본 연구는 폐수의 질산화와 동시에 호기성 탈질효율을 높이기 위하여 부직포와 천연 바이오매스(Biomass)를 사용한 담체에 탈질능이 있는 통성혐기성균인 Bacillus sp.와 Rhodopseudomonas sp.종을 자연상에서 고농도로 배양하여 담체에 고정화하여 폐수내에서 NH4-N의 질화와 NO₃-N의 탈질화 가능성 평가를 하였다. Lab실험을 통하여 첫번째로 합성폐수를 만들어 담체만 넣은 조건(A)와 미생물만 넣은 조건(B)와, 담체와 미생물을 같이 넣은 조건(C) 3가지 조건을 설정한 후 합성 폐수내에는 탄소원인 Glucose의 주입 유무에 따라 최적 조건 실험을 하였다. 담체의 ...
본 연구는 폐수의 질산화와 동시에 호기성 탈질효율을 높이기 위하여 부직포와 천연 바이오매스(Biomass)를 사용한 담체에 탈질능이 있는 통성혐기성균인 Bacillus sp.와 Rhodopseudomonas sp.종을 자연상에서 고농도로 배양하여 담체에 고정화하여 폐수내에서 NH4-N의 질화와 NO₃-N의 탈질화 가능성 평가를 하였다. Lab실험을 통하여 첫번째로 합성폐수를 만들어 담체만 넣은 조건(A)와 미생물만 넣은 조건(B)와, 담체와 미생물을 같이 넣은 조건(C) 3가지 조건을 설정한 후 합성 폐수내에는 탄소원인 Glucose의 주입 유무에 따라 최적 조건 실험을 하였다. 담체의 충진율은 30%이며, 회분식(Batch) 방법으로 적용 실험하였다. 합성폐수의 결과는 (C)가 (A)와 (B)보다 높은 탈질율을 보였다. 탄소원의 주입시 무산소 조건에서 (C)가 10시간 후 79%로 NO₃-N제거율이 가장 좋았으며 호기조건 역시 (C)가 66.39%의 NO₃-N 제거율을 보였다. Glucose를 100, 300㎎/L를 첨가하여 실험한 결과 (C)가 Glucose 300㎎/L에서 10시간 후 86.32%로 NO₃-N제거율이 높았다. 두 번째 실험은 담체를 직접 식품폐수를 대상으로 한 Lab실험에서는 폐수속의 미생물이 순응된 상태를 확인하기 위한 방법으로 폭기조내 MLSS 및 SV30를 측정하고 현미경을 사용하여 원생동물 과 미생물 Floc의 크기를 확인하였다. 담체의 탈질성능을 보기위해 식품폐수에 담체만 넣은 조건(a), 폐수만 한 조건 (b), 담체와 미생물을 같이 넣은 조건(c)으로 하여 72시간 실험하였다. 호기조건에서 탈질성능 결과는 담체+미생물을 같이 넣은 조건(c)이 72시간 후 79.55%의 NO₃-N제거율을 보였으며, 탈질속도는 담체만 넣은 조건(a)은 9시간후 0.051 ㎎NO₃-N/㎎.SS/hr, 폐수만 넣은 조건(b)은 0.012㎎NO₃-N/㎎.SS/hr, 담체+미생물 넣은 조건(c)은 6시간 후 0.091 ㎎NO₃-N/㎎.SS /hr로써 담체+미생물조건(c)이 가장 빨랐다. 또한 식품폐수를 멸균후 담체로만 호기조건에서 실험한 결과 T-N(㎎/L)의 처리 결과는 초기 T-N 152.8㎎/L농도가, 12시간 후 123.3㎎/L로 19.31%, 72시간 후 98.8㎎/L로 35.3%의 처리효율로 담체로도 T-N 제거가 가능하였다. 따라서 본 담체를 이용하는 것은 호기성 탈질을 촉진하는데 유효하다고 판단된다. 특히 본 연구는 활성 슬러지법에 의하여 폐수를 처리하는 방법에서 생물상이 담지되기 위한 접촉여재 즉 기존의 (PE) Pol y-Ethylene, (PP)Poly-Propylene, (PU)Poly-Urethane, (PVC)Poly-Vinyl-Chl oride 및 Nyl-on, Fiber 담체의 소재성, 경제성 및 효율성, 미생물의 비고착성 등의 문제점들을 해결하고자 하였고, 그 방법으로 탈질능이 있는 Bacillus sp.