KR101937828B1 - Apparatus and Method for Culturing Microorganism - Google Patents

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KR101937828B1
KR101937828B1 KR1020180033658A KR20180033658A KR101937828B1 KR 101937828 B1 KR101937828 B1 KR 101937828B1 KR 1020180033658 A KR1020180033658 A KR 1020180033658A KR 20180033658 A KR20180033658 A KR 20180033658A KR 101937828 B1 KR101937828 B1 KR 101937828B1
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유대환
주동진
정민기
박홍근
김동우
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주식회사 부강테크
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    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
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    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/34—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas

Abstract

Disclosed are an apparatus and method for culturing microorganisms capable of increasing efficiency of oxygen delivery to microorganisms. According to one embodiment of the present invention, the apparatus comprises: one or more fibers allowing microorganisms attached to the fibers to grow; an inlet unit supplying a gas to one side of the fibers; and a control unit controlling amount of the supplied gas or supply amount of each component in the gas.

Description

미생물 배양 장치 및 방법{Apparatus and Method for Culturing Microorganism}[0001] Apparatus and Method for Culturing Microorganism [0002]

본 발명은 미생물의 배양을 촉진할 수 있는 미생물 배양장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for culturing microorganisms capable of promoting the cultivation of microorganisms.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute the prior art.

일반 가정이나 사업장으로부터 나오는 오폐수에는, 암모니아(NH3), 암모늄(NH4 +) 화합물, 아질산(NO2 -) 화합물, 질산(NO3 -) 화합물 등의 무기성 질소나, 아미노산, 단백질 등의 유기성 질소가 포함되어 있다.The wastewater from ordinary households or business sites contains inorganic nitrogen such as ammonia (NH 3 ), ammonium (NH 4 + ) compounds, nitrite (NO 2 - ) compounds and nitric acid (NO 3 - ) compounds, Organic nitrogen is included.

이러한 질소 성분을 포함하는 질소 오폐수는 수질의 부영양화나 용존 산소의 저하를 일으켜 수질 오염의 악화를 초래하기 때문에, 공공용 수역으로의 배출량이 기준에 기초하여 규제되고 있다 또한, 질소 오폐수를 대상으로 한 오폐수 처리가, 대규모 사업장이나 오폐수 처리 시설을 중심으로 실시되고 있다.Since nitrogen wastewater containing nitrogen component causes eutrophication of water quality and deterioration of dissolved oxygen, it causes deterioration of water quality pollution. Therefore, emission amount to public waters is regulated on the basis of standards. Also, Treatment is being carried out mainly at large-scale business sites and wastewater treatment facilities.

이에 따라 주로 실시되는 질소 오폐수의 생물학적 처리는, 오폐수 중의 질소 성분의 대부분이 암모니아성 질소로서 존재하고 있기 때문에, 질산화 공정과 탈질 공정을 조합시킨 처리방법이 주로 이용되고 있다. 특히, 질산화 공정과 탈질 공정의 조합의 발전된 형태로, 암모니아성 질소의 절반만을 아질산성(NO2-) 단계까지만 산화한 후, 잔류하는 암모니아성 질소를 전자 공여체로 활용하여 질소가스 형태로 전환하는 아나목스(ANAMMOX) 미생물을 활용하여 질소를 제거하는 단축질소제거 공정이 실시되고 있다.Accordingly, the biological treatment of nitrogen wastewater mainly involves the nitrification process and the denitrification process in combination, because most of the nitrogen component in the wastewater is present as ammonia nitrogen. Particularly, in an advanced form of the combination of the nitrification process and the denitrification process, only half of the ammonia nitrogen is oxidized to the nitrite (NO2 - ) stage, and then the remaining ammonia nitrogen is converted into the nitrogen gas by utilizing the electron donor A simple nitrogen removal process is being carried out to remove nitrogen by utilizing ANAMMOX microorganisms.

이에 따라, 단축질소제거 공정에 이용하기 위한 아나목스 미생물의 수요가 증가하며, 아나목스 미생물의 배양에 많은 관심이 증가하고 있다. Accordingly, there is a growing demand for anammox microorganisms for use in the single-shaft nitrogen removal process, and there is a growing interest in the cultivation of anammox microorganisms.

아나목스 미생물은 폐수처리 공정 및 자연계의 질소순환계에서 Candidatus Brocadia, Candidatus Kuenenia, Candidatus Scalindua, Candidatus Anammoxoglobus, Candidatus Jettenia 등 다양한 형태로 존재한다.Anammox microorganisms exist in various forms such as Candidatus Brocadia, Candidatus Kuenenia, Candidatus Scalindua, Candidatus Anammoxoglobus, and Candidatus Jettenia in the wastewater treatment process and the nitrogen circulation system in nature.

아나목스 미생물을 이용한 단축질소제거 공정은 종래에 수많은 연구와 제안이 이루어지고 있음에도 불구하고, 실용화가 어려워 아직까지 널리 보급되어 있지 않은 실정이다. 이는 단축질소제거 공정에 이용되는 아나목스 미생물의 증식속도가 느리고, 균체의 수율이 낮기 때문이다.Despite the fact that many studies and proposals have been made in the past, the single-shaft nitrogen removal process using anammox microorganisms has not yet been widely used because of difficulty in commercialization. This is because the growth rate of anammox microorganisms used in the single-shot nitrogen removal process is slow and the yield of cells is low.

일반적인 미생물 배양방법에 따르면, 아나목스 미생물의 성장속도는 약 11일 내지 15일이 소모되어, 아주 느린 특징을 갖는다. 이에 따라, 아나목스 미생물을 이용한 질소제거반응이 일정 수준으로 진행되기 위해서는 아주 오랜 시간이 소요된다. 기 발표된 논문에 따르면, 아나목스 미생물이 질소제거반응에 최초로 적용되는 경우, 1년 이상의 지속적인 아나목스 미생물의 추가 투여가 필요한 것으로 밝히고 있다.According to the general microbial culture method, the growth rate of the Anammox microorganism is consumed about 11 to 15 days and has a very slow characteristic. Accordingly, it takes a very long time for the nitrogen removal reaction using anammox microorganisms to proceed to a certain level. According to a published paper, the first application of anammox microorganisms to a nitrogen removal reaction requires the continued administration of anammox microorganisms over a period of one year.

이에 따라, 질소제거공정 등에 이용하기 위해, 아나목스 미생물을 단기간에 안정적이면서도 대량으로 배양할 수 있는 기술에 대한 수요가 증가하고 있다.Accordingly, there is an increasing demand for a technique capable of stably and mass-culturing anammox microorganisms in a short period of time for use in a nitrogen removal process or the like.

본 발명의 일 실시예는, 섬유사 산기관 및 산기모듈을 이용하여, 미생물 성정에 필수적인 혐기 환경을 최적으로 유지함으로써, 혐기환경에서 배양되는 미생물을 빠르고 대량으로 배양할 수 있도록 하는 미생물 배양장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.One embodiment of the present invention relates to a microorganism culture apparatus and a microorganism culture apparatus which can rapidly and massively cultivate microorganisms cultured in an anaerobic environment by optimally maintaining an anaerobic environment essential for microorganism formation using a fiber scattering apparatus and an anaerobic module The purpose is to provide a method.

본 발명의 일 실시예는, 산소 공급에 필요한 송풍량을 절감하기 위해, 미생물에 공급되는 산소전달효율을 높일 수 있는 미생물 배양장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for culturing microorganisms which can increase the efficiency of oxygen delivery to microorganisms in order to reduce the amount of air blown for supplying oxygen.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 섬유사 산기모듈을 단축질소제거 공정에 적용하여 오폐수내의 질소를 단축질소제거 반응을 이용해 제거함에 있어, 공기, 산소 및 이산화탄소를 적절하게 혼합한 기체를 이용함으로써, 단축질소제거 공정을 진행하면서 동시에 반응조를 혼합할 수 있도록 하고, 미생물을 이용한 단축질소제거 공정에 필요한 혐기 환경을 안정적으로 확보할 수 있도록 하는 미생물 배양장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.In an embodiment of the present invention, a fiber mixer module is applied to a short-scale nitrogen removal process to remove nitrogen in the wastewater by using a short-circuit nitrogen removal reaction, using a gas mixture of air, oxygen, and carbon dioxide The present invention has an object of providing a microorganism culturing apparatus and method capable of simultaneously mixing a reaction tank with a single-stage nitrogen removal process, and stably securing an anaerobic environment necessary for a single-stage nitrogen removal process using microorganisms.

