• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.77-87
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• 1987

미국 오하이오주 콜럼버스시에 소재한 하수처리장(an conventional activated sludge treatment plant: 일 평균 처리 용량은 46.4 MGD)을 대상으로 filamentous bulking(Schizothrix calcicola)의 원인규명을 위한 연구가 수행되었다. 하수관거 및 하수처리장내에서의 실제 운영조건을 실험실에서 재현하기 위하여 주정폐수와 하수의 혼합액을 산화시키기 위한 산화조와 활성슬러지 처리조를 설치하여 산화조에서의 유출수를 활성슬러지 처리조에 유입수로 투입하였다. 실험결과로 sludge bulking의 주원인은 하수 관거내에서 혐기성으로 산화되어 유입원 주정폐수와 낮은 용존산소임이 밝혀졌다. 아울러 본 연구대상 하수처리장의 일차침전지에서 대량으로 검출된 volatile fatty acids는 sludge bulking의 지표일 뿐 유일한 원인이 아니며 주원인은 낮은 용존산소하에서 정상적인 슬러지의 성장을 억제하거나 혹은 filamentous microorganisms의 과대성장을 촉진시키나 아직은 그 실체가 규명되지 않은 유기물이라고 사료된다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권5호
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• pp.331-338
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• 2019

This study aimed to investigate the membrane fouling and sludge characteristics in a pilot-scale submerged membrane bioreactor (MBR) operated under low temperature ($7^{\circ}C$). To elucidate the mechanisms of membrane fouling at low temperature, we studied the correlation between MBR performances and physicochemical properties of sludge including extracellular polymeric substance (EPS), relative hydrophobicity (RH) and floc size during long-term operation. The MBR was shown able to remove chemical oxygen demand (COD) stably and efficiently (>90 %) in the case of overgrowth of filamentous bacteria (bulking sludge) at low temperature. On the other hand, the occurrence of filamentous bulking greatly accelerated membrane fouling, as indicated by membrane filtration period of 14 days for filamentous bulking at $7^{\circ}C$, in comparison with that of 27 days for non-bulking sludge at $24^{\circ}C$ The overgrowth of filamentous bacteria resulting from low-temperature condition led to an increased release of EPS, higher RH, smaller floc size and lower fractal dimension of sludge. These factors accelerated the formation of compact cake layer on membrane surface in association with performance diminution in terms of increase in transmembrane pressure (TMP) of the membrane and thus the decrease in membrane permeability.

• 한국물환경학회지
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• 제20권5호
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• pp.506-511
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• 2004

Maintaining dissolved oxygen (DO) at sufficiently low concentration in the aeration tank at a wastewater treatment plant (WWTP) is essential for reduction of the costs of operation and maintenance. On the other hand, the low DO level may result in adverse effect on the integrity of the activated sludge, A typical and disastrous outcome frequently experienced is the outgrowth of filamentous microorganisms, which is called as filamentous bulking, In addition to the traditional methods such as sludge settleability and microscopic observation of the culture, molecular techniques including polymerase chain reaction (PCR) amplification followed by 16S rRNA sequencing were applied to identify filamentous bacteria present in bulking sludge under a condition of low DO concentration, Two morphologically distinct groups, presumably consisting of Sphaerofilus nafans, and Eikelboom Type 1701 or Type 1851, were identified through microscopic observation. They were further confirmed by subsequent 16S rRNA sequencing. Dominant filamentous bacteria identified by the molecular techniques were consisted of three major groups. Sequences of partial 16S rRNA cloned showed that the filamentous bulking organisms were closely related to Eikelboom Type 021N and Eikelboom Type 1701, and Sphaerotilus natans, respectively. Molecular methods were found to possess a strong potential of direct examination of the microbial community of an activated sludge system.

• 한국환경보건학회지
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• 제32권1호
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• pp.96-101
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• 2006

Chlorination inhibition on the organic removal activity of activated sludge microorganism was investigated in this study. It is well known that chlorination improves the settleability of filamentous bulking sludge through the selective impediment of filamentous microorganisms. However, it is based on the declination of effluent water quality after actual chlorination in dairy wastewater treatment plant. In case of the activated sludge which was exposed in the suggested concentration of chlorine $7.5\;mgCl_2/gVSS/day$ for the filamentous bulking control, decrease of organic uptake rate of $4.9\~24.0\%$, and dentrification rate of $24.8\~30.3\%$ ware shown in comparison to the control group which was not reacted with chlorine. As a result of comparing floc size of activated sludge microorganism, the average of floc diameter in the chlorine exposed group was $150\;{\mu}m$, which displays $25\%$ decrease compared with the control group.

