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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 발행연도
- 2023.12
- 수록면
- 576 - 586 (11page)
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목적: 본 연구에서는 생물막 특성이 강화된 BAC 공정에서의 미량오염물질의 제거효율을 일반 BAC 공정과 비교 · 평가하여, 정수장의 BAC 공정에서 미량오염물질의 제거효율을 상승시킬 수 있는 방안을 제시하고자 하였다.
방법: 대상 미량오염물질로는 dibromo-methylparaben (Br₂-MP)를 선정하였다. 회분식 실험과 실험실 규모 컬럼 실험을 수행하여 일반 BAC 공정과 인(P) 및 과산화수소(H₂O₂)를 첨가하여 생물막 특성을 강화한 BAC에서 Br₂-MP의 제거 효율을 평가하였다. 회분식 및 실험실 규모의 컬럼 실험 결과를 사용하여 생분해 동역학을 평가하였다.
결과 및 토의: 동일한 생체량 조건(2.0±0.2×10<SUP>7</SUP> cells)에서 Br₂-MP의 제거효율을 비교한 회분식 실험에서 생물학적 활성도가 높게 나타난 강화 BAC 공정의 생물분해 속도상수(k<SUB>bio</SUB>)는 일반 BAC 공정보다 1.2배 높았다(강화 BAC: 3.4±0.3 mg·C/g·hr, 일반 BAC: 2.9±0.4 mg·C/g·hr). 동일한 습중량(1 g) 조건으로 Br₂-MP의 제거효율을 비교한 회분식 실험에서, 생체량 함량이 높은 강화 BAC 공정의 생물분해 속도상수(k<SUB>bio</SUB>)는 일반 BAC 공정보다 1.9배 더 높았다(강화 BAC: 3.5±0.4 μg·ATP/g·GAC, 일반 BAC: 2.3±0.2 μg·ATP/g·GAC). 회분식 실험을 통해 강화 BAC 공정은 부착된 박테리아의 생체량과 활성이 증가하여 Br₂-MP 제거에 더 효율적이었다. 다양한 수온(5, 25℃)과 공탑 체류시간(EBCT: 5-40분) 조건에서 실험실 규모의 컬럼 실험을 진행한 결과, 전체 운전 기간 동안 일반 BAC 공정에 비해 강화 BAC 공정에서 Br₂-MP의 제거효율이 더 높은 것으로 나타났다. 특히, 저온(5℃)과 짧은 EBCT(5분)에서 강화 BAC 공정과 일반 BAC 공정의 Br₂-MP 제거효율은 큰 차이를 나타내었다. 5℃와 25℃에서 일반 BAC 공정의 k<SUB>bio</SUB>는 각각 0.0229 min<SUP>-1</SUP>, 0.0612 min<SUP>-1</SUP>, 강화 BAC 공정의 k<SUB>bio</SUB>는 각각 0.0470 min<SUP>-1</SUP>, 0.1421 min<SUP>-1</SUP>로 강화 BAC 공정이 일반 BAC 공정에 비해 2배 이상 빠른 Br₂-MP 생분해능을 나타내었으며, 이러한 결과는 회분식 실험결과와도 유사하였다. 또한, 하절기 잦은 EBCT 변경에 대한 영향을 시뮬레이션한 실험에서 강화 BAC 공정은 일반 BAC 공정에 비해 상대적으로 안정적인 Br₂-MP 제거효율을 유지하였다.
결론: 강화된 BAC 공정은 일반 BAC 공정에 비해 우수한 미량오염물질 생물분해능을 나타내었다. 다만 경제성(인산염과 과산화수소 비용 등)과 수질을 고려할 때 하절기와 같이 EBCT가 단축되거나 수온이 낮아지는 동절기에 한하여 간헐적으로 강화 BAC 공정을 운영하는 것도 효율적인 대안으로 평가되었다.
방법: 대상 미량오염물질로는 dibromo-methylparaben (Br₂-MP)를 선정하였다. 회분식 실험과 실험실 규모 컬럼 실험을 수행하여 일반 BAC 공정과 인(P) 및 과산화수소(H₂O₂)를 첨가하여 생물막 특성을 강화한 BAC에서 Br₂-MP의 제거 효율을 평가하였다. 회분식 및 실험실 규모의 컬럼 실험 결과를 사용하여 생분해 동역학을 평가하였다.
결과 및 토의: 동일한 생체량 조건(2.0±0.2×10<SUP>7</SUP> cells)에서 Br₂-MP의 제거효율을 비교한 회분식 실험에서 생물학적 활성도가 높게 나타난 강화 BAC 공정의 생물분해 속도상수(k<SUB>bio</SUB>)는 일반 BAC 공정보다 1.2배 높았다(강화 BAC: 3.4±0.3 mg·C/g·hr, 일반 BAC: 2.9±0.4 mg·C/g·hr). 동일한 습중량(1 g) 조건으로 Br₂-MP의 제거효율을 비교한 회분식 실험에서, 생체량 함량이 높은 강화 BAC 공정의 생물분해 속도상수(k<SUB>bio</SUB>)는 일반 BAC 공정보다 1.9배 더 높았다(강화 BAC: 3.5±0.4 μg·ATP/g·GAC, 일반 BAC: 2.3±0.2 μg·ATP/g·GAC). 회분식 실험을 통해 강화 BAC 공정은 부착된 박테리아의 생체량과 활성이 증가하여 Br₂-MP 제거에 더 효율적이었다. 다양한 수온(5, 25℃)과 공탑 체류시간(EBCT: 5-40분) 조건에서 실험실 규모의 컬럼 실험을 진행한 결과, 전체 운전 기간 동안 일반 BAC 공정에 비해 강화 BAC 공정에서 Br₂-MP의 제거효율이 더 높은 것으로 나타났다. 특히, 저온(5℃)과 짧은 EBCT(5분)에서 강화 BAC 공정과 일반 BAC 공정의 Br₂-MP 제거효율은 큰 차이를 나타내었다. 5℃와 25℃에서 일반 BAC 공정의 k<SUB>bio</SUB>는 각각 0.0229 min<SUP>-1</SUP>, 0.0612 min<SUP>-1</SUP>, 강화 BAC 공정의 k<SUB>bio</SUB>는 각각 0.0470 min<SUP>-1</SUP>, 0.1421 min<SUP>-1</SUP>로 강화 BAC 공정이 일반 BAC 공정에 비해 2배 이상 빠른 Br₂-MP 생분해능을 나타내었으며, 이러한 결과는 회분식 실험결과와도 유사하였다. 또한, 하절기 잦은 EBCT 변경에 대한 영향을 시뮬레이션한 실험에서 강화 BAC 공정은 일반 BAC 공정에 비해 상대적으로 안정적인 Br₂-MP 제거효율을 유지하였다.
결론: 강화된 BAC 공정은 일반 BAC 공정에 비해 우수한 미량오염물질 생물분해능을 나타내었다. 다만 경제성(인산염과 과산화수소 비용 등)과 수질을 고려할 때 하절기와 같이 EBCT가 단축되거나 수온이 낮아지는 동절기에 한하여 간헐적으로 강화 BAC 공정을 운영하는 것도 효율적인 대안으로 평가되었다.
목차
1. 서론
2. 실험재료 및 방법
3. 결과 및 고찰
4. 결론
References
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