• KSBB Journal
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• 제8권4호
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• pp.336-340
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• 1993

생물고분자 생산을 위하여 오니에서 slime을 생산하는 Zoogloea ramigera 115를 선택하였다. 추출한 생물고분자는 카드뮴, 아연 같은 금속에 대해서 높은 흡착성능을 나타냈다. 특히 발효조 broth는 높은 흡착성능을 나타냄으로써 부가적인 분리공정없이 생물흡착제로서 사용 가능할 것이다. 생물고분자는 calcium alginate bead 형태로 고정화되어 유가금속 회수를 위하여 충전층 반응기에 사용되었다. 생물흡착제는 구리, 카드뮴, 망간, 아연에 대하여 80% 또는 그이상의 높은 제거율을 나타냈으며 흡착-탈착-재흡착 실험에서 높은 안정성을 나타냈다. 고정화된 생물고분자 시스템은 이온교환수지와 같은 다른 중금속 제거 시스템과 경쟁력 및 잠재적인 산업상 응용 가능성을 보였다.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권3호
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• pp.376-381
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• 2019

In this study, a poly(vinyl) alcohol/sodium alginate (PVA/SA) mixture was used to fabricate core-shell structured gel beads for autotrophic single-stage nitrogen removal (ASNR) using aerobic and anaerobic ammonia-oxidizing bacteria (AAOB and AnAOB, respectively). For stable ASNR process, the mechanical strength and oxygen penetration depth of the shell layer entrapping the AAOB are critical properties. The shell layer was constructed by an interfacial gelling reaction yielding thickness in the range of 2.01-3.63 mm, and a high PVA concentration of 12.5% resulted in the best mechanical strength of the shell layer. It was found that oxygen penetrated the shell layer at different depths depending on the PVA concentration, oxygen concentration in the bulk phase, and free ammonia concentration. The oxygen penetration depth was around $1,000{\mu}m$ when 8.0 mg/L dissolved oxygen was supplied from the bulk phase. This study reveals that the shell layer effectively protects the AnAOB from oxygen inhibition under the aerobic conditions because of the respiratory activity of the AAOB.

• 대한환경공학회지
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• 제33권3호
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• pp.162-166
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• 2011

인위적인 배출에 기인한 인의 축적은 지표수에서 발생하는 부영양화의 가장 큰 원인이다. 본 연구에서는 이러한 인을 제거하기 위하여 titanium oxysulfate-sulfuric acid 분말을 이온교환 물질로 하여 알지네이트 겔에 고정화시켜 수용액 상에 존재하는 인 제거 효율을 정량화하여 보았다. 본 연구에서 적용한 흡착물질의 고정화 기법은 1) 알지네이트 수용액에 흡착물질을 주입한 후 고정화시키는 것, 2) 초음파를 이용한 흡착물질의 분산 기법, 그리고 3) 수용액 상태의 흡착물질을 알지네이트 수용액과 반응시켜 고정화시키는 방법 등이다. 평형과 비평형 흡착 실험은 3가지 다른 기법으로 제작한 담체를 적용하여 진행되었으며, 이를 통해 흡착 용량과 시간에 따른 인의 제거율을 구득할 수 있었다. 평형배치 실험 결과는 Langmuir 흡착 등온선을 이용하여 분석하였으며 수용액 기법을 적용하여 담체를 제작하였을 때 92.26 mg/g으로 가장 높은 인 제거능을 나타내었다. 또한 비평형 배치 실험 결과는 pseudo-second-order kinetic 모델을 따라 분석하였으며 그 결과는 평형 배치와 유사하였다. 본 실험에서 제작한 티타늄 분말을 고정화한 담체는 기반물질의 경제성 확보와 담체 제조 기법 가운데 수용액 기법의 높은 흡착능 유지를 통하여 하 폐수에 존재하는 인을 경제적으로 제거하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제2권2호
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• pp.126-131
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• 1997

The biosorption and desorption of Cr, Cu and Al were carried out using brown marine algae Sargassum fluitans biomass, known as the good biosorbent of heavy metals. The content of alginate bound to light metals could be changed by physical and chemical pretreatment. The maximum uptake of Cr, Cu and Al was independent of the alginate content. The maximum uptaker of Al was two times(mole basis) than those of Cu and Cr. The aluminum-alginate complex was found in the sorption solution of raw and protonated biomass. Most of Cu, Al and light metals sorbed in the biomass were eluted at pH 1.1. However, only 5 to 10% of Cr sorbed was eluted at pH 1.1. The stoiceometric ion exchange between Cu and Ca ion was observed on Cu biosorption with Ca-loaded biomass. A part of Cr ion was bound to biomass as Cr(OH)2+ or Cr(OH)2+. Al was also bound to biomass as multi-valence ion and interfered with the desorbed Ca ion. The behavior of raw S. fluitans in ten consecutive sorption-desorption cycles has been investigated in a packed bed flow-through-column during a continuous removal of copper from a 35 mg/L aqueous solution at pH 5. The eluant used was a 1%(w/v) CaCl2/HC solution at pH 3.

