• 대한환경공학회지
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• 제29권2호
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• pp.220-228
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• 2007

본 연구에서는 완전혼합 방식의 단일 반응기에서 동시 질산 탈질반응을 구현하여 유입수 내 질소를 효과적으로 제거하고자 하였다. 동시 질산 탈질반응 적용 시 반응조 내의 용존산소 농도와 유입수의 C/N비가 중요한 인자라는 점에 착안하여 적정 용존산소 농도와 C/N비를 규명하고자 하였다. 합성 폐수 실험 결과 0.5 mg/L의 용존산소 농도 및 7 이상의 C/N비에서 안정적인 질소 제거가 이루어짐을 알 수 있었다. 인근 하수처리장 실제 유입수를 이용한 실험결과 0.5 mg/L의 용존산소 농도의 유지만으로는 원래 가지고 있던 낮은 C/N비로 인해 안정적인 질소 제거가 어려웠으나 외부 탄소원(glucose)의 주입을 통해 C/N비를 7 이상으로(최대 14까지) 높여주었을 경우 70% 이상의 안정적인 질소 제거가 단일 반응조에서 가능하였다.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권2호
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• pp.251-257
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• 2020

This study was performed to verify the possibility of nitrification and denitrification in a single reactor. In batch type experiment, optimal point of experimental conditions could be found by performing the experiments. When supply location of microbubbles was located at half of width of the aeration tank and operating pressure of 0.5 bar, it was possible for zones in the aeration tank to be separated into anoxic and aerobic by controlling air suction rate according to operating pressure of the generator. To be specific, the concentration of dissolved oxygen (DO) in zone 1 and 2 of the aeration tank could be maintained as less than 0.5 mg/L. Also, in the case of concentration of oxygen in zone 3 and 4, the concentration of DO was increased up to 1.7 mg/L due to effects of microbubbles. In continuous flow type experiment based on the results of batch type experiments, the removal efficiency of nitrogen based on T-N was observed as 39.83% at operating pressure of 0.5 bar and 46.51% at operating pressure of 1 bar so it was able to know that sufficient air suction rate should be required for nitrification. Also, denitrification process could be achieved in a single reactor by using ejector type microbubble generator and organic matter and suspended solid could be removed. Therefore, it was possible to verify that zones could be separated into anoxic and aerobic and nitrification and denitrification process could be performed in a single reactor.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권6호
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• pp.896-902
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• 2015

Milking center wastewater (MCW) has a relatively low ratio of carbon to nitrogen (C/N ratio), which should be separately managed from livestock manure due to the negative impacts of manure nutrients and harmful effects on down-stream in the livestock manure process with respect to the microbial growth. Simultaneous nitrification and denitrification (SND) is linked to inhibition of the second nitrification and reduces around 40% of the carbonaceous energy available for denitrification. Thus, this study was conducted to find the optimal operational conditions for the treatment of MCW using an attached-growth biofilm reactor; i.e., nitrogen loading rate (NLR) of 0.14, 0.28, 0.43, and $0.58kg\;m^{-3}\;d^{-1}$ and aeration rate of 0.06, 0.12, and $0.24\;m^3\;h^{-1}$ were evaluated and the comparison of air-diffuser position between one-third and bottom of the reactor was conducted. Four sand packed-bed reactors with the effective volume of 2.5 L were prepared and initially an air-diffuser was placed at one third from the bottom of the reactor. After the adaptation period of 2 weeks, SND was observed at all four reactors and the optimal NLR of $0.45kg\;m^{-3}\;d^{-1}$ was found as a threshold value to obtain higher nitrogen removal efficiency. Dissolved oxygen (DO) as one of key operational conditions was measured during the experiment and the reactor with an aeration rate of $0.12\;m^3\;h^{-1}$ showed the best performance of $NH_4-N$ removal and the higher total nitrogen removal efficiency through SND with appropriate DO level of ${\sim}0.5\;mg\;DO\;L^{-1}$. The air-diffuser position at one third from the bottom of the reactor resulted in better nitrogen removal than at the bottom position. Consequently, nitrogen in MCW with a low C/N ratio of 2.15 was successfully removed without the addition of external carbon sources.

• Journal of Life Science
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• 제9권2호
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• pp.40-43
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• 1999

In the wastewater treatment experiment by anaerobic-aerobic packed bed unit, it was found that the high and stable removal efficiency of nitrogen could be obtained. The extent of nitrogen removal gradually decreased with the rise of recycle ratio and DO concentration. On the other hand, the extent of phosphorus increased with the increase of DO concentration. COD showed high removal efficiency over the entire range tested. The simulation of T-N behavior was carried out satisfactorily by using the kinetic equations for biofilm and the reactor model which considered the packed bed as a plug flow reactor.

