호흡율 측정법을 이용하여 하수의 유기물 성분을 ASM No.1에서 제안한 네 가지 성분으로 구분하였다. Ss의 경우 전체 TCOD의 10-16%, Xs의 경우 32-50%, S$_1$의 경우 8-1% 정도를 차지하는 것으로 나타났으며, X$_1$의 경우 2-47% 정도를 차지하는 것으로 관찰되었다. 그리고 이 결과는 외국의 결과와 비교해 볼 때 Ss 성분이 10% 작을 반면 X$_1$ 성분은 10% 정도 큰 것으로 비교되었다. 하수의 미생물 농도를 분석한 결과, active heterotrophic biomass가 TCOD의 10-23% 정도를 차지하고 있었으며, active autotrophic biomass는 검출되지 않았다. 본 실험은 현재 TCOD, SCOD로 구분하는 하수의 유기물 성분을 미생물의 이용 정도를 나타내는 호흡률 측정법으로 세분화함으로서, 본 실험 방법을 이용하여 유기물 분해 과정 및 탈질화 그리고 인 제거 기작에 사용되는 유기물에 대한 정보를 구체적으로 제공할 수 있음을 보여 주었다.
호흡율 측정법을 이용하여 하수의 유기물 성분을 ASM No.1에서 제안한 네 가지 성분으로 구분하였다. Ss의 경우 전체 TCOD의 10-16%, Xs의 경우 32-50%, S$_1$의 경우 8-1% 정도를 차지하는 것으로 나타났으며, X$_1$의 경우 2-47% 정도를 차지하는 것으로 관찰되었다. 그리고 이 결과는 외국의 결과와 비교해 볼 때 Ss 성분이 10% 작을 반면 X$_1$ 성분은 10% 정도 큰 것으로 비교되었다. 하수의 미생물 농도를 분석한 결과, active heterotrophic biomass가 TCOD의 10-23% 정도를 차지하고 있었으며, active autotrophic biomass는 검출되지 않았다. 본 실험은 현재 TCOD, SCOD로 구분하는 하수의 유기물 성분을 미생물의 이용 정도를 나타내는 호흡률 측정법으로 세분화함으로서, 본 실험 방법을 이용하여 유기물 분해 과정 및 탈질화 그리고 인 제거 기작에 사용되는 유기물에 대한 정보를 구체적으로 제공할 수 있음을 보여 주었다.
The information about organic and biomass fractions in sewage is essential for the optimal operation and model calibration of biological treatment processes. In the respect of that oxygen is directly associated with respiration and growth of biomass as well as substrate reduction, the respirometry i...
The information about organic and biomass fractions in sewage is essential for the optimal operation and model calibration of biological treatment processes. In the respect of that oxygen is directly associated with respiration and growth of biomass as well as substrate reduction, the respirometry is well known as a suitable method for the analysis of wastewater composition and active biomass. Thus, the organic and biomass fractions in sewage were measured using respirometry. The fraction of readily biodegradable substrate, slowly biodegradable substrate, inert soluble substrate and inert particular substrate are about 10-16%, 1-8%, 32-50% and 2-47%, respectively. The active heterotrophic biomass fraction is about 10-24%, but the autotrophic biomass was not detected in influent sewage.
The information about organic and biomass fractions in sewage is essential for the optimal operation and model calibration of biological treatment processes. In the respect of that oxygen is directly associated with respiration and growth of biomass as well as substrate reduction, the respirometry is well known as a suitable method for the analysis of wastewater composition and active biomass. Thus, the organic and biomass fractions in sewage were measured using respirometry. The fraction of readily biodegradable substrate, slowly biodegradable substrate, inert soluble substrate and inert particular substrate are about 10-16%, 1-8%, 32-50% and 2-47%, respectively. The active heterotrophic biomass fraction is about 10-24%, but the autotrophic biomass was not detected in influent sewage.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
유기물질 산화 속도를 측정하였다. 이를 바탕으로 하수 내 유기물 성상을 ASM No. 1을 바탕으로 구분하고 아울러 하 수에 포함되어 있을 active heterotrophic biomass 와 active autotrophic biomass의 농도를 정량함으로써 하수의 성상을 밝혀보고자 하였다.
