KR19990081969A - Methods for Monitoring Biological Activity in Fluids - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유체 공급원으로부터 유체 샘플을 분리하고, 선택된 시간 간격으로 유체 샘플의 pH를 측정한 후 만약 변화가 있다면 샘플의 pH변화를 분석하여 pH변화율을 측정하는 것을 포함하는 유체 공급원에서 미생물학적 처리를 모니터하는 방법에 관한 것이다. 샘플의 용존 산소도 선택된 시간간격으로 pH측정과 거의 동시에 측정되고, 만약 변화가 있다면 용존 산소 변화는 샘플에 대한 생물학적 산소 소비율을 측정하기 위해 분석된다.The present invention provides a method for microbiological treatment in a fluid source comprising separating a fluid sample from the fluid source, measuring the pH of the fluid sample at selected time intervals, and then analyzing the pH change of the sample, if any, to determine the rate of pH change. It is about how to monitor. The dissolved oxygen of the sample is also measured at about the same time as the pH measurement at the selected time interval, and if there is a change, the dissolved oxygen change is analyzed to determine the biological oxygen consumption rate for the sample.

Description

유체에서 생물학적 활성도를 모니터하기 위한 방법Methods for Monitoring Biological Activity in Fluids

대사 과정에서 유기 및 무기 기질의 미생물 사용은 pH 및 산소 이용율과 같은 측정가능한 파라미터의 검출가능한 변화를 일으킬 수 있다.Microbial use of organic and inorganic substrates in metabolic processes can result in detectable changes in measurable parameters such as pH and oxygen utilization.

질화가 미생물 배양에서 우세한 반응이라면 질화과정으로부터 수소 이온(H+)의 생성은 어떤 대사적 임계 수준이하로 쉽게 이용가능한 암모니아(NH4 +)의 소모시 현저하게 감소하는 것으로 기대되었다. 결과적으로 용액에서 수소 이온의 활성도 즉 pH 또한 변화할 것으로 기대되었다.If nitriding was the predominant reaction in microbial culture, the production of hydrogen ions (H + ) from nitrification was expected to be markedly reduced upon the consumption of readily available ammonia (NH 4 + ) below some metabolic threshold level. As a result, the activity of hydrogen ions in the solution, that is, pH, was also expected to change.

유사하게, 미생물 배양물의 산소 이용은 외인성 유기 기질이 어떤 대사적으로 중요한 수준 이하로 고갈되는 조건에서 보다 이 기질들이 쉽게 이용가능하고 풍부한 조건에서 보다 높은 것으로 기대되었다. 두 예에서, 때때로 하기에서 "pH 생성율" 또는 "pHPR"로서 언급되는 측정가능한 pH변화율 및 하기에서 "생물학적 산소 소비율" 또는 "BOCR"로서 언급되는 산소 사용은 시간에 따른 기질 신진대사 율에 의해 직접적으로 영향을 받는다. 따라서, 배지에서 pH변화와 산소 소비가 오직 미생물 대사 활성으로부터 기인한다고 가정하면 pHPR과 BOCR은 이론적으로 미생물 과정에서 대사적으로 중요한 전이 점을 나타내는데 사용될 수 있었다. pHPR은 d(pH)/dt 또는 -Δ(pH)/Δt로서 정의되고 BOCR은 d(DO)/dt 또는 -Δ(DO)/Δt로서 정의된다. pH 및/또는 DO의 음의 기울기는 양의 pHPR 및/또는 BOCR 크기를 가져온다.Similarly, oxygen utilization of microbial cultures was expected to be higher in readily available and abundant conditions than in conditions where exogenous organic substrates are depleted below some metabolically significant level. In both examples, the measurable pH change rate, sometimes referred to below as "pH production rate" or "pHPR" and the use of oxygen referred to as "biological oxygen consumption rate" or "BOCR" below, are directly dependent on substrate metabolic rate over time. Affected by Thus, assuming that pH change and oxygen consumption in the medium are solely due to microbial metabolic activity, pHPR and BOCR could theoretically be used to represent metabolically important transition points in microbial processes. pHPR is defined as d (pH) / dt or -Δ (pH) / Δt and BOCR is defined as d (DO) / dt or -Δ (DO) / Δt. Negative slope of pH and / or DO results in positive pHPR and / or BOCR size.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명의 방법은 정제 과정에서 폐수와 같은 유체 공급물로부터 유체 샘플을 분리하는 것을 포함한다. pHPR은 유체 샘플로부터 이루어진 pH측정으로부터 계산되고 대사적으로 중요한 전이점이 발생할 때 빠르게 측정하기 위해 분석된다. 분석은 어떤 조절단계가 필요하며 언제 그들이 모니터되는 과정의 효율성을 최대화하도록 주어져야 하는지를 나타낸다.The method of the present invention involves separating a fluid sample from a fluid feed such as wastewater during purification. pHPR is calculated from pH measurements made from fluid samples and analyzed for rapid measurement when metabolically important transition points occur. The analysis indicates what adjustment steps are required and when they should be given to maximize the efficiency of the monitored process.

본 발명은 유기 및 무기 기질의 미생물 신진대사 동안 대사적으로 중요한 전이점을 모니터하고 미생물학적 과정을 조절하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for monitoring metabolic critical transition points and regulating microbiological processes during microbial metabolism of organic and inorganic substrates.

도 1은 반응 운동학의 미하엘리스-멘텐(Michaelis-Menten) 이론을 설명하는 그래프이다.1 is a graph illustrating the Michaelis-Menten theory of reaction kinetics.

도 2는 미생물학적 처리에서 시간에 따른 변화인 총괄적으로 BOD(생화학적 산소 요구량)로서 언급되는, 암모니아(NH4 +)와 유기탄소성 물질의 농도로서의 혼합된 액체 샘플의 pH변화율 (pHPR) 및 산소이용율(BOCR)의 이론적 응답을 나타내는 그래프이다.FIG. 2 shows the pH change rate (pHPR) of a mixed liquid sample as concentration of ammonia (NH 4 + ) and organocarbonaceous material, referred to collectively as BOD (biochemical oxygen demand), which is a change over time in microbiological treatment. A graph showing the theoretical response of oxygen utilization (BOCR).

도 3은 미생물학적 처리에서 시간에 따른 변화인 총괄적으로 BOD(생화학적 산소 요구량)로서 언급되는, 암모니아(NH4 +)와 유기탄소성 물질의 농도로서의 혼합된 액체 샘플의 pH변화율 (pHPR) 및 산소이용율(BOCR)의 이론적 응답을 나타내는 그래프이다.FIG. 3 shows the pH change rate (pHPR) of a mixed liquid sample as concentration of ammonia (NH 4 + ) and organic carbonaceous material, referred to collectively as BOD (biochemical oxygen demand), which is a change over time in microbiological treatment. A graph showing the theoretical response of oxygen utilization (BOCR).

도 4는 본 발명에 따른 생물반응기탱크에서 유체 공급물로부터 유체 샘플을 분리 및 모니터하기 위해 사용될 수 있는 장치의 한 예의 개략적인 정면도이다.4 is a schematic front view of an example of an apparatus that may be used to separate and monitor a fluid sample from a fluid feed in a bioreactor tank according to the present invention.

도 5는 분당 산소 포화가 %변화로서 표시되는 BOCR과 폭기의 정지 및 개시 사이의 산소 변화율 사이의 관계를 그래프적으로 설명한 것이다.FIG. 5 graphically illustrates the relationship between BOCR in which oxygen saturation per minute is expressed as a percentage change and the rate of change of oxygen between the stop and start of aeration.

도 6은 암모니아 농도 변화에 따른 분당 pH변화로서 표시되는 pHPR과 폭기의 정지와 개시 사이의 pH 변화 사이의 관계를 그래프적으로 설명한 것이다.FIG. 6 graphically illustrates the relationship between pHPR, expressed as a change in pH per minute with ammonia concentration change, and a change in pH between onset and onset of aeration.

도 7은 COD가 대사적으로 제한 요소가 아닌 경우 분당 pH 변화로 표시되는 pHPR과 암모니아 농도 사이의 관계를 그래프적으로 도시한 것이다.FIG. 7 graphically depicts the relationship between pHPR and ammonia concentration, expressed as pH change per minute when COD is not a metabolic limiting factor.

도 8은 COD가 대사적으로 제한 요소가 아닌 경우 분당 산소포화 %변화로서 표시되는 BOCR과 암모니아 농도 사이의 관계를 그래프적으로 도시한 것이다.FIG. 8 graphically illustrates the relationship between BOCR and ammonia concentrations expressed as% change in oxygen saturation per minute when COD is not metabolic limiting factor.

도 9는 암모니아와 COD 유용성의 다양한 조건하에서 분당 pH변화로서 표시되는 pHPR의 응답을 도시한 것이다.9 shows the response of pHPR expressed as pH change per minute under various conditions of ammonia and COD availability.

도 10은 암모니아와 COD 유용성의 다양한 조건하에서 분당 pH변화로서 표시되는 pHPR, 분당 산소포화 % 변화로서 표시되는 BOCR, 암모니아 농도 및 COD 사이의 관계를 도시한 것이다.FIG. 10 shows the relationship between pHPR expressed as pH change per minute, BOCR expressed as% change in oxygen saturation per minute, and ammonia concentration and COD under various conditions of ammonia and COD availability.

도 11은 연속적인 폭기하에서 DO와 pH변화 대 시간의 그래프이다.11 is a graph of DO and pH change versus time under continuous aeration.

도 12는 pH, NH3-N 농도 및 d(pH)/dt 대 시간의 그래프이다.12 is a graph of pH, NH 3 -N concentration and d (pH) / dt versus time.

