• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.147-156
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• 2010

폐가스 처리용 바이오필터의 핵심 요소 기술은 생촉매(미생물), 담체, 설계 운전 기술 및 진단 관리 기술이다. 특히, 바이오필터의 성능은 부하 조건과 바이오필터 내 미생물 군집 구조에 의해 영향을 받는다. 지금까지 바이오필터의 미생물 연구는 대부분 배양법을 기초로 하여 수행되어 왔으나, 최근에 보다 신속하고 정확하게 미생물 군집을 분석할 수 있는 방법들이 제시되고 있다. 본 논문에서는 생리적, 생화학적 및 분자생물학적 미생물 군집 분석 방법과 이를 활용한 바이오필터의 미생물 군집 특성을 조사한 연구사례를 소개하고, 미생물 군집 분석법의 바이오필터에 적용 가능성에 대해 고찰하였다. Community-level physiological profile 방법은 시료 중에 포함된 종속영양미생물의 탄소기질 이용능력을 기반으로 군집 특성을 조사하는 것이며, Phospholipid fatty acid analysis는 미생물 세포막 지방산을 분석하여 군집 특성을 조사하는 방법이다. 환경시료로부터 직접 추출한 DNA를 활용하는 분자생물학적 분석법에는 "partial community DNA analysis"와 "whole community DNA analysis"가 있다. 전자의 방법은 PCR 과정에 의해 증폭시킨 염기서열을 분석하는 것으로 ribosomal operon 유전자가 가장 많이 활용되었다. 이 방법은 다시 PCR fragment cloning 및 genetic fingerprinting으로 구분되며, genetic fingerprinting 방법으로는 denaturing gradient gel electrophoresis, terminal-restriction fragment length polymorphism, ribosomal intergenic spacer analysis 및 random amplified polymorphic DNA 방법으로 세분화된다. 추출된 전체 군집의 DNA를 분석하는 방법에는 total genomic cross-DNA hybridization, 총 추출 DNA의 열 변성/재결합 방법 및 밀도구배를 이용하여 추출한 DNA를 분획화하는 방법 등이 있다.

• 생명과학회지
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• 제15권4호
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• pp.584-589
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• 2005

담체인 황토볼와 Chromobacterium WS 2-14을 이용하여 F-STEP공정(혐기${\rightarrow}$ 호기${\rightarrow}$ 무산소)에서 실제폐수에 존재하는 인산을 효율적으로 제거하기 위해 최적 황토볼 크기 및 소성 온도, 폐수의 초기 pH,폐수의 초기 인산염 농도, 운전온도, 그리고 통기를 검토했다. 최적 조건은 다음과 같다. 황토볼 크기 및 소성 온도, $2\~4mm,\;960^{\circ}C$; 실페수의 초기pH, 6.0; 실페수의 초기 인산 농도, 5.0mg/1. 운전온도, $30^{\circ}C$; 그리고 통기, 5.0L/min등이 얻어졌다. 그리고 최적 운전조건을 이용해서 pilot test을 65일 동안 진행했다. 인산 평균 제거율은 $92.0\%$였고. 또한 최종 유출수에서 COD와 BOD의 평균 제거율은 각각 77.1와 $74.2\%$였으며, SS의 경우는 평균 제거율이, $86.4\%$였다. 이상의 결과로부터 황토볼을 담체로 이용한 Biofilter System은 실제폐수에 존재하는 인산 제거 가능성을 암시했다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권3호
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• pp.195-203
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• 2012

재질별 생물활성탄(BAC) 및 안트라사이트 biofilter에서 EBCT 및 수온변화에 따른 인공사향물질(SMCs) 3종의 생물분해 특성을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 생물활성탄(BAC) 공정에서 인공사향물질 3종의 제거는 EBCT와 수온에 따라 큰 영향을 받으며, EBCT와 수온이 증가할수록 제거능이 증가하였다. 물질에 따른 제거능은 MK가 가장 높았고 다음으로 HHCB, AHTN 순이었다. 또한, 활성탄 재질에 따른 생물활성탄(BAC) 및 안트라사이트 biofilter에서의 인공사향물질 3종의 제거는 석탄계 재질의 BAC에서 생물분해능이 가장 높았고, 다음으로 목탄계, 야자계, 안트라사이트 순으로 조사되었다. 인공사향물질 3종에 대한 생물분해 속도상수($K_{biodeg}$)와 반감기($t_{1/2}$)는 수온이 $5{\sim}25^{\circ}C$일 때 0.0082~0.4452 $min^{-1}$와 1.56~84.51 min이었으며, 수온이 $15^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$로 증가시켰을 때 $5^{\circ}C$에서의 반감기보다 3.1~9.3배 감소되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권8호
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• pp.747-753
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• 2010