• Membrane and Water Treatment
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• 제3권2호
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• pp.133-140
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• 2012

The overall performance of BNR-MBR, so-called Anoxic-Anaerobic-Aerobic Membrane Bioreactor ($A^3$-MBR), developed for nutrient removal was studied to determine the efficiencies and mechanisms under different solid retention time (SRT). The reactor was fed by synthetic high-rise building wastewater with a COD:N:P ratio of 100:10:2.5. The results showed that TKN, TN and phosphorus removal by the system was higher than 95%, 93% and 80%, respectively. Nitrogen removal in the system was related to the simultaneous nitrification-denitrification (SND) reaction which removed all nitrogen forms in aerobic condition. SND reaction in the system occurred because of the large floc size formation. Phosphorus removal in the system related to the high phosphorus content in bacterial cells and the little effects of nitrate nitrogen on phosphorus release in the anaerobic condition. Therefore, high quality of treated effluent could be achieved with the $A^3$-MBR system for various water reuse purposes.

• 한국환경보건학회지
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• 제34권5호
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• pp.374-381
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• 2008

In this study, the factors affecting biological N and P removal using SND (simultaneous nitrification and denitrification) process were investigated and evaluated to examine the possibility of treating N and P through SND with NADH by surveying N and P traces in an aeration tank. Variations of $NH_4^+$-N+$NO_3^-$-N concentration were used to estimate the degree of SND in each point (P2, P3, P4, P5) of the aeration tank and these variations showed that denitrification efficiency in P2 (front zone), nitrification and denitrification efficiencies in P4 (middle zone) were 67%, 86% and 39%, respectively. When $PO_4^{-3}$-P concentration was analyzed in each point of the aeration tank, it was shown that $PO_4^{-3}$-P concentration coming into P2 was 1.25 mg/L, which increased to 2.22 mg/L by P release in P2 zone and then decreased to 0.74 mg/L by P uptake in P4. Consequently, we were able to estimate which high P removal efficiency observed in this study was caused by biological phosphorus removal. To determine the operating factors affecting effluent T-N, we analyzed the correlation among FN/M ratio, C/N ratio, Temp., SRT etc and these results showed that the correlation among FN/M ratio, C/N ratio and Temp was not high. However, the relationship of SRT and other parameters (effluent $NH_4^+$-N and effluent BOD) and the short SRT could have an affect on effluent $NH_4^+$-N and so effluent BOD could be increased. Thus, SRT operation should be controlled over 10 days. The results for analyzing the correlation between SRT and influent $NO_3^-$-N in order to investigate the operating factors affecting effluent T-P showed that T-P or $PO_4^{-3}$-P was not highly correlation with SRT, whereas $PO_4^{-3}$-P concentration increased along with increasing $NO_3^-$-N concentration into P2. Based on these results, we concluded, using regression analysis (R2=0.97), that effluent $PO_4^{-3}$-P concentration depends on $NO_3^-$-N concentration into P2.

• 대한환경공학회지
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• 제35권10호
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• pp.724-729
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• 2013

동시 질산화 탈질은 미세 용존 산소하에 한 반응조내에서 일어난다. 따라서, 본 연구에서는 인 방출을 위해 공기가 공급되는 MBR 전단에 혐기성 존을 만들어주었으며, 높은 DO 농도에서 탈질효율을 향상시켜 주기 위해서는 MBR 내에 배플을 설치하여 무산소 존이 이루어지게 하였다. 그리고 인 제거를 위한 테스트는 MBR 전단의 혐기성 반응조에 알럼 응집제를 투입하여 수행하였다. 질소 제거를 위한 SND의 최적 DO 농도 도출은 MBR 내 DO 농도를 2.0, 1.5, 1.0, 0.75 mg/L의 다양한 조건에서의 운전을 통해 수행하였다. 심지어 높은 알칼리성 하수라 알럼 응집제를 투입하였을 때 알칼리 용액 첨가 없이도 pH는 7.0~8.0로 유지되었다. TCODcr와 $NH_4^+$-N의 제거 효율은 모든 DO 농도에서 90% 이상이었다. DO 농도 2.0, 1.5, 1.0, 0.75 mg/L에서의 TN 제거효율은 각각 50, 51, 54, 66%이었다. DO 농도 0.75 mg/L 조건에서 알럼을 첨가한 결과 TN 제거효율은 54%로 감소하였다. 혐기성 반응조에 알럼을 투입한 결과 TP 제거효율은 29%에서 95%로 향상되었다. 그리고 알럼 투입 후 분리막 모듈의 화학적 세정 주기는 15~20일부터 40~50일으로 늘어났다.

