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곰팡이 바이오필터를 통한 d-limonene 처리 및 생물양론적 해석
최연규 ( Youngyu Choi ),최예림 ( Yelim Choi ),곽채은 ( Chaieun Gwak ),김대근 ( Daekeun Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-
유기성 폐기물의 생물학적 분해과정에서 발생하는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs) 중 하나인 d-limonene은 하수처리장, 퇴비화 시설, 바이오가스 생산공정 등 환경기초시설에서 주로 배출되며 테르펜류(Terpenes) 물질 중 높은 발생비중을 보인다. 이러한 VOCs 처리방법 중 하나인 바이오필터는 처리대상 오염물질을 미생물이 고정된 담체에 통과시켜 제거하는 생물학적 처리방법이다. 일반적으로 바이오필터에 적용되는 미생물인 박테리아는 소수성 물질의 처리가 비교적 어려우며 환경 변화에 민감하게 반응하는 단점이 있다. 반면 곰팡이는 산성 조건이나 수분 공급이 제한되는 극한 환경에서도 성장이 용이하며 형태학적으로 균사 등을 통해 미생물의 비표면적을 넓힐 수 있다. 또한 효율적인 바이오필터 운전을 위해서는 반응기 내부의 생물학적 반응의 이해 및 바이오필터 제거특성 파악이 중요하다. 따라서 본 연구는 초기 조건을 산성으로 하여 곰팡이를 우점화한 바이오필터를 장기간 운전하여 d-limonene을 탄소원으로 하는 바이오필터의 기질분해특성을 파악하였다. 또한 탄소 기반 물질수지를 작성하여 바이오필터의 양론적 반응을 제시하였다. 실험 결과, 바이오필터는 평균적으로 90% 이상의 제거성능을 나타냈으며 임계부하량은 9.981 g/㎥ㆍhr 으로 획인되었다. 생물 양론식은 일반적인 곰팡이의 조성식에 기초하여 유기물질의 대사반응과 세포합성반응을 통해 생물반응을 해석하였으며 임계부하량에서 0.56 g Biomass/g Substrate의 바이오매스 생산량을 확인하였다.