The Development of Treatment System for Removing the Low Concentrated Nitrogen and Phosphorus Using Phototrophic Bacteria and Media

광합성 박테리아 및 담체를 이용한 하천의 저농도 질소, 인 처리 시스템 개발

  • Kim, Sun-Jung (Department of Bioengineering, Graduate School of Kyonggi University) ;
  • Lee, Sang-Seob (Department of Bioengineering, Graduate School of Kyonggi University)
  • 김선정 (경기대학교 일반대학원 생명공학과) ;
  • 이상섭 (경기대학교 일반대학원 생명공학과)
  • Received : 2009.12.08
  • Accepted : 2010.01.04
  • Published : 2010.03.31

Abstract

We used phototrophic bacteria to remove low concentrated organic materials (CODCr), nitrogen and phosphorus. We applied $COD_{Cr}$ 37.3 mg/L, $NH_3-N$ 4.0 mg/L, and $PO_4^{3-}-P$ 1.0 mg/L (C:N:P=100:10:1) in the batch test, and the removal efficiencies were shown as follow: $COD_{Cr}$ 87.4%, $NH_3-N$ 46.3%, $PO_4^{3-}-P$ 79.7%. The aerobic process with mixed phototrophic bacteria, ceramic media, and media KSP01 showed the removal efficiencies of $COD_{Cr}$, $NH_3-N$, and $PO_4^{3-}-P$, each as 72.7% and 79.2%, respectively in the lab-scale reactor. The maximum $PO_4^{3-}-P$ removal efficiency reached 92.6% by adjusting pH. There were three conditions used to remove $NH_3-N$. The highest removal efficiency was 98.5% with 10.2 L/min of aeration in 1-2 reactors, and the result of applying river-water showed the high removal efficiency of $NH_3-N$ (82.8%). Therefore, this purification system may be useful to control nitrogen and phosphorus at low concentration in field.

저농도 유기물, 질소, 인 제거를 위하여 독립영양 미생물인 광합성 박테리아를 이용한 회분식 실험 결과 초기값 $COD_{Cr}$ 37.3 mg/L, $NH_3$-N 4.0 mg/L, $PO_4^{3-}$-P 1.0 mg/L (C:N:P=100:10:1) 일 때 각각 87.4%, 46.3%, 79.7% 제거효율을 보였다. 혼합 광합성 박테리아, 세라믹 담체 및 담체 KSP01을 적용한 폭기식 반응기 실험 결과, 평균 유기물 72.7%, 암모니아성 질소 79.2%를 제거하였으며, pH 조절로 인산염 인을 최대 92.6%까지 제거할 수 있었다. 반응기 내 다양한 폭기 조건에서 암모니아성질소 제거를 확인한 결과, 1, 2 반응조에 10.2 L/min로 공기를 주입하였을 때 98.5%로 높은 제거효율을 보여주었다. 또한 하천수 적용시 암모니아성 질소 82.8%의 높은 제거효율을 확인하였다. 본 연구를 통하여 개발된 정화 시스템의 현장 적용시 저농도 질소, 인의 높은 제거를 보일 것으로 사료된다.

Keywords

References

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