본 연구에서는 침지형 평판 분리막 생물반응기에 대해 막간차압(TMP)을 효과적으로 제어 가능하는 사인파형 투 과유속 연속운전(SFCO) 모드를 개발하였다. SFCO 모드의 분리 성능을 평가하기 위해 분리막 생물반응기(MBR)의 표준 작 동 방식인 여과/이완(F/R) 모드와 비교, 평가하였다. 공칭 기공 크기가 0.15 μm인 두 개의 동일한 평판형 정밀여과막 모듈을 활성 슬러지 용액에 침지하여 사인파 유형, 투과유속 및 운전시간에 따른 TMP 변화를 측정하였다. 결과적으로 SFCO 모드는 F/R 모드에 비해 낮은 TMP를 유지하여 분리막 오염을 줄이는 데 효과가 있음을 확인하였다. 특히 사인파형의 최대 투과유속 이 15~20 L/m2·h 범위에서 막오염을 최소화하는 데 효과적이었으며, 이는 기존 MBR의 투과유속 운전 범위로서 그 응용이 기대된다.

We studied the effects of initial pH, different nitrogen sources, and cultivation methods (shake flask and static culture) on biomass production, exopolysaccharides (EPS), and adenosine by Paecilomyces tenuipes. Relatively low pH levels were optimal for mycelial growth and EPS production. Yeast extract was the most effective organic nitrogen source for EPS production, whereas soybean extract was the best for adenosine production. A high C/N ratio was beneficial for adenosine production; however, excessively high C/N ratios reduced adenosine production. Static fermentation significantly increased adenosine production. A Box-Behnken design was used to optimize adenosine production; the optimal conditions for adenosine production by P. tenuipes were pH 7.0, soybean concentration of 3%, and a static culture period of 20 days, with the maximum adenosine production of 141.10 mg/L (predicted value: 128.05 mg/L).

Cordycepin (3'-deoxyadenosine) is a nucleoside analog known for its diverse range of biological activities. This study investigated the effect of different types of sawdust on the production of the bioactive compound cordycepin. The results of the study showed that different types of wood sawdust affected the biosynthesis of cordycepin and a significant increase was observed when the conventional SDB medium was replaced with 1% NaOH treated pine sawdust. To optimize cordycepin production from Paecilomyces tenuipes in a medium containing 1% NaOH-pretreated pine sawdust, we employed Response Surface Methodology (RSM) in its Box-Behnken design (BBD) canonical form. The optimal conditions were determined as follows: a particle size of 109.5111-mesh (140 m) for 1% NaOH-pretreated pine sawdust, an input weight of 21.1679 g/L, and an incubation time of 73.8423 hours. According to our model, this combination is expected to yield a maximum cordycepin content of 896.1428 g/mL. Experimental validation of this prediction was performed using the suggested optimal conditions, resulting in an average cordycepin content of 922.6771 g/mL across three replicates, thus confirming the model's accuracy.

Roridin E, produced by Podostroma cornu-damae, is a mycotoxin with anticancer activity. To increase the content of roridin E, submerged culture conditions were optimized using response surface methodology. Three factors, namely, medium initial pH, incubation time and agitation speed were optimized using a Box–Behnken design. The optimum submerged culture conditions to increase the content of roridin E included a medium with an initial pH of 4.0, an incubation time of 12.90 days, and an agitation speed of 63.03 rpm. The roridin E content in the submerged culture, under the aforementioned conditions, was 40.26 mg/L. The findings of this study can help lower the current price of roridin E and promote its related research.

한반도는 삼면이 바다로 둘러싸여 있으며, 많은 강과 하천이 바다와 연결되어 있기 때문에 육상에서의 쓰레기 유입이 되기 쉽다. 또한 해상에서는 활발한 수산업 활동과 다양한 레저 활동으로 인해 쓰레기 유입이 많다. 바다에 유입된 쓰레기는 시간이 지남에 따라 무게가 가해져 가라앉아 해저에 침적하게 되며, 해저에 산재되어 있기 때문에 직접 확인이 불가능하고 수거에 어려움이 있다. 수거되지 못한 해양침적쓰레기는 해저 생태계 및 수질에 영향을 미치게 되며, 특히 폐그물로프와 폐어구로 인한 유령어업과 선박사고가 발생할 수 있다는 점이 있다. 따라서 해당 성상의 쓰레기들(폐그물로프와 폐어구)은 우선적으로 수거가 이루어져야하기 때문에 분포 특성을 파악할 필요가 있다. 그 일환으로 본 연구에서는 국내 39개 항을 대상으로 해양에 침적되어 있는 쓰레기 조사를 실시했다. 그 중 동해에 대해서 GIS 기반의 공간 분석을 통해 해양침적쓰레기 성상별 분포 지도를 작성하고, 분포 특성을 파악하였다. 결과적으로 동해에서 폐타이어가 58 %로 구성되었고, 방파제 및 선박 접안 시설에 분포가 밀집되었다. 그리고 폐합성수지가 26 %로 구성되어 항외에도 분포가 있었다. 각 성상별 뚜렷한 분포 특성을 파악하기는 어려웠지만 폐합성수지가 다른 성상들과 비교해 항외에 분포되는 특성이 있었다. 본 연구는 이와 같은 분포 특성을 통해서 해양침적쓰레기 수거에 도움이 될 기초 자료로 제공될 수 있다.

