본 연구에서는 고농도의 질산성 질소를 효율적이고 경제적으로 처리하기 위해 황-이용 독립영양탈질을 이용한 황 담체를 개발하고자 하였다. 황-이용 탈질은 종속영양탈질과는 달리 별도의 유기탄소원의 주입이 필요치 않으며, 슬러지 발생량이 적어 경제적인 ...
본 연구에서는 고농도의 질산성 질소를 효율적이고 경제적으로 처리하기 위해 황-이용 독립영양탈질을 이용한 황 담체를 개발하고자 하였다. 황-이용 탈질은 종속영양탈질과는 달리 별도의 유기탄소원의 주입이 필요치 않으며, 슬러지 발생량이 적어 경제적인 탈질을 기대할 수 있다. 그러나 알칼리도 소모로 인한 pH 저하, 입상 황의 매끄러운 표면으로 인한 미생물 부착 어려움 등의 단점이 있다. 이러한 단점을 보완한 황 담체를 개발하여 효율적인 질소제거를 하고자 하였다. Sodium alginate와 Water glass를 각각 첨가하여 2가지 형태의 담체를 제조하였으며 분말활성탄(PAC)을 첨가하여 황-탈질에 미치는 영향을 알아보았다. Sodium alginate로 제조한 담체의 경우 질산성 질소를 제거하는 것이 가능하지만 생물학적 처리가 아닌 물리·화학적 응집, 침전처리가 된 것으로 판단된다. 제거된 질산성 질소의 양에 비해 황산이온의 생성량은 매우 낮다는 장점이 있으나 COD의 증가 및 킬레이트 결합 생성물로 인해 후처리가 요구될 것으로 예상된다. Water glass로 제조한 담체의 경우 수리학적 체류시간(HRT)과 질산성 질소의 관계를 반응속도론적으로 표현한 결과, 탈질 반응이 1차 반응식을 따른 것으로 관찰되었으며 Sikora와 Keeney의 주장에 의한 것처럼 황 탈질이 일어남을 확인하였다. 담체 제조시 PAC의 첨가량이 증가할수록 담체의 표면적이 넓어지고 거칠어져 황 산화 탈질균의 부착이 용이해지기 때문에 안정화 기간은 짧아지지만 담체 표면의 황 비율은 감소하는 것을 확인하였다. 따라서 PAC의 첨가량은 질산성 질소의 제거율과 황 산화 탈질균의 초기 적응기간을 고려하여 최적량을 도출해야 할 것으로 판단된다. 황 탈질 반응에는 필연적으로 pH 저하 문제가 나타나는데 이는 담체에 CaCO3를 첨가하여 보완하였다. 이때 pH는 6.9 – 8.5로 나타나 적정 알칼리도를 유지하여 별도의 알칼리도 유발물질의 주입 문제를 해결하였으나 담체 자체에서 해리되는 CaCO3의 양이 일정하지 않아 일정한 알칼리도 공급을 위한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 고농도의 질산성 질소를 효율적이고 경제적으로 처리하기 위해 황-이용 독립영양탈질을 이용한 황 담체를 개발하고자 하였다. 황-이용 탈질은 종속영양탈질과는 달리 별도의 유기탄소원의 주입이 필요치 않으며, 슬러지 발생량이 적어 경제적인 탈질을 기대할 수 있다. 그러나 알칼리도 소모로 인한 pH 저하, 입상 황의 매끄러운 표면으로 인한 미생물 부착 어려움 등의 단점이 있다. 이러한 단점을 보완한 황 담체를 개발하여 효율적인 질소제거를 하고자 하였다. Sodium alginate와 Water glass를 각각 첨가하여 2가지 형태의 담체를 제조하였으며 분말활성탄(PAC)을 첨가하여 황-탈질에 미치는 영향을 알아보았다. Sodium alginate로 제조한 담체의 경우 질산성 질소를 제거하는 것이 가능하지만 생물학적 처리가 아닌 물리·화학적 응집, 침전처리가 된 것으로 판단된다. 제거된 질산성 질소의 양에 비해 황산이온의 생성량은 매우 낮다는 장점이 있으나 COD의 증가 및 킬레이트 결합 생성물로 인해 후처리가 요구될 것으로 예상된다. Water glass로 제조한 담체의 경우 수리학적 체류시간(HRT)과 질산성 질소의 관계를 반응속도론적으로 표현한 결과, 탈질 반응이 1차 반응식을 따른 것으로 관찰되었으며 Sikora와 Keeney의 주장에 의한 것처럼 황 탈질이 일어남을 확인하였다. 담체 제조시 PAC의 첨가량이 증가할수록 담체의 표면적이 넓어지고 거칠어져 황 산화 탈질균의 부착이 용이해지기 때문에 안정화 기간은 짧아지지만 담체 표면의 황 비율은 감소하는 것을 확인하였다. 따라서 PAC의 첨가량은 질산성 질소의 제거율과 황 산화 탈질균의 초기 적응기간을 고려하여 최적량을 도출해야 할 것으로 판단된다. 황 탈질 반응에는 필연적으로 pH 저하 문제가 나타나는데 이는 담체에 CaCO3를 첨가하여 보완하였다. 이때 pH는 6.9 – 8.5로 나타나 적정 알칼리도를 유지하여 별도의 알칼리도 유발물질의 주입 문제를 해결하였으나 담체 자체에서 해리되는 CaCO3의 양이 일정하지 않아 일정한 알칼리도 공급을 위한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
In this study, we have developed an efficient sulfur carrier using sulfur-utilizing autotrophic denitrification to treat high concentration of nitrate. Unlike heterotrophic denitrification, Sulfur-utilizing autotrophic denitrification is not necessary to inject a separate organic carbon source, and ...
