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미생물 접촉재를 이용한 고농도 유기폐수의 유기물 및 질소 · 인 제거
김판수(Kim, Pan-Soo),손한형(Son, Han-Hyung),이상호(Lee Sang-Ho) 한국산학기술학회 2007 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-
본 연구는 하 · 폐수 중의 유기물뿐만 아니라 질소, 인을 생물학적으로 제거하는 실험을 수행하였다. 공정 내 미생물의 유실을 방지하고 미생물이 고농도 상태로 유치 가능한 부착성장의 한 공법인 RBC에 끈상 나선형 미생물 접촉재를 설치한 반응기를 이용하였다. 원수는 Glucose 1,800 mg/L, NH₄Cl 500 mg/L, KH₂PO₄ 5mg/L를 혼합한 인공폐수를 제조하여 공정에 주입하였고, 그 결과 각각 미생물이 폐수에 적응하는 단계인 Period 1에서는 각 수질 분석 항목의 농도가 점차적으로 감소하는 경향을 보였으며, 정상상태라고 판단한 Period 2에서는 최종적으로 유입수에 대한 유출수의 제거율은 각각 TCODcr 94%, BOD 87%, T-N 85%, T-P 89%의 결과를 나타내었다.
바실러스 미생물을 이용한 하수처리에서 포기조의 DO농도 변화에 따른 EPS 물질생성과 슬러지 침강성에 관한 연구
이상호(Lee Sang-Ho),손한형(Son, Han-Hyung) 한국산학기술학회 2007 한국산학기술학회논문지 Vol.8 No.3
슬러지의 침전성에 영향을 미치는 인자는 F/M비, 유입수의 성분과 조성, 처리수온, 포기조의 pH‘ 슬러지 일령, 사상성세균의 증식 등으로 알려져 있으며, 유기산의 잔류량이 EPS의 분비에 영향을 미쳐 슬러지의 침강성에 영향 을 주게 된다. 바실러스를 이용한 공법에서 생물 반응조는 특히 바실러스 종의 우점화를 위한 포자화의 진행을 이루는데 중요한 것으로 알려져 있으나 이에 대한 기작 설명은 아직 미흡한 실정이다. 바실러스를 이용한 B3 공법과 RABC 공법으로 운전 중인 처리장의 생물반응조는 정감포기를 하고 있으며 침전조에서 포자를 형성한 바실러스가 생물반응조로 반송되면 l.6㎎/L로 높아진 DO농도와 유기물질 유입으로 바실러스가 발아를 하고 활성도가 높아지며, 0.5㎎/L로 낮아진 DO농도로 인하여 포자를 형성하면 EPS 추출물질 중 Protein의 합량이 109.95 ㎎EPS/gSS에서 131.77 ㎎ EPS/gSS로 증가하고 SVI는 85 mL/g에서 96mL/g사이로 양호함에 따라 DO농도가 EPS 추출물질 중 Protein의 생성에 영향을 미치며 Protein의 함량이 침전에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 또한 Protein/Carbohydrate 비율에 따라 침강성은 영향을 받는 것으로 나타났다 특히 RABC 공법에서는 Protein/Carbohydrate의 비가 침전에 영향을 미치는 것으로 나타난 반면,B3 공법에서는 Protein/Carbohydrate의 비에 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. The factors affecting on sludge sedimentation are reported as F/M ratio, ingredient, composition of influent substrate, dissolved oxygen concentration, temperature, pH, filamentous bacteria and SRT. Aeration tank applying Bacillus sp. has an important role for maintaining the dominant microorganism species to make steady progress for spore growth affecting sedimentation. This research aims to investigate the affecting factor for the sedimentation in B3 system and RABC system with aeration tank applying tapered aeration. Extracellular polymeric substances (EPS), protein and carbohydrate can be produced for the extreme condition, that is down to 0.2 ㎎/L of dissolved oxygen in the aeration tank. This research found out the relation between the sedimentation and the EPS production, especially the ratio of protein/carbohydrate. The spore of Bacillus sp. was formed at the low DO then microorganisms produced EPS. The results showed that the production of EPS was 109.95 ㎎EPS/gSS at 1.6 ㎎/L of DO, however it was 131.77 ㎎EPS/gSS at 0.5 ㎎/L of DO. The sedimentation was affected by protein content in EPS and the ratio of protein and carbohydrate. The settleability of sludge was not affected by the ratio of protein/carbohydrate in B3 process, meanwhile settleability was affected by the ratio of it in RABC process, respectively.
혐기성 소화를 위한 폐활성슬러지의 초음파와 알칼리 전처리
박인근(In Geun Park),손한형(Han Hyung Son),이채영(Chae Young Lee) 유기성자원학회 2018 유기물자원화 Vol.26 No.2
가수분해반응에서 율속 단계가 되어 수리학적 체류시간이 길어지고 처리 효율이 떨어지며 불안정한 처리 및 대규모 소화조 크기에 문제가 발생한다. 따라서 처리효율을 높이기 위해서는 하수 슬러지를 방해하는 요소들에 대해 혐기성 소화를 최소화하기 위한 전처리가 필요하며, 본 연구에서는 폐수 처리공정에서 초음파 및 알칼리 처리를 이용한 하수 슬러지의 분해 및 전처리효과를 검토하였다. 초음파 및 알칼리 전처리를 사용한 폐활성슬러지에 대한 혐기성 생분해도 분석결과 지체기의 시간이 감소하는 동안 누적 메탄 생산 및 메탄생성 속도가 증가하였다. 따라서 초음파 및 알칼리 전처리를 이용한 하수 슬러지의 전처리는 율속단계를 작용하는 가수분해단계에서 지체기를 포함한 반응 시간을 줄이고 메탄 생산 속도 및 최종 메탄 수율을 증가시켜 효과적으로 가속화할 수 있다. The hydrolysis of organic solid waste, such as sludge, is the rate-limiting step of the anaerobic digestion. The longer rate-limiting step lead to decrease of treatment efficiency and increase hydraulic retention time and anaerobic digester. Therefore, the pre-treatment has been applied for accelerating the hydrolysis step. This study was investigated the effects of pre-treatment of waste activated sludge using ultrasonic and alkaline integrated treatment simultaneously. The results showed the cumulative methane production and the methane production rate increased while the lag phase decreased. Therefore ultrasonic and alkaline integrated pre-treatment of waste activated sludge resulted in acceleration of hydrolysis step in anaerobic digestion.