• 생태와환경
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• 제35권3호통권99호
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• pp.152-159
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• 2002

농업용 저수지로 축조된 문천지에서 질소순환에 관여하는 질화세균의 연중변화를 현장그대로의 세균상을 반영하는 FISH법으로 정량분석하였다. 아울러 질화세균군의 계절적인 변화와 이화학적인 환경요인과의 상관성을 규명해보기 위해 수온,pH,용존 유기물(DOC),chi-a등이 측정되었다. 총세균수는 정점 1에서 3월에 급격히 상승한 경우를 제외하고는 정점간의 큰 차이가 없이 $0.8{\sim}1.5{\times}10^6\;cells/ml$ 범위에서 변화하였고 eubacteria의 총세균수에 대한 비율는 $44.9{\sim}79.5%$, 질화세균이 eubacteria에서 차지하는 비율은 $1.0{\sim}7.4%$에 그쳤다. 암모니아산화세균은 큰 계절적인 변동이 없이 $1.1{\sim}3.0{\times}10^4\;cell/ml$범위에서 변화한 반면에 아질산산화세균은　정점에 관계없이 겨울철에 증가하는 양상을 나타냈다($1.3{\sim}5.7{\times}10^4\;cells/ml$).또한 암모니아산화세균보다 아질산산화세균이 대체적으로 더 많은 개체수를 나타냈다. 아울러 이화학적인 환경요인 중,　수온은 총세균수와 양의 상관성 (r=0.355, p<0.05),　그리고 아질산산화세균과는 음의 상관성 (r= -0.416, p<0.05)을 보였다. 마찬가지로 아질산산화세균은 pH와도 음의 상관성 (r= -0.568,p<0.01)을 나타냈다. 아울러 DOC는 총세균수(r = 0.586,p<0.000), 　eubacteria (r = 0.448, p<0.01)와 긴밀한 상관관계에 있는 것으로 나타났다. 따라서 문천지에서는 수온, DOC 그리고 pH가 수계 세균군집구조를 변화시키는　중요한 요인으로 작용함을 알 수 있었다. 또한 FISH법은 느리게 성장하는 질화세균군을 정량 분석할 수 있는　유용한 기법으로 평가된다.기간동안 강우의 빈도 및 강도는 하천의 육수학적 현상 변화와 패턴에 중요한 요소로서 작용하며, 이는 동아시아몬순기후대에 속하는 하천들에서 유사하게 발생하는 하천의 중요한 특성으로 사료된다.다. 정화효율과 수리학적조건간의 상관계수($R^2$)는 수리학적 체류시간과 0.016-0.731,일처리유량과는 0.015-0.868을 나타내었으며, 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관계수($R^2$)는 수리학적 체류시간과는 0.173-0.763,일처리유량과는 0.209-0.770의 범위를 나타내었다. 정화효율과 수리학적 부하조건간의 상관계수($R^2$)Tt 0.5 이상을 나타내는 각 수생식물 습지별 수질항목은 체류시간과 일처리유량에 대해각각 20%,정화속도와 수리학적 조건간의 상관계수는 체류시간에 대해 53%, 일처리유량에 대해73%가 0.5이상을 보이고 있어 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관관계가 정화효율과의 상관관계보다 좀더 유의성 있게 나타났다. 이것은 높은 수리학적 부하조건이 영양염류 등의 정화효율에는 크게 영향을 미치지 않음을 보여주고 있으며, 따라서 비교적 낮은 농도의 영양염류를 가지고 있고, 많은 처리수량을 요구하는 부영양화된 저수지의 수질개선을 위해서는 높은 수리학적 부하조건에서 시간당 정화량을 늘리는 관리방법이 경제적이며, 이에 초점을 맞추어 나가야 할 것으로 사료된다.도로 검출되어 이를 고려한정수공정의 관리가 필요하리라 생각된다.$yr^{-1}$)의 71%가 감소되어야 할 필요성이 제기되었다. 또한 여름철 심층 산소 고갈이 야기되었고, 이 시기에 퇴적물로 용출된 인이 식물플랑크톤 성장에 이용될 수 있기때문에 퇴적물에 대한 관리도 수행될 필요가 있다.rsity)지수는 2000년 7월에 2.22로 가장 높았으며, 생물량도 조사기간중 36,640 cells ${\cdot}\;mL^{-1}$로 가장 많았다.

• 상하수도학회지
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• 제10권3호
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• pp.55-63
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• 1996

Nitrification reaction consists of two reactions: nitritification which oxidizes ammonia nitrogen to nitrite nitrogen and nitratification which oxidizes nitrite nitrogen to nitrate nitrogen. Each reaction is carried out by Nitrosomonas and Nitrobacter, respectively. The effective maximum growth rates for both bacteria have to be determined to design aeration tank whenever the aeration tanks have to nitrify ammonia nitrogen in influent. And these values are very important to use mathematical models such as IAWPRC model to simulate nitrification in activated sludge. There are several methods to determine these valves, however, the Fed-Batch experiments can determine these values within 72 hours. In this study, the mathematical equations and experimental procedures for Fed-Batch test are presented. Also, the experimental data and reported values are compared. The estimated mean values of maximum specific growth rates for Nitrosomonas and Nitrobacter are $0.5010day^{-1}$ and $0.6704day^{-1}$, respectively.

