동북아시아 및 국내는 유기성 폐자원이 풍부하며, 이 중 유기성 폐수에는 황산염이 포함되어 있다. 유기성 폐수는 혐기성 미생물이 많은 에너지를 얻을 수 있어 혐기성 공정을 통해 처리된다. 혐기성 공정은 수소와 메탄 등 대체에너지의 확보에 좋은 공정으로 평가된다. 혐기성 처리과정에서 황산염 함유 폐수는 황산염환원균을 성장시킬 수 있으며 메탄발효의 경우 황산염환원균은 기질소화에 있어서 메탄생성균과 경쟁관계에 있어 메탄생성균을 억제하는 역할을 한다. 그러나 혐기성 수소발효에서 황산염 함유 폐수 처리 시 수소생성균과 황산염환원균의 경쟁관계에 관한 연구는 많지 않다. 따라서 본 연구는 황산염 함유 폐수를 혐기성 수소 발효 처리 시 발생되는 수소생성균과 황산염환원균의 상호작용과 역할을 규명하는 것을 목적으로 하였다. 실험에 사용한 폐수는 ...
동북아시아 및 국내는 유기성 폐자원이 풍부하며, 이 중 유기성 폐수에는 황산염이 포함되어 있다. 유기성 폐수는 혐기성 미생물이 많은 에너지를 얻을 수 있어 혐기성 공정을 통해 처리된다. 혐기성 공정은 수소와 메탄 등 대체에너지의 확보에 좋은 공정으로 평가된다. 혐기성 처리과정에서 황산염 함유 폐수는 황산염환원균을 성장시킬 수 있으며 메탄발효의 경우 황산염환원균은 기질소화에 있어서 메탄생성균과 경쟁관계에 있어 메탄생성균을 억제하는 역할을 한다. 그러나 혐기성 수소발효에서 황산염 함유 폐수 처리 시 수소생성균과 황산염환원균의 경쟁관계에 관한 연구는 많지 않다. 따라서 본 연구는 황산염 함유 폐수를 혐기성 수소 발효 처리 시 발생되는 수소생성균과 황산염환원균의 상호작용과 역할을 규명하는 것을 목적으로 하였다. 실험에 사용한 폐수는 glucose 15 g/L-day 첨가한 인공폐수를 사용하였고, 매개변수인 반응조의 체류시간은 24 h, 12 h, 6 h로 하였다. 각각의 HRT에서 pH는 5.5±1, 5.8±1, 6.2±1로 하였고 황산염 농도는 0, 100, 300, 1,000, 3,000, 5,000, 10,000, 20,000 mg/L로 유지하였다. 회분실험에서는 황산염의 농도에 따른 수소생성의 특성을 살펴보았다. 수소생성은 12 g-COD/L-day에서 50 g-COD/L-day로 진행될 때 수소 최대 발생량은 110.89, 123.17, 139 ml/h로 나타났고 생성 수율은 1.2, 1.38, 1.33 mol H2/mol glucose로 나타났으며 황산염의 농도에 영향 없이 모든 조건에서 수소가 발생되었다. 연속실험 결과 pH 5.5일 때 수소 생성량은 황산염 농도에 대한 영향 없이 HRT 24시간에서 6시간으로 짧아질수록 각각 2.4, 4.2, 9.0 L/day 생성되었고 B/A (butyrate/acetate) 비는 각각 2.2, 2.4, 2.8로 증가하였다. 또한 각 반응조의 residual sulfate 함량이 94-98 %로서 황산염 농도 변화에 따른 황산염 환원이 발생하지 않았다. pH와 황산염의 변화에 따른 수소 생성에서 pH 5.5인 경우 수소생성과 residual sulfate는 2.8 L/day, 96 %로 나타났다. 반면 pH 5.8과 6.2의 경우 수소 발생과 residual sulfate는 각각 2.4, 2.0 L/day와 88 %, 80 %로 낮아졌다. B/A비는 pH 변화에 따라 2.3에서 1.5로 감소하였다. Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) 결과 모든 조건에서 수소생성균의 출현이 나타났다. 그러나 pH 5.5에서는 황산염환원균의 분포가 나타나지 않았으며, pH 5.8, 6.2에서 황산염환원균의 분포가 나타났다.따라서 수소생성균과 황산염환원균은 pH 영향을 받으며, 황산염환원균의 출현은 수소 생성 억제에 영향이 있지만, pH 5.5에서 황산염 농도는 수소발효에 영향이 없음이 사료되며, 황산염 농도에 영향 없이 pH 조절을 통해 수소생성의 가능하였다.
