식종원 및 유기물 농도 변화에 따른 평판형 외기환원전극미생물 연료전지의 질소 제거

• Published in: Daehan hwan'gyeong gonghag hoeji pp. 635 - 640
• Main Authors: 박영현, 유재철, Thi Hien Nguyen, 이태호
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한환경공학회 01.12.2016
• Subjects: 환경공학
• ISSN: 1225-5025; 2383-7810
• DOI: 10.4491/KSEE.2016.38.12.635

미생물연료전지(MFC)는 하·폐수내의 유기물로부터 전기를 생산할 수 있는 획기적인 기술이지만, 실용화를 위해서는하·폐수 내의 질소를 제거할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 두 개의 대면적 SEA (separator electrode assembly)로 구성된 평판형 외기환원전극 미생물연료전지(FA-MFC)를 이용하여 질산화 전배양의 유무와 식종원에 따른 총질소제거율을 평가하였다. 질산화 전배양 단계에서 FA-MFC의 질산화율은 식종원과는 무관하게 99% 이상을 나타냈다. 질산화 및 탈질 단계에서 300 mg-COD/L 이하의 낮은 유기물 농도에서는 전배양을 하지 않은 조건의 총질소제거율이 가장 높았다. 유기물 농도가 증가할수록 더 높은 총질소제거율을 나타냈으며, 유기물제거율은 모든 조건에서 95% 이상을 나타냈지만, 종속영양탈질에만 이용되지는 않은 것으로 판단된다. FA-MFC의 전기 발생량은 매우 낮았지만, 유기물과 질소를 동시에 제거할 수 있다는 장점이 있기 때문에 획기적인 하·폐수처리공법으로 발전시킬 수 있으리라 기대된다. Although microbial fuel cell (MFC) can produce electricity from organics in wastewater, nitrogen removal is required for application of process for wastewater treatment plant. This study developed flat-panel air-cathode MFCs (FA-MFCs) comprised of two large separator electrode assemblies (SEAs) and evaluate total nitrogen removal according to three inoculum sources and prenitrification acclimation. The nitrification efficiencies were >99% regardless of inoculum sources under the phase for pre-nitrification acclimation. The total nitrogen removal efficiencies of FA-MFCs without pre-nitrification acclimation were the highest at the low organic conditions (<300 mg-COD/L) under the phase for nitrification and denitrification. The increase of organic concentration influenced the total nitrogen removal efficiency, positively. The organics were removed >95% but were not used for heterotrophic denitrification totally. This study suggests that application of FA-MFC system for wastewater treatment can allow the simultaneous removal of organic and nitrogen compounds, although this affects the low electricity production. KCI Citation Count: 3