선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
제안 방법
- Fig. 2와 같이 아크릴 재질로 Continuous Stirred Tank Reactor(CSTR) 형태의 반응기를 제작하여 운전하였으며, 총 용적이 4 L가 되도록 하였으며 유효용적은 3 L이었다. 반응기 내부는 속도를 조절할 수 있는 임펠러를 설치하고 반응기 내벽에 baffle을 설치하여 유기성 폐기물과 같은 고 농도의 고형물이 잘 섞이도록 하였다.
- 사용된 폐활성 슬러지와 음식물 쓰레기의 분석은 Standard Method(9)에 준하여 실험하였다. 가스 분석은 GC (HP 5880A, USA)를 이용하였으며 칼럼은 Porapak Q (Supelco, Inc, 6 ft x 1/8 in, SS, 80/100 mesh)를 이용하였 고, 운전조건은 오븐 50℃, 인젝터 80℃ 그리고 검출기의 온도를 110 ℃ 로 하였으며 carrier gas로는 Ar 가스를 30 mL/min의 유속으로 주입하였다. 각 시간별 가스발생량은 측정된 가스량과 가스 구성비의 변화를 고려하여 계산하였으며, 이를 표준상태 (0℃, 1 atm)의 건조조건으로 환산 하였다.
- 가스 분석은 GC (HP 5880A, USA)를 이용하였으며 칼럼은 Porapak Q (Supelco, Inc, 6 ft x 1/8 in, SS, 80/100 mesh)를 이용하였 고, 운전조건은 오븐 50℃, 인젝터 80℃ 그리고 검출기의 온도를 110 ℃ 로 하였으며 carrier gas로는 Ar 가스를 30 mL/min의 유속으로 주입하였다. 각 시간별 가스발생량은 측정된 가스량과 가스 구성비의 변화를 고려하여 계산하였으며, 이를 표준상태 (0℃, 1 atm)의 건조조건으로 환산 하였다.
- 이때 사용된 폐활성 슬러지와 음식물 쓰레 기의 특성은 Table 1과 같다. 각각 준비된 두 유기성 폐기물은 일정한 비율 (FW : WAS (V/V))로 혼합한 후, 교반기를 이용하여 강하게 교반 하면서 초기 pH 8이 되도록 5 N KOH를 이용하여 조절하였다.
- 회분식 및 연속식 실험을 위해 식종된 미생물은 모두 실험을 시작하기 직전에 J 하수처리장의 혐기성 소화조에서 채취하였으며, 채취 후 약 3 nun의 채를 이용하여 불순 물을 제거하였다. 그리고 Hawkes(7)와 Lay 등⑻이 제시한 방법을 참고하여 열에 약한 메탄 생성균을 사멸시키고, 포 자를 형성하는 수소 생산균만 남도록 100℃ 에서 20분간 가열한 후 반응기에 주입하였다.
- 하지만 이러한 두 폐자원을 적절한 비율 로 혼합하여 생물학적 수소생산을 위한 기질로 동시에 처리 할 경우, 서로 다른 성상들을 보이는 두 폐자원의 상승 작용 및 보완작용을 기대할 수 있다(5). 따라서 본 연구에서는 회분식 실험을 통해 두 유기성 폐기물의 적정 혼합 비율을 도출하고, 이를 바탕으로 최적의 혼합비율 도출과 연속적인 수소생산에 미치는 HRT의 영향를 확인하였고 동시에 FISH (Fluorescent in situ hybridization) 분석을 통하여 반응기 내의 미생물의 군집분포를 확인하였다.
- 반응기 내부는 속도를 조절할 수 있는 임펠러를 설치하고 반응기 내벽에 baffle을 설치하여 유기성 폐기물과 같은 고 농도의 고형물이 잘 섞이도록 하였다. 또한, pH 전극이 설 치되어 1 M KOH, HC1 을 이용하여 pH가 적정 범위를 벗 어날 경우 자동으로 pH가 조절되도록 하였다. 반응기 외 부는 항온기와 연결하여 일정한 온도 (35℃)가 되도록 하였다.
- 반응기 외 부는 항온기와 연결하여 일정한 온도 (35℃)가 되도록 하였다. 발생된 가스는 반응기 내부에 형성된 수소의 분압으 로 수소생산 효율이 저하되지 않도록 wet gas-meter (Model W-NK-0.5, SHINAGAWA, Japan)를 이용하여 대기압 이상의 기체가 발생할 때 바로 배출과 동시에 측정이 가능하 도록 하였다(6). 유입수는 정량 펌프를 이용하여 원하는 체 류시간 (HRT)이 유지되도록 조절하였으며, 유출수 라인을 U자 형태로 설치하여 외부의 기체가 유입되지 않으면서 유입된 양 만큼 유출관을 통해 배출되도록 하였다.
- 폐활성 슬러지 및 음식물 쓰레기의 전처리실험에 사용된 폐활성 슬러지는 서울에 위치한 J 하수처 리장에서 채취하였으며, 샘플링 위치는 2차 침전조에서 반 송되는 반송 슬러지를 채취하였다. 샘플링 후 1일 동안 중 력 농축 후 원심분리기를 이용하여 재 농축하여 슬러지의 MLSS의 농도가 약 40, 000 mg/L가 되도록 조제하였다. 알 카리 (5 N KOH) 용액을 이용하여 pH 12로 농축된 슬러지 를 가용화하는 방법으로 전처리된 폐활성 슬러지를 사용하였다.