• 한국환경보건학회지
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• 제30권1호
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• pp.7-14
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• 2004

The change in filamentous bacteria appearance was observed by adjusting factors such as organic and nurient concentration of feed wastewater and the aeration rate in the reactor. In case that COD:N:P and DO were 100:10:1 and 6.1 m1/1 respectively, the mean SVI was 122 ml/g and the filaments were developed normally in flocs. For the low DO con- dition, however, the SVI averaged 186 ml/g and the appearance of outgrowing filaments were more frequent. When the high organic was supplied into the reactor, the average SVI was 274 ml/g and the distinct filamentous bulking was observed. Meanwhile when COD:N:P was maintained at 100: 1 :0.5, the SVI was as low as 87 ml/g and the appearance of filaments were minimal and the size of flocs was small comparing other experimental conditions. For normal, low aeration and high organic concentration, predominant filaments in the early stage of experiments were commonly Type 021N,S. natans which were usually found in low DO condition. However, Type 041, Type 1851, Type 0961 became predominant as experiments extended. Meanwhile, in low nutrient condition, Type 0675, Type 1851, and Type 0961 were observed. The filamentous bacteria appearance for SVI< 150(ml/g), Type 0041, Type 0961 (usually low organic in feed wastewater) were predominantly observed and SVI > 150(ml/g), S. natans and Type 021N(usually low DO in aeration basin) was predominant.

• 한국환경보건학회지
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• 제33권4호
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• pp.338-343
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• 2007

Chlorine inhibition on the denitrifing activity of activated sludge treating dairy wastewater was investigated in this study. Filamentous bulking was caused artificially by a sudden load of feed and monitored by measuring sludge volume index. In cases of the activated sludge and bulking sludge which were contacted with chlorine as $7.5\;mgCl_2/gVSS/day$ for bulking control, the decreases of specific denitrification of $32.2{\sim}40.4%\;and\;43.5{\sim}46.5%$ were shown in comparison to the control group which was not reacted with chlorine, respectively. In continuous operation, it was observed that the removal efficiency of total nitrogen was more susceptible to chlorine than the removal efficiency of total phosphorus.

• 한국물환경학회지
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• 제22권6호
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• pp.1101-1106
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• 2006

생물학적 영양소 제거공정의 하수처리장에서 운전온도가 낮은 겨울철 기간중 사상성 미생물에 의한 Bulking 문제가 발생하고 있다. 본 연구는 사상성 세균의 한 종류인 M. parvicella의 성장에 의한 Bulking 문제를 C시 하수처리장과 파일럿 시설을 이용하여 검토하였다. Full-scale 시설은 1일 처리용량이 $51,000m^3/d$이고 F/M비는 0.12 kgBOD/kgMLVSS/d이며 SRT는 25일 이상으로 운전되고 있었다. 본 시설은 2003년 생물학적 영양소 제거공정으로 전환된 이후 운전온도가 $15^{\circ}C$ 이하의 저온으로 운전될 때 Bulking과 그로 인해 반응조내 거품현상이 주기적으로 발생되어 왔다. 파일럿 플랜트는 Full-scale과 동일한 시스템 및 폐수를 이용하였으며 1일 처리용량은 3.8 톤이고 운전온도는 $10^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$이었으며 SRT는 10일에서 25일 사이로 운전되었다. Full-scale에서는 온도변화에 따른 M. parvicella 성장과 SVI 변화 양상이 검토되었다. 아울러 파일럿 시설에서는 DO와 SRT를 변화시키면서 그에 따른 Bulking 미생물의 성장과 SVI 변화 형태를 분석하였다. 3년간 Full-scale의 운전결과를 분석한 결과 여름철 기간은 SVI가 160 이하의 양호한 분포를 나타내는 가운데 M. parvicella에 의해 더 이상 침전효율이 저조한 결과를 나타내지 않고 있었다. 반면 낮은 운전온도에서는 SVI가 300 이상의 높은 값을 나타내었다. 본 연구결과 DO 농도를 2-4 mg/L로 운전하거나 SRT를 20일 이내로 유지하였을 경우 M. parvicella에 의한 Bulking 문제가 효과적으로 제어되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제23권3호
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• pp.365-371
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• 1995