본 발명의 일 측면에 의하면, 미생물이 붙어 성장할 수 있도록 하는 하나 이상의 섬유사와 상기 하나 이상의 섬유사의 일측으로 기체를 공급하는 인입부 및 상황에 따라, 공급되는 기체의 양 또는 공급되는 기체 내 각 성분의 공급량을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치를 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for producing a microorganism, which comprises at least one fiber yarn for allowing a microorganism to adhere thereto, an inlet for feeding gas to one side of the at least one fiber yarn, And a controller for controlling the supply amount of the microorganisms.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 섬유사는 복수 개로 구성되며, 각 섬유사는 기 설정된 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the fiber yarns are composed of a plurality of fibers, and each fiber yarn is disposed at a predetermined interval.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 섬유사에 붙어 성장하는 미생물은 암모늄 산화 미생물 또는 아질산 미생물을 포함하며, 상기 섬유사에 붙어 성장하는 미생물에 의해 생성되는 기질을 이용해 상기 각 섬유사 사이에 형성되는 공간에서 혐기성 미생물이 배양되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a microorganism grown on the fiber yarn includes an ammonium oxidizing microorganism or a nitrite microorganism, and is formed between the fibers by using a substrate produced by a microorganism growing on the fiber yarn And the anaerobic microorganism is cultivated in the space.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 혐기성 미생물은 아나목스 미생물인 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the anaerobic microorganism is an anammox microorganism.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 미생물 배양장치는 상기 각 섬유사 사이에 형성되는 공간에 배치되는 여재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the microorganism culture apparatus further includes a filter disposed in a space formed between the fibers.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제어부는 상기 미생물이 생물학적 반응을 함에 있어 필요한 산소량 및 상기 미생물 배양장치 내 액체를 혼합함에 있어 필요한 기체량을 산정하여, 산정한 산소량 또는 기체량을 이용하여 공급되는 기체의 양 또는 공급되는 기체 내 각 성분의 공급량을 조절하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the control unit calculates the amount of oxygen necessary for the biological reaction of the microorganism and the amount of gas necessary for mixing the liquid in the microorganism culture apparatus, and supplies the amount of oxygen or the amount of gas And the amount of the gas or the supply amount of each component in the supplied gas is controlled.

본 발명의 일 측면에 의하면, 미생물 배양장치를 이용하여, 혐기성 미생물을 배양하는 방법에 있어서, 공기, 산소 및 이산화탄소 중 일부 또는 전부를 포함하는 기체를 기 설정된 양 만큼 공급하는 과정과 생물학적 반응을 함에 있어 필요한 산소량 및 상기 미생물 배양장치 내 액체를 혼합함에 있어 필요한 기체량을 산정하는 과정 및 산정된 산소량 또는 기체량을 토대로, 공급되는 기체 내 각 성분의 공급량을 조절하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 미생물 배양방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for culturing an anaerobic microorganism using a microorganism culture apparatus, comprising the steps of supplying a predetermined amount of gas containing a part or all of air, oxygen, and carbon dioxide, And adjusting the supply amount of each component in the supplied gas on the basis of the calculated amount of oxygen or gas and the process of calculating the amount of gas necessary for mixing the liquid in the microorganism culture apparatus Thereby providing an anaerobic microorganism culture method.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 섬유사 산기관 및 산기모듈을 이용하여, 미생물 성정에 필수적인 혐기 환경을 최적으로 유지함으로써, 혐기환경에서 배양되는 미생물을 빠르고 대량으로 배양할 수 있도록 하는 장점이 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to one aspect of the present invention, it is possible to rapidly and massively cultivate microorganisms cultured in an anaerobic environment by optimally maintaining an anaerobic environment essential for microbial growth by using a fiber scattering organ and an anagen module .

본 발명의 일 측면에 따르면, 산소 공급에 필요한 송풍량을 절감하기 위해, 미생물에 공급되는 산소전달효율을 높일 수 있는 장점이 있다.According to an aspect of the present invention, there is an advantage that the efficiency of oxygen delivery to the microorganisms can be increased in order to reduce the amount of air blown to supply oxygen.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 섬유사 산기모듈을 단축질소제거 공정에 적용하여 오폐수내의 질소를 단축질소제거 반응을 이용해 제거함에 있어, 공기, 산소 및 이산화탄소를 적절하게 혼합한 기체를 이용함으로써, 단축질소제거 공정을 진행하면서 동시에 반응조를 혼합할 수 있도록 하고, 미생물을 이용한 단축질소제거 공정에 필요한 혐기 환경을 안정적으로 확보할 수 있는 장점이 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of removing nitrogen in a wastewater by using a fiber sorbent module in a single-stage nitrogen removal process using a gas suitably mixed with air, oxygen, and carbon dioxide , It is possible to mix the reaction tank at the same time while performing the single-shaft nitrogen removal process, and to secure the anaerobic environment necessary for the single-shaft nitrogen removal process using microorganisms.

도 1은 산기관 및 여재로 사용된 종래의 분리막을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 분리막에서 폐수 내 질소가 제거되는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 산소전달효율이 20%일 경우, 산소공급을 위해 공급되는 공기량과 반응조 혼합에 필요한 공기량을 비교한 그래프를 도시한 도면이다.
도 4는 산소전달효율이 100%일 경우, 산소공급을 위해 공급되는 공기량과 반응조 혼합에 필요한 공기량을 비교한 그래프를 도시한 도면이다.
도 5는 액상의 혼합이 충분할 경우, 생물막으로 전달되는 물질의 농도변화를 나타낸 그래프를 도시한 도면이다.
도 6 은 액상의 혼합이 부족할 경우 생물막으로 전달되는 물질의 농도변화를 나타낸 그래프를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 일 실시예에 따른 미생물 배양장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 일 실시예에 따른 미생물 배양장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양장치가 기체 내 성분을 조절 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 산기모듈에서 폐수 내 질소가 제거되는 과정을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물을 배양하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 12는 종래의 미생물 배양방법과 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양방법에 따라 배치타입의 반응조에서 유입 부하에 따른 혐기성 미생물의 상대 존재비에 관한 실험예를 도시한 그래프이다.1 is a view showing a conventional separation membrane used as an air diffuser and filter media.
2 is a view illustrating a process of removing nitrogen in wastewater from a conventional separation membrane.
FIG. 3 is a graph showing a comparison between the amount of air supplied for oxygen supply and the amount of air required for mixing the reactor when the oxygen transmission efficiency is 20%.
FIG. 4 is a graph showing a comparison between the amount of air supplied for oxygen supply and the amount of air required for mixing the reactor when the oxygen transmission efficiency is 100%.
5 is a graph showing a change in concentration of a substance to be delivered to a biofilm when liquid phase mixing is sufficient.
FIG. 6 is a graph showing a change in concentration of a substance transferred to a biofilm when the liquid phase is insufficiently mixed.
FIG. 7 is a view showing a configuration of a microorganism culture apparatus according to the first embodiment of the present invention.
8 is a view showing a configuration of a microorganism culture apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view illustrating a method of controlling a component in a microorganism culture apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
10 is a view illustrating a process of removing nitrogen in wastewater from the anaerobic module according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart showing a method of culturing a microorganism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a graph showing an experimental example of the relative abundance ratio of anaerobic microorganisms according to the influent load in a batch-type reaction tank according to the conventional microorganism culture method and the microorganism culture method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It is to be understood that the term "comprises" or "having" in the present application does not preclude the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산기관 및 여재로 사용된 분리막을 도시한 도면이다.1 is a view showing a separation membrane used as an air diffusing pipe and a filter medium according to an embodiment of the present invention.

분리막(10)은 고체와 액체를 분리하기 위해 개발된 중공사막으로서, 분리막(10)은 산기관으로 활용되어 반응조에 공기(20)를 공급할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 분리막(10)은 분리막(10)의 공극을 이용해 내부로 공기(20)를 공급한다. 분리막(10)은 반응조에 침지된 상태로 유지되는데, 분리막 표면에 호기성 미생물(30)이 붙어 성장하게 된다.The separation membrane 10 is a hollow fiber membrane developed for separating solid and liquid, and the separation membrane 10 can be used as an air diffuser to supply the air 20 to the reaction vessel. As shown in FIG. 1, the separation membrane 10 feeds the air 20 into the interior using the pores of the separation membrane 10. The separation membrane 10 is maintained in a state immersed in the reaction tank, and aerobic microorganisms 30 adhere to the separation membrane surface to grow.

