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다공성 담체를 이용한 유동상 및 하이브리드 반응기에서의 질소제거
Nitrogen Removal in Fluidized Bed and Hybrid Reactor using Porous Media

전병희   (충북대학교 건설기술연구소UU0001309  );
  • 초록

    부착 미생물을 이용한 다공성 담체 유동상 반응기는 하폐수중의 유기물 및 질소제거에 많이 적용되어져 왔다. 특히 생물막이 형성된 담체에서는 호기, 무산소 그리고 혐기영역이 공존하여 동시적 질산화/탈질 반응에 의한 질소제거에 유리한 환경이 제공된다고 알려져 있다. 이러한 반응을 활성화시키기 위해서는 담체표면과 내부에서 산소와 유기물등의 적절한 기질확산이 이루어져야 한다. 그러나 하폐수중의 유기물농도나 생물막의 마찰조건등 운전조건에 따라서는 표면에서의 종속영양균의 과잉성장에 의해 질소 제거 반응이 저해되기도 한다. 다공성 담체 유동상 반응기에 막모듈을 결합시킨 하이브리드 반응기는 단일조내에서 활성화된 동시적 질산화/탈질 반응으로 종래의 유동상 반응기에 비해 30% 이상 질소제거 효율이 증가하였다. 미소전극 연구를 통해 담체내부의 탈질율을 조사할 수 있으며 유동상 반응기에 비하여 하이브리드 반응기내 담체내부에서는 탈질반응에 대한 유기물의 확산에 대한 제한인자가 작으며 따라서 보다 높은 탈질율을 유지할 수 있음을 보였다.


    A fluidized bed reactor containing porous media has been known to be effective for nitrogen and organic matters removal in wastewater. The porous media which attached microbes plays important roles in simultaneous nitrification/denitrification (SND) due to coexistence of oxic, anaerobic and anoxic zone. For SND reaction, oxygen and organic substrates should be effectively diffused from wastewater into the intra-carrier zone. However, the overgrowth heterotrophic microbes at the surface of porous media may restrict from substrates diffusion. From these viewpoints, the existence and effect of heterotrophic bacteria at surface of porous media might be the key point for nitrogen removal. A porous media-membrane hybrid process was found to have improved nitrogen removal efficiency, due to stimulated denitrification as well as nitrification. Microelectrode studies revealed that although intra-media denitrification rate in a conventional fluidized bed was limited by organic carbon, this limitation was reduced in the hybrid process, resulting in the increased denitrification rate from 0.5 to $4.2\; mgNO_3-N/L/hr$ .


  • 주제어

    막 .   질소제거 .   동시적 질산화/탈질 .   미소전극.  

  • 참고문헌 (17)

