새로운 생물 반응기를 이용한 톨루엔과 크실렌의 동시 분해

Abstract

새로운 생물 반응기를 이용한 톨루엔 과 크실렌의 생물학적 분해를 수행하고 수학적 모사를 통해 실험 결과를 분석함으로써 작업 조건을 최적화하였다. 새로운 생물 반응기는 실리콘 관으로 소수성 물질이 확산될 수 있다는 점을 응용한 것이다. 반응기내로의 톨루엔 및 크실렌의 전달 속도는 몇 가지 작업 인자들을 통하여 쉽게 조절할 수 있었고 실리콘 관에 대한 톨루엔과 크실렌의 흡수는 이들이 혼합 상태로 있는 경우 상호 경쟁적으로 일어나는 것이 관찰 되었다. 회분식 혹은 반복 회분식 조작을 통한 분해 공정에서 미생물의 증식은 톨루엔 과 크실렌의 농도가 임계점이하로 감소한 후부터는 시간에 대해 선형적으로 일어났으며 이 기간 중에 반응기내에는 의사 정상상태가 유지 되었다. 반복 회분식 조작은 높은 분해 용량을 가짐에도 불구하고 몇가지 극복되어야 할 문제점으로 인해 실제 공정에 응용되기는 부적합하였다. 연속 조작에 있어 톨루엔 및 크실렌의 농도는 희석율의 증가에 따라 급격하게 증가하였다. 연속 조작에 의한 톨루엔 분해에 대해 수행한 수학적 모사 결과는 실험 결과와 거의 일치 하였다. 모사를 통해 특정 조건하에서의 증식 제한 기질을 결ℓㅗ纛막館 <최적 작업 조건을 구할 수 있었으며 이는 실험을 통해 증명되었다. 톨루엔 분해에 대해 세워 진 수학적 모델은 톨루엔 과 크실렌의 동시 분해 및 크실렌의 분해에도 적용될 것으로 보인다.