따라서, 분리막(10) 내부로 공급된 공기(20)에 함유된 산소가 분리막 표면에 붙어있는 미생물(30)에서 바로 공급되기 때문에, 분리막(10)은 산소전달효율을 높일 수 있다. 미생물(30)은 반응조의 액상에서 생물막안으로 확산되는 유기물 및 암모니아를 공급된 산소를 이용하여 산화 시킨다. Therefore, since the oxygen contained in the air 20 supplied into the separation membrane 10 is directly supplied from the microorganisms 30 attached to the separation membrane surface, the separation membrane 10 can increase the oxygen transmission efficiency. The microorganism 30 oxidizes the organic matter and ammonia diffused into the biofilm in the liquid phase of the reaction tank by using the supplied oxygen.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막에서 폐수 내 질소가 제거되는 과정을 도시한 도면이다.2 is a view illustrating a process of removing nitrogen in wastewater from a separation membrane according to an embodiment of the present invention.

분리막 표면에 붙어 성장하는 질산화 미생물은 분리막(10)으로 공급된 공기 내의 산소를 이용하여, 액상에서 전달된 암모니아성 질소를 산화하여 질산성 질소를 생산한다.The nitrifying microorganisms growing on the surface of the separation membrane oxidize the ammonia nitrogen transferred from the liquid phase using oxygen in the air supplied to the separation membrane 10 to produce nitrate nitrogen.

질산성 질소는 액상으로 전달되어 탈질미생물에 의해 유기물을 산화시키며 질소 가스로 환원되어, 대기중으로 방출된다. 분리막(10)을 이용한 산기관이 이용되는 경우, 한 반응조에서 질산화와 탈질이 동시에 수행되고 산소전달효율이 거의 100%에 달하여, 산소공급에 필요한 송풍량이 획기적으로 절감될 수 있다.The nitrate nitrogen is transferred to the liquid phase, oxidizes the organic matter by denitrifying microorganisms, is reduced to nitrogen gas, and released into the atmosphere. In the case where an oxidation column using the separation membrane 10 is used, nitrification and denitrification are simultaneously performed in one reaction tank and the oxygen transfer efficiency reaches almost 100%, so that the blowing amount required for oxygen supply can be drastically reduced.

한편, 반응조에 공기(기체)를 공급하는 이유는 오염물 산화에 필요한 산소를 공급하기 위한 것과 반응조 혼합을 위한 두 가지 목적을 달성하기 위함이다. 일반적으로, 반응로 혼합을 위해서 반응조 1m3당 1m3/hr의 공기(기체)를 공급하면 되는 것으로 알려져 있다. 일반적인 폐수처리공정에서는 생물반응조로 공급되는 공기(기체)의 양은 혼합에 필요한 양보다 많기 때문에 혼합을 위한 기체양을 별도 고려하지 않는다. 이를 증명하는 자료는 도 3에 도시되어 있다.On the other hand, the reason why the air (gas) is supplied to the reaction tank is to achieve two purposes for supplying the oxygen required for the pollutant oxidation and for mixing the reaction tank. Generally, it is known that it is required to supply 1 m 3 / hr of air (gas) per 1 m 3 of the reaction tank for mixing in a reactor. In a typical wastewater treatment process, the amount of air (gas) supplied to the bioreactor is greater than that required for mixing, so no consideration is given to the amount of gas for mixing. The data demonstrating this is shown in FIG.

도 3은 산소전달효율이 20%일 경우, 산소공급을 위해 공급되는 공기량과 반응조 혼합에 필요한 공기량을 비교한 그래프를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a graph showing a comparison between the amount of air supplied for oxygen supply and the amount of air required for mixing the reactor when the oxygen transmission efficiency is 20%.

10,000톤/일인 처리장에서 포기조 체류시간이 3시간일 경우, 혼합에 필요한 공기량과 실제 오염물질을 처리하기 위해서 공급되는 공기량을 비교한 것으로(OTE=20%), 대부분의 조건에서 반응로 혼합에 필요한 공기량보다 산소를 공급하기 위하여 공급되는 공기(기체)량이 많은 것을 알 수 있다(C: 유기물제거, C+N: 유기물제거+질소산화, C+N+DN: 유기물제거+질소산화+탈질화, C+AMX: 유기물제거+단출질소제거). 따라서, 이러한 경우에는 반응조 혼합을 위한 별도의 교반을 위한 별도의 장치를 필요로 하지 않는다. 그러나 도 4에 도시된 바와 같이, 산소전달효율이 증가하면 상황이 달라진다.(OTE = 20%) compared to the amount of air required for mixing and the amount of air supplied to treat actual pollutants when the aeration tank retention time is 3 hours in a treatment plant of 10,000 tons / day. (C: organic matter removal, C + N: organic matter removal + nitrogen oxide, C + N + DN: organic matter removal + nitrogen oxide + denitrification, C + AMX: organic removal + removal of nitrogen. Therefore, in such a case, there is no need for a separate device for separate agitation for reactor mixing. However, as shown in FIG. 4, when the oxygen transfer efficiency is increased, the situation is different.

도 4는 산소전달효율이 100%일 경우, 산소공급을 위해 공급되는 공기량과 반응조 혼합에 필요한 공기량을 비교한 그래프를 도시한 도면이다.FIG. 4 is a graph showing a comparison between the amount of air supplied for oxygen supply and the amount of air required for mixing the reactor when the oxygen transmission efficiency is 100%.

그래프에서 알 수 있듯이, 모든 조건에서 공급되는 공기량이 혼합에 필요한 공기량보다 적은 것을 알 수 있다. As can be seen from the graph, it can be seen that the amount of air supplied under all conditions is less than the amount of air required for mixing.

혼합은 반응공학에서 매우 중요한 인자로, 혼합이 제대로 이루어지지 않을 경우 농도경사가 발생하여 반응속도가 저하된다. 도 5와 6을 참조하면 이러한 현상에 대한 설명이 가능하다.Mixing is a very important factor in the reaction engineering, and when the mixing is not properly done, the concentration gradient occurs and the reaction rate decreases. 5 and 6, this phenomenon can be explained.

도 5는 액상의 혼합이 충분할 경우, 생물막으로 전달되는 물질의 농도변화를 나타낸 그래프를 도시한 도면이고, 도 6 은 액상의 혼합이 부족할 경우 생물막으로 전달되는 물질의 농도변화를 나타낸 그래프를 도시한 도면이다. FIG. 5 is a graph showing a change in the concentration of a substance transferred to the biofilm when the liquid phase is sufficiently mixed, and FIG. 6 is a graph showing a change in concentration of a substance transferred to the biofilm when the liquid phase is insufficient FIG.

도 5에 도시된 바와 같이, 혼합이 잘 이루어질 경우 액상에서의 농도(Co)가 유지되어 생물막 전체로 물질의 전달이 이루어지지만, 도 6에 도시된 바와 같이, 액상의 혼합이 부족할 경우 액상에서 거리에 따른 농도의 저하가 발생하여 물질이 생물막 안으로 전달되지 못하게 된다. As shown in FIG. 5, when the mixing is well performed, the concentration C o in the liquid phase is maintained and the substance is transferred to the entire biofilm. However, as shown in FIG. 6, The concentration is decreased according to the distance, so that the substance can not be transferred into the biofilm.

따라서, 분리막(10)이 산기관으로 적용되어 산소전달효율이 100%까지 향상되는 경우, 송풍에 필요한 에너지의 절감이 가능한 장점이 있었다. 그러나 액상의 혼합에 필요한 에너지가 부족하여 효율적인 혼합이 이루어지지 않기 때문에, 결과적으로 오염물질 제거효율이 저하될 수 있다. 특히, 단축질소공정에 적용할 경우 공급되는 공기의 양이 혼합에 필요한 양보다 절대적으로 부족하기 때문에, 도 4에 도시된 AMX의 경우와 같이, 반응속도가 급격히 저하될 수 있다. 이에 따라, 종래의 분리막이 산기관으로 적용된 미생물 배양장치는 혐기 환경에서 배양되는 미생물을 배양하기까지 아주 오랜시간이 소모될 수 있다.Accordingly, when the separation membrane 10 is applied as an air diffusing pipe and the oxygen transmission efficiency is improved to 100%, the energy required for blowing can be reduced. However, since the energy required for mixing the liquid phase is insufficient and efficient mixing is not achieved, the pollutant removal efficiency may be lowered as a result. In particular, when the method is applied to the short-axis nitrogen process, the amount of air to be supplied is absolutely less than the amount required for mixing, so that the reaction rate can be rapidly lowered, as in the case of AMX shown in FIG. Accordingly, the conventional microorganism culture apparatus in which the separation membrane is applied as an acid tube may take a very long time to cultivate microorganisms cultured in the anaerobic environment.

