• 대한환경공학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.88-96
• /
• 2006

생물학적 폐수처리과정에서 폐활성슬러지가 적게 발생하도록 하는 방법 중 현재 그 효과가 가장 확실한 것은 반응조 내의 F/M비를 낮게 유지하는 방법이다. 본 연구에서는 반응조 내의 미생물 농도를 높게 유지함으로써 F/M비를 낮게 유지할 수 있는 부직포 여과막 생물반응조에 COD농도가 약 300 mg/L이고 SS를 함유하지 않는 합성폐수를 단속적으로 주입하는 실험을 반복하여 폐활성 슬러지의 감량화 가능성을 파악하였다. 실험 결과, 반응조내의 MLSS농도가 최고 31,010 mg/L까지 증가함으로써 F/M비는 최저 0.02 g COD/g MLSS-day까지 감소하였다. 그러나 MLSS의 내생분해계수 및 산소섭취율을 측정한 결과 MLSS농도가 증가함에 따라 MLSS의 활성도는 감소하는 것으로 나타났다. 폐수주입기간 중 반응조내의 MLSS증가 및 전체 실험기간의 물질수지에 근거한 평균 미생물 성장계수 값이 각각 0.148 및 0.139 g MLSS/g COD의 낮은 값을 보임으로써 본 연구에서 채택된 부직포 여과막 생물반응조가 잉여슬러지 발생량을 감량화시키는 데 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.776-780
• /
• 2007

A biofilm reactor packed with porous media was investigated for nitrogen removal of synthetic wastewater. The effect of different loading rates on the nitrification was sustained to be steady state with stable efficiency of 50~60% in the range of $0.0083{\sim}0.017gNH_4-N/gMLVSS{\cdot}day$ of F/MN ratio and $1{\sim}2kgNH_4-N/m^3{\cdot}day$ of media volumetric loading rate. However, nitrification efficiency was rapidly decreased to 25~30% as F/MN ratio and media volumetric loading rate were increased to the range of $0.025{\sim}0.034gNH_4-N/gMLVSS{\cdot}day$ and $3{\sim}4kgNH_4-N/m^3{\cdot}day$, respectively. Also the consumption rate of alkalinity was higher under 8 hours of HRT than unter 6 hours of HRT. Accordingly the influent loading rate variation by detention time with influent flow influenced more on the nitrification efficiency than the influent loading rate variation by the influent concentration did. The temperature effect on the nitrification showed 25% higher in summer than in winter as the results reported by other researchers who reported that the nitrification efficiency in biofilm showed 20% increase from 55% to 75% when the temperature was raised from $20^{\circ}C$ to $25^{\circ}C$. Denitrification with sulfur-media showed 90% removal efficiency under steady-state with no effect from the increase of influent concentration and empty bed contact time (EBCT) change such as EBCT was decreased from 8.4 hr to 4.3 hr and $NO_3-N$ loading rate was changed within the range of $0.1{\sim}0.4kgNO^3-N/m^3{\cdot}day$. Accordingly Denitrification with sulfur-media is feasible for post denitrification at the concentration less than $80mgNO^3-N/L$.

• 한국양식학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.335-346
• /
• 1997

연구는 순환 여과식 어류 양식 시설에 일반적으로 이용되고 있는 선라이트 골판을 여과재료로 한 침지식 여과조의 적정 탈질 조건을 구명하기 위해 외부 탄소원으로 메탄올과 글루코스를 사용하여 수리학적 체류 시간 (hydraulic retention time, HRT)과 COD에 대한 NO 하(3) 상(-)-N 비율 변화에 따른 적정 탈질 조건을 알아보았다. 질산성 질소와 총무기질소(TIN)의 제거 효율은 HRT 4 시간보다는 8 시간이 좋았으며, 글루코스보다는 메탄올을 이용한 것이 좋았다(P<0.05). 최대 질산성 질소 제거는 글루코스의 경우 HRT 8 시간과 C : N 비율 4일 때 86.3%였고, 메탄올은 HRT 8시간과 C : N 비율 5일 때 97.8%, 6일 때 92.2%를 보여 C : N 비율 5가 가장 최적인 것으로 나타났다. 최대 총무기질소 제거 효율은 HRT 8 시간일 때 C : N 비율 5에서 글루코스는 71.5%, 메탄올은 96.9%을 보였다. 탈질화에 필수적인 혐기적 조건은 HRT 8 시간과 C : N 비율 5 이상이 되었을 때 이루어진 것으로 보아 적정 C : N 비율과 혐기적 조건이 이루어졌을 때의 최적의 탈질 효율을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.78-84
• /
• 2015

