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

국문 초록 (Abstract)

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 영향 을 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 정감포기를 하고 있으며 침전조에서 포자를 형성한 바실러스가 생물반응조로 반송되면 l.6㎎/L로 높아진 DO농도와 유기물질 유입으로 바실러스가 발아를 하고 활성도가 높아지며， 0.5㎎/L로 낮아진 DO농도로 인하여 포자를 형성하면 EPS 추출물질 중 Protein의 합량이 109.95 ㎎EPS/gSS에서 131.77 ㎎ EPS/gSS로 증가하고 SVI는 85 mL/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.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

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 ㎎/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 ㎎EPS/gSS at 1.6 ㎎/L of DO, however it was 131.77 ㎎EPS/gSS at 0.5 ㎎/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.

참고문헌 (Reference)

1 박영기, "하？폐수 고도처리시 F/M비 변화에 따른 유기산 잔류 농도가 슬러지 침강성에 미치는 영향" 대한환경공학회 28 (28): 42-47, 2006

2 이정수, "침전지의 표면적부하와 포기조의 HRT가 슬러지의 침전성에 미치는 영향" 대한토목학회 21 (21): 463-468, 2001

3 이정수, "슬러지의 침전성에 미치는 온도의 영향" 23 (23): 671-679, 2001

4 서창원, "슬러지 침전성이 DNR 공정에 미치는 영향 평가" 대한상하수도학회 20 (20): 273-280, 2006

5 정선호, "분리 균주 Bacillus sp.G31로부터 생물응집제의 생산 및 특성" 충남대학교 2003

6 김지연, "미생물특성에 따른 슬러지 침전성에 관한 연구" 797-800, 2004

7 Genetelli, E. J, "“The influence of loading and Chemical composition of substate on the performance of activated sludge" 36 (36): 643-649, 1964

8 Jenkins, D., "Control of activated sludge by mean cell residence time" 40 (40): 1905-1919, 1968

9 Farquhar, G. J., "Control of Thiothrix in activated sludge" 44 (44): 14-24, 1972

10 Herbert, H. P, "Characterization of a Hydrogen Producing Granular Sludge, Biotechnology and Bioengineering" 78 (78): 44-52, 2002

11 Pipes, W. O, "Advances in Applied Microbiology" Academic Press 77-103, 1966

12 Pasveer, A, "A case of filamentous activated sludge" 47 (47): 1340-1352, 1969