이러한 문제를 해결하기 위해, 별도의 혼합을 위한 공기가 주입되거나 믹서(Mixer)를 설치하여 기계적인 혼합이 추가로 수행되어야 한다. 공기를 주입할 경우, 공기와 함께 산소가 공급되기 때문에 준혐기조건 또는 혐기조건을 필요로 하는 아나목스 미생물에게 독성을 유발하는 등 미생물 배양에 악영향을 미칠 수 있다. 기계적인 혼합이 추가로 수행될 경우, 막이 조밀하게 집적되어 있는 모듈의 특성 때문에, 혼합을 위한 전단력이 안쪽으로는 전달되지 못하는 단점이 있었다. In order to solve this problem, additional mixing for mechanical mixing by injecting air for separate mixing or installing a mixer is required. When air is injected, since oxygen is supplied together with air, it may adversely affect microbial culture such as causing toxicity to anammox microorganisms requiring sub-anaerobic or anaerobic conditions. When the mechanical mixing is further carried out, there is a disadvantage that the shearing force for mixing can not be transmitted to the inside due to the characteristics of the module in which the membrane is densely integrated.

본 발명의 일 실시예는 산소공급을 위한 산기기 역할 및 미생물이 부착성장하는 여재 역할을 동시에 수행하는 섬유사 산기관을 이용하여, 오폐수 내에서 질소와 같은 오염물질을 경제적으로 제거하며 미생물, 특히, 혐기 환경에서 배양되는 아나목스 미생물을 효율적으로 배양하는 방안을 제시한다.One embodiment of the present invention is a method for economically removing contaminants such as nitrogen in wastewater using microorganisms that act both as an acid device for oxygen supply and as a filter medium for adherent growth of microorganisms, , And suggests the efficient cultivation of anammox microorganisms cultured in an anaerobic environment.

도 7은 본 발명의 제1 일 실시예에 따른 미생물 배양장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제2 일 실시예에 따른 미생물 배양장치의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a view showing a configuration of a microorganism culture apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a microorganism culture apparatus according to a second embodiment of the present invention.

미생물 배양장치(100)는 복수의 섬유사 산기관(110) 및 복수의 섬유사 산기관(110) 사이의 소정의 공간(160)을 포함한다. 섬유사 산기관(110)은 복수의 섬유사(미도시) 및 기체를 공급할 수 있는 인입부(미도시)를 포함할 수 있다. 기체가 복수의 섬유사 산기관(110)으로 동시에 공급될 수 있고, 개별적으로 공급될 수 있다. The microorganism culture apparatus 100 includes a predetermined space 160 between a plurality of fiber membranes 110 and a plurality of fiber membranes 110. The fiber yarn organ 110 may include a plurality of fiber yarns (not shown) and an inlet (not shown) capable of supplying gas. The gas can be supplied simultaneously to the plurality of fiber yarn intake tubes 110 and can be supplied individually.

기체는 송풍기(미도시)에 의해 공급되며, 질소와 산소를 포함하는 공기(121)를 포함한다. 나아가, 필요에 따라 기체는 공기(121)에 추가적으로 산소(122) 또는 이산화탄소(123)를 더 포함할 수 있다. 섬유사 산기관(110)은 산기모듈(100)에 오염물질 제거에 필요한 기체를 공급한다. 기체 내 각 성분의 공급량은 조절될 수 있다. The gas is supplied by a blower (not shown) and includes air 121 containing nitrogen and oxygen. Further, if necessary, the gas may further include oxygen 122 or carbon dioxide 123 in addition to air 121. The fiber sorter 110 supplies gas necessary for contaminant removal to the acid generator module 100. The supply amount of each component in the gas can be adjusted.

미생물 배양장치(100)는 공기, 산소 또는 이산화탄소 각 성분의 공급량을 조절하여, 공급되는 기체(120)의 양을 산소공급에 필요한 양 및 반응조 혼합에 필요한 양을 합한 양과 같도록 조절된다. 미생물 배양장치(100)는 경우에 따라, 공기, 산소 또는 이산화탄소 각 성분의 공급량을 조절함으로써, 과도한 기체, 특히, 과도한 산소가 공급되는 것을 방지할 수 있다. 미생물 배양장치(100)는 제공된 기체 내 공기에 포함된 산소량과 산화과정이 발생할 수 있도록 산소공급에 필요한 양을 비교한다. The microorganism culturing apparatus 100 is adjusted so that the amount of the gas 120 to be supplied is adjusted to be equal to the amount required for supplying oxygen and the amount required for mixing the reaction vessel by adjusting the supply amount of each component of air, oxygen or carbon dioxide. The microorganism culturing apparatus 100 can, as the case may be, control the supply amount of each component of air, oxygen, or carbon dioxide, thereby preventing excessive gas, in particular excessive oxygen, from being supplied. The microorganism culture apparatus 100 compares the amount of oxygen contained in the supplied air with the amount required for supplying oxygen so that the oxidation process can take place.

먼저, 제공된 기체 내 공기에 포함된 산소량(이하에서, '제공된 산소량'이라 약칭함)이 산화과정이 발생할 수 있도록 산소공급에 필요한 양(이하에서, '산소공급에 필요한 양'이라 약칭함) 보다 큰 경우가 존재할 수 있다. 이러한 경우, 반응조 내 너무 많은 산소가 존재하여 혐기 환경이 생성되지 않을 우려가 높기 때문에, 미생물 배양장치(100)는 공급되는 기체의 양을 줄인다. 이때, 공급되는 기체는 산소 공급뿐만 아니라 반응조 혼합에도 사용되기 때문에, 공급되는 기체의 양이 줄게 되면, 반응조 내 혐기 환경은 생성될 수 있으나 온전히 반응조의 혼합이 수행되지 않을 우려가 있다. 따라서 미생물 배양장치(100)는 공급된 기체량 중 산소공급에 필요한 양을 제외한 기체량이 반응조 혼합에 충분한지 여부를 판단한다. 공급된 기체량 중 산소공급에 필요한 양을 제외한 기체량이 반응조 혼합에 충분한 경우, 미생물 배양장치(100)는 제공된 산소량이 산소공급에 필요한 양과 같아질 때까지, 기체의 공급량을 줄인다. 반면, 공급된 기체량 중 산소공급에 필요한 양을 제외한 기체량이 반응조 혼합에 충분하지 못한 경우, 미생물 배양장치(100)는 추가적으로 이산화탄소를 반응조 혼합에 충분한 양 만큼 주입한다. 전술한 경우, 추가적으로 공기를 더 주입하게 되면, 공기 내 포함된 산소가 혐기 환경의 생성을 방해하기 때문이다. First, the amount of oxygen (hereinafter abbreviated as 'the amount of oxygen supplied') included in the provided air in the gas is lower than the amount required for supplying oxygen There can be a large case. In this case, since there is a high possibility that an anaerobic environment is not generated due to the presence of too much oxygen in the reaction tank, the microorganism culture apparatus 100 reduces the amount of supplied gas. At this time, since the supplied gas is used not only for the supply of oxygen but also for the mixing of the reaction tank, if the amount of the supplied gas is reduced, the anaerobic environment in the reaction tank may be generated but the mixing of the reaction tank may not be performed completely. Therefore, the microorganism culturing apparatus 100 judges whether the amount of the gas other than the amount required for oxygen supply in the supplied gas amount is sufficient for the reaction tank mixing. If the amount of gas supplied is less than the amount required for supplying oxygen, the amount of gas supplied is sufficient for the tank mixing, the microorganism culturing apparatus 100 reduces the supply amount of gas until the amount of oxygen supplied is equal to the amount required for oxygen supply. On the other hand, if the amount of the supplied gas is not sufficient for the mixing of the reactors, the amount of the gas other than the amount required for the oxygen supply is insufficient, the microorganism culturing apparatus 100 further injects carbon dioxide in an amount sufficient to mix the reactors. In the case described above, if additional air is further injected, the oxygen contained in the air interferes with the generation of the anaerobic environment.