균과 RhodoPseudomonas sp.균을 수처리 공정 외부에서 대량 배양하는 방법과 그 배양액을 식물성 바이오매스(Biomass)를 가공한 담체에 고정화 시키고, 외부를 폴리에스터 부직포에서 빠져나가지 못하도록 보호하여, 유동시 외부 충격의 파손을 보호하고 물 표면에서 물과 같이 선회력을 갖도록 PE재질의 성형틀을 만들어 비중이 거의 0.93～1이 되도록 설계하였다. 또한 담체의 제조에서 생물학적 처리후 담체의 변화된 조직을 관찰하기 위하여 미세구조(SEM)의 분석결과, 시간이 진행됨에 따라 초기 담체 표면과 생물학처리후의 내부와 외부의 SEM사진을 비교해보면, 담체와 폐수의 접촉시 미생물 Floc입자가 미세하고 균일하게 분포되어 담체 표면과 내부의 Biomass막에 부착된 것으로 판단된다. Biomass담체 막에 형성된 폐수내의 호기, 임의, 혐기성 미생물이 서로 공존하고 수처리 공정 외부에서 배양한 균을 담체에 부착시켜 포기조에서 담체가 유동될 때 담체내부의 총 균수는 가동 후 약 8.0시간 후 PCA배지로 24시간 배양한 후 약 109CFU/ml 이상의 도출된 결과로 보아, 담체내부의 미생물 농도는 슬러지 일령(SA: Sludge Age)의 변화에 따라 측정결과 최고 MLSS농도로 약12,000mg/L 이상 높게 유지될 수 있을 것으로 판단 되었다. 따라서 본 담체를 폐수에 적용하여 질소의 처리를 실험한 결과, 질산화와 탈질화 처리효율을 효과적으로 증가시킨 것으로 판단된다.
본 연구는 폐수의 질산화와 동시에 호기성 탈질효율을 높이기 위하여 부직포와 천연 바이오매스(Biomass)를 사용한 담체에 탈질능이 있는 통성혐기성균인 Bacillus sp.와 Rhodopseudomonas sp.종을 자연상에서 고농도로 배양하여 담체에 고정화하여 폐수내에서 NH4-N의 질화와 NO₃-N의 탈질화 가능성 평가를 하였다. Lab실험을 통하여 첫번째로 합성폐수를 만들어 담체만 넣은 조건(A)와 미생물만 넣은 조건(B)와, 담체와 미생물을 같이 넣은 조건(C) 3가지 조건을 설정한 후 합성 폐수내에는 탄소원인 Glucose의 주입 유무에 따라 최적 조건 실험을 하였다. 담체의 충진율은 30%이며, 회분식(Batch) 방법으로 적용 실험하였다. 합성폐수의 결과는 (C)가 (A)와 (B)보다 높은 탈질율을 보였다. 탄소원의 주입시 무산소 조건에서 (C)가 10시간 후 79%로 NO₃-N제거율이 가장 좋았으며 호기조건 역시 (C)가 66.39%의 NO₃-N 제거율을 보였다. Glucose를 100, 300㎎/L를 첨가하여 실험한 결과 (C)가 Glucose 300㎎/L에서 10시간 후 86.32%로 NO₃-N제거율이 높았다. 두 번째 실험은 담체를 직접 식품폐수를 대상으로 한 Lab실험에서는 폐수속의 미생물이 순응된 상태를 확인하기 위한 방법으로 폭기조내 MLSS 및 SV30를 측정하고 현미경을 사용하여 원생동물 과 미생물 Floc의 크기를 확인하였다. 담체의 탈질성능을 보기위해 식품폐수에 담체만 넣은 조건(a), 폐수만 한 조건 (b), 담체와 미생물을 같이 넣은 조건(c)으로 하여 72시간 실험하였다. 