도 13은 DO와 d(DO)/dt 대 시간의 그래프이다.13 is a graph of DO and d (DO) / dt versus time.

생화학적 반응이 진행되는 기계작용 속도는 도 1에 설명된 미하엘리스-멘텐 이론에 의해 부분적으로 설명될 수 있다. 이 이론은 생화학적 반응 속도가 매우 낮은 기질 농도에서 매우 낮지만 그 속도는 기질농도가 증가할 때 얼마나 많은 기질 농도가 증가하는지에 관계없이 반응속도의 작은 증가도 없어지는 지점 이상에 도달할 때까지 증가한다는 것을 나타낸다. 바꿔말하면 기질 농도가 얼마나 많이 이 이점을 지나 증가하는지에 관계없이 반응속도는 정체상태에 접근하지만 결코 도달하지는 않을 것이다. 이러한 정체상태가 최대 반응속도 또는 Vmax이다. 이는 2Ks와 동일한 기질 농도에 해당하는 직선 외삽법(linear extrapolation)이다. Ks는 대사 반응속도가 최대 반응 속도(Vmax) 의 반인 기질 농도이다.The mechanistic rate at which the biochemical reaction proceeds can be partially explained by the Michaelis-Menten theory described in FIG. 1. This theory is very low at substrate concentrations where biochemical reaction rates are very low, but the rate is at or above the point where no small increase in reaction rate is lost, regardless of how much substrate concentration increases as substrate concentration increases. Increases. In other words, no matter how much substrate concentration increases beyond this advantage, the rate of reaction will approach a steady state but never reach. This stagnation state is the maximum reaction rate or V max . This is linear extrapolation corresponding to the substrate concentration equal to 2K s . K s is the substrate concentration at which the metabolic rate is half the maximum rate (V max ).

따라서, 신진대사 시각에서 2Ks는 중요한 기질 농도이다. 기질의 미생물 대사는 최대 및 거의 일정한 속도에서 2Ks이상 진행된다. 대사 반응 속도는 가변적이 될 수 있는데 2Ks이하의 기질 유용성에 의해 제한된다. 결과적으로, 특정 무기 및 유기기질의 미생물 신진대사 속도에 의해 직접적으로 영향을 받고 및/또는 이와 관련된 어떤 측정가능한 파라미터 변화는 특정 기질의 농도가 변화함에 따라 변화하는 것으로 예상될 수 있다. 상세하게는, 2Ks와 같거나 그 이상의 기질 농도에서 부수적인 측정가능한 파라미터 및/또는 시간에 따라 이 파라미터에서 측정된 변화율은 상대적으로 일정한 것으로 예상되었다. 기질 농도가 2Ks이하로 감소됨에 따라 부수적인 측정가능한 파라미터 및/또는 이 파라미터에서 측정된 변화율은 기질 농도가 2Ks와 같거나 높을 때 측정된 값과 현저하게 다른 것으로 예상되었다.Therefore, 2K s is an important substrate concentration at metabolic time. Microbial metabolism of the substrate proceeds more than 2K s at maximum and nearly constant rate. Metabolic reaction rates can be variable and are limited by substrate availability up to 2K s . As a result, any measurable parameter change that is directly affected by and / or associated with the microbial metabolic rate of a particular inorganic and organic substrate can be expected to change as the concentration of a particular substrate changes. In particular, the rate of change measured in this parameter is expected to be relatively constant over time and in terms of ancillary measurable parameters and / or time at substrate concentrations equal to or greater than 2K s . As the substrate concentration was reduced below 2K s , the incidental measurable parameter and / or the rate of change measured in this parameter was expected to be significantly different from the value measured when the substrate concentration was equal to or higher than 2K s .

많은 생물학적 반응에서, 특정 기질이 대사적으로 중요한 2Ks농도이하로 소비된 지점에서 측정하는 것이 바람직하다. 특정유기 및 무기 기질의 농도가 변화함에 따라 어떤 부수적인 측정가능한 파라미터의 변화를 모니터하므로서 미생물 배양물의 대사 습성의 패턴 변화를 검출할 수 있다.In many biological reactions, it is desirable to measure at the point where a particular substrate has been consumed at metabolic levels below the 2K s concentration. As the concentrations of specific organic and inorganic substrates change, it is possible to detect changes in the pattern of metabolic behavior of microbial cultures by monitoring changes in certain incidental parameters.

예를들면, 많은 폐수 정화 처리에서 어떤 유기와 무기 기질농도를 매우 낮은 수준으로 감소시키는 것이 목적이다. 이들 기질은 전형적으로 총괄적으로 BOD(생화학적 산소 요구량) 및/또는 COD(화학적 산소 요구량) 및 무기 암모늄 (NH4 +)로서 언급되고 측정되는 유기기질을 포함한다. 질화 반응과 BOD/COD 감소 반응이 2개의 가장 우선하는 반응이라면 특징적인 변화는 BOD와 암모니아가 각각 2Ks값 이하로 고갈될 때 산소 이용율(BOCR)과 pH변화율(pHPR) 모두에서 나타나는 것으로 예상된다.For example, many wastewater purification treatments aim to reduce certain organic and inorganic substrate concentrations to very low levels. These substrates typically include organic substrates referred to and measured collectively as BOD (biochemical oxygen demand) and / or COD (chemical oxygen demand) and inorganic ammonium (NH 4 + ). If nitrification and BOD / COD reduction are the two most preferred reactions, the characteristic change is expected to occur in both oxygen utilization (BOCR) and pH change (pHPR) when BOD and ammonia are depleted below 2K s , respectively. .

조절 파라미터로서 BOCR과 pHPR을 사용하는 것의 결점은 연속적인 폐수 정화 처리에서 유동매체의 pH와 DO 변화가 영양물 (생물분해성의 탄소, 질소, 인 화합물 등)의 농도, 생물량 농도, 알칼리성 등과 같은 많은 요소에 좌우된다. 이들 요소는 폐수가 처리시설을 통과할 때 일정하게 변화한다. 따라서, 너무나 많은 알려지지 않았으며 계속 변화하는 요소의 방해로 인해 측정된 파라미터와 폐수정화 성능 사이의 관계를 얻기가 어렵다. 이들 방해요소가 pH와 DO측정동안 검출되거나 일정하게 유지될 수 없다면 pHPR과 BOCR 측정은 폐수처리 성능에 대한 많은 가치 있는 정보를 제공하지 않을 것이다.The drawback of using BOCR and pHPR as the control parameters is that the pH and DO changes of the fluid in the continuous wastewater treatment process can affect many factors such as the concentration of nutrients (biodegradable carbon, nitrogen, phosphorus compounds, etc.), biomass concentrations, alkalinity, etc. Depends on. These factors change constantly as the wastewater passes through the treatment plant. Thus, too many unknown and disturbing factors of constant change make it difficult to obtain a relationship between measured parameters and wastewater purification performance. If these disturbances cannot be detected or kept constant during pH and DO measurements, the pHPR and BOCR measurements will not provide much valuable information on wastewater treatment performance.

여기에 참고로 도입된 미국특허 제 5,466,604호에 기술된 바와같은 생물학적 활성도 검출장치의 사용은 처리하의 폐수 주체로부터의 폐수 샘플을 그 자리(in situ)에서 분리할 수 있게 한다. 물론, 다른 장치도 본 발명에 따라 사용될 수 있다 또한, "그자리"라는 용어는 샘플이 유체의 주체, 예를들면 폐수에 남아 있는지에 상관없는, 어떤 실시간 유체 샘플 분리 공정을 설명하기 위해 사용된다. 바꿔말하면, 장치는 측정이 사실상 "실시간" 및/또는 "온-라인"으로 이루어질 수 있는 한 샘플을 유체 본체로부터 물리적으로 제거하도록 사용될 수 있다.The use of biological activity detection devices as described in US Pat. No. 5,466,604, incorporated herein by reference, allows for the in situ separation of wastewater samples from wastewater subjects under treatment. Of course, other devices may also be used in accordance with the present invention. In addition, the term “in situ” is used to describe any real-time fluid sample separation process, regardless of whether the sample remains in the subject of the fluid, eg, wastewater. . In other words, the device can be used to physically remove the sample from the fluid body as long as the measurement can be made substantially in real time and / or on-line.

BOD와 암모니아(NH4 +) 농도변화에 대한 BOCR과 pHPR의 이론적인 응답은 도 2와 도 3에 도시되고 하기에 설명된다. 도면은 혼합된 액체(즉, 폐수)의 단일 샘플과 폐수 주체로부터 분리된 생물학적 영양물 제거(BNR)용 미생물로부터 응답을 나타낸 그래프이다. 분리된 샘플은 선택적으로 폭기되거나 폭기되지 않는다. 폭기는 시작되어 용존 산소수준이 한계까지 폐수주체의 DO수준보다 높은 수준에 도달할때까지 계속된다. 일단 이 수준에 도달되면 폭기는 정지하고 샘플내의 용존산소 수준이 한계까지 폐수 주체의 DO 수준보다 낮은 수준에 도달하는 때에만 시작한다. 폭기가 수행되지 않는 기간 중에 경우 BOCR과 pHPR은 모두 하기와 같이 평가 및 계산된다 :Theoretical responses of BOCR and pHPR to changes in BOD and ammonia (NH 4 + ) concentrations are shown in FIGS. 2 and 3 and described below. The figure is a graph showing the response from a single sample of mixed liquid (ie wastewater) and microbial for biological nutrient removal (BNR) isolated from the wastewater subject. Separated samples are not selectively aerated or aerated. The aeration begins and continues until the dissolved oxygen level reaches a limit above the DO level of the wastewater body. Once this level is reached, the aeration stops and begins only when the dissolved oxygen level in the sample reaches a limit below the DO level of the wastewater subject. For periods without aeration, both BOCR and pHPR are evaluated and calculated as follows:

BOCR=-(ΔDO)/(Δt)BOCR =-(ΔDO) / (Δt)

여기에서 ΔDO는 용존 산소의 포화 수준변화이고, %포화로 표시되며 시간 Δt에 따라 측정된다.Where ΔDO is the change in saturation level of dissolved oxygen, expressed as% saturation and measured over time Δt.

pHPR=-(ΔpH)/(Δt)pHPR =-(ΔpH) / (Δt)

여기에서 ΔpH는 시간 Δt에 따라 관찰된 pH 변화이다.Where ΔpH is the pH change observed over time Δt.

