earticle

영어

A bacterium was isolated from soils in Suwon, Korea for the purpose of H2S removal using a biofilter system. The isolate was gram-negative, rod-shaped, catalase-positive, motile, and the isolated bacterium showed a positve in utilizing energy sources including citrate, mannitol, sucrose, fructose, and trehalose. Based on its biochemical characteristics it was identified as Burkholderia(Pseudomonas) cepacia. The specific growth rate of cell and generation time, cell productivity of the bacterium in thiosulfate medium containing yeast extract were 0.15 hr-1, 4.6 hr, and 8.05 mg/Lㆍh, respectively. The isolate reached the stationary phase of cell growth after 21 hr in incubation period. The optimum pH and temperature for the growth of the bacterium were 7.0 and 30℃, respectively. The pH range for the growth of B. cepacia was 5.0-8.0. The maximum rate of sulfur oxidation was 0.18g-S/L․h. The oxidation rate of thiosulfate was maintained up to 0.12 M of thiosulfate. Thereafter, the oxidation rate was significantly reduced. Both cell growth rate and sulfur oxidation rate of Burkholderia(Pseudomonas) cepacia were enhanced about 1.5times by the supplement with 0.2% yeast extract. Subsequently, B. cepacia cell was immobilized with Ca-alginate and investigated its ability of removal of hydrogen sulfide. The maximum removal rate for H2S was 6.25 g․cm-3․h-1 when the sulfide was supplied at 12 L/h of flow rate. From this study, we found that the immobilized B. cepacia may be a potential
candidate for H2S removal.

한국어

분리 균주는 운동성을 갖는 그람 음성 간균으로서 catalase 양성 반응을 보였으며, citrate, mannitol, sucrose, frutose, trehalose 등을 이용하였다. Biolog test 결과, 분리 균주는 Burkholderia(Pseudomonas) cepacia인 것으로 동정되었으며, 85.5%의 유사성을 나타내었다. 분리 균주의 최적 온도와 pH는 각각 30℃, 7.0이었으며, pH 4.0-8.0의 넓은 범위에서 성장이 가능하였다. 그리고 분리 균주의 유기물의 영향을 알아본 결과는 thiosulfate 배지에 yeast extract를 유일한 탄소원으로 혼합하여 첨가하면 thiosulfate와 yeast extract중 하나가 성장 제한 인자가 될 것이며 제한 인자 중 하나의 농도를 증가시키면 세포 성장에 따른 균체량이 증가하였다. 본 실험에서는 유기물로는 glucose 보다 yeast extract를 첨가했을 때가 증식 속도와 황산화 속도가 높게 나타났다. Thiosulfate 농도에 따른 분리 균주의 황산화 속도를 Limeweaver-Burk로 직선화하여 구한 최대 비증식 속도와 최대 황산화 속도는 각각
0.56 h-1과 0.18 g-S/L․h로 나타났다. 결과는 황 산화 속도는 기질 농도가 증가함에 따라 완만하게 증가하여 0.12 M에서 0.2 g-S/L․hr에 도달하였으나 0.16 M에서는 급격하게 감소하였다. 분리균의 황화 수소 제거능을 조사하기 위하여 각 flow rate에 따른 최대 제거 속도는 Vm과 K Cln/R과 Cln의 그래프를 이용하여 Hanes-Wolf 식을 통하여 구했다. 즉, 그래프의 기울기와 Y절편으로부터 계산한 flow rate 12 L/h에서의 황화 수소에 대한 Vm과 Ks는 각각 6.25 g-S․cm3․h-1과 22.88 ppm이다. 높은 flow rate에서의 제거 효율과 제거 용량은 역 경향이 나타났다. 이것은 mass transfer 효과 즉, 확산제한에 기인한 것이지 미생물의 효소 활성의 제한에 의한 것은 아니다(19). 따라서, biofilter내로 고농도의 황화 수소가 유입 될 때 황화 수소 가스의 flow rate를 줄이든지 또는 적절한 제거 용량에 도달하기 위해 충진물의 부피를 증가할 필요가 있다.