호기조건에서 탈질성능 결과는 담체+미생물을 같이 넣은 조건(c)이 72시간 후 79.55%의 NO₃-N제거율을 보였으며, 탈질속도는 담체만 넣은 조건(a)은 9시간후 0.051 ㎎NO₃-N/㎎.SS/hr, 폐수만 넣은 조건(b)은 0.012㎎NO₃-N/㎎.SS/hr, 담체+미생물 넣은 조건(c)은 6시간 후 0.091 ㎎NO₃-N/㎎.SS /hr로써 담체+미생물조건(c)이 가장 빨랐다. 또한 식품폐수를 멸균후 담체로만 호기조건에서 실험한 결과 T-N(㎎/L)의 처리 결과는 초기 T-N 152.8㎎/L농도가, 12시간 후 123.3㎎/L로 19.31%, 72시간 후 98.8㎎/L로 35.3%의 처리효율로 담체로도 T-N 제거가 가능하였다. 따라서 본 담체를 이용하는 것은 호기성 탈질을 촉진하는데 유효하다고 판단된다. 특히 본 연구는 활성 슬러지법에 의하여 폐수를 처리하는 방법에서 생물상이 담지되기 위한 접촉여재 즉 기존의 (PE) Pol y-Ethylene, (PP)Poly-Propylene, (PU)Poly-Urethane, (PVC)Poly-Vinyl-Chl oride 및 Nyl-on, Fiber 담체의 소재성, 경제성 및 효율성, 미생물의 비고착성 등의 문제점들을 해결하고자 하였고, 그 방법으로 탈질능이 있는 Bacillus sp.균과 RhodoPseudomonas sp.균을 수처리 공정 외부에서 대량 배양하는 방법과 그 배양액을 식물성 바이오매스(Biomass)를 가공한 담체에 고정화 시키고, 외부를 폴리에스터 부직포에서 빠져나가지 못하도록 보호하여, 유동시 외부 충격의 파손을 보호하고 물 표면에서 물과 같이 선회력을 갖도록 PE재질의 성형틀을 만들어 비중이 거의 0.93～1이 되도록 설계하였다. 또한 담체의 제조에서 생물학적 처리후 담체의 변화된 조직을 관찰하기 위하여 미세구조(SEM)의 분석결과, 시간이 진행됨에 따라 초기 담체 표면과 생물학처리후의 내부와 외부의 SEM사진을 비교해보면, 담체와 폐수의 접촉시 미생물 Floc입자가 미세하고 균일하게 분포되어 담체 표면과 내부의 Biomass막에 부착된 것으로 판단된다. Biomass담체 막에 형성된 폐수내의 호기, 임의, 혐기성 미생물이 서로 공존하고 수처리 공정 외부에서 배양한 균을 담체에 부착시켜 포기조에서 담체가 유동될 때 담체내부의 총 균수는 가동 후 약 8.0시간 후 PCA배지로 24시간 배양한 후 약 109CFU/ml 이상의 도출된 결과로 보아, 담체내부의 미생물 농도는 슬러지 일령(SA: Sludge Age)의 변화에 따라 측정결과 최고 MLSS농도로 약12,000mg/L 이상 높게 유지될 수 있을 것으로 판단 되었다. 따라서 본 담체를 폐수에 적용하여 질소의 처리를 실험한 결과, 질산화와 탈질화 처리효율을 효과적으로 증가시킨 것으로 판단된다.
In order to enhance the efficiency of aerobic nitrogen removal simultaneously with the nitrification of waste water, the investigator cultivated naturally two facultative anaerobes, Bacillus sp. and Rhodopseudomonas sp., which having the capability of nitrogen removal. The biological media used in t...
