미생물을 이용한 포괄고정화법, 자기조립법 - 환경의 끝

폐수처리 공학 포괄고정화법, 자기조립법


- 안정지의 경우 최고 수위가 1.5m가 넘어가면 바닥이 혐기성 상태가 되어 냄새를 발생시킬 위험이 있다.



- SBR의 경우 일반적으로 생물학적 폐수처리에 이용되는 반응되는 CFSTR, PFR과 다르게 어느 것에도 속하지 아니하며 상이한 수리학적 특성을 가지고 있다. CFSTR과 PFR을 직렬로 연결한 것과 같으며 두 반응조의 동역학적 장점만을 취했기 때문에 가장 효율적인 반응조라고도 볼 수 있다. 고도처리를 위해서 개발된 공정은 아니나 운전을 어떻게 하느냐에 따라 2차 처리와 고도처리를 동시에 수행할 수 있는 매우 경제적이고 응용범위가 광범위한 특성이 있다.

난분해성 유기물 또는 억제물질이 함유된 폐수를 처리하는데 효과적이다.

(유입 - 반응 - 침전 - 배출- 휴지)

* 포괄 고정화법


- 포괄 고정화법은 의약품이나 식품분야에서 유용물질을 연속적으로 생산하기 위해 개발된 것으로 대장균을 아카릴아마이드에 고정화하여 아스파라긴산 제조를 개시했다. 이 방법은 비증식속도가 매우 느린 질산화 세균, 난분해성 세균을 반응조 내에 고밀도로 유지시킬 수 있는 장점이 있다.  또한 젤 모양으로 된 사상미생물이 증식하기도 한다.



- 생물막법의 경우 여재의 표면에 균을 막상으로 증식하지만 포괄 고정화법의 경우 Gel의 내부에 균을 가두어 넣어 이용하는 방법으로 미생물을 인위적으로 공급하는 것이다. Gel 안에 있기 때문에 균은 새어나가기 어렵고 Pellet 내부에서 대폭적으로 증가한다.



- 부유 미생물에 의한 활성슬러지 처리는 BOD 부하가 1.6kg/m3, day 정도 이상이면 팽화 현상을 일으켜 정상적으로 처리가 되지 않는데 비해 포괄 고정화되면 BOD 부하가 10kg/m3, day에서도 효율적인 처리가 이루어진다는 사실이 밝혀진 바 있다.



- 주요 공정화 재료는 폴리아크릴 아미드 AAM, 폴리알코올, 폴리에틸렌 글리콜 PEG 등으로 현재 PEG가 고정화재로 우수하다고 알려져 있다.

* 자기 조립법


- 혐기성 조건, 호기성, 임의성 어느 조건에서도 적용가능한 것으로 상향류의 수리학적 전단력에 의해 형성된 미생물 입상을 이용하여 처리하는 방법이 자기 조립법이다. 



- 균체를 고농도의 펠렛 모양으로 유지할 수 있으며, 고부하 운전이 가능하며, 펠렛이 크게 활성화되며, 어느 조건에서도 시작되는데 시작이 느린 특징이 있다.



- 저농도의 폐수처리도 가능하나 인 제거는 기대할 수 없다.



- 혐기성 처리인 UASB(Anaerobic) 이외에도 AUSB(Aerobic), USB, MRB 등의 자기 조립법도 사용되고 있다.



- 이러한 처리들의 공통점은 상향유속을 반응조 내에 부여해 주는 것이다. 이러한 조건에서 사상성 미생물은 marimo(마리모, 푸른 공 모양의 녹조류)와 같은 형태로 성장하여 조립체를 형성하게 된다.



- UASB는 완전 혐기성처리 공정이지만, 호기성처리 공정과 조합한 순환을 행하면 유기물의 메탄발효와 질소의 질산화, 탈질의 고부하 운전, 슬러지 발생의 감량화 등의 효과가 기대된다. 장치의 Compact화가 가능하다.



- 검토사항: 조립화 시작이 늦음, 유기탄소원이 부족한 경우 Methanol 등의 유기탄소원의 첨가가 필요하다.(비용 추가)