• 한국물환경학회지
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• 제38권4호
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• pp.171-176
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• 2022

Recently, an autotrophic single-stage nitrogen removal (ASSNR) process based on the anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) reaction has been proven as an economical ammonia treatment. It is highly evident that double-layered gel beads are a promising alternative to the natural biofilm for ASSNR because of the high mechanical strength of poly(vinyl alcohol) (PVA)/alginate structure and efficient protection of ANAMMOX bacteria from dissolved oxygen (DO) due to the thick outer layer. However, the thick outer layer results in severe mass transport limitation and consequent lowered bacterial activity. Therefore, the effects of the thickness of the outer layer on the overall reaction rate were tested in the biofilm model using AQUASIM for ammonia-oxidizing bacteria (AOB), nitrite-oxidizing bacteria (NOB) and ANAMMOX bacteria. A thickness of 0.5~1.0 mm is preferred for the maximum total nitrogen (TN) removal. In addition, a DO of 0.5 mg/L resulted in the best total nitrogen removal. A higher DO induces NOB activity and consequent lower TN removal efficiency. The optimal density of AO B and NO B density was 1~10% for a 10% ANAMMOX bacterial in the double-layered PVA/alginate gel beads. The real effects of operating parameters of the thickness of the outer layer, DO and concentrations of biomass balance should be intensively investigated in the controlled experiments in batch and continuous modes.

• 공업화학
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• 제34권5호
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• pp.541-547
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• 2023

The effect of temperature and influent alkalinity/ammonia (K/A) ratio on the start-up of the partial nitrification (PN) process for an activated sludge-based domestic wastewater treatment was studied. Two different sequence batch reactors (SBR) were operated at 26 ℃ and 32 ℃. The relationship between temperature and the concentration of free ammonia (FA) and free acid nitrite (FNA) was investigated. A stable PN process was achieved in the 32 ℃ reactor when the influent ammonium concentration was lower than 150 mg-N/L. In contrast, the PN process in the 26 ℃ reactor had a higher nitrite accumulation rate (NAR) and ammonium removal efficiency (ARE) when the influent ammonia concentration was increased to more than 150 mg-N/L. Then three different ranges of the K/A ratio were applied to an SBR reactor. In the K/A range of 2.48~1.65, the SBR reactor achieved the highest NAR ratio (75.78%). This ratio helps to achieve the appropriate level of alkalinity to maintain a stable pH and provide a sufficient amount of inorganic carbon source for the activity of microorganisms. At the same time, FA and FNA values also reached the threshold to inhibit nitrite-oxidizing bacteria (NOB) without a significant effect on ammonia-oxidizing bacteria (AOB). Results showed that the control of temperature and K/A ratio during the start-up period may be important in establishing a stable and steady PN process for the treatment of domestic wastewater.

• Applied Biological Chemistry
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• 제46권1호
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• pp.1-6
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• 2003

본 연구는 폐수 중의 질소 제거를 위한 생물학적 처리용 미생물 개발을 위한 목적으로 질소의 산화 능력이 뛰어난 균주를 분리하였다. 분리된 세균 중에서 질소 산화능과 생육 속도가 뛰어난 CH-N 균주를 선별하였으며, 생리, 생화학적 특성 조사에 의해 Bacillus sp로 추정되어 Bacillus sp. CH-N이라 명명하였다. 분리 균주는 0.5% glucose가 포함된 초기 pH가 7,0인 암모니아 및 아질산성 질소 함유 배지에서 30시간 배양 후 각각 85%와 90%의 암모니아성과 아질산성 질소의 감소율을 나타내었다. 폐수 및 생활하수에 분리 균주를 이용한 결과, 수질 속의 암모니아성 질소가 단시간에 크게 감소시키는 효과를 확인하였다. 균주를 고정시킨 담체의 질소산화 효과를 시험하고자 Bacillus sp. CH-N을 고정시킨 세라믹 담체를 이용한 결과, 배양 2일 후에는 암모니아성 질소가 전부 제거되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제14권9호
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• pp.811-815
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• 2005