In order to enhance the efficiency of aerobic nitrogen removal simultaneously with the nitrification of waste water, the investigator cultivated naturally two facultative anaerobes, Bacillus sp. and Rhodopseudomonas sp., which having the capability of nitrogen removal. The biological media used in this experiment was the nonwoven fabric fixed in the carrier and floating type, which can enhancing the possibility of nitrification of NH₄-N and nitrogen removal of NO₃-N contained in wastewater. Via a lab experiment, the investigator produced synthetic wastewater and then established three conditions: (A) putting in the carrier; (B) putting in microbes; and (C) putting in both of the carrier and microbes, thus carrying out the experiment of optimal conditions according to whether glucose, a source of carbon, was infused into the synthetic wastewater or not. The filling rate of carrier was 30% and the batch technique was applied to the experiment. The results of experiment showed that the rate of nitrogen removal was higher in (C) than in (A) and (B). Regarding the condition of infusing carbon sources, in an anaerobic condition, (C)'s removal rate of NO₃-N was 79% after 10 hours and it was the best, whereas in an aerobic condition, (C)'s removal rate of NO₃-N was 66.39%. The results of experiment of adding glucose by 100㎎/L and 300㎎/L showed that (C)'s removal rate of NO₃-N in the 300㎎/L glucose was 86.32% after 10 hours and it was the best. In the second lab experiment of which carrier was directly put in the food wastewater, the investigator measured MLSS and SV30 within an aeration tank and checked the size of floc of protozoans and microbes with microscope, in order to examine the adaptive status of microbes in wastewater. In order to find the carrier's capability of nitrogen removal, the investigator carried out a 72-hour experiment in three conditions: (a) putting only the carrier in the food wastewater; (b) putting nothing in the food wastewater; and (c) putting both the carrier and microbes in the food wastewater. The results of nitrogen removal in an aerobic condition, the removal rate of NO₃-N in the condition of putting both the carrier and microbes in the food waste water (c) was 79.55% after 72 hours. Regarding the speed of nitrogen removal, the condition of putting only the carrier (a) was 0.051㎎NO₃-N/㎎.SS/hr after 9 hours; the condition of putting nothing (b) was 0.012㎎NO₃-N/㎎.SS/hr; and the condition of putting both the carrier and microbes (c) was 0.091㎎NO₃-N/㎎.SS/hr after 6 hours. Thus, the condition of putting both the carrier and microbes (c) was the fastest. In addition, the investigator carried out an experiment only with the carrier in an aerobic condition after sterilizing the food wastewater. the results of removal of T-N (㎎/L) showed that the initial T-N concentration of 152.8㎎/L changed into 123.3㎎/L after 12 hours (reduced by 19.31%) and 98.8㎎/L after 72 hours (reduced by 35.3%), thus presenting the fact that T-N could be removed only with the carrier. In this vein, this study's carrier seems to be useful in the promotion of aerobic removal of nitrogen. In this study, the investigator tried to solve the problems of subject matter, economy, efficiency and non-adhesiveness to microbes of such traditional fiber carriers as poly-ethylene (PE), poly-propylene (PP), poly-urethane (PU), poly-vinyl-chloride (PVC) and nylon―contact media for carrying biota―in the activated sludge method-based process of waste water. For this, the investigator designed such a method that Bacillus sp. and Rhodopseudomonas sp., which having the capability of nitrogen removal, were quantitatively cultivated outside the process of water; the cultivated liquid was fixed into vegetable biomass-processed carrier; protected its outside from getting out of nonwoven fabric and protected it from an external impact at the time of flowing; and made PE material-oriented mold in order for it to have the same revolving force with water on the surface of water, thus making its specific gravity nearly 0.93～1. In addition, in order to examine the changed tissue of carrier after a biologic process in the production of carrier, the investigator analyzed SEM and compared between the initial surface of carrier and the internal and external SEM photos after the biological process. Results seemingly showed that at the time of contacting the carrier with waste water, the floc particle of microbes were distributed finely and evenly and then adhered to the surface of carrier and the internal membrane of biomass. Since the aerobic, facultative and anaerobic microbes within wastewater, which were formed on the carrier membrane of biomass, coexisted and the total number of microbes, cultivated outside the process of water and fixed into the carrier, within the carrier at the flowing of the carrier in the aeration tank was more than 109CFU/ml after cultivating 24 hours in PCA from about 8.0 hours after operation, the concentration of microbes within the carrier seemed to be maintained in over 12,000mg/L, a highest MLSS concentration when measured according to the changes of sludge age (SA). In conclusion, this study's carrier seems to effectively improve the efficiency of nitrification and nitrogen removal process.
