• 제목/요약/키워드: Sequencing Batch Reactor

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생물학적 수소생산을 위한 혐기성 연속 회분식 반응조(ASBR)의 장기운전 특성 (Long Term Operation of Biological Hydrogen Production in Anaerobic Sequencing Batch Reactor (ASBR))

  • 정성진;서규태;이택순
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.1-9
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    • 2013
  • 혐기성 연속 회분식 반응조(Anaerobic sequencing batch reactor; ASBR)를 이용하여 혼합배양을 통한 장기간의 수소생산특성을 조사하였다. 실험에 사용된 기질은 글루코오스(8,250 mg/L)였고, pH 5.5, 온도 $37^{\circ}C$, 교반속도 150 rpm으로 설정하여 160일 동안 반응조를 운전하였다. 운전초기에 F/M비 2로 유지되어 수소생산 수율은 0.8 mol $H_2/mol$ glucose의 수소가 생산되었고, 운전 80일째 수소생산수율은 2.68 mol $H_2/mol$ glucose까지 증가하였다. 그러나 그 이후로 수소 생산량이 지속적으로 감소하여 운전 130일경 이후 수소의 생산은 없는 것으로 나타났다. PCR-DGGE분석을 통해 반응조내 미생물은 일반적인 수소생성 균으로 알려지고 있는 Clostridium sp.가 검출되었으나 반응조 운전 조건의 변화가 수소생산 저감의 주된 원인으로 밝혀졌다. 즉 반응조의 MLSS 농도가 증가함에 따라 F/M비가 감소하고 생산된 수소는 propionic acid의 생성으로 소모되는 것으로 추정할 수 있고 이는 반응조의 F/M비 0.5와 propionic acid 농도는 2,130 mg/L로 높게 유지된 것으로 확인하였다.

실험실 수준의 반응조 온도가 양돈폐수중 질소, 인의 처리에 미치는 영향 (Effect of Temperature on Treatment of Nitrogen and Phosphorus of Pig Wastewater in Bench Scale Reactor)

  • 박석환
    • 한국환경보건학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.86-92
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    • 1995
  • This study was performed to evaluate the effect of temperature on operating parameters for reactor in pig wastewater treatment using sequencing batch reactor method which is one of the biological treatment methods. Study was accomplished by experimental apparatus of bench scale, and the degradation rate coefficient and temperature correction factor were derived. The followings are the conclusions that were derived from this study. 1. In the characteristics of pig wastewater, concentrations of TKN and T-P were very high as 590 mg/l and 40 mg/l, respectively. 2. Removal efficiency of BOD and $COD_{Mn}$ as organic compound indicators were the highest mark as 97% at 25$\circ$C. 3. When temperature was incresed from 10$\circ$C to 25$\circ$C, removal efficiencies of TKN and T-P were proportionally increased. Especially, the former was greatly effected by temperature of reactor. 4. In experiment of bench scale, the degradation rate coefficients were increased as temperature increased, but decreased at the temperature range of 25~35$\circ$C. Temperature adjustment coefficients for $COD_{Mn}$, BOD, TKN and T-P were 1.1460, 1.1356, 1.1140 and 1.0565, respectively.

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침지형 막결합 연속회분식 반응기를 사용한 하수의 고도처리에서 담체의 효과 (Effect of Media in Advanced Treatment of Sewage Using Submerged Membrane-Coupled Sequencing Batch Reactor)

  • 김승건;이호원
    • 멤브레인
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    • 제26권6호
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    • pp.470-479
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    • 2016
  • 담체가 투여된 침지형 막결합 연속회분식 반응기(SMSBR)를 사용한 하수의 고도처리에서 담체가 여과성능과 제거효율에 미치는 영향을 조사하였다. 담체는 반응기 부피 기준으로 10% 투여하였고, 담체와 분말활성탄을 첨가하지 않은 반응기, 분말활성탄(10 g/L)만을 첨가한 반응기 및 담체와 분말활성탄을 모두 첨가한 반응기를 대조군으로 하였다. COD, T-N 및 T-P에 대한 제거효율은 담체 및 분말활성탄 첨가 유무에 따라 큰 차이가 없었다. 그러나 담체를 첨가하지 않은 경우 막간차압(TMP)은 급격히 증가하였으나, 담체를 첨가한 경우에 막간차압은 매우 서서히 증가하였다. 담체를 투여한 SMSBR를 사용하여 하수를 고도처리 할 때, 91일 이상의 운전기간 동안 막 세정 없이 운전이 가능하였다. 담체만을 투여한 경우, 운전 80일 경과 이후의 COD, T-N 및 T-P 평균 제거율은 각각 95.0, 69.3% 및 51.4%이었다.

