KR20180061642A - Treatment method of cokes wastewater using algal and bacteria - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 미세조류 및 박테리아를 이용하여 코크스 폐수를 처리하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for treating coke wastewater using microalgae and bacteria.
철강 생산 공정은 크게 제선, 제강, 연주, 그리고 압연 공정으로 나눌 수 있다. 제선 공정은 철광석과 원료탄을 가공하여 용선(불순물이 많이 포함된 쇳물)을 만드는 공정이며, 원료탄을 코크스로(爐)로 장입하여 1,000도 이상의 고온으로 구어 내는 단계이다. 하지만, 이 과정에서 다량의 독성물질이 함유된 가스가 발생하게 되는데, 이것을 코크스로 가스(cokes oven gas, 이하 'COG')라고 한다. 이 COG는 타르, 나프탈렌, 황화수소, 암모니아, BTEX 등의 유독물질을 함유하고 있기 때문에 COG 가스를 정제하여 부산물을 회수하고, 유독물질을 증류 또는 포집하는 과정을 더쳐야 하는데, 이 과정에서 독성이 강한 폐수가 발생하게 된다. 이렇게 발생하는 코크스 폐수를 처리할 때 가장 문제가 되는 것은 페놀(phenol), 시안(CN), 황화시안(SCN), 암모늄질소(NH4 +-N) 등이 있다.The steel production process can be roughly classified into steelmaking, steelmaking, performance, and rolling processes. The ironmaking process is a process for making iron ore and coking coal to produce molten iron (impurities containing a lot of impurities), charging the coking furnace into a coke oven and brewing it at a temperature higher than 1,000 degrees. However, in this process, a gas containing a large amount of toxic substances is generated, which is called a coke oven gas (COG). Since the COG contains toxic substances such as tar, naphthalene, hydrogen sulfide, ammonia and BTEX, it is necessary to further purify the COG gas to recover by-products and distill or collect toxic substances. In this process, Waste water is generated. Phenol, cyanide (CN), cyanide (SCN), and ammonium nitrogen (NH 4 + -N) are the most problematic when treating coke wastewater.
일반적인 코크스 폐수 처리 과정에서 유기물과 질소 오염물질을 처리하는 가장 중요한 공정은 생물학적 질산화-탈질 공정이다. 이 과정에서 대부분의 유무기 오염물질이 제거된다. 하지만, 코크스 폐수에 존재하는 독성 물질들은 질산화와 탈질에 주요하게 관여하는 암모늄 산화균(ammonium-oxidizing bacteria, 이하 'AOB')과 질산염 산화균(nitrite-oxidizing bacteria, 이하 'NOB')의 활성에 매우 치명적인 영향을 미치기 때문에, 특히 질소 오염물질 처리를 어렵게 만드는 주요원인 중 하나이다. 한 예로 시안이 1-2 mg/L만 존재하더라도 AOB와 NOB의 활성은 심각한 저해를 받게 된다고 알려져 있고, 황화시안의 경우는 시안에 비해 독성이 약하다고 알려져 있지만, 0.5 mg/L 정도의 소량 농도만으로도 물벼룩의 반수 치사량에 해당한다고 보고되어 있다. 주요 군집의 활성 저해 외에도 수처리 공정이 무 산소조-호기조-침전조로 구성되어 있기 때문에 운전이 복잡하고 유지 및 보수를 위해 많은 비용이 소요되어야 한다. The most important process for treating organic matter and nitrogen pollutants in a typical coke wastewater treatment process is the biological nitrification-denitrification process. This process removes most of the organic and inorganic contaminants. However, the toxic substances present in the coke wastewater are mainly due to the activities of ammonium-oxidizing bacteria (hereinafter referred to as 'AOB') and nitrite-oxidizing bacteria (hereinafter referred to as 'NOB') which are mainly involved in nitrification and denitrification It is one of the main causes that makes it difficult to treat nitrogen pollutants especially because it has a very fatal effect. For example, it is known that the activity of AOB and NOB is seriously inhibited even when cyanide is present at only 1-2 mg / L. It is known that cyanide is less toxic than cyanide, but only at a small concentration of 0.5 mg / L It is reported that it corresponds to half the lethal dose of daphnia. In addition to the inhibition of the activity of major communities, the water treatment process consists of anoxic, aerobic, and sedimentation tanks, which are complicated to operate and expensive to maintain and repair.
