[논문]폐타이어 담체를 이용한 파일럿 규모 유동상 생물막 공정에서 하수의 질소제거에 미치는 온도 영향

박운지; 안종화; 이찬기

폐타이어 담체를 이용한 파일럿 규모 유동상 생물막 공정에서 하수의 질소제거에 미치는 온도 영향
Effect of Temperature on the Nitrogen Removal of Municipal Wastewater in a Pilot-scale Moving Bed Biofilm Reactor with Waste-tire Media 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.30 no.5, 2008년, pp.507 - 516

박운지 (강원대학교 지구.환경공학부) , 안종화 (강원대학교 지구.환경공학부) , 이찬기 (강원대학교 지구.환경공학부)

초록
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폐타이어 담체 유 무에 따른 질소 제거 효과와 담체를 충진한 유동상 생물막 공정의 질소제거 특성을 알아보고자 실험을 수행하였다. 하수처리장 유입하수를 이용해 폐타이어 담체 유 무에 따른 질소 제거 정도는 실험실 규모 회분식 실험을 이용하고, 온도가 질소제거에 미치는 영향은 담체를 15% 충진한 파일럿 규모 유동상 생물막 공정을 약 370일 동안 장시간 운전을 통해 알아보았다. 폐타이어 담체 유 무에 따른 질산화율은 3.4 및 1.7 mg NH$_4^+$-N/g Mixed-Liquor Volatile Suspended Solid(MLVSS)$\cdot$hr로 담체를 투입한 경우 질소 제거가 더 효과적이었다. 온도범위가 9$\sim$10$^{\circ}C$에서 20$\sim$24$^{\circ}C$로 증가하였을 때 총 질소제거효율은 53 $\pm$ 8%에서 76 $\pm$ 5%까지 증가하였다. 온도가 9$\sim$10$^{\circ}C$, 10$\sim$20$^{\circ}C$, 20$\sim$24$^{\circ}C$에서 질산화율은 0.8 $\pm$ 0.5, 3.1 $\pm$ 1.9, 3.4 $\pm$ 2.1 mg NH$_4^+$-N/g MLVSS$\cdot$hr로, 탈질율은 0.6 $\pm$ 0.2, 1.1 $\pm$ 0.6, 1.4 $\pm$ 0.6 mg NO$_3^-$-N/g MLVSS$\cdot$hr로 나타났으며, 전체미생물 중 부착미생물은 17 $\pm$ 7, 20 $\pm$ 6, 22 $\pm$ 6%로 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 미생물 총괄활성도는 온도가 9$\sim$10$^{\circ}C$에서 20$\sim$24$^{\circ}C$으로 증가함에 따라 혐기조, 무산소조, 호기조에서 22, 20, 15% 증가하였고 질산화 미생물인 Nitrosomonas와 Nitrobacter 활성분율도 증가하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This research was conducted to elucidate the effect of temperature on the nitrogen removal of municipal wastewater with waste-tire media. The experiments were carried out in laboratory-scale batch reactor and pilot-scale moving bed biofilm reactor filled at a 0.15 filling ratio with waste-tire media, respectively. In batch tests, specific nitrification rate(SNR) with media was 3.4 mg NH$_4^+$-N/g Mixed-Liquor Volatile Suspended Solid(MLVSS)$\cdot$hr, compared with 1.7 mg NH$_4^+$-N/g MLVSS$\cdot$hr without media. In pilot-scale test with media, total nitrogen removal efficiency increased from 53 $\pm$ 8% to 76 $\pm$ 5% as the temperature increased from 9$\sim$10$^{\circ}C$ to 20$\sim$24$^{\circ}C$. At the temperature of 9$\sim$10$^{\circ}C$, 10$\sim$20$^{\circ}C$, and 20$\sim$24$^{\circ}C$, the SNRs were 0.8 $\pm$ 0.5, 3.1 $\pm$ 1.9, and 3.4 $\pm$ 2.1 mg NH$_4^+$-N/g MLVSS$\cdot$hr and the specific denitrification rates(SDNR) were 0.6 $\pm$ 0.2, 1.1 $\pm$ 0.6, 1.4 $\pm$ 0.6 mg NO$_3^-$-N/g MLVSS.hr, respectively. The overall activities of biomass in anaerobic, anoxic, and oxic zones at 20$\sim$24$^{\circ}C$ increased to 22, 20, and 15%, compared with those at 9$\sim$10$^{\circ}C$, respectively. The activity distribution of Nitrosomonas and Nitrobacter also increased with the increase of temperature.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