반대로, 제공된 산소량이 산소공급에 필요한 양보다 부족한 경우, 미생물 배양장치(100)는 추가적으로 산소(122)를 주입한다. 굳이, 추가적인 공기를 공급하기 위해 송풍기를 동작시킬 필요 없이, 미생물 배양장치(100)는 바로 필요한 성분인 산소(122)만을 필요량만큼 주입함으로써, 혐기 환경도 보장하면서 필요량만큼만을 주입할 수 있는 장점이 있다.Conversely, when the amount of oxygen supplied is less than the amount required for supplying oxygen, the microorganism cultivation apparatus 100 further injects oxygen 122. [ The microorganism culturing apparatus 100 can inject only the necessary amount of oxygen 122, which is a required component, in a required amount, while ensuring the anaerobic environment, without the need to operate the blower to supply additional air have.

공급된 기체(120) 내에 포함된 산소는 산기관(110)에 있는 공극사이를 통하여 안쪽에서 바깥쪽으로 이동하며, 표면에 붙어 성장하는 미생물들에 공급된다. 공급되는 기체 내 산소의 양은 제한적이므로, 섬유사 산기관(110)의 주위에만 호기 환경이 형성되어, 전술한 미생물들이 산기관(110)에 붙어 성장하게 된다. 표면에 붙어 성장하는 미생물들은 산소를 이용해 특정 성분을 산화시키는 미생물들로서, 암모니아 또는 암모늄 이온을 아질산성 질소로 전환하는 암모늄 산화 미생물 및 아질산성 질소를 질산성 질소로 전환하는 아질산화 미생물을 포함한다. 이때, 암모늄 산화 미생물은 아질산화 미생물보다 약 2배 가까이 높은 산소 친화력을 갖는다. 이에 따라, 용존산소가 높은 상태라면, 암모늄 산화 미생물 및 아질산화 미생물 모두가 높은 활성을 가져, 암모니아 또는 암모늄 이온의 산화 및 아질산성 질소의 산화가 모두 활발히 진행될 수 있다. 그러나 용존산소가 낮은 상태라면, 상대적으로 높은 산소 친화력을 갖는 암모늄 산화 미생물은 높은 활성을 갖는 반면, 아질산화 미생물은 낮은 활성을 갖는다. 즉, 산소가 제한적으로 공급되는 경우라면, 미생물이 성장하는 곳에서 암모늄 산화 미생물의 우점화가 발생하게 된다. 이에 따라, 암모니아 또는 암모늄 이온의 산화가 활발히 진행되어 아질산성 이온이 축적될 수 있다. 미생물 배양장치(100)는 공급되는 공기량, 보다, 구체적으로 공급되는 산소량을 조절함으로써, 산기관(110)에 붙어 성장하는 미생물들의 우점화 여부를 제어할 수 있으며, 이에 따라 축적되는 성분도 제어할 수 있다.The oxygen contained in the supplied gas 120 moves from the inside to the outside through the spaces in the air diffuser 110 and is supplied to the growing microorganisms attached to the surface. Since the amount of oxygen in the supplied gas is limited, only the aerobic environment is formed around the fiber sloughing tube 110, so that the aforementioned microorganisms adhere to the aeration tube 110 and grow. Microorganisms growing on the surface include microorganisms that oxidize specific components using oxygen, ammonium oxidizing microorganisms that convert ammonia or ammonium ions to nitrite nitrogen, and nitrifying microorganisms that convert nitrite nitrogen to nitrate nitrogen. At this time, the ammonium oxidizing microorganism has an oxygen affinity nearly twice as high as that of the nitrifying microorganism. Accordingly, if the dissolved oxygen is high, both the ammonium oxidizing microorganism and the nitrite oxidizing microorganism have high activity, and oxidation of the ammonia or ammonium ion and oxidation of the nitrite nitrogen can be actively performed. However, if the dissolved oxygen is low, the ammonium oxidizing microorganism having a relatively high oxygen affinity has high activity, while the nitrite microorganism has low activity. That is, if oxygen is supplied in a limited manner, the ammonium oxidizing microorganism is dominant in the place where the microorganism grows. Accordingly, the oxidation of ammonia or ammonium ions can be actively promoted and the nitrite ions can be accumulated. The microorganism culturing apparatus 100 can control whether the microorganisms grown on the oxygen pipe 110 are ignited or not by controlling the amount of air to be supplied and more specifically the amount of oxygen to be supplied, have.

한편, 암모니아와 아질산성 질소를 질소가스로 전환하는 아나목스 미생물(140)은 섬유사 산기관(110) 사이의 공간(160)에서 성장하는데, 부유상태로 성장할 수도 있고, 공간(160)에 배치된, 별도의 아나목스 미생물(140)을 위한 여재(150)에서 성장할 수도 있다. 아나목스 미생물은 혐기(또는, 준 혐기) 환경하에서 전자 수용체인 아질산성 질소를 이용하여 암모니아성 질소를 질소가스로 전환하는 미생물이다. 전술한 바와 같이, 섬유사 산기관(110)의 주위에만 호기 환경이 형성되기 때문에, 섬유사 산기관(110) 사이의 공간에는 혐기 환경이 형성된다. 이러한 이유 때문에, 아나목스 미생물(140)과 같이 혐기 환경에서 배양되는 미생물들은 별도의 부가적인 환경조성 없이도 최적으로 배양될 수 있다. 여재(150)가 설치될 경우, 90% 이상의 미생물은 여재(150)에 붙어 성장하게 되어, 생물막을 형성하며 성장할 수 있다. Anammox microorganisms 140 for converting ammonia and nitrite nitrogen into nitrogen gas are grown in the space 160 between the fiber orion bodies 110 and may grow in a floating state and may be placed in the space 160 , May be grown in the filter material 150 for the separate anammox microorganism 140. Anammox microorganisms are microorganisms that convert ammonia nitrogen into nitrogen gas by using nitrite nitrogen, which is an electron acceptor, under anaerobic (or semi-anaerobic) environment. As described above, since the aerobic environment is formed only around the fiber yarn intake tube 110, the anaerobic environment is formed in the space between the fiber yarn intake tubes 110. For this reason, microorganisms cultured in an anaerobic environment, such as anammox microorganism 140, can be cultured optimally without any additional environmental composition. When the filter material 150 is installed, more than 90% of the microorganisms are adhered to the filter material 150 and can grow by forming biofilm.

섬유사 산기관(110)으로 공급되는 기체(120)는 공기(121), 산소(122), 이산화탄소(123)가 포함되고, 각 성분이 혼합되어 공급되거나, 상황에 따라 필요한 성문이 추가적으로 공급될 수 있다. 공급되는 기체(120)의 양은 오염물질 제거에 필요한 양와 반응조 혼합에 필요한 양을 동시에 만족시킬 수 있도록 조절되어 공급될 수 있다. The gas 120 supplied to the fiber sorter 110 includes the air 121, the oxygen 122, and the carbon dioxide 123, and the respective components are mixed and supplied. Further, . The amount of the gas 120 to be supplied may be regulated so as to satisfy at the same time the amount required for contaminant removal and the amount required for reaction tank mixing.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양장치(100)는 산소를 거의 100% 사용할 수 있는 조건으로 공급하면서, 동시에 반응조의 혼합을 위한 기체의 양을 만족시킬 수 있다. 이에 따라, 미생물 배양장치(100)는 공급하는 기체의 양을 무리하게 늘릴 필요없이 최적으로 양을 제공할 수 있어, 운영비가 절감되어 경제성이 우수하며, 반응조의 전체의 반응송도를 높게 유지할 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 미생물 배양장치(100)는 미생물 배양장치(100)를 통과한 잔여 산소를 다시 사용하지 않기 때문에, 작은 규모로도 구현될 수 있는 장점을 갖는다.As described above, the apparatus 100 for culturing a microorganism according to an embodiment of the present invention can satisfy the amount of gas for mixing the reaction tank while simultaneously supplying oxygen at a condition that almost 100% of the oxygen can be used. Accordingly, the microorganism culturing apparatus 100 can provide an optimal amount without increasing the amount of the supplied gas, and it is possible to reduce the operation cost, thereby providing excellent economical efficiency, . In addition, since the microorganism cultivation apparatus 100 does not reuse the residual oxygen that has passed through the microorganism culture apparatus 100, it has an advantage that it can be implemented on a small scale.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양장치가 기체 내 성분을 조절 방법을 도시한 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating a method of controlling a component in a microorganism culture apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.