In this study, we have developed an efficient sulfur carrier using sulfur-utilizing autotrophic denitrification to treat high concentration of nitrate. Unlike heterotrophic denitrification, Sulfur-utilizing autotrophic denitrification is not necessary to inject a separate organic carbon source, and economical denitrification can be expected because the amount of sludge is small. However, there are disadvantages such as pH drop due to consumption of alkalinity and difficulty in adhesion of microorganisms due to smooth surface of granular sulfur. To overcome these disadvantages, we have developed a sulfur carrier and tried to remove nitrate effectively. We have prepared two types of carriers by adding sodium alginate and water glass respectively and the effect of PAC on the sulfur-utilizing autotrophic denitrification was investigated. In the case of the sodium alginate carrier, it is possible to remove nitrate, but it is judged to be the elimination of physicochemical coagulation treatment, not biological treatment. Also it is expected that post treatment is required due to problems of increase of COD and treat of chelate bond product. As a result of kinetics of the relation between hydraulic retention time and nitrate in the case of the water glass carrier, the denitrification reaction was observed to follow the first-order reaction formula and the sulfur denitrification was occurred as reported by Sikora and Keeney. In addition, as the PAC is added, the surface area of the carrier is widened and becomes coarse to facilitate attachment of the sulfur oxidizing denitrifying bacteria, so that the stabilization period is shortened, but the sulfur ratio of the carrier surface is decreased. Therefore, it is concluded that the optimum amount of PAC should be calculated considering the removal rate and the initial adaptation period. In the case of sulfur-utilizing autotrophic denitrification, inevitably a pH drop problem appears, which is supplemented by adding CaCO3 to the carrier. At this time, the pH was measured to be 6.9 - 8.5, so that the proper alkalinity for the sulfur-utilizing autotrophic denitrification was maintained, thereby solving the problem of injecting an additional alkalinity inducing substance. However, the amount of CaCO3 dissociated from the carrier itself is not constant, and further studies for supplying a constant amount of alkalinity are required.
In this study, we have developed an efficient sulfur carrier using sulfur-utilizing autotrophic denitrification to treat high concentration of nitrate. Unlike heterotrophic denitrification, Sulfur-utilizing autotrophic denitrification is not necessary to inject a separate organic carbon source, and economical denitrification can be expected because the amount of sludge is small. However, there are disadvantages such as pH drop due to consumption of alkalinity and difficulty in adhesion of microorganisms due to smooth surface of granular sulfur. To overcome these disadvantages, we have developed a sulfur carrier and tried to remove nitrate effectively. We have prepared two types of carriers by adding sodium alginate and water glass respectively and the effect of PAC on the sulfur-utilizing autotrophic denitrification was investigated. In the case of the sodium alginate carrier, it is possible to remove nitrate, but it is judged to be the elimination of physicochemical coagulation treatment, not biological treatment. Also it is expected that post treatment is required due to problems of increase of COD and treat of chelate bond product. As a result of kinetics of the relation between hydraulic retention time and nitrate in the case of the water glass carrier, the denitrification reaction was observed to follow the first-order reaction formula and the sulfur denitrification was occurred as reported by Sikora and Keeney. In addition, as the PAC is added, the surface area of the carrier is widened and becomes coarse to facilitate attachment of the sulfur oxidizing denitrifying bacteria, so that the stabilization period is shortened, but the sulfur ratio of the carrier surface is decreased. Therefore, it is concluded that the optimum amount of PAC should be calculated considering the removal rate and the initial adaptation period. In the case of sulfur-utilizing autotrophic denitrification, inevitably a pH drop problem appears, which is supplemented by adding CaCO3 to the carrier. At this time, the pH was measured to be 6.9 - 8.5, so that the proper alkalinity for the sulfur-utilizing autotrophic denitrification was maintained, thereby solving the problem of injecting an additional alkalinity inducing substance. However, the amount of CaCO3 dissociated from the carrier itself is not constant, and further studies for supplying a constant amount of alkalinity are required.
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