• 대한환경공학회지
• /
• 제22권12호
• /
• pp.2175-2185
• /
• 2000

호흡율은 활성미생물의 상태를 정확하게 나타낼 수 있는 상태변수로서 활성슬러지 공정을 모사하는데 유용하게 이용될 수 있다. 크게 competitive, noncompetitive, uncompetitive로 분류되는 독성물질은 미생물의 반속도상수와 비성장율을 증가/감소시켜 기질제거능을 떨어뜨린다. 본 연구에서는 장기폭기법으로 운전되는 pilot-scale 활성슬러지 공정을 대상으로 대표적인 noncompetitive 억제물질인 산성폐수가 유발하는 독성영향을 예측할 수 있는 모델을 도출하고 호흡율을 중심으로 활성슬러지의 거동을 모사하였다. Noncompetitive 억제 모델을 이용하여 pH 3.9~5.5의 산성폐수 유입시 호흡율의 실측치와 계산치는 상관계수가 0.96 이상으로 매우 근사한 결과를 보였다. 그러나 COD로 표현된 유출수 기질농도는 독성영향에도 불구하고 큰 변화를 보이지 않았다. 이는 유입수중의 생분해성 기질(readily biodegradable substrate) 농도가 낮기 때문인 것으로 판단되었다. 그리고 유입수의 기질농도 감소에 의한 호흡율의 감소보다 산성폐수에 의한 호흡율의 감소가 훨씬 크게 나타나 기질농도 감소에 따른 호흡율 기초 독성감지 장치의 오류 가능성은 적은 것으로 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.2314-2320
• /
• 2015

MBR (Membrane Bio-Reactor) 공정은 막 오염을 해결하기 위해 막대한 에너지 소비를 하는 공정으로 알려져 있다. 이를 해결하기 위한 일환으로 전기응집 기술을 MBR에 적용하는 시도가 보고되고 있다. 본 연구에서는 전류밀도를 변화시켜가며 활성슬러지의 막 여과를 수행하여 전기응집이 막 오염 저감에 미치는 영향과 메커니즘을 파악하고자 하였다. 활성슬러지 혼합액을 전기응집한 후 회분식교반셀로 분리 막의 여과성능을 평가하였다. 전류밀도(A/m2)를 10에서 40으로 증가시켰을 때 총 오염 저항 (Rc+Rf) 값이 18%에서 79%까지 감소하여 전기응집으로 인해 분리 막의 여과성능이 향상됨을 확인할 수 있었다. 전기응집 전후로 유기물 농도와 활성슬러지 입도분포 변화는 거의 일어나지 않았다. 여과 성능의 향상은 수산화알루미늄, Al(OH)3이 생성되어 막 표면에 부착되면서 오염물질이 쌓이게 됨을 방지하는 역할, 즉 dynamic membrane 으로 작용하였기 때문인 것으로 판단되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제47권6호
• /
• pp.775-780
• /
• 2009

폐수 방류수 중에 포함될 수 있는 내분비계 장애물질의 제거를 위해 생물학적 영양소 제거 공정에 존재하는 질산화 슬러지의 효용성을 탐색하여 보았다. 질산화 슬러지에 포함된 암모니아 산화균은 ammonia monooxygenase(AMO) 활성에 의해 암모니아 산화를 유발하는데, AMO의 기질 특이성이 낮아 암모니아 산화와 동시에 다양한 화합물이 공산화된다고 알려져 왔다. 본 연구에서는 이러한 공산화 활성이 내분비계 장애물질의 제거에 효과적인지 판단하기 위해, 질산화 슬러지, 유기물산화 슬러지, 멸균 슬러지를 각각 이용하여 3가지의 모델물질(bisphenol A(BPA), nonylphenol(NP), dibutyl phthalate(DBP))에 대한 제거 효율을 비교하였다. 질산화 슬러지에 의한 분해에서는 3가지 모델물질 모두, 배지 중에 질소원으로 아질산염보다 암모늄염을 이용했을 때의 초기 분해속도가 빠르게 나타나서 암모니아 산화 활성과 모델 물질의 분해가 관련이 있는 것으로 나타났다. 반면에 아질산염을 공급한 질산화슬러지에서나 혹은 질산화 활성이 낮은 유기물산화 슬러지를 이용한 경우는 일정한 적응 시간이 지난 이후에 모델 물질들의 분해가 시작되었다. 이는 모델 물질을 탄소원으로 이용하는 균주의 성장 및 활성이 일정한 적응 시간 이후에 나타난 것으로 보인다. 모델 물질의 제거에 슬러지에 의한 물리적 흡착이 어느 정도 기여하는지 확인하기 위해서 멸균 슬러지를 이용한 흡착 제거를 시도하였다. 초기 투입량의 10~20% 내외가 흡착에 의해 상등액에서 제거되었는데, 이를 통해 폐수 슬러지를 이용한 BPA, NP, DBP의 제거에는 물리적 흡착보다는 생물학적 분해 기작이 더 중요한 것으로 보인다.

