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연속흐름반응조에서 바이오필름형태의 탈염소화 미생물에 의한 TCE분해 모니터링
Monitoring Anaerobic Reductive Dechlorination of TCE by Biofilm-Type Culture in Continuous-Flow System 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.17 no.5, 2012년, pp.49 - 55  

박선화 (국립환경과학원) ,  한경진 (고려대학교 대학원 환경공학과) ,  홍의전 (고려대학교 대학원 환경공학과) ,  안홍일 (SK에너지(주) 환경사업개발부) ,  김남희 (SK에너지(주) 환경사업개발부) ,  김현구 (국립환경과학원) ,  김태승 (국립환경과학원) ,  김영 (고려대학교 대학원 환경공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A 1.28 L-batch reactor and continuous-flow stirred tank reactor (CFSTR) fed with formate and trichloroethene (TCE) were operated for 120 days and 56 days, respectively, to study the effect of formate as electron donor on anaerobic reductive dechlorination (ARD) of TCE to cis-1,2-dichloroethylene (c-...

주제어

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문제 정의

  • 그러므로, 탈염소화 미생물을 현장에 적용시 효율적인 유기염소계 화합물의 생물학적 정화를 위해 반드시 전자공여체 문턱(threshold) 농도를 고려해야 한다. 본 연구에서는 반응조내 미생물농도 변화를 단백질을 모니터링을 통해 확인하였다. 이를 위해, Chemostat 반응조에서 채취한 5 mL 시료를 일정량의 SMARTTM Bacterial Protein Extraction Solution과 혼합 후 13,000 rpm에서 5분간 교반시킴으로써 soluble protein을 추출하였다.
  • 따라서, 고농도의 미생물을 지속적안정적으로 성장시키기 위해서는 적절한 유기산 공급을 통해 전자공여 체인 수소를 공급해주고, 미생물 성장을 위한 현장조건을 만들어 주어야 한다. 본 연구에서는, 고농도 혐기성 환원적 탈염소화미생물(Dehalococcoides spp. 등) 및 전자공여체를 제공하는 유기산 발효미생물을 포함하는 혼합균주(EV culture)를 보다 안정적으로 성장시키기 위해서 formate 농도 등 연속흐름반응조 조건을 알아보고자 하였다. 동시에, 반응조 운전기간동안 다양한 화학적·생물학적 조건에 따른 EV culture 활성 및 군집변화를 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
생물학적 복원분야에서 혐기성 탈염소화에 의한 정화방법은 어떤 장점을 가지고 있는가? 이를 해결하기위해, 적용가능한 원위치 정화공정은 세정공정(계면활성제/부용매), 열처리공정(스팀/전기), 화학적처리(산화/환원) 및 생물학적 처리 등이 있다(US EPA, 2003). 생물학적 복원분야에서 혐기성 탈염소화에 의한 정화방법은 고농도의 TCE를 효율적으로 제거할 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행되었다. 특히, PCE 혹은 TCE를 ETH (ethylene)으로 완전 탈염소화가 가능한 Dehalococcoides spp.
본 논문에서 formate 농도 등 연속흐름반응조 조건을 알아본 결과는 어떠한가? 1. Biofilm-type 혐기성 탈염소화혼합미생물을 TCE제거를 위한 연속흐름반응조에 사용할 경우, suspension-type 과 비교하여 미생물 유출량이 적고 반응조내에 일정한 농도를 유지하기에 유리하였다. 2. 전자공여체로서 수소대신 formate를 사용할 때, 혼합 미생물에 존재하는 수소발생발효미생물에 의해 유기산인 formate가 발효되어 탈염소화를 위한 수소를 적절히 제공할 수 있었음. 또한, formate는 충분한 용해도와 염산을 중화시킬 수 있는 역할을 하여 pH의 변화가 없었다. 3. 회분식반응조에서는 homoacetogenesis군집증가에 따른 acetate의 축적이 관찰되었으나, 연속흐름반응조에서는 일정한 농도의 acetate를 유지하여 pH변화를 방지할 수 있었다. 4. 혐기성연속흐름반응조를 HRT 36일로 운전하고, TCE 농도의 10배이상의 formate를 지속적으로 주입할때 20 ppm TCE는 완전히 제거되었다.
PCE 혹은 TCE와 같은 유기염소계 화합물로부터 발생한 지하수 오염에 적용할 수 있는 원위치 정화공정에는 어떤 것들이 있는가? 또한, 공극이나 저투수층에 머물면서 매우 천천히 용해되기 때문에 장기적인 지하수 오염원으로 작용하게 된다. 이를 해결하기위해, 적용가능한 원위치 정화공정은 세정공정(계면활성제/부용매), 열처리공정(스팀/전기), 화학적처리(산화/환원) 및 생물학적 처리 등이 있다(US EPA, 2003). 생물학적 복원분야에서 혐기성 탈염소화에 의한 정화방법은 고농도의 TCE를 효율적으로 제거할 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행되었다.
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참고문헌 (18)

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