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소화슬러지를 이용한 토양 내 석유계 탄화수소의 혐기성 분해
이태호(Tae Ho Lee),변임규(Im Gyu Byun),박정진(Jeung Jin Park),박현철(Hyun Chul Park),박태주(Tae Joo Park) 大韓環境工學會 2007 대한환경공학회지 Vol.29 No.8
혐기성 소화조 슬러지 주입에 의한 디젤오염(10,000 mg/kg soil) 토양 내 석유계 탄화수소의 혐기성 분해에 관하여 조사하였다. 오염된 토양 50 g에 총휘발성 고형물 농도 2,000 mg/L인 소화조 슬러지를 15 mL/kg soil와 30 mL/kg soil 농도로 주입하고 90일간 배양한 결과, 각각 37.2%와 58.0%의 총석유계 탄화수소(TPH)의 분해율을 나타내었다. 슬러지를 주입하지 않은 오염토양 대조군과 멸균된 토양에 멸균된 슬러지를 주입한 대조군에서는 120일간의 배양에서 초기 첨가한 디젤의 17%와 4%가 각각 제거된 것에 비하여, 전자수용체의 종류를 달리한 여러 혐기성 조건, 즉, 질산염 환원 조건, 황산염 환원 조건, 메탄생성 조건, 혼합 전자수용체 조건 모두에서 소화조 슬러지 주입에 의해 토양 내 디젤의 40% 이상이 분해됨을 확인할 수 있었다. 배양 120일 동안의 오염토양 내 TPH의 분해율은 혼합 전자수용체 조건에서 75%로 가장 높았으며, 황산염 환원 조건(67%), 질산염 환원 조건(53%), 메탄생성 조건(43%)순으로 나타났다. 그러나 난분해성 물질로 알려진 isoprenoid의 분해율은 황산염 환원 조건이 다른 전자수용체 조건에 비해 가장 높은 분해율을 나타내었다. 본 연구 결과를 통하여, 소화조 슬러지를 이용하여 혐기성 상태에서 오염토양 내 디젤을 분해하는 기술은 석유계 탄화수소로 오염된 토양의 실질적인 복원에 유용한 것으로 판단되었다. Anaerobic degradation of petroleum hydrocarbons in a soil artificially contaminated with 10,000 mg/kg soil of diesel fuel was tested by adding an anaerobic sludge taken from a sludge digestion tank. Treatments of soil(50 g) with 15 mL/kg soil and 30 mL/kg soil of the digestion sludge(2,000 mg/L of vss(volatile suspended solids)) showed 37.2% and 58.0% of total petroleum hydrocarbons(TPH) removal during 90 days incubation, respectively. In evaluation of several anaerobic conditions including nitrate reducing, sulfate reducing, methanogenic, and mixed electron accepters condition, treatments with the digested sludge showed significant degradation of diesel fuel under all anaerobic conditions compare to a control treatment of soil without the sludge and a treatment of autoclaved soil treatment with autoclaved digestion sludge. The rate of diesel fuel degradation was the highest in the treatment with the sludge and mixed electron accepters (75% removal of TPH) for 120 days incubation followed in order by sulfate reducing, nitrate reducing, methanogenic condition as 67%, 53%, 43%, respectively. However, the removal rate of non-biodegradable isoprenoid was the highest in the sulfate reducing condition. These results suggest that anaerobic degradation of diesel fuel in soil with digested sludge is effective for practical remediation of soil contaminated with petroleum hydrocarbons.
상향류 활성탄 생물막 공정을 이용한 정체 수역 수질 개선 및 공정 내 미생물 군집 해석
오유미,이재호,박정진,최기충,박태주,이태호,Oh, Yu-Mi,Lee, Jae-Ho,Park, Jeung-Jin,Choi, Gi-Choong,Park, Tae-Joo,Lee, Tae-Ho 대한환경공학회 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.1
정체수역에서는 자연적 흐름의 차단으로 인해 자정능력이 떨어지며, 영양염류의 축적으로 인해 부영양화와 같은 문제점이 발생한다. 또한 비점오염물질의 유입은 정체수역 내 난분해성 물질을 증가시킨다. 본 연구에서는 정체수역의 수질개선을 위해 무산소조, 호기1조, 호기2조로 구성된 장치형 상향류 활성탄 생물막 반응기를 도입하여 정체수의 연속적 순환에 따른 오염물질 농도의 변화를 모니터링 하였다. 정체수역을 모사하기 위하여 $2m^3$의 저장탱크에 유원지의 호소수를 저장하였으며, 수질개선을 위한 최적 유입 유량을 산출하기 위하여 HRT가 6 hr, 4 hr, 2 hr 가 되도록 호소수의 유입 유량을 변화시켰다. 이 가운데 HRT 4 hr에서 SS, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$, TN, TP의 제거 효율이 각각 69.8, 83.0, 91.3, 74.1, 74.7, 88.9%로 가장 좋은 수질 개선 효과를 얻을 수 있었다. 이에 HRT를 4 hr로 고정하고 골프장 연못수를 운전했을 때 SS, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$ TN, TP의 제거 효율이 각각 78.5, 78.0, 80.2, 74.9, 55.6, 97.5% 달성되었다. 각 조건에서의 미생물 군집 변화를 PCR-DGGE를 사용하여 분석 결과, 유입수를 골프장 연못수로 교체함에 따라 미생물 군집에 변화가 나타났다. 또한 FISH에 의해 유입 유량 변화에 따른 질산화 미생물량의 변화를 관찰한 결과, HRT 4 hr의 조건에서 질산화 미생물이 가장 우점화됨을 알 수 있었다. 미생물량 및 INT-DHA를 이용한 미생물 활성도 실험 결과, HRT를 낮게 유지하였을 때에도 감소되지 않았다. 