Analysis of the Substrate Removal Characteristics of TPA Using OUR and NUR Tests, and Simulation with ASM1

In this study, nitrate uptake rate(NUR) and oxygen uptake rate(OUR) tests were conducted for the assessment of application of Terephtalic acid(TPA) by-product as an alternative external carbon source for sewage treatment plant(STP). With the ASM1 installed in GPS-X the substrate removal characteristic was investigated with simulation by obtained data from NUR and OUR test. As a result, the fraction of RBDCOD(readily biodegradable COD) was mort than 90% and specific denitrification rate was observed about 8.00 mg $NO_3^-$-N/g VSS/hr that was similar to conventional external carbon source. In the next step, sensitivity analysis for heterotrophic biomass in ASM1 was conducted. Optimized parameters of ${\mu}_{max,H}$, $K_s$, ${\eta}_g$, and $b_H$ were 6.60/day, 23.3 mg/L, 0.88, and 0.54/day, respectively. Then, relative mean squared error(RMSE) was reduced to about 40%. Optimized parameters value were well corresponded with the substrate removal characteristics of high maximum and final endogenous specific OUR and high specific NUR.

호흡률과 탈질률 실험과 ASM1을 이용한 전산모사를 통한 TPA의 기질 분해 특성 평가

본 연구에서는 TPA 생산부산물의 대체 탄소원으로의 적용가능성을 검토하기 위해 호흡률 실험과 탈질 실험을 수행하고 기질 분해 특성을 평가하기 위해 수행된 실험결과를 활성슬러지 모델(ASM1)이 포함된 GPS-X로 전산모사 하였다. 호흡률 측정 결과 TPA 생산 부산물의 RBDCOD(readily biodegradable COD) 분율이 90% 이상으로 높았다. 탈질실험 결과 비탈질률이 약 8.00 mg ${NO_3^-$-N/g VSS/hr로 상용 외부탄소원과 유사한 높은 탈질능을 나타내었다. ASM1 모델의 heterotrophs 미생물에 관련된 매개변수들의 민감도 분석을 수행하였다. RUN1의 호흡률 실험과 탈질 실험결과를 통해 추정된 ${\mu}_{max,H}$, $K_s$, ${\eta}_g$, $b_H$의 값은 각각 6.60/day, 23.3 mg/L, 0.88, 0.54/day였고 default 값을 사용하였을 때와 비교하여 매개변수 추정을 통해 RMSE(Relative Mean Squared Error)가 40% 감소하였다. 추정된 매개 변수 해들은 호흡률 실험의 높은 최대 비호흡률과 최종 내생비호흡률, 무산소 조건에서의 높은 비탈질률로 나타난 TPA 부산물의 기질 제거 특성을 잘 반영하였다.