본 연구는 바이오필터의 기질분해특성을 파악하기 위하여 휘발성유기화합물을 대상으로 임계부하량과 기질특성의 상관관계를 분석하였고, 탄소물질수지를 이용한 생물반응의 양론적 해석을 수행하였다. 반응기에 공급된 기질은 단일물질이며, toluene, styrene, MEK, MIBK를 선정하였다. 바이오필터의 기질임계부하량은 toluene은 $46.9\;g/m^3{\cdot}hr$, styrene은 $25.8\;g/m^3{\cdot}hr$, MEK는 $96.3\;g/m^3{\cdot}hr$, MIBK는 $66.5\;g/m^3{\cdot}hr$이었으며, 임계부하량은 옥탄올-물 분배계수(KOW)와 높은 상관관계를 보였다. 또한 기질부하량이 증가할수록 물질수지 중 $CO_2$에 의한 탄소회수율은 낮아졌고, 바이오매스에 의한 탄소회수율은 높아지는 경향을 보였다. 생물양론적 해석을 통하여 추정된 biomass yield (g biomass/g substrate)는 기질부하량이 증가할수록 커졌으며, toluene은 0.31~0.57, styrene은 0.29~0.57, MEK는 0.08~0.56, MIBK는 0.14~0.53의 변화폭을 보였다.

• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.309-312
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• 2019

본 연구에서는 폐수처리장의 바이오필터로부터 Comamonas sp. NLF-7-7 균주를 분리하고 유전체서열을 PacBio RS II와 Illumina HiSeqXten 플랫폼을 사용하여 분석하였다. 염색체의 크기는 3,333,437 bp로 G + C 구성 비율은 68.04%, 총 유전자수는 3,197개, rRNA는 9개 및 tRNA는 49개로 구성되었다. 본 유전체는 오염물질분해와 플록형성에 관여하는 황산화 경로 유전자(SoxY, SoxZ, SoxA 및 SoxB)와 플록형성 경로 유전자(EpsG, EpsE, EpsF, EpsG, EpsL 및 glycosyltransferase)를 포함하고 있다. 이러한 Comamonas sp. NLF-7-7 균주는 폐수를 정화하는데 활용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4B호
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• pp.441-447
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• 2008

산업현장에서 발생되는 휘발성유기화합물은 생분해 가능한 화합물과 난분해성 물질이 혼합되어 있는 경우가 많으며, 저감기술을 단독으로 적용해서는 효과적인 제어가 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 난분해성 물질이 혼합된 휘발성유기화합물을 처리하기 위하여, 자외선(UV) 광분해 장치와 미생물 고정화 복합고분자 담체가 적용된 바이오필터 기술을 결합한 통합시스템을 구성하고 반응 특성을 검토하였다. 대상 휘발성유기화합물로는 toluene과 TCE를 선정하였다. 자외선 광산화 단독실험 결과 TCE는 99% 이상의 제거효율을 나타내었으며 수용성 중간생성물 발생량도 크게 증가하였다. 그러나 toluene과 TCE를 혼합하여 유입시키면 자외선 광분해만으로는 유기화합물 제거율이 낮아졌다. 자외선 광산화와 바이오필터를 결합한 통합시스템 실험에서는 높은 toluene 제거효율을 얻을 수 있었으며, 전처리로 자외선을 조사한 후 toluene과 TCE의 처리효율도 함께 증가하는 것을 확인하였다. 이는 자외선에 의해 일부 산화된 toluene과 TCE가 미생물에 의해 보다 효과적으로 분해될 수 있음을 보여준다. 자외선 광산화 반응은 toluene이 상대적으로 적게 존재하는 상황에서 TCE 제거효율을 효과적으로 향상시킬 수 있었으며, 본 실험에서 확인한 TCE 최대 분해능은 $18.2g/m^3/hr$이었다. 그러나 toluene 유입농도가 높았던 조건에서는 toluene의 저해작용으로 인해 TCE 분해능 변화가 적었다. 다양한 운전조건에서 통합시스템의 반응효율과 운전 안정성을 향상시키기 위해서는 각 난분해성 물질 사이의 상호 저해작용에 대한 추가 연구가 필요하다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권3호
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• pp.379-386
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• 2014

