When an electrokinetic process is applied to a HOC-contaminated soil, hybrid types combined with soil flushing, chemical oxidation, and bioremediation are generally used. Especially when the electrokinetic process is combined with bioremediation, the hybrid technology can solve several limits of bio...
When an electrokinetic process is applied to a HOC-contaminated soil, hybrid types combined with soil flushing, chemical oxidation, and bioremediation are generally used. Especially when the electrokinetic process is combined with bioremediation, the hybrid technology can solve several limits of bioremediation such as low microbial mobility, low soil temperature, and shortage of nutrients in subsurface circumstance. Because microbial surface is charged negatively, the microorganism moves from cathode to anode under electrical field. In this study, mixed culture mainly-consisted by Pseudomonas sp. was applied to remediate pentadecane-contaminated kaolinite with particle size less than 300${\mu}{\textrm}{m}$. This remediation system was named ‘electrokinetic bioaugmentation’ and consisted of model aquifer, electrode reservoirs, bioreactor, power supply, and pump. The mixed culture above 0.5 of optical density in bioreactor was supplied to two reservoirs and penetrated soil when the electric current was applied. To enhance the removal efficiency, the optimal medium composition, electric current, and voltage were investigated.
When an electrokinetic process is applied to a HOC-contaminated soil, hybrid types combined with soil flushing, chemical oxidation, and bioremediation are generally used. Especially when the electrokinetic process is combined with bioremediation, the hybrid technology can solve several limits of bioremediation such as low microbial mobility, low soil temperature, and shortage of nutrients in subsurface circumstance. Because microbial surface is charged negatively, the microorganism moves from cathode to anode under electrical field. In this study, mixed culture mainly-consisted by Pseudomonas sp. was applied to remediate pentadecane-contaminated kaolinite with particle size less than 300${\mu}{\textrm}{m}$. This remediation system was named ‘electrokinetic bioaugmentation’ and consisted of model aquifer, electrode reservoirs, bioreactor, power supply, and pump. The mixed culture above 0.5 of optical density in bioreactor was supplied to two reservoirs and penetrated soil when the electric current was applied. To enhance the removal efficiency, the optimal medium composition, electric current, and voltage were investigated.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 동전기 기술과 생물학적 복원을 결합한 동전기-생물활성법을 이용하여 토양내알칸계 오염물질의 제거효율을 조사하였다.
제안 방법
생물반응기에서 미생물 배양에 사용된 전해질의 성분은 인산염무기배지에 5g/L KNO3 그리고 10g/L glucose를 각각 전자수용체와 공급체로 공급하였다. 멸균된 전해질 1L를 전류를 공급하기 전 BR에서 미생물을 접종하여 배양하였고 optical density(600nm)가 0.5이상으로 증가된 후에는 AR, CR에 전해질을 나누어 공급한 다음 전류를 도입하였다. 모델 토양은 300㎛이하 입자 크기의 kaolinite를 사용하였다.
본 연구에서 사용한 동전기 시스템은 BR(bioreactor, 생물반응기)의 전해질이 모두 펌프를 통해 AR(anode reservoir, 양극전해조), CR(cathode reservoir, 음극전해조)과 순환하므로 전력에 의해서 생성되는 수소 및 수산화이온과 상관없이 생물반응기 및 토양의 pH를 유지할 수 있는 구조이다. 이와 같은 형태에서는 토양을 통과한 미생물 흑은 생계면활성제로 용해된 유류오염물이 외부에 배출 없이 생물 반응기로 이동되므로 높은 균체량을 유지할 수 있다.
대상 데이터
5이상으로 증가된 후에는 AR, CR에 전해질을 나누어 공급한 다음 전류를 도입하였다. 모델 토양은 300㎛이하 입자 크기의 kaolinite를 사용하였다. EK 반응기는 직사각형(4×4×20㎤)형태이고 kaolinite 450g을 함수율 25%로 조절하여 압밀없이 충진하였다.
성능/효과
각 위치에서 균질하게 제거되었음을 알 수 있었으며 Table 1에 결과를 요약하였다. 다양한 초기오염농도와 전류 공급에 대하여 l,300-4,400ppm의 pentadecane이 제거되었음을 알 수 있었다. 대개 전류밀도 1.
다양한 초기오염농도와 전류 공급에 대하여 l,300-4,400ppm의 pentadecane이 제거되었음을 알 수 있었다. 대개 전류밀도 1.88mA/㎠수에서 최고의 제거 효율을 보였으며 초기 농도 5,000ppm에서는 이보다 높은 농도의 경우보다 토양에 강하게 흡착된 부분이 많으므로 적은 양의 오염물이 제거되었다. 토양에 존재하는 미생물의 농도는 양극 부분, 중간, 음극 부분의 순서로 높게 관찰되었으며 이것은 미생물의 표면은 음전하를 띠고 있으므로 그와 반대극인 양극 부분에 많이 몰려 있는 것으로 생각된다다(data not shown).
본 연구에서는 동전기 생물활성화 공정을 유류오염 토양 복원에 적용한 결과 2주 동안 약 l,300-4,400ppm의 오염물을 제거할 수 있었다. 최적의 처리 효율은 전류 밀도가 1.
2-(a)는 14일 동안의 운전 후에 토양의 각 부분에 대한 함수율과 제거 효율을 측정한 것이다. 초기의 25%에 비해 약 3%의 수분 감소가 나타났으며 전체적으로 양극보다는 음극 부분에 함수율이 높게 나타났다. 이것은 시간이 지남에 따라 전기삼투흐름이 미세토양을 음극 부분에 쌓이게 하여 물의 흐름을 방해하였기 때문이다.
300-4,400ppm의 오염물을 제거할 수 있었다. 최적의 처리 효율은 전류 밀도가 1.88mA/㎠일 때였으며 초기오염농도가 높을수록 제거되는 농도가 높게 나타났다. 미생물은 주로 음극에 높은 농도로 측정되었으나 토양의 위치별 제거량과는 어떤 관계를 보이지 않았다.
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