현재 축산폐수나 산업폐수와 같이 고농도질소폐수를 처리하기 위한 공법들에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다. 그 중 SHARON(Single reactor High activity Ammonia Removal Over Nitrite)공정은 질산화를 NO^(-)_(2) - N에서 중단시키는 짧은 질산화와 탈질공정에 의해 energy와 외부탄소원을 획기적으로 절약할 수 있는 공정으로 알려져 있다. 이처럼 NO^(-)_(2) -N까지만 질산화시킨 후 탈질시에 약 25%의 O2와 40%의 COD요구량을 절감시킬 수 있는 장점이 있다. NO^(-)_(2) -N로의 부분질산화는 질산화 미생물 중 NO^(-)_(2) -N을 NO^(-)_(3) -N으로 전환하는 NO^(-)_(2) 산화미생물의 작용을 저해하여 NO^(-)_(3) -N의 생성을 중지시킴으로써 이루어지는데 그 이유로 여러 가지 인자들을 들 수 있으나 일반적으로 pH, ...
현재 축산폐수나 산업폐수와 같이 고농도질소폐수를 처리하기 위한 공법들에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다. 그 중 SHARON(Single reactor High activity Ammonia Removal Over Nitrite)공정은 질산화를 NO^(-)_(2) - N에서 중단시키는 짧은 질산화와 탈질공정에 의해 energy와 외부탄소원을 획기적으로 절약할 수 있는 공정으로 알려져 있다. 이처럼 NO^(-)_(2) -N까지만 질산화시킨 후 탈질시에 약 25%의 O2와 40%의 COD요구량을 절감시킬 수 있는 장점이 있다. NO^(-)_(2) -N로의 부분질산화는 질산화 미생물 중 NO^(-)_(2) -N을 NO^(-)_(3) -N으로 전환하는 NO^(-)_(2) 산화미생물의 작용을 저해하여 NO^(-)_(3) -N의 생성을 중지시킴으로써 이루어지는데 그 이유로 여러 가지 인자들을 들 수 있으나 일반적으로 pH, DO 및 온도와 SRT에 기인하는 것으로 추정된다. 본 연구에서는 유입되는 NH^(+)_(4) -N를 NO^(-)_(3) -N으로 완전 질산화시키지 않고, 이를NO^(-)_(2) -N로 80- 90%까지 부분질산화 즉 NO^(-)_(2) -N를 축적할 수 있는 새로운 개념의 질산화공정을 제안하는데 있다. 이를 위해서 P사 pilot plant의 포기조에서 채취한 활성슬러지를 종균으로 사용하였으며, 이를 이용하여 10L SBR형태의 반응조에서 유입수로 유기물질을 제외한 무기영양성분만을 사용하여 Autotrophs인 질산화미생물을 배양 후 이를 SBR과 CSTR 형태의 각기 다른 2개의 10L 반응조에 식종하여 SBR의 경우 HRT, 온도,공기주입량, 유입 NH^(+)_(4) -N 부하량 등에 따른 NO^(-)_(2) -N의 축적과 질산화특성을 관찰하였고, CSTR의 경우 SRT와 HRT를 같게 운전하는 조건하에서 HRT의 변화와 유입 NH^(+)_(4) -N 부하량의 변동에 따른 NO^(-)_(2) -N의 축적과 질산화특성을 관찰하였다. 실험결과 첫 번째, SBR 아질산화 반응조에서 HRT 3day , 온도 25℃, 공기주입율 0.05L Air/L Reactor/min , D.O 0.1∼0.5mg/L, NH^(+)_(4) -N 부하량 0.2∼0.4kg/㎥·day로 유지한 경우 NH^(+)_(4) -N 전환율과 NO^(-)_(2) -N 축적율이 약 95%와 90%로 안정적으로 NO^(-)_(2) -N 의 축적이 관찰되었다. 두 번째, HRT와 SRT를 같게 운전한 SBR 아질산화 반응조에서 HRT 4day, 온도 35℃, NH^(+)_(4) -N 부하량 0.1∼0.15kg/㎥·day로 운전하였을 때 NH^(+)_(4) -N 전환율과 NO^(-)_(2) -N 축적율이 약 98%와 91%로 원활하였다. 이 때 NO^(-)_(2) -N 축적의 주된 원인은 pH 8.0이상에서 생성되는 Free Ammonia가 NO^(-)_(2) 산화미생물의 활성을 저해하였기 때문인 것으로 판단된다. 마지막으로 CSTR 아질산화 반응조에서 HRT 1.0∼1.5day , 온도 35℃, NH^(+)_(4) -N 부하량 0.27∼0.8kg/㎥·day에서 NH^(+)_(4) -N 전환율과 NO^(-)_(2) -N 축적율이 약 98%와85% 이상으로 전환된 NH^(+)_(4) -N의 대부분이 NO^(-)_(2) -N으로 축적되는 것이 관찰되었다. 본 연구를 통해 SBR 아질산화 반응조의 경우 HRT와 공기주입량의 조절과 HRT와 SRT를 같게 운전한 SBR 아질산화 반응조의 경우 적절한 HRT의 조절및 pH의 조절에 의해 NO^(-)_(2) -N을 90% 이상 축적시킬 수 있었다. 또한 CSTR 아질산화 반응조에서는 HRT와 온도의 조절에 의해 NH^(+)_(4) -N 부하량 0.27∼0.84kg/㎥·day의 고농도 질소폐수의 85%이상 NO^(-)_(2) -N을 축적할 수 있을 것으로 판단된다.