도 2와 3의 기간 A에 도시된 바와같이 NH4 +와 BOD의 농도 모두 그들 각각의 2Ks값 이상일 때 BOCR은 일정하고 그들의 최고의 상대적 수준에 있는데 이는 BOD 이용이 최대속도로 진행되고 질화 산소 소비 반응 이상으로 경쟁에서 이기기 때문이다. 따라서 pHPR은 중간 수준으로 일정하다. 이러한 BOCR/pHPR 패턴 뿐만 아니라 하기 기술된 것들은 1) 질화와 BOD 이용반응이 생물학적 샘플내에서 진행중인 우세한 반응이고, 2) 수소 이온의 생성과 활성도는 질화 반응 속도와 관련되며, 3) 반응은 산소 유용성에 의해 제한되지 않는 것으로 가정된다.As shown in period A of Figures 2 and 3, BOCRs are constant and at their highest relative levels when both NH 4 + and BOD concentrations are above their respective 2K s values, which means that BOD utilization proceeds at full speed and oxygen nitride consumption This is because you win the competition beyond the reaction. The pHPR is therefore constant at moderate levels. In addition to these BOCR / pHPR patterns, the following are described: 1) Nitriding and BOD utilization are predominant reactions in biological samples, 2) hydrogen ion production and activity are related to nitrification kinetics, and 3) reactions are oxygen availability. It is assumed not to be limited by.

순차적으로, 계속되는 신진대사는 이용가능한 NH4 +를 2Ks값이하로 떨어뜨리고 질화 속도, 수소 이온 생성은 암모니아 농도가 대사적으로 제한 요소인 경우 최대 속도에서 보다 낮은 속도로 떨어진다. 도 2의 기간 B에 도시된 바와같이, pHPR은 비교적 낮은 수준으로 상당히 떨어지고 BOCR은 매우 낮은 질화 반응 속도에 의해 일어나는 산소의 감소된 요구량과 사용을 반영하도록 비교적 중간 수준으로 저하된다. 2Ks값 이상의 암모니아 농도에서 2Ks값 이하로의 변화는 도 2에서 기간 A와 B사이의 변화로 도시되었다.Subsequently, subsequent metabolism drops the available NH 4 + below the 2K s value and the rate of nitriding, hydrogen ion production, falls below the maximum rate when the ammonia concentration is a metabolic limiting factor. As shown in period B of FIG. 2, pHPR drops significantly to relatively low levels and BOCR drops to relatively moderate levels to reflect the reduced demand and use of oxygen caused by very low nitriding reaction rates. Changes of more than 2K s value at 2K s or more ammonia concentration value is shown as a transition between periods A and B in Figure 2;

도 2와 도 3의 기간 C는 이용가능한 NH4 +의 농도가 2Ks값이하이고 BOD가 2Ks값 이하로 소비될 경우 pHPR은 혼합된 생물학적 군집의 총 신진대사 행동 변화를 반영하기 위해 매우 적게 증가하고 BOCR은 BOD 소비와 질화 반응에 의한 매우 낮은 산소 사용을 반영하기 위해 가장 낮은 율로 떨어진다. 이러한 변화는 도 2에서 기간 B와 C사이로 도시되었다.Case 2 and the period of Figure 3 C is a concentration of the available NH 4 + than 2K s value and be BOD are consumed to less than 2K s value, pHPR is much less to reflect total metabolic changes in behavior of the mixed biological communities BOCR increases and falls at the lowest rate to reflect very low oxygen use by BOD consumption and nitriding reactions. This change is shown between periods B and C in FIG.

도 3의 기간 D는 BOD농도가 2Ks값 이하이지만 NH4 +의 농도가 2Ks값 이상인 경우 pHPR은 높은 질화 속도를 반영하는 가장 높은 수준으로 증가하고 BOCR은 감소된 수준의 BOD 소비 반응에 의해 일어나는 총 산소 사용의 순 감소를 반영하는 중간 수준으로 떨어진다. 가장 높은 pHPR은 BOD 소비 반응의 완충 효과가 없기 때문에 이 조건하에서 나타난다. 정상적으로, BOD소비 반응에서 CO2의 생성은 탄산 시스템을 통해 약간의 pH완충 능력을 샘플에 제공한다. 따라서, BOD소비 반응과 결과적으로 CO2생성이 없을때 pHPR은 다른 조건에서 보다 훨씬 크다.But also the period D of 3, the BOD concentration of less than 2K s value when the concentration of NH 4 + than 2K s value, pHPR increases to its highest level reflecting a high nitriding rate and BOCR is by BOD consuming reactions of a reduced level Falls to a moderate level reflecting a net decrease in total oxygen use that occurs. The highest pHPR appears under these conditions because there is no buffering effect of the BOD consumption reaction. Normally, the production of CO 2 in the BOD consumption reaction gives the sample some pH buffering capacity through the carbonic acid system. Thus, in the absence of the BOD consumption reaction and consequently CO 2 production, the pHPR is much larger than in other conditions.

BOCR과 pHPR은 미생물 대사 활성도의 주요한 측정가능하고 부수적인 파라미터이기 때문에 BOCR과 pHPR의 경향 및/또는 수준을 모니터하고 비교하므로서 상기 제공된 예에 기초한 생물학적 샘플에 관한 적절한 정보를 측정하는 것이 가능하다. 특히, 이 예는 1) 질화와 BOD제거가 최대 속도로 동시에 발생하는지, 2) BOD가 2Ks값 이하로 감소되는 동안 질화가 발생하는지, 3) 암모니아가 2Ks값 이하로 감소되는 동안 BOD 제거 반응이 진행중인지, 4) 암모니아와 BOD 모두 각각의 2Ks값 이하로 감소되는 지에 대해 어떻게 측정이 이루어지는지를 설명한다.Since BOCR and pHPR are the main measurable and ancillary parameters of microbial metabolic activity, it is possible to measure appropriate information about biological samples based on the examples provided above by monitoring and comparing trends and / or levels of BOCR and pHPR. In particular, the examples are: 1) that the nitrification and BOD removal occurs at the same time at the maximum speed, and 2) that the nitrification occurs while the BOD is reduced to below 2K s value, 3) while the ammonia is reduced to less than 2K s value BOD removal Explain how measurements are made on whether the reaction is in progress and 4) both ammonia and BOD are reduced below their respective 2K s values.

측정된 파라미터 BOCR과 pHPR의 직접적이고 계속적인 비교는 폐수 조건에 대해 몇가지 결론을 이끈다. 만약 혼합된 액체 샘플이 계속적으로 모니터되고 pHPR의 큰 증가가 BOCR의 감소와 동시에 발생한다면 이는 암모니아가 충분하지만 BOD가 2Ks이하로 소모된다는 것을 나타낸다. 혼합된 액체 샘플이 계속적으로 모니터되고 pHPR이 거의 0수준으로 감소되는 반면에 BOCR이 중간수준으로 감소된다면 이는 BOD가 그때까지 충분하지만 암모니아는 2Ks값 이하로 소비된다는 것을 나타낸다. 혼합된 액체 샘플이 계속적으로 모니터되고 BOCR은 낮은 수준으로 감소되고 pHPR도 낮은 수준으로 감소된다면 이는 암모니아와 BOD가 각각 2Ks값 이하로 소비된다는 것을 나타낸다. 이 조건은 또한 BOCR이 낮은 수준으로 감소하고 pHPR이 거의 0 수준에서 약간 높은 그러나 낮은 수준으로 증가하는 것으로 표시된다.Direct and continuous comparison of measured parameters BOCR with pHPR leads to some conclusions about wastewater conditions. If the mixed liquid sample is continuously monitored and a large increase in pHPR occurs simultaneously with the decrease in BOCR, this indicates that ammonia is sufficient but the BOD is consumed below 2K s . If the mixed liquid sample is continuously monitored and the pHPR decreases to near zero, while the BOCR decreases to moderate, this indicates that BOD is sufficient by then but ammonia is consumed below the 2K s value. If the mixed liquid sample is continuously monitored and BOCR is reduced to low levels and pHPR is also reduced to low levels, this indicates that ammonia and BOD are consumed below 2K s value respectively. This condition is also shown to decrease BOCR to low levels and increase pHPR from near zero to slightly higher but lower levels.

표 1은 이들 패턴을 요약한 것으로서 BOCR과 pHPR의 측정된 파리미터의 상대적인 값과 패턴의 비교가 어떻게 도 2와 도 3과 관련하여 상기 기술된 적절한 정보를 산출하는지 설명한다.Table 1 summarizes these patterns and explains how the comparison of the patterns with the relative values of the measured parameters of BOCR and pHPR yields the appropriate information described above with respect to FIGS. 2 and 3.

