Removal of organic Carbon, Nitrogen and Phosphorus in Wastewater based on tapered Aeration with Bacillus sp.

점감포기에 의한 바실러스 특성을 이용한 폐수의 유기물질 및 질소, 인 처리에 관한 연구

This study was conducted to investigate an aeration tank with RBC process attached Bacillus sp. known as a suitable microorganism for the removing of organic carbon, nitrogen and phosphorus. An aeration tank was based on tapered aeration because Bacillus sp. was well grown in this like environment conditions. The biofilm process with Bacillus sp. as an advanced treatment process could be a best technology for the prominent removal of organic carbon, nitrogen and phosphorus if the mechanism in the process is verified. The operation conditions of DO in the tapered aeration tank were maintained as $1.2{\sim}1.5mg/L$ in aeration tank1, as $0.3{\sim}0.5mg/L$ in aeration tank 2 and less than 0.2 mg/L in aeration tank 3, respectively. Lab-scale experiments were conducted, at room temperature, internal recycle rate was from 200% to 50% and returned sludge rate was from 100% to 50%. As a result, concentration of organic carbons, nitrogen and phosphorus in Period 1 (the time of Bacillus sp. adapted to environment) were decreased gradually. Ultimately, each removal rate in this biological experiment were TCODCr 94%, BOD 87%, T-N 85%, T-P 89% in Period 2. Hence, this process showed an excellent performance of the removal of organic carbon, nitrogen and phosphorus and this is an effective system fur treating of wastewater.

본 연구는 하 폐수 중의 유기물뿐만 아니라 질소, 인을 생물학적으로 제거하기 위하여 Bacillus sp. 미생물을 사용하였다. Bacillus sp. 미생물이 생존하기에 알맞지 않은 상황에서는 포자를 형성하고, 증식과 포자화를 반복하면서 우점화되는 특성을 발현시키기 위해 점감포기를 실시하였다. 반응기 용존산소 농도는 포기조 1단; $1.2{\sim}l.5mg/L$, 포기조 2단; $0.3{\sim}$0.5mg/L, 포기조 3단 ; 0.2mg/L이하로 유지하였다. 또한 공정내 미생물의 유실을 방지하고 미생물이 고농도 상태로 유지 가능한 부착성장의 한 공법인 RBC에 끈상 나선형 미생물 접촉재를 설치한 반응기를 이용하였다. 식종한 Bacillus sp.가 적응하는 기간에서의 유입유량은 173 L/d, 내부반송율 200%, 슬러지반송율 100%로 운전을 하였으며, 방류수질을 기준으로 단계적으로 유입유량을 증가시켰다. 정상상태에서 유입유량은 346 L/d이고, 내부반송율과 슬러지 반송율은 각각 50%로 결정하여 실험을 수행하였고, 원수는 Glucose 1,800 mg/L. $NH_4Cl\;500mg/L,\;KH_2PO_4\;5mg/L$를 혼합한 인공폐수를 제조하여 공정에 주입하였고, 그 결과 각각 미생물이 폐수에 적응하는 단계인 Period 1에서는 각 수질 분석 항목의 농도가 점차적으로 감소하는 경향을 보였으며. 정상상태라고 판단한 Period 2에서는 최종적으로 유입수에 대한 유출수의 제거율은 각각 TCODCr 94%. BOD 87%, T-N 85%, T-P 89%의 결과를 나타내었다.