cis-2-Decenoic acid와 N-acetylcysteine에 의한 고농도 슬러지의 biofilm 형성 저감 효과

Inhibitory effects of cis-2-Decenoic acid and N-acetylcysteine addition on biofilm from MBR sludge with a high concentration

최근 높은 수준의 처리수를 얻기 위해 다양한 수처리 공정이 적용되고 있다. 미생물을 고농도로 유지하고 슬러지 반송시간을 증가시켜 일반적인 활성슬러지보다 높은 제거 효율과 처리 수질을 얻을 수 있는기술과 함께 생물학적 처리와 막분리 공정을 결합한 membrane bioreactor (MBR) 공정 등이 활발히 연구되고 있으며, 실제 공정에도 널리 적용되고 있다. 고농도로 유지되는 미생물은 처리시간의 단축 및 처리수질의 고도화를 기대할 수 있지만, 분리막이 적용되는 MBR 과 같은 공정에서는 막 표면에 발생하는 biofilm으로 인한 여러 공정상의 문제가 발생된다. Biofilm은 anti-agent 또는 미생물간 신호물질 등에 의해 조절이 가능하다. 본 연구에서는 biofilm의 조절을 위해 N-acetylcysteine (NAC) 와 cis-2-Decenoic acid (CDA)를 적용하여 고농도 미생물의 biofilm formation 변화를 알아보고자 하였다. CDC reactor를 이용하여 CDA와 NAC가 MBR sludge의 biofilm 형성에 미치는 영향을 파악하였다. 실험에 사용된 sludge는 구리하수처리장에서 샘플링하여 사용하였다. CDC reactor는 1.5 cm x 1.5 cm 사이즈의 PVDF 평막 2개를 각각의 ROD 한면에 부착시켰으며, CDC reactor의 운전은 CDA와 NAC가 함유 된 400 mL의 미생물을 채워 150 rpm으로 교반하며 24시간 동안 수행하였다. 대조군은 CDA와 NAC를 주입하지 않은 조건에서수행되었으며, CDA의 농도는 300nM을 NAC는 1.5mg/ml를 적용하였다. 실험 종료 후 EPS 추출은 열적추출을통해 진행하였다. Polysaccharide는 TOC 분석을 통해 정량하였으며, protein은 Bradford 방법으로 측정하였다. CDC reactor 운전 종료 후 막 표면에서 추출한 EPS 분석 결과, 대조군에 비해 CDA 주입군은 약 24 %, NAC 주입군은 약 30% EPS의 저감이 확인되었다. 따라서 본 연구에서 적용한 NAC와 CDA의 적용은미생물을 이용한 공정에서 발생 가능한 biofilm의 제어가 가능함을 보여준다.