연속회분식 반응조에서 생화학흡착제로서 바이오세라믹의 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of Bioceramics as Biochemosorption Material in Sequencing Batch Reactor)

  • 이승환;이슬람;강미아
    • 상하수도학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.367-375
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    • 2006
  • Sequencing Batch Reactor (SBR) is well adopted for community wastewater treatment for its simplicity, performance and various advantageous treatment options. SBR is now drawing attention for its process modification such as coupled with membrane bioreactor, reverse osmosis or applying different media to achieve high removal efficiency. This study focused on the improved efficiency of carbon, nitrogen and phosphorous removal by applying zeolite materials called bioceramics to the SBR. Two laboratory-scale SBR units were operated in the same operating conditions - one with bioceramics called Bioceramic SBR (BCSBR) and the other without bioceramics used as control. Routine monitoring of COD, TP, $NH_3-N$, $NO_3-N$ was performed throughout this study. COD removal was about 80% to 100% and phosphorous removal was about 60% in the process whereas $NH_3-N$ removal efficiency was found to be 99.9% in the BCSBR unit. Addition of bioceramics also improved sludge characteristics such as sludge dewaterability, specific gravity and particle size. BCSBR can withstand high ammonia shock loading leading to the better treatment capacity of high ammonia containing wastewater. The cause of improved removal efficiencies within the biological reactor could be attributed to the biochemosorption mechanisms of bioceramics. Absorption/adsorption or desorption capacity of bioceramics was tested through laboratory experiments.

중온 혐기성 연속회분식 공정에 의한 도시하수슬러지의 소화가능성 평가 (Application of Anaerobic Sequencing Batch Reactor to Mesophilic Digestion of Municipal Sewage Sludge)

  • 허준무;장덕;정태학;손부순;박종안
    • 한국환경보건학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.9-19
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    • 1998
  • Laboratory experiments were carried out to investigate the performance of anaerobic sequencing batch reactor(ASBR) for digestion of a municipal sludge. Each cycle of the ASBR comprised feeding, two-or three-day reaction, one-day thickening, and withdrawal. The reactors were operated at an HRT of 10days and 5days with an equivalent organic loading rate of 0.8-1.54 gVS/l/d, 1.81-3.56 gVS/l/d at 35$\circ$C, respectively. Solids accumulation was remarkable in the ASBR during start-up period, and directly affected by settleable solids in the feed sludge. Floatation thickening occured in the ASBRs, and Solids profiles at the end of thickening step dramatically changed at solid-liquid interface. Slight difference in solids concentrations was observed within thickened sludge bed. Efficiencies through floatation thickening were comparable to that of additional thickening of the completely mixed control reactor. Average solids concentrations in the ASBRs were 2.2-2.6 times higher than that in the control throughout the total operation period. The dehydrogenase activity had a strong correlation with the solids concentration. Organics removals based on clarified effluent of the ASBRs were consistently above 86%. Remarkable increase in equivalent gas production of 27-52% was observed at the ASBRs compared with the control though the control and ASBRs showed similiar effluent quality. Thus, digestion of a municipal sludge was possible using the ASBR in spite of high concentration of solids in the sludge.