18) 따라서 본 연구에서는 폐타이어 충진 여부에 따른 질소제거정도와 폐타이어 담체를 충진한 파일럿 규모의 유동상 생물막 공정에서 온도 변화에 따른 질소 제거 특성을 살펴보고자 하였다.
본 논문은 포스코건설에서 발주한 연구과제를 바탕으로 작성하였으며, 이에 감사드립니다.

제안 방법

25) 위와 같은 절차에 의해 도출된 부착미생물의 젖은 무게 및 건조무게로부터 다음의 식 (2)∼(4)를 이용하여 생물막 두께, 생물막 건조밀도, 단위면적당 부착된 미생물량을 산정하였다.
고정시킨 시료는 원심분리기에서 2,500 rpm에서 10분간 원심 분리하여 상등수를 제거하면 INT-formazan(INTF)만 잔류하게 된다. INTF는 물에 불용성이므로 유기용매인 2+3 아세톤/demethyl sulfuroxide(DMSO)를 10 mL 가하여 혼합 후 암소에서 20분간 반응시켜 INTF을 추출하였다. 다시 원심분리기에서 10분간 2,500 rpm으로 원심 분리한 다음 상등수만 취하여 465 nm에서 흡광도 측정하여 식 (1)을 이용하여 DHA를 구하였다.
Mixed-Liquor Volatile Suspended Solid(MLVSS)는 2,400 mg/L 정도로 유지하였고, NH4+-N 초기농도는 30 mg/L로 하여 동일한 조건에서 담체 유·무 및 온도변화에 따른 SNR을 측정하였다.
Mixed-Liquor Volatile Suspended Solid(MLVSS)는 2,400 mg/L 정도로 유지하였고, NH₄⁺-N 초기농도는 30 mg/L로 하여 동일한 조건에서 담체 유·무 및 온도변화에 따른 SNR을 측정하였다. SNR은 반응조내 산기관(diffuser)을 설치하여 폭기하면서 3시간 동안 15분 간격으로 시료를 채취한 후 NH₄⁺-N 농도를 측정하여 구하였다.¹¹⁾
생물막내 heterotrophs와 nitrifiers(Nitrosomanas, Nitrobactor)의 활성분율을 측정하기 위해 4개의 15 mL tube에 시료를 5 mL씩 넣었다. 그 중 하나는 negative control 시료로서 37% formaldehyde solution 1 mL을 첨가하여 미생물 반응을 정지시켜 다른 실험과의 대조군으로 사용하였다(A). 그리고 나머지 3개 시료 중 한 곳에는 allylthiourea(ATU)와 NaClO₃를 각각 0.
그 중 하나는 negative control 시료로서 37% formaldehyde solution 1 mL을 첨가하여 미생물 반응을 정지시켜 다른 실험과의 대조군으로 사용하였다(A). 그리고 나머지 3개 시료 중 한 곳에는 allylthiourea(ATU)와 NaClO₃를 각각 0.5 mL(질산화 활성을 완전히 저해하고, 유기물 산화에는 영향을 주지 않는 최소농도 : ATU(15 mg/L), NaClO₃(1.6 mg/L))씩 첨가하였다(B). 그리고 한 곳에는 ATU만 0.
그리고 알칼리 세정액을 따로 모으고 여기에 증류수를 20 mL 주입하여 30분 간격으로 2회 초음파 세정을 실시한 후 알칼리 세정액과 증류수 세정액을 모아 총 고형물(Total Solids, TS)을 측정하여 미생물의 건조무게 및 함수율을 측정하였다. 그리고 세정이 완료된 매체의 표면수를 제거하고 매체의 습윤 무게를 측정하여 미생물이 부착된 매체무게와 미생물이 탈리된 매체무게의 차를 측정하여 미생물의 습윤 무게를 계산하였다.²⁵⁾ 위와 같은 절차에 의해 도출된 부착미생물의 젖은 무게 및 건조무게로부터 다음의 식 (2)∼(4)를 이용하여 생물막 두께, 생물막 건조밀도, 단위면적당 부착된 미생물량을 산정하였다.