기 간term BOD와 NH4 +의 농도Concentrations of BOD and NH 4 + 측정된 파라미터Measured parameters 측정된 파라미터의 상대적인 값Relative value of measured parameter BODBOD NH4NH4 AA >2KS > 2K S >2KS > 2K S BOCRBOCR 높음height pHPRpHPR 중간middle BB >2KS > 2K S <2KS <2K S BOCRBOCR 중간middle pHPRpHPR 0 근처Near 0 CC <2KS <2K S <2KS <2K S BOCRBOCR 낮음lowness pHPRpHPR 낮음lowness DD <2KS <2K S >2KS > 2K S BOCRBOCR 중간middle pHPRpHPR 높음height

도 4는 폐수 샘플을 분리하는데 사용된 바람직한 장치의 예를 도시한 것이다. 폐수 배치(2) (단지 일부분만 도시됨)에 담겨진 장치(11)는 이동가능한 커버(32)를 갖는 검출 챔버(8)를 포함한다. 이동가능한 커버(32)는 모터(53)에 연결된 극점 축(57)에 의해 구동되는 내부 축(56)에 의해 화살표 "A" 방향으로 밀려진다. 개방 위치에서, 프로펠라(48)의 회전은 검출챔버(8)의 내부와 외부사이의 폐수 교환을 강요하고 검출챔버(8)는 새로운 폐수 샘플로 채워진다. 주어진 시간 기간, 예를들면 30초 후 모터(53)는 이의 회전 방향을 역으로하도록 프로그램되고 이동가능한 커버(32)는 검출챔버(8)가 완전히 닫혀서 밀봉될 때까지 화살표 "B" 방향으로 당겨진다. 이동가능한 커버(32)와 프로펠라(40)는 내부 축(56)과 외부축(55)을 동축상으로 연결하는 동일한 역회전 가능한 낮은 RPM 모터(53)에 의해 구동된다. 동축상의 조립품은 스테인레스 스틸 파이프(54)에 의해 보호된다.4 shows an example of a preferred apparatus used to separate wastewater samples. The device 11 contained in the wastewater arrangement 2 (only a portion of which is shown) comprises a detection chamber 8 with a movable cover 32. The movable cover 32 is pushed in the direction of arrow "A" by the inner shaft 56 driven by the pole shaft 57 connected to the motor 53. In the open position, rotation of the propeller 48 forces the wastewater exchange between the interior and exterior of the detection chamber 8 and the detection chamber 8 is filled with fresh wastewater samples. After a given period of time, for example 30 seconds, the motor 53 is programmed to reverse its direction of rotation and the movable cover 32 is pulled in the direction of arrow "B" until the detection chamber 8 is completely closed and sealed. Lose. The movable cover 32 and the propeller 40 are driven by the same reversely rotatable low RPM motor 53 which connects the inner shaft 56 and the outer shaft 55 coaxially. The coaxial assembly is protected by stainless steel pipe 54.

DO농도는 새로운 폐수 샘플로 검출챔버(8)를 채운 후 DO프로브(10)에 의해 검출되고, DO가 주어진 한계에 의해 폐수 주체에서의 산소 농도보다 적다면 공기 및/또는 산소는 DO농도가 도달될 때 까지 폭기 튜브(13)를 통해 검출챔버(8)내로 펌프된다. 주어진 한계에 의해 폐수 주체에서 산소 농도보다 높거나 낮은 수준의 DO농도는 검출챔버(8) 내부에서의 호기성 대사 반응이 폐수 주체에서의 영양물 제거과정과 같거나 가깝다는 것을 보장한다. 유사하게, pH 프로브(12)는 pH변화를 검출한다. 추가적으로, 프로펠라(48)는 잘 혼합되고 현탁된 조건의 샘플을 유지하기 위해 주기적 또는 일정하게 회전될 수 있다.The DO concentration is detected by the DO probe 10 after filling the detection chamber 8 with a new wastewater sample, and if DO is less than the oxygen concentration in the wastewater subject by given limits, air and / or oxygen may reach the DO concentration. Pump into the detection chamber (8) through the aeration tube (13) until Given the limitations, DO concentrations above or below the oxygen concentration in the wastewater subject ensure that the aerobic metabolic reaction inside the detection chamber 8 is equal to or close to the nutrient removal process in the wastewater subject. Similarly, the pH probe 12 detects a pH change. In addition, the propeller 48 can be rotated periodically or constantly to maintain a sample of well mixed and suspended conditions.

장치(11)에서 폭기는 최대 DO농도가 도달된 후 측정 간격동안 저지된다. 이 기간동안 폐수 배치의 폭기에 의해 크게 영향 받지 않는 잔류 DO농도와 pH가 프로브를 통해 모니터된다. 각각의 프로브(12,10)로부터 pH와 잔류 DO 신호는 상기 기술된 식(6)과 (7)에 따른 미분에 의해 시간에 따른 DO변화를 BOCR로 그리고 시간에 따른 pH변화를 pHPR로 변환하는 콘트롤러로 전달된다.The aeration in the device 11 is stopped during the measurement interval after the maximum DO concentration is reached. During this period, the residual DO concentration and pH, which are not significantly affected by the aeration of the wastewater batch, are monitored through the probe. The pH and residual DO signals from each of the probes 12 and 10 convert the DO change over time to BOCR and the pH change over time to pHPR by differentiation according to equations (6) and (7) described above. Is passed to the controller.

대부분의 폐수처리 설비에서 최종 방출물의 BOD와 암모니아 농도는 BOD와 NH4 +모두 2Ks값 이하이다. 검출챔버에서의 BOD와 NH4 +농도가 2Ks값 이하로 감소할 때 영양물 제거를 위한 호기성 대사 반응은 BOCR과 pHPR값의 큰 변화와 함께 완료되는 것으로 간주된다. 영양물 제거를 위한 호기성 대사 반응의 완료는 표 1에 기재된 기준에 따라 BOCR과 pHPR을 통해 검출될 수 있다. 다른 생물학적 처리의 경우 매체에서 기질의 농도는 보통 표적 물질의 미생물적 성장과 생성의 최대 속도를 유지하기 위해 일반적으로 2Ks값 보다 상당히 높다. 따라서, 대사 반응 완료의 검출은 영양물의 요건과 기질첨가 또는 생물학적 처리를 중단하기 위해 시간 또는 처리동안 생성된 표적 물질을 수집하기 위한 시간을 나타낸다.In most wastewater treatment plants, the final emission BOD and ammonia concentrations are below 2K s for both BOD and NH 4 + . When the BOD and NH 4 + concentrations in the detection chamber decrease below the 2K s value, the aerobic metabolic reaction for nutrient removal is considered complete with large changes in the BOCR and pHPR values. Completion of aerobic metabolic reactions for nutrient removal can be detected via BOCR and pHPR according to the criteria listed in Table 1. For other biological treatments, the concentration of substrate in the medium is usually significantly higher than the 2K s value to maintain the maximum rate of microbial growth and production of the target material. Thus, the detection of the completion of metabolic reactions refers to the time for collecting the target substance produced during the treatment or the time to stop the addition of the substrate or the addition of the substrate or the biological treatment.

질화 완료시간(NT), 질화제거 시간(DNT)등과 같은 영양물 제거를 위한 호기성 대사 반응에 관한 정보는 폐수 정화 과정과 다른 호기성 대사 과정을 조정하고 조절하기 위해 사용될 수 있다. 예를들면, 측정된 NT는 폐수 처리 시설의 폭기조에 있는 폐수의 평균 유압 유지시간과 비교될 수 있다. NT가 HRT보다 매우 짧다면, 호기성 영양물 제거는 폭기조 중간 구역에서 종료된다. 영양물 제거가 완료된 구역 다음의 나머지 폭기조는 사실상 무의미한 조건이고 폐수 정화 과정에 기여하지 않는다. 이 경우, 설비는 (1) 작동비용을 절감하기 위해 서비스로부터 폭기조의 특정 부분을 제거하고 및/또는 (2) 보다 많은 폐수를 수용하여 효과적으로 설비의 처리 효율을 증가시키며 및/또는 (3) NT가 폭기조에서의 HRT와 밀접하게 조화를 이루어 공기 송풍기에 의한 전력소비를 감소하도록 호기성 대사 반응 속도를 감소시키기 위해 폭기조에 공급되는 공기 양을 감소시키는 등의 적당한 행위가 취해질 수 있다.Information about aerobic metabolic reactions for nutrient removal, such as nitrification complete time (NT), denitrification time (DNT), etc., can be used to adjust and regulate wastewater purification and other aerobic metabolic processes. For example, the measured NT can be compared to the average hydraulic holding time of the wastewater in the aeration tank of the wastewater treatment plant. If NT is much shorter than HRT, the aerobic nutrient removal ends in the aeration tank middle zone. The remaining aeration tanks after the nutrient removal zone is virtually insignificant and do not contribute to the wastewater purification process. In this case, the facility may (1) remove certain portions of the aeration tank from service to reduce operating costs and / or (2) receive more wastewater to effectively increase the treatment efficiency of the facility and / or (3) NT Appropriate actions may be taken, such as reducing the amount of air supplied to the aeration tank to reduce the rate of aerobic metabolic reactions in close coordination with the HRT in the aeration tank to reduce power consumption by the air blower.

