• 대한환경공학회지
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• 제35권4호
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• pp.294-300
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• 2013

혐기성 암모늄 산화공정 전처리로써 적절한 $NO_2{^-}-N/NH_4{^+}-N$ 반응비율에 맞는 유출수를 생성하기 위한 연구실 규모의 연속 회분식 반응기 시스템을 적용하였다. 부분아질산화 적용에 있어서 운전인자들을 이용하여 AOB를 활성화하고, 동시에 NOB를 억제하는 다양한 전략이 있다. 하지만 적용된 인자들은 명확히 정의되지 않고 아질산 축적에 있어서 극복할 점이 있다. 본 연구의 목적은 부분아질산화의 주 인자를 조사하여 안정적인 공정을 구축하는데 있다. 부분아질산화 시스템을 구축하기 위하여 우세적인 인자인 온도, 중탄산알칼리도, pH를 평가하고자 한다. 실험의 결과로써 알맞은 알칼리도 비가 $35^{\circ}C$와 상온 두가지 온도범위에 안정적인 50% 부분아질산화가 이루어졌다. 이는 질산화시 필요한 알칼리도를 50% 아질산화에 맞추어 주입하여 질산화과정을 억제하는 것이다. 알칼리도 비는 pH 조절없이 50% 부분아질산화의 전략으로 제안한다. 유출수의 $NO_2{^-}-N/NH_4{^+}-N$ 비가 거의 100%에 다다랐을 때 중탄산알칼리도는 각각 6.8, 6.7이 되었다. PCR-DGGE의 미생물 분석 결과 암모늄산화균이 지배적인 질산화균임을 알 수 있었으며 NOB는 억제되어 활성을 잃은 것으로 사료된다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.636-641
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• 2007

A pilot-scale biofilm nitiritation reactor was operated with the reject water from a large wastewater treatment plant. The effects of various operating parameters including pH, temperature, dissolved oxygen, solids and organic concentrations were examined. A stable nitritation was achieved at operating pH range of 7.3 to 8.8 with an alkalinity addition. Higher operating temperature of $35{\pm}0.7^{\circ}C$ achieved more stable nitritation compared to $30{\pm}0.2^{\circ}C$. It has been noticed that nitrite accumulation maintained with DO, solids and organic concentrations range of 0.8 to 3.9 mg/L, 3,400 to 11,000 mg/L, and 86 to 572 mg/L, respectively. It seems that the accumulation of nitrite was caused by both the inhibition of $NO_2{^-}$ oxidizers due to free ammonia and the maintenance of the high operating temperature of $35^{\circ}C$ which promote to accumulate the $NH_4{^+}$ oxidizers in the reactor. According to microbial community analysis of fluorescence in situ hybridization and INT-Dehydrogenase measurements, more nitrifiers were presented in attached form compared to suspended growth.

• 한국물환경학회지
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• 제34권1호
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• pp.96-108
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• 2018

Large efforts have recently been made on research and development of sustainable and energy-efficient short-cut nitrogen removal processes owing to strong attention to the energy neutral/positive wastewater treatment system. Anaerobic ammonium oxidizing bacteria (anammox bacteria) have been highlighted since 1990's due to their unique advantages including 60% less energy consumption, nearly 100% reduction for carbon source requirement, and 80% less sludge production. Side-stream short-cut nitrogen removal using anammox bacteria and partial nitritation anammox (PN/A) has been well established, whereas substantial challenges remain to be addressed mainly due to undesired main-stream conditions for anammox bacteria. These include low temperature, low concentrations of ammonia, nitrite, free ammonia, free nitrous acid or a combination of those. In addition, an anammox side-stream nitrogen management is insufficient to reduce overall energy consumption for energy-neutral or energy positive water resource recovery facility (WRRF) and at the same time to comply with nitrogen discharge regulation. This implies the development of the successful main-stream anammox based technology will accelerate a conversion of current wastewater treatment plants to sustainable water and energy recovery facility. This study discusses the status of the research, key mechanisms & interactions of the protagonists in the main-stream PN/A, and control parameters and major challenges in process development.