125 N NaOH 20 mL를 주입하고 2시간 동안 초음파 세정과 알칼리 처리를 병행하였다. 그리고 알칼리 세정액을 따로 모으고 여기에 증류수를 20 mL 주입하여 30분 간격으로 2회 초음파 세정을 실시한 후 알칼리 세정액과 증류수 세정액을 모아 총 고형물(Total Solids, TS)을 측정하여 미생물의 건조무게 및 함수율을 측정하였다. 그리고 세정이 완료된 매체의 표면수를 제거하고 매체의 습윤 무게를 측정하여 미생물이 부착된 매체무게와 미생물이 탈리된 매체무게의 차를 측정하여 미생물의 습윤 무게를 계산하였다.
기존 논문을 살펴보면 담체 충진율은 재질, 밀도, 크기 등을 고려하여 10∼70% 범위를 사용하고 있으며,^19∼21) 많은 미생물 유지를 위해 과도하게 담체를 충진하면 반응기 실 유효체적이 감소되어 HRT가 짧아져 유출수질이 악화될 수 있다. 따라서 폐타이어 담체특성, 유동성, 유입부하 등을 고려한 기존문헌²²⁾을 바탕으로 충진율을 15%로 하였다.
미생물 활성도를 측정하기 위해 Koopman 등²³⁾의 방법을 수정하여 2-(p-Iodophenyl)-3-(p-Nitrophenyl)-5-phenylTetrazolium chloride(INT)을 이용한 탈수소 효소 활성도(DeHydrogenase Activity, DHA)법을 이용하였다.²⁴⁾ INT 0.
5 mL을 첨가하고 잘 혼합하여 저해제를 미생물과 30분간 반응시키고(C), 나머지 시료는 아무런 처리도 하지 않았다(D). 반응 후 nalidixic acid solution(20 mg/10 mL)을 0.1 mL, 전자공여체로서 yeast extract 용액(30 g/L), NH₄Cl 용액(2,000 mg N/L) 및 NaNO₂용액(2,000 mg N/L)을 각각 0.1 mL, 0.2%의 INT용액(20 mg/10 mL) 1.0 mL을 모든 시료에 동시에 첨가하여 균일하게 혼합한 후에 20℃, 암소에서 24시간 배양하였다. 배양 후 37%의 formaldehyde solution을 1 mL 첨가하여 시료를 고정하였다.
반응조는 약 370 일간 유입 유량 230 m3/d로 운전하였으며, 내부반송율은 유입 유량의 200%로, 슬러지 반송율은 Mixed-Liquor Suspended Solid(MLSS) 농도를 2,000∼3,000 mg/L 범위로 유지하기 위해 유입 유량의 50%로 운전하였다.
부착미생물량 측정은 알칼리 초음파 세정에 의한 방법을 사용하였고, 담체에 부착된 미생물의 젖은 무게와 건조 무게는 다음과 같은 절차에 의해 측정하였다. 우선, 미생물이 부착된 담체의 표면수를 제거한 후 부착된 습윤 매체 무게를 측정하고, 매체를 vial에 담은 후 0.125 N NaOH 20 mL를 주입하고 2시간 동안 초음파 세정과 알칼리 처리를 병행하였다. 그리고 알칼리 세정액을 따로 모으고 여기에 증류수를 20 mL 주입하여 30분 간격으로 2회 초음파 세정을 실시한 후 알칼리 세정액과 증류수 세정액을 모아 총 고형물(Total Solids, TS)을 측정하여 미생물의 건조무게 및 함수율을 측정하였다.
잉여슬러지는 1일 2회씩 주기적으로 폐기하였으며, SRT는 4.9∼25.5 day, 반응조 수온은 9∼24℃로 운전하였다.
폐타이어 담체 유·무와 온도변화(14℃, 24℃)에 따른 질소 제거 효과를 평가하기 위해 유효용적이 5 L인 원통형 형태의 반응조 2개를 제작하여 호기성 조건에서 회분식 실험을 수행하였다.
폐타이어의 내마모성을 평가하기 위해 투입 전·후의 입도분석을 하였다.