The choice of the culture medium is an important factor for the mass production of mycelia in submerged cultures. The influence of liquid medium on the mycelial dry weight of Paecilomyces tenuipes was investigated in this study. The regression equation is expressed as Y=-1292.94187+17.78612X1+18.92425X2+2.11464X3-0.019375X1X2-0.006276X1X3+0.008177X2X3- 0.070169X1 2-0.292175X2 2-0.008818X3 2, where Y represents the value of the mycelial dry weight (g/L), X1 is the particle size of wood sawdust in liquid medium (mesh), X2 is the concentration of the wood sawdust in liquid medium, and X3 is incubation time (h). The medium was optimized using a response surface methodology, and the optimal medium contained 30 g of wood sawdust (140 mesh), 20 g of glucose, and 10 g/L of peptone. Under these conditions, the mycelial dry weight reached 38.1 g/L (actual value). The culture medium containing wood sawdust is simple and easy to use, highly efficient, and eco-friendly, and its effectiveness in large preparations of P. tenuipes mycelia with low material costs has been demonstrated.

As water resources are limited and legal regulations are strengthened, there is a growing need to reuse residuals in WTP(Water Treatment Plant). In this study, membrane filtration system was constructed and its operation method was studied for water quality stabilization and reuse of WTP residuals. The operation parameters were stable for 1 year and 6 months. Membrane fouling was identified as particulate pollution (activated carbon) and inorganic pollution (manganese). The membrane system was operated steadily with raw water of high concentration SS(Suspended solid) containing activated carbon because membrane fouling was reduced by the effect of End-Free type. In the case of inorganic contamination, dissolved manganese eluted by chemicals and acted as a membrane fouling source, and the operating conditions for minimizing membrane fouling were confirmed by newly developing application methods and types of cleaning chemicals. Based on the results, design parameters for reducing manganese membrane fouling were derived.

Light is an important factor for cordycepin production in Cordyceps militaris. We investigated the effects of different light-emitting diode (LED) conditions including various LED wavelengths and their combinations on cordycepin production in Cordyceps militaris cultivated in submerged culture. The results of our study showed that the combinations of LED wavelengths were more beneficial than single LED sources for cordycepin production. Among the three tested wavelength combinations, the greatest effects for cordycepin production were observed for the red:blue light combination at the wavelength ratio of 5:5 or 3:7. The optimal culture conditions were 19.2278 h/day of illumination time; 9.19497 g/50 mL of glucose content in the media; and 53.112 h of cultivation time. Our model predicted a maximum yield of 2860.01 μg/mL cordycepin. Finally, to verify the calculated maximum, we performed experiments in the culture media representing the obtained optimum combination and the cordycepin yield of 2412.5 μg/mL.

When oil spill disaster on sea takes place, the most effective measure is to use oil fence with vertical wall. It has been big challenges that suitable oil fence in consideration of variety of variables such as wind speed, height of wave and current direction is chosen. And current characteristics below two of vertical wall was studied by PIV experiment with utilizing technic of visualized analysis like velocity distribution, contour of velocity and streamline pattern in flow characteristic between vertical wall of oil fence. In this study it is purposed to identify characteristics of inside water flow between two vertical walls depending on respective various water speeds to minimize outflow of floating article below bottom of vertical wall and observed that re-circulation flow and irregular vortex at certain places between two vertical walls occurred. Consequently, the study showed that failure of oil fence such as entrainment failure and submergence failure can be largely lessen by means of optimizing length between two vertical walls with water speeds.

본 연구에서는 역세척이 가능한 평막과 MBR 하부에서 공급되는 공기 및 자연적으로 순환되는 구형 입자를 이용하여 투과 실험하였다. 활성슬러지 수용액은 MLSS 8,000 mg/L로 유지하였으며 여과/이완(FR), 이완시 역세척(FR/BW), 사인파형 연속투과 운전(SFCO) 및 사인파형 연속투과 운전 시 역세척(SFCO/BW) 방식에 따른 막간차압(TMP)을 측정하였다. 역세척 유량을 47에서 14 L/m2⋅hr로 감소시키면, TMP가 증가하였으며 SFCO보다는 FR 방식의 TMP가 크게 증가하였다. 또한 역세척 방식이 구형입자를 이용한 세척방식보다 TMP를 더 감소시켰으며, 구형입자와 역세척 방식을 동시에 사용하면 각각의 방법보다 더 효과적임을 확인할 수 있었다.

