Sedimentation and EPS Production by the Change of Dissolved Oxygen Concentration for the Aeration Tank to treat Wastewater with Bacillus sp.

바실러스 미생물을 이용한 하수처리에서 포기조의 DO농도 변화에 따른 EPS 물질생성과 슬러지 침강성에 관한 연구

The factors affecting on sludge sedimentation are reported as F/M ratio, ingredient, composition of influent substrate, dissolved oxygen concentration, temperature, pH, filamentous bacteria and SRT. Aeration tank applying Bacillus sp. has an important role for maintaining the dominant microorganism species to make steady progress for spore growth affecting sedimentation. This research aims to investigate the affecting factor for the sedimentation in B3 system and RABC system with aeration tank applying tapered aeration. Extracellular polymeric substances(EPS), protein and carbohydrate can be produced for the extreme condition, that is down to 0.2 mg/L of dissolved oxygen in the aeration tank. This research found out the relation between the sedimentation and the EPS production, especially the ratio of protein/carbohydrate. The spore of Bacillus sp. was formed at the low DO then microorganisms produced EPS. The results showed that the production of EPS was 109.95 mgEPS/gSS at 1.6 mg/L of DO, however it was 131.77 mgEPS/gSS at 0.5 mg/L of DO. The sedimentation was affected by protein content in EPS and the ratio of protein and carbohydrate. The settleability of sludge was not affected by the ratio of protein/carbohydrate in B3 process, meanwhile settleability was affected by the ratio of it in RABC process, respectively.

슬러지의 침전성에 영향을 미치는 인자는 F/M비, 유입수의 성분과 조성, 처리수온, 포기조의 pH, 슬러지 일령, 사상성세균의 증식 등으로 알려져 있으며, 유기산의 잔류량이 EPS의 분비에 영향을 미쳐 슬러지의 침강성에 영향을 주게 된다. 바실러스를 이용한 공법에서 생물 반응조는 특히 바실러스 종의 우점화를 위한 포자화의 진행을 이루는데 중요한 것으로 알려져 있으나 이에 대한 기작 설명은 아직 미흡한 실정이다. 바실러스를 이용한 B3 공법과 RABC 공법으로 운전 중인 처리장의 생물반응조는 점감포기를 하고 있으며 침전조에서 포자를 형성한 바실러스가 생물반응조로 반송되면 1.6mg/L로 높아진 DO농도와 유기물질 유입으로 바실러스가 발아를 하고 활성도가 높아지며, 0.5mg/L로 낮아진 DO농도로 인하여 포자를 형성하면 EPS 추출물질 중 Protein의 함량이 109.95mgEPS/gSS에서 131.77 mg EPS/gSS로 증가하고 SVI는 85mL/g에서 96mL/g사이로 양호함에 따라 DO농도가 EPS 추출물질 중 Protein의 생성에 영향을 미치며 Protein의 함량이 침전에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 또한 Protein/Carbohydrate 비율에 따라 침강성은 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 RABC 공법에서는 Protein/Carbohydrate의 비가 침전에 영향을 미치는 것으로 나타난 반면, B3 공법에서는 Protein/carbohydrate의 비에 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다.