가설 설정
호흡률이 일정해지는 시점을 유기물이 완전히 소모되고 내생호홉이 시작되는 시점으로 판단하고 실험을 중단하였다. &는 실험이 중단된 뒤 호흡률 측정기 반응 조의 SCOD 값으로 가정하였고, *의 경우에는 전체 TCOD 에 대한 mass balance를 이용하여 구하였다. 유기물의 성상별 농도를 구하는 식을 Eqn.
하수 내 autotrophic biomass를 정량하기 위해서는 질산화 에 의한 호흡률을 전체 호흡률에서 구분하여야 한다. 이를 위해 heterotrophic biomass를 정량하는 방법을 동일하게 사용 하되, ATU를 주입한 반응조와 그렇지 않은 반응조의 호흡률 곡선의 차이를 구하여 이를 autotrophic biomass에 의한 호흡 이라 가정하였다. 그러나 실험한 대상 하수에서는 ATU를 주 입한 반응기의 호흡률과 주입하지 않은 반응기의 호흡률의 차이가 나타나지 않았고 이로 미루어 볼 때 하수 원수 내에는 active autotrophic biomass가 존재하지 않는 것으로 판단 할 수 있었다.
두 호흡률의 차이가 주입한 하수에 의한 호흡률임을 알 수 있었다. 주입한 하수 의 성상 구분을 위해 초반의 높은 호흡률에 의한 산소 소모 (OG)는 Ss에 의한 것으로 가정하였고, 그 후 내생호흡까지 이어지는 낮은 호흡률에 의한 산소 소모 (OC”)는 Xs에 기한 것으로 가정하였다. 호흡률이 일정해지는 시점을 유기물이 완전히 소모되고 내생호홉이 시작되는 시점으로 판단하고 실험을 중단하였다.
제안 방법
하수 내 미생물의 분율이 높은 이유로 실 하수를 희석 없이 바로 사용할 경우 미생물의 성장을 효과적으로 관측할 수 없었다. 따라서 하수 (Wastewater, Table 4)를 1.2 pm GF/C로 거른 하수 (Filtered wastewater, Table 4)로 희석하여 측정하는 방법을 사용하였다. 또한, 질산화를 억제하기 위해 ATU를 30 rng/L로 주입하였다.
미량 원소가 포함되어 있는 세척수를 이용하여 2회 이상 세척하고, 2시간 이상 폭기 시킴으로서 슬러지가 포함하고 있을 잔류 COD 및 기타 성분들을 제거하였다. 또한 세척으로 인하여 부족할 수 있는 인 성분과 alkalinity를 각각 5 mg-P/L 와 200 mg-CaCQ/L로 보충하여 주었다. 세척수에 사용된 미 량 원소 및 보충한 성분은 Table 2에 명시하였다.
2 pm GF/C로 거른 하수 (Filtered wastewater, Table 4)로 희석하여 측정하는 방법을 사용하였다. 또한, 질산화를 억제하기 위해 ATU를 30 rng/L로 주입하였다. 실험에 사용된 슬러지 및 하수의 농도는 Table 4에 나타내었다.
호흡률 측정에 사용할 슬러지를 후탈질 단계에서 채취하였다. 미량 원소가 포함되어 있는 세척수를 이용하여 2회 이상 세척하고, 2시간 이상 폭기 시킴으로서 슬러지가 포함하고 있을 잔류 COD 및 기타 성분들을 제거하였다. 또한 세척으로 인하여 부족할 수 있는 인 성분과 alkalinity를 각각 5 mg-P/L 와 200 mg-CaCQ/L로 보충하여 주었다.
미생물의 농도를 도출한 기존의 연구를 바탕으로 하수 내의 heterotrophic biomass 농도를 측정하였다(4-5). 하수 내 미 생물은 미생물의 성장에 따른 호흡률의 증가 곡선을 사용하였다.
동시에 하수를 주입하지 않은 슬러지만의 호흡률을 측정하였는데, 이는 미생물의 내생 호 흡 (endogenous respiration)을 제외하고 주입한 하수에 의한 호흡률만을 측정하기 위해서이다. 슬러지와 하수의 농도를 변화시켜가며 호흡률 곡선을 측정하였으며, 측정된 호흡률 곡선을 바탕으로 유기물 성상을 구분하였다. 실험에 사용된 조건은 Table 3에 나타나 있다.
