Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association (유기물자원화)

Korea Organic Resources Recycling Association (유기성자원학회)
권호 표지

A Study on the removal of nitrogen by combined nitrification and autotrophic denitrification

질산화와 무기영양 독립탈질화의 연계처리에 의한 질소제거에 관한 연구

  • Han, Gee-Bong (Department of biotechnology Environmental engineering, Clean Environmental Research Laboratory, The Catholic university of Korea) ;
  • Jeong, Da-Young (Department of biotechnology Environmental engineering, Clean Environmental Research Laboratory, The Catholic university of Korea) ;
  • Woo, Mi-Hee (Department of biotechnology Environmental engineering, Clean Environmental Research Laboratory, The Catholic university of Korea) ;
  • Kim, So-Yeon (Department of biotechnology Environmental engineering, Clean Environmental Research Laboratory, The Catholic university of Korea) ;
  • Kim, Bio (Department of biotechnology Environmental engineering, Clean Environmental Research Laboratory, The Catholic university of Korea)
  • 한기봉 (가톨릭대학교 생명.환경공학부 청정환경연구실) ;
  • 정다영 (가톨릭대학교 생명.환경공학부 청정환경연구실) ;
  • 우미희 (가톨릭대학교 생명.환경공학부 청정환경연구실) ;
  • 김소연 (가톨릭대학교 생명.환경공학부 청정환경연구실) ;
  • 김비오 (가톨릭대학교 생명.환경공학부 청정환경연구실)
  • Received : 2008.06.04
  • Accepted : 2008.06.25
  • Published : 2008.06.30
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Abstract

Removal of nitrogen compound under nitrification related with denitrification by biofilm which developed on the porous media was investigated. With the investigation of $NH_4-N$ nitrification and autotrophic denitrification supplied with sulfur media as electron donor, conclusions were retrieved as follows. When $F/M_N$ ratio of $NH_4-N$ was increased from $0.0062-0.034gNH_4-N/g\;MLVSS{\cdot}day$ by the change of influent concentration and HRT the nitrification rate decreased as the increase of loading rate. Also under the same conditions of $F/M_N$ ratio, the alkalinity consumption rate of operation was higher at 8 hours of HRT than at 6 hours of HRT. Accordingly the influent loading rate variation by detention time with influent flow influenced more on the nitrification efficiency than the influent loading rate variation by the influent concentration did. Denitrification rate with various EBCT(Empty Bed Contact Time) showed average 25% at 8.4hrs of EBCT but sharply decreased average 5% at 4.6hrs of EBCT, so the operation would be more effective at above 8.4hrs of EBCT. Also denitrification rate was known to be adversely increased as $NO_3-N$ loading rate per unit volume of sulfur-media was decreased within the range of $0.5{\sim}2.0kgNO_3-N/m^3{\cdot}day$.

다공성 담체에 형성된 미생물을 이용한 질소화합물 제거를 위하여 질산화와 탈질의 연계처리에 의한 연구를 수행하였다. $NH_4-N$의 질산화 및 황담체를 전자공여체로 제공하여 독립영양 탈질이 유도되도록 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론이 도출되었다. 유입 농도 및 HRT의 변화에 따라 미생물에 대한 $NH_4-N$의 부하량 ($F/M_N$비)이 $0.0062{\sim}0.034gNH_4-N/g\;MLVSS{\cdot}day$의 범위에서 증가할 경우 부하량 증가에 따른 질산화 율은 감소하는 경향을 나타내었다. 같은 범위의 $F/M_N$비(유입부하)일 경우 HRT 6시간보다 8시간으로 운전하였을 때가 알칼리도 소모량이 더 높게 나타났다. 따라서 유입 $NH_4-N$ 농도가 높아짐에 따라 증가된 유입부하가 질산화 효율 증가에 미치는 영향보다는 같은 $F/M_N$비(유입부하)일 때 유입유량 변화로 인한 체류시간이 증가할수록 더 질산화의 효율 향상에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. EBCT의 변화에 따른 탈질효율은 8.4hr 이상으로 유지될 때는 평균 25% 이상으로 나타났으나 4.6hr으로 줄어들 때는 평균 5%로 크게 감소함으로써 EBCT는 최소한 8.4hr 이상을 유지하는 것이 더 효율적임을 알 수 있었다. 또한 탈질효율은 $NO_3-N$의 황담체 단위체적 당 유입부하가 $0.5{\sim}2.0kg\;NO_3-N/m^3{\cdot}day$의 범위에서 낮아질수록 반비례하여 증가함을 알 수 있었다.

Keywords