초록 ▼

화석연료의 연소시에 방출되는 아황산가스는 심각한 대기오염을 유발하므로, 탈황공정에 의한 청정에너지를 제공하기 위하여 미생물을 이용한 탈황공정을 연구하였다. 국내에서 생산되고 있는 무연탄을 연구 대상을 선정하였고, 탈황균주로는 Pyrite(황철광)의 산화에 가장 효율이 좋은 황 산화 박테리아인 Thiobacillus Ferrooxidans를 사용하였다. 석탄의 미생물 탈황공정을 실용화하기 위한 기초 연구로서 미생물 탈황공정에 영향을 미치는 여러가지 공정 변수들의 영향을 조사하였다. 황 산화 박테리아인 T.Ferrooxidans를 사용

화석연료의 연소시에 방출되는 아황산가스는 심각한 대기오염을 유발하므로, 탈황공정에 의한 청정에너지를 제공하기 위하여 미생물을 이용한 탈황공정을 연구하였다. 국내에서 생산되고 있는 무연탄을 연구 대상을 선정하였고, 탈황균주로는 Pyrite(황철광)의 산화에 가장 효율이 좋은 황 산화 박테리아인 Thiobacillus Ferrooxidans를 사용하였다. 석탄의 미생물 탈황공정을 실용화하기 위한 기초 연구로서 미생물 탈황공정에 영향을 미치는 여러가지 공정 변수들의 영향을 조사하였다. 황 산화 박테리아인 T.Ferrooxidans를 사용하여 Shake Flask에서 5-50%(w/v)의 석탄 슬러리 농도에서 15-20일동안에 약 75-90% 이상의 Pyrite Sulfur를 제거할 수 있다. 고농도의 석탄에서도 석탄입지의 침전이 없는 Airjet Type의 Gas Sparger를 갖는 Airlift Reactor에서의 미생물 탈황을 연구하였고, 10-50%(w/v)이 석탄 농도에서 15-20일 동안에 약 90% 이상의 Pyrite Sulfur의 제거가 가능하다. 야적장과 같이 석탄을 장기간 보관하는 동안에 미생물 탈황공정의 응용 가능성을 평가하기 위하여 Packed Bed에서의 탈황특성을 연구하였고, 석탄을 장기간 보관하는 야적장 등에서 미생물 탈황공정의 응용가능성을 보였다. 석탄입자의 침전을 방지하기 위해 CWM의 제조에 사용되는 계면활성제 중 CWM \1104와 CWM \1105는 500-1000ppm에서도 T. Ferrooxidans의 활성에 향상시키거나 거의 영향을 미치지 않기 때문에, 이들 계면활성제 CWM \1101와 CWM \1102는 10ppm의 낮은 농도에서도 황 산화 박테리아의 강력한 Inhibitor로 작용하기 때문에, 황산화 박테리아의 산화작용에 의해서 생성되는 폐광의 산성 폐수를 방지하기 위하여 사용이 가능함을 보였다.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...23
• 제 2 장 Shake flask 에서의 석탄의 미생물 탈황특성...29
• 제 1 절 서설...29
• 제 2 절 실험 재료 및 방법...31
• 1. 균주...31
• 2. 균주의 준비...33
• 3. 석탄의 전처리...34
• 4. 분석법...34
• 가. 황화철의 분석...34
• 나. Sulfate 의 분석...36
• 다. 석탄의 황 분석...36
• 5. Shake flask에서의 미생물 탈황 실험...37
• 제 3 절 결과 및 고찰...38
• 1. Pyritic sulfur의 제거에 대한 황 산화 박테리아의 역활...38
• 2. 초기 균주 농도의 영향...40
• 3. 석탄 농도의 영향...44
• 4. 석탄 입자 크기의 영향...52
• 제 3 장 Airlift bioreactor 에서의 석탄의 미생물 탈황...59
• 제 1 절 서설...59
• 제 2 절 실험 방법 및 장치...60
• 제 3 절 결과 및 고찰...62
• 1. 석탄의 탈황과정에서 redox potential의 변화...62
• 2. 저농도의 석탄 슬러리에서의 미생물 탈황 특성...65
• 3. 고농도의 석탄 슬러리에서의 미생물 탈황 특성...66
• 4. 석탄 입자 크기의 영향...69
• 5. 석탄 농도의 변화에 따른 cell 농도의 변화...72
• 6. 석탄의 탈황 속도...75
• 제 4 장 Packed Bed에서의 미생물 탈황 공정...81
• 제 1 절 서설...81
• 제 2 절 실험 방법 및 장치...82
• 제 3 절 결과 및 고찰...84
• 1. 1.0 ㎜ 이상의 석탄 입자의 미생물 탈황...84
• 가. 미생물 탈황특성(탈황속도)...84
• 나. 충진층에서의 pyritic sulfur의 제거율 및 cell 농도...89
• 다. 미생물 탈황 과정에서의 석탄 입자의 감소...93
• 2. 1.0 ㎜ 이하와 넓은 입자분포를 갖는 충진층에서의 미생물 탈황 특성...93
• 제 5 장 계면 활성제가 황산화 박테리아에 미치는 영향...107
• 제 1 절 서설...107
• 제 2 절 실험 방법 및 장치...111
• 제 3 절 결과 및 고찰...114
• 1. 음이온성 계면 활성제의 영향...114
• 가. Sulfonate-group을 함유한 계면 활성제의 영향...114
• 나. Sodium polyacrylate의 영향...119
• 2. 비이온성 계면 활성제의 영향...119
• 3. 계면 활성제가 탈황 속도에 미치는 영향...127
• 제 6 장 결론...133
• 참고문헌...139