반응조(200) 내로 공급되는 기체의 양은 유입폐수(400)의 유량, 유기물, 암모니아성 질소를 유입폐수 측정부(410)에서 계산된다. 반응로 혼합에 필요한 기체의 양은 일반적으로 반응조 부피당 1m3/hr이기 때문에, 제어반(500)은 반응조 부피로부터 반응조 혼합에 필요한 기체량을 산정한다. 제어반(500)은 반응조(200) 부피를 이용하여 계산된 기체의 양에 안전율 10~30%를 고려하여 반응조 혼합에 필요한 기체량을 산정한다. The amount of the gas supplied into the reaction tank 200 is calculated by the influent wastewater measurement unit 410 for the flow rate, organic matter, and ammonia nitrogen of the influent wastewater 400. Since the amount of the gas required for the reactor furnace is generally 1 m 3 / hr per reactor volume, the control panel 500 calculates the amount of gas required to mix the reactor from the reactor volume. The control panel 500 calculates the amount of gas required for mixing the reactor considering the safety factor of 10 to 30% with respect to the amount of gas calculated using the volume of the reactor 200.

제어반(500)은 생물학적 반응에 필요한 산소량도 산정하는데, 먼저 공급된 기체 중에 포함된 산소량이 생물반응에 필요한 산소량을 만족시킬 수 있는지 판단한다. 섬유사 산기관(110)은 100%의 산소전달효율을 갖기 때문에, 제어반(500)은 공기공급량 계산을 이용해 전술한 판단을 수행한다. 반면, 종래의 산기관은 공기공급량을 산정할 때 산기관 고유의 산소전달효율을 고려해야 하고, 산소전달효율은 시간, 환경 등에 대한 변수를 포함하고 있으므로, 고려해야 할 요소가 많아 계산이 굉장히 어렵고, 계산이 수행되더라도 오랜 시간이 소모되는 문제를 갖는다.The control panel 500 also calculates the amount of oxygen required for the biological reaction. First, it is determined whether the amount of oxygen contained in the supplied gas can satisfy the amount of oxygen necessary for the biological reaction. Since fiber furnace 110 has an oxygen delivery efficiency of 100%, control panel 500 performs the above-described determination using air supply calculation. On the other hand, in the conventional air diffuser, it is necessary to consider the oxygen transfer efficiency inherent to the air diffuser when calculating the air supply amount, and the oxygen transfer efficiency includes variables for time and environment. It takes a lot of time.

공급된 기체 중에 포함된 산소량이 생물반응에 필요한 산소량을 만족시키는 경우, 제어반(500)은 공급된 기체 중 산소를 제외한 양이 반응조 혼합에 필요한 기체량보다 많은지 여부를 판단한다. 공급된 기체 중 산소를 제외한 양이 반응조 혼합에 필요한 기체량보다 많은 경우, 제어반(500)은 산소량 조건을 만족시키는 한도 내에서 기체의 공급을 줄인다. 반대로, 공급된 기체 중 산소를 제외한 양이 반응조 혼합에 필요한 기체량보다 부족한 경우, 제어반(500)은 이산화탄소의 공급량을 증가시켜 반응조의 혼합에 충분한 기체가 공급될 수 있도록 한다.When the amount of oxygen contained in the supplied gas satisfies the amount of oxygen necessary for the biological reaction, the control panel 500 determines whether or not the amount of the supplied gas excluding oxygen is greater than the amount of gas required for the reaction tank mixing. If the amount of the supplied gas other than oxygen is larger than the amount of gas necessary for the reaction tank mixing, the control panel 500 reduces the gas supply to such an extent that the oxygen amount condition is satisfied. On the contrary, when the amount of oxygen supplied to the reactor is less than the amount of gas required for mixing the reactor, the control panel 500 increases the supply amount of the carbon dioxide so that sufficient gas can be supplied to the reactor.

공급된 기체 중에 포함된 산소량이 생물반응에 필요한 산소량을 만족시키지 못하는 경우, 제어반(500)은 순수한 산소만을 공급하도록 제어한다.If the amount of oxygen contained in the supplied gas does not satisfy the amount of oxygen necessary for the biological reaction, the control panel 500 controls to supply only pure oxygen.

이에 따라, 제어반(500)은 지나치게 많은 기체량이 아닌 필요한 기체양만큼만을 공급하면서도, 생물반응과 반응조 혼합이 원활히 이루어질 수 있도록 할 수 있다.Accordingly, the control panel 500 can supply only the necessary amount of gas, not excessively large amount of gas, but can smoothly mix the biological reaction and the reaction tank.

유입폐수 측정부(410)는 오폐수의 유량 및 암모니아성 질소의 농도를 실시간으로 측정하여 제어반(500)이 아질산화에 필요한 기체의 양을 계산할 수 있도록 한다. The influent wastewater measurement unit 410 measures the flow rate of wastewater and the concentration of ammonia nitrogen in real time so that the control panel 500 can calculate the amount of gas required for nitrification.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 산기모듈에서 폐수 내 질소가 제거되는 과정을 도시한 도면이다.10 is a view illustrating a process of removing nitrogen in wastewater from the anaerobic module according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양장치(100)는 생물 반응조(200)에 침지되어 미생물이 막 표면에 부착성장할 수 있도록 한다. 생물반응 및 혼합에 필요한 기체(120)는 공기(121), 산소(122) 및 이산화탄소(123)를 비율을 조절한 비율로 포함하여 섬유사 산기관(110)으로 공급된다. 이때, 막 표면에 부착된 미생물은 암모니아를 아질산성 질소로 산화시키는 암모늄 산화 미생물 및 아질산성 질소를 질산성 질소로 산화시키는 아질산화 미생물이 포함된다. 공급되는 산소량은 아질산성 질소를 생산하는데 필요한 양만이 제한적으로 공급됨으로써, 질산화미생물의 성장을 제한할 수 있다. 공급된 산소는 암모늄 산화 미생물 및 아질산화 미생물에 의해 100%로 소모되어 액상상태의 용존산소가 0으로 유지될 수 있도록 한다. 용존산소가 0으로 유지되는 것은, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 중요한 기술적 특징이다.The microorganism culturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is immersed in a bioreactor 200 so that microorganisms can adhere to and grow on a membrane surface. The gas 120 required for biological reaction and mixing is supplied to the fiber dead-organ 110, including the air 121, the oxygen 122, and the carbon dioxide 123 at a proportional rate. At this time, the microorganisms adhered to the membrane surface include ammonium oxidizing microorganisms that oxidize ammonia to nitrite nitrogen and nitrifying microorganisms that oxidize nitrite nitrogen to nitrate nitrogen. The amount of oxygen supplied is limited so that only the amount necessary to produce nitrite nitrogen is supplied, thereby limiting the growth of nitrifying microorganisms. The supplied oxygen is consumed 100% by the ammonium oxidizing microorganism and the nitrifying microorganism so that the dissolved oxygen in the liquid state can be maintained at zero. Keeping dissolved oxygen at zero is an important technical feature of the present invention as described above.

아질산화 미생물에 의해 생성된 아질산성 질소는 기체의 혼합력에 의해 섬유사 산기관(110) 사이에 위치한 아나목스 미생물(140)에게 원활하게 전달된다. 아나목스 미생물(140)은 섬유사 산기관(110)에 부착된 아질산 미생물(130)이 생산한 아질산성 질소와 액상에 존재하는 암모니아성 질소를 활용하여 혐기성 암모늄 산화 반응을 통하여 질소를 제거한다. The nitrite nitrogen produced by the nitrifying microorganisms is smoothly transferred to the anaoxvirus microorganism 140 located between the fiber dead bodies 110 by the gas mixing force. The anammox microorganism 140 removes nitrogen through the anaerobic ammonium oxidation reaction using nitrite nitrogen produced by the nitrite microorganism 130 attached to the filament sorter 110 and ammonia nitrogen present in the liquid phase.