동북아시아 및 국내는 유기성 폐자원이 풍부하며, 이 중 유기성 폐수에는 황산염이 포함되어 있다. 유기성 폐수는 혐기성 미생물이 많은 에너지를 얻을 수 있어 혐기성 공정을 통해 처리된다. 혐기성 공정은 수소와 메탄 등 대체에너지의 확보에 좋은 공정으로 평가된다. 혐기성 처리과정에서 황산염 함유 폐수는 황산염환원균을 성장시킬 수 있으며 메탄발효의 경우 황산염환원균은 기질소화에 있어서 메탄생성균과 경쟁관계에 있어 메탄생성균을 억제하는 역할을 한다. 그러나 혐기성 수소발효에서 황산염 함유 폐수 처리 시 수소생성균과 황산염환원균의 경쟁관계에 관한 연구는 많지 않다. 따라서 본 연구는 황산염 함유 폐수를 혐기성 수소 발효 처리 시 발생되는 수소생성균과 황산염환원균의 상호작용과 역할을 규명하는 것을 목적으로 하였다. 실험에 사용한 폐수는 glucose 15 g/L-day 첨가한 인공폐수를 사용하였고, 매개변수인 반응조의 체류시간은 24 h, 12 h, 6 h로 하였다. 각각의 HRT에서 pH는 5.5±1, 5.8±1, 6.2±1로 하였고 황산염 농도는 0, 100, 300, 1,000, 3,000, 5,000, 10,000, 20,000 mg/L로 유지하였다. 회분실험에서는 황산염의 농도에 따른 수소생성의 특성을 살펴보았다. 수소생성은 12 g-COD/L-day에서 50 g-COD/L-day로 진행될 때 수소 최대 발생량은 110.89, 123.17, 139 ml/h로 나타났고 생성 수율은 1.2, 1.38, 1.33 mol H2/mol glucose로 나타났으며 황산염의 농도에 영향 없이 모든 조건에서 수소가 발생되었다. 연속실험 결과 pH 5.5일 때 수소 생성량은 황산염 농도에 대한 영향 없이 HRT 24시간에서 6시간으로 짧아질수록 각각 2.4, 4.2, 9.0 L/day 생성되었고 B/A (butyrate/acetate) 비는 각각 2.2, 2.4, 2.8로 증가하였다. 또한 각 반응조의 residual sulfate 함량이 94-98 %로서 황산염 농도 변화에 따른 황산염 환원이 발생하지 않았다. pH와 황산염의 변화에 따른 수소 생성에서 pH 5.5인 경우 수소생성과 residual sulfate는 2.8 L/day, 96 %로 나타났다. 반면 pH 5.8과 6.2의 경우 수소 발생과 residual sulfate는 각각 2.4, 2.0 L/day와 88 %, 80 %로 낮아졌다. B/A비는 pH 변화에 따라 2.3에서 1.5로 감소하였다. Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) 결과 모든 조건에서 수소생성균의 출현이 나타났다. 그러나 pH 5.5에서는 황산염환원균의 분포가 나타나지 않았으며, pH 5.8, 6.2에서 황산염환원균의 분포가 나타났다.따라서 수소생성균과 황산염환원균은 pH 영향을 받으며, 황산염환원균의 출현은 수소 생성 억제에 영향이 있지만, pH 5.5에서 황산염 농도는 수소발효에 영향이 없음이 사료되며, 황산염 농도에 영향 없이 pH 조절을 통해 수소생성의 가능하였다.
The northeast asia is enriched in organic wastes which contains sulfate. The organic wastes contain biomass which is a good source of bio energy by anaerobic process treatment. Anaerobic fermentation have important value as such obtain alternative energy of a piece with hydrogen or methane. Studied ...