이를 해결하기 위해 보다 더 안정적이고 효율적으로 코크스 폐수의 질소오염물질 처리가 가능하면서 단순한 공정의 코크스 폐수 처리방법이 필요한 실정이다.In order to solve this problem, it is necessary to provide a simple and simple coke waste water treatment method capable of treating nitrogen pollutants of coke wastewater more stably and efficiently.
본 발명은 코크스 폐수를 안정적이고 효율적으로 처리하면서 공정이 단순한 코크스 폐수의 처리방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method for treating coke waste water with a simple process while stably and efficiently treating coke waste water.
상기 목적을 달성하기 위해,In order to achieve the above object,
본 발명은 미세조류를 배양하는 단계; 호기성 박테리아를 배양하는 단계; 및 코크스 폐수에서 고형물을 제거한 후 상기 미세조류와 상기 호기성 박테리아를 상기 코크스 폐수에 접종하는 단계;를 포함하는 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법을 제공한다.The present invention relates to a method for culturing microalgae, Culturing aerobic bacteria; And removing the solid matter from the coke wastewater, and inoculating the microalgae and the aerobic bacteria into the coke wastewater. The present invention also provides a method of treating coke wastewater using microalgae and bacteria.
본 발명에 따르면, 미세조류로 페놀과 시안계 화합물질에 내성이 있는 세네데스무스 콰드리카우다(Scenedesmus quadricauda)를 미세조류로 이용하여 광합성무기영양(photoautotrophic), 종속영양(heterotrophic), 또는 혼합영양(mixotrophic) 조건에서 질소인 암모늄 질소(NH4 +-N), 질산염 질소(NO3 --N), 그리고 아질산염 질소(NO2 --N) 등을 추가적인 질산화나 탈질 공정 없이 바로 처리할 수 있다.According to the present invention, a microalgae, which is resistant to phenol and a cyanide compound, can be used as Scenedesmus quadricauda) of the ammonium nitrogen by micro algae used as the inorganic nutrient nitrogen in photosynthesis (photoautotrophic), heterotrophic (heterotrophic), or mixed nutrition (mixotrophic) conditions (NH 4 + -N), nitrate nitrogen (NO 3 - -N) , And nitrite nitrogen (NO 2 - N) can be treated directly without additional nitrification or denitrification processes.
또한, 페놀화합물 및 시안계 화합물질에도 강한 내성을 가지고 있는 미세조류를 이용하여 기존의 생물학적 질산화-탈질공정에서 처리하기 어려웠던 질소오염물질을 보다 더 안정적이고 효율적으로 처리할 수 있으며 전체 공정도 단순화시킬 수 있다. In addition, using microalgae, which are resistant to phenolic compounds and cyanide compounds, it is possible to treat nitrogen pollutants that have been difficult to treat in the conventional biological nitrification-denitrification process more stably and efficiently, and to simplify the entire process .
또한, 호기성 슬러지 박테리아를 미세조류와 함께 공생배양하여 유기오염물질의 처리도 향상시킬 수 있다.In addition, the aerobic sludge bacteria can be co-cultured with microalgae to improve the treatment of organic pollutants.
도 1은 본 발명에 따른 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법에서 시간에 따른 페놀의 제거율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법에서 시간에 따른 암모늄 질소의 제거율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법에서 시간에 따른 미세조류의 엽록소 농도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법에서 광발효기에서의 페놀과 암모늄 질소의 제거율 및 용해성 화학적 산소요구량과 엽록소의 농도 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing removal rates of phenol with time in a method of treating coke wastewater using microalgae and bacteria according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing removal rates of ammonium nitrogen with time in a method of treating coke wastewater using microalgae and bacteria according to the present invention. FIG.
3 is a graph showing changes in chlorophyll concentration of microalgae over time in the method of treating coke wastewater using microalgae and bacteria according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing changes in removal rates, solubility chemical oxygen demand, and chlorophyll concentrations of phenol and ammonium nitrogen in a photo fermenter in a method of treating coke wastewater using microalgae and bacteria according to the present invention.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 미세조류를 배양하는 단계;The present invention relates to a method for culturing microalgae,
호기성 박테리아를 배양하는 단계;Culturing aerobic bacteria;
코크스 폐수에서 고형물을 제거한 후 상기 미세조류와 상기 호기성 박테리아를 상기 코크스 폐수에 접종하는 단계;를 포함하는 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법을 제공한다.And removing the solid matter from the coke wastewater, and then inoculating the microalgae and the aerobic bacteria into the coke wastewater. The present invention also provides a method of treating coke wastewater using microalgae and bacteria.
