사업과제

연구목적: 본 N, P 제거를 위한 대전 하수처리장 처리 효율 개선 및 복합 미생물계 구조 해석에 관한 연구에서는 질소, 인 제거용 순환식 생물막 반응기를 운전, 최적의 운전인자를 도출하고 이때의 미생물 군집구조를 해석하며 고도처리에 적용할 수 있는 미생물의 분리 및 배양조건을 찾아내어 강화될 수질기준을 만족하고자 하였다. 또한 세부과제로써 기존의 질소, 인 고도처리용 활성슬러지 변형공정에서 반송슬러지내 아질산염과 질산염이 혐기조내의 인 방출(P-release)에 미치는 영향을 체계적으로 검토함으로써 BNR공정 설계시 유입분배, 전 탈질조의 설치여부 및 혐기반응조의 체류시간결정에 영향을 미치는 인자를 규명하여 최적 설계조건을 도출하고자 하였다.

주요내용: N, P의 안정적 제거를 위해서 새로운 고도처리 공정의 개발 및 분해 효율이 높은 균주의 선택적 적용이 필요하다. 아울러, 처리시설에서의 N, P의 동적 거동에 주목하고 활성슬러지의 제거 효율을 최적화시키기 위해서 오염물질의 분해 과정에 관련되는 미생물의 생물학적 특징과 생태를 정확히 이해하는 것이 향상된 공정수행과 조절에 있어 필수적이다. 이를 위해 유기물 제거뿐만 아니라 안정적으로 질소와 인의 동시 제거를 위해 순환식 생물 반응기를 제작 운전하여 최적의 운전 인자를 도출하고, 질소 제거의 첫 번째 단계인 질산화 및 뒤이은 탈질에 관여하는 미생물들의 군집 구조 분석을 수행하였다.
또한 질소 인 동시처리공정에서 반송 슬러지내 아질산염과 질산염이 혐기조내의 인 방출(P-release)에 미치는 영향을 체계적으로 검토하여 인 방출의 저해 농도를 정량화 하고 유기물의 농도, 온도에 의한 영향, HRT에 대한 영향 등의 제반 영향 인자에 대하여 종합적으로 평가하고자 하였다. 따라서 BNR공정 설계시 유입, 분배, 전 탈질조의 설치여부 및 혐기반응조의 체류시간결정에 영향을 미치는 인자를 규명하여 최적 설계조건을 도출하였다.

연구결과 활용: 최근 발전하고 있는 분자 생물학적 기술의 하나인 rRNA oligonucleotide probe와 결합된 FISH 기법의 다양한 적용을 통해 보다 많은 미생물들의 동정 및 군집 구조 분석을 수행토록 한다. 이를 토대로 하여 최적의 운전 상태를 유지하는데 관여하는 미생물들의 종과 분포를 관찰하여 보다 향상된 공정 수행과 조절의 기초 자료로 삼고자 한다.
현재 본 과제의 참여업체인 (주)대덕바이오는 좀더 빠르고 정확하게 폭기조내 미생물을 동정, 미생물의 상태를 모니터링 할 수 있는 기술을 개발 중이며, 또한 (주)한화/건설에서는 본 기술을 응용하여 대전하수처리장 이외의 4곳 하수처리장에서도 처리효율에 따른 미생물 군집구조의 변화를 시험하였고 이를 회사의 중요한 data로 확보하고 있다.