표면조도가 다른 원판을 이용한 회전원판공정의 질산화 = Nitrification in Rotating Biological Contactors Using Discs of Different Surface Roughness

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 회전원판공정에서 Polypropylene 재질의 평판, 파형판, 요철판, 그리고 SUS 재질의 네트판 등 각기 다른 원판표면형태에 따른 질산화 특성을 조사하였다. 본 연구에 사용된 원수는 수리학적 부하 205ℓ/㎡·day, SBOD_5 98.2±10.8mg/ℓ, CODcr 197.5±36.5mg/ℓ, NH_4^+-N 22.0±2.9mg/ℓ, 그리고 NO_3^--N 0.5±0.4mg/ℓ인 일반적인 하수를 대상으로 각기 다른 여재를 사용한 회전원판 공정을 이용하여 연구를 수행하였다. 그 결과 유기물 제거율은 원판표면의 조도가 클수록 제거율이 약간씩 높은 것으로 나타냈다. 암모니아성 질소 제거의 경우 평판, 파형판, 요철판이 거의 동일한 제거율을 보이고 있으며, 네트판은 그 차이는 크지 않지만 다른 원판에 비해 우수한 제거율을 나타낸다. 질산성 질소 제거 측면에서도 네트판이 다른 원판에 비해 약간은 우세함을 보이고 있다. 그러나 네트판의 경우 여재의 중량감과 그로 인한 기계적인 문제점, 유출수의 악화 등을 유발할 가능성이 있으며, 요철판과 파형판의 경우 평판과 거의 동일한 제거율을 나타내므로 제작이 용이하고 경제적인 평판이 질산화에 가장 적합한 원판표면형태로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to investigate the characteristics of nitrification in rotating biological contactors (RBCs) using several disc forms. Pilot-scale RBCs equipped with four different discs were operated using municipal sewage of the constant hydraulic load of 205ℓ/㎡·day, 98.2±10.8mg/ℓ of SBOD_5, 197.5±36.5mg/ℓ of CODcr, 22.0±2.9mg/ℓ of NH_4^+-N, 0.5±0.4 mg/ℓ of NO_3^--N. The removal efficiency of SBOD_5 was slightly increased as the roughness of the suface of the discs was increased. For the flat disc, ripple disc, and sand-blasted disc, the removal efficiencies of NH_4^+-N did not show significant difference while the removal of NH_4^+-N for the netty disc was slightly improved. Compared with the other discs, the netty disc showed a little improved removal efficiency for the NO_3^--N as well. Since the netty discs can cause a mechanical trouble resulting from the excessive weight of attached biomass and aggravation of effluent quality, however, the flat discs relative to the ripple discs and sand-blasted discs could be advantageous with respect to the manufacturing and cost-effectiveness.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론
• 2. 이론적 배경
• 2.1. 회전원판법(Rotating Biological Contactor)
• 2.2. 생물막
• 1) 생물막 개요
• 2) 미생물 부착과 생물막 형성
• 3) 미생물 부착과 생물막 형성에 영향을 주는 요소
• 4) 생물막의 물리·화학적인 성질
• 3. 실험재료 및 방법
• 3.1. 유입하수의 성상
• 3.2. 회전원판 반응기의 실험장치 및 원판 성상
• 1) 회전원판공정 장치
• 2) 원판 성상
• 3.3. 분석 항목 및 방법
• 4. 실험결과
• 4.1. 표면형태에 따른 생물막 두께
• 4.2. 원판표면형태에 따른 유기물 제거 특성
• 4.3. 원판표면형태에 따른 암모니아성 질소(NH_4^+-N)와 질산성 질소(NO_3^--N)의 농도변화
• 1) 암모니아성 질소(NH_4^+-N)
• 2) 질산성 질소(NO_3^--N)
• 3) 각 단별 암모니아성 질소와 질산성 질소의 농도변화
• 4.4. 질산화에 따른 pH, DO 변화
• 5. 결론