• 한국물환경학회지
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• 제22권4호
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• pp.711-719
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• 2006

The effluent from anaerobic digestion process of slurry-type piggery waste has a characteristic of very low C/N ratio. Because of high nitrogen content, it is necessary to evaluate nitrogen removal alternative rather than conventional nitrification-denitrification scheme. In this study, two parallel treatment schemes of SBR-like partial nitritation reactor coupled with anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) reactor, and a nitritation reactor followed by nitrite denitrification process were evaluated with a slurry-type piggery waste. The feed to reactors adjusted with various $NH_4-N$ and organics concentration. The nitrite accumulation was successfully accomplished at the loading rate of about $1.0kgNH_4-N/m^3-day$. The $NO_2-N/NH_4-N$ ratio 1~2.6 in nitritated effluent that operated at HRT of 1 day indicated that SBR-like partial nitritation was applicable to ANAMMOX operation. Meanwhile, the nitrite accumulation of 87% was achieved at SBR operated with HRT of 3 days and $0.4mgO_2/L$ for denitritation. Experimental results further suggested that HRT (SRT) and free ammonia(FA) rather than DO are an effective control parameter for nitrite accumulation in piggery waste.

• 한국습지학회지
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• 제16권4호
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• pp.433-441
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• 2014

고농도 질소를 함유하고 있는 하수는 하수처리장 처리 효율에 악영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 따라서 고농도 질소를 함유한 하수를 처리하기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 대표적인 고농도 질소를 함유한 하수인 혐기 소화 상징액과 가축분뇨를 대상으로 유기물 분석, foaming 실험 및 실험실 규모 아질산화 반응조 운전을 실시하였다. 유기물 분석 결과 혐기 소화 상징액은 용존성 불활성한 성분, 가축분뇨는 입자성 생물학적 분해가능한 성분이 가장 큰 부분을 차지하는 것으로 나타났다. 아질산화 반응에 적합한 체류시간은 혐기소화 상징액 2일과 가축분뇨 6일이였으며, 이와 같은 적정 체류시간에 차이는 암모니아성 질소 농도 및 유기물 성상차이에 의한 것으로 보인다. 또한 가축 분뇨 반응조 foam은 혐기 소화 상징액 반응조 foam과 비교하여 발생량은 많지만 빠르게 제거되는 특성을 보였다. 본 연구의 결과는 향후 아질산화 반응의 하수처리장 적용 시 기초 자료로 이용할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2009년도 정기 학술발표대회
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• pp.158.1-158.1
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• 2009

• 환경위생공학
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• 제13권2호
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• pp.128-138
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• 1998

This study was focused to find how each factors effect on the biological nitrification in wastewater treatment under high ammonia nitrogen concentration. Batch reactors in aerobic conditions were used to test the treatment efficiency of mixed liquor, nightsoil and piggery wastewater. The results are summeried as follows; Initial ammonia nitrogen concentration and pH were the direct influencing factors of nitrite build-up. More than 250 mg NH$_{4}$$^{+}$ - N/L in initial concentration built up nitrite and then the inhibition rate to Nitrobacter was above 70 percentage. And maximum nitritation rate was showed at pH 8.3 and nitrification could be completely achieved by pH control. Temperature and dissolved oxygen were the indirect influencing factors of nitrite build-up. These were a great effect on the activity of nitrifying microbes and ammonia nitrogen removal. Maximum nitritation rate was showed at 30 $\circ $C. The effect of DO concentration was negligible at more than 3 mg/L.

