DOI QR코드

DOI QR Code

황입자를 이용한 독립영양탈질에서의 아질산성질소 탈질 조건 탐색

Nitrite Removal by Autotrophic Denitrification Using Sulfur Particles

  • 강우창 (강원대학교 바이오자원환경학과) ;
  • 오상은 (강원대학교 바이오자원환경학과)
  • Kang, Woo-Chang (Department of Biological Environment, Kangwon National University) ;
  • Oh, Sang-Eun (Department of Biological Environment, Kangwon National University)
  • 투고 : 2010.06.11
  • 심사 : 2010.09.20
  • 발행 : 2010.09.30

초록

축산폐수는 고농도의 유기물 및 질소를 함유하고 있으므로 적절한 처리 방법이 요구된다. 본 연구는 황을 이용한 독립영양 탈질 방법으로 질산성 질소에서 질소가스로의 탈질이 아닌 아질산성질소에서의 황산화 탈질을 연구하였으며 탈질 미생물의 최적 성장 조건을 찾고자 하였다. 초기 알칼리도가 충분한 조건에서는 아질산성질소 탈질 저해가 관찰되지 않았으며 실험온도가 $20^{\circ}C$인 경우에도 $30^{\circ}C$와 비교할 때 큰 저해 없이 탈질이 진행되었다. 하지만 초기 아질산성질소의 농도 300 mg/L 이상에서 lag phase가 늘어나 기질저해가 나타났다. 알칼리도가 충분하지 않은 조건에서 질산성질소의 탈질효율은 10%인 반면 아질산성질소의 탈질의 95% 이상이었다. 산소가 존재할 경우 산소를 이용하여 탈질이 이루어지지 않았음에도 불구하고 황산화 미생물이 산소를 이용하여 황산염의 농도가 증가하였다. 아질산성질소 탈질 시 알칼리도의 소모가 관찰되었으나 질산염 탈질시 보다 알칼리도의 소모가 적었으며 황산염 생성 또한 적었다. 황이용 아질산성 질소 탈질은 외부탄소원의 추가적인 주입 없이 저렴한 황입자를 이용하며 질산성질소 황산화 탈질의 단점인 알칼리도 파괴, 황산염이온 생성의 단점을 보완할 수 있는 효과적인 탈질 방법이 될 것으로 기대된다.

키워드

Autotrophic denitrification;Nitrite shortcut process;Sulfur particles;Sulfur utilizing bacteria

참고문헌

  1. American Public Health Association, 1995. Standard Methods for the Examination of Water ans Wastewater, 19th ed. APHA, Washington, DC. USA.
  2. Cho, S., Takahashi, Y., Fujii, N., Yamada, Y., Satoh, H., Okabe, S., 2010. Nitrogen removal performance and microbial community analysis of an anaerobic up-flow granular bed anammox reactor, Chemosphere. 78, 1129-1135. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2009.12.034
  3. Daniel, L. M. C., Pozzi, E., Foresti, E., Chinalia, F. A., 2009. Removal of ammonium via simultaneous nitrification-denitrification nitrite-shortcut in a single packed-bed batch reactor, Bioresource Technol. 100, 1100-1107. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.08.003
  4. Daumer, M. L., Beline, F., Guiziou, F., Sperandio, M., 2007. Effect of nitrification on phosphorus dossolving in a piggery effluent treated by a sequencing batch reactor, Biosystems Eng. 96, 551-557. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2007.01.001
  5. Gao, D., Peng, Y., Li, B., Liang, H., 2009. Shortcut nitrification-denitrification by real-time control strategies, Bioresource Technol. 100, 2298-2300. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.11.017
  6. Joo, H. S., Hirai, M., Shoda, M., 2006. Piggery wastewater treatment using Alcaligenes faecalis strain No. 4 with heterotrophic nitrification and aerobic denitrification, Wat. Res. 40, 3029-3036. https://doi.org/10.1016/j.watres.2006.06.021
  7. Jung, J. Y., Chung, Y. C., Shin, H. S., Son, D. H., 2004. Enhanced ammonia nitrogen removal using consistent biological regeneration and ammonium exchange of zeolite in modified SBR process, Wat. Res. 38, 347-354. https://doi.org/10.1016/j.watres.2003.09.025
  8. Juteau, P., Tremblay, D., Ould-Moulaye, C.-B., Bisaillon, J.-G., Beaudet, R. e., 2004. Swine waste treatment by self-heating aerobic thermophilic bioreactors, Wat. Res. 38, 539-546. https://doi.org/10.1016/j.watres.2003.11.001
  9. Moon, H. S., Nam, K. P., Kim, J. Y., 2006. Initial alkalinity requirement and effect of alkalinity sources in sulfur-based autotrophic denitrification barrier system, J. Environ. Eng. 132, 971-975. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2006)132:9(971)
  10. Park, J. Y., Yoo, Y. J., 2009. Biological nitrate removal in industrial wastewater treatment: Which electron donor we can choose, Appl. Microbiol. Biotechnol. 82, 415-429. https://doi.org/10.1007/s00253-008-1799-1
  11. Peng, Y. Z., Gao, J. F., Wang, S. Y., Sui, M. H., 2003. Use of pH as fuzzy control parameter for nitrification under different alkalinity in SBR process, Wat. Sci. Techonol. 47, 77-84.
  12. Quan, X., Wang, F., Zhao, Q., Zhao, T., Xiang, J., 2009. Air stripping of ammonia in a water-sparged aerocyclone reactor, J. Hazar. Mat. 170, 983-988. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.05.083
  13. Sim, D. M., Chon, S. S., Gwon, E. M., Lim, I. G., Chung, W. J., Park, D. W., Jin, C. S., 2004. Performance evaluation of sulfur-based autotrophic denitrification preocess for the removal of nitrates and phosphates using sulfur complex media contained calcium carbonate and iron, magnesium oxide, J. Korean Soc. Environ. Eng. 26, 1158-1165.
  14. Thiruvenkatachari, R., Shim, W. G., Lee, J. W., Aim, R. B., Moon, H., 2006. A novel method of powdered activated carbon (PAC) pre-coated microfiltration (MF) hollow fiber hybrid membrane for domestic wastewater treatment, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 274, 24-33. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2005.08.026
  15. Ye, Z. L., Chen, S. H., Wang, S. M., Lin, L. F., Yan, Y. J., Zhang, Z. J., Chen, J. S., 2010. Phosphorus recovery from synthetic swine wastewater by chemical precipitation using response surface methodology, J. Hazar. Mat. 176, 1083-1088. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.10.129
  16. Zhang, Z., Zhu, J., King, J., Li, W., 2006. A two-step fed SBR for treating swine manure, Process Biochem. 41, 892-900. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2005.11.005

피인용 문헌

  1. Influence of Free Nitrous Acid on Thiosulfate-Utilizing Autotrophic Denitrification vol.30, pp.2, 2014, https://doi.org/10.15681/KSWE.2014.30.2.220