미생물 공동고정화 bead를 이용한 PCE 제거시 탄소원의 영향 = Effect of carbon source on PCE removal with co-immobilized bead
저자
발행사항
서울 : 연세대학교 대학원, 2003
학위논문사항
학위논문(석사)-- 연세대학교 대학원: 토목공학과 2003. 2
발행연도
2003
작성언어
한국어
주제어
KDC
539.35 판사항(4)
발행국(도시)
서울
형태사항
viii, 54p. : 삽도 ; 26 cm.
일반주기명
지도교수: 정연규
소장기관
전세계적으로 PCE와 TCE는 지하수에서 가장 빈번하게 검출되는 염소계 유기용매의 하나이다. 이들은 혐기성 처리에서는 PCE 또는 TCE가 분해되는 과정에서 독성이 더욱 강한 VC(Vinyl Chloride)에서 분해가 멈추는 경향이 있어, VC의 완전한 분해를 위해서 호기성 처리를 선호한다. 그러나 PCE는 절대 혐기적 조건에서의 분해 특성을 지니고 있기 때문에 혐기적 처리 역시 필요하다. 즉, VC 생성 가능성을 배제한 PCE의 완전 분해를 위해서는 혐기성 조건과 호기성 조건을 동시에 만족할 수 있는 공정을 필요로 한다. 그러한 공정으로 본 연구에서는 산소요구 조건을 달리하는 미생물의 특성을 이용한 bead 반응조를 이용하여 난분해성 염소계 유기화합물인 PCE의 생물학적 전환을 유도하였다. 이때, 반응조 내에서 미생물의 탄소원으로 이용되는 기질(sodium acetate, methanol, acetone)과 그 양에 따라 반응조내 PCE의 제거율과 그 양을 변화시켜 그에 따른 PCE 제거 효율을 살펴보았다. 더불어, PCE의 충격부하에 따른 반응조의 안정성 평가 및 유출수 재순환에 따른 PCE 전환에의 영향을 살펴보았다.
실험결과, 3가지 조건의 기질(sodium acetate : methanol : acetone = 1 : 1 : 1, sodium acetate : methanol = 2 : 1, sodium acetate만을 이용한 것)중 sodium acetate : methanol = 2 : 1로 하였을 경우 PCE의 제거에 있어 가장 좋은 제거율을나타냈다. PCE : COD의 비율은 50mg/L의 PCE 제거를 위해 3000mg/L의 COD(PCE : COe = 1 : 60)를 주입하였을 경우 PCE의 제거에 가장 좋은 제거율을 보였으나, 반응조 운영의 경제적 측면과 PCE 제거율의 두 가지 모두 고려한다면 2500mg/L의 COD(PCE : COD = 1 : 50)가 가장 효과적인 PCE : COD의 비율인 것으로 나타났다. 또한 이 반응조의 PCE 충격부하에 대한 안정성은 bead의 강도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 강도가 약해진 bead는 고농도로 존재하는 PCE에 쉽게 노출되어 반응조가 불안정하게 운영되었다. 처리된 유출수의 재순환에 대해서는 미생물 공동고정화 bead 반응조에 대한 특이할 만한 공정개선사항은 없었다.
Chlorinated organic slovents, such as tetrachloroethene(PCE) and trichloroethylene(TCE), rank in the five of the ground-water pollutants found in the world and are detected most frequently.
It is only possible to degrade PCE and TCE by the co-metabolism of microorganisms. Because both anaerobic and aerobic area are required for the complete degradation of PCE and TCE by co-metabolism, the characteristic of the bead was used to meet these two conditions.
The object of this study are to assess the performance of the co-immobilized bead reactor at different substrate ratios, to assess the performance of the co-immobilized bead reactor at different PCE : COD ratios, to assess the performance of the co-immobilized bead reactor at different shock loadings, and to evaluate the effect of effluent of recycle on the removal of PCE.
The substrates selected for this study were sodium acetate : methanol : acetone = 1 : 1 : 1, sodium acetate : methanol = 2 : 1, and sodium acetate alone to prepare the required COD of around 2500mg/L. When sodium acetate : methanol of 2 : 1 was used as substrate, PCE removal rate was marginally decreased to 89.37%.
Normally, 50mg/L of COD is required to dechlorinate 1mg/L of PCE. The increase in the influent COD up to 3000mg/L(PCE: 50mg/L) resulted in a marginal increase in PCE removal. A further increase in COD to 4000mg/L resulted in the marginal decrease in the PCE removal. This test was show that The increase in the PCE removal at PCE : COD = 1 : 50 was optimal condition. The shock loading test showed that the co-immobilized can assimilate 1.5-2.5 times the normal PCE concentration. But, reactor was not stable. Recycling of treated effluent did not affect the process performance significantly in terms of PCE and its intermediates removal.
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