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SBR 및 MBR 복합공정을 적용한 Bench-scale Shipboard STP에서의 미생물 우점종에 관한 연구
최영익,신대열,사나 만수르(Sana Mansoor),권민지,정진희,정병길 한국환경기술학회 2018 한국환경기술학회지 Vol.19 No.6
International Maritime Organization (IMO) is one of the most effective organizations in evolving international law for the protection and conservation of the marine environment. The IMO, MARPOL(Marine Pollution) 73/78 contains six Annexes that provide an overarching framework for the objectives of the international marine pollution. Annex IV was regulated by 64 th resolution in 2012 to control sea pollution from sewage. In 2014 large-scale wastewater treatment and nutrient removal device was developed with a grant from the Ministry of Oceans and Fisheries. A combined new process of Sequence Batch Reactor (SBR) and Membrane Bioreactor(MBR) was developed to overcome the pollution caused by shipboard sewage. In the present study, shipboard sewage wastewater was treated by mixing and aeration cycle in the newly developed SBR process. Furthermore, during analysis by NGS technique(Macrogen Co., Ltd.), dominant species of bacteria were found in the aeration tank of the Bench-scale wastewater treatment facility. Bacteroidetes and Gammaproteobacteria accounted for 27.1 % of the aerobicbacteria and 16.8 % of the anaerobicbacteria, respectively. Microorganisms play a vital role in shipboard wastewater treatment. A further detailed study is required to understand the precise role of the microorganisms in the wastewater treatment. 국제 해사기구 (IMO)에서 MARPOL 73/78은 조문과 여섯 개의 부속서로 구성되어 있다. Annex Ⅳ는 선박의 하수를 규제한다. 2012년 제 64회 결의안에서 선박에서 배출되는 하수 중 영양염류를 제거하도록 규제하였다. 2014년 해양수산부의 지원으로 영양염류를 제거 할 수 있는 대용량 폐수처리 장치를 개발하였다. Sequence Batch Reactor (SBR)와 Membrane Bio Reactor (MBR)를 결합한 새로운 공정이 개발되었다. 현존하는 SBR 공정의 사이클에서는 침전을 제외하고 통기 및 교반만을 사용하였고, 상기 막은 처리 된 물을 배출 시키는데 사용하였다. 본 연구에서는 MACROGEN 사의 NGS 분석 기술을 이용하여 Bench 규모 폐수처리 설비를 이용한 하수처리장 원수를 처리하기 위한 최적 운전조건에서 폭기조 내 미생물의 우점종을 분석하였다. 그 결과 Bacteroidetes는 호기성 박테리아의 27.1 %를 차지했으며 Gammaproteobacteria는 혐기성 박테리아의 16.8 %를 차지하였다. Operational taxonomic unit ratio에 Others 항목이 차지하는 비율도 상당하다고 볼 수 있는데 기존의 오수처리를 위해 필요했던 미생물 외에 아직 NCBI (National center for Biotechnology Information)에 등록되지 않은 미생물일 가능성이 있어 추후 연구가 필요하다고 판단된다.
Bench-scale 선박용 STP에서 인공폐수의 오염부하량에 따른 최적 운전조건에 대한 연구
최영익,신대열,이준희,정진희,윤영내,성낙창,정병길 한국환경기술학회 2017 한국환경기술학회지 Vol.18 No.6
The aim of this study is to obtain favorable operating conditions for Bench-scale ship STP by using artificial wastewater. For this purpose, shipboard STP was manufactured with Bench-scale level and COD, T-N and T-P were measured to find out the optimum conditions for removal of nutrients and organic matter. In the experiment, artificial wastewater was prepared by using C6H12O6, KNO3 and KH2PO4. Microorganism were taken from G sewage treatment plant for anoxic and aeration tank. Moreover different time intervals were adjusted for mixing and aeration periods(min) (70-70, 80-40 and 90-60), on the other hand the two operating conditions 10:3:1 and 10:5:3(were the ratios of COD : T-N : T-P) was used. Experimental results manifest that 10:3:1 ratio with 90 min mixing and 60 min aeration also exhibited 91.33% organic matter, 97.97% T-N and 88.64% T-P removal efficiency respeching. In the experiment condition of 90min mixing and 60 min aeration showed better removal efficiency of organic matter, T-N and T-P in 10:3:1 and 10:5:3 ratios as compared to other conditions. 본 연구는 Bench-scale의 선박용 STP를 이용하여 인공폐수의 오염부하량에 따른 최적운전조건 도출에 목적이 있다. 이를 위해 Bench-scale로 선박용 STP를 제작하여 COD, T-N 및 T-P를 측정하여 유기물 및 영양염류의 제거율을 구하여 최적 운전조건을 도출하였다. 실험에 사용된 인공폐수는 C6H12O6, KNO3 및 KH2PO4를 사용하여 제조하였고, 운전조건은 COD:T-N:T-P의 비율을 10:5:3, 10:3:1로 하였다. 미생물의 경우 B시 G하수처리장의 무산소조 및 폭기조에서 채취하여 사용하였다. 실험 결과 10:5:3 비율인 경우 교반 90분 폭기 60분 운전조건일 때 유기물은 94.67% 감소하였고 T-N은 97.34% T-P는 96.11%로 감소하는 것으로 나타났다. 10:3:1 비율의 경우 교반 90분 폭기 60분일 때 유기물은 91.33% 감소하였고 T-N은 97.87% T-P는 88.64%로 각각 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 10:3:1 및 10:5:3일 때 교반 90분 및 폭기 60분이 다른 두 조건보다 최적효율로 판단된다.
Bench-scale 선박용 STP 장치에서 C : N : P 비율에 따른 인의 처리효율 비교에 대한 연구
최영익,지현조,신대열,사나 만수르,이승철,정진희 한국수처리학회 2018 한국수처리학회지 Vol.26 No.6
Water pollution is drastically increasing day by day, because of the enhancement in use of livestock, urban sewage detergents and fertilizers. Moreover increase in concentration of phosphorous and nitrogen contained in sewage, leads to green tide problem in the rivers and causes marine pollution. For this problem to solve, several technologies are being researched and developed. Among them, this experiment is a study on Bench-scale STP based on internationally certified sewage treatment equipment by MEPC. 227(64) of IMO. The purpose of this study is to compare the biological treatment efficiency of phosphorus of Bench-scale STP. The ratio of C:N:P was set to 10:5:3 and 10:3:1 as the operating conditions. And the operation cycle was set to anoxic(mixed) 70min - aeration 50min(70-50), anoxic(mixed) 90min - aeration 60min(90-60). As a result, the phosphorous treatment efficiency was 88% at average, and the treatment efficiency was steady at 90-60 better than 70-50. The efficiency of the bench-scale STP has been verified through this experiment and additional experiments are required to derive the optimal operating conditions.