    1. Yamagiwa, K., Yoshida, M., and Ito, A., 'A new oxygen supply method for simultaneous organic removal and nitrification by a one-stage biofilm process,' Water Sci. Technol., 37, 117-124(1998) 
    2. Furukawa, K., Ike, A., Ryu, S. L., and Fujita, M., 'Nitrification of $NH_4-N$ polluted sea water by immobilized acclimated marine nitrifying sludge (AMNS),' J. Ferment. Bioeng., 76, 515-520(1993) 
    3. Matsumura, M., Yamamoto, T., Wang, P. C., Shinabe, K., and Yasuda, K., 'Rapid nitrification with immobilized cell using macro-porous cellulose carrier,' Water Res., 31, 1027-1034(1997) 
    4. Xing, X. H., Inoue, T., Tanji, Y., and Unno, H., 'Enhanced microbial adaptation to p-nitrophenol using activated sludge ratained in porous carrier particles and simultaneous removal of nitrite released from degradation of p-nitrophenol,' J. Biosci. Bioeng., 87, 372-377(1999) 
    5. Zhang, T. C., Fu, Y. C., and Bishop, P. L., 'Competition in biofilms,' Water Sci. Technol., 29, 263-270(1994) 
    6. Muller, E. B., Stouthamer, A. H., van Verseveld, H. W., and Eikelboom, D. H., 'Aerobic domestic waste water treatment in a pilot plant with complete sludge retention by cross-flow filtration,' Water Res., 29, 1179-1189(1995) 
    7. Chevron, F., Defives, C., and Dubourguier, H. C., 'Denitrification of high nitrate and ammonia waters using fixed-biofilms reactors on natural supports,' Environ. Technol., 18, 171 - 178(1997) 
    8. Bailey, T. E. and Ollis, R. L., Biochemical Engineering Fundamentals, 2nd Edition, McGraw-Hill(1986) 
    9. Hem, L. J., Rusten, B., and Odegaad, H., 'Nitrification in a moving bed biofilm reactor,' Water Res., 28, 1425-1433(1994) 
    10. Dalsgaard, T. and Revsbech, N. P., 'Regulating factors of denitrification in trickling filter biofilms as measured with the oxygen/nitrous oxide microsensor,' FEMS Microbiol. Ecol., 101, 151-164(1992) 
    11. Revsbech, N. P. and Jorgensen, B. B., 'Microelectrodes: their use in microbial ecology,' Adv. Microbiol. Ecol., 9,293-352(1986) 
    12. Xing, X. H., Shiragami, N., and Unno, H., 'Simultaneous removal of carbonaceous and nitrogenous substrates in wastewater by a continuous flow fluidizedbed reactor,' J. Chem. Eng. Jpn., 28, 525 - 530(1995) 
    13. Cronenberg, C. C. and van den Heuvel, J. C., 'Determination of glucose diffusion coefficients in biofilms with micro-electrodes,' Biosens. Bioelectoron., 6, 255-262(1991) 
    14. Sakairi, M. A. C., Yasuda, K., and Matsumura, M., 'Nitrogen removal in seawater using nitrifying and denitrifying bacteria immobilized in porous cellulose carrier,' Water Sci. Technol., 34, 267-274(1996) 
    15. Cicek, N., Franco, J. P., Suidan, M. T., and Urbain, V., 'Using a membrane bioreactor to reclaim wastewater,' J.- Am. Water Works Assoc., 90, 105-113 (1998) 
    16. Shin, H. S. and Park, H. S., 'Enhanced nutrient removal in porous biomass carrier sequencing batch reactor (PBCSBR),' Water Sci. Technol., 23, 719-728 (1991) 
    17. Horn, H. and Hempel, D. C., 'Substrate utilization and mass transfer in an autotrophic biofilm system: experimental results and numerical simulation,' Biotechnol. Bioeng., 53, 363-371(1997) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (4)

    1. Kim, Il-Kyu ; Lee, Sang-Min ; Lim, Kyeong-Ho 2008. "Effect of Air-flow on Enhanced Nutrient Removal and Simultaneous Nitrification/Denitrification in DMR Biofilm Process" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 30(10): 992~998     
    2. Park, Woon-Ji ; Ahn, Johng-Hwa ; Lee, Chan-Ki 2008. "Effect of Temperature on the Nitrogen Removal of Municipal Wastewater in a Pilot-scale Moving Bed Biofilm Reactor with Waste-tire Media" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 30(5): 507~516     
    3. Jeong, Yong-Chul ; Lee, Jung-Yeol ; Min, Kyung-Sok 2008. "SND in the Fixed Media Tank of Membrane-BNR Process Treating Low C/N Wastewater" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality, 24(3): 328~332     
    4. Lee, Gunsup ; Kim, SoJung ; Chung, Youngjae ; Kim, Dongguin ; Lee, Sang-Seob ; Auh, Chung-Kyoon ; Lee, Taek-Kyun 2012. "Low Concentrated Nitrogen-Phosphate Removal of 4 Strains of Marine Bacteria Applied to Ceramic Media" 한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 13(10): 4910~4916     

 저자의 다른 논문

  • 전병희 (2)

    1. 2005 "하수의 독성평가를 위한 표준독성시험법과 온도증가 단기독성평가법의 비교 평가" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 27 (2): 191~197    
    2. 2005 "침전 슬러지와 가축분의 유기산화 및 발효유기산이 탈질반응에 미치는 영향" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality 21 (2): 147~152    

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