슬러지 팽화의 원인이 되며 활성오니 공정운영상의 지표생물이 되는 사상세균과 원생동물을 동정하기 위하여 도시하수 활성오니 처리장 6개소와 산업폐수활성오니 처리장 5개소의 폭기조로부터 시료를 채취하여 현미경 경검법과 일부 생리학적 방법을 써서 미생물을 동정하였다. 가장 많이 출현하였던 사상세균은 Microthrix parvicella이었으며 다음이 type 0041, type 1701, Nocardia의 순이었다. 비록 시료수는 적었지만 이러한 출현빈도는 미국과 네덜란드에서 조사된 것과 비슷한 경향을 보였다. 사상세균의 형태는 이전의 문헌에서 보고된 것과 대체로 일치하였는데 type 1701의 경우에는 전형적인 형태에 비해 사상체(filament)의 직경이 약간 가늘었다. 이러한 사상세균들은 낮은 유기물부하 또는 낮은 DO와 관계가 있는 것들이었으므로 더 많은 조사가 이루어지면 지표생물로서의 활용이 가능할 것이다. 원생동물에 있어서는 Voricella가 가장 많이 출현하였고, 다음이 Aspidisca, Opercularia, Diffugia의 순이었다. 후생동물에 있어서는 Philodina가 유일하게 출현한 속이었다. 이러한 속들은 활성오니성 미생물로서 처리상황이 좋을때 우점적으로 나타나는 미생물이라고 알려져 있으므로 처리수의 수질과 관련하여 유추해 볼때 상당한 타당성이 인정되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권3호
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• pp.340-344
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• 2008

Electro-flotation (EF) was applied to a sequencing batch reactor process (SBR) in order to enhance solids-liquid separation. Solids-liquid separation was good enough in the SBR coupled with EF (EF-SBR) and it was possible to maintain the concentration of mixed liquor suspended solids (MLSS) high in the EF-SBR. Under moderate organic loading condition (COD loading rate: 6 g/day), control SBR (C-SBR) showed similar treatment efficiencies with the EF-SBR. Under high organic loading condition (COD loading rate: 9.6 g/day), the solids-liquid separation in the C-SBR was deteriorated due to proliferation of filamentous bulking organisms at high F/M ratio. However, the EF-SBR was operated stably and with the high MLSS concentration (above 4,000 mg/L) regardless of the organic loading conditions during overall operating period leading to the satisfactory effluent quality. Gas production rate of the electrodes was gradually decreased because of anodic corrosion and scale build-up at the surface of cathode. However it could be partially overcome by use of corrosion-proof electrode material (SUS-316 L) and by periodic current switching between the electrodes.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.3341-3352
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• 2011

본 연구는 간헐적으로 공장폐수가 유입되고 있는 하수처리시설에 대하여 각 단위공정별 운전현황 조사와 수질 측정을 실시하여 운전특성을 파악하고자 하였다. 생물반응조의 운전조건은 MLSS 농도 2,000~3,000 mg/L, HRT 5.3~16.3 시간, SRT 2.8~66.6 일 범위를 나타내었고, SVI는, 최적 범위인 50~150을 상회하여, 200 이상의 측정값이 빈번히 발생하여 슬러지 침강성이 양호하지 않은 것으로 관측되었다. 주요 원인은 공장폐수의 유입에 기인한 것으로 판단되며, 이와 같이 공장폐수 유입 시 생물반응조내의 MLDO가 급격히 상승하고 질산화 효율이 빠르게 감소하며 이차침전지에서는 Pin floc.이 유출되는 현상이 발생하였다. 미생물 관측결과, 다양한 세균 플록과 섬모충류 등이 관측되었으나, Bulking 발생의 원인이 되는 사상균인 Sphaeotilus와 방선균 등도 발견되었다. 단위공정별 처리효율은 평균적으로는 대체로 양호한 처리효율을 나타내고 있었으나 간헐적인 공장폐수 유입의 영향으로 인한 생물반응조의 운전특성의 불안정성으로, 처리효율의 변동성이 크게 나타나고 있었다.