The activated sludge from the aeration basin of the Su-yeong municipal wastewater treatment plant which has operated by a standard activated sludge process in Busan, Korea was investigated during April 2004 and January 2005 with several bio-indicators. The number of bacteria and fungi per gram of dry weight of MLSS were estimated to be $3.1\times10^6\sim1.5\times10^8\;and\;l.1\times10^3\sim1.1\times10^5$ colony forming units, respectively, by the plate agar method. By cultivation-independent methods, such as 4',6-diamidino-2-phenylindole stain and fluorescence in situ hybridization, the ratio of eubacteria to the entire biomass was evaluated by more than $80\%$ (v/v). The ratio of ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria to the total eubacteria was detennined to be $7.0\sim9.8\%\;and\;3.3\sim6.2\%$ without heavy variation in spite of a period of relatively low temperature in the basin. It would be expected that the nitrification would occur or at least co-exist throughout the year in the sludge of many municipal WWTP with influents that contain the sufficient nitrogen sources although the WWTP does not have any specialized processes for the removal of nitrogen.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제34권3호
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• pp.257-264
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• 2006

침지형 막/생물반응기에 암모니움 합성폐수를 공급하여 약 350일 동안 운전하면서 질산화 특성 및 미생물의 분포 변화를 살펴보았다. 원수의 암모니움 농도는 500-1000 $mgNH_4-N/L$, 질소 부하는 $1-2\;kgN/m^3{\cdot}d$로 공급하였고, 용존산소(DO)농도, 슬러지 체류시간(SRT), 온도 변화에 따른 질산화 효율, 아질산성 질소의 비율, 슬러지 농도, sludge volume index(SVI)변화를 모니터링 하였다. DO 농도, 온도, SRT 증가에 따라 암모니움 산화율은 증가하였으며, 이와 같은 암모니움 산화율의 감소로 MBR 내에서 free ammonia($NH_3-N$)농도가 증가할 경우 처리수에서 아질산성 질소의 비율이 높아졌다. 운전 기간 중 원인이 뚜렷하지 않은 질산화 효율의 급격한 감소가 관찰되었는데, 이때 슬러지 벌킹 및 SVI 값의 증가가 동시에 수반되었다. 운전 후반부에 질산화균이 우점된 MBR에 추가로 유기물을 공급하면, SVI 값이 2배로 증가하였고 암모니움 산화율은 감소하였다. FISH 분석에서 나타난 MBR내의 미생물 분포는 암모니아 산화균의 경우 Nitrosomonas가 우점하였으나 운전 후반부로 갈수록 Nitrosospira의 비율이 Nitrosomonas와 비슷할 정도로 증가하였다. 아질산 산화균은 Nitrospira가 우점하였지만 Nitrobacter 역시 운전기간 내내 관찰되었는데, 이는 MBR 내에서 높게 유지된 아질산성 질소가 Nitrobacter의 성장에 도움을 준 것으로 보인다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.106-112
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• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제32권6호
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• pp.555-562
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• 2010

수중의 독성을 탐지하기 위하여 황산화미생물을 이용한 새로운 형태의 생태독성탐지 방법이 연구되었다. 황산화미생물이 산소 존재 하에서 황입자를 산화하여 황산을 만들게 되고 이는 EC의 증가 및 pH의 감소를 가져온다. 독성물질이 들어오면 미생물의 저해로 황산을 적게 만들게 되므로 EC의 증가 정도가 감소하게 된다. 인공하천수(EC= 0.12 mS/cm and pH=7.2)를 이용하여 황산화미생물을 배양하고 반응조를 HRT 30분으로 연속 운전한 결과 유출 인공하천수의 EC=0.5~1.2 mS/cm, pH= ~2.5이었으며 7일 동안 일정하게 유지되었다. 이러한 유입수와 유출수의 EC의 차이는 인공하천수가 독성이 없는 조건에서 일정 속도로 황산을 만들었기 때문이다. 아질산성질소 2 mg/L를 함유한 인공하천수를 넣은 결과 인공하천수 주입 후 1.5시간 경과 후 EC 값이 급격하게 감소하고 pH 값은 상승하여 독성을 쉽게 탐지 가능하였다. 최적의 체류시간은 30분이었으며 이는 황입자의 크기를 줄임으로써 더 짧은 체류시간에서 운전이 가능할 것으로 판단된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제21권2호
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• pp.81-83
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• 1978

밭 토양에 bentazon을 50, 200ppm 처리(處理)하여 $NH_4-N$의 질산화(窒酸化) 작용(作用) 및 아질산산화(亞窒酸酸化) 세균수(細菌數), 그리고 총세균(總細菌) 및 사상균수(絲狀菌數)의 변동(變動)에 미치는 영향을 조사해 본 결과는 다음과 같다. 1. 처리 농도가 높을 수록 질산화 작용은 지연되었으며 아질산(亞窒酸) 산화균수(酸化菌數)도 현격한 감소를 나타냈다. 2. 총균수(總菌數) 및 사상균수(絲狀菌數)의 변동(變動)은 농도(濃度)가 높아짐에 따라 세균수(細菌數)는 감소하였으나 사상균수(絲狀菌數)는 초기에는 반대로 증가하는 경향이 었다.