• KSBB Journal
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• 제17권1호
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• pp.80-87
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• 2002

유기물 제거뿐만 아니라 안정적으로 질소와 인의 동시 제거를 위한 순환식 생물막 반응기를 제작, 운전하여 최적의 운전 인자를 도출하고, 질소 제거의 텃 번째 단계인 질산화 및 뒤이은 탈질에 관여하는 미생물들의 군집 구조 분석을 수행하였다. 유기물 제거와 질소와 인의 동시 제거를 위한 순환식 생물막 반응기는 143일 동안 운전되었다. 이 결과 $COD_{cr},\;BOD_5$, SS의 경우 각각 88, 88, 97%의 평균 제거효율을 보였다 이 기간 중 질산화율은 약 96% 정도로 유입 ${{NH_4}^{+}}_{-}N$의 대부분이 제거됨을 보였다. 하지만 탈질율은 평균 45% 정도로 나타났다. 반응기로 유입되는 총 인의 경우 약 44%가 제거되었다. 질소제거의 첫 번째 단계인 질산화가 일어나는 호기성 반응조 내 질산화 미생물의 경우 FISH 관찰 결과, 주요 암모니아 산화균 및 아질산 산화균으로는 Nitrosomonas spp.와 Nitrospira sap.가 관찰되었다. 또한 탈질 반응이 일어나는 준혐기성 반응조에서는 Rhodobacter, Rhodovulum, Roseebacter 그리고 Paracoccus 속에 속하는 탈질 미생물들이 전체 미생물의 약 10~20% 정도를 차지하며 분포하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권12호
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• pp.635-640
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• 2016

미생물연료전지(MFC)는 하 폐수내의 유기물로부터 전기를 생산할 수 있는 획기적인 기술이지만, 실용화를 위해서는 하 폐수 내의 질소를 제거할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 두 개의 대면적 SEA (separator electrode assembly)로 구성된 평판형 외기환원전극 미생물연료전지(FA-MFC)를 이용하여 질산화 전배양의 유무와 식종원에 따른 총질소제거율을 평가하였다. 질산화 전배양 단계에서 FA-MFC의 질산화율은 식종원과는 무관하게 99% 이상을 나타냈다. 질산화 및 탈질 단계에서 300 mg-COD/L 이하의 낮은 유기물 농도에서는 전배양을 하지 않은 조건의 총질소제거율이 가장 높았다. 유기물 농도가 증가할수록 더 높은 총질소제거율을 나타냈으며, 유기물제거율은 모든 조건에서 95% 이상을 나타냈지만, 종속영양탈질에만 이용되지는 않은 것으로 판단된다. FA-MFC의 전기 발생량은 매우 낮았지만, 유기물과 질소를 동시에 제거할 수 있다는 장점이 있기 때문에 획기적인 하 폐수처리공법으로 발전시킬 수 있으리라 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제21권3호
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• pp.82-92
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• 2013

생물학적 질소 및 인을 제거하기 위한 경제적인 공법인 간헐 폭기 MBR공법은 내부순환이 없고, 간헐반응조 폭기 시간 조절을 통해서 반응시간을 조절할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 신기술로 인증 받은 폭기에너지 절약 공법인 신 간헐폭기-MBR공법, 그리고 간헐반응조 폭기/비포기 주기가 1시간/1시간 및 4시간/4시간인 일반적인 간헐 폭기 MBR공법에 있어서의 처리성을 컴퓨터시뮬레이션을 통해서 평가하였다. 폭기 주기가 1시간/1시간인 간헐폭기 MBR공법의 경우, 폭기 시 최대 용존산소 농도가 0.23mg/L가 되어, 동시 질산화/탈질 반응이 수행되는 것으로 나타나 질소와 인 제거 효율은 각각 57.0%, 55.0%로 가장 높았다. 본 연구는 유입수질이 일정한 경우에 있어서의 시뮬레이션을 수행하였으며, 각 시스템에 있어서의 실 처리장 적용성을 파악하기 위해서는 유입수질 변동에 따른 처리성을 평가할 필요가 있는 것으로 나타났다.