본 발명에 따른 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법은 미세조류로 페놀과 시안계 화합물질에 내성이 있는 세네데스무스 콰드리카우다(Scenedesmus quadricauda)를 미세조류로 이용하여 광합성무기영양(photoautotrophic), 종속영양(heterotrophic), 또는 혼합영양(mixotrophic) 조건에서 질소인 암모늄 질소(NH4 +-N), 질산염 질소(NO3 --N), 그리고 아질산염 질소(NO2 --N) 등을 추가적인 질산화나 탈질 공정 없이 바로 처리할 수 있다. 또한, 페놀화합물 및 시안계 화합물질에도 강한 내성을 가지고 있는 미세조류를 이용하여 기존의 생물학적 질산화-탈질공정에서 처리하기 어려웠던 질소오염물질을 보다 더 안정적이고 효율적으로 처리할 수 있으며 전체 공정도 단순화시킬 수 있다. 또한, 호기성 슬러지 박테리아를 미세조류와 함께 공생배양하여 유기오염물질의 처리도 향상시킬 수 있다.The method of treating coke wastewater using microalgae and bacteria according to the present invention is a method of treating coke wastewater using microalgae and bacteria by using microorganisms such as Scenedesmus quadricauda resistant to phenol and cyanide compounds as microalgae, nitrogen (NH 4 + -N), nitrate nitrogen (NO 3 - N), and nitrite nitrogen (NO 2 - N), which are nitrogen in photoautotrophic, heterotrophic or mixedotrophic conditions Can be treated directly without additional nitrification or denitrification processes. In addition, using microalgae, which are resistant to phenolic compounds and cyanide compounds, it is possible to treat nitrogen pollutants that have been difficult to treat in the conventional biological nitrification-denitrification process more stably and efficiently, and to simplify the entire process . In addition, the aerobic sludge bacteria can be co-cultured with microalgae to improve the treatment of organic pollutants.
본 발명에 따른 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법은 미세조류를 배양하는 단계를 포함한다.The method for treating coke wastewater using microalgae and bacteria according to the present invention includes culturing microalgae.
이때, 상기 미세조류는 코크스 폐수를 처리하기 위해 페놀과 시안계 화합물질에 내성이 있는 종균으로서, 세네데스무스 콰드리카우다(Scenedesmus quadricauda), 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris), 마이크래티니엄 이너멈(Micractinium inermum), 에틀리아 속(Ettlia sp.) 등을 사용할 수 있다.At this time, the microalgae are resistant to phenol and cyanide compounds in order to treat coke wastewater. Examples of the microalgae include Scenedesmus quadricauda , Chlorella vulgaris), Mike Santini below Moth inner stops (Micractinium inermum), in the wrong ah (Ettlia sp.) can be used.
상기 미세조류는 배양을 위해 베이에링크의 용액(Beigerinck's solution), 인산완충식염수(phosphate buffer solution), 헌터의 미량 금속 용액(Hunter's trace metal solution), 그리고 트리스-아세테이트 용액(Tris-acetate solution)이 포함되어 있는 트리스-아세테이트 포스페이트(Tris-acetate phosphate, TAP) 배지를 사용할 수 있다.The microalgae are cultured in a Beigerinck's solution, a phosphate buffer solution, a Hunter's trace metal solution, and a Tris-acetate solution Tris-acetate phosphate (TAP) medium may be used.
상기 배양은 100 ~ 140 μmol/m2/s의 형광등 빛을 조사하여 25 ℃에서 120 rpm으로 교반하는 것이 바람직하다. The culture is preferably irradiated with fluorescent light of 100 to 140 μmol / m 2 / s and stirred at 25 ° C. at 120 rpm.
다음으로, 본 발명에 따른 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법은 호기성 박테리아를 배양하는 단계를 포함한다.Next, a method for treating coke wastewater using microalgae and bacteria according to the present invention includes culturing aerobic bacteria.