한편, 아질산화 미생물의 우점을 위해 섬유사 산기관(110)에 형성된 생물막이 효율적으로 탈리되어야 하는데, 이때 필요한 기체량은 혼합에 필요한 기체량 보다 2~3배 크게 된다. 제어반(500)은 이산화탄소의 양을 증가시켜 탈리에 필요한 유량을 공급함으로써, 생물막을 탈리시켜 아질산화 미생물이 적정한 SRT(Sludge Retention Time)를 유지할 수 있도록 한다. On the other hand, the biofilm formed in the fiber scraper 110 must be efficiently removed for the dominance of the nitrifying microorganisms, wherein the amount of gas required is two to three times larger than the amount of gas required for mixing. The control panel 500 increases the amount of carbon dioxide and supplies the flow rate necessary for desorption so that the biofilm is desorbed so that the nitrifying microorganism can maintain the proper sludge retention time (SRT).

아나목스 미생물(140)은 성장률이 낮기 때문에, 도 8에 도시된 바와 같이, 미생불 배양장치(100)는 별도의 여재(150)를 충진한 모듈을 배치하여 부착성장 형태로 유지되어 부유상태보다 2-3배 고농도로 확보할 수 있는 장점을 갖는다.As shown in FIG. 8, since the anammox microorganism 140 has a low growth rate, the microflora culture apparatus 100 is provided with a module filled with a separate filter medium 150, 2-3 times higher concentration can be secured.

단축질소제거 반응을 통하여 제거되는 암모니아성 질소의 10%에 해당하는 질산성 질소가 부산물로 발생하게 된다. 단축질소제거반응의 부산물인 질산성 질소는 부유상태의 일반 탈질미생물에 의해 액상에 존재하는 유기물과 함께 제거될 수 있다. 기존의 단축질소제거공정은 액상으로 아질산화에 필요한 산소를 직접 주입하기 때문에, 액상에 존재하는 유기물이 모두 산화되게 된다. 이에 따라, 단축질소제거반응의 부산물인 질산성 질소를 제거하기 위한 탄소원이 부족하게 되어, 일반 탈질에 의해 질산성 질소의 제거가 불가능하다. 이러한 이유로, 종래의 기술들은 별도의 공정을 구비하고 탄소원을 외부에서 공급해서 질산성 질소를 제거해왔다. As a by-product, nitrate nitrogen equivalent to 10% of the ammonia nitrogen removed through the single shortening nitrogen removal reaction occurs. The nitric acid nitrogen, which is a byproduct of the shortening of the nitrogen removal reaction, can be removed together with the organic substances present in the liquid phase by the denitrifying microorganisms in the floating state. Since the conventional single-stage nitrogen removal process directly injects oxygen necessary for nitrification into a liquid phase, all the organic substances present in the liquid phase are oxidized. As a result, the carbon source for removing the nitrate nitrogen, which is a by-product of the single-shot nitrogen removal reaction, becomes insufficient, and the nitrate nitrogen can not be removed by the general denitrification. For this reason, the conventional techniques have a separate process and remove the nitrate nitrogen by supplying carbon source from the outside.

그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양장치는 아질산화에 필요한 산소가 섬유사 산기관을 거쳐 암모늄 산화 미생물 또는 아질산 미생물에게만 공급되어 100% 소모되기 때문에, 질산성 질소가 일반 탈질미생물에 의해 액상에 존재하는 유기물과 함께 제거될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양장치는 별도의 탄소원을 구비할 필요가 없는 장점을 갖는다.However, since the microorganism culturing apparatus according to an embodiment of the present invention is supplied only with ammonium oxidizing microorganisms or nitrite microorganisms through a fiber saccharification apparatus and consumes 100% of the nitrogen required for nitrification, Can be removed together with the organic substances present in the solution. Accordingly, the microorganism culturing apparatus according to an embodiment of the present invention has an advantage that it is not necessary to provide a separate carbon source.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물을 배양하는 방법을 도시한 순서도이다. 도 7 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하였기 때문에, 자세한 설명은 생략한다.11 is a flowchart showing a method of culturing a microorganism according to an embodiment of the present invention. 7 to 10, detailed description thereof will be omitted.

미생물 배양장치(100)는 공기, 산소 및 이산화탄소를 포함하는 기체를 소정의 양만큼 공급한다(S1110).The microorganism culturing apparatus 100 supplies gas containing air, oxygen, and carbon dioxide by a predetermined amount (S1110).

미생물 배양장치(100)는 생물학적 반응에 필요한 산소량 및 반응조 혼합에 필요한 기체량을 산정한다(S1120).The microorganism culture apparatus 100 calculates the amount of oxygen required for the biological reaction and the amount of gas required for mixing the reaction tank (S1120).

미생물 배양장치(100)는 산정된 양을 토대로, 공급되는 기체 내 각 성분의 공급량을 조절한다(S1130).The microorganism culturing apparatus 100 adjusts the supply amount of each component in the supplied gas based on the calculated amount (S1130).

도 12는 종래의 미생물 배양방법과 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양방법에 따라 배치타입의 반응조에서 유입 부하에 따른 혐기성 미생물의 상대 존재비에 관한 실험예를 도시한 그래프이다.FIG. 12 is a graph showing an experimental example of the relative abundance ratio of anaerobic microorganisms according to the influent load in a batch-type reaction tank according to the conventional microorganism culture method and the microorganism culture method according to an embodiment of the present invention.

도 12에 도시된 실험예는 암모늄 산화 미생물을 함유한 배양액을 2개의 배치타입 반응조에 각각 접종하여 연속식으로 운전을 수행하였고, 균의 특성에 따른 배가성장시간을 평가하였다. 또한, 도 12에 도시된 실험예는 각각의 반응조에 0.05N NaOH 약품을 사용하여 반응조 내의 pH를 6.5~7.5로 조절하고, 반응조 내 온도는 35℃로 설정하였다. In the experimental example shown in FIG. 12, the culture solution containing the ammonium oxidizing microorganism was inoculated into two batch-type reaction vessels, respectively, and the operation was continuously carried out, and the growth time according to the characteristics of the bacteria was evaluated. In the experiment shown in FIG. 12, the pH in the reaction tank was adjusted to 6.5 to 7.5 using 0.05 N NaOH solution in each reaction tank, and the temperature in the reaction tank was set to 35 ° C.

반응조에 주입되는 배양액은 기본적으로 0.25g/L KHCO3, 0.174g/L K2HPO4, 0.047mg/L MgCl2 및 0.055mg/L CaCl2로 구성되며, 2mL의 미량염류(Ⅰ) 용액과 1mL의 미량염류(Ⅱ) 용액이 추가된다. 미량염류(Ⅰ) 용액은 10g/L Na2EDTA·2H2O와 5g/L FeSO4·7H2O를 포함하고, 미량염류(Ⅱ) 용액은 15g/L Na2EDTA·2H2O, 0.43g/L ZnSO4·7H2O, 0.24g/L CoCl2·6H2O, 0.99g/L MnCl2·4H2O, 0.25g/L CuSO4·5H2O, 0.22g/L Na2MoO4·2H2O, 0.19g/L NiCl2·6H2O, 0.21g/L Na2SeO4·10H2O, 0.014g/L H3BO3을 포함한다.The culture medium injected into the reaction tank basically consists of 0.25 g / L KHCO3, 0.174 g / L K2HPO4, 0.047 mg / L MgCl2 and 0.055 mg / L CaCl2, and 2 mL of a trace salt (I) solution and 1 mL of trace salts ) Solution is added. The trace salt (I) solution contained 10 g / L Na2EDTA.2H2O and 5 g / L FeSO4.7H2O and the trace salt (II) solution contained 15 g / L Na2EDTA.2H2O, 0.43 g / L ZnSO4.7H2O, 0.24 g / L L 0.1 g / L NiCl2 6H2O, 0.21 g / L Na2SeO4. 10H2O, 0.014 g / L H3BO3, 0.15 g / L Na2MoO4.2H2O, 0.25 g / L CuSO4.5H2O, .

또한, 배양 과정에서 배지 내에 암모늄과 아질산의 공급원으로 각각 (NH4)SO4, NaNO2를 0.42kg-N/m3-day 및 0.81kg-N/m3-day의 질소 유입 용적부하가 되도록 공급하였다. 이때, 암모니아와 아질산의 비율은 1:1~1.2의 범위가 되도록 약품을 투입하였다.During the incubation, (NH4) SO4 and NaNO2 were supplied to the medium as nitrogen and nitrogen source, respectively, so as to have a nitrogen inflow volume load of 0.42 kg-N / m3-day and 0.81 kg-N / m3-day, respectively. At this time, the chemicals were added so that the ratio of ammonia to nitrite was in the range of 1: 1 to 1.2.

