Respirograms Growth mgL NBOD CBOD day OUR d
호흡과 성장(Respirograms & Growth) 농도, mg/L NBOD CBOD 미생물 유기물 시간, day
호흡과 성장 OUR = d. O 2 (Oxygen Uptake Rate) dt A. Pre-aeration (Sludge from full-scale STPs) B. Consideration F/M OUR @ High F/M ? OUR @ Low F/M ? C. Add. ATU (Autotrophs inhibition) D. Add. Substrates E. Check OUR (using OUR monitoring systems) F. DO Calculation and conversion G. Evaluation
생물학적 인제거 PHB in Microorganisms
생물학적 인제거 PHB는 염색법, Spectrophotometric technique, 추출 후 G/C분석 General structure of PHA (Demain and Davies, 1999)
생물학적 인제거 Monometric units of PHA found in the EBPR sludge (Mino et al. , 1998)
생물학적 인제거 Comparison of metabolisms of PAOs and GAOs (Mino et al. , 1998)
생물학적 질소제거 Nitrification 2 NH 4+ + 3 O 2 2 NO 2 - + O 2 2 NO 2 - + 2 H 2 O + 4 H+ + New cell Nitrosomonas Nitrobacter * 4. 33 g of O 2 are consumed 0. 15 g of new cell are formed 2 NO 3 7. 14 g의 알칼리도(as Ca. CO 3)가 consumed 0. 08 g of inorganic are consumed Denitrification 6 NO 3 - + 5 CH 3 OH 3 N 2 + 5 CO 2 + 7 H 2 O + 6 OH- * 2. 47 g of methanol(or approx. 3. 7 g of COD) are comsumed 0. 45 g of new cell are produced 3. 57 g of alkalinity are formed 첫 번째 단계 : 암모니아성 질소를 질산성 질소로 산화되는 질산화 반응(nitrification) 두 번째 단계 : 질산성 질소를 질소가스로 전환시키는 탈질산화반응(denitrification) ※ 질산화 반응이 선행되어야 후속적인 탈질산화 반응을 진행시킬 수 있다.
생물학적 질소제거 생물학적 처리공정과 질소제거 기술의 발전사 Schloesing et al. (1877) : 미생물들에 의한 질산화 확인 Winogradsky(1890) : autotrophic nitrifying bacteria인 Nitrosomonas 와 Nitrobacter 를 동정․분리 Painter(1970) : autotrophic bacteria genera : ammonia의 산화로부터 에너지를 얻음 「Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrospira, Nitrosocyctis, Nitrosoglea 」 autotrophic bacteria genera : nitrite의 산화로부터 에너지를 얻음 「Nitrobacter, Nitrocystis」
생물학적 질소제거 Nitrification 2 NH 4+ + 3 O 2 2 NO 2 - + 2 H 2 O + 4 H+ + New cell Nitrosomonas 2 NO 2 - + O 2 2 NO 3 - Nitrobacter Overall Reaction NH 4+ + 2 O 2 NO 3 - + H 2 O + 2 H+ Autotrophs Growth CO 2 HCO 32 - ammonia nitrogen 1 g을 nitrate nitrogen으로 산 화시키기 위해서 4. 6 g의 산소가 이론적으로 필요 Nitrosomonas : 13 NH 4+ + 15 CO 2 -------> 10 NO 2 - + 3 C 5 H 7 O 2 N + 23 H+ + 4 H 2 O Nitrobacter : 10 NO 2 - + 5 CO 2 + NH 4+ + 2 H 2 O -----> 10 NO 3 - + C 5 H 7 O 2 N + H+
생물학적 질소제거 Autotrophic Bacteria Yield Coefficient(YA) 암모니아 질소 0. 29 g VSS/g NH 4+-N 아질산성질소 0. 084 g VSS/g NO 2—N (Mc. Carty, 1964) 질산화 과정을 단일단계의 반응으로 고려할 때, nitrifier에 대한 Total Yield는 0. 06~0. 20 g VSS/g NH 4+-N oxidized (EPA, 1993) Oxygen Utilization, Biomass Yield, and Alkalinity Destruction Coefficients Acceptable for Design of Nitrification Systems(EPA, 1993)
생물학적 질소제거 - Inhibitor -Free Ammonia(FA, un-ionized ammonia) Free Nitrous Acid(FNA, un-ionized nitrous acid) FA 10~150 mg/L Nitrosomonas 0. 1~1. 0 mg/L Nitrobactor FNA 0. 22~2. 8 mg/L Nitrosomonas & Nitrobactor
생물학적 질소제거 생물학적 탈질소제거 기술 Payne(1981) : heterotrophic organisms 중 Achromobacter, Acinetobacter, Agrobacterium, Alcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Chromobacterium, Flavobacterium, Hypomicrobium, Moraxella, Neisseria, Paracoccus, Propionibacterium, Pseudomonas, Rhizobium, Rhodopseudomonas, Spirillum, Vibrio Gayle et al. (1989) : Halobacterium과 Methanomonas를 추가로 분류 이들 bacteria는 nitrate 뿐만 아니라 산소를 이용할 수 있음 autotrophic denitrification 과정의 bacteria는 유기탄소(organic carbon) 대신 carbon dioxide와 bicarbonate를 이용할 수 있음
BNR process (type) Continuous flow 공간배치형 (Steady state operation) ex : A/O, A 2/O etc. Aerator ON Aerator OFF Clarifier 시간배치형 (Dynamic state operation) ex : IA etc. Batch flow Sludge return 유입수 처리수 슬러지 Aeration Settling Drain
BNR process
토양미생물(Soil Microorganism)
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