대상 데이터

담체는 반응조의 15%에 해당하는 양을 주입하였고, 실험에 필요한 슬러지는 파일럿 장치에서 온도별로(14 ± 2℃, 24 ± 2℃) 1개월 이상 순응기간을 가진 슬러지를 직접 채취하여 사용하였다.
실험에 사용한 유동상 생물막 담체는 폐타이어 분말과 합성수지 접착제가 주원료인 5∼10 mm 크기의 입자로, 표면에 미분말 활성탄을 코팅한 비표면적 1,500 m2/m3의 폐타이어를 이용한 재생 담체이다.
하수는 경기도내 한 하수종말처리장 1차 침전지 유출수를 실험에 사용하였고(Table 1), 담체는 폐타이어를 사용하였다. 기존 논문을 살펴보면 담체 충진율은 재질, 밀도, 크기 등을 고려하여 10∼70% 범위를 사용하고 있으며,^19∼21) 많은 미생물 유지를 위해 과도하게 담체를 충진하면 반응기 실 유효체적이 감소되어 HRT가 짧아져 유출수질이 악화될 수 있다.

이론/모형

부착미생물량 측정은 알칼리 초음파 세정에 의한 방법을 사용하였고, 담체에 부착된 미생물의 젖은 무게와 건조 무게는 다음과 같은 절차에 의해 측정하였다. 우선, 미생물이 부착된 담체의 표면수를 제거한 후 부착된 습윤 매체 무게를 측정하고, 매체를 vial에 담은 후 0.
수질분석항목은 MLSS, MLVSS, 화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand, COD_Cr), 생화학적 산소요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD), Total Kjeldahl Nitrogen(TKN), NH₄⁺-N, NO₃^--N, Total Phosphorus(TP), PO₄-P 등으로 Standard Methods²⁸⁾와 수질오염 공정시험방법²⁹⁾에 준하여 분석하였다. Total Nitrogen(TN)은 TKN과 NO₃^--N 합으로 산출하였다.