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담체가 첨가된 침지형 막결합 연속회분식 반응기에서 제거효율과 여과성능에 대한 담체의 효과 (The Effect of Media on the Removal Efficiency and Filtration Performance in the Submerged Membrane-Coupled Sequencing Batch Reactor with Media)

  • 김승건;이호원
    • 멤브레인
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    • 제22권6호
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    • pp.450-460
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    • 2012
  • 스펀지 형태의 담체가 첨가된 침지형 막결합 연속회분식 생물반응기에서 담체가 제거효율과 여과성능에 미치는 영향을 조사하였다. 담체는 반응기 부피 기준으로 각각 5%, 10% 및 20% 첨가하였고, 담체를 첨가하지 않은 반응기를 대조군으로 하였다. COD, T-N 및 T-P에 대한 제거효율은 담체 첨가 유무에 관계없이 큰 차이가 없었다. 그러나 담체를 첨가한 경우, 첨가하지 않은 경우에 비해 조업시간에 따른 막간차압(TMP)은 매우 서서히 증가하였다. 이러한 결과는 폭기에 의해 상승하는 담체가 막 표면과 충돌하게 되고, 이때 막 표면에 형성된 케이크 층을 제거시키기 때문이다. 결론적으로 담체가 첨가된 막결합형 연속회분식 생물반응기는 담체가 없는 반응기에 비해 여과성능이 크게 개선되어, 폐수처리에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.

Effects of arsenite and variation of microbial community on continuous bio-hydrogen production from molasses using a sequence batch reactor (SBR)

  • William, Dennis Sambai;Lee, Pul-eip;Lee, Tae-jin
    • Environmental Engineering Research
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    • 제20권4호
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    • pp.370-376
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    • 2015
  • This study investigated the effects of various arsenite concentrations on bio-hydrogen production from molasses using a sequence batch reactor (SBR) operated in a series of three batch cycles. In the first batch cycle, hydrogen production was stimulated at arsenite concentrations lower than 2.0 mg/L, while inhibition occurred at arsenite concentration higher than 2.0 mg/L compared to the control. Hydrogen production decreased substantially during the second batch cycle, while no hydrogen was produced during the third batch cycle at all tested concentrations. The toxic density increased with respect to the increase in arsenite concentrations (6.0 > 1.6 > 1.0 > 0.5 mg/L) and operation cycles (third cycle > second cycle > first cycle). The presence of microorganisms such as Clostridium sp. MSTE9, Uncultured Dysgonomonas sp. clone MEC-4, Pseudomonas parafulva FS04, and Uncultured bacterium clone 584CL3e9 resulted in active stimulation of hydrogen production, however, it was unlikely that Enterobacter sp. sed221 was not related to hydrogen production. The tolerance of arsenite in hydrogen producing microorganisms decreased with the increase in induction time, which resulted in severing the inhibition of continuous hydrogen production.

파일럿 규모의 공기 유동 연속회분반응기에서 고농도 질소제거 및 슬러지 그래뉼화 특성 연구 (A Study on High Strength Nitrogen Wastewater Treatment and Sludge Granulation Characteristics in a Pilot-scale Air-lift Sequencing Batch Reactor)

  • 이수철;김동진
    • 청정기술
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    • 제18권4호
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    • pp.398-403
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    • 2012
  • 폐수로부터 안정적이며 경제적으로 질소 성분을 제거하기 위하여 선택적 질산화와 슬러지 그래뉼화를 파일럿 규모의 공기 유동 연속회분반응기(sequencing batch reactor, SBR)에서 수행하였다. 연속회분반응기 유입 암모니아 부하가 1.0 kg ${NH_4}^+-N/m^3{\cdot}d$까지는 거의 100%에 가까운 높은 질산화율을 보였고, 1.0~2.0 kg ${NH_4}^+-N/m^3{\cdot}d$에서는 거의 90%, 2.0 kg ${NH_4}^+-N/m^3{\cdot}d$ 이상에서는 질산화율이 90% 아래로 떨어짐을 확인할 수 있었다. 암모니아 저해와 용존산소 제한에 의한 아질산 산화균의 선택적 저해는 폐수 질산화에서 아질산 축적을 유도할 수 있다. 본 실험에서 연속회분반응기의 pH를 8.0 이상으로 그리고 용존산소를 1.5 mg/L 이하로 유지했을 때 모두 0.95 이상의 아질산 비율을 얻었다. 또한 공기 유동 연속회분반응기의 침전시간을 5분으로 짧게 유지하여 침전성이 좋지 않은 슬러지를 반응기에서 배제하고 침전성이 좋은 슬러지를 선택적으로 배양하였다. 그 결과 슬러지 침전성이 향상되면서 그래뉼 형성이 촉진되었으며 슬러지 침강계수(sludge volume index, SVI)는 60일 이후부터 75 이하로 안정되게 유지되었다.