본 연구는 통상 muntz metal로 불리는 구리와 아연의 합금 금속의 산화 환원 반응을 이용한 폐수 중 탈인 처리에 관한 연구이다. 연구를 위하여 $200{\mu}m$ 두께의 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금속합금이 수용액 중에서 산화 환원 반응 작용으로 인하여 발생하는 OH radical을 이용하여 금속과 phosphate의 공침 반응에 의해 탈인 처리되는 원리를 이용한 인 처리법에 관한 연구이다. 인 제거 효율은 장시간의 순환 처리보다는 1회 처리에서 가장 제거 효율이 높았으며, 1시간 이후의 순환처리에서는 더 이상의 제거효율을 보이지 않았다. 이는 금속합금 물질은 표면적이 넓어서 1회 처리만으로도 수용액의 pH를 평형에 도달하게 하여 반응 효율이 높은 것으로 나타났다. 제조한 합성폐수의 pH 조건은 pH 5 에서 pH 9 사이이며, pH 8일 때 제거 효율이 가장 높았으며 pH 8 이상에서는 효율 증가를 보이지 않았다. 이때 인산염은 $H_2PO_4{^-}$, $HPO_4{^{2-}}$의 형태로 가장 많이 존재하는 것으로 조사되었으며, 온도에 따른 인 제거는 온도만의 영향이 아닌 타 영향인자와의 관계를 고려해야 하며 본 연구에서는 온도가 낮을수록 높은 인 제거 효율을 보였다.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제25권3호
• /
• pp.277-286
• /
• 2003

Nitrification performance of fixed film biofilters using coarse sand, loess bead, or styrofoam beads in biofilter columns 1 meter high and 30cm in diameter were studied at different hydraulic and organic matter loading rates. Synthetic wastewater was supplied to the culture tank in order to maintain desired TAN concentrations in inlet water to biofilters. All the biofilters were conditioned 5 months before start of sampling. TAN and $NO_2-N$ conversion rates increased with an increase in the hydraulic loading rate (HLR). However, the improvement in biofilter performance was not linearly correlated to HLR in styrofoam bead filters. This is mainly due to the characteristics of the styrofoam beads used. TAN conversion rates of sand filters increased with the increase of HLR up to $200m^3/m^2$. per day. No increase in the TAN conversion rate was observed at the highest HLR since flooding on the media surface took place. HLR had a significant impact on the TAN conversion rates in loess bead filter up to the highest HLR tested (P<0.05). TAN conversion rates were much less at organic matter loading rates of 9 and 18kg $O_2/m^3$ per day than those without the addition of organic matter in styrofoam bead filters. The addition of glucose resulted in a reduction of the TAN conversion rate from 540 to 284g $TAN/m^3$ per day. No significant difference of TAN conversion rates between the two organic matter loading rates was found (p<0.05). This indicates that the impact of organic matter on nitrification becomes less and less sensitive with an increase in the COD/TAN ratio. At an organic matter loading rate of 9kg $O_2/m^3$. per day, a great reduction of TAN conversion rates was observed in sand filters and loess bead filters. Clearly, organic matter can be one of the most Important Impacting factors on nitrification. $NO_2-N$ conversion rates showed a similar trend for TAN. Based on the TAN and nitrite conversion rates, styrofoam beads showed the best performance among the three filter media tested. Also, the low gravity and price of styrofoam beads make the handling easier and more cost-effective for commercial application. The results obtained at the highest organic matter loading rates can be used in the biofilter design in recirculating aquaculture system.

• 미생물학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.279-284
• /
• 2000

페놀을 유일한 탄소 및 에너지원으로 이용할 수 있는 Rhodococcus sp. CP01을 침출수로부터 분리하고 회분식 및 연속배양 체제에서 크롬(VI)을 동시에 환원시키는 능력을 추정하였다. 크롬(VI) 환원의 최적 pH 7.0과 페놀 농도 1,000 mg/L에서 최소배지에 주어진 0.25 mM의 크롬(VI)은 CP01 균주에 의해 60시간만에 완전히 환원되었으며, 이때 크롬의 환원속도는 4.17 $\mu$M/hr, 페놀의 분해속도는 38.4 mg.$L^{-1}$.$hr^{-1}$로 측정되었다. 수리학적 체류시간을 100hr으로 유지한 호기성 연속배양 체제에서 크롬(VI)의 농도를 0.0625, 0.125, 그리고 0.25 mM로, 페놀 농도를 1,000~4,000 mg/L까지 변화시키면서 46인간 운전한 결과, 크롬(VI) 0.125 mM과 페놀 3,000 mg/L일 때 유사 steady state에 이르렀으며 이때 크롬의 환원율은 거의 100%로 일정하게 유지되었다. 이 구간에서 계산된 specific reduction rate는 0.34 mg Cr(VI).g $protein^{-1}$.$hr^{-1}$로서 glucose를 생장기질로 이용한 기존의 연구 결과와 유사한 수준으로 나타났다. 이상의 결과로부터 본 연구는 중금속 크롬(VI)과 방향족 화합물인 페놀을 동시에 효과적으로 제거할 수 있는 생물학적 처리 가능성을 보여 주었다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.795-801
• /
• 2016