성능/효과

물질수지를 통해 확인한 결과 부하량의 경우 슬러지내 NH₄⁺-N 농도와 유량으로 인해 증가한 반면 농도는 반송되는 유량에 의한 희석효과로 감소하는 경향을 보였으며, 이러한 결과는 섬모상 담체를 사용하여 A²/O 공정을 운전한 다른 연구 결과와 유사한 것으로 나타났다.²⁾ 무산소조 역시 내부반송량을 고려하여 물질수지를 통해 살펴본 결과, NH₄⁺-N의 경우 온도에 상관없이 전체적으로 증가하는 현상을 보였으며, 이는 암모니아화(ammonification)현상으로 유기질소가 분해되면서 NH₄⁺-N가 증가된 것으로 판단된다.
SNR과 SDNR은 0.2∼9.8 mg NH4+-N/g MLVSS·hr, 0.2∼3.3 mg NO3--N/g MLVSS·hr의 범위로 나타났으며 온도가 증가할수록 SNR과 SDNR 모두 증가하는 경향을 보였다.
그리고 온도가 질소제거에 미치는 영향을 고찰하기 위해 온도가 14℃와 24℃일 때 폐타이어 담체를 충진하여 실험한 결과 SNR이 각각 2.2, 3.4 mg NH4+-N/g MLVSS·hr로 나타나 온도가 높은 경우 SNR이 높음을 알 수 있으며(Fig. 3), 이러한 결과는 SBR 형태의 반응조를 이용하여 온도변화(10∼40℃)에 따른 SNR을 평가한 회분식 실험결과에서 온도가 높을수록 SNR이 높은 연구결과와 동일한 것으로 나타났다.
담체 부착 미생물량(biomass)을 측정한 결과 전체 미생물량 중 부착 미생물이 차지하는 비율(attached biomass/total biomass), 단위면적당 부착 미생물량(attached biomass per unit area), 생물막 두께(biofilm thickness), 생물막 건조밀도(biofilm dry density) 등은 온도가 높아질수록 모두 증가하는 것으로 나타났으며(Table 3), 이는 온도가 감소함에 따라 미생물의 활성이 감소하는 때문인 것으로 판단된다. 기존 문헌에서는 다공성 담체를 이용한 유동상 생물막 반응조에서 12℃에서 40℃까지 단계별 운전한 결과 20℃에서 가장 많은 부착미생물량을 유지할 수 있다고 하였는데,³⁾ 본 연구에서도 20∼24℃일 때 가장 높은 값을 보여 유사한 연구결과를 보였다.
그러나 온도가 20∼24℃에서는 종속영양생물 활성 분율이 가장 낮게 나타난 반면 질산화 미생물 활성 분율은 가장 높게 나타났다. 따라서 온도가 질산화 미생물의 성장 및 활성에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 온도증가에 따라 SNR이 증가한 내용과 일치하는 것으로 질산화에 있어서 Nitrosomonas 와 Nitrobacter의 활성은 SNR에 직접적인 영향을 미치고 있음을 알 수 있다.
또한, 25℃에서 재래식 활성슬러지(Conventioanl Activated Sludges, CAS) 공정에서 채취한 슬러지로부터 구한 SNR(0.96 mg NH4+-N/g MLSS·hr)과 막분리(Membrane Separation Activated Sludge, MSAS) 공정을 사용하여 반응조내 슬러지로부터 구한 SNR(2.28 mg NH4+-N/g MLSS·hr)34)과 비교하면 본 처리공정의 SNR이 높음을 알 수 있으며, 이는 담체에 의한 다량의 질산화미생물 확보와 유지 때문인 것으로 판단된다.
-N 농도와 유량을 고려하여 산정할 수 있다. 물질수지를 통해 확인한 결과 부하량의 경우 슬러지내 NH₄⁺-N 농도와 유량으로 인해 증가한 반면 농도는 반송되는 유량에 의한 희석효과로 감소하는 경향을 보였으며, 이러한 결과는 섬모상 담체를 사용하여 A²/O 공정을 운전한 다른 연구 결과와 유사한 것으로 나타났다.²⁾ 무산소조 역시 내부반송량을 고려하여 물질수지를 통해 살펴본 결과, NH₄⁺-N의 경우 온도에 상관없이 전체적으로 증가하는 현상을 보였으며, 이는 암모니아화(ammonification)현상으로 유기질소가 분해되면서 NH₄⁺-N가 증가된 것으로 판단된다.
미생물 활성도는 온도가 9∼10℃에서 20∼24℃로 증가함에 따라 15% 이상 증가하는 것으로 나타나 온도가 미생물 성장 및 활성에 미치는 영향이 큰 것을 알 수 있으며, 특히 질산화 미생물인 Nitrosomonas와 Nitrobacter 활성 증가를 가져와 SNR에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.
생물막 두께는 20∼24℃일 때 평균 1.4 mm 정도로, 회전원판(Rotating Biological Contactors, RBCs) 생물막 공정을 18∼25℃에서 운전한 결과 얻어진 생물막 두께 평균 1.8 mm(1.1∼2.8 mm)와 유사한 값을 보였다.