현재 축산폐수나 산업폐수와 같이 고농도질소폐수를 처리하기 위한 공법들에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다. 그 중 SHARON(Single reactor High activity Ammonia Removal Over Nitrite)공정은 질산화를 NO^(-)_(2) - N에서 중단시키는 짧은 질산화와 탈질공정에 의해 energy와 외부탄소원을 획기적으로 절약할 수 있는 공정으로 알려져 있다. 이처럼 NO^(-)_(2) -N까지만 질산화시킨 후 탈질시에 약 25%의 O2와 40%의 COD요구량을 절감시킬 수 있는 장점이 있다. NO^(-)_(2) -N로의 부분질산화는 질산화 미생물 중 NO^(-)_(2) -N을 NO^(-)_(3) -N으로 전환하는 NO^(-)_(2) 산화미생물의 작용을 저해하여 NO^(-)_(3) -N의 생성을 중지시킴으로써 이루어지는데 그 이유로 여러 가지 인자들을 들 수 있으나 일반적으로 pH, DO 및 온도와 SRT에 기인하는 것으로 추정된다. 본 연구에서는 유입되는 NH^(+)_(4) -N를 NO^(-)_(3) -N으로 완전 질산화시키지 않고, 이를NO^(-)_(2) -N로 80- 90%까지 부분질산화 즉 NO^(-)_(2) -N를 축적할 수 있는 새로운 개념의 질산화공정을 제안하는데 있다. 이를 위해서 P사 pilot plant의 포기조에서 채취한 활성슬러지를 종균으로 사용하였으며, 이를 이용하여 10L SBR형태의 반응조에서 유입수로 유기물질을 제외한 무기영양성분만을 사용하여 Autotrophs인 질산화미생물을 배양 후 이를 SBR과 CSTR 형태의 각기 다른 2개의 10L 반응조에 식종하여 SBR의 경우 HRT, 온도,공기주입량, 유입 NH^(+)_(4) -N 부하량 등에 따른 NO^(-)_(2) -N의 축적과 질산화특성을 관찰하였고, CSTR의 경우 SRT와 HRT를 같게 운전하는 조건하에서 HRT의 변화와 유입 NH^(+)_(4) -N 부하량의 변동에 따른 NO^(-)_(2) -N의 축적과 질산화특성을 관찰하였다. 실험결과 첫 번째, SBR 아질산화 반응조에서 HRT 3day , 온도 25℃, 공기주입율 0.05L Air/L Reactor/min , D.O 0.1∼0.5mg/L, NH^(+)_(4) -N 부하량 0.2∼0.4kg/㎥·day로 유지한 경우 NH^(+)_(4) -N 전환율과 NO^(-)_(2) -N 축적율이 약 95%와 90%로 안정적으로 NO^(-)_(2) -N 의 축적이 관찰되었다. 두 번째, HRT와 SRT를 같게 운전한 SBR 아질산화 반응조에서 HRT 4day, 온도 35℃, NH^(+)_(4) -N 부하량 0.1∼0.15kg/㎥·day로 운전하였을 때 NH^(+)_(4) -N 전환율과 NO^(-)_(2) -N 축적율이 약 98%와 91%로 원활하였다. 이 때 NO^(-)_(2) -N 축적의 주된 원인은 pH 8.0이상에서 생성되는 Free Ammonia가 NO^(-)_(2) 산화미생물의 활성을 저해하였기 때문인 것으로 판단된다. 마지막으로 CSTR 아질산화 반응조에서 HRT 1.0∼1.5day , 온도 35℃, NH^(+)_(4) -N 부하량 0.27∼0.8kg/㎥·day에서 NH^(+)_(4) -N 전환율과 NO^(-)_(2) -N 축적율이 약 98%와85% 이상으로 전환된 NH^(+)_(4) -N의 대부분이 NO^(-)_(2) -N으로 축적되는 것이 관찰되었다. 본 연구를 통해 SBR 아질산화 반응조의 경우 HRT와 공기주입량의 조절과 HRT와 SRT를 같게 운전한 SBR 아질산화 반응조의 경우 적절한 HRT의 조절및 pH의 조절에 의해 NO^(-)_(2) -N을 90% 이상 축적시킬 수 있었다. 또한 CSTR 아질산화 반응조에서는 HRT와 온도의 조절에 의해 NH^(+)_(4) -N 부하량 0.27∼0.84kg/㎥·day의 고농도 질소폐수의 85%이상 NO^(-)_(2) -N을 축적할 수 있을 것으로 판단된다.
Recently, New processes for treating the high strength nitrogen wastewater containing hundreds to thousands miligrams NH^(+)_(4) -N per liter such as pigway or industrial wastewater have been developed. Hellinga et al(1997) proposed the SHARON(Single reactor High Activity Ammonia Removal Over Nitrit...
Recently, New processes for treating the high strength nitrogen wastewater containing hundreds to thousands miligrams NH^(+)_(4) -N per liter such as pigway or industrial wastewater have been developed. Hellinga et al(1997) proposed the SHARON(Single reactor High Activity Ammonia Removal Over Nitrite) process. The principle is based that the process provided by both the short nitrification stopped at NO^(-)_(2) -N and denitrification could save energy and electron donor. Geneally, the short