The northeast asia is enriched in organic wastes which contains sulfate. The organic wastes contain biomass which is a good source of bio energy by anaerobic process treatment. Anaerobic fermentation have important value as such obtain alternative energy of a piece with hydrogen or methane. Studied on the sulfate effects on anaerobic systems have always focused on sulfate reducing bacteria (SRB) with methane-producing bacteria (MPB). Little consideration has been given to the hydrogen fermentation process.The aim of this study was to examine the interaction between the role of hydrogen producing bacteria (HPB) and sulfate reducing bacteria (SRB) by preparing synthetic wastewater. The sewage was dealt with artificial wastewater add sulfate concentration by stages and glucose was used as a substrate 15g/L-day everyday, hydraulic retention time(HRT) were 24 h, 12 h, 6 h and pH ranged 5.5±1, 5.8±1, 6.2±1, respectively. The batch tests were conducted to investigate the characteristic of hydrogen production with varying sulfate concentration. Hydrogen production indicated rag time 8 h to 10 h as HRT 24 h to 6 h respectively at pH 5.5 and biogas production stopped after 50 h. Hydrogen production had no effect sulfate concentration during experiment. The continuous experiment results showed, hydraulic retention time(HRT) decreased from 24 h to 6h as the hydrogen gas production 2.4, 4.2, 9.0 L/day and butyrate/acetate ratio 2.2, 2.4, 2.8 increased at pH 5.5, respectively. Residual sulfate content 94 to 98 % could not occur sulfate reduction. Hydrogen gas production and residual sulfate content and butyrate/acetate ratio decreased from 2.4 to 2.0 L/day, 88 % to 80 %, 2.3 to 1.5, respectively, when pH increased by 5.8 to 6.2. Results of Fluorescence In Situ Hybridization(FISH) may indicate the presence of hydrogen producing bacteria under all experimental conditions. However, SRB were not found at pH 5.5, but those were present at pH 5.8 and 6.2.Experimental results indicate that HPB and SRB both had an influence of pH. The growth of SRB did not influence at low pH but SRB appear inhibition hydrogen gas, and hydrogen production was also unaffected under low pH.
The northeast asia is enriched in organic wastes which contains sulfate. The organic wastes contain biomass which is a good source of bio energy by anaerobic process treatment. Anaerobic fermentation have important value as such obtain alternative energy of a piece with hydrogen or methane. Studied on the sulfate effects on anaerobic systems have always focused on sulfate reducing bacteria (SRB) with methane-producing bacteria (MPB). Little consideration has been given to the hydrogen fermentation process.The aim of this study was to examine the interaction between the role of hydrogen producing bacteria (HPB) and sulfate reducing bacteria (SRB) by preparing synthetic wastewater. The sewage was dealt with artificial wastewater add sulfate concentration by stages and glucose was used as a substrate 15g/L-day everyday, hydraulic retention time(HRT) were 24 h, 12 h, 6 h and pH ranged 5.5±1, 5.8±1, 6.2±1, respectively. The batch tests were conducted to investigate the characteristic of hydrogen production with varying sulfate concentration. Hydrogen production indicated rag time 8 h to 10 h as HRT 24 h to 6 h respectively at pH 5.5 and biogas production stopped after 50 h. Hydrogen production had no effect sulfate concentration during experiment. The continuous experiment results showed, hydraulic retention time(HRT) decreased from 24 h to 6h as the hydrogen gas production 2.4, 4.2, 9.0 L/day and butyrate/acetate ratio 2.2, 2.4, 2.8 increased at pH 5.5, respectively. Residual sulfate content 94 to 98 % could not occur sulfate reduction. Hydrogen gas production and residual sulfate content and butyrate/acetate ratio decreased from 2.4 to 2.0 L/day, 88 % to 80 %, 2.3 to 1.5, respectively, when pH increased by 5.8 to 6.2. Results of Fluorescence In Situ Hybridization(FISH) may indicate the presence of hydrogen producing bacteria under all experimental conditions. However, SRB were not found at pH 5.5, but those were present at pH 5.8 and 6.2.Experimental results indicate that HPB and SRB both had an influence of pH. The growth of SRB did not influence at low pH but SRB appear inhibition hydrogen gas, and hydrogen production was also unaffected under low pH.
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