이때, 상기 호기성 박테리아 군집은 생활하수종말처리장의 호기조(aerobic reactor) 반송수에서 샘플링하여 확보할 수 있으며, 원심분리 후 상등액을 제외하고 침전된 바이오펠릿(biopellet)을 종균으로 사용하는 것이 바람직하다.At this time, the aerobic bacterial community can be sampled and recovered from the aerobic reactor return water of the domestic sewage end treatment plant, and bio-pellets (biopellet) except for the supernatant after centrifugation are preferably used as seeds.
본 발명에 따른 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법은 코크스 폐수에서 고형물을 제거한 후 상기 미세조류와 상기 호기성 박테리아를 상기 코크스 폐수에 접종하는 단계를 포함한다.The method of treating coke wastewater using microalgae and bacteria according to the present invention includes the steps of removing solid matter from coke wastewater and inoculating the microalgae and the aerobic bacteria into the coke wastewater.
이때, 상기 코크스 폐수는 생물학적 질산화-탈질조로 들어가는 유입되는 원수를 사용하며, 채취된 코크스 폐수를 여과하여 박테리아를 비롯한 고형물(suspended solid)을 제거한 뒤 사용하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the coke wastewater uses raw water that enters the biological nitrification-denitrification tank, and the collected coke wastewater is filtered to remove suspended solids such as bacteria.
상기 미세조류와 호기성박테리아 군집은 원심분리하여 각각의 초기 농도가 150 ~ 1,500 mg/L가 되도록 준비하는 것이 바람직하다. 각각의 상기 초기 농도가 150 mg/L 미만인 경우에는 코크스 폐수에 포함된 페놀, 암모늄 질소(NH4 +-N), 아질산염 질소(NO2 --N) 및 질산염 질소(NO3 --N)를 처리하기 위해 너무 많은 운전시간이 소요되어야 하며, 각각의 상기 초기 농도가 1,500 mg/L를 초과하는 경우에는 빛이 투과하기 어려워 미세조류의 광합성에 어려움이 생겨 암모늄 질소(NH4 +-N), 아질산염 질소(NO2 --N) 및 질산염 질소(NO3 --N)를 100%로 제거하지 못하는 문제가 생길 수 있다.The microalgae and the aerobic bacteria community are preferably prepared by centrifugation so that initial concentrations of the microalgae and the aerobic bacteria are 150 to 1,500 mg / L. (NH 4 + -N), nitrite nitrogen (NO 2 - N), and nitrate nitrogen (NO 3 - N) contained in the coke wastewater when the initial concentration is less than 150 mg / too much and the operating time is to be spent, respectively, of the case that the initial concentration is more than 1,500 mg / L ammonium nitrogen has blossomed is difficult to light is transmitted to the difficulty of photosynthetic microalgae (NH 4 + -N) for processing, It is not possible to remove nitrite nitrogen (NO 2 - N) and nitrate nitrogen (NO 3 - N) to 100%.
상기 접종은 100 ~ 140 μmol/m2/s의 빛을 조사하고 0.20 ~ 0.30 vvm(gas volume per liquid volume per minute)의 유량으로 2-15% 농도의 CO2를 공급하여 수행되는 것이 바람직하다.Preferably, the inoculation is performed by irradiating light of 100 to 140 μmol / m 2 / s and supplying CO 2 at a concentration of 2 to 15% at a flow rate of 0.20 to 0.30 vvm (gas volume per liter volume per minute).
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving it will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
실시예Example 1: 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리 1: Treatment of coke wastewater using microalgae and bacteria
1. 미생물 종균(microbial seed)1. Microbial seeds
미세조류는 페놀과 시안계 화합물질에 내성이 있다고 알려진 세네데스무스 콰드리카우다(Scenedesmus quadricauda )를 종균으로 사용하였다. 종균을 배양하기 위해 베이에링크의 용액, 인산완충식염수, 헌터의 미량 금속 용액, 그리고 트리스-아세테이트 용액이 포함되어 있는 트리스-아세테이트 포스페이트(Tris-acetate phosphate, TAP) 배지를 사용하였고, 120μmol/m2/s의 형광등 빛을 조사하여 25 ℃에서 120 rpm으로 교반시켰다.Microalgae is a three or four des mousse Choir give the cow (Scenedesmus quadricauda) known to be resistant to a phenol and a cyan-based compounds were used as inoculum. Tris-acetate phosphate (TAP) medium containing Bayel's solution, phosphate buffered saline, Hunter's trace metal solution, and tris-acetate solution was used to culture seeds, and 120 μmol /
호기성박테리아 군집은 생활하수종말처리장의 호기조(aerobic reactor) 반송수에서 샘플링하여 확보하였으며, 6000 g에서 10분 동안 원심분리 후 상등액을 제외하고 침전된 바이오펠릿(biopellet)을 종균으로 사용했다. Aerobic bacterial populations were sampled from the aerobic reactor return water of the domestic sewage treatment plant and centrifuged at 6000 g for 10 min. The biopellets were then used as seeds except for the supernatant.