온도가 20∼24℃일 때 단위면적당 부착미생물량, 생물막 두께, 생물막 건조밀도 모두 가장 높은 값을 나타내었으며, 9∼10℃일 때 보다 단위면적당 부착미생물량은 2배 이상 높게 측정되었다.
온도가 9∼10℃, 10∼20℃, 20∼24℃에서 NH4+-N 제거효율은 66.3%, 82.8%, 96.5%로 나타났으며, 온도가 9∼10℃에서 20∼24℃로 증가하였을 때 NH4+-N제거효율은 30% 이상 증가하였다.
온도변화에 따른 BNR 효율 특성 연구에서 12 ± 2℃와 20 ± 2℃일 때 각각 TN 제거효율이 64%, 77%로 온도가 증가할수록 제거 효율이 10% 이상 증가한 다른 연구결과와 유사한 경향을 나타내었다.
온도에 따른 NH₄⁺-N와 NO₃^--N 변화를 혐기조, 무산소조, 호기조별로 살펴보면 온도에 관계없이 NH₄⁺-N 농도는 반응조를 거치면서 점차적으로 감소하고 NO₃^--N 농도는 점차적으로 증가함을 알 수 있다(Fig. 5). 온도가 높을수록 SNR 및 탈질율(Specific Denitrification Rate, SDNR)이 높음을 알 수 있다.
호기조에서는 온도에 관계없이 Nitrosomonas가 Nitrobacter에 비해 활성 분율이 높았다. 이러한 특정 미생물의 활성은 기존문헌³⁾과 유사하게 나타났으며, 전체적으로 종속영양생물이 가장 우점하고 Nitrosomonas가 대체로 Nitrobacter에 비해 우점하는 경향을 보였다. 호기조내 부유미생물을 제외한 모든 반응조내 종속영양생물 활성 분율이 10∼20℃에서 가장 높게 나타났다.
종속영양생물(heterotrophs)과 질산화에 관여하는 Nitrosomonas, Nitrobacter의 활성도를 분석해 보면 종속영양생물은 본 실험에서 0.75∼0.93의 활성 분율을 보였다(Fig. 9).
초기 농도가 30 mg NH4+-N/L일 때 담체 유·무에 따른 회분식 실험 결과 SNR이 24℃에서 3.4, 1.7 mg NH4+-N/g MLVSS·hr로 담체를 사용한 경우 약 2배 더 높은 질소 제거 효율을 보였다.
총미생물 중 부착미생물이 차지하는 비율은 9∼10℃, 10∼20℃, 20∼24℃에서 17 ± 7%, 20 ± 6%, 22 ± 6%로 나타났으며, 담체의 단위 면적당 부착미생물량은 온도가 9∼10℃일 때 0.26 ± 0.09 mg/cm2, 20∼24℃에서는 0.53 ± 0.17 mg/cm2로 온도가 10℃ 이상 증가함에 따라 단위면적당 부착 미생물량이 2배 이상 높은 값을 보였다.
파일럿 규모 실험에서 온도가 9∼10℃에서 20∼24℃로 증가함에 따라 TN 제거효율은 53 ± 8%에서 76 ± 5%로 20% 이상 증가하였으며, SNR은 4배 이상 증가하여 온도가 생물학적 처리공정에서 질산화에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.
폐타이어 담체를 이용한 A2/O공정에서 하수처리 시 온도가 9∼10℃, 10∼20℃, 20∼24℃에서 TN 제거효율은 53 ± 8%, 68 ± 11%, 76 ± 5%로 나타났다(Fig. 4).
혐기조, 무산조소, 호기조에서 부유미생물 활성도는 9∼10℃보다 20∼24℃에서 22, 20, 15% 높게 나타났고, 온도에 관계없이 혐기조에서 부유미생물 활성도가 가장 높았다(Fig. 8).
호기조내 부유미생물을 제외한 모든 반응조내 종속영양생물 활성 분율이 10∼20℃에서 가장 높게 나타났다.
호기조내로 투입 전·후 담체의 입도분포율을 측정한 결과 담체의 크기가 4 mesh(4.75 mm) 이상은 투입전의 경우 98%, 투입 후 94%를 차지하는 것으로 나타났으며, 6 mesh(3.35 mm) 이상은 투입전·후 각각 100%, 99.6%로 마모 및 파쇄가 거의 없는 것으로 나타나 내마모성이 우수한 것으로 나타났다.
호기조에서 암모니아 유입 부하가 증가할수록, 온도가 증가할수록 SNR이 증가함을 알 수 있다(Fig. 6). 이 연구에서 SNR 범위는 0.
9). 호기조에서는 온도에 관계없이 Nitrosomonas가 Nitrobacter에 비해 활성 분율이 높았다. 이러한 특정 미생물의 활성은 기존문헌³⁾과 유사하게 나타났으며, 전체적으로 종속영양생물이 가장 우점하고 Nitrosomonas가 대체로 Nitrobacter에 비해 우점하는 경향을 보였다.
회분식 실험에서 폐타이어 담체 유무에 따른 SNR은 3.4 및 1.7 mg NH4+-N/g MLVSS·hr로 담체를 투입한 경우 질소 제거가 더 효과적이었다.