본 실험에서는 조류 제거 및 농축을 위해 Silicon Carbide(SiC) 재질의 침지형 세라믹막을 적용하여 운전 특성을 평가하고자 하였다. SiC 세라믹막은 막표면이 음전하를 띄어 음전하를 띄는 조류 제거에 적용이 가능하고 고유량으로 역세척(Backwashing)을 할 수 있어 고농도의 조류 농축시에도 적용이 가능하다. 역세척 유량과 역세척 시간, 역세척수 수온, 역세척수에 차아염소산나트륨 주입 유무, 여과/역세시 air scrubbing 유량에 따라 역세척 효율을 평가하였으며 Jar test를 통해 선정한 농도로 응집제 주입 유무에 따라 운전 특성을 비교하였다. 또한 동일한 조건에서 세라믹막과 유기막의 운전 특성과 비교하였다. 본 연구는 환경부의 “환경정책기반공공기술개발사업”으로 지원받은 과제입니다.

본 논문에서는 수중폭발(UE: underwater explosion)에 의한 해중터널(SFT: submerged floating tunnel)의 동적거동을 양 해법(explicit)를 이용하는 LS-DYNA에 의한 유한요소해석을 통하여 분석하였다. SFT의 유한요소모델은 원형단면의 강재 라이너에 콘크리트가 채워진 복합재 원형단면으로 고려되었다. 해중터널 시스템의 중앙부 100m 구간은 탄소성재료를 고려 한 솔리드(solid)요소로 상세하게 모델링하였으며, 양측 방향으로 각각 1km 구간에 대해서는 탄성재료를 고려하여 빔(beam) 요소로 이상화하여 모델링하였다. 사선계류시스템은 케이블(cable)요소를 적용하였으며, 수중폭발에 의한 동적거동시 수리동 적질량의 영향을 고려하기 위하여 원형단면에 대한 추가질량을 고려하였다. 또한 부력과 같은 상시하중을 초기조건으로 고려하기 위하여 동적완화해석(dynamic relaxation analysis)를 수행하였다. UE는 부력비(B/W)와 폭발지점으로부터 거리의 변화에 대해서 고려하였으며, 폭발의 규모는 천안함 합동조사보고서(2010)를 참조하여 TNT 360kg로 결정하였다. 수중폭발 해석결과, 폭발지점으로부터 SFT까지 거리는 관입량, 충격압력의 크기와 반비례 관계에 있고, 부력비(B/W)가 커질수록 계류장력도 커짐을 확인하였다. 그러나 사선계류라인의 계류각 변화는 SFT의 수평거동, 관입량, 계류력, 충격압력과의 연관성 을 찾을 수가 없었다.

Destruxins (Dtxs) are insecticidal cyclic hexadepsipeptides produced by the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae. Media composition for dtxs production was optimized with industrial grade media. Glycerol and casein peptone were selected as a carbon source and a nitrogen source, respectively. Dtxs production varied with C/N ratios. High yields of dtxs were observed at C/N ratios ranging 0.3 to 1.5, with concentrations mostly higher than 800 mg/L. Low yields were caused by high C/N ratio ranging from 3.0 to 8.0, resulting in less than 500 mg/L. The highest yield of Dtxs was obtained with 2% glycerol and 3% casein peptone, showing 192.2 mg/L of dtx A, 911.1 mg/L of dtx B, and 113.3 mg/L of dtx E, respectively. These results indicated that dtxs production is highly influenced by C/N ratio, especially the content of nitrogen source.

이소프로필알코올/물 혼합물은 가교된 폴리비닐알코올 복합막을 이용하여 투과특성평을 알아보았다. 검화도가 다 른 3종 PVA를 이용하여 고분자의 농도와 GA 농도에 따라서 투과특성을 확인하였다. 복합막은 PVA 용액을 PAN 지지체 위에 캐스팅한 후, 열가교를 통해 제조하였다. PVA 농도가 증가할수록 투과도는 감소하지만 선택도는 증가하는 것을 확인하였다. PVA-3이 7 wt% 농도로 코팅된 복합막에서 209 g/m2h의 투과도를 가지고, 100 이상의 선택도를 가지는 것을 확인하였다. 침지형 분리막을 제조하여 feed tank 온도와 feed 용액의 IPA 농도에 따라서 투과실험을 확인하였다. 또한 IPA 수용액에 농축실험을 지속적으로 한 결과, 60시간 후에 IPA의 농도가 99%까지 증가하는 것을 확인하였다.