earticle

영어

When H2S gas was introduced into a single reactor, whare cells were mixed with iron solution in the absence of the immobilization particle, the cells were damaged by high concentration of H2S and the H2S removal rate was decreased rapidly. Therefore, a hybrid reactor was developed combining chemical reduction reactor and biological oxidation reactor to remove the toxic effect of H2S on cells and to improve the H2S removal rate. The microbial cells were immobilized
on the surface of curdlan particles to enhance Fe(II) oxidation rate with repeated fedbatch operation. As a result, iron oxidation rate was increased four times faster than that with free cell Iron solution oxidized with Thiobacillus ferrooxidans in a oxidation reactor was fed into the iron reduction reactor and reduced iron solution was recycled to the iron oxidation reactor. Since iron was precipitate with element sulfur at the high concentration of H2S detected by XRD(X-ray Diffractometer), iron oxidation rate was decreased with reaction time.

한국어

철산화 반응기와 황화수소 제거 반응기를 분리해서 실험하기 전 1.5 L Bubble column reactor에서 세포를 고정화시키지 않고 배양 후 최대세포 성장에 도달했을 때 황화수소 가스를 20 ppm부터 500 ppm까지 주입한 결과 20 ppm의 H2S 가스 주입시 세포가 크게 영향을 받지 않았는데 황화수소 가스 농도가 증가할수록 Fe(II)의 산화되지 않는 것으로 보아 지속적인 황화수소 제거 반응기로서 기능을 수행할 수 없었다. 커들란과 활성탄을 이용하여 적은 양의 담체로도 철산화력이 우수한 담체를 개발하고, 이 담체를 이용하여 실험한 결과 우수한 철 산화능력으로 인하여 반응기의 부피를 줄일 수 있었다.
철 산화 반응조와 황화수소 제거 반응조를 분리하여 two stage reactor에서 황화수소 제거 실험을 수행하였다. 그 결과 담체가 유동하는 상태에서는 시간이 지날수록 담체가 부서지는 현상을 보이고, Fe(II)의 산화가 이루어지지 못했다. 그래서 packed-bed type 고정화 세포를 이용한 연속 황제거 공정
에서 철산화 반응기로부터 쉽게 유출액을 얻을 수 있었으며, 또한 회분이 반복 될수록 철 산화가 증가하여 처음 철 산화 시간 60시간에서 10시간으로 단축되었다. 배양기간 동안 jarosite는 전혀 생성되지 않았고, 황화수소 가스 주입에 따른 처리 효율이 높았다. 황화수소제거 후 환원된 Fe(II) 재사용시 산화 능력은 우수하나 황화수소와 반응하면서 환원능력은 약간 감소함을 보였는데, 이는 황화수소 제거 후 elementer sulfur만이 침전되는 것이 아니고 황화수소를 제거하는 주성분인 Fe(II)이 element sulfur와 반응하여 침전한다는 것을 나타냈다. 본 연구를 바탕으로 연속적인 recycle fedbatch 조작을 위한 기반을 마련할 수 있었으며, 앞으로 철산화 능력과 황화수소제거 최적화 공정을 위한 연속황화수소 제거 공정에 필요한 반응 변수들을 찾아 공정 최적화를 위한 기본이 될 수 있을 것이다.