2. 코크스 폐수2. Coke wastewater
코크스 폐수처리 공정에서 생물학적 질산화-탈질조로 들어가는 유입되는 원수를 채취하여 성상분석하고 이를 하기 표 1에 나타내었다. 채취한 폐수를 0.22μm로 여과하여 박테리아를 비롯한 고형물(suspended solid)을 제거한 뒤 멸균된 병(sterilized bottle)으로 옮겨 4 ℃에서 보관했다. 배치 실험(Batch test)을 통해 가능성을 살펴보기 위해 증류수로 희석하여 단계별로 100%, 80%, 60%, 40%, 그리고 20% 코크스 폐수를 제조하였다.The raw water entering the biological nitrification-denitrification tank in the coke wastewater treatment process was sampled and analyzed for properties. The results are shown in Table 1 below. The collected wastewater was filtered at 0.22 μm to remove suspended solids such as bacteria, transferred to a sterilized bottle, and stored at 4 ° C. Batch tests were conducted to evaluate the possibility of 100%, 80%, 60%, 40%, and 20% coke wastewater by dilution with distilled water.
3. 종균 접종 및 배양3. Inoculation and culture
미세조류와 호기성박테리아 군집을 원심분리하여 각각의 초기 농도가 200 mg/L가 되도록 맞춰준 뒤 준비된 코크스 폐수로 접종하여 조류 배양(S. quadricauda, 미세조류 단독)와 조류-박테리아 배양(S. quadricauda-aerobic sludge, 미세조류-박테리아)를 배양하여 비교 분석해 하였다. 120 μmol/m2/s의 형광등 빛을 조사해 주었고, 0.25 vvm (gas volume per liquid volume per minute)의 유량으로 2%의 CO2를 공급해주었다. 각각의 조건에서 광(light) 배양을 진행하면서 유무기 오염물질의 변화와 미세조류의 변화를 관측하였다. 배양 실험은 250 mL 플라스크로 진행하였고, 4 L 광발효배양기(photofermentor)로 부피를 향상시켜 적용 가능성을 입증하였다.Micro-algae and aerobic bacterial populations were centrifuged and adjusted to an initial concentration of 200 mg / L. After inoculation with the prepared coke wastewater, S. quadricauda (microalgae alone) and S. quadricauda -aerobic sludge, microalgae-bacteria) were cultured and compared. The sample was irradiated with 120 μmol / m 2 / s fluorescent light, and 2% CO 2 was supplied at a flow rate of 0.25 vvm (gas volume per liquid volume per minute). Under light conditions of each condition, changes of organic pollutants and microalgae were observed. Culturing experiments were carried out in 250 mL flasks and the applicability was demonstrated by increasing the volume with a 4 L photofermentor.
실험예Experimental Example 1: 페놀 및 암모늄 질소 제거율 분석 1: Analysis of phenol and ammonium nitrogen removal rate
1. 페놀 제거율 분석1. Analysis of phenol removal rate
시간에 따른 미세조류 배양(algal culture)과 미세조류-박테리아 배양(algal-bacterial culture)에서 페놀(phenol) 제거율을 비교 및 분석하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.The phenol removal rates were compared and analyzed in the algal culture and algal-bacterial culture over time, and the results are shown in FIG.