Adsorption and biodegradation performance of tetracycline antibiotic compounds such as ttetracycline (TC), oxytetracycline (OTC), minocycline (MNC), chlortetracycline (CTC), doxycycline (DXC), meclocycline (MCC), demeclocycline (DMC) on granular activated carbon (GAC) and anthracite-biofilter were evaluated in this study. Removal efficiency of seven tetracycline antibiotic compounds showed 54%~97% by GAC adsorption process (EBCT: 5~30 min). The orders of removal efficiency by GAC adsorption were tetracycline, demeclocycline, oxytetracycline, chlortetracycline, doxytetracycline, meclocycline and minocycline. Removal efficiencies of seven tetracycline antibiotic compounds showed 1%~61% by anthracite biofiltration process (EBCT: 5~30 min). The highest biodegradable tetracycline antibiotic compound was minocycline, and the worst biodegradable tetracycline antibiotic compounds were oxytetracycline and demeclocycline.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.537-540
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• 2001

A parallel TBF system that is consisted of two TBFs was developed f ‘ or the long-term treatment of gas-phase trichloroethylene (TCE). Each TBF was operated for TCE degradation or reactivation in a parallel mode, and the effect of switching time and operation variables between the two reactors was investigated. Within 12 hr after switching from TCE degradation to reactivation mode, the MO activity increased up to the initial level. More than 50 % of TCE was degraded for feed concentrations ranging from 5 to 17 ppmv, and completely 100 % removed at concentration of less than 5 ppmv, while TCE removal decreased severely over 28 ppmv. In various empty bed retention times (EBRTs), ranging 상 om 5.2 to 10.7 min, the optimal EBRT was 10.7 min that TCE conversion achieved more than 50 %. For the inlet loading below 23.4 mg TCE/L/day, TCE was entirely removed. The maximal TCE elimination capacity in this system was about 66.63 mg TCE/L/day. During the continuous treatment of TCE over 3 months, TCE removal efficiency was maintained at the range of about 50 %. In these results, the parallel TBF system can be available for the continuously TCE biodegrading operation.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.98-108
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• 2006

본 연구에서는 이 단계 연속 바이오 수소/메탄 생산공정의 경제성을 조사하였다. 경제적 관점에서 다양한 수소 및 메탄 발효용 생물반응기를 비교 평가하였다. 이를 바탕으로 포도당으로부터 일 단계 수소발효를 위해 고온 trickling biofilter 반응기 (TBR, $100\;m^3$ 규모)를, 일 단계 반응의 부산물로 생성된 유기산과 알콜류의 이 단계 메탄전환을 위해 고온 upflow anaerobic sludge 반응기 (UASB; $700\;m^3$ 규모)를 선정하였다. 본 이 단계 공정의 수소생산 비용은 $$\;0.26/Nm^3$으로 계산되었고, 이는 고온 TBR 반응기만을 이용한 경우보다 약 30 % 낮았다. 이 단계 공정의 낮은 수소생산 비용은 높은 에너지 회수율과 낮은 슬러지 처리비용에 의한 것이었다. 생물학적 수소 생산공정의 경제성은 탄소원의 종류, 생물반응기의 형태 등 여러 인자에 의해 변경될 수 있으나, 본 연구결과는 향후 연구를 위한 유용한 기준으로 고려될 수 있다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제12권1호
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• pp.29-34
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• 2006

The effects of turning frequency were examined on the efficiency of composting lime treated excess sludge amended with sawdust from the activated sludge process after a liquid/solids separation process. The raw and excess sludge from the activated sludge process associated with the hog wastewater treatment system is a significant problem and composting is an effective method far reducing the pollution potential of hog wastewater sludge. The coagulant used sludge composting and ammonia emissions from composting are not well established. The effect of compost properties such as high total carbon, C/N ratio and pH value on performance of composting sludge and biofiltration of ammonia from composting process were investigated. The ammonia emission was not significantly increased during composting. The ammonia concentrations of the exhaust air of composter were ranged from 0.5 and 7 ppm about 12 days after composting. The performance of the hog wastewater sludge composting was the most sensitive to chemical treated sludge properties such as high total carbon and high C/N ratio of the initial compost mixes. Temperature in compost and ammonia emission were not greatly affected by the turning frequency.