Evaluating the Removal Efficiency of Organic Compounds and Nitrogen Depending on Loading Rate in Wastewater Treatment from Fisheries Processing Plant Using an Entrapped Mixed Microbial Cell Technique

미생물 강제포획기술을 이용한 수산물 가공공장 폐수처리에서 부하율에 따른 유기물 및 질소의 제거 효율성 평가

In this study, the feasibility of simultaneous removal of organic materials and nitrogen in the waste-water from fisheries processing plant was evaluated using entrapped mixed microbial cell technique(EMMC) process. The experiment was performed using activated sludge from municipal sewage treatment plant which was immobilized with gel matrix by cellulose triacetate. It was found that the stable operation at the treatment system which is composed of anoxic and oxic tank, was possible when the organic and nitrogen loading rates were increased stepwise. The organic and nitrogen loading rates were applied from 0.65 to $1.72kgCOD/m^3/d$ and from 0.119 to $0.317kgT-N/m^3$ with four steps, respectively. The maximum nitrogen loading rate which could satisfy the regulated effluent standard of nitrogen concentration, was $0.3kgT-N/m^3/d$. The removal efficiency of total nitrogen was decreased apparently as increasing nitrogen loading rates, whereas the removal efficiency of ammonium nitrogen was effective at the all tested nitrogen loading rates. Therefore, it was concluded that nitrification was efficient at the system. Nitrate removal efficiency ranged from 98.62% to 99.51%, whereas the nitrification efficiency at the oxic tank ranged 94.0% to 96.9% at the tested loading rates. The removal efficiencies of chemical oxygen demand(COD) and those of total nitrogen at the entire system ranged from 94.2% to 96.6% and 73.4% to 83.4%, respectively.

수산물 가공공장 폐수의 생물학적 처리를 위하여 미생물 강제포획방식인 EMMC 공정을 적용하여 유기물 및 질소의 동시제거 가능성을 평가하였다. 처리도 실험은 도시하수처리장에서 가져온 활성슬러지를 cellulose triacetate를 이용한 gel matrix에 고정시켜 실험을 수행하였다. anoxic조와 oxic조로 구성된 시스템에 유기물 및 질소부하 율을 증가시켜가며 실험한 결과 비교적 안정된 형태의 운전이 가능하였다. 적용 유기물부하는 $0.65{\sim}1.72kgCOD/m^3{\cdot}d$, 총질소 부하는 $0.119{\sim}1.317kgT-N/m^3{\cdot}d$의 범위에서 4단계로 나누어 적용시켰다. 본 연구에 사용한 수산물 가공공장폐수의 경우 공장폐수의 유출수 총질소 농도 규제치인 60 mg/l 이하를 기준으로할 때 T-N의 경우 한계 적용용적부하는 약 $0.3kgT-N/m^3{\cdot}d$인 것으로 나타났다. T-N의 경우는 부하율 증가에 따른 제거효율 저하가 뚜렷하였으나 ${NH_4}^+-N$의 경우는 각 단계별로 부하율을 증가시키면서 실험해본 결과 부하율 증가에도 불구하고 제거 효율 변화는 완만하여 본 실험에 적용한 시스템의 경우 질산화 반응은 부하변동에 관계없이 효율적으로 이루어지는 것으로 평가되었다. 실험 기간 중 Anoxic조의 질산성 질소 제거율은 각 단계별로 평균 $99.51{\sim}98.62%$로 나타났으며 oxic조의 질산화 제거율은 $94.0{\sim}96.9%$로 나타났다. 시스템 전체로는 적용 용적부하율하에서 화학적 산소요구량(COD: Chemical Oxygen Demand)의 경우 $94.2%{\sim}96.6%$, 총질소의 경우 $73.4{\sim}83.4%$ 의 제거효율을 나타내었다.