도 1에 나타낸 바와 같이, 미세조류-박테리아 배양에서는 코크스 폐수의 농도에 따라 시간당 제거율은 차이는 보이지만 144 시간 이내에 거의 모든 페놀이 제거된 것을 확인할 수 있었다. 미세조류 배양에서는 코크스 폐수의 희석 배율이 높아질수록 페놀의 제거율도 높아졌지만, 미세조류 단독으로 완전한 페놀 제거를 위해서는 많은 희석배율과 제거시간이 소요될 것으로 된다.As shown in FIG. 1, in the microalgae-bacterial culture, almost all the phenol was removed within 144 hours although the removal rate per hour was different according to the concentration of coke wastewater. In the microalgae cultivation, the higher the dilution ratio of the coke wastewater, the higher the removal rate of phenol. However, in order to completely remove phenol by microalgae alone, many dilution magnification and removal time will be required.
2. 암모늄 질소 제거율 분석2. Ammonium Nitrogen Removal Rate Analysis
시간에 따른 미세조류 배양과 미세조류-박테리아 배양에서 암모늄 질소(NH4 +-N) 제거율을 Figure 2에 나타내어 비교 및 분석하였다. Ammonium nitrogen (NH 4 + -N) removal rates in microalgae cultures and microalgae-bacterial cultures over time were compared and analyzed as shown in Fig.
도 2에 나타낸 바와 같이, 암모늄 질소의 경우 코크스 폐수 원수의 농도가 50% 이하로 희석될 경우 144 시간 이후에는 호기성 박테리아의 존재여부와 관계없이 거의 모든 암모늄 질소가 제거된 것을 확인할 수 있었다. 94 시간까지 경과를 살펴보자면, 40% 코크스 폐수 처리시 호기성 박테리아와 미세조류의 조합인 미세조류-박테리아 배양에서 미세조류 단독인 미세조류 배양보다 질소 처리 효율이 약 2배 이상 높은 것을 확인할 수 있었다. 이는 호기성 박테리아가 코크스 폐수에 존재하는 페놀을 포함한 독성 유기 물질을 함께 제거해 주었기 때문에 미세조류의 질소 처리효율이 향상된 것으로 사료된다. 이 결과는 코크스 폐수 유입수의 농도에 따라 미세조류 단독 또는 미세조류-박테리아의 조합이 질소 처리에 적용될 수 있다는 것을 보여준다.As shown in FIG. 2, when ammonia nitrogen was diluted to less than 50% of the concentration of raw coke wastewater, almost all ammonium nitrogen was removed after 144 hours regardless of the presence or absence of aerobic bacteria. In the course of 94 hours, it was confirmed that nitrogen treatment efficiency was about twice higher than microalgae culture in microalgae-bacteria culture, which is a combination of aerobic bacteria and microalgae in 40% coke wastewater treatment. It is considered that aerobic bacteria eliminated the toxic organic substances including phenol present in coke wastewater, thereby improving the nitrogen treatment efficiency of microalgae. This result shows that the combination of microalgae alone or microalgae-bacteria can be applied to nitrogen treatment depending on the concentration of the coke wastewater influent.
실험예Experimental Example 2: 미세조류 성장 분석 2: Analysis of microalgae growth
페놀 및 질소가 처리되는 동안 시간에 따른 엽록소 변화량을 측정함으로써 미세조류의 성장 정도를 추측하여 도 3에 나타내었다. 코크스 폐수의 농도가 낮을수록 그리고 호기성 박테리아가 함께 존재하는 조건에서 미세조류의 엽록소 양이 오히려 더 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 미세조류의 성장 정도는 암모늄 질소 처리양과 반비례 관계를 보이기 때문에 암모늄 질소가 미세조류의 광합성에 의해 잘 처리되었다는 것을 반증하는 결과로 해석할 수 있고, 특히 호기성 박테리아와 있을 때 미세조류의 성장도 원활해지는 것을 확인할 수 있었다.The degree of growth of microalgae was estimated by measuring the amount of chlorophyll change with time during the treatment of phenol and nitrogen, and is shown in Fig. It was confirmed that the chlorophyll content of the microalgae was increased more when the concentration of the coke wastewater was lower and the aerobic bacteria were present together. Since the degree of microalgae growth is inversely related to the amount of ammonium nitrogen treatment, it can be interpreted as a result of disproving that ammonium nitrogen is well treated by photosynthesis of microalgae. Especially, when microalgae grow with aerobic bacteria, .
