그리고 대학원 생활 동안 많은 도움을 준 동기들과 후배들에게 많은 고마움을 느낍니다. 저는 어디를 가든 항상 울산대학교를 잊지 않고 살아가겠습니다.
연구배경 및 목적
질소와 인의형태
질산염의 반응 기작
pH가 높을수록 암모니아의 비율이 높아집니다. pH가 상대적으로 낮은 수초에서는 암모니아 충격의 위험이 적습니다.
질소의 제거
- 질산화 미생물
- 질소의 양론식
- 질산화 영향 인자
- 질소의 온도
- PH,Alkalinity
- inhibitors
- Nitrification Rates in Activated Sludge
- Nitrification rates in BNR Systems
DO 농도는 생물학적 폐수 처리 공정에서 질산화 미생물의 성장 속도와 질산화에 중요한 영향을 미칩니다. DO 농도가 낮고 확산 저항이 현저한 조건에서는 완전한 질화를 위해 긴 SRT가 필요합니다. 10~30℃ 범위에서 니트로소모나스의 최대 성장률은 다음 표와 같습니다.
30~35℃ 이상에서는 질화속도가 감소하는 것을 알 수 있는데, 이는 이 범위에서 다음 두 가지 반응이 일어나기 때문이다. 5~30°C의 온도 범위에서 실제 설계에 대한 Nitrosomonas의 최대 성장률에 온도가 미치는 영향을 나타내는 Arrhenius 유형 방정식은 다음과 같습니다. 비적응 미생물을 이용한 Antoniou 등(1990)의 최근 연구에서는 질산화에 대한 pH의 영향이 다음과 같이 낮은 온도에서 더 크다고 보고했습니다.
질소 고정 미생물은 특정 형태의 질소에 민감합니다. 비이온화 암모니아(NH3) - 유리 암모니아(FA) 및 비이온화 질산(HNO2) - 유리 질산(FNA)은 모든 농도에서 질산화 미생물에 해롭습니다. 가정하였다(미국 EPA, 1993). 실제로 질산화를 제한하고 촉진하는 조건은 매우 다릅니다.
질소 제거 공정의 구분
암모니아성 질소는 염소와의 화학반응을 통해 질소가스로 제거되지만, 유기질소나 질산성질소가 포함되면 제거효과는 작다. 과도한 운영 비용과 탈염소 단계가 필요한 등의 단점이 있습니다. 암모늄염을 선택적으로 치환하는 성질이 강한 Clioptilolite Column에 암모늄 이온을 통과시켜 제거하는 방법입니다.
탈질소화
- 탈질 미생물
- 탈질소 양론식
- 탈질 동역학
- 탈질소화 영향인자
Paracoccus denitrifiers와 Thiobacillus denitrificans는 탈질 과정에서 수소와 환원된 황 화합물을 사용할 수 있습니다(Barnard et al., 1992). Payne(1981)은 Pseudomonas 종은 모든 탈질 미생물 중에서 가장 흔하고 널리 퍼져 있으며 다양한 유기 화합물을 활용할 수 있다고 보고했습니다. 탈질반응을 별도의 단계로 진행하는 경우 가장 많이 사용되는 외부 탄소원은 메탄올이며, 전자공여체인 메탄올에 대한 반쪽반응은 다음과 같다.
탈질 반응 속도론은 질산화 및 유기 물질 제거와 같은 다른 미생물 반응과 동일한 종류의 방정식을 사용하여 설명할 수 있습니다. 탈질미생물의 생장속도를 질산염 농도와 연관시키기 위해 모노드 방정식을 사용할 수 있으며, 반응식은 다음과 같다. 위 식에서 DO가 탈질작용에 미치는 영향을 고려하면 다음과 같은 형태가 된다.
일반적으로 질산화 과정에서는 pH가 낮아지지만, 탈질 과정에서는 알칼리성이 생성되어 pH가 상승합니다. 따라서 질화미생물과 달리 pH가 탈질률에 미치는 영향은 작은 것으로 알려져 있다.
반응조의 종류
회분식 반응조
연속식 반응조
실험 개요
본 시료는 핵폐수 및 신고리폐수 실험을 통해 제조된 폐수입니다. 미생물이 생존하기에 적합한 온도와 pH. 이때, 상기 시료뿐만 아니라 미생물의 생존에 필요한 영양분을 공급하기 위해 영양액 A: 완충액, 영양액 B: 황산마그네슘 용액을 사용하였다.
양액 C: 염화칼슘, 양액 D: 염화제2철 용액 등 미생물의 생활환경 중 부족한 부분을 채우기 위해 추가로 첨가하였습니다.
PPFR 실험장치
PPFR 실험 장치의 구조 및 특징
PPFR 공정 중 시간이 지남에 따라 미생물이 반응기에 적응함에 따라 질소 제거율은 천천히 증가했습니다. 각 반응기마다 교반기, 온도계, 산소 공급 장치를 설치하여 생물학적 반응을 극대화하도록 설계되었습니다. 각 반응조에 유입되는 폐수는 다음 탱크로 이동함에 따라 생물학적 반응을 통해 CODcr 및 NH4+의 제거효율이 증가하였다.
처리수로 유출된 미생물은 침전장치를 이용하여 회수하고, 회수펌프를 이용하여 미생물만 회수하였다. 호기조에서는 호기성 미생물에 의해 유기물이 산화되고, 질화가 일어나 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키며, 인저장미생물은 혐기성조에 축적된 체내에 함유된 PHB를 이용하여 혼합용액에서 잉여인인을 소모하게 된다. . 호기성 유입수 및 막분리조에서 회수된 슬러지 혼합물 중의 유기물을 제거하고, 회수된 슬러지 중의 질산성 질소와 아질산성 질소를 탈질 미생물에 의해 전자공여체로 이용함으로써 질소가스를 환원시켜 질소를 제거하는 탈질반응을 하게 된다. .
원수 성상분석
Reactor의 변화도
NH3-N
NO3-N
NO2-N
CODcr
MLSS
PPFR 공정을 통한 미생물을 이용한 연구를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. PPFR 공정은 반응기별로 질산화와 탈질화가 동시에 이루어지므로 경제적이며, 토지가 적게 필요하고, 효율적으로 처리할 수 있도록 구성되어 있다. 각 반응기마다 교반기, 온도계, 산소공급장치를 설치하여 생물학적 반응을 극대화하였고, 각 반응기로 유입되는 폐수를 다른 배치로 통과시켜 생물학적 반응에 의한 CODcr 및 NH4+ 제거 효율을 높였습니다.
