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토양 내 호기성 생물벽체(Biobarrier)의 형성에 의한 투수계수의 제어
배범한,오재일,Bae, Bum-Han,Oh, Je-Ill 한국지하수토양환경학회 2007 지하수토양환경 Vol.12 No.2
토양 및 지하수의 오염 확산을 방지하면서 오염물을 처리할 수 있는 생물벽체(Biobarrier)에 적용하기 위해 회분식실험과 칼럼 실험을 실시하였다. 회분식 실험에서는 순수 호기성 미생물 Pseudomonas fluorescens의 글루코즈와 당밀에 대한 동역학 상수를 산정하였다. P. fluorescens의 최대비성장속도(Vmax)는 글루코즈와 당밀을 사용하였을 때 $23^{\circ}C$에서 각각 $0.246\;hr^{-1}$, $0.073\;hr{-1}$로 글루코즈의 비성장속도가 빠르지만, P. fluorescence 성장 시 당밀에 대한 지체기가 없으며, 경제성을 고려하여 당밀을 칼럼실험의 탄소원으로 사용하였다. 일정수두 칼럼실험에서 P. fluorescence를 접종하고 영양원을 주입하면서 칼럼 내 토양의 투수계수 감소를 측정한 결과 영양원 주입 6일 만에 투수계수는 $4.1{\times}10^{-2}\;cm/sec$에서 $2.8{\tims}10^{-4}\;cm/sec$로 $6.8{\times}10^{-3}$배 감소하였고, 미생물량은 유입부에서 최대값을 나타냈다. 그러나 투수계수의 감소를 야기하는 미생물의 성장은 탄소원이 아닌 전자수용체(용존산소)의 농도에 의하여 제한되었다. A series of batch and column experiments were conducted for the development of biobarrier technology which can be applied to containment and reduction of contaminants in soil and ground waters. The growth kinetic constants of Pseudomonas fluorescens on glucose or molasses were determined using batch experiments. The maximum specific growth rate (Vmax) of P. fluorescens at $23^{\circ}C$ on glucose or molasses were $0.246\;hr^{-1}$ and $0.073\;hr^{-1}$, respectively. However, molasses was selected as carbon source due largely to the absence of lag phase of P. fluorescens growth on molasses and economic reason. In constant head column experiments, the hydraulic conductivity of the column soil reduced by $6.8{\times}10^{-3}$ times from $4.1{\times}10^{-2}cm/sec$ to $2.8{\times}10^{-4}cm/sec$ after the inoculation of P. fluorescens and administration of carbon source and nutrients. The biomass concentration was observed highest in the column inlet. Measurements of carbon source and electron accepter (dissolved oxygen) concentration showed that the growth of P. fluorescence, which is the main reason for hydraulic conductivity reduction, was limited not by the concentration of carbon source but by the concentration of electron acceptor.
이민주(Min Ju Lee),오재일(Je Ill Oh) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.10
584 kHz 정사각형 Batch형 초음파 반응조를 이용하여 TCE (Trichloroethylene)의 초음파 분해에 대한 연구를 수행하였다. 단면 조사 조건에서 초음파 시스템에서의 중요한 운전인자인 초음파 출력과 수용액 온도 조건의 영향에 대한 기초 연구를 수행하였으며, 다중 조사 조건에서의 초음파 출력 분배와 조사각에 따른 초음파 효과에 대해 고찰함으로써 제작된 반응조의 처리 효율을 검증하였다. 단면 조사 조건에서 초음파의 출력을 100에서 300 W로 단계적으로 증가시킬 때 TCE의 분해 속도 상수와 H₂O₂의 발생 속도 상수, 그리고 TCE의 무해화(mineralization) 정도의 판단 지표인 chloride의 발생 또한 모두 함께 증가하였다. 한편 초음파 출력 200 W 조건에서 수용액의 온도를 10에서 30℃로 증가시킴에 따라 TCE 저감 속도 상수와 H₂O₂ 발생 속도 상수는 증가한 반면, chloride 발생은 오히려 감소하였다. 다중 조사 조건에 대한 실험 결과 300 W의 초음파 출력을 1, 2(직각), 2(정면), 3, 그리고 4면의 조사면에 따라 분배하였을 때 TCE의 분해 속도 상수는 4면>3면>단면>2면 정면>2면 직각의 순으로 조사면 수가 많아질수록 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나 최대, 최소값의 큰 차이는 나타나지 않았다. 300 W와 450 W의 출력 조건에서 2면 정면과 직각 분배 조건에 대한 실험 결과를 비교한 결과 TCE의 분해 속도 상수는 거의 비슷하였으나 H₂O₂는 2면 정면 조건에서 더욱 많이 발생하는 것으로 나타났다. Sonolysis of TCE (Trichloroethylene) was performed in 584 kHz rectangular reactor. At first, the effect of acoustic power and aqueous temperature which are both important factors to operate ultrasound system on sonolysis of TCE were examined under one side irradiation condition. First degradation rate constants of TCE and chloride yields were increased with increasing acoustic power from 100 to 300 W. And increasing the aqeuous temperature resulted in the increase of first degradation rate constants of TCE and the decrease of chloride yield. Sonolysis of TCE was performed under multi ultrasound irradiation conditions that total acoustic power of 300 W was distributed according to the number of irradiation sides. First degradation rate constants of TCE followed the order 4 sides>3 sides>1 side>2 sides (parallel)>2 sides (orthogonal). When comparing the experimental results under parallel and orthogonal irradiation conditions of 2 sides with 300 and 450 W, first degradation rate constants of TCE were similar, while production rate constants of hydrogen peroxide were more higher at parallel conditions compared to orthogonal conditions.