• 한국물환경학회지
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• 제34권1호
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• pp.109-120
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• 2018

Sidestream in domestic wastewater treatment plants contains high concentration of ammonium, which increases nitrogen loading rate in the mainstream. The process for deammonification consisting of partial nitritation-anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) and heterotrophic denitrification is an economical method of solving this problem. Currently, about 130 full-scale deammonification plants are fully operating around the world, but none is in Korea. In order to transfer the principal information about sidestream deammonification processes to researchers and operators, we summarized basic concepts, processes type, and key influence factors (e.g., concentration of nitrogen compounds, dissolved oxygen (DO), temperature, and pH). This review emphasis on the processes of single-stage sequencing batch reactor (SBR) deammonification, which are widely used as full-scale plants. Since simultaneous processes of partial nitritation, ANAMMOX and heterotrophic denitrification occur in a single reactor, the single-stage SBR deammonification requires appropriate control/monitoring strategies for several operating factors (DO and pH mostly) to achieve efficient and stable operation. In future, AB-process consisting of A-stage (energy harvesting from organics) and B-stage (ammonium removal without organics) will be applied to the wastewater treatment process. Thus, we suggest mainstream deammonification for B-stage connected with the sidestream deammonification as seeding source of ANAMMOX. We expect that many researchers will become more interested in the sidestream deammonification.

• 한국습지학회지
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• 제18권3호
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• pp.244-249
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• 2016

혐기 소화 상징액은 고농도 질소를 함유하고 있으며 수처리 계통으로 반송되어 하수처리장 유입 부하를 증가시킨다. 혐기 소화 상징액 내 고농도 질소를 아질산화 반응을 통해 처리하게 된다면, 경제적인 하수처리장 개조 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 혐기 소화 상징액을 이용한 장기간 실험실 규모 반응조 운전을 실시하였다. 운전 결과 암모니아성 질소 제거율 90% 이상과 아질산화율 70% 이상 효율을 보이는 운전 조건을 도출할 수 있었다. 또한 이를 바탕으로 운전 인자와 암모니아성 질소 제거 효율 및 아질산화율의 상관성을 분석하였다. 운전 결과 암모니아성 질소 제거 효율과 아질산화율은 미생물 체류시간 (SRT), 암모니아성 질소 부하 및 단위 미생물 농도 (MLSS) 당 암모니아성 질소부하와 관계가 큰 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 향후 혐기 소화 상징액의 아질산화 반응 유도에 중요 자료로 활용될 수 있으며, 아질산화 반응의 활용성을 증가시킬 것을 기대한다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권5호
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• pp.228-235
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• 2016

아질산화 반응을 통한 nitrite 축적은 단축질소제거 혹은 anammox 공정 수립을 위해 필수적이고 이 반응의 속도가 전체 질소제거공정의 효율에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 부유 미생물 연속류 반응기에서 pH 농도가 암모니아 폐수(2,000 mgN/L) 처리에 주는 복잡하고 다양한 영향 들을 modeling과 실험을 통해 종합적으로 분석하였다. modeling 연구 결과 반응의 안정성(stability)은 pH에 의해 지대한 영향을 받으며, free ammonia 저해가 심해지는 알칼리성 환경일수록 안정적 운전 영역(stable region)은 축소되었다. 기질과 pH의 좌표 상에서 stable region과 unstable region을 가르는 경계(stability ridge) 근처에서 안정적인 최대반응속도를 얻을 수 있고, 이 운전조건에서 아질산 축적 가능성도 최대가 되었다. stability ridge 근처의 조건에서 반응기를 운전한 결과 아질산화속도는 안정적으로 약 $6kgN/m^3-d$까지 얻을 수 있었고, 아질산축적율은 약 99% 이었다. 그러나 unstable region에서는 부하증가를 통한 반복된 교란 결과 유출수 암모니아 농도가 회복 불가능한 상태로 상승하였다. Modeling 결과 고유(intrinsic) 최적 pH 값을 고정하여도 실험에서 관찰되는 최적 운전 pH는 사용 기질의 농도가 높을수록 낮아지는 것으로 나타났으며, 이는 문헌에서 보고된 경향과 일치 하였다. 본 연구의 modeling 조건에서 95% 아질산화(5%는 암모니아로 잔존)를 위한 최적 운전 pH는 ~8.0인 것으로 예측되었으나, anammox 유입수 생산을 위해 55% 아질산화하려 할 때의 최적 운전 pH는 ~7.2로 낮아 졌다.