초록

○ 연구결과
본 연구를 통하여 얻은 결론은 농축산폐기물중 양돈분뇨를 이용하여 광합성세균의 배양기술로서, 광합성세균을 현재 화학배지로 배양할 때 에 ...%의 증식 효과를 얻을 수 있었다..

Abstract ▼

The production of phototrophic bacteria using the substitution medium is divided into two parts; pretreatment process of the pig-slurry and cultivation process of the phototrophic bacteria using the former process. The details of this two processes are as followed.
1. Pretreatment method of the p

The production of phototrophic bacteria using the substitution medium is divided into two parts; pretreatment process of the pig-slurry and cultivation process of the phototrophic bacteria using the former process. The details of this two processes are as followed.
1. Pretreatment method of the pig-slurry for the cultivation of the phototrophic bacteria
When introducing acid fermentation to cultivate the phototrophic bacteria, the larger solid contents in the pig-slurry showed the higher VFAs formation rate. But considering the efficiency of the solid-liquid separation of the membrane pretreatment process, we fixed the solid contents in the pig-slurry about 3-5%.
The most stable temperature considering the operation rate and the VFAs formation rate is 30℃, because the formation rate of the VFAs is lower than its consumption rate in the high temperature condition, and the formation of the VFAs is low in the low temperature condition.
When comparing the efficiency of the membrane filter with the ceramic filter to separate the solid phase from liquid phase of the product of the acid fermentation process, membrane filter showed more effective separation ability; the permeation rate of the organic acid was up to 90%, and that of the solids like T-P was only 2%.
2. The production of the phototrophic bacteria by the substitution culture
In this study we sampled in streams, sewagewater plants and agricultural area in central areas of South Korea, and separated phototrophic bacteria that showed superior growth rate. Then alignment was done by comparison of 16S particial sequencing with rRNA secondary structures. From the result of %smilarity, the number of base sequencing of phototrophic bacteria was shown to be 557bp. In the similarity analysis, Rhodopseudomonas palustiris ATCC 17001 was proved to be the most excellent genus with 99.28% similarity.
Separated Rhodopseudomonas palustiris showed more utilizations of acetic acid among the organic acids, more growth rate in the pH range of about 7 and light intensity of 1000 - 4000 Lux, and could survive in the wide range of C/N ratio.
With the results of growth characteristics of phototrophic bacteria in the pretreatmented liquids, the growth rate of phototrophic bacteria was more predominated using the culture fluid that was adjusted to concentration of VFAs about 1500mg/L and to pH range about neutral range than using the pretreatmented pig-slurry itself without any posttreatment. After bacteria culture, the absorbances of bacteriochlorophyll in the substitution medium was to be 80% of that of chemical medium.
