• Membrane and Water Treatment
• /
• 제8권5호
• /
• pp.395-409
• /
• 2017

Membrane bioreactor (MBR) is a compact and efficient wastewater treatment and reclamation technology; but, it is limited by membrane fouling. The control of membrane fouling significantly increases operational and maintenance costs. Bacteria and their byproducts - extracellular polymeric substances (EPS) - are major contributors to membrane fouling in MBRs. A recent attempt at fouling mitigation is the development of aerobic granular sludge membrane bioreactor (AGMBR) through the integration of a novel biotechnology - aerobic granulation - and MBR. This paper provides an overview on the development of AGMBR to mitigate membrane fouling caused by bacteria and EPS. In AGMBR, EPS are used up in granule formation; and, the rigid structure of granules provides a surface for bacteria to attach to rather than the membrane surface. Preliminary research on AGMBR using synthetic wastewater show remarkable membrane fouling reduction compared to conventional MBR, thus improved membrane filtration. Enhanced performance in AGMBR using actual municipal wastewater at pilot-scale has also been reported. Therefore, further research is needed to determine AGMBR optimal operational conditions to enhance granule stability in long-term operations and in full-scale applications.

• 유기물자원화
• /
• 제14권4호
• /
• pp.151-160
• /
• 2006

침출수의 혐기성 처리시 오염물질 거동과 미생물 특성을 평가하기 위하여 10개월간 실험을 수행하였다. 상향류 혐기성 슬러지 블랭킷 (UASB) 반응조의 경우 최대 유기물 부하 $20kgCOD/m^3.d$까지 약 90%의 COD 제거율을 나타내었다. 높은 유기물 부하 ($18-20kgCOD/m^3.d$)에서는 프로피온산의 농도가 상대적으로 증가하여 프로피온산의 초산으로의 전환이 율속단계로 나타났다. UASB 반응조를 이용한 침출수 처리는 높은 유기물 제거능에도 불구하고 입상슬러지와 반응조 내부 등의 무기물 축적으로 인한 운전상의 문제가 발생하였다. 입상슬러지 내 주된 무기물의 성분은 칼슘화합물로 나타났다. 본 연구에서는 비메탄 활성도의 급격한 감소는 발생되지 않았으나 무기물 축적으로 인한 운전상의 문제를 저감하기 위해서는 무기물 제거를 위한 전처리 공정의 도입이 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.91-98
• /
• 1991

본 논문에서는 주정폐액을 처리한 이상 UASB 공법에서 형성된 입상슬러지에 관한 현미경실험 결과를 제시하고자 한다. 기질로 사용한 주정폐액의 SS 및 COD 농도는 각각 3.6~10.6, 17.3~30.4g/l였으며, 12.5 l와 4.7 l의 UASB 반응조가 사용되었다. 입상슬러지의 형태학적 연구에는 SEM과 TEM을 사용하였다. 운전 90일과 120일경에 산형성조와 메탄형성조로부터 다른 색깔과 형상을 가진 두 종류의 입상슬러지가 형성되었다. 산형성조 입상슬러지는 주로 긴 고리로 연결된 큰 rod형 bacteria 짧고 통통한 rod형 bacteria, 그리고 다양한 크기의 coccus형 bacteria로 구성되었다. 반면에 메탄조 입상슬러지는 Methanothrix로 구성된 network내에 다양한 종류의 bacteria가 포획되어 있는 구조를 가졌다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제29권4호
• /
• pp.633-644
• /
• 2019

An advanced anaerobic expanded granular sludge bed (AnaEG) and an internal circulation (IC) reactor, which were adopted to treat starch processing wastewater (SPW) and ethanol processing wastewater (EPW), were comprehensively analyzed to determine the key factors that affected the granules and microbial communities in the bioreactors. The granule size of $900{\mu}m$ in the AnaEG reactor was smaller than that in the IC reactor, and the internal and external morphological structures of the granular sludge were also significantly different between the two types of reactors. The biodiversity, which was higher in the AnaEG reactor, was mainly affected by reactor type. However, the specific microbial community structure was determined by the type of wastewater. Furthermore, the dominant methanogens of EPW were mainly Methanosaeta and Methanobacterium, but only Methanosaeta was a major constituent in SPW. Compared with the IC reactor, characteristics common to the AnaEG reactor were smaller granules, higher biodiversity and larger proportion of unknown species. The comparison of characteristics between these two reactors not only aids in understanding the novel AnaEG reactor type, but also elucidates the effects of reactor type and wastewater type on the microbial community and sludge structure. This information would be helpful in the application of the novel AnaEG reactor.

