Nitrification OUR 측정을 통한 질산화 제어 |
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학술지명 대한환경공학회
저자 김홍석,김연권,이경찬,김상민,김지연,김병군,문용택
발표일 2010-12-02
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질산화는 미생물이 호흡을 하면서 이루어지는 대사과정이므로 미생물호흡율(OUR) 측정을 통한 질산화 모니터링이 가능하다. 본 연구의 목적은 질산화 반응의 종료시점을 OUR을 통한 모니터링을 통해 포기조의 산소공급을 제어하기 위함이다. 질산화 제어로직 수립을 위해 인공폐수 및 미생물 농도 환경을 조제하여 batch test를 수행하였으며, 반응조 내 NH4-N 농도를 25.0 mg/L로 조제하고, 반응조 내 MLSS 농도를 각각 2,100, 4,100, 8,100 mg/L 주입한 조건(modeⅠ) 및 MLSS 농도를 8,000 mg/L 로 동일하게 하고, NH4-N 농도를 12.6, 25.0, 36.5 mg/L로 조제하여(mode Ⅱ) 질산화에 소모되는 산소양 및 호흡율을 측정하였다. 미생물 농도가 높아지면서 질산화 속도(AUR, Ammonia Uptake Rate)는 선형으로 증가하고 있으며, F/M 비(NH4-N/MLVSS)가 작아지면서 OURmax도 선형으로 증가하는 것으로 나타났다. 단위미생물당 질산화 속도인 SNR(Specific Nitrification Rate)은 4~7 mgN/gMv/hr 이었다. 질산화 대상 NH4-N가 limiting factor로 작용하는 시점에서 OUR bending이 나타났으며 이는 질산화 종료 후 미량 물질을 소모하는 과정에서 산소소모가 나타난 것으로 판단된다. 그러나 질산화 종료시점과 bending curve가 완전히 일치하지는 않았고, 질산화 종료 후 약 10~20분 후 까지 NO3-N이 증가하였다. NO3-N 증가 종료 시점에 OUR 곡선이 선형으로 관찰되었으며 이 지점은 미생물의 내생 호흡율과 일치하였다. 따라서 유기물이 존재하지 않는 조건에서 질산화를 위한 산소공급 제어를 위해 OUR을 모니터링 하기 위해서는 OUR bending curve 생성 이후에 선형으로 된 지점을 질산화 종료시점으로 보는것이 바람직 할 것으로 판단된다. 따라서 미생물의 호흡율을 이용한 질산화 종료시점 모니터링으로 산소공급 제어가 가능할 것으로 판단이 되며, 이로 인해 에너지 절감이 가능할 것으로 기대된다. |