실시예 1Example 1

펜실베니아, 오크스에 위치한 진보된 생물학적 폐수 처리 설비의 호기성 조로부터 회수된 혼합 액체 샘플을 샘플 pH와 용존 산소 포화 수준을 측정하기 위한 장치 뿐만 아니라 잘 혼합된 조건에서 샘플을 폭기하고 유지하기 위한 장치가 설치된 용기에서 분리했다. 샘플 pH와 용존 산소 포화 수준을 측정하는 장치로부터의 데이터는 BOCR 과 pHPR을 계산하기 위해 컴퓨터에 의해 기록되고 분석되었다. 샘플을 고정된, 폭기 조건과 폭기하지 않는 조건의 기간에 번갈아 노출시켰다. 폭기를 시작하여 용존 산소 수준이 샘플이 분리될 때 폐수 주체에 있는것 더하기 한계에 상당한 것에 도달할 때까지 계속했다. 일단 이 수준에 도달하면 폭기를 정지하고 용존산소 수준이 샘플 분리시 폐수의 주체 DO보다 한계에 의해 보다 낮은 수준으로 하락한때만 폭기를 시작했다. NH4 +와 용해성 탄소질 유기 기질의 농도를 COD로서 측정하고 보고했다. 직선 상호관계가 COD와 BOD 사이에 존재했다. 따라서, COD분석을 BOD농도를 나타내기 위해 사용했다 비-폭기 기간동안 도 5와 6에서 화살표로 표시되는 BOCR과 pHPR의 예를 상기 기술된 미분에 의해 평가하고 계산했다.A device for measuring the sample pH and dissolved oxygen saturation levels of mixed liquid samples recovered from an aerobic bath at an advanced biological wastewater treatment plant in Oaks, Pennsylvania, as well as for aeration and maintenance of samples under well mixed conditions. Separated from the container. Data from the device for measuring sample pH and dissolved oxygen saturation levels were recorded and analyzed by computer to calculate BOCR and pHPR. Samples were exposed to alternating periods of fixed, aeration and nonaeration conditions. The aeration was started and continued until the dissolved oxygen level reached a significant limit of what is in the wastewater subject when the sample separated. Once this level was reached, the aeration was stopped and aeration started only when the dissolved oxygen level fell by a limit lower than the subject DO of the wastewater at the time of sample separation. The concentrations of NH 4 + and soluble carbonaceous organic substrates were measured and reported as COD. A linear correlation existed between COD and BOD. Therefore, COD analysis was used to indicate BOD concentration. Examples of BOCR and pHPR indicated by arrows in FIGS. 5 and 6 during the non-aeration period were evaluated and calculated by the above described derivatives.

도 5는 측정된 COD농도가 COD에 대한 2Ks값 이상인 150mg COD/L 보다 일정하게 더 크지만 암모니아 농도가 2Ks이상의 농도에서 2Ks값 이하의 농도로 변하는 경우의 시험기간 동안 용존 산소 포화 및 BOCR을 도시한 것이다. 도 5는 도시된 바와같은 폭기의 중단과 개시 사이의 산소 변화율인 원래의 용존 산소 데이터와 BOCR 사이의 관계를 도시한다. 도 5는 또한 암모니아 농도가 이의 2Ks값 이하로 떨어질 때 대사적으로 중요한 전이동안 높은 수준에서 중간수준으로의 BOCR수준 변화를 설명한다. BOCR은 분당 산소 포화 %변화로서 표현했다.Figure 5 is a saturated dissolved oxygen over the test period in the case that varies in a concentration of up to 2K s value 2K s value of the ammonia concentration but larger constant than 150mg COD / L or higher for the measured COD concentration of COD of at least 2K s concentration and BOCR is shown. 5 shows the relationship between the original dissolved oxygen data and BOCR, which is the rate of oxygen change between stopping and starting aeration as shown. 5 also illustrates the change in BOCR level from high to medium during metabolically important transitions when ammonia concentration drops below its 2K s value. BOCR is expressed as% change in oxygen saturation per minute.

도 6은 도 5에 도시된 것과 같은 기간동안 샘플 pH와 pHPR을 도시한 것이다. 이 기간동안 측정된 COD농도는 COD에 대한 2Ks값 이상인 150mg COD/L보다 일정하게 더 컸지만 암모니아 농도는 2Ks값 이상부터 2Ks값 이하로 변화했다. 도 6은 원래의 pH데이타, 즉 도시된 바와같이 폭기의 중단과 개시 사이의 pH 변화와 pHPR 사이의 관계를 도시한 것이다. 도 6은 또한 암모니아 농도가 2Ks값 이하로 떨어질 때 대사적으로 중요한 전이동안 중간에서 거의 0 수준까지의 pHPR 변화를 설명하고 있다. pHPR은 분당 pH변화로서 나타냈다.FIG. 6 shows sample pH and pHPR for the same period as shown in FIG. 5. During this period the measured COD concentration was only keotji more constant than COD 150mg / L or higher 2K s value of ammonia concentration on the COD was changed to below 2K s or more from the value 2K s value. FIG. 6 shows the relationship between the pH change and the pH change between the original pH data, ie stop and start of aeration as shown. FIG. 6 also illustrates the pHPR change from medium to nearly zero during metabolically important transitions when the ammonia concentration drops below the 2K s value. pHPR is expressed as pH change per minute.

도 7은 도 6에 도시된 것과 같은 기간동안 측정된 암모니아 수준과 계산된 pHPR 변화를 도시하고 있다. 도 7은 약 2Ks부터 2Ks이하까지 암모니아 농도가 변화하는 동안 중간에서 거의 0 수준까지의 pHPR 변화를 설명하고 있다. pHPR은 분당 pH변화로 나타냈다.FIG. 7 shows the ammonia level measured and the calculated pHPR change measured over the same period as shown in FIG. 6. FIG. 7 illustrates the change in pHPR from the medium to nearly zero level while the ammonia concentration varies from about 2K s to 2K s or less. pHPR is expressed as pH change per minute.

도 8은 도 5에 도시된 것과 같은 기간동안 측정된 암모니아 수준과 계산된 BOCR변화를 도시하고 있다 도 8은 2Ks이상부터 2Ks이하까지 암모니아 농도가 변화하는 동안 높은 수준에서 중간 수준까지의 BOCR 변화를 설명하고 있다 BOCR은 분당 산소 포화 % 변화로서 나타냈다.Figure 8 is a to that of the period the ammonia levels and shows the calculated BOCR change 8 measured over the same is at a high level during the ammonia concentration varied from above 2K s to 2K s or less until the mid-level BOCR shown in Figure 5 The change is explained BOCR is expressed as% change in oxygen saturation per minute.

도 9는 암모니아 농도에 대한 pHPR의 응답의 일관성을 도시한 그래프이다. 이것을 샘플내에 함유된 암모니아가 소비되는 시점 즉, T=120과 T=170분에서 혼합된 액체 샘플에 암모니아 용액을 첨가하므로서 이루어졌다. T=0 과 T=195분 사이의 기간부터 COD 농도가 2Ks값 이하로 떨어졌다. 약 T=90분에서 암모니아 농도가 이의 2Ks값 이하로 떨어짐에 따라 중요한 변화가 pHPR에서 관찰될 수 있다.9 is a graph depicting the consistency of the response of pHPR to ammonia concentration. This was done by adding an ammonia solution to the mixed liquid sample at the point where the ammonia contained in the sample was consumed, that is, at T = 120 and T = 170 minutes. From the period between T = 0 and T = 195 minutes, the COD concentration dropped below the 2K s value. An important change can be observed in pHPR as the ammonia concentration drops below its 2K s value at about T = 90 minutes.

암모니아의 다음 추가는 pHPR이 거의 0수준일 때 T=120 과 T=170에서 이루어졌다. 도 9는 pHPR이 각각 후속 첨가 바로 전의 거의 0수준에서 T=0 과 T=90분 사이에 관찰되는 것과 같이 비교적 중간 수준으로 올라간다는 것을 도시한 것이다. 후속 암모니아 첨가후, pHPR은 암모니아가 2Ks값 이하로 소비되었을 때 거의 0 또는 낮은 수준으로 돌아간다. COD는 풍부했으며 암모니아 소비는 T=120분에서 첫 번째 암모니아 첨가의 경우 거의 0 수준으로 pHPR의 감소를 가져왔다. 암모니아 소비는 COD농도가 T=170분에서 두 번째 암모니아 첨가의 경우에서 2Ks값 이하로 소비되는 시간에 발생했다. 결과적으로, pHPR은 도 2와 도 3의 기간 C에 도시된 바와같이 0이 아닌 낮은 수준으로 감소한다.The next addition of ammonia was made at T = 120 and T = 170 when the pHPR was near zero. 9 shows that the pHPR rises to a relatively moderate level, as observed between T = 0 and T = 90 minutes at nearly zero levels immediately before each subsequent addition. After subsequent ammonia addition, pHPR returns to near zero or lower levels when ammonia is consumed below the 2K s value. COD was abundant and ammonia consumption led to a decrease in pHPR from T = 120 minutes to nearly zero for the first ammonia addition. Ammonia consumption occurred at the time when the COD concentration was consumed below 2K s value for the second ammonia addition at T = 170 minutes. As a result, the pHPR decreases to a non-zero low level as shown in period C of FIGS. 2 and 3.

도 10은 도 9에 도시된 데이터의 보다 완전한 형태를 제공하는데 계산된 pHPR, 계산된 BOCR, 암모니아 및 COD 농도를 포함한다. 도 10은 중요한 신진대사가 발생할 때 다른 상대적인 수준 사이의 pHPR과 BOCR의 변이를 설명한다.FIG. 10 provides a more complete form of the data shown in FIG. 9 including calculated pHPR, calculated BOCR, ammonia and COD concentrations. 10 illustrates the variation in pHPR and BOCR between different relative levels when significant metabolism occurs.