Table 6은 본 실험의 결과를 유럽의 생활 하수의 성상과 비교한 것이다. 외국의 자료(2)는 하수 내 미생물 분 율을 측정하지 않은 것이므로 본 실험에서 얻어진 실험결과와 비교할 때 유기물 성상만을 100%으로 환산하여 비교하였다. 그 결과 K 대학 하수는 Ss 부분이 10% 작은 반면, 为 성분이 10% 정도 큰 것을 알 수 있다.
유기물질 산화 속도를 측정하였다. 이를 바탕으로 하수 내 유기물 성상을 ASM No.
별도의 슬러지의 주입 없이 하수만의 호흡률을 측정하 면 하수 내 미생물이 하수의 풍부한 기질을 사용하여 성장하 는데 이때 성장과 더불어 호흡률이 증가하게 된다. 이 증가하는 호흡률 곡선을 ASM No.l이 제공하는 미생물 성장 식 에 대입하여 미생물 농도를 정량하였다. 하수 내 미생물의 분율이 높은 이유로 실 하수를 희석 없이 바로 사용할 경우 미생물의 성장을 효과적으로 관측할 수 없었다.
전처리 된 슬러지에 하수를 주입하고 슬러지의 호흡률을 측정하였다. 질산화에 의한 산소의 소모를 방지하기 위하여 질산화 억제제인 allythiourea (ATU)를 기존의 문헌을 참고하여 30 mg/L로 주입하였다＜3).
전처리 된 슬러지에 하수를 주입하고 슬러지의 호흡률을 측정하였다. 질산화에 의한 산소의 소모를 방지하기 위하여 질산화 억제제인 allythiourea (ATU)를 기존의 문헌을 참고하여 30 mg/L로 주입하였다＜3). 동시에 하수를 주입하지 않은 슬러지만의 호흡률을 측정하였는데, 이는 미생물의 내생 호 흡 (endogenous respiration)을 제외하고 주입한 하수에 의한 호흡률만을 측정하기 위해서이다.
하수 내의 Xb, h 를 정량하기 위해 슬러지의 주입 없이 하수 자체의 호흡률을 측정하였다. Figure 3(a)는 하수 내의 Xb, h를 정량하기 위해 희석한 원 하수의 호흡률 곡선을 나타내고 있다.
주입한 하수 의 성상 구분을 위해 초반의 높은 호흡률에 의한 산소 소모 (OG)는 Ss에 의한 것으로 가정하였고, 그 후 내생호흡까지 이어지는 낮은 호흡률에 의한 산소 소모 (OC”)는 Xs에 기한 것으로 가정하였다. 호흡률이 일정해지는 시점을 유기물이 완전히 소모되고 내생호홉이 시작되는 시점으로 판단하고 실험을 중단하였다. &는 실험이 중단된 뒤 호흡률 측정기 반응 조의 SCOD 값으로 가정하였고, *의 경우에는 전체 TCOD 에 대한 mass balance를 이용하여 구하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 SRT 18일 정도로 운영되는 장방형의 SBR 공정에서 채취한 슬러지를 사용하였으며 분석을 위해 K 대 학 하수처리장으로 유입되는 실하수를 채취하여 사용하였다. 하수처리장은 생활 하수와 오수가 함께 유입되었으며, 실하 수의 성상은 시간과 요일, 그리고 날씨의 영향에 민감하게 반응하였다.
데이터처리
여기서 slope와 y-intercept는 호흡률 증가 곡선을 선형화 한 직선의 기울기와 y-절편을 나타내고, Yh와 bn는 heterotrophic biomass의 yield와 decay coefficient로서 본 실험에서는 ASM No.l에서 추천하는 값인 0.67과 0.24를 사용하였다.
성능/효과
5를 이용하여 하수 의 active heterotrophic biomass를 정량하면 다음의 Table 7과 같다. 그 결과를 하수의 TCOD 값과 비교하였을 때 하수 내 active heterotrophic biomass는 TCOD의 10 — 23% 정도를 차 지하는 것으로 밝혀졌다.