• 유기물자원화
• /
• 제13권3호
• /
• pp.71-81
• /
• 2005

슬러지를 안정화시키기 위하여 가장 많이 적용되고 있는 공법은 혐기성 소화공법이라고 할 수 있다. 또한, 혐기성 소화는 유기성분의 효과적인 안정화와 동시에 메탄가스를 발생시켜 에너지로 이용 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 폐활성슬러지의 경우 미생물의 세포벽 때문에 일반적으로 저조한 혐기성 처리효율과 탈수능을 나타내고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 전처리공정들이 개발되거나 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐활성슬러지의 혐기성 소화효율과 탈수능을 향상시키기 위한 pulse power 전처리 연구를 pilot 규모로 수행하였다. Pilot plant는 기 수행된 실험실 연구결과를 바탕으로 설계 및 운전하였다. 본 연구에서는 pulse power 전처리에 의한 슬러지 특성변화를 평가하였으며, 특히 혐기성 소화시 미생물이 사용하기 용이한 기질의 증가를 의미하는 용존성 유기물질의 증가를 주요항목으로 평가하였다. 혐기성 소화조에서 발생하는 가스발생량과 메탄함량을 측정하여 혐기성 소화능을 평가하였으며, 슬러지 탈수능은 CST 및 비저항값의 측정을 통하여 평가하였다. 또한, 슬러지 처리공정에서의 전체적인 에너지수지를 계산하여 pulse power 전처리에 의한 에너지 회수율 변화를 평가하였다.

• 유기물자원화
• /
• 제15권2호
• /
• pp.136-146
• /
• 2007

상향류 혐기성 블랭킷 반응조를 이용한 매립지 침출수 처리시 입상슬러지 첨가 유무에 상관없이 성공적인 처리가 가능하였다. 입상슬러지의 첨가는 초기 운전기간를 현저히 단축할 수 있었다. 수리학적 체류시간 1일과 $4-8kgCOD/m^3.d$ 의 유기물 부하율에서 Control 반응조와 Granule 반응조의 COD 제거율은 90% 이상을 유지하였다. 실험기간 동안 입상슬러지 첨가 유무에 상관없이 슬러지 표면과 반응조 벽면에 무기 침전물이 축적되었다. 비메탄 활성도는 미생물의 기질에 대한 적응도와 유기물 부하량이 증가함에 따라 증가하였다. Granule 반응조의 최대 비메탄 활성도의 값은 $0.57gCOD/g{\cdot}VSS{\cdot}.d$로 나타났다. 비록 본 연구에서는 과도한 무기물 축적으로 인한 비메탄 활성도의 저감은 발생하지 않았으나 무기물의 제거를 위하여 유입수의 전처리 공정이 필요할 것으로 판단된다.

