The Development of Treatment System for Removing the Low Concentrated Nitrogen and Phosphorus Using Phototrophic Bacteria and Media

We used phototrophic bacteria to remove low concentrated organic materials (CODCr), nitrogen and phosphorus. We applied $COD_{Cr}$ 37.3 mg/L, $NH_3-N$ 4.0 mg/L, and $PO_4^{3-}-P$ 1.0 mg/L (C:N:P=100:10:1) in the batch test, and the removal efficiencies were shown as follow: $COD_{Cr}$ 87.4%, $NH_3-N$ 46.3%, $PO_4^{3-}-P$ 79.7%. The aerobic process with mixed phototrophic bacteria, ceramic media, and media KSP01 showed the removal efficiencies of $COD_{Cr}$, $NH_3-N$, and $PO_4^{3-}-P$, each as 72.7% and 79.2%, respectively in the lab-scale reactor. The maximum $PO_4^{3-}-P$ removal efficiency reached 92.6% by adjusting pH. There were three conditions used to remove $NH_3-N$. The highest removal efficiency was 98.5% with 10.2 L/min of aeration in 1-2 reactors, and the result of applying river-water showed the high removal efficiency of $NH_3-N$ (82.8%). Therefore, this purification system may be useful to control nitrogen and phosphorus at low concentration in field.

광합성 박테리아 및 담체를 이용한 하천의 저농도 질소, 인 처리 시스템 개발

저농도 유기물, 질소, 인 제거를 위하여 독립영양 미생물인 광합성 박테리아를 이용한 회분식 실험 결과 초기값 $COD_{Cr}$ 37.3 mg/L, $NH_3$-N 4.0 mg/L, $PO_4^{3-}$-P 1.0 mg/L (C:N:P=100:10:1) 일 때 각각 87.4%, 46.3%, 79.7% 제거효율을 보였다. 혼합 광합성 박테리아, 세라믹 담체 및 담체 KSP01을 적용한 폭기식 반응기 실험 결과, 평균 유기물 72.7%, 암모니아성 질소 79.2%를 제거하였으며, pH 조절로 인산염 인을 최대 92.6%까지 제거할 수 있었다. 반응기 내 다양한 폭기 조건에서 암모니아성질소 제거를 확인한 결과, 1, 2 반응조에 10.2 L/min로 공기를 주입하였을 때 98.5%로 높은 제거효율을 보여주었다. 또한 하천수 적용시 암모니아성 질소 82.8%의 높은 제거효율을 확인하였다. 본 연구를 통하여 개발된 정화 시스템의 현장 적용시 저농도 질소, 인의 높은 제거를 보일 것으로 사료된다.