In order to enhance the efficiency of aerobic nitrogen removal simultaneously with the nitrification of waste water, the investigator cultivated naturally two facultative anaerobes, Bacillus sp. and Rhodopseudomonas sp., which having the capability of nitrogen removal. The biological media used in this experiment was the nonwoven fabric fixed in the carrier and floating type, which can enhancing the possibility of nitrification of NH₄-N and nitrogen removal of NO₃-N contained in wastewater. Via a lab experiment, the investigator produced synthetic wastewater and then established three conditions: (A) putting in the carrier; (B) putting in microbes; and (C) putting in both of the carrier and microbes, thus carrying out the experiment of optimal conditions according to whether glucose, a source of carbon, was infused into the synthetic wastewater or not. The filling rate of carrier was 30% and the batch technique was applied to the experiment. The results of experiment showed that the rate of nitrogen removal was higher in (C) than in (A) and (B). Regarding the condition of infusing carbon sources, in an anaerobic condition, (C)'s removal rate of NO₃-N was 79% after 10 hours and it was the best, whereas in an aerobic condition, (C)'s removal rate of NO₃-N was 66.39%. The results of experiment of adding glucose by 100㎎/L and 300㎎/L showed that (C)'s removal rate of NO₃-N in the 300㎎/L glucose was 86.32% after 10 hours and it was the best. In the second lab experiment of which carrier was directly put in the food wastewater, the investigator measured MLSS and SV30 within an aeration tank and checked the size of floc of protozoans and microbes with microscope, in order to examine the adaptive status of microbes in wastewater. In order to find the carrier's capability of nitrogen removal, the investigator carried out a 72-hour experiment in three conditions: (a) putting only the carrier in the food wastewater; (b) putting nothing in the food wastewater; and (c) putting both the carrier and microbes in the food wastewater. The results of nitrogen removal in an aerobic condition, the removal rate of NO₃-N in the condition of putting both the carrier and microbes in the food waste water (c) was 79.55% after 72 hours. Regarding the speed of nitrogen removal, the condition of putting only the carrier (a) was 0.051㎎NO₃-N/㎎.SS/hr after 9 hours; the condition of putting nothing (b) was 0.012㎎NO₃-N/㎎.SS/hr; and the condition of putting both the carrier and microbes (c) was 0.091㎎NO₃-N/㎎.SS/hr after 6 hours. Thus, the condition of putting both the carrier and microbes (c) was the fastest. In addition, the investigator carried out an experiment only with the carrier in an aerobic condition after sterilizing the food wastewater. the results of removal of T-N (㎎/L) showed that the initial T-N concentration of 152.8㎎/L changed into 123.3㎎/L after 12 hours (reduced by 19.31%) and 98.8㎎/L after 72 hours (reduced by 35.3%), thus presenting the fact that T-N could be removed only with the carrier. In this vein, this study's carrier seems to be useful in the promotion of aerobic removal of nitrogen. In this study, the investigator tried to solve the problems of subject matter, economy, efficiency and non-adhesiveness to microbes of such traditional fiber carriers as poly-ethylene (PE), poly-propylene (PP), poly-urethane (PU), poly-vinyl-chloride (PVC) and nylon―contact media for carrying biota―in the activated sludge method-based process of waste water. For this, the investigator designed such a method that Bacillus sp. and Rhodopseudomonas sp., which having the capability of nitrogen removal, were quantitatively cultivated outside the process of water; the cultivated liquid was fixed into vegetable biomass-processed carrier; protected its outside from getting out of nonwoven fabric and protected it from an external impact at the time of flowing; and made PE material-oriented mold in order for it to have the same revolving force with water on the surface of water, thus making its specific gravity nearly 0.93～1. In addition, in order to examine the changed tissue of carrier after a biologic process in the production of carrier, the investigator analyzed SEM and compared between the initial surface of carrier and the internal and external SEM photos after the biological process. Results seemingly showed that at the time of contacting the carrier with waste water, the floc particle of microbes were distributed finely and evenly and then adhered to the surface of carrier and the internal membrane of biomass. Since the aerobic, facultative and anaerobic microbes within wastewater, which were formed on the carrier membrane of biomass, coexisted and the total number of microbes, cultivated outside the process of water and fixed into the carrier, within the carrier at the flowing of the carrier in the aeration tank was more than 109CFU/ml after cultivating 24 hours in PCA from about 8.0 hours after operation, the concentration of microbes within the carrier seemed to be maintained in over 12,000mg/L, a highest MLSS concentration when measured according to the changes of sludge age (SA). In conclusion, this study's carrier seems to effectively improve the efficiency of nitrification and nitrogen removal process.
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