• 공업화학
• /
• 제17권5호
• /
• pp.521-526
• /
• 2006

폐수를 재이용하기 위한 고도처리 시스템으로서 분리막 생물반응조(Membrane Bioreactor, MBR)는 기존의 활성슬러지 공정(Activated Sludge Process, ASP)에 비하여 많은 장점을 가지고 있다. 도시 하수 중에 포함된 유기물과 영양염류를 동시에 제거하기 위하여 침지형 정밀여과(Microfiltration, MF) 막을 이용한 무산소/호기(Anoxic/Oxic, A/O)형 MBR에서 투과플럭스를 $10.2L/m^2{\cdot}h$로 일정하게 유지하면서 고형물 체류시간(Solids Retention Time, SRT) 변화에 따른 막 여과 특성을 조사하였다. 실험 결과, SRT를 증가시킬수록 체외고분자물질(Extracellular Polymeric Substances, EPS)내 단백질/탄수화물(Protein/Carbohydrate, P/C) 비가 높아져서 막 오염이 빠르게 진행되었다. A/O MBR에 RO막을 결합한 A/O MBR-RO 공정을 폐수의 고도처리에 적용하고자 하였으며, 성능평가를 위해 A/O MBR-RO 공정과 기존의 활성슬러지 공정에 MF와 RO막을 결합한 ASP-MF-RO 공정의 유기물 및 영양염류 제거율을 비교하였다. 실험 결과 A/O MBR-RO 공정이 ASP-MF-RO 공정보다 더 우수한 처리효율을 나타내었다.

• 환경기술인
• /
• 통권153호
• /
• pp.30-35
• /
• 1999

본 실험은 준혐기-호기(A/O, anoxic/oxic)순환공정으로서 시간별 주기변화를 통해 영양염류의 제거특성을 비교 검토하였고 이를 토대로 돈사폐수를 고도 처리 할 때 최적 운전주기와 설계인자를 도출하였다. 아울러 돈사폐수의 질소 제거특성을 분석하는 과정에서 폐수의 특성상 질산화 발생이 저해되는 현상을 관찰하였다. 따라서 이것을 규명하기 위해 질산화에 영향을 미치는 인자들을 중심으로 고찰하였다.

• 한국환경보건학회:학술대회논문집
• /
• 한국환경보건학회 2001년도 춘계 학술대회
• /
• pp.53-54
• /
• 2001

• 대한토목학회논문집
• /
• 제10권2호
• /
• pp.137-145
• /
• 1990

본 연구에서는 세가지 중금속 (Cd(II), Cu(II), Zn(II))에 대하여 활성슬러지 미생물 folc의 중금속 흡착 및 축적 작용에 의한 중금속 제거과정을 실험을 통해 연구하였다. 회분식 실험을 통해 pH, 중금속 농도, MLSS 농도 및 온도에 따른 반응시간별 중금속 제거율과 축적량을 측정하였다. 활성슬러지 공정에 의한 중금속제거는 흡착 및 축적에 의해 중금속이 슬러지에 고농도로 농축되어 일어났다. 회분식 실험결과 중금속의 흡착평형은 단시간내에 일어났으며, 미생물 floc과 중금속이온과의 결합세기는 Cu(II)>Zn(II)>Cd(II)의 순으로 나타났다.

• 멤브레인
• /
• 제15권4호
• /
• pp.289-296
• /
• 2005

MBR 공정에서 가장 문제시되는 부분은 실제 공정상에서 막 표면에 오염이 발생하는 문제이다. 일반적으로 막 오염은 활성 슬러지들이 막 표면에 퇴적되어서 일어나며 이로 인해 심각한 투과 유량의 감소를 야기하게 된다. 본 연구에서는 막 오염 저항성이 뛰어난 나노 입자를 분리막 표면에 함침시켜 MBR 막을 제작하였으며 이 입자들은 막 표면에서 활성 슬러지들이 쉽게 달라 붙지 못하는 역할을 수행하게 된다. 즉, 뛰어난 투수량을 지닌 정밀여과막에 나노 입자를 첨가함으로서 실제 MBR 공정에서 막 오염을 저감시킴으로서 투수량을 보전할 수 있게 하였다. 이들을 이용하여 MBR 공정에서 막 오염이 휠씬 적게 일어나는 것을 확인하였으며 이를 바탕으로 현장에 적용하여 막 오염 저항성을 확인하였다.