The VFAs in the substitution medium was removed 90% after 5 days of culture and could be utilized together with phototrophic bacteria as microbial fertilizer. Actually, more advanced crop production was shown through in situ tomato culture experiment using organic fertilizer with this phototrophic bacteria cultured in substitution medium as fertilizer.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 6
• Table of Contents ... 8
• <제목차례> ... 11
• <표차례> ... 14
• <그림차례> ... 15
• 제1장. 서론 ... 18
• 제2장. 농축산 폐기물을 이용한 광합성세균 배지 연구 ... 27
• 제1절. 개론 ... 27
• 제2절. 연구재료 ... 28
• 1.시료 ... 28
• 가. 폭기처리시 변화 ... 29
• 제3절. 연구장치 및 운전방법 ... 30
• 1. 산발효 조건 검토 ... 30
• 2. 선택원료의 전처리 방법 확립 ... 32
• 3. 축산분뇨에서의 광합성세균의 생육실험 ... 34
• 제4절. 분석항목 및 분석방법 ... 35
• 제5절. 연구 결과 ... 37
• 1. 산발효조건의 검토 ... 37
• 2. 고형물 함량에 따른 이화학적 성상의 변화 ... 38
• 가. 고형물함량에 따른 VFAs의 변화 ... 38
• 나. NH4-N과 PO4-P 의 변화 ... 43
• 다. S-COD의 변화 ... 45
• 라. 전처리된 조정배지에서의 광합성세균의 배양 ... 46
• 3. 처리온도에 따른 pH 및 VFAs의 성상 변화 ... 47
• 4. 선택원료의 전처리 방법 확립 ... 50
• 가. Micro Filtration 방법 적용시 누적투과량과 기타 특성 ... 50
• 나. Ceramic Filtration 방법 적용시 투과특성 ... 53
• 다. M/F와 C/F를 산발효액의 투과율 비교 ... 56
• 제6절. 결론 ... 58
• 제3장. 전처리한 양돈분뇨를 이용한 광합성세균 생산 ... 59
• 제1절. 개론 ... 59
• 제2절. 연구방법 및 결과 ... 60
• 1. 광합성세균의 분리 ... 60
• 2. 광합성세균의 계대배양 및 동정 ... 60
• 3. 분리된 광합성세균(Rhodopseudomonas palustris) 의 기초 생육 특성 ... 64
• 가 유기산의 종류에 따른 광합성세균의 생육 특성 비교 ... 64
• 나 pH 조건과 조도에 따른 생육 특성 비교 ... 65
• 다 Jar-Fermentor를 이용한 생육특성 ... 67
• 라 C/N ratio의 영향비교 ... 68
• 마 Bacteiochlorophyll과 MPN수와의 비교 ... 70
• 4. 축산분뇨배지를 이용한 배양기술개발 ... 71
• 가. 축산분뇨 배지를 이용한 광합성세균 배양 ... 71
• 나. 양돈분뇨 배지를 이용한 광합성세균의 배양 ... 76
• 제3절. 결론 ... 79
• 제4장 양돈폐수를 이용한 광합성세균의 대량생산 ... 80
• 제1절. 개론 ... 80
• 제2절. 연구재료 및 실험장치 ... 81
• 1. 양돈폐수의 광합성세균 배양을 위한 전처리 ... 81
• 가. 시료 ... 81
• 나. 실험장치 ... 83
• 1). 산발효 장치 ... 83
• 2). Membrane filter장치 ... 85
• 3). 살균장치 ... 86
• 2. 양돈분뇨 배지를 이용한 광합성세균의 대량배양 ... 88
• 가. 시료 ... 88
• 나. 배양기 가동조건 ... 89
• 제3절. 실험 방법 및 분석 방법 ... 90
• 1. 실험방법 ... 90
• 가. 양돈폐수의 광합성세균 배양을 위한 전처리 ... 90
• 나. 분석방법 ... 91
• 제4절. 연구 결과 ... 92
• 1. 양돈폐수의 광합성세균 배양을 위한 전처리 결과 ... 92
• 가. 산발효 운전결과 ... 92
• 1). 유기물농도 변화 ... 93
• 2). NH4-N PO4-P의 변화 ... 97
• 나. M/F 운전결과 ... 98
• 2. 양돈분뇨 배지를 이용한 광합성세균의 대량배양 결과 ... 100
• 가. 대체배지와 화학배지의 광합성세균 생육비교 ... 100
• 1) OD값과 pH의 변화 ... 100
• 2). Bacteriochlorophyll 변화 ... 100
• 나. 배양액의 이화학적변화 ... 103
• 1) COD 변화 ... 103
• 2) VFAs 변화 ... 103
• 3) NH4-N, PO4-P 변화 ... 105
• 다. 경제성 비교 ... 106
• 제5절. 결론 ... 108
• 제5장. 대체배지 광합성 세균의 농업적 이용 ... 110
• 제1절. 개론 ... 110
• 제2절. 재료 및 방법 ... 111
• 제3절. 결과 및 고찰 ... 114
• 제4절. 결론 ... 120
• 참고문헌 ... 121
• 끝페이지 ... 122