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혐기성 소화에 대한 식종원 및 암모니아 농도의 영향
Effects of Seed Sources and Concentration of Ammonia on Anaerobic Digestion

김양지   (선문대학교 환경공학과UU0000751  ); 김성일   (선문대학교 환경공학과UU0000751  ); 신범식   (선문대학교 환경공학과UU0000751  ); 안기섭   (천안외국어대학 환경시스템과UU0001244  ); 김종수   (선문대학교 환경공학과UU0000751  );
  • 초록

    혐기성 소화에서 미생물에 저해/독성 물질로 알려진 암모니아의 농도와 식종원에 따른 영향을 회분식 반응기를 이용하여 분석하였다. 식종원은 고농도의 암모니아에 장기간 적응된 축산농가 축산폐수 집수조의 슬러지 그리고 저농도의 암모니아에 노출된 하수종말처리장 혐기성 소화조 슬러지를 사용하였다. 식종원에 상관없이 암모니아는 TAN 1,500 mg-N/L에서 COD 제거율과 biogas 발생량으로 측정된 혐기성 미생물의 활성에 저해영향을 주기 시작하여 3,500 mg-N/L에서는 더욱 심하였다. 암모니아 저해 농도 범위에서 휘발성 유기산의 농도는 50 mg/L 범위로 유지되므로 메탄생성균 뿐만 아니라 산생성균도 저해영향을 받는 것으로 나타났다. 축산폐수 집수조 슬러지로 식종된 경우 암모니아 농도 TAN으로 $2,500{\sim}3,500\;mg-N/L$ 범위에서도 COD 제거율과 biogas 발생량의 감소폭은 미미하였으나 하수종말처리장 혐기성 소화조 슬러지로 식종된 경우 암모니아 농도가 증가할수록 COD 제거율과 biogas 발생량은 큰 폭으로 감소하였다. 결과적으로 암모니아에 장기간 순응된 슬러지로 식종한 경우 암모니아의 저해 농도에 대하여 적응도 빨랐으며 저해영향도 적었다.


    The seeding sources and concentration of ammonia on anaerobic digestion were investigated by batch culture bioreactors. The sources of seeding on anaerobic digestion were from swine wastewater collection pit of a hog raising farm and from anaerobic digestion sludge of a municipal sewage treatment plant. The inhibition of ammonia on anaerobic microorganisms was initiated at ammonia concentration of $1,500\;mgNH_4-N/L$ and it's effect was increased by increased by increasing ammonia concentration up to $3,500\;mgNH_4-N/L$ regardless the sources of seeding as evidenced by decreases in COD removal efficiencies and biogas yields. The inhibition occurred to not only methanogens but also acidogens since the concentration of volatile fatty acids was maintained at 50 mg/L The COD removal efficiency and biogas yield were Maintained constantly while increasing ammonia concentration up to $3,500\;mgNH_4-N/L$ when swine wastewater collection pit was used as a seeding; however, those were decreased while increasing ammonia concentration when anaerobic digestion sludge was used as a seeding. The results indicate that the seeding acclimated to high concentrations of ammonia for long time was easy in adaptation to high ammonia concentration and less subjective to ammonia inhibitory effects.


  • 주제어

    anaerobic digestion .   ammonia inhibition .   seeding .   adaptation .   acclimation .   biogas.  

  • 참고문헌 (15)

    1. Speece, R. E. (1983) Anaerobic Biotechnology for Industrial Wastewaters, Vanderbilt Univ. press, TN, USA, p.245-286 
    2. Kim, J. S., Seo, J. W. and Sa, T. M (2001) Effects of ammonia removal in swine wastewaters on anaerobic digestion using two-stage ASBF reactors, J. Korean Solid Wastes Engineering Society 18(1), 60-68 
    3. Hashimoto, A G. (1986) Ammonia inhibition of methanogenesis from cattle wastes, Agricultural Wastes 17, 241-261 
    4. Boardman, G. D. and McVeigh, P. J. (1997) Use of UASB technology to treat crab processing wastewaters, J. of EE, ASCE 123(8), 776-785 
    5. Robbins, J. E., Gerhardt, S. A. and Kappel, T. J. (1989) Effects of total ammonia on anaerobic digestion and an example of digestor performance from cattle manureprotein mixture, Biological Wastes 27, 1-14 
    6. Braun, R, Huber, P. and Meyrath, T. (1981) Ammonia toxicity in liquid piggery manure digestion, Biotechnol. Lett. 3(4), 159-164 
    7. Koster, I. W. and Lettinga, G. (1988) Anaerobic digestion at extreme ammonia concentrations, Biological Wastes 25, 51-59 
    8. McCarty, P. L. (1964) Anaerobic waste treatment fundamentals: Ill. toxic materials and their control; Ill. toxic materials and their control, Public Work 95(November), 91-94 
    9. Heinrich, D. M, Poggi-Varaldo, H. M. and Oleszkiewicz, J. A. (1990) Effect of arrnnonia on anaerobic digestion of simple organic substrate, J. of EE, ASCE 116(4), 698-710 
    10. Lay, J. J., Li, Y. Y. and Noike, T. (1998) The influence of pH and arrnnonia concentration on the methane production in high-solids digestion processes, Water Environ. Res. 70(5), 1075-1082 
    11. Borja, R., Sanchez, E. and Weiland, P. (1996) Influence of ammonia concentration on thermophilic anaerobic digestion of cattle manure in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors, Process Biochemistry 31(5), 477-483 
    12. Van Velsen, A. F. M (1979) Adaptation of methanogenic sludge to high ammonia-nitrogen concentrations, Water Research 13(10), 995-999 
    13. Owen, W. F., Stuckey, D. C, Healy, J. B., Young, L. Y. and McCarty, P. L. (1979) Bioassay for monitoring biochemical methane potential and anaerobic toxicity, Water Research 13(6), 485-492 
    14. APHA, AWWA, and WEF (1998) Standard methods of the examination of water and wastewater, 20th ed., American Public Health Association, Washington, DC, USA 
    15. Hansen, K. H, Angelidaki, I. and Ahring, B. K. (1998) Anaerobic digestion of swine manure : inhibition by ammonia, Water Research 32(1), 5-12 

 저자의 다른 논문

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    1. 2000 "Temperature-Dependent Expression of Escherichia coli Thioredoxin Gene" Journal of biochemistry and molecular biology = 한국생화학회지 33 (2): 166~171    
    2. 2001 "Cloning and Regulation of Schizosaccharomyces pombe Gene Encoding Ribosomal Protein S20" The journal of microbiology 39 (1): 31~36    
    3. 2001 "Cloning and Expression of Alkaline Phosphatase Gene from Schizosaccharomyces pombe" Journal of biochemistry and molecular biology = 한국생화학회지 34 (3): 262~267    
    4. 2001 "Growth-Dependent Variations in Antioxidant and Redox Enzyme Activities of Schizosaccharomyces pombe" Journal of biochemistry and molecular biology = 한국생화학회지 34 (3): 278~283    
    5. 2001 "Cloning and Regulation of Schizosaccharomyces pombe Gene Encoding Ribosomal Protein L11" Journal of biochemistry and molecular biology = 한국생화학회지 34 (4): 379~384    
    6. 2003 "인광석 처리 토양에서 담배의 인산 흡수와 생육에 미치는 인산 가용화균의 효과" 韓國土壤肥料學會誌 = Korean journal of Soil Science and Fertilizer 36 (4): 233~238    
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