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논문 상세정보

고정화담체를 이용한 염색폐수의 난분해성 유기물질 처리

Treatment of Refractory Organics in Dyeing Wastewater by Using Cell Immobilized Pellets

초록

섬유 염색폐수는 PVA, 유기정련제, 각종 염료 등이 함유되어 있어 처리가 매우 어려운 난분해성 유기폐수로 분류되어 있다. 본 연구에서는 생물학적 처리방법으로 염색폐수의 난분해성 유기물질을 효과적으로 처리할 수 있는 방안으로 활성슬러지를 PEG(Polyethylene glycol)에 포괄고정화한 담체를 고정상 반응기를 이용한 공정에 적용시켜 난분해성 유기물질의 처리효율을 평가하고 적정 운전인자를 검토하였다. 별도로 적응과정을 거치지 않은 활성슬러지를 고정화한 담체를 고정상 반응기에 충전하여 호기성 상태에서 연속식으로 운전하였다. 이때 유입수는 $SCODE_{Cr}$ 약 330 mg/L, $SBOD_5$ 20 mg/L 이하의 생물학적 1차 처리수를 사용하였다. 체류시간의 변화에 따른 각 반응기의 난분해성 유기물질 제거효율을 비교한 결과 EBCT 6 hr을 제외하고는 모두 50% 이상의 유기물($CODE_{Cr}$) 제거효율을 보였고 $COD_{Mn}$의 경우 배출허용기준치 90 mg/L보다 평균 18 mg/L 이상 낮았다. EBCT $6{\sim}24\;hr$ 결과들을 비교한 결과 EBCT 8 hr이 유기물 제거효율과 배출허용기준을 고려할 때 경제적이고 안정된 효율을 얻을 수 있는 적정 체류시간으로 나타났다. 또한 반응기에 충분한 DO를 공급하기 위하여는 주입공기 선속도를 $7\;m^3/m^2{\cdot}hr$ 이상으로 해 주어야 하는 것으로 나타났다. 또한 담체내부 미생물을 동정한 결과 PAH, PVA, Phenol 등 난분해성 물질을 분해하는 균주가 성장하고 있었다. 한편, 고정화담체를 131일에 걸쳐 관찰한 결과 압축강도와 담체내부로의 물질확산에 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 포괄고정화 담체를 이용한 염색폐수처리에서 고정상 반응기는 기존 활성슬러지 공정의 후처리로서 적용 가능할 것으로 판단되어진다.

Abstract

The wastewaters from textile and dyeing industries are difficult to treat due to its high pH, temperature, color intensity and non-biodegradable organic contents. This study investigated the removal of recalcitrant organics in a dyeing wastewater by using a packed bed reactor (PBR) that contained cell-immobilized pellets. The feed, obtained from an effluent of a biological treatment plant, had $SCOD_{Cr}$ of 330 mg/L and $SBOD_5$ of 20 mg/L on average. In immobilizing the cells to a Polyethylene Glycol(PEG) based medium, activated sludges from either a sewage treatment plant or an industrial wastewater treatment plant were used. When the empty bed contact time (EBCT) was above 8 hrs in the PBR, the $COD_{Cr}$ removal efficiency was over 50% and the $COD_{Mn}$ concentration was 72 mg/L or lower on average, which was substantially lower than the discharge standard of 90 mg/L. The results indicated that the optimum EBCT in the PBR was 8 hrs. The PBR with cell-immobilized pellets was effective as an advanced treatment process after an activated sludge process for treating dyeing wastewaters.

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