초록
실험실 규모의 침지형 MBR 공정을 통하여 막투과성능의 변화 및 막오염과 미생물 활성 등 영향인자로서의 용해성 생물 대사산물(soluble microbial products, SMP)의 생성특성을 살펴보았으며, 반응기내 미생물 성장의 동력학적 해석을 시도하였다. 기질은 물질이동의 정확한 매카니즘의 학인을 위해 페놀을 단일 탄소원으로 하는 인공기질을 사용하였다. 초기 미생물농도는 약 3500g MLSS/L로 하였으며, HRT는 12시간으로 하였다. 실험결과, 질화미생물에 활성은 반응조내 생물대사산물의 농도변화에 상당한 영향을 받는 것을 확인할 수 있었으며, 분리막의 투과능력 또한 생물대사산물의 농도변화에 크게 반비례하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 세포세척(cell washing)을 통해 생물대사산물의 농도를 감소시켰을 때 막의 투과능력이 급격히 상승하는 것을 통해 다시 확인할 수 있었으며, $SMP_t$ 와 $T_{max}$와의 관계를 살펴본 결과 SMP 농도가 증가할수록 $T_{max}$는 지수함수적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 수학적 모델식을 적용하여 미생물 동력학적 인자를 도출해본 결과 비정상상태에서의 증식수율은 0.447mg/MLVSS/mg TOC로 나타났으며, 사멸율은 0.0084 $day^{-1}$로 나타났다. 또한 정상상태에서의 증식수율과 사멸율은 각각 0.115, 0.118로 나타났으며, 본 실험 조건에서의 최대 비증식율$\mu^{max}$은 0.068 $day^{-1}$로 나타났다.
Lab-scale submerged membrane bio-reactor (MBR) process with intermittent aerobic condition was installed to investigate the characteristic of kinetics of cell-growth, and observe the relationship between soluble microbial products (SMP) with membrane permeability and/or microbial activity in the system. The effective volume of reactor was 12 L. The hydraulic retention time (HRT) and flux were 12 h and 10 L/㎡/hr, respectiverly. Synthetic substrate (carbon source: phenol) was used to investigate the mechanism of cell growth. As a results of experiment, the activity of nitrifier was influenced on the concentration of SMP in the mixed liquor, and SMP also affected the permeability of membrane. It was re-confirmed from the drop of the SMP concentration in the mixed liquor using a cell washing (mingled mixed liquor with 0.1 N NaCl and then separate the supernatant). After cell washing, the permeability of membrane was recovered. From mixed liquor with 0.1 N NaCl and then separate the supernatant). After cell washing, the permeability of membrane was recovered. From the comparison between $SMP_t$ and $T_{max}$, the $T_{max}$ was decreased exponentially with increase of $SMP_t$ concentraion. The values of Y and decay rate in the unsteadys-tate period were 0.0447 mg MLSS/mg TOC and 0.0084 $day^{-1}$, respectively, In the steady-state period, they were 0.115 mg MLVSS/mg TOC and 0.118 $day^{-1}$, respectively. The maximum growth rate in the stead-state period was 0.068 $day^{-1}$.