본 발명에 따라 BOCR과 pHPR의 상대적인 수준을 모니터하므로서 본 실시예에 의해 입증된 바와같이 유기기질 및/또는 무기 기질의 농도가 각각 2Ks수준이하로 떨어지는 순간을 빨리 정확하게 확인하는 것이 가능하다. 이들 각각의 대사적으로 중요한 2Ks농도 값 이하로 특정기질의 소모를 검출하는 것은 종종 미생물 군집 또는 이들 환경의 조건의 중요한 변화 또는 활성 미생물 함유 샘플의 대사 패턴 변화 및/또는 습성 변화를 나타낸다.By monitoring the relative levels of BOCR and pHPR in accordance with the present invention, it is possible to quickly and accurately identify the moment when the concentrations of organic substrates and / or inorganic substrates fall below the 2K s level, respectively, as demonstrated by this example. Detecting the consumption of specific substrates below their respective metabolically significant 2K s concentration values often indicates significant changes in microbial community or conditions of these environments or changes in metabolic patterns and / or habits of active microbial containing samples.

다양한 조절 단계가 특정 처리에 좌우되는 응답으로 취해질 수 있다. 예를들면, 미생물 군에서 특정 기질의 소모가 신진대사 변화를 나타내므로서 소정의 2차 대사산물 생성이 일어나고 따라서 처리가 분리, 수집 및/또는 정화단계로 진행해야 한다는 것을 나타낸다. 유사하게, 기질의 특정 단계 공급 프로토콜을 미생물 군에 유지시키는 것이 목적인 생물학적 처리에서 2Ks농도 이하로의 기질의 소모를 검출하는 능력을 기질 첨가가 기질 농도를 2Ks이상으로 증가시킬 때 기질공급의 증가 또는 감소를 결정하는 것을 나타내는데 사용될 수 있다.Various adjustment steps may be taken in response that depend on the specific treatment. For example, the consumption of certain substrates in microbial populations indicates metabolic changes, indicating that some secondary metabolite production occurs and therefore the treatment should proceed to the separation, collection and / or purification steps. Similarly, the ability to detect the consumption of substrates below 2K s concentration in biological treatments aimed at maintaining a particular stage feeding protocol of the substrate in the microbial population may result in substrate feeding when substrate addition increases substrate concentration above 2K s . Can be used to indicate determining an increase or decrease.

실시예 1은 용해가능한 암모니아와 탄소성 유기물의 감소와 같이 생물학적 메카니즘을 통해 특정 무기 및 유기기질을 감소시키는 것이 목적인 경우의 호기성 생물학적 폐수 정화를 포함한다. 따라서, 다양한 조절단계는 2Ks농도가 많은 기질에 대해 표적으로하는 낮은 농도 수준이하일 때 이의 2Ks농도 이하의 하나 이상의 이들 기질의 소모에 대한 반응으로 이루어질 수 있다. 예를들면, 유기와 무기(암모니아) 기질이 각각 2Ks농도값 이하인 것으로 발견된다면 폐수 처리 과정에 걸쳐 유속은 증가하고 이에 의해 처리 시설의 능력이 증가될 수 있다. 유기와 무기 기질 모두 각각 2Ks농도값 이상인 것으로 발견된다면 폐수 처리 과정에 걸쳐 유속이 감소 될 수 있다. 암모니아 기질이 2Ks이하이지만 유기기질이 2Ks이상일 때 배치의 폭기가 질화 요구가 감소되기 때문에 감소될 수 있다. 마지막으로, 유기 기질이 2Ks이하이고 암모니아 기질이 2Ks이상이라면 폭기는 보다 좋은 질화 조건을 만들기 위해 증가될 수 있다.Example 1 includes aerobic biological wastewater purification where the purpose is to reduce certain inorganic and organic substrates through biological mechanisms such as reducing soluble ammonia and carbonaceous organics. Thus, various control steps may be performed in response to the consumption of one or more of these substrates below its 2K s or less when the concentration of the low concentration level targeted for many substrates 2K s concentration. For example, if organic and inorganic (ammonia) substrates are found to be below the 2K s concentration value, respectively, the flow rate may increase over the wastewater treatment process, thereby increasing the capacity of the treatment plant. If both organic and inorganic substrates are found to be above the 2K s concentration value, the flow rate may be reduced throughout the wastewater treatment. When the ammonia substrate is below 2K s but the organic substrate is above 2K s, the aeration of the batch can be reduced because of the reduced need for nitriding. Finally, if the organic substrate is below 2K s and the ammonia substrate is above 2K s, the aeration can be increased to create better nitriding conditions.

실시예 2Example 2

실시예 2에서, 혼합된 액체 샘플을 실시예 1에 기술된 바와같이 같은 방법으로 분리했다. 혼합된 액체 샘플에 대한 연속적인 폭기를 샘플이 분리를 유지하는 기간에 걸쳐 유지시켰다. 폭기 속도는 샘플에서 용존 산소 농도 수준이 생물학적 탄소성 영양물과 암모니아 제거를 위해 요구되는 임계 값보다 크도록 선택했다. 산소 농도와 pH변화를 도 11에 도시된 바와같이 용존 산소 프로브와 pH 프로브로 모니터했다.In Example 2, the mixed liquid sample was separated in the same manner as described in Example 1. Continuous aeration for the mixed liquid sample was maintained over a period of time during which the sample maintained separation. The aeration rate was chosen such that the dissolved oxygen concentration level in the sample was greater than the threshold required for biological carbonaceous nutrients and ammonia removal. Oxygen concentrations and pH changes were monitored with dissolved oxygen probes and pH probes as shown in FIG. 11.

소량의 혼합된 액체를 분리된 샘플로부터 주기적으로 회수하여 암모니아 농도를 분석했다. 도 12는 샘플이 분리되는 전체 폭기 기간동안 pH와 암모니아 농도변화를 도시한 것이다. 질화의 종료 (암모니아 농도가 검출 수준 즉 0.1ppm 보다 낮은)는 pH값의 느린증가에 의해 이루어졌다.A small amount of mixed liquid was periodically withdrawn from the separated sample to analyze the ammonia concentration. 12 shows changes in pH and ammonia concentration during the entire aeration period during which samples are separated. Termination of nitriding (ammonia concentration below detection level ie 0.1 ppm) was achieved by slow increase in pH value.

시간에 대한 pH의 도함수인 d(pH)/dt를 플롯하고 도 12에 도시했다. 암모니아 농도가 0에 접근할 때 d(pH)/dt의 값은 제 2의 0지점을 통과했다. 제 2의 0지점에서와 같이 d(pH)/dt의 특징은 d(pH)/dt가 음의 값에서 0으로 변화하는 지점으로서도 언급될 수 있다. 이 지점에 해당하는 시간은 혼합된 액체의 질화 완료시간 또는 NT로 정의된다. 실시예 2에서 도 12에 도시된 바와같이 NT는 약 75분으로 측정된다. 실시예 2에서 d(pH)/dt 측정은 실시예 1에서와 다르다. 실시예 1에서는 d(pH)/dt를 비폭기 기간동안 측정한 반면에 실시예 2에서는 d(pH)/dt를 연속적인 폭기와 함께 측정했다. 혼합된 액체로부터 CO2의 연속적인 제거 때문에 pH 측정에서 pH감소를 나타내는 것이 가능하다. 따라서, pHPR이 때때로 음의값이다.D (pH) / dt, the derivative of pH over time, was plotted and shown in FIG. 12. When the ammonia concentration approached zero, the value of d (pH) / dt passed through the second zero point. As with the second point zero, the characteristic of d (pH) / dt can also be referred to as the point at which d (pH) / dt changes from a negative value to zero. The time corresponding to this point is defined as the nitriding completion time or NT of the mixed liquid. In Example 2, NT is measured at about 75 minutes as shown in FIG. 12. The d (pH) / dt measurement in Example 2 is different from that in Example 1. In Example 1 d (pH) / dt was measured during the non-aeration period, while in Example 2 d (pH) / dt was measured with continuous aeration. It is possible to show a pH reduction in the pH measurement because of the continuous removal of CO 2 from the mixed liquid. Thus, pHPR is sometimes negative.

도 13은 같은 샘플의 용존 산소 프로파일과 이의 도함수 d(DO)/dt를 도시하고 있다. 암모니아가 소비됨에 따라 DO의 제 1도함수 d(DO)/dt의 값은 크게 증가하기 시작했다. DO로부터 측정된 질화 시간(NT)값도 약 75분 이었다.FIG. 13 shows the dissolved oxygen profile of the same sample and its derivative d (DO) / dt. As ammonia was consumed, the value of DO's first derivative d (DO) / dt began to increase significantly. The nitride time (NT) value measured from DO was also about 75 minutes.

생물학적 질화 과정의 조절에 있어서 NT측정의 실제적인 적용이 하기에 기술된다. 생물학적 질화 처리가 발생하는 생물반응기 또는 일련의 생물 반응기들에 샘플링 장치가 생물 반응기 처음 부분 또는 일렬 중에 제 1생물반응기의 앞에 장치된다. 측정된 NT는 현재 생물량 농도와 암모니아 적재량에서 질화를 완료하기 위한 시간인 NT가 걸릴 것이라는 것을 나타낸다.The practical application of NT measurements in the regulation of biological nitriding processes is described below. In a bioreactor or series of bioreactors in which a biological nitriding treatment takes place, a sampling device is installed in front of the first bioreactor during the first portion or line of the bioreactor. The measured NT indicates that NT will take time to complete nitrification at the current biomass concentration and ammonia loading.