• 대한환경공학회지
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• 제30권4호
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• pp.446-452
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• 2008

중금속 제거를 위한 조류 Spirulina platensis의 생물흡착 특성에 관해 연구하기 위하여, 조류 균체와 Ca-alginate를 이용하여 조류를 고정화한 고정체에 대하여 각각 회분식반응기에서 Pb와 Cu의 제거 실험을 하였다. Spirulina platensis 균체에 의한 Pb와 Cu의 생물흡착은 20분 이내에 흡착평형에 도달하였다. Pb와 Cu의 흡착량은 초기 농도가 증가하거나 용액의 pH가 높아짐에 따라 증가하여, pH 4.5$\sim$5.0에서 최적 조건을 나타내었다. Pb 혹은 Cu의 농도가 200 mg/L일 때, Spirulina platensis의 단위 무게당 흡착된 Pb와 Cu의 최대 흡착량은 각각 86.43과 57.02 mg/g이었으며, 이는 같은 조건에서 활성탄보다 1.94와 1.48배 높은 값이다. Spirulina platensis 균체에 의한 Pb와 Cu의 흡착특성은 Freundlich와 Langmuir 흡착등온식에 의해 잘 해석되었으며, Langmuir 흡착등온식에 의해 구한 흡착제 단위 무게당 흡착되는 Pb 혹은 Cu의 최대 흡착량($q_{max}$)은 각각 95.24와 62.50 mg/g이었다. Sp. platensis 균체에 대한 FT-IR 분석결과 여러 가지의 기능기들을 확인하였고, 이러한 기능기들이 수용액상에서 금속 이온과 반응할 수 있다. 조류 Spirulina platensis를 Ca-alginate를 이용하여 고정화한 고정체에 의한 Pb와 Cu의 생물흡착의 경우, 40분 정도에 흡착평형에 도달하여 균체에 의한 경우에 비하여 약간의 확산제한이 관찰되었다.

• 상하수도학회지
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• 제28권2호
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• pp.195-206
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• 2014

Immobilization of anaerobic ammonium oxidizing bacteria has been studied to enhance the biomass retention of the slowly growing bacteria and the process stability. The purpose of this study was to compare the nitrogen removal efficiency of granular and immobilized anammox bacteria with poly vinyl alcohol and alginate. The specific anammox activity of the granular, homoginized and immobilized anammox bacteria were $0.016{\pm}0.0002gN/gVSS/d$, $0.011{\pm}0.001gN/gVSS/d$ and $0.007{\pm}0.0005gN/gVSS/d$, respectively. Although the activity decreased to 43.7 % of the original one due to low pH and $O_2$ exposure during the homogination and the immobilization, it was rapidly recovered within 7 days in the following continuous culture. When synthetic T-N concentrations of 100, 200, 400, 800 mg/L were fed, the immobilized anammox bacteria showed higher nitrogen removal efficiencies at all operational conditions than those of granular anammox bacteria. When the sludge retention time was shorten below 30.7 days and the reject water was fed, the nitrite removal efficiency of the granular anammox bacteria dropped to 8 % of the initial value, while that of the immobilized anammox bacteria was maintained over 95 % of the initial one. The immobilization with poly vinyl alcohol and alginate would be a feasible method to improve the performance and stability of the anammox process.

• KSBB Journal
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• 제13권4호
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• pp.404-410
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• 1998

CHO 세포외 성장 및 생산성을 저해하는 엄포늄 이온의 동시 제거를 위해 PhJlhpsite~Gismondine 합성 zeolite가 alginate, cellulose acetate. dialysis membrane에 고정화된 흡착제가 개발되었다. 고정화 흡착체에 의한 암모늄 이온의 제거 효율 및 비에 따른 세표성장의 증진효과를 비교한 결과 최적의 고정화 흡착제로 membrane type이 선정되었다. 암모늄 이온의 제거 효파를 더욱더 명확하게 하고 고멸도의 세포 배양을 모사하가 위하여 8mM의 ammonium chloride를 첨가하고 membrane type 고정화 흡착제를 투여하여 암모늄 이온의 동시제거 효과를 조사한 결과 최대 세포 농도가 3배 이상 증가하였으며 생존율 역시 증가하였고 40%정도의 tPA 생산성 향상올 보여 주었다­. 이러한 증진 효과는 암모늄 이온의 고농도 시스템일수록 커졌다. 고정화 흡착제의 최적 투며 시기를 조사해본 결과 ammonium chlonde를 첨가하지 않았을 때 membrane type 고 정화 흡착제의 최적 투여 시기는 배양 시작 후 48시간이었고, 8mM의 ammonium chloride를 침가한 경우의 최적 투여 시기는 배양 시작 후 72시간이었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권2호
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• pp.133-138
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• 2006

