정수처리에서 생물활성탄(BAC) 공정은 미생물의 유기물 제거능을 극대화시킨 일종의 생물여과 공정으로 BAC에 부착 ◦ 서식하고 있는 세균은 서식환경의 영향으로 구성종 및 생체량에 차이를 유발하여 효율에 많은 영향을 미친다고 알려져 있다. 본 연구에서는 pilot-plant을 대상으로 BAC공정에서 활성탄 재질별로 세균분포 및 군집변화에 대한 연구 방법으로 사용되는 배양적(평판배양법) 및 비배양적 방법(FISH)을 이용하여 부착세균의 군집구조 특성을 조사하였다.
<h1>서 론</h1> <p>현재 적용되고 있는 고도처리방법중의 하나인 활성탄 여과법은 활성탄 다공성에 의해 수중의 각종 유해물질들이 활성탄에 잘 흡착되므로 기존의 급속여과법에서는 제거되지 않는 용해성 유기물, 미량 유기화합물, 암모니아성 질소, 철, 망간, 이취미 원인 물질, 소독 부산물 등의 제거에 매우 효과적이어서 구미 각국에서도 고도정수처리에 많이 이용하고 있다. 또한 입상활성탄 (granular activated carbon;GAC) 공정에서 GAC 파과점을 지나 지속적으로 운전한 결과, GAC 표면에 부착된 미생물의 응집체(aggregation)에 의한 생물학적 분해 작용으로 인하여 용존유기탄소 (dissolved organic carbon; DOC)가 제거된다는 보고가 있다. 이것을 생물활성탄 (biological activated carbon; BAC) 공정이라고 하며, 입상활성탄에 의한 유기물의 흡착 이외에 미생물의 생물학적 작용을 조합한 BAC 처리공정이 현재 전 세계적으로 널리 이용되고 있다. BAC의 입자 표면은 세균이 부착하는데 아주 적절하고 또한 원수에는 세균의 영양분이 될 수 있는 각종 유기 및 무기물질이 포함되어 있어 세균의 번식을 가능하게 한다. 정수처리에서 생물활성탄 공정은 미생물의 유기물 제거능을 극대화시킨 일종의 생물여과 공정으로 이전부터 국내 ◦ 외에서 널리 사용되고 있는 정수처리 기법이며 최근에는 멤브레인 공정과 조합하여 새로운 정수처리 공정으로 부각되고 있다. BAC에 부착 ◦ 서식하고 있는 세균은 낮은 농도의 유기물과 영양염류를 이용하여 성장하고 이 과정에서 체내의 영양염류를 고농도로 축적하게 된다. 세균은 빛, 수온, 기질, 효소, \( \mathrm{pH} \) 등에 영향을 받아서 부착 세균의 구성종 및 생체량에 많은 차이를 유발하여 BAC공정의 효율에 많은 영향을 미친다고 알려져 있다.</p> <p>현재 세균분포 및 군집변화에 대한 연구에는 전통적 배양적 방법과 비배양적 방법이 사용되고 있다. 생태계의 세균군집분석이 종전에는 배양 가능한 세균에 국한되었으나 배양적 방법은 배양이 되지 않은 세균(viable but unculturable bacteria)이 \( 95 \% \) 이상을 차지하는 만큼 방법에 한계를 가져왔다. 따라서 형광현미경으로 직접 계수하는 방법이 도입되었으며, 세균의 활성도, 체외효소의 활성도, 생리적 활성도 등을 생화학적, 유전학적 방법을 동원하여 분석하는 단계에 이르렀다. 생태계에서 세균의 기능과 구조를 더 잘 파악할 수 있는 비배양적 방법은 현재 직접 계수에 의한 DAPI 염색법(4,6-diamidino-2-phenylindole)과 형광물질로 표지된 rRNA-target oligonucleotide를 사용한 in situ hybridization 방법 등이 있는데 자연 상태의 세균 군집구조를 가장 정확하 게 나타낼 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히, Fluorescent in situ Hybridization (FISH) 법은 최근에 개발된 분자생물학적 monitoring 기법으로서 세균 군집구조의 이해에 가장 적합한 방법으로 인식되고 있다.</p> <p>따라서 본 연구에서는 1일 최대 100톤 처리 용량의 pilot-plant을 대상으로 BAC공정에서 활성탄 재질별로 배양적(평판배양법) 및 비배양적 방법(FISH)을 이용하여 활성탄 종류별로 부착세균의 군집구조 특성을 조사하였다.</p>