nitrification process can save 25% on oxygen input as nitrification to NO^(-)_(2) -N instead of NO^(-)_(3) -N and up to 40% of the required amount of carbon source in denitrification with NO^(-)_(2) -N as electron acceptor. It can promote nitrification to NO^(-)_(2) -N rather than NO^(-)_(3) -N as the activity of NO^(-)_(2) oxidizer oxidizing NO^(-)_(2) -N to NO^(-)_(3) -N is inhibited. It is assumed that the activity of NO^(-)_(2) oxidizer could be influenced by pH, DO, Temperature and SRT. This study purpose that a new nitrification process which can accumulate 80∼90% of NO^(-)_(2) -N as limitation that convert NH^(+)_(4) -N into NO^(-)_(3) -N would be proposed. For this study, the origin of nitrifying sludge was obtained from an activated sludge at P pilot plant in K wastewater treatment plant, Kyung-Ki. Enrichment and breading of autotrophic nitrifying bacteria was conducted in 10L SBR type reactor using influent which composed of only inorganic compounds. After 50 days of enrichment and breeding, we could get the nitrifiying organism sludge having the high nitrifying capacity in the high concentrated ammonium wastewater. The enriched sludge was used in the 10L SBR and CSTR nitrifying reactor for NO^(-)_(2) -N accumulation respectively. In the SBR nitrifying reactor, the objective of this work is to investigate both the characteristics of nitrification and NO^(-)_(2) -N accumulation as changing factors such as HRT, temperature, aeration, and various NH^(+)_(4) -N loading rate. In the CSTR nitrifying reactor to study the same purpose, that was used in factors that changed HRT_(SRT) in condition to equal SRT to HRT and NH^(+)_(4) -N loading rate. As the result of this study, it is summed up three categories; Firstly, SBR nitrifying reactor in condition to changing HRT and aeration rate could efficiently produce 95% of NH^(+)_(4) -N oxidation rate and 90% of NO^(-)_(2) -N acculuation rate. Secondly, In SBR nitrifying reactor in condition to equal HRT to SRT, The reasonable HRT_(SRT) to accumulate NO^(-)_(2) -N in the reactor was 4 day, however NO^(-)_(2) -N accumulation was interrupted by the retention time shorter than 4 day HRT_(SRT). In this case, the mainly reason for NO^(-)_(2) -N accumulation was seemed that activity of NO^(-)_(2) oxidizer was limited by Free ammonia(FA) which was produced over pH 8. Finally, It was observed that NH^(+)_(4) -N oxidation and NO^(-)_(2) -N accumulation were effectively produced in HRT_(SRT) 1.0∼1.5day and 35℃ temperature. In addition, NH^(+)_(4) -N oxidation and NO^(-)_(2) -N accumulation were completely interrupted when HRT_(SRT) was shorter than 0.8 day and NH^(+)_(4) -N loading rate was over 0.6 NH^(+)_(4) -N kg/m3·day because of wash-out of nitrifying organism.