실험예Experimental Example 3: 조류-박테리아 배양을 활용한 코크스 폐수 처리 분석 3: Analysis of Coke Wastewater Treatment Using Algae-Bacterial Culture
실험의 부피를 향상시켜 광발효기(photofermentor)에서 조류-박테리아 배양을 활용하여 4 L의 20% 코크스 폐수를 처리해보았고, 그 결과를 도 4에 나타내었다. 플라스크 테스트에서와 마찬가지로 페놀과 암모늄 질소(NH4 +-N)가 제거되는 것을 확인할 수 있었다. 폐수에서 유기오염물질의 지표가 되는 COD도 약 60%가량 제거가 된 것 도한 확인할 수 있었다. 이 외에 아질산염 질소(NO2 --N)도 소량 존재하고 있었지만, 미세조류에 의해 모두 제거된 것으로 보인다(표 2 참고). 물론 호기 조건에서 암모늄 질소와 아질산염 질소 모두 질산염 질소(NO3 --N)로 산화가 일어나 마치 제거된 것처럼 보일 수도 있지만, 먼저 질산염 질소(NO3 --N)가 관측되지 않았다(표 2 참고). 일반적인 생물학적 질소처리 공정이었다면, 무산소 조건에서 질산염 질소(NO3 --N)가 질소 가스(N2)로 환원되어 제거될 수도 있지만, 본 실험 환경 자체가 일괄적으로 호기조건을 유지하고 있었기 때문에 질산염 질소에서 질소 가스(N2)로 환원이 일어날 수는 없다. 그리고, 미세조류가 성장하는 것을 확인했기 때문에 코크스 폐수에 존재하는 질소오염물질이 미세조류의 광합성 조건에서 성장에 반드시 필요한 질소원으로 사용되었다는 것을 알 수 있다.4 L of 20% coke wastewater was treated using algae-bacteria culture in a photofermentor by increasing the volume of the experiment and the results are shown in FIG. As in the flask test, it was confirmed that phenol and ammonium nitrogen (NH 4 + -N) were removed. It was also confirmed that COD, which is an indicator of organic pollutants in wastewater, was removed by about 60%. In addition, a small amount of nitrite nitrogen (NO 2 - N) was also present, but all of them were removed by microalgae (see Table 2). Of course, both the ammonium nitrogen and nitrite nitrogen, nitrate nitrogen in the aerobic condition - may seem as if the oxidation of (NO 3 -N) up if removed, but before nitrate nitrogen - was not (NO 3 -N) observed (see Table 2) . Nitrate (NO 3 - N) could be reduced to nitrogen gas (N 2 ) and removed under anaerobic conditions. However, since this experiment environment itself maintained the aerobic condition, nitrate Reduction from nitrogen to nitrogen gas (N 2 ) can not occur. And it was confirmed that the micro-algae were growing, so that the nitrogen pollutants present in the coke wastewater were used as the nitrogen source necessary for growth under the photosynthesis condition of microalgae.
광발효기에서의 실험 역시 배치 방식으로 진행되었지만, 본 연구 결과에서 얻은 희석 배율 정보를 바탕으로 연속 공정으로 전환하여 수리학적 체류시간(HRT)을 조절해 줌으로써 다양한 운전이 또한 가능하다.Experiments in the light fermenter have also been conducted in a batch mode, but various operations can also be performed by adjusting the hydraulic retention time (HRT) by switching to a continuous process based on the dilution ratio information obtained from the present study results.
Claims (8)
호기성 박테리아를 배양하는 단계; 및
코크스 폐수에서 고형물을 제거한 후 상기 미세조류와 상기 호기성 박테리아를 상기 코크스 폐수에 접종하는 단계;를 포함하는 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법.
Culturing a microalgae;
Culturing aerobic bacteria; And
And removing the solid matter from the coke wastewater, and inoculating the micro-algae and the aerobic bacteria into the coke wastewater, wherein the micro-algae and the bacteria are used to treat the coke wastewater.
상기 미세조류는 세네데스무스 콰드리카우다(Scenedesmus quadricauda), 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris), 마이크래티니엄 이너멈(Micractinium inermum), 및 에틀리아 속 (Ettlia sp .) 균주로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법.
The method according to claim 1,
The microalgae may be selected from the group consisting of Scenedesmus quadricauda , Chlorella vulgaris , Micractinium inermum , and Ettlia < RTI ID = 0.0 > sp . ) Microorganism and a method for treating coke wastewater using bacteria.
