부직포 여과막 생물반응조에서 알칼리도가 질산화 성능에 미치는 영향

To investigate the effects of alkalinity on the nitrification capability of the nonwoven fabric filter bioreactor(NFBR), an experiment was performed for 641 days at a hydraulic retention time of approximately 11 hours by changing the influent concentration of $NH_3-N$ from 54 mg/L to 1,400 mg/L and alkalinity from 43 mg/L to 10,480 mg/L. The MLSS concentration reduced from an initial value of 2,650 mg/L down to 830 mg/L, then increased up to 8,340 mg/L. Though the volumetric loading rate varied in a range of $0.120\sim3.130$ kg $NH_3-N/m^3-day$, the F/M ratio showed a narrow range of $0.067\sim0.414$ kg $NH_3-N/kg$ MLSS-day. The average nitrification efficiency at each experimental stage resulted in the range of $35.2\sim100%$, and the maximum nitrification rate was 2.970 kg $N/m^3-day$ or 0.489 g N/g MLVSS-day. The nitrifiers' fraction of the MLVSS increased up to 100% from an initial value of 7.1% and the biofilm formed on the nonwoven fabric filter showed a very low nitrifiers' fraction of mere 2.2%. The growth yield of the MLSS and the alkalinity consumption rate were computed to be 0.117 g VSS/g N removed and 7.08 g alkalinity/g $NO_x^--N$ produced, respectively. Results of the research suggest that NFBR could be an adequate process for nitrification of wastewaters with high ammonia concentrations. 부직포 여과막 생물반응조의 질산화 성능을 파악하기 위하여 주입폐수의 암모니아 농도를 $54\sim1,400$ mg/L 그리고 알칼리도를 $43\sim10,480$ mg/L로 변화시키면서 약 11시간의 체류시간에서 641일간 실험을 실시한 결과 반응조의 MLSS농도는 최초의 2,650 mg/L 에서 830 mg/L까지 감소하였다가 최고 8,340 mg/L까지 증가함으로써 반응조의 용적부하는 $0.120\sim3.130$ kg $NH_3-N/m^3-day$의 범위에서 변하였으나 F/M 비는 $0.067\sim0.414$ kg $NH_3-N/kg$ MLSS-day의 적은 변화를 보였다. 각 실험단계별 평균 질산화 효율이 $35.2\sim100%$로서, 최대 질산화율은 2.970 kg $N/m^3-day$ 또는 0.489 g N/g MLVSS-day로 나타났다. MLVSS의 질산화미생물 분율은 최초의 7.1%에서 최고 100%까지 변하였으나 부직포 여과막에 형성된 생물막의 경우에는 2.2%의 매우 낮은 값을 보였다. 미생물 성장계수는 0.117 g VSS/g N removed로 그리고 알칼리도 소모량은 평균 7.08 g alkalinity/g NOx-N produced로 측정되었다. 이러한 실험결과로 보아 부직포 여과막 생물반응조가 고농도 암모니아 폐수의 질산화에 적합한 공법으로 판단된다.