• 한국물환경학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.477-483
• /
• 2005

Anammox (Anaerobic Ammonium Oxidation) bacteria is recently discovered microorganism which can oxidize ammonium to nitrogen gas in the presence of nitrite under anaerobic conditions. The anammox process can save an energy for nitrification and need not require a carbon source for denitrification, however, the start-up periods takes a long time more than several months due to the long doubling time (approximately 11 days). In order to find the effects of seeding microorganisms, hydrazine, and nitrite concentration on the enhancement of the anammox activity, five kinds of microorganisms were selected. Among the several kinds of seeding microorganisms, the granule from acclimated microorganisms treating high concentration of ammonia nitrogen (A-1) and sludge from piggery wastewater treatment plant (A-2) were found to have a high anammox activity. In the case of A-1, the maximum nitrogen conversion rate represented 0.4 mg N/L-hr, and the amount of nitrite utilization was high compared to those of other seeding microorganisms. The A-4 represented a higher nitrogen conversion rate to 0.7 mg N/L-hr although the ammonium concentration in the serum bottle was high as 200 mg/L. Meanwhile, the anaerobic granule from UASB reactor treating distillery wastewater showed a low anammox activity due to the denitrification by the remained carbon sources in the granule. Hydrazine, intermediate product in anammox reaction, enhanced the anammox activity by representing 1.4 times of nitrogen gas was produced in the test bottle than that of control, when 0.4 mM of $N_2H_4$ was added to serum bottle which contains 5 mM of nitrite. The high concentration of nitrite (10 mM) resulted in the decrease of the anammox activity by showing lower production of nitrogen gas compared to that of 5 mM addition of nitrite concentration. As a result of FISH (Florescence In-Situ Hybridization) experiment, the Amx820 probe showed a more than 13% of anammox bacteria in a granule (A-1).

• 유기물자원화
• /
• 제8권4호
• /
• pp.78-85
• /
• 2000

음식물쓰레기의 산발효 침출액은 중온의 UASB 반응조에서 매우 효과적으로 처리되었다. COD 제거율은 부하율 $15.8g\;COD/{\ell}{\cdot}d$까지 96%이상의 효율을 유지하였으며, 메탄생성율은 $5.5{\ell}/{\ell}{\cdot}d$까지 증가하였다. 제거된 COD 중에서는 92%가 메탄으로 전환되었고 나머지는 미생물로 전환된 것으로 보인다. 부하율 $18.7g\;COD/{\ell}{\cdot}d$ 이상에서는 COD 제거율이 크게 감소하였는데, 이는 10.6 h 이하의 짧은 HRT에 의한 슬러지의 부상 및 washout에 기인한다. SMA(specific methanogenic activity) 값은 뷰틸산에 대하여 가장 컸고, 프로피온산에 대하여 가장 작았는데, 이는 유출수 중에서 잔류 프로피온산의 농도가 가장 높았던 사실과 일치한다. 대표적인 미생물은 Methanosaeta였으며, 운전기간 동안 슬러지의 입경이 증가하여 식종균에는 전체 양의 64.3%가 1.4 mm보다 작았지만 운전 후에는 75.1%가 1.4 mm 이상을 차지하였다.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제19권1호
• /
• pp.23-29
• /
• 2014

In this study, aerobic granules were applied to a lab-scale aerobic granule sludge airlift reactor (AGSAR) and the ammonium nitrogen oxidation performance was evaluated at different ammonium nitrogen loading rate (NLR). At least 99% of the initial ammonium nitrogen was oxidized at an NLR of 0.27 and 0.53 kg $NH_4{^+}-N/m^3{\cdot}day$, for both aerobic granules (control), and nitrifying aerobic granules (NAGs). The ammonium nitrogen oxidation deteriorated, when the NLR was increased to 1.07 kg $NH_4{^+}-N/m^3{\cdot}day$. The NAGs were characterized by complete nitrification, while partial nitrification was observed in the control.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권8호
• /
• pp.852-859
• /
• 2006

