생물학적 폐수처리공학
[ 전체 목차 ]
1. 알기 쉬운 하수도 시스템 2. 하수관거 시스템
3. 생물학적하폐수 처리 원리 4. 생물학적 고도처리
5. 생물학적 질소 제거
6. 생물학적 인 제거 기본 이해
7. 하폐수 재이용을 위한 처리 기술
8. 고농도 질소제거 및 혐기성 처리 이해(1) 9. 혐기성 처리 이해(2)
10. 혐기성 처리 이해(3)
생물학적 인 제거 기본 이해
인 제거 단위공정
➢ 생물학적 방법
Bacterial assimilation
Excess Biological Phosphorous Removal Algae harvesting
➢ 화학적 방법
Chemical coagulation Selective ion exchange Electrochemical treatment Distillation
MAP(Struvite) : 질소, 인 동시제거
➢ 물리학적 방법
Filtration
Carbon adsorption Electrodialysis
Reverse osmosis
생물학적 인 제거
인축적 미생물(PAOs; Phosphate Accumulating Organism )
- 인축적미생물(PAOs) 중에서 대표적 미생물은 Acinetobactor spp. 이며, 이외에 몇 종류의 미생물이 인제거와 관련되고 있음이 보고됨.
- Acinetobactor spp. 의 특징
․ Gram(-)균으로서 완전 호기성 미생물
․ 혐기/호기의 순환조건에서 인을 제거할 수 있는 미생물
․ Substrate 특성 : Acetic acid(HAc)와 같은 SCFA가 효과적
Glycogen Accumulation Organisms(GAOs)
- GAO는 혐기상태에서 VFA를 glycogen으로 저장, 호기상태에서 성장 에너지로 이용 .
생물학적 과잉 인제거 메커니즘
(Enhanced biological phosphorus removal, EBPR)
혐기성 조건
- 유입 유기물질은 혐기성 상태에서 발효과정을 거쳐서 acetate나 다른 단쇄 지방산(short-chain fatty acid)으로 전환되고, 미생물 cell 내로 흡수되어 탄수화물의 일종인 polyhydroxybutyrate( PHB) 등의 형태로 저장됨
- 여기에 필요한 에너지는 미생물의 에너지원으로 사용되는 다중인산염 (ATP)의 가수분해로부터 발생된다. 이 과정에서 세포 cell로부터 용액 속 으로 인이 방출되어 혐기조내의 인산염 농도를 증가시킨다.
호기성 조건
- 호기성 상태에서 인제거 미생물은 용해성 인(orthophosphate)을 혐기성 상태에서 방출한 양보다 더 많은 양을 흡수(luxury uptake)하며 세포내 ATP를 재합성한다.
- 이때 혐기성조건에서 저장되었던 PHB는 이산화탄소 와 물로 산화되고 새로운 인제거 미생물을 생성한다.
- BNR 공정에서 전형적인 BOD, P변화곡선
dPAOs (denitrifying Phosphorus Accumulate Organisms)
- dPAOs는 무산소 상태에서 NO3--N를 최종 전자수용체로 이용하여 PHB를 산화하는 과정에서 탈질소와 탈인을 동시에 수행한다.
- 그러므로 탈질에 필요한 유기물의 양이 감소하고, 호기성 상태에서 산소 필요량이 감소하게 된다.
