막 결합 생물반응조에서 SRT에 따른 미생물의 동역학적 특성 및 EPS와 SMP모델링

Abstract

막 결합 생물반응조는 유기물 제거율이 높아 최근 많이 사용되고 있다. 하지만 막오염에 의해 유량이 감소하고, 유지비용이 많이 드는 단점이 있다. 특히 EPS와 SMP는 막오염의 주 원인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 EPS와 SMP의 발생을 예측하기 위하여 ASM1에 바탕을 둔 수학적 모델을 하였다. 좀 더 정확한 모델링을 하기 위해 ASM1에서 사용하는 동역학적 상수 대신 MBR 반응조를 운전하여 구한 동역학적 상수를 사용하였다. 또 SRT에 의한 영향을 평가하기 위해 SRT를 30, 60, 90일로 조절한 3개의 반응조를 운전하였다. 동역학적 상수를 평가해본 결과 ASM1에서 사용하는 값과 차이가 많았다. 또 동역학적 상수는 SRT에 많은 영향을 받았다. 미생물 수율과 성장속도는 SRT가 증가함에 따라 0.56~0.43, 3.25 $day^{-1}$ ~1.17 $day^{-1}$ 로 감소하였다. 하지만 미생물 감소속도는 SRT가 증가함에 따라 0.60 $day^{-1}$ ~ 0.77 $day^{-1}$ 로 증가하였다. 위의 동역학적 상수를 토대로 EPS와 SMP모델링을 하였다. 그 결과 EPS는 SRT에 영향을 받았지만, SMP는 SRT와 크게 연관이 없었다. 이 모델을 실험값과 매우 일치하였다. 따라서 정확한 EPS와 SMP 발생모델을 하기 위해서는 MBR의 동역학적 상수값을 사용해야 한다.