이를 위해 heterotrophic biomass를 정량하는 방법을 동일하게 사용 하되, ATU를 주입한 반응조와 그렇지 않은 반응조의 호흡률 곡선의 차이를 구하여 이를 autotrophic biomass에 의한 호흡 이라 가정하였다. 그러나 실험한 대상 하수에서는 ATU를 주 입한 반응기의 호흡률과 주입하지 않은 반응기의 호흡률의 차이가 나타나지 않았고 이로 미루어 볼 때 하수 원수 내에는 active autotrophic biomass가 존재하지 않는 것으로 판단 할 수 있었다.
l에서 제안한 네 가지 성분으로 구분하였다 Ss의 경우 전체 TCOD의 10-16%, Xs의 경우 32-50%, $의 경우 8시% 정도를 차지하는 것으로 나타났으며, 为의 경우 2-47% 정도를 차지하는 것으로 관찰되었다. 그리고 이 결과는 외국의 결과와 비교해 볼 때 Ss 성분이 10% 작은 반면 X, 성분은 10% 정도 큰 것으로 비교되었다. 하수의 미생물 농도를 분 석한 결과, active heterotrophic biomass가 TCOD의 10-23% 정도를 차지하고 있었으며, active autotrophic biomass는 검출 되지 않았다.
하수의 미생물 농도를 분 석한 결과, active heterotrophic biomass가 TCOD의 10-23% 정도를 차지하고 있었으며, active autotrophic biomass는 검출 되지 않았다. 본 실험은 현재 TCOD, SCOD로 구분하는 하 수의 유기물 성분을 미생물의 이용 정도를 나타내는 호흡률 측정법으로 세분화함으로서, 본 실험 방법을 이용하여 유 기물 분해 과정 및 탈질화 그리고 인 제거 기작에 사용되는 유기물에 대한 정보를 구체적으로 제공할 수 있음을 보여 주었다.
유기물을 주입하지 않은 슬러지의 호흡률은 실험 기간 동안 일정한 반면, 유기물을 주입한 슬러지는 초반에 높은 호 흡률을 보이고 이후 천천히 감소하였다. 두 호흡률의 차이가 주입한 하수에 의한 호흡률임을 알 수 있었다.
그리고 이 결과는 외국의 결과와 비교해 볼 때 Ss 성분이 10% 작은 반면 X, 성분은 10% 정도 큰 것으로 비교되었다. 하수의 미생물 농도를 분 석한 결과, active heterotrophic biomass가 TCOD의 10-23% 정도를 차지하고 있었으며, active autotrophic biomass는 검출 되지 않았다. 본 실험은 현재 TCOD, SCOD로 구분하는 하 수의 유기물 성분을 미생물의 이용 정도를 나타내는 호흡률 측정법으로 세분화함으로서, 본 실험 방법을 이용하여 유 기물 분해 과정 및 탈질화 그리고 인 제거 기작에 사용되는 유기물에 대한 정보를 구체적으로 제공할 수 있음을 보여 주었다.
호흡율 측정법을 이용하여 하수의 유기물 성분을 ASM No.l에서 제안한 네 가지 성분으로 구분하였다 Ss의 경우 전체 TCOD의 10-16%, Xs의 경우 32-50%, $의 경우 8시% 정도를 차지하는 것으로 나타났으며, 为의 경우 2-47% 정도를 차지하는 것으로 관찰되었다. 그리고 이 결과는 외국의 결과와 비교해 볼 때 Ss 성분이 10% 작은 반면 X, 성분은 10% 정도 큰 것으로 비교되었다.
후속연구
복잡함을 더해 주고 이로 인한 시뮬레이션의 오차도 커지게 됨으로 이에 대한 연구가 필요하다고 생각된다.
또한 탈질 과정에 있어서도 Ss는 미생물에 의해 바로 탄 소원으로 소모 가능하지만 Xs는 가수분해를 통하여 사용되는 것으로 가정되고 있다. 이러한 세분화된 구분은 하수의 유기 물 산화 및 하수의 탈질 능력 뿐 아니라 인 제거 기작에서 미생물에 의한 유기물의 저장 기작에 사용되는 유기물의 성 상에 대한 구체적인 정보를 제공해 줄 것으로 기대된다. 본 연구에서는 미생물의 호흡률 측정법을 적용하여 하수의
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.