본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양방법을 이용하여 미생물을 배양한 반응조에서는 15일 후 15~20% 이상의 밀도 차이를 나타내었다. 밀도 차이에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양방법에 따라 배양된 혐기성 미생물의 배가시간은 6~7로 계산되는 반면, 종래의 미생물 배양방법에 따라 배양된 혐기성 미생물의 배가시간은 약 13~15일이 소모되는 것으로 계산되었다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양방법에 따라 배양된 혐기성 미생물의 배가시간이 종래의 그것에 비해 약 2배 정도 단축되는 것으로 나타났다.In the reaction tank in which the microorganism was cultured using the microorganism culture method according to one embodiment of the present invention, the density difference was 15 to 20% or more after 15 days. Doubling time of the anaerobic microorganisms cultured according to the microorganism culture method according to the embodiment of the present invention due to density difference is calculated as 6 to 7, whereas the time of doubling the anaerobic microorganism cultured according to the conventional microorganism culture method is about 13 ~ 15 days were estimated to be consumed. That is, the times of doubling the anaerobic microorganisms cultured according to the microorganism culturing method according to an embodiment of the present invention are shown to be shortened by about 2 times as compared with the conventional method.

이는 미생물 배양장치가 최적의 부분 아질산 공기를 전달하고, 기질이 혐기성 미생물, 특히, 아나목스 미생물로 빠르게 전달되어 성장속도가 증가하게 된다. 또한, 미생물 배양장치 내 별도의 여재(150)를 충진한 모듈을 배치함으로써, 혐기성 미생물이 부착성장 형태로 유지되어 부유상태로 성장할 때보다 2-3배 고농도의 미생물이 확보될 수 있었다.This allows the microbial culture device to deliver optimum partial nitric acid air, and the substrate is rapidly transferred to the anaerobic microbe, especially the Anammox microorganism, resulting in an increase in the growth rate. Further, by disposing a module filled with a separate filter medium 150 in the microorganism culture apparatus, microorganisms of 2-3 times higher concentration could be obtained than when the anaerobic microorganisms were maintained in adhered growth form and grown in a floating state.

도 11에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 11에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 11은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 11, it is described that each process is sequentially executed, but this is merely illustrative of the technical idea of the embodiment of the present invention. In other words, those skilled in the art will recognize that the present invention may be practiced with modification of the order described in FIG. 11 without departing from the essential characteristics of an embodiment of the present invention, It should be understood that the present invention is not limited to the time-series order.

한편, 도 11에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the processes shown in FIG. 11 can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. That is, a computer-readable recording medium includes a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), an optical reading medium (e.g., CD ROM, And the like). The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 중공사막 분리막
20: 공기
30: 미생물막
100: 미생물 배양장치
110: 섬유사 산기관
120: 기체
121: 공기
122: 산소
123: 이산화탄소
130: 아질산 미생물
140: 아나목스 미생물
150: 여재
160: 공간
200: 반응조
300: 침전조
400: 유입폐수
410: 유입폐수 측정부
500: 제어반10: Hollow fiber membrane
20: air
30: Microbial membrane
100: microorganism culture apparatus
110: Fiber distributor
120: gas
121: air
122: Oxygen
123: Carbon dioxide
130: Microorganism of nitrite
140: Anammox microorganism
150: Filter media
160: Space
200: Reactor
300: settling tank
400: influent wastewater
410: incoming wastewater measuring unit
500: control panel

Claims (7)

미생물 배양장치에 있어서,
미생물이 붙어 성장할 수 있도록 하는 하나 이상의 섬유사;
상기 하나 이상의 섬유사의 일측으로 기체를 공급하는 인입부; 및
유입폐수, 유기물 또는 암모니아성 질소를 포함하는, 생물 반응조 내의 액상의 혼합에 필요한 기체량을 산정하고,
공급된 기체 중에 포함된 산소량이 생물반응에 필요한 산소량을 만족시킬 수 있는지 판단하여,
공급된 기체 중에 포함된 산소량이 생물반응에 필요한 산소량을 만족시는 경우, 공급된 기체 중 산소를 제외한 기체량이 혼합에 필요한 기체량보다 많은지 여부에 따라 기체의 공급을 줄이거나 이산화탄소의 공급량을 증가시키도록 제어하며,
공급된 기체 중에 포함된 산소량이 생물반응에 필요한 산소량을 만족시키지 못하는 경우, 산소만이 공급되도록 제어하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.In a microorganism culture apparatus,
One or more fiber yarns for allowing microorganisms to grow and grow;
An inlet for supplying gas to one side of the at least one fiber yarn; And
The amount of gas necessary for mixing the liquid phase in the bioreactor, including the influent wastewater, organic matter or ammonia nitrogen,
It is determined whether or not the amount of oxygen contained in the supplied gas can satisfy the amount of oxygen necessary for the biological reaction,
When the amount of oxygen contained in the supplied gas satisfies the amount of oxygen required for the biological reaction, it is possible to reduce the supply of gas or increase the supply amount of the carbon dioxide depending on whether the amount of gas other than oxygen in the supplied gas is larger than the amount of gas required for mixing Respectively,
When the amount of oxygen contained in the supplied gas does not satisfy the amount of oxygen necessary for biological reaction,
And a microbial cell culture device. 제1항에 있어서,
상기 섬유사는,
복수 개로 구성되며, 각 섬유사는 기 설정된 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.The method according to claim 1,
The fiber yarn may include:
Wherein the plurality of fibers are arranged at predetermined intervals. 제2항에 있어서,
상기 섬유사에 붙어 성장하는 미생물은 암모늄 산화 미생물 또는 아질산 미생물을 포함하며,
상기 섬유사에 붙어 성장하는 미생물에 의해 생성되는 기질을 이용해 상기 각 섬유사 사이에 형성되는 공간에서 혐기성 미생물이 배양되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.3. The method of claim 2,
The microorganism grown on the fiber yarn includes an ammonium oxidizing microorganism or a nitrite microorganism,
Wherein the anaerobic microorganism is cultured in a space formed between the fibers by using a substrate produced by the microorganisms growing on the fiber yarn. 제3항에 있어서,
상기 혐기성 미생물은,
아나목스 미생물인 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.The method of claim 3,
The anaerobic microorganism may be,
Wherein the microorganism is anammox microorganism. 제2항에 있어서,
상기 각 섬유사 사이에 형성되는 공간에 배치되는 여재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.3. The method of claim 2,
And a filter material disposed in a space formed between the fibers. 삭제delete 미생물 배양장치를 이용하여, 혐기성 미생물을 배양하는 방법에 있어서,
공기, 산소 및 이산화탄소 중 일부 또는 전부를 포함하는 기체를 기 설정된 양 만큼 공급하는 과정;
유입폐수, 유기물 또는 암모니아성 질소를 포함하는, 생물 반응조 내의 액상의 혼합에 필요한 기체량을 산정하는 과정;
공급된 기체 중에 포함된 산소량이 생물반응에 필요한 산소량을 만족시킬 수 있는지 판단하는 과정;
공급된 기체 중에 포함된 산소량이 생물반응에 필요한 산소량을 만족시는 경우, 공급된 기체 중 산소를 제외한 기체량이 혼합에 필요한 기체량보다 많은지 여부에 따라 기체의 공급을 줄이거나 이산화탄소의 공급량을 증가시키도록 제어하는 과정; 및
공급된 기체 중에 포함된 산소량이 생물반응에 필요한 산소량을 만족시키지 못하는 경우, 산소만이 공급되도록 제어하는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 미생물 배양방법.A method for culturing an anaerobic microorganism using a microorganism culture apparatus,
Supplying a gas including a part or all of air, oxygen and carbon dioxide by a predetermined amount;
Calculating the amount of gas necessary for mixing the liquid phase in the bioreactor, including influent wastewater, organic matter or ammonia nitrogen;
Determining whether the amount of oxygen contained in the supplied gas can satisfy the amount of oxygen necessary for biological reaction;
When the amount of oxygen contained in the supplied gas satisfies the amount of oxygen required for the biological reaction, it is possible to reduce the supply of gas or increase the supply amount of the carbon dioxide depending on whether the amount of gas other than oxygen in the supplied gas is larger than the amount of gas required for mixing ; And
In the case where the amount of oxygen contained in the supplied gas does not satisfy the amount of oxygen necessary for the biological reaction,
Wherein the anaerobic microorganism is cultured in an anaerobic microorganism.
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