생물 반응기 또는 일련의 생물반응기에 있는 혼합된 액체의 유압 유지 시간(HRT)은 혼합된 액체의 유속과 흐름 패턴 및 생물 반응기 또는 일련의 생물 반응기의 배치를 고려함으로서 계산된다. NT를 혼합된 액체의 유압 유지 시간과 비교한다. 적당한 질화 과정이 매일 작업에서 비교할만한 값의 NT와 HRT를 갖는다. NT가 HRT 보다 매우 작을 때 질화는 주어진 HRT 보다 먼저 생물반응기 또는 일련의 생물 반응기에서 종료하는데 이는 공정이 여분의 질화 능력을 갖는다는 것을 의미한다. 다른 오염물이 암모니아가 완전히 질화되기 전에 제거되는 경우 NT검출은 폐수처리 공정의 종료를 나타낸다. 이는 그 공정이 같은 작업 조건하에서 주어진 탱크설비부피로 보다 많은 폐수를 처리할 수 있거나 그 공정이 작업시 탱크 부피를 감소시키고 작동 비용을 약간 절감할 수 있다는 것을 나타낸다.The hydraulic holding time (HRT) of the mixed liquid in the bioreactor or series of bioreactors is calculated by considering the flow rate and flow pattern of the mixed liquid and the placement of the bioreactor or series of bioreactors. NT is compared to the hydraulic hold time of the mixed liquid. Moderate nitriding processes have comparable values of NT and HRT in daily operations. When NT is much smaller than HRT, nitriding terminates in a bioreactor or series of bioreactors before a given HRT, meaning that the process has extra nitriding capacity. NT detection indicates the end of the wastewater treatment process if other contaminants are removed before the ammonia is completely nitrified. This indicates that the process can treat more wastewater with a given tank plant volume under the same operating conditions, or the process can reduce tank volume and slightly reduce operating costs in operation.

한편, NT가 HRT 보다 길다면 암모니아 농도는 0보다 크지만 유출 한계점 보다 반드시 높지는 않다. 공장 배출물질을 보장하기 위해 생물반응기에 대한 폭기 속도 및/또는 혼합된 액체 농도가 증가한다. NT가 연장된 기간동안 HRT보다 클 경우 이는 공정이 암모니아 제거와 관련하여 과부하되고 처리 설비가 주어진 량의 폐수를 처리하기 위해 쉽게 확장될 것이다.On the other hand, if NT is longer than HRT, the ammonia concentration is greater than zero but not necessarily higher than the runoff threshold. The aeration rate and / or the mixed liquid concentration for the bioreactor is increased to ensure plant emissions. If NT is greater than HRT for an extended period, this will overload the process with regard to ammonia removal and the treatment plant will easily scale up to treat a given amount of wastewater.

일반적으로 NT와 HRT를 비교하므로서 공정의 질화 능력, 생물반응기 또는 일련의 생물반응기에 대해 요구되는 폭기속도 및 생물반응기로부터 폐기물 성질과 같은 정보가 측정되어 질화 공정의 조절을 위한 설비작업자에게 보내진다.In general, comparing NT and HRT, information such as the nitriding capacity of the process, the aeration rate required for the bioreactor or series of bioreactors, and the waste properties from the bioreactor are measured and sent to the plant operator for control of the nitriding process.

본 발명은 제한 되지는 않지만 폐수 정화(도시, 산업 등), 약제학적/생물기술학 제조, 양조, 발효 또는 미생물의 순수하거나 혼합된 군을 포함하는 다른 과정을 포함하는 어떤 종류의 미생물 처리에도 제공될 수 있다.The present invention is not intended to be limited to any type of microbial treatment, including but not limited to wastewater purification (city, industry, etc.), pharmaceutical / biotechnical manufacturing, brewing, fermentation or other processes involving a pure or mixed group of microorganisms. Can be.

Claims (35)

