The Influence of Ammonium-Nitrogen on Anaerobic Microorganisms in Swine Wastewater by Batch-Fermentation.

혐기성 회분식 배양에서 양돈폐수의 NH$_4$-Nitrogen이 혐기성 미생물에 미치는 영향

This study presents the influence of ammonium-nitrogen on microorganisms in swine wastewater. For the anaerobic batch fermentation, two different methods were used. One is the dilution of wastewater with water. The other method is the elimination of ammonium-nitrogen from the wastewater. By addition of MgO into wastewater, non-soluble crystall was formed under alkaline condition as MgNH$_4$PO$_4$6$H_2O$ (MAP). The master culture was adapted in swine wastewater for more than 3 months, in water-dilution method, the dilution of wastewater with 25% water gave us the best result in efficiency of COD removal. Two hundred hours later MAP-treated wastewater showed the efficiency of the COD removal more than 80%. Under same condition obtained none MAP-treated wastewater about 50%. MAP treatment carried out the very effective anaerobic digestion with swine wastewater. The important result in this study is that the low ratio of C:N influenced on anaerobic microorganisms more than high concentration of ammonium nitrogen in swine wastewater. The struvite for the crystallforming has no toxic effect on methanogenic bacteria.

본 연구에서는 양돈폐수의 생물학적 처리의 난점 중 하나인 NH$_4$-N이 혐기성 미생물에 미치는 영향을조사하기 위해 폐수를 여러 가지 비율로 희석하여 혐기성 회분식 배양을 시도하였으며 COD제거율과 NH$_4$-N의 농도를 측정 비교하였다. 또한 MgO를 첨가하여 폐수내의 NH$_4$-N를 $MgNH_4PO_4{cdot}6H_2O$의 결정체로 형성시킨 후 침전 제거하고 같은 조건에서 배양하였다. 3개월 이상 원폐수에서 적응된 master culture는 75%의 폐수와 25%의 희석수에서 빠른 COD 제거율을 보였으며, MAP법으로 NH$_4$-N를 60% 제거한 폐수에서는 200시간 후 80%이상의 COD 제거율을 보였다. 같은 조건에서 NH$_4$-N를 함유하고 있는 폐수는 50%정도의 COD 제거율을 보여, MAP법으로 NH$_4$-N를 제거한 폐수의 혐기성소화가 월등함을 알 수 있다. 특히 중요한 결과는 NH$_4$-N 농도가 혐기성 미생물에 미치는 영향보다는 C:N의 비율이 2이하일 때 치명적인 영향을 줌을 규명하였으며 MAP법에 의해 형성된 struvit는 혐기성 미생물에 독성 영향을 주지 않음을 알 수 있었다.