막여과광생물반응조(MPBR)를 이용한 가축분뇨 처리 시 미세조류 종의 차이와 최적운전조건 도출 = Difference in Microalgae Species and Optimal Conditions in the Treatment of Livestock Excreta using a Membrane Photo-bioreactor
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2020
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학술저널
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299-299(1쪽)
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고도처리를 이용한 가축분뇨 처리는 비용과 시간이 많이 드는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해서 분리막(Membrane)을 사용한 생물학적 가축분뇨 처리기술이 개발되고 있다. Membrane을 이용한 가축분뇨 처리는 화학 및 물리학적 처리기술에 비해 친환경적이며, 일반적인 광생물반응조에 비해 짧은 처리시간과 높은 제거효율을 지녀 차세대 기술로 각광받고 있다. 하지만 membrane을 이용한 가축분뇨 처리는 기존 하·폐수처리 대비 심한 막 오염에 의한 처리효율 저하, 잦은 막 세정 및 막 모듈 교체에 의한 운영비용의 증가로 인해 상용화가 어려운 실정이다. 본 연구는 막 오염에 의해 시간이 지날수록 막 횡단 압력(TMP)이 증가하고 막 여과에 필요한 에너지가 증가하는 현상을 파악하기 위해 연구를 진행하였다. 가축분뇨를 처리함에 있어 미세조류 종의 제거효율과 TMP의 차이를 알아보기 위해 chlorella sorokiniana와 scenedesmus quadricauda 두 종의 미세조류를 사용한 MPBR을 운영하였다. 연속적으로 운영되는 막여과광생물반응조(MPBR)의 수리학적 체류시간을 2d, 1.34d 로 줄여나가며 막의 압력변화를 관찰하였다. 또한, MPBR 운영 시 수질오염의 지표 중의 하나인 T-N과 T-P의 제거효율을 측정하였다. 막 횡단 압력은 scenedesmus quadricauda 종이 더 빠르게 증가하는 것이 관찰되었다. 실험 중 관찰된 최대 TMP인 14kPa까지 증가하기 까지 HRT 2d는 5일이 걸렸으며 HRT 1.34d는 2일이 걸리는 것으로 확인되었다. 유기물질의 제거양상은 chlorella sorokinianad와 scenedesmus quadricauda 두 미세조류 종이 유사하며, T-N과 T-P의 제거효율은 각각 최대 84.9%, 96.7%로 나타났다. 본 연구는 MPBR을 이용해 가축분뇨 내 T-N, T-P의 처리효율과 HRT의 변화에 따른 TMP의 값을 측정하였다. 연구의 결과를 토대로 적정 HRT와 미세조류 종의 선정하여 반응조의 최적 운전조건을 도출할 수 있을 것으로 사료된다.
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