Optimal Conditions for Treatment of Swine Wastewater using Rhodopseudomonas palustris KK14

Rhodopseudomonas palustris KK14를 이용한 돈분폐수처리의 최적조건 검토

For the development of biological wastewater treatment process using photosynthetic bacteria (PSB), photosynthetic sludge process consisted of anaerobic digestion and PSB reactor were designed for the treatment of swine wastewater and the optimal operating conditions in flask-scale were examined. Photosynthetic bacteria from soil, pond, rice field, ditch etc. were isolated in synthetic medium containing high amount of organic acids and finally isolated one strain KK14 which showed the most degradating ability of organic acids was selected for the treatment of swine wastewater. It was identified as Rhodopseudomonas palustris. In the anaerobic digestion stage, the maximum organic acid productivity was obtained at pH 5.0, $37^{\circ}C$, HRT 2 day and under anaerobic standing condition. The optimal operating conditions of PSB reactor for the treatment of swine wastewater were pH 7.0, $30^{\circ}C$ under 4,000 lux illumination, and optimal initial COD loading (kg COD/kg D. C. W of PSB) was 2 (20% v/v seeding) in the main purification stage. Maximum removal rate of COD reached 92% under the above optimal conditions for 5 days.

광합성세균에 의한 고농도 유기폐수 처리공정의 개발을 목적으로 폐수처리용 균주를 분리 동정하고 최근 고농도 유기폐수처리에 도입되고 있는 혐기성 소화와 광합성세균 반응조로 구성된 two-stage system에 적용시켜 각 단계별 폐수처리 최적화를 위한 조건들을 flask-scale에서 검토하였다. 부영양화된 토양, 연못, 논, 활성오니 등으로부터 1차적으로 활성이 높고 유기산 자화율이 우수한 균주를 분리하고 이중 가장 우수한 균주인 KK14를 선별하고 동정한 결과 Rhodopseudomonas palustris로 판명되었다. 광합성세균을 이용한 폐수처리공정의 첫단계인 산생성 단계에서는 혐기정치배양이 유기산 생성에 적합하였고 pH 5.0, HRT 2일로 운전시약 80%의 유기산 증가율을 보였다. 생성된 유기산이 광합성세균에 의해 자화되는 둘째 단계에서는 광합성세균 반응조의 조건을 pH 7.0, 온도 $30^{\circ}C$, 조도 4,000 lux로 했을 때 균의 생육도 및 유기산 자화율이 가장 우수했으며 초기 COD부하(kg COD/kg 광합성세균 건조중량)는 2 전후에서 가장 높은 COD제거율(92%/5일)을 나타내었다.