프로피온산의 혐기성 분해시 암모니아성 질소의 저해 효과

Abstract

프로피온산의 혐기성 분해시 암모니아성 질소의 저해효과를 평가하기 위하여 12개월간 UASB 반응조를 운전하였다. UASB 반응조를 이용한 연속운전시 암모니아성 질소 농도 6000mg-N/L에서 약 80% COD 제거율을 달성하였다. 즉, 충분히 적용된 혐기성 미생물을 이용하는 경우에는 유리 암모니아성 질소 농도 770 mg-N/L까지 프로피온산의 적절한 처리가 가능한 것으로 나타났다. 그러나 반응조의 메탄 수율은 한계농도 이하의 암모니아성 질소를 첨가한 경우에비 비해 낮은 값을 보였다. 고농도의 암모니아성 질소를 첨가시 유출수의 츠로피온산이 농도가 증가하였으며, 이와 같은 결과로 유추시 수소 이용 메탄균이 암모니아성 질소에 가장 민감한 것으로 판단된다. 즉, 수소 이용 메탄균의 저해는 반응조내의 수소 축적을 야기하여 열역학적으로 프로피온산의 분해에 저해를 미치며, 최종적으로 초산 이용 메탄균의 저해를 유발하는 것으로 사료된다. 한계농도 이상에서 반응조 효율의 급격한감소는 암모니아성 질소 저해 효과의 uncompetitive-like 동력학적 특성에 기인하는 것으로 판단된다. 특히, 암모니아성 질소로 인한 혐기성 공정의 저해는 프로피온산의 축적을 야기하여 반응조내의 pH와 유리 암모니아성 질소를 저감시킴으로 저해 정상 상태(inhibited steady state)를 유지하는 것으로 나타났다. 개미산, 초산 및 프로피온산을 이용한 비메탄 활성도는 암모니아성 질소를 농도 증가시 감소하는 경향을 보였다. 특히, 개미산을 이용한 비메탄 활성도가초산 및 프로피온산을 이용한 경우에 비해 암모니아성 질소에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.