후속연구

¹⁰⁾ 또한 섬모상 담체를 사용한 A²/O 공법에서 사용하지 않은 경우보다 SNR이 높게 났다.²⁾ 따라서 반응조에 담체 충진 시 더 높은 질소 제거효율을 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 그리고 온도가 질소제거에 미치는 영향을 고찰하기 위해 온도가 14℃와 24℃일 때 폐타이어 담체를 충진하여 실험한 결과 SNR이 각각 2.
우리나라는 높은 연교차로 인하여 겨울철 평균기온이 10℃ 이하로 유지되어 겨울철 유입하수 수온이 평균 8∼9℃로 생물학적 처리공정의 미생물 활성도에 악영향을 미치고 저조한 처리효율로 이어져 겨울철 처리장 운전에 문제가 발생하므로 질소제거를 위한 생물학적 처리 공정에서 온도 변화에 따른 미생물 특성 및 공정 성능에 대한 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유동상 생물막 공법의 장점은 무엇입니까?	유동상 생물막 공법은 담체에 고농도의 미생물을 부착하여 오염물질을 처리하므로 기존의 활성 슬러지 공정보다 동일 용적당 높은 미생물을 유지하여 고효율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라,3,4) 담체를 공기를 이용하여 유동시키므로 산소전달이 유리하다.5,6) 또한, 유동상 생물막 공법은 부유성장공법에 비해 높은 고형물 체류시간(Sludge Retention Time, SRT)을 유지할 수 있어 기질의 부하변동에 강하고 운전관리가 용이하며 슬러지 발생량이 적다는 장점을 가지고 있기 때문에 하·폐수 고도처리에 많이 사용하고 있다.7) 이러한 생물막 공법의 적용 예로, 노르웨이에서는 기존의 활성슬러지 공정의 질소제거를 위해 유동상 생물막 공정으로 개조하여 몇몇의 파일럿 규모로 운전하여 그 성능을 입증한 바 있다.
	영양염류를 제거하는 BNR 공법의 종류로는 무엇이 있습니까?	강화된 수질기준을 만족시키기 위해서는 재래식 활성슬러지공정에 질소를 제거하는 3차 처리공정을 도입하여야 하는데, 부지난이 심각한 국내 실정을 고려해 볼 때 기존설비를 개조하더라도 추가적인 부지확보가 필요 없는 담체를 이용한 생물학적 영양염류 제거(Biological Nutrient Removal, BNR) 공정이 효과적이면서도 경제성을 확보할 수 있는 대안이라 할 수 있다.1) 영양염류를 제거하는 BNR 공법에는 Anaerobic/Anoxic/Oxic(A2/O), 연속회분식반응기(Sequencing Batch Reactor, SBR), Anaerobic/Oxic(A/O) 공법 등이 있으며,2) BNR 공법에 담체를 결합한 부착증식의 유동상 생물막 공법(Moving Bed Biofilm Reactor, MBBR)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
	폐타이어를 이용한 재생 담체의 장점은 무엇입니까?	실험에 사용한 유동상 생물막 담체는 폐타이어 분말과 합성수지 접착제가 주원료인 5∼10 mm 크기의 입자로, 표면에 미분말 활성탄을 코팅한 비표면적 1,500 m2/m3의 폐타이어를 이용한 재생 담체이다. 폐타이어 담체는 폐타이어 탄력성이 그대로 유지되어 조의 벽면 또는 담체 상호간의 충돌에도 마모되지 않아 내마모성이 매우 강하며, 담체 표면에 미분말 활성탄을 코팅하여 비표면적을 크게 함으로써 초기의 미생물 부착에 의한 생물막 형성을 촉진할 뿐만 아니라, 슬러지 비중 1.03 g/mL와 유사하여 호기성 반응조에서 유동하기에 적합한 조건을 가지고 있다. 폐타이어의 내마모성을 평가하기 위해 투입 전·후의 입도분석을 하였다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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