| 저자(한글) |
LI, Jian,ZHAN, Guo-qiang,WANG, Juan,GAO, Ping,LI, Da-ping |
| 초록 |
스테인리스강 튜브를 음극, 탄소펠트(carbon felt)를 양극으로 하고, 음극 양극 사이에 짜지 않은 천을 격막으로 하여 단실식 생물 전기분해전지(microbial electrolysis cell, MEC)를 구축하였다. 암모니아를 유일한 전자 공여체로 하여, 혼합 균군을 접입한 후, 서로 다른 양극 전위 설치를 통하여, 초기 농도가 서로 다른 암모니아 질소가 생물 전기분해전지 내에서의 산화와 생성물의 생성 정황을 관찰하였다. 관찰 결과, 일정한 양극 전위가 0.2 V(vs Ag/AgCl)일 때, 5일 작업 후, 암모니아 질소 초기 농도가 200 mg/L, 400 mg/L인 암모니아 질소 제거율은 각각 30%, 35%이며, 질소 기체는 각각 16.1 mL, 17.18 mL, 메탄은 각각 1.18 mL, 1.46 mL 축적되었다. 일정한 양극 전위가 0.6 V(vs Ag/AgCl)일 때, 암모니아 질소 초기 농도가 200 mg/L, 400 mg/L인 암모니아 질소 제거율은 각각 32.4%, 36.6%이며, 질소 기체는 각각 16.48 mL, 17.42 mL, 메탄은 각각 1.3 mL, 1.52 mL 축적되었고, 질산태 질소(nitrate nitrogen)와 아질산성 질소(nitrite nitrogen)는 검출되지 않았다. 순환전압전류(Cyclic Voltammetry) 스캔 분석 결과, 양극은 뚜렷한 산화환원봉우리를 갖고 있었고, 서로 다른 양극의 고정 전위는 산화환원 봉우리 편이를 초래하였다. 주사전자현미경으로 발견한데 의하면, 양극 미생물의 세포 표면에 주름진 형태가 있었고, 고속처리 분석 결과, 양극 미생물 중 Geobacter는 24.11% 차지하였으며 우점균군이고, 양극 암모산화(ammoxidation) 과정에서 핵심 작용을 하였다. 시스템 중에는 또 수소 영양형 메탄 생성균 Synergistes(3.8%), Clostridium(3.8%), Gordonia(1.85%) 등 기능 미생물이 존재한다. 결과적으로, 생물 전기분해전지 내에서, 미생물은 암모니아 질소를 전자 공여체로 하고, 암모산화를 통하여 질소를 제거할 수 있으며, 또 수소 기체와 메탄을 생성할 수 있다. |
