• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.427-430
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• 2002

본 실험실에서는 음식폐기물을 이용하여 단시간내에 메탄을 생산할 수 있는 Pilot 규모 (2.5 톤 )의 3단계 메탄 발효 공정을 개발하여 운전하고 있다. 3단계 메탄 발효공정 가운데 첫 번째 단계인 반혐기성 가수분해/산발효조에서 유기물 분해균주를 11개 분리하여 그 특성을 조사하였다. 분리된 균주는 gram 양성균이 8 개 균주, gram 음성균이 3개 균주이며, catalase에 대해서는 모두 양성반응을 보였고 모두 간균의 형태이었다. 분리된 균주들 가운데 amylase 와 protease의 활성은 분리균주 K5이 다른 균주들에 비해 매우 우수하였다.

• KSBB Journal
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• 제21권6호
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• pp.451-455
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• 2006

본 실험실에서는 음식폐기물을 효율적으로 소화처리하기위해 Pilot 규모 (10톤)의 3단계 메탄 발효 공정을 개발하여 운전하고 있다. 3단계 메탄발효시스템은 반혐기성 가수분해조, 혐기성 산발효조, 혐기성 메탄발효조로 구성되어 있으며, 이 가운데 두 번째 공정인 혐기성 산발효조로부터 알코올발효능이 우수한 균주 KA4를 분리하였다. 세포의 형태는 타원형 모양이며, 크기는 $5.5-6.5{\times}3.5-4.5\;{\mu}m$ 이었고, 26S rDNA D1/D2 rDNA sequence를 분석한 결과를 바탕으로 Saccharomyces cerevisiae KA4로 명명하였다. 이 균주를 YM 배지에서 배양하였을 경우 $30-35^{\circ}C$에서 최대 생장을 보였으며, 배지내의 초기 에탄올 농도가 5% (v/v)까지는 생장에 영향을 받지 않았으나 그 이상에서는 생장에 저해를 받았고 7% 이상에서는 생장하지 못하였다. 한편 초기 50% (w/v)까지의 당 농도에서는 생장이 가능하였으나 잔류 당 농도를 고려할 때 에탄올 발효를 위한 최적 당 농도는 10%이었다. 이 농도의 당을 이용하여 초기 pH4에서 10까지의 넓은 범위에서 에탄올 발효가 가능하였으며 최적 pH는 6이었다 이 때 에탄올 생산량은 7.4%이었으며, 에탄올 생산수율은 2.87 mol EtOH/mol glucose이었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.568-571
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• 2001

본 실험실에서 개발한 3단계 메탄 발효시스템을 이용하여 음식물 쓰레기를 소화처리하고 그 폐액을 생물 여재막으로 처리하여도 여전히 고농도의 COD, BOD, T-N 그리고 T-P 올 함유하고 있기 때문에 조류를 이용하여 처리하였다. 이 때 T-N, T-P 는 각각 98%, 91% 의 제거율을 보였다. 한편 생리학적인 먹이 연쇄 관계에서 조류를 먹이원하여 생장한 조류를 제거하고자 하였다 . 물벼룩은 조류 배지애서는 10일 후 최대의 개체수를 보였으나 , 생물막 유출수에 조류 (1 x 10$10^6$ cells/$m{\ell}$) 와 물벼룩 5 마리를 접종한 시료에서는 물벼룩은 12 일 후 최대 180 마리로 관찰되었고 그 이후 로 점차 사멸하여 20 일 후 57 마리의 개체수를 나타냈다. 이 때 조류의 개체는 계속적으로 감소하여 $1.1{\times}10^5$ cells/$m{\ell}$을 보였다.

• 미생물학회지
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• 제37권4호
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• pp.317-324
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• 2001

본 연구실에서 개발한 3단계 메탄발효시스템을 이용하여 음식폐기물을 소화하고 배출되는 고농도 유기성 폐수를 미생물막 반응조와 조류, 물벼룩을 이용한 생택학적 수처리 시스템으로 처리하였다. 미생물막 반응조에서 유출되는 폐수에 두 종의 조류를 처리하였을 때 Chlorella sp. 보다 Selenastrum capricornutum이 더 잘 성장하였고, 질소제거 효과도 높았다. 고농도의 $Mg^{2+}$과 $Ca^{2+}$을 주입하고 유출수의 질소와 인 농도 비율을 10 : 1이 되도록 인위적으로 인농도를 조절하였을 때에는 더욱 높은 질소 제거와 조류 성장을 나타내었다. 시험관에서 조류와 물벼룩 두 종의 개체 수 변화를 관찰했을 때, 초기 조류 개체수는 물벼룩 개체수의 증가에 따라 감소하다가 물벼룩의 개체수가 최대치에 이른 후 환경저항에 의해 감소하기 시작하는 시점부터 점차적으로 증가하는 양상을 나타냈다. 본 연구에서 제시하는 생태학적 수처리 시스템은 유기성 폐수내 질소 및 인 처리에 매우 효율적이며, 시스템내의 최종 섭식자인 물벼룩을 대량 사육함으로써 이를 어류의 사료로 쓸수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.83-89
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• 2008

음식물쓰레기를 처리하기 위한 3단계 메탄발효시스템으로부터 유출되는 음식물 발효 폐액은 고농도 유기성 폐수이다. 유기성 폐수는 고도처리 시스템에 의해 방류기준에 적합하게 처리되어져야만 한다. 본 연구에서는 유기성 폐수를 처리하기 위해 고효율 $UV/TiO_{2}$ 광촉매 산화공정의 최적 운전 조건을 조사하였다. 첫 번째 공정에서 폐수에 응집제인 $FeCl_{3}$를 전처리 하였으며, 응집을 위한 최적 pH와 응집제의 농도는 각각 pH 4와 2000 mg/L이었다. 이 공정을 통하여 최대 52.6%의 COD가 제거되었다. 두 번째는 $UV/TiO_{2}$ 광촉매 산화공정으로, 최적 운전 조건은 중심파장이 254 nm, 폐수 온도 및 pH가 각각 $40^{\circ}C$와 pH 8, 반응기 주입 공기량이 40 L/min인 것으로 조사되었다. 응집제를 이용한 전처리 공정과 광촉매 산화공정을 병합하여 최적조건에서 폐수를 처리할 경우 T-N과 COD의 제거율은 각각 69.7%와 70.9% 이었다.