Operation Parameters on Biological Advanced Treatment of Phenolic High-Strength Wastewater

페놀계 고농도 유기성 폐수의 생물학적 고도처리 운전인자

The objectives were to compare the biodegradable threshold concentrations of phenol with the different composition of the influent carbon source and examine the SMA (Specific Methanogenic Activity)and the possibility of simultaneous removal of high-strength organics and nitrogen compounds in UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) - PBR(Packed Bed Reactor) process. The results showed that UASB reactors were efficient to remove phenol and phenol + glucose from synthetic wastewater. At phenol conc, of 600 mg/L and SCOD conc. of 2100 mg/L in UASB reactor(with only phenol as substrate), the removal efficiencies of phenol and SCOD were over 99% and 93% respectively, under MLVSS of 20 g. The activity of microorganism was $0.112g\;phenol/g\;VSS{\cdot}d$, $0.351g\;SCOD/g\;VSS{\cdot}d$. The gas production rate was $0.115L/g\;VSS{\cdot}d$ and $CH_4$ content in gas was about 70%. At phenol conc. of 760 mg/L and SCOD conc. of 4300 mg/L in UASB reactor( with phenol + glucose as substrates), the removal efficiencies of phenol and of SCOD were over 99% and 90% respectively, under MLVSS of 20 g. The activity of microoganism was $0.135g\;phenol/g\;VSS{\cdot}d$, $0.696g\;SCOD/g\;VSS{\cdot}d$. The gas production rate was $0.257L/g\;VSS{\cdot}d$ and $CH_4$ content in gas was about 70%. Serum bottle test showed that the activity of granule was inhibited over 1600 mg/L phenol conc, and denitrification and methanogenesis simultaneously took place in UASB granules under co-substrates conditions. PBR reactor packed with cilium type media, was efficient in nitrification. In condition of $0.038kg\;NH_4-N/m^3-media{\cdot}d$. 10~12 mg/L phenol conc. and 200~500 mg/L SCOD conc., nitrification efficiency was over 90% and phenol removal efficiency was over 98%.

본 연구는 탄소원으로서 페놀과 공동기질로서 글루코스를 합유한 인공합성폐수를 만들어 실험실 규모의 UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) - PBR(Packed Bed Reactor) 공정을 운전하면서 페놀의 유일한 탄소원으로서의 이용특성과 공동기질로서 글루코스를 주입한 경우의 이용특성, 미생물의 활성도 및 질소의 동시제거 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 실험결과 페놀올 유일한 탄소원으로 주입한 경우 페놀유입농도 600 mg/L에서도 페놀제거율 99% 이상, SCOD 2100 mg/L 농도에서 제거율 93% 이상을 보였다. 조내 미생물의 량은(VSS) 약 20 g이었고 이때 미생물의 활성도는 $0.112g\;phenol/g\;VSS{\cdot}d$이었고 SCOD 제거율은 $0.351g\;SCOD/g\;VSS{\cdot}d$이며 가스발생율은 $0.115L/g\;VSS{\cdot}d$, 메탄가스의 함유율은 70%로 나타났다. 공동기질로 페놀파 글루코스를 주입한 경우 페놀유입농도 760 mg/L하에서 페놀제거율 98% 이상, SCOD 4300 mg/L 농도에서 제거율 90% 이상을 보였다. 조내 미생물의 량은(VSS) 약 20 g이었고 이때 미생물의 활성도는 $0.135g\;phenol/g\;VSS{\cdot}d$이었고 SCOD 제거율은 $0.696g\;SCOD/g\;VSS{\cdot}d$이며 가스발생율은 $0.257L/g\;VSS{\cdot}d$. 메탄가스의 함유율은 70%로 나타났다. 회분실험결과 페놀농도 1600 mg/L 이상의 농도에서 활성의 저해를 받았으며 메탄화반응과 탈질반응이 동시에 일어나는 것으로 관찰되었다. 질산화는 수리학적 체류시간 24시간으로 하여 암모니아성 질소 $0.038kg\;NH_4-N/m^3-media{\cdot}d$ 부하조건과 유입수내 페놀농도 10~12 mg/L, SCOD 200~500 mg/L 조건하에서 저해를 받지 않고 90% 이상의 질산화율을 보였고 페놀의 제거효율은 98% 이상을 보였다.