- 샘플링 후 1일 동안 중 력 농축 후 원심분리기를 이용하여 재 농축하여 슬러지의 MLSS의 농도가 약 40, 000 mg/L가 되도록 조제하였다. 알 카리 (5 N KOH) 용액을 이용하여 pH 12로 농축된 슬러지 를 가용화하는 방법으로 전처리된 폐활성 슬러지를 사용하였다. 음식물 쓰레기의 경우, KIST 식당에서 발생하는 음식물 쓰레기를 정기적으로 수거하여 사용하였으며, 2배 의 세척수 (V/V)로 세척하여 염분의 영향을 제거한 후 가 정용 믹서기로 균일하게 파쇄하여 사용하였다.
- 연속운전 반응기내에 존재하는 수소생산미생물들의 존 재여부와 성장형태를 관찰하기 위해 본 실험에서는 16s rRNA-targeted probe 인 ARC915, LGC354A, LGC354B, LGC354C를 사용하여 FISH 분석을 실시하였다(10). 사용된 probe의 염기배열과 조성은 다음 Table 2에 나타내었다.
- 운전 초기 전처리된 폐활성 슬러지와 음식물 쓰레기를 각각 90 : 10의 비율 (V/V)로 혼합한 후 pH가 8이 되도록 조절된 혼합기질 1,500 mL에, K2HPO4 (pH 9.1)와 KH2PO4 (pH 4.2)를 1 M로 각각 조제한 후 두 시약의 양을 조절하여 pH 8이 되도록 조제된 phosphate 완충용액 1 L를 첨가 하였다. 여기에 열처리된 혐기성 미생물 500 mL를 식종하였다.
- 5, SHINAGAWA, Japan)를 이용하여 대기압 이상의 기체가 발생할 때 바로 배출과 동시에 측정이 가능하 도록 하였다(6). 유입수는 정량 펌프를 이용하여 원하는 체 류시간 (HRT)이 유지되도록 조절하였으며, 유출수 라인을 U자 형태로 설치하여 외부의 기체가 유입되지 않으면서 유입된 양 만큼 유출관을 통해 배출되도록 하였다.
- 처음 1일 동안은 기질 을 주입하지 않고 운전하다가, 24시간이 지난 시점부터 유 입수 펌프를 가동하여 수리학적 체류시간 (HRT)가 6일이 되도록 하였다. 이후, 안정상태에 도달하면 전처리된 폐활 성 슬러지의 비율을 20%로 증가시키거나 HRT를 6일, 3일, 2일로 조절하여 유기물 부하에 따른 수소생산량의 변화를 관찰하였다.
- 또한 반응기 외부에 항온기와 연결하여 35©가 유지도록 하였다. 처음 1일 동안은 기질 을 주입하지 않고 운전하다가, 24시간이 지난 시점부터 유 입수 펌프를 가동하여 수리학적 체류시간 (HRT)가 6일이 되도록 하였다. 이후, 안정상태에 도달하면 전처리된 폐활 성 슬러지의 비율을 20%로 증가시키거나 HRT를 6일, 3일, 2일로 조절하여 유기물 부하에 따른 수소생산량의 변화를 관찰하였다.
대상 데이터
- 를 분석하기 위함이다. 사용된 형광 염료로는 ARC915는 fluorescein으로 LGC354A-C는 Cy-5로 각각 라벨 되었다. Fig.
- 폐활성 슬러지 및 음식물 쓰레기의 전처리실험에 사용된 폐활성 슬러지는 서울에 위치한 J 하수처 리장에서 채취하였으며, 샘플링 위치는 2차 침전조에서 반 송되는 반송 슬러지를 채취하였다. 샘플링 후 1일 동안 중 력 농축 후 원심분리기를 이용하여 재 농축하여 슬러지의 MLSS의 농도가 약 40, 000 mg/L가 되도록 조제하였다.
- 회분식 및 연속식 실험을 위해 식종된 미생물은 모두 실험을 시작하기 직전에 J 하수처리장의 혐기성 소화조에서 채취하였으며, 채취 후 약 3 nun의 채를 이용하여 불순 물을 제거하였다. 그리고 Hawkes(7)와 Lay 등⑻이 제시한 방법을 참고하여 열에 약한 메탄 생성균을 사멸시키고, 포 자를 형성하는 수소 생산균만 남도록 100℃ 에서 20분간 가열한 후 반응기에 주입하였다.
- 회분식 실험에 사용한 반응기의 형태는 Fig. 1과 같이 총 용적이 1, 250 mL인 갈색병을 사용하였다. 이때 유효용 적과 head space는 각각 1 L와 250 mL이 되도록 하였다.
이론/모형
- 사용된 폐활성 슬러지와 음식물 쓰레기의 분석은 Standard Method(9)에 준하여 실험하였다. 가스 분석은 GC (HP 5880A, USA)를 이용하였으며 칼럼은 Porapak Q (Supelco, Inc, 6 ft x 1/8 in, SS, 80/100 mesh)를 이용하였 고, 운전조건은 오븐 50℃, 인젝터 80℃ 그리고 검출기의 온도를 110 ℃ 로 하였으며 carrier gas로는 Ar 가스를 30 mL/min의 유속으로 주입하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.