Recently, New processes for treating the high strength nitrogen wastewater containing hundreds to thousands miligrams NH^(+)_(4) -N per liter such as pigway or industrial wastewater have been developed. Hellinga et al(1997) proposed the SHARON(Single reactor High Activity Ammonia Removal Over Nitrite) process. The principle is based that the process provided by both the short nitrification stopped at NO^(-)_(2) -N and denitrification could save energy and electron donor. Geneally, the short nitrification process can save 25% on oxygen input as nitrification to NO^(-)_(2) -N instead of NO^(-)_(3) -N and up to 40% of the required amount of carbon source in denitrification with NO^(-)_(2) -N as electron acceptor. It can promote nitrification to NO^(-)_(2) -N rather than NO^(-)_(3) -N as the activity of NO^(-)_(2) oxidizer oxidizing NO^(-)_(2) -N to NO^(-)_(3) -N is inhibited. It is assumed that the activity of NO^(-)_(2) oxidizer could be influenced by pH, DO, Temperature and SRT. This study purpose that a new nitrification process which can accumulate 80∼90% of NO^(-)_(2) -N as limitation that convert NH^(+)_(4) -N into NO^(-)_(3) -N would be proposed. For this study, the origin of nitrifying sludge was obtained from an activated sludge at P pilot plant in K wastewater treatment plant, Kyung-Ki. Enrichment and breading of autotrophic nitrifying bacteria was conducted in 10L SBR type reactor using influent which composed of only inorganic compounds. After 50 days of enrichment and breeding, we could get the nitrifiying organism sludge having the high nitrifying capacity in the high concentrated ammonium wastewater. The enriched sludge was used in the 10L SBR and CSTR nitrifying reactor for NO^(-)_(2) -N accumulation respectively. In the SBR nitrifying reactor, the objective of this work is to investigate both the characteristics of nitrification and NO^(-)_(2) -N accumulation as changing factors such as HRT, temperature, aeration, and various NH^(+)_(4) -N loading rate. In the CSTR nitrifying reactor to study the same purpose, that was used in factors that changed HRT_(SRT) in condition to equal SRT to HRT and NH^(+)_(4) -N loading rate. As the result of this study, it is summed up three categories; Firstly, SBR nitrifying reactor in condition to changing HRT and aeration rate could efficiently produce 95% of NH^(+)_(4) -N oxidation rate and 90% of NO^(-)_(2) -N acculuation rate. Secondly, In SBR nitrifying reactor in condition to equal HRT to SRT, The reasonable HRT_(SRT) to accumulate NO^(-)_(2) -N in the reactor was 4 day, however NO^(-)_(2) -N accumulation was interrupted by the retention time shorter than 4 day HRT_(SRT). In this case, the mainly reason for NO^(-)_(2) -N accumulation was seemed that activity of NO^(-)_(2) oxidizer was limited by Free ammonia(FA) which was produced over pH 8. Finally, It was observed that NH^(+)_(4) -N oxidation and NO^(-)_(2) -N accumulation were effectively produced in HRT_(SRT) 1.0∼1.5day and 35℃ temperature. In addition, NH^(+)_(4) -N oxidation and NO^(-)_(2) -N accumulation were completely interrupted when HRT_(SRT) was shorter than 0.8 day and NH^(+)_(4) -N loading rate was over 0.6 NH^(+)_(4) -N kg/m3·day because of wash-out of nitrifying organism.
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