본 연구는 응집제로 calcium alginate를 이용한 질산성 질소 처리에 관한 연구이다. 질산성 질소를 제거하기 위한 방법으로는 역삼투법, 이온교환수지법, 전기투석법, 생물학적 방법 등이 있지만 본 연구에서는 응집 침전시키는 방법으로서 질산성 질소를 처리하고자 하였다. 응집제로 이용한 calcium alginate가 킬레이트 결합을 형성하여 질산성 질소를 응집 침전시킬 것으로 예상하고, 응집제의 성분, 응집 반응시간, 응집제의 몰비, 응집제의 주입율에 따라 질산성 질소가 제거되는 경향을 보았다. 또한 FE-SEM과 EDS(Energy Dispersive X-Ray Spectrometer)를 통하여 응집반응 후 침전물의 구조 및 구성성분비를 분석함으로써 질산성 질소가 Calcium-nitro-alginate 형태로 제거되는지를 확인하였다. 그 결과 반응시간은 60분, 응집제의 몰비는 1:1일 때, 응집제의 주입율은 합성폐수의 2 %일 때 질산성 질소의 제거율이 최대 56.7 %로 나타났다.

• 청정기술
• /
• 제18권4호
• /
• pp.404-409
• /
• 2012

본 연구는 교반강도 및 응집제 주입량의 변화에 따라 플럭의 성장특성이 인의 제거에 미치는 영향을 파악하고자 수행되었다. 본 연구에서는 Al/P 몰비를 1.0, 1.5와 2.0으로 급속혼화강도 G값을 100, 300과 500 $s^{-1}$로 변화시켜 수행하였다. 응집시 발생되는 응집지수(floc size index, FSI)와 크기가 다른 여과지를 이용하여 인의 제거율을 측정하여 성장 특성을 파악하였다. 연구결과 교반강도가 높을수록 용존인의 제거효율이 증가하였으며 Al/P 몰비가 낮을수록 교반강도의 영향이 컸다. T-P의 제거율은 Al/P 몰비 1.0 이하에서는 급속혼화 교반강도가 높을수록 높았으나 Al/P 몰비 1.0 이상에서는 G값 300 $s^{-1}$에서 가장 높은 제거 효율을 나타내었다. Al/P 비 1.0 이하에서는 G값 500 $s^{-1}$에서 가장 큰 FSI값을 나타내었으며, Al/P 몰비 1.0 이상에서는 G값 300 $s^{-1}$에서 가장 큰 FSI값을 나타내었다. 실제하수처리장 유출수를 대상으로 응집에 의한 인 제거에 Al/P 몰비와 급속혼화 강도의 영향은 인공조제수의 결과와 유사하였다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제3권3호
• /
• pp.273-284
• /
• 1994

이 연구의 목적은 SBR 처리장치를 사용하여 pentachlorophenol (PCP)를 함유한 폐수를 처리할 때 활성슬럿지의 대사작용에 미치는 PCP의 독성효과를 시험 분석하는 것이다. 이 연구에서 SBR 처리장치는 두가지 운전주기 1, 2 (8시간과 12시간)와 각각의 운전주기에 대한 두가지 운전조건 (I.II)으로 운전되었다. 운전조권 I은 유입폐수를 일시에 (5분 안에) 반응조에 부가하고 2시간 동안 폭기없이 교반만 하는 것이고, 운전조건 II는 운전조건 I과 똑같은 조건에서 유입폐수를 2시간 동안 서서히 반응조에 부가하는 것이다. 각 반응조의 슬럿지 일령은 15일이었다. 합설폐수가 유입폐수로서 사용되었고, 그것의 COD는 대략 380mg/l의 유입폐수 PCP 농도와 운전구기 2의 처리장치에서, MLVSS 농도는 감소하였고 미생물의 선택성 증가하므로 생태반응의 영역이 줄어 들었다. 또한 SOUR이 증가하므로 활성으럿지가 PCP에 의하여 저해를 받았음을 보여주었고, 활성슬럿지의 침전이 좋지않았다. 운전주기 2의 처리장치에서는 질산화가 거의 이러나지 않았다. 그래서 질산화가 일어나는 시기는 PCP의 저해작용으로 인하여 COD의 제거가 늦어지는 만큼 지체될 것이다. 생물학적인 인 제거는 운전주기 1 운전조건 1 그리고 저농도의 PCP에서 운전되는 처리장치에서 일어났으나 그 과정은 불안정하였고 쉽게 정지되었다. 그러나 준전주기 2, 운전조건 I과 II에서 운전되는 처리장치에서 생물학적인 인 제거는 유입폐수 PCP 농도가 1.0mg/l로 증가할 때까지 안정하게 일어났다. 유입폐수 PCP 농도가 5.0mg/l로 증가했을 때 생물학적 인 제거능력은 정지되었고 쉽게 회복되지 않았다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권8호
• /
• pp.866-871
• /
• 2006

연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.