상기 미세조류는 트리스-아세테이트 포스페이트(TAP) 배지에서 배양되는 것을 특징으로 하는 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the microalgae is cultured in a Tris-acetate phosphate (TAP) medium.
상기 호기성 박테리아는 원심분리 후 상등액을 제외하고 침전된 바이오펠릿인 것을 특징으로 하는 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the aerobic bacteria are bio-pellets precipitated after centrifugation except for the supernatant. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI > The method of treating coke wastewater using microalgae and bacteria.
상기 미세조류 및 호기성 박테리아의 농도는 150 ~ 1,500 mg/L인 것을 특징으로 하는 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the concentration of the microalgae and the aerobic bacteria is 150 to 1,500 mg / L.
상기 코크스 폐수는 여과 공정으로 고형물(suspended solid)이 제거되고 멸균된 것을 특징으로 하는 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coke wastewater is sterilized by removing the suspended solids from the filtration process and treating the coke wastewater using the microalgae and the bacteria.
상기 미세조류와 상기 호기성 박테리아의 접종은 CO2를 공급하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inoculation of the microalgae and the aerobic bacteria is carried out while supplying CO 2 to the micro-algae and bacteria.
상기 미세조류 및 박테리아는 코크스 폐수에 포함된 페놀, 암모늄 질소(NH4 +-N), 아질산염 질소(NO2 --N) 및 질산염 질소(NO3 --N)를 100%로 제거하는 것을 특징으로 하는 미세조류 및 박테리아를 이용한 코크스 폐수의 처리방법.The method according to claim 1,
The microalgae and bacteria are characterized by removing phenol, ammonium nitrogen (NH 4 + -N), nitrite nitrogen (NO 2 - N) and nitrate nitrogen (NO 3 - N) contained in coke wastewater to 100% And a method for treating coke wastewater using bacteria.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110776174A (en) * | 2019-11-20 | 2020-02-11 | 榆林学院 | Method for regenerating green energy by using coking wastewater |
KR20210092145A (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-23 | 세종대학교산학협력단 | Complex microbial carrier manufacturing device for water treatment using bio ink and complex microbial carrier for water treatment |
CN115353980A (en) * | 2022-08-09 | 2022-11-18 | 中国科学院过程工程研究所 | Method for synchronously treating flue gas wastewater of steel plant by using microalgae |
CN115636512A (en) * | 2022-10-13 | 2023-01-24 | 江苏省淡水水产研究所 | Wastewater purifying agent and aquaculture wastewater purifying method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101444643B1 (en) | 2014-07-03 | 2014-09-30 | 경기도 | Wastewater Treating Apparatus Using Microalgae |
-
2016
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101444643B1 (en) | 2014-07-03 | 2014-09-30 | 경기도 | Wastewater Treating Apparatus Using Microalgae |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Byung-Gon Ryu, et al.. Advanced treatment of residual nitrogen from biologically treated coke effluent by a microalga-mediated process ~. Bioresource Technology. 2015, Vol.191, pp.488-495. 1부. * |
Byung-Gon Ryu, et al.. Microalgae-mediated simultaneous treatment of toxic thiocyanate and production of biodiesel. Bioresource Technology. 2014, Vol.158, pp.166-173. 1부. * |
Gabriele Pinto, et al.. Biodegradation of phenols by microalgae. Biotechnology Letters. 2002, Vol.24, pp.2047-2051. 1부. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110776174A (en) * | 2019-11-20 | 2020-02-11 | 榆林学院 | Method for regenerating green energy by using coking wastewater |
CN110776174B (en) * | 2019-11-20 | 2022-07-12 | 榆林学院 | Method for regenerating green energy by using coking wastewater |
KR20210092145A (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-23 | 세종대학교산학협력단 | Complex microbial carrier manufacturing device for water treatment using bio ink and complex microbial carrier for water treatment |
CN115353980A (en) * | 2022-08-09 | 2022-11-18 | 中国科学院过程工程研究所 | Method for synchronously treating flue gas wastewater of steel plant by using microalgae |
CN115636512A (en) * | 2022-10-13 | 2023-01-24 | 江苏省淡水水产研究所 | Wastewater purifying agent and aquaculture wastewater purifying method |
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