforehand based on the ecological observations of their habitats. Other members of these groups from the world oceans, and the recent advances in the symbiosis at vents and seeps were reviewed.

• 한국대기환경학회지
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• 제29권6호
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• pp.811-817
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• 2013

A two-stage bioreactor system using sulfur-oxidizing bacteria was studied to abate high strength hydrogen sulfide ($H_2S$) from biogas. The two-stage bioreactor consisted of a $H_2S$ absorption column (0.5 L) and a microbial oxidation column (1 L) in series, and the liquid medium was continuously recirculated through the columns. The objectives of this study were to determine the feasibility of the bioreactor for biogas desulfurization and to investigate the effect of the medium circulation rate on the system performance. An averaged concentration of $H_2S$ introduced to the bioreactor was 530 ppm, corresponding to an overall loading rate of $44.4g/m^3/hr$. During the initial 20 days period at the medium recirculation rate of 8 reactor volumes per hour (12 L/hr), the dissolved oxygen (DO) concentration in the oxidation column was 6 mg/L, while the DO in the absorption column was 0.5 mg/L showing that the oxygen contents of the biogas stream was not altered. Because of the biological oxidation of $H_2S$ in the oxidation column, the sulfate concentration increased from 200 mg/L to 5,600 mg/L in the liquid medium. The removal efficiency of $H_2S$ was greater than 99% in the initial operation period. After the initial period, the medium recirculation rate between the two columns was stepwise changed eight times from 1.0 to 40 vol/hr (1.5~60 L/hr). At the recirculation rate of faster than 4 vol/hr, the $H_2S$ removal efficiencies were found to be high, but the efficiency declined at the lower recirculation rates than the threshold.