Anammox(anaerobic ammonium oxidation)와 Canon(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite) 공정과 같은 새로운 미생물학적 공정은 혐기성 소화 슬러지 상징수와 같은 고농도 암모늄 폐수로부터 효과적으로 질소를 제거할 수 있는 미생물학적 처리 기술이다. 본 연구에서는 합성폐수와 슬러지 소화조 상징수를 대상으로 상향류식 입상슬러지상 형태를 가진 새로운 Canon 형 질소 제거공정의 적용 가능성과 그 운전특성에 대하여 연구하였다. 이때 산소공급원으로 주입된 공기는 유출수 반송라인에 설치된 외부폭기조에서 공급하였다. 합성폐수(${\leq}110$ mg $NH_4$-N $L^{-1}$)를 사용한 첫 번째 실험에서는 유효 HRT 3.8일에서 약 95%의 암모늄(T-N 기준 92%)이 제거되었다. 또한 슬러지 소화 상징액($438{\pm}26$ mg $NH_4$-N $L^{-1}$)을 이용한 두 번째 실험에서는 유효 HRT 5.4일과 3.8일에서 각각 $94{\pm}1.7%$와 $76{\pm}1.5%$의 질소가 제거되었다. 두 실험 모두 유출수에서의 아질산염과 질산염 농도는 매우 낮게 검출되었다. 다른 미생물학적 질소 제거 신기술과 비교하였을 때 이 공정은 상당히 낮은 산소소모량($0.29{\sim}0.59$ g $O_2$ $g^{-1}N$)과 알칼리 소모($3.1{\sim}3.4$ g $CaCO_3$ $g^{-1}N$) 특성을 보였다. 이 공정은 또한 간단한 반응조 형상을 가지고 있으므로 효과적인 미생물 확보능력과 함께 시설투자 및 유지관리비용이 낮은 장점을 가지고 있다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.534-538
• /
• 2004

Granulation characteristics have been studied with an aerobic sequencing batch reactor(SBR). Organic loading of 2.46kg COD/$m^3$/day followed by 4.14kg COD/$m^3$/day had been applied to the lab-scale SBR with a very short settling time during the operating cycle. The granulation proceeded to the diameter range of 3 to 5 mm with MLSS concentration of 12,000mg/L at 45th days of operation while COD removal efficiency remained almost consistent after the granule formation. It has been noticed that aerobic granulation under the higher loading with a very short settling time seemed to be due to the microbial selection of better flocculating species.

• 산업식품공학
• /
• 제21권3호
• /
• pp.280-285
• /
• 2017

감자 가공부산물에 $Laminex^{(R)}$ BG2를 처리하여 유세포를 파괴 및 비전분성 다당체를 제거하여 전분을 추출한 결과 효소의 농도와 상관없이 총 전분 함량이 83%에서 96% 내외로 증가 한 것을 확인 할 수 있다. 효소 농도에 따른 감자 가공부산물 유래 전분의 물리화학적 특성을 확인한 결과, 입도크기는 $40.09{\pm}0.59{\mu}m$의 크기로 균일하게 나타났다. RVA를 측정한 결과 효소 농도 변화에 따라 조금씩 차이가 있으며 cellulase 농도가 1.5% 이상일 경우 물리화학적 특성에 영향을 미치는 것으로 보이며, 0.75% 이상의 효소를 투입 시, 효소액에 있는 불순물이 전분과 물의 결합을 방해하여 용융 온도(onset temperature)와 피크 온도(peak temperature)가 올라가는 것을 확인하였다. 하지만 SEM을 측정한 결과로는 효소 농도의 변화에 따라 감자전분의 물리화학적 특성간의 유의적 차이를 보기 힘들었다. 이를 통해 앞으로 감자 가공부산물에서 전분을 추출할 경우 감자 가공부산물의 건조중량 대비 0.5% (v/w)의 $Laminex^{(R)}$ BG2만 첨가하여도 물리화학적 특성 변화가 적으면서, 높은 감자 전분 추출 효율을 유지할 수 있다.