MBBR에서 부착미생물의 거동과 공정성능에 대한 용존 산소농도의 영향

다공성 메디아를 이용한 MBBR에서 유기물 제거 및 NH₄?-N의 질산화시 반응기 내의 DO에 따른 부착 미생물의 거동과 공정성능 변화에 대한 연구를 수행하였다. 폴리 우레탄 재질의 다공성 메디아를 5 L 반응기 4개에 10% 충진하여 유기물 부하 1.33 ㎏ COD/㎥/day, NH₄?-N 부하 0.27 ㎏ NH₄?-N/㎥/day로 유지하면서 각각의 반응기내 DO 농도를 1, 2.5, 4.5, 6 ㎎/L로 하여 연구를 수행하였다. MBBR내 DO 농도가 1 ㎎/L 이하일 때는 heterotrophs와 autotrophs에도 영향을 미쳐 유기물 제거능이 감소할 뿐아니라, NH₄?-N제거 및 질산화도 거의 수행되지 않았다.<BR> DO 2.5 ㎎/L 이상에서 NH₄?-N 제거율은 거의 동일하나, 산소 부족으로 인한 Nitrobacter의 활성저해로 NO₂-N이 축적되었으며 4.5와 6 ㎎/L로 DO 농도를 증가할수록 NO₂-N 농도가 낮아지며 nitratation rate도 선형적으로 증가하였다. 따라서 MBBR을 이용한 유기물 및 NH₄?-N의 질산화를 위해서는 4.5 ㎎/L 이상의 용존산소 농도가 요구되는 것을 알 수 있다. DO 농도가 증가할수록 nitrifier의 활성분율이 증가하며 2.5 ㎎/L 이상에서 Nitrosomonas의 활성분율은 거의 동일하나 Nitrobacter의 활성분율은 농도가 증가할수록 증가하였다. DO 농도에 따른 Nitrosomonas 활성도와 nitritation rate의 상관관계와 Nitrobacter 활성도와 nitratation rate의 상관관계는 각각 0.99와 0.98로 아주 밀접한 관련을 보였다. 이는 DO 농도의 변화가 미생물종의 활성을 변화시키고 이에 의해 MBBR의 공정성능이 달라지고 있음을 확인할 수 있었다.

The researchs for biofilm behavior and reactor performance according to DO concentration were conducted during organic degradation and nitrification in moving bed biofilm reactor using porous media (MBBR). The four bench-scale MBBRs were made of acryl with working volume of 5 Land 10% of volume was packed with porus media. The different DO concentrations of 1, 2.5, 4.5, and 6 ㎎/L were maintained at the constant operating condition of organic loading of 1.33 ㎏ COD/㎥/day and NH₄?-N loading rate of 0.27 ㎏ NH₄?-N/㎥/day. At below of 1 ㎎/L DO in MBBR, organic removal was decreased as well as NNH₄?-N removal and nitrification were almost ceased. At above of 2.5 ㎎/L DO, NH₄?-N removal rate was relatively constant but NO₂?-N was accumulated due to Nitrobecter inactivation under low DO concentration. With increasing DO to 4.5 and 6 ㎎/L, NO₂?-N was decreased and nitratation rate was linearly increased. Therefore, It was concluded that 4.5 ㎎/L DO was required for enough organic removal and nitrification in MBBR. When DO concentration was increased, the distribution of nitrifier activity was also increased. At above of 2.5 ㎎/L, the distribution of Nitrosomonas activity was rarely similar while the activity distribution of Nitrosomonas was increased with DO concentration. The relationship between Nitrosomonas activity and nitritation rate, Nitrobacter activity and nitratation rate were 0.99 and 0.98. respectively. It was identified that the variation of DO concentration changed microbial activity, which changed performance of MBBR.