Clean Technology, Vol.17, No.2, 134-141, June, 2011
탈질에서 질소성분 및 유기탄소 농도가 N2O 배출에 미치는 영향
Effect of Nitrogen Compounds and Organic Carbon Concentrations on N2O Emission during Denitrification
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초록
본 연구에서는 하폐수 탈질 과정에서 전자수용체의 종류와 농도, 전자공여체/전자수용체(C/N) 비율, 그리고 전자공여체의 복합도(complexity)가 N2O 배출에 미치는 영향을 정량적으로 조사하였다. 탈질 질소원의 농도가 높을수록 N2O 배출량도 증가했으며 NO2-를 이용하는 경우가 NO3-에 비해 N2O 배출량이 높아 NO2-가 N2O 배출에 중요한 영향을 미침을 확인하였다. NO2- -N 50 mg/L에서 N2O-N으로의 전환율 9.3%와 수율 9.8%로 가장 높게 나타났으며 NO3- -N은 50 mg/L에서 전환율이 5.6%, 수율은 11.0%로 나타났다. 유기탄소원/질소(C/N) 비율이 감소하면 질소 제거율은 감소하나 N2O로의 전환율은 증가하였다. 실제 하수를 전자공여체로 이용한 경우가 단일 탄소원인 acetate를 이용한 경우에 비해 N2O 배출량이 1/10 이하로 현저히 감소하였다. 이는 복합 탄소원이 전자공여체로 이용될 경우 단일 탄소원(acetate)에 비해 다양한 탈질 대사(경로)를 이용하고 이것이 N2O 배출량 저감에 도움이 되는 것으로 판단된다.
The effects of the compounds and concentrations of nitrogenous electron acceptor, the ratio of electron donor/electron acceptor (C/N), and the complexity of electron donor on the emission of N2O during wastewater denitrification were quantitatively investigated in this study. The higher NO3- and NO2- concentrations, the more N2O emission was observed. NO2- has strong effect on N2O emission as it emitted more N2O than NO3-.50 mg/L of NO2- -N gave the highest conversion (9.3%) and yield (9.8%) of N2O while NO3- -N (50 mg/L) gave 5.6% conversion and 11.0% yield. Lower C/N ratio decreases nitrogen removal efficiency, but it increases the conversion of N2O because of the incomplete denitrification by the limited organic carbon. When real domestic wastewater is used as the electron donor of the denitrification, N2O emission is reduced to 1/10 of the emission when single carbon (acetate) is used. It is thought that multiple carbon source utilizes many denitrification pathways and it seems to be helpful for the reduction of N2O emission.
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