최근 미국 ANL연구소가 개발한 다이포실 수지는 우라늄의 선택특성이 우수하나 수지의 형태가 분말형이므로 입상의 비드형으로 제조하기 위하여 다이포실 분말을 알기네이트상에 고정화하는 방법을 적용하였다. 생성된 비드의 우라늄에 대한 흡착특성을 측정한 결과, 소디움 알기네이트 자체도 우라늄 흡착특성을 최대 68%까지 나타낸 후 30% 수준으로 감소하였으며, 이는 흡착후 탈착하는 과정을 거쳐 평형에 이르는 것으로 사료된다. 또한 비드내 다이포실의 양이 증가할수록 우라늄의 흡착이 증가하며 최대 85 %정도의 흡착율을 나타내고 있다. 다이포실 수지만의 경우 반응초기에 급격한 흡착을 보이고 있으나 3일정도 이후에는 비드의 흡착율과 유사한 결과를 나타내고 있으며 비드내 함유된 순 다이포실량을 고려할 경우 알기네이트 자체의 흡착효과로 인해 비드의 흡착효율이 크게 상승되는 것으로 해석된다. 우라늄 농도의 영향은 농도의 증가에 따라 우라늄의 제거효율이 감소하였으며, 비드의 양을 2배로 증가시킨 결과 최대 90%이상의 제거효율을 얻었다. 결론적으로 다이포실 수지를 소디움 알기네이트상에 고정화하여 입자형의 비드로 제조하므로서 적은 양의 수지로 우라늄 제거특성이 우수한 비드를 얻을 수 있었으며 나아가서 연속공정에의 적용도 가능한 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권1호
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• pp.137-141
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• 2002

Anabaena variabilis ATCC 29413 grew in chromium (Cr) containing Chu-10 (basal) and nitrate-supplemented media, and the growth of the organism in $100{\mu}M$ chromium was found to be 50% of that in control medium. The growth in nitrate $({NO_3}^-)$ supplemented cultures was better as compared to cultures grown in basal medium. Free cells from basal and nitrate-supplemented media removed 5.2 and 7.4 nmol of chromium $mg^{-1}$protein in 8 h, respectively, from the medium containing $30{\mu}M$ chromium. The efficiency of chromium removal increased 7-fold in imidazole buffer (0.2 M, pH 7.0). A cell density equivalent to $100{\mu}g$ protein $ml^{-1}$ was found to be optimum for maximum Cr removal. Entrapment of cells in calcium-alginate beads did not affect the rate of Cr uptake by the cells. The efficiency of the laboratory-scale continuous flow bioreactor $(12.5{\times}2cm)$ loaded with alginate-immobilized cells (10 mg protein) and fed with $30{\mu}M$ chromium solution was compared at different flow rates. The efficiency of the bioreactor varied with flow rates. In terms of percent removal of Cr from influent, a flow rate of 0.1 ml $min^{-1}$ was found to be optimum for 6 h (54% Cr removal efficiency). Maximum amount of Cr (883 nmol) was removed by the cells in 3 h at a flow rate of 0.5 ml $min^{-1}$. The potential use of A. variabilis in removing Cr from industrial effluents is discussed.

• 한국식품과학회지
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• 제26권2호
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• pp.127-132
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• 1994

알긴산 제거시 전반적으로 고형분 및 단백질 수율이 감소하였고 UF처리가 $CaCl_2$ 첨가시 보다 더 뚜렸한 감소를 보였으며 점도는 알긴산 제거전 $84{\sim}94\;cps$이었던 것이 10cps로 감소하였고 탁도 또한 현저히 감소하였다. 아미노태 질소의 회수량은 $CaCl_2$ 첨가보다 UF처리한 것이 적었고 특히 NaCl을 첨가시 가장 적게 나타났으며 mannitol은 추출방법에 따른 변화가 없었다. 유기산은 oxalic acid의 함량이 높았으며 효소처리 후 NaCl 1.5%를 첨가하여 추출한 시료가 전반적으로 함량이 높게 나타났으며 핵산 조성은 분말과 2시간 열수추출의 경우 4가지 핵산이 비교적 균등한 분포를 보였으나 알긴산 제거시 일부 핵산이 함께 제거되어 핵산조성비율에 영향을 주었다. 특히 $CaCl_2$에 의한 침전제거는 IMP가 전부 그리고 UMP가 많이 손실되었으며 UF처리가 $CaCl_2$ 방법보다 핵산손실이 훨씬 적었다. 추출액의 아미노산 조성은 전체함량 중 aspartic acid와 glutamic acid가 80% 이상을 차지하고 있고 그 밖의 아미노산 함량은 대단히 적게 나타났으며 tryptophan, proline등 일부 아미노산은 검출되지 않았다.