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논문 상세정보

당밀과 질산성 질소의 C/N ratio 변화에 따른 탈질 및 미생물 군집 특성에 관한 연구

A study on the denitrification and microbial community characteristics by the change of C/N ratio of molasses and nitrate nitrogen

초록

본 연구에서 탈질 효율 비교를 위해 당밀과 메탄올을 외부 탄소원으로 사용하였다. 세부 실험조건은 C/N ratio 조건에 따라 구분하였다. 회분식 실험 결과, 당밀과 메탄올 모두 C/N ratio가 증가할수록 탈질 효율은 증가하였다. 당밀의 최적 C/N ratio는 잔류 COD 농도와 탈질 효율을 고려할 때 4:1로 나타났으며, 이때 탈질 효율은 91.4%이다. 동역학적 인자로 SDNR을 도출한 결과, C/N ratio가 증가할수록 당밀과 메탄올은 유사한 SDNR 값을 보였으며, C/N ratio 4:1 조건에서 0.0292 g $NO_3{^-}-N$ removal/g MLVSS/day (molasse), 0.0299 g $NO_3{^-}-N$ removal/g MLVSS/day (mehtanol)로 나타났다. 미생물 군집 분석을 통해 당밀에 적응된 슬러지에는 Pseudomonas sp.와 Bergeylla sp. 박테리아가 우점화 된 것을 확인할 수 있었다. 또한 미생물 군집의 다양성보다는 일부 박테리아에 대한 집중성이 더 높게 나타났다. 이에 따라 당밀은 탈질에 특화된 미생물을 집중적으로 성장시키며, 탈질 성능을 높일 수 있는 대체 외부탄소원으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract

To compare the denitrification efficiency, this study used molasses and methanol were used as external carbon sources. Specific experimental conditions were classified according to C/N ratio conditions. The batch test showed that the denitrification efficiency increased as C/N ratios of molasses and methanol rose. The most suitable C/N ratio of molasses turned out 4:1 considering the concentration of the residue chemical oxygen demand (COD) and the denitrification efficiency, which was 91.4%. Specific denitrification rate (SDNR) drawn as a kinetic factor demonstrated that molasses and methanol showed similar SDNR values as C/N ratios of molasses and methanol increased. Under the condition of C/N ratio 4:1, 0.0292 g $NO_3{^-}-N$ removal/g mixed liquor volatile suspended solid (MLVSS)/day (molasses), 0.0299 g $NO_3{^-}-N$ removal/g MLVSS/day (methanol) were found. Sludge adapted to molasses showed that Bacterium Pseudomonas sp. and Bergeylla sp. dominated through an analysis of microbial community. In addition, some bacteria were high convergences than the variety of microbial community. Accordingly, it was assumed that molasses focus on growing microorganisms specialized in denitrification and applied as a replaceable external carbon source that can enhance denitrification performance.

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