따라서 상향류 활성탄 생물막 공정을 정체 수역의 효과적인 수질 개선에 충분히 적용할 수 있을 것으로 기대한다. The capacity of natural purification was limited by the interruption of natural flow and the problems such as eutrophication were occurred by nutritive salts accumulation in stagnant stream. Moreover, the inflow of non-point sources causes non-degradable materials to increase in stagnant stream. In this study, an upflow biological activated carbon (BAC) biofilm process comprised of anoxic, aerobic 1, and aerobic 2 reactors were introduced for treatment of stagnant stream and SS, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$, TN, and TP were monitored in the upflow BAC biofilm reactors with continuous cycling. In order to simulate stagnant stream, the lake water of amusement park and golf course were stored as influent in a tank of $2m^3$ and hydraulic retention time (HRT) was changed into 6, 4, and 2 hours. At HRT 4hr and the lake water of amusement park as influent, the removal efficiencies of SS, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$, TN, and TP showed the best water quality improvement and were 69.8, 83.0, 91.3, 74.1, 74.7, and 88.9%, respectively. At HRT 4hr and the lake water of golf course as influent, the removal efficiencies of SS, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$, TN and TP were 78.5, 78.0, 80.2, 74.9, 55.6 and 97.5%, respectively. As the results of polymerase chain reaction - denaturing gel gradient electrophoresis (PCR-DGGE), microbial community was different depending on influent type. Fluorescence in situ hybridization (FISH) showed that nitrifying bacteria was dominant at HRT 4 hr. The biomass amount and microbial activities by INT-DHA test were not decrease even at lower HRT condition. In this study, the upflow BAC biofilm process would be considered to the water quality improvement of stagnant stream.
새로운 1,2,4-Triazole 유도체의 합성에 관한 연구
김호식,박태주,도이향,이만길,창택가구,Kim, Ho Sik,Park Tae Joo,Doh Yi Hyang,Lee Man Kil,Kurasawa Yoshihisa 대한화학회 1992 대한화학회지 Vol.36 No.5
${\circo}-페닐렌디아민(3)을 출발물질로 하여 4단계를 거쳐 {\alpha}-arylhydrazonoacylazide(7)를 합성하였다. 얻어진 {\alpha}-arylhydrazonoacylazide(7)는 디메틸슬폭시드 용액에서 hydrazone imine형과 diazenyl enamine형으로 존재하는데 이들 사이의 토오토메리 현상을 ^1H-NMR 스펙트럼 데이타에 의하여 측정된 토오토머 비로서 고찰하였다. {\alpha}-arylhydrazonoacylazide(7)를 벤젠용매에서 환류시켜 1-aryl-3-quinoxalinyl-1,2,4-triazol(8)을 합성하였다.$ ${\alpha}-Arylhydrazonoacylazide(7) was synthesized starting from {\circo}-phenylenediamine(3) in four steps. The tautomeric behavior of {\alpha}-arylhydrazonoacylazide(7) between the hydrazone imine and diazenyl enamine forms in the dimethyl sulfoxide solution was investigated on the basis of the tautomer ratio determined by the ^1H-NMR spectral data. The 1-aryl-3-quinoxalinyl-1,2,4-triazol(8) was synthesized from {\alpha}-arylhydrazonoacylazide(7) by refluxing in benzene.$
SAC 매체를 이용한 고정생물막 반응기에 의한 하수의 유기물질과 암모니아성 질소의 동시제거
이규훈,정은지,박태주 ( Kyou Hoon Lee,Eun Ji Jung,Tae Joo Park ) 한국물환경학회 1996 한국물환경학회지 Vol.12 No.4
A fixed-film biological reactor(FFBR) packed with SAC(Synthetic Activated Ceramic) media was tested to investigate the removal efficiency of both organic matter and ammonia of raw sewage and final effluent of J municipal wastewater treatment plant in Pusan. The influent to the wastewater treatment plant of the city of Pusan consists of typical municipal wastewater and the discharges of industrial works and sanitary landfill leachate. Experiments were performed to evaluate the removal efficiencies of chemical oxygen demand(COD_(Cr)) and ammonia in two lab-scale FFBR by increasing COD_(Cr), loading rate from 0.85㎏/㎥/day to 1.24㎏/㎥/day and NH₄^+-N loading rate from 0.24㎏/㎥/day to 0.48㎏/㎥/day in case that raw sewage were used as substrate. In case of final effluent as substrate, the FFBR demonstrated of achieving 28.3∼33.4% removal efficiencies of COD_(Cr) at the COD_(Cr) loading rates of 0.28∼0.55㎏/㎥/day and 67.0∼85.3% removal efficiencies of NH₄^+-N at the NH₄^+-N loading rates of 0.13∼0.38㎏/㎥/day. The results of the research showed that a fixed-film biological reactor(FFBR) packed with SAC media could be applicable for treatment of raw sewage and final effluent since the process is, compared to the conventional activated sludge process, more effective at the sewage including high NH₄^+-N loading rates.