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DGGE를 활용한 BAF 공정의 생물막 세균 군집 분석
김영화 ( Young-hwa Kim ),( Pongsak (lek) Noophan ),안영희 ( Yeong-hee Ahn ) 한국환경기술학회 2016 한국환경기술학회지 Vol.17 No.2
BAF(Biological aerated filter) 공정은 기존 활성슬러지 공법에 비해 비교적 소요부지가 작고 폐수처리 효율이 높은 장점이 있다. 보통 BAF반응기에는 미생물이 생물막을 형성할 수 있는 여재가 채워져 있다. 여재의 생물막 미생물은 이 공정의 처리효율에서 중요한 역할을 함에도 불구하고 잘 알려지지 않았다. 미생물에 대한 정보는 이 공정의 성능향상을 위한 전략개발에 필수적이다. 본 연구 에서는 PCR-DGGE기법으로 BAF공정으로 운영되는 폐수처리장의 무산소조와 호기조 내의 생물막 미생물을 분석하였다. 각 반응조의 여재로부터 DNA를 추출하여 16S rRNA 유전자 단편을 PCR로 증폭하였다. 증폭된 PCR산물로 DGGE를 실시한 결과 두 반응조 시료의 밴드 패턴은 물론이고 주요 밴드가 서로 다르게 나타나, 두 반응조 내의 미생물 군집조성과 우점종이 서로 다름을 알 수 있었다. 이는 각 반응조의 환경 조건이 군집조성과 우점종에 영향을 미친 것으로 사료된다. 무산소조의 우점 종들은 Cytophagia 강과 β-Proteobacteria 강에 속하는 것으로 나타났으며, 한편 호기조의 우점종들은α-Proteobacteria 강과 Nitrospira 강에 해당되는 것으로 나타났다. 향후 운전조건에 따라 반응조 내의 우점 미생물의 동적 변화를 조사하여 처리효율과의 상관관계를 연구하면 본 공정의 처리 효율을 향상시키는데 기여할 수 있을 것이다. Biological aerated filter(BAF) process requires less area for plants and shows higher efficiency of wastewater treatment than conventional activated sludge process. BAF usually employs reactor(s) filled with filter media that can accommodate biofilm microorganisms. Although the microorganisms play important roles in wastewater treatment by the process, information on the biofilm microorganisms is limited. The information is necessary to develop strategies to enhance performance of the process. PCR-DGGE technique was used in this study to analyze biofilm microorganisms in anoxic and aerobic tanks of a sewage treatment plant employing BAF process. Total DNA was extracted from the media sampled from the tanks and used to amplify 16S rRNA gene fragments. DGGE was performed using the fragments to investigate microbial community. Samples from the two tanks showed different DGGE-band patterns and major bands, which suggested anoxic and aerobic tanks had different microbial community and dominant bacteria. The difference in microbial community composition and dominant bacteria could be due to different environmental conditions in the tanks. Major bands detected in anoxic tank belonged to classes Cytophagia and β-Proteobacteria, whereas those in the aerobic one were affiliated with classes α-Proteobacteria and Nitrospira. Research on microbial dynamics under various operational conditions is warranted to enhance performance of BAF process.
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