a) 유체 공급원으로부터 유체 샘플을 분리하고 ;a) separating the fluid sample from the fluid source; b) 선택된 시간 간격으로 상기 유체 샘플의 pH를 측정하고 ;b) measuring the pH of the fluid sample at selected time intervals; c) pH변화를 분석하여 상기 샘플에 대한 pH 변화율을 측정하고 ;c) analyzing the pH change to determine the rate of change of pH for the sample; d) 상기 pH측정과 거의 동시에 선택된 시간 간격으로 상기 유체 샘플의 용존 산소량을 측정하고 ;d) measuring the dissolved oxygen amount of the fluid sample at a selected time interval approximately simultaneously with the pH measurement; e) 용존 산소 변화를 분석하여 상기 샘플에 대한 생물학적 산소 소비율을 측정하는 것을 포함하는 미생물 군을 갖는 유체 공급원에서 미생물학적 처리 과정을 모니터하는 방법.e) A method of monitoring microbiological processing in a fluid source having a microbial population comprising analyzing dissolved oxygen changes to determine biological oxygen consumption rates for the sample. 제 1항에 있어서, pH변화를 분석하여 상기 pH 변화율을 측정하는 것이 하기 식에 의해 수행되는 방법.The method of claim 1, wherein analyzing the pH change to measure the rate of change of pH is performed by the following equation. pHPR=(dpH)/(dt)pHPR = (dpH) / (dt) 여기에서, pHPR은 상기 pH변화율이고, dpH는 pH변화, 그리고 dt는 시간 변화이며 dpH와 dt는 모두 0에 접근한다.Here, pHPR is the pH change rate, dpH is the pH change, and dt is the time change, and both dpH and dt approach zero. 제 1항에 있어서, pH와 용존 산소의 측정이 사실상 계속적인 방법.The method of claim 1, wherein the measurement of pH and dissolved oxygen is substantially continuous. 제 1항에 있어서, DO변화를 분석하여 생물학적 산소 소비율을 측정하는 것이 하기식에 의해 수행되는 방법The method according to claim 1, wherein the analysis of DO change to measure biological oxygen consumption rate is performed by the following equation. BOCR=(dDO)/(dt)BOCR = (dDO) / (dt) 여기에서 BOCR은 상기 생물학적 소비율이고, dDO는 용존 산소 변화, 그리고 dt는 시간 변화이며 dDO와 dt는 모두 0에 접근 한다.Where BOCR is the biological consumption rate, dDO is the dissolved oxygen change, and dt is the time change and both dDO and dt approach zero. 제 1항에 있어서, 선택된 시간 간격으로 b)단계부터 e)단계를 반복하고, 이미 측정된 pH변화율과 생물학적 산소 소비율과 새로 측정된 pH변화율과 생물학적 산소 소비율을 비교하는 것을 더 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising repeating steps b) through e) at selected time intervals, and comparing the previously measured pH change rate and biological oxygen consumption rate with the newly measured pH change rate and biological oxygen consumption rate. 제 5항에 있어서, 이미 측정된 pH 변화율 및 생물학적 산소 소비율을 상기 새롭게 측정된 pH변화율 및 생물학적 산소 소비율을 비교하는 것이 상기 유체 공급원의 유기 및 무기화합물의 수준이 각각의 2Ks농도보다 크거나 적은지 측정하는 것인 방법.6. The method of claim 5, wherein comparing the previously measured pH change rate and biological oxygen consumption rate with the newly measured pH change rate and biological oxygen consumption rate indicates that the level of organic and inorganic compounds in the fluid source is greater or less than each 2K s concentration. To measure. 제 1항에 있어서, 만약 있다면 상기 pH변화율 및/또는 상기 생물학적 산소 조절율의 변화에 대한 응답으로 조절 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising performing a conditioning step in response to a change in the rate of pH change and / or the rate of biological oxygen control, if any. 제 7항에 있어서, 상기 유체 공급원이 폭기되고 유체 공급원 처리 흐름을 가지며, 상기 조절단계는 상기 유체 공급원의 폭기를 증가시키고, 상기 유체 공급원의 폭기를 감소시키고, 상기 유체 공급원 처리 흐름을 증가시키며, 상기 유체 공급원 처리흐름을 감소시키는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 최소한 하나의 처리인 방법.8. The method of claim 7, wherein the fluid source is aerated and has a fluid source treatment flow, wherein the adjusting step increases the aeration of the fluid source, reduces the aeration of the fluid source, increases the fluid source treatment flow, At least one treatment selected from the group consisting of reducing the fluid source treatment flow. 제 7항에 있어서, 기질 첨가의 공급 프로토콜이 상기 미생물 군에 대해 존재하고 상기 조절 단계가 상기 기질 첨가를 다양화 하는 것을 포함하는 방법.8. The method of claim 7, wherein a feeding protocol for substrate addition is present for the microbial population and the controlling step comprises diversifying the substrate addition. 제 7항에 있어서, 상기 미생물학적 처리가 소정의 대사산물을 생성하고 상기 조절단계가 상기 유체 공급원으로부터 상기 대사 산물의 분리, 상기 대사산물의 수집 및 상기 대사산물의 정화로 이루어진 그룹으로부터 선택된 최소한 하나의 단계인 방법.8. The method of claim 7, wherein said microbiological treatment produces a desired metabolite and wherein said conditioning step comprises at least one selected from the group consisting of separation of said metabolite from said fluid source, collection of said metabolite and purification of said metabolite. How to be a step. 제 1항에 있어서, 상기 유체 샘플의 분리 단계가 원위치에서 수행되는 방법.The method of claim 1 wherein the step of separating the fluid sample is performed in situ. 제 1항에 있어서, pH와 용존 산소량을 측정하는 단계전에 유체 샘플이 소정의 용존 산소 함량을 함유하는 방법.The method of claim 1, wherein the fluid sample contains a predetermined dissolved oxygen content prior to measuring the pH and dissolved oxygen amount. 제 1항에 있어서, 상기 유체 샘플이 상기 유체 샘플 챔버에서 분리되는데 이 유체 샘플 챔버가 유체 샘플에 공기 및/또는 산소를 공급할 수 있는 통풍기 및 샘플 교반기를 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein the fluid sample is separated from the fluid sample chamber, the fluid sample chamber comprising a ventilator and a sample stirrer capable of supplying air and / or oxygen to the fluid sample. 제 13항에 있어서, 상기 샘플이 상기 샘플용기에 분리되고, 상기 샘플의 용존 산소 및 pH가 상기 샘플이 계속적으로 교반되는 동안 연속적으로 측정되는 전체 기간동안 상기 통풍기로 상기 유체 샘플을 폭기하는 것을 더 포함하는 방법.14. The method of claim 13, wherein the sample is separated into the sample container and the sample is further aerated with the fluid sample for the entire period of time during which the dissolved oxygen and pH of the sample are continuously measured while the sample is continuously stirred. How to include. 제 13항에 있어서, 상기 유체 샘플의 pH와 용존 산소량을 측정하기 전에 상기 유체 샘플이 소정의 수준포화의 용존 산소를 함유할 때까지 상기 통풍기로 상기 유체 샘플을 폭기하고, 상기 유체 샘플의 pH와 용존 산소량을 측정하는 단계 중에 주기적으로 또한 연속적으로 상기 교반기로 샘플을 교반하는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 13, wherein the fluid sample is aerated into the ventilator until the fluid sample contains a predetermined level of dissolved oxygen prior to measuring the pH and dissolved oxygen amount of the fluid sample, Stirring the sample with the stirrer periodically and continuously during the step of measuring the amount of dissolved oxygen. 제 1항에 있어서, 폐수정화, 약제학적 제조 및 양조로 이루어진 그룹으로부터 선택된 미생물학적 처리에 적용되는 방법.The method of claim 1 which is applied to a microbiological treatment selected from the group consisting of wastewater purification, pharmaceutical preparation and brewing. a) 유체 공급원으로부터 유체 샘플을 분리하고 ;a) separating the fluid sample from the fluid source; b) 선택된 시간 간격으로 상기 유체 샘플의 pH를 측정하고 ;b) measuring the pH of the fluid sample at selected time intervals; c) pH변화를 분석하여 상기 샘플의 pH생성율을 측정하고 ;c) analyzing the pH change to measure the pH production rate of the sample; d) 상기 pH 생성물이 1) 음의 값에서 0으로 변화하거나 및/또는 2) 제 2시간동안 0으로 변할 때 측정하며 ;d) the pH product is measured when 1) changes from negative to zero and / or 2) changes to zero for a second time; e) 상기 측정으로부터의 결과를 표시하는 것을 포함하는 미생물 군을 갖는 유체 공급원에서의 미생물학적 처리를 모니터하는 방법.e) monitoring the microbiological treatment at a fluid source having a microbial population comprising displaying the results from said measurement. 제 17항에 있어서, pH변화를 분석하여 상기 pH 변화율을 측정하는 것이 하기 식에 의해 수행되는 방법.18. The method of claim 17, wherein measuring the change in pH by analyzing the change in pH is performed by the following formula. pHPR=(dpH)/(dt)pHPR = (dpH) / (dt) 여기에서, pHPR은 상기 pH변화율이고, dpH는 pH변화, 그리고 dt는 시간 변화이며 dpH와 dt는 모두 0에 접근한다.Here, pHPR is the pH change rate, dpH is the pH change, and dt is the time change, and both dpH and dt approach zero. 제 17항에 있어서, pH와 용존 산소의 측정이 사실상 계속적인 방법.18. The method of claim 17, wherein the measurement of pH and dissolved oxygen is substantially continuous. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, f) 상기 pH측정과 거의 동시에 선택된 시간 간격으로 상기 유체 샘플의 용존 산소량을 측정하고 ;f) measuring the amount of dissolved oxygen in the fluid sample at a selected time interval approximately simultaneously with the pH measurement; g) 용존 산소 변화를 분석하여 상기 샘플에 대한 생물학적 산소 소비율을 측정하는 것을 더 포함하는 방법.g) analyzing the dissolved oxygen change to determine the biological oxygen consumption rate for the sample. 제 19항에 있어서, DO변화를 분석하여 생물학적 산소 소비율을 측정하는 것이 하기식에 의해 수행되는 방법20. The method of claim 19, wherein analyzing the DO change to determine biological oxygen consumption rate is performed by the formula BOCR=(dDO)/(dt)BOCR = (dDO) / (dt) 여기에서 BOCR은 상기 생물학적 소비율이고, dDO는 용존 산소 변화, 그리고 dt는 시간 변화이며 dDO와 dt는 모두 0에 접근 한다.Where BOCR is the biological consumption rate, dDO is the dissolved oxygen change, and dt is the time change and both dDO and dt approach zero. 제 17항에 있어서, 선택된 시간 간격으로 a)부터 e)단계를 반복하고, 이미 측정된 pH생성율과 새로 측정된 pH 생성율을 비교하는 것을 더 포함하는 방법.18. The method of claim 17, further comprising repeating steps a) through e) at selected time intervals and comparing the newly measured pH production rate with the newly measured pH production rate. 제 20항에 있어서, 선택된 시간 간격으로 a)부터 e)단계를 반복하고, 이미 측정된 pH 생성율 및 생물학적 산소 소비율을 새롭게 측정된 pH 생성율 및 생물학적 산소 소비율과 비교하는 것을 더 포함하는 방법.21. The method of claim 20, further comprising repeating steps a) through e) at selected time intervals and comparing the already measured pH production rate and biological oxygen consumption rate with the newly measured pH production rate and biological oxygen consumption rate. 제 17항에 있어서, 상기 pH 생성율 변화에 대한 응답으로 조절 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.18. The method of claim 17, further comprising performing a step of adjusting in response to the change in pH production rate. 제 24항에 있어서, 상기 유체 공급원이 폭기되고 유체 공급원 처리 흐름을 가지며, 상기 조절단계는 상기 유체 공급원의 폭기를 증가시키고, 상기 유체 공급원의 폭기를 감소시키고, 상기 유체 공급원 처리 흐름을 증가시키며, 상기 유체 공급원 처리흐름을 감소시키는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 최소한 하나의 처리인 방법.25. The method of claim 24, wherein the fluid source is aerated and has a fluid source treatment flow, wherein the adjusting step increases the aeration of the fluid source, reduces the aeration of the fluid source, increases the fluid source treatment flow, At least one treatment selected from the group consisting of reducing the fluid source treatment flow. 제 24항에 있어서, 상기 조절 단계가 샘플분리와 상기 음의 값에서 0으로 및/또는 제 2시간동안 0으로 변화하는 pH생성율 사이의 경과된 시간에 따라 질화 시간을 측정하고, 상기 유체 공급원에서 유압 유지 시간을 측정하며, 상기 유압 유지 시간에 대한 상기 질화 시간을 비교하는 것을 포함하는 방법.25. The method according to claim 24, wherein said adjusting step measures nitriding time according to the elapsed time between sample separation and pH production rate that varies from said negative value to zero and / or to zero for a second time, and at said fluid source Measuring a hydraulic hold time and comparing the nitriding time to the hydraulic hold time. 제 26항에 있어서, 상기 조절단계가 유체 공급원에 유체 투입율을 증가시키거나 상기 질화 시간이 상기 유압 유지 시간보다 적을 때 유체 공급원에 대한 폭기 속도를 감소시키거나 또는 상기 질화 시간이 상기 유압 유지 시간 보다 클 때 유체 공급원의 폭기 속도를 증가시키는 것을 포함하는 방법.27. The method of claim 26, wherein the adjusting step increases the fluid input rate to the fluid source or reduces the aeration rate for the fluid source when the nitriding time is less than the hydraulic holding time or the nitriding time is the hydraulic holding time. Increasing the aeration rate of the fluid source when greater. 제 17항에 있어서, 상기 유체 샘플의 분리 단계가 원위치에서 수행되는 방법.18. The method of claim 17, wherein the step of separating the fluid sample is performed in situ. 제 17항에 있어서, pH와 용존 산소량을 측정하는 상기 단계 전에 유체 샘플이 0-100% 포화의 용존 산소함량을 함유하는 방법.18. The method of claim 17, wherein the fluid sample contains dissolved oxygen content of 0-100% saturation prior to said step of measuring pH and dissolved oxygen content. 제 17항에 있어서, 상기 유체 샘플이 상기 유체 샘플 챔버에서 분리되는데 이 유체 샘플 챔버가 유체 샘플에 공기 및/또는 산소를 공급할 수 있는 통풍기 및 샘플 교반기를 포함하는 방법.18. The method of claim 17, wherein the fluid sample is separated from the fluid sample chamber, the fluid sample chamber comprising a ventilator and a sample stirrer capable of supplying air and / or oxygen to the fluid sample. 제 30항에 있어서, 상기 유체 샘플의 pH를 측정하는 단계 전에 한계에 의해 샘플이 분리될 때 유체샘플이 샘플의 DO수준보다 큰 수준의 용존 산소를 함유할 때까지 상기 통풍기로 상기 유체 샘플에 폭기하고, 상기 유체 샘플의 pH를 측정하는 단계중에 주기적으로 상기 교반기로 상기 샘플을 교반하는 단계를 포함하는 방법.33. The method of claim 30, wherein when the sample is separated by a limit prior to measuring the pH of the fluid sample, the aeration of the fluid sample with the ventilator is carried out until the fluid sample contains a level of dissolved oxygen greater than the DO level of the sample. And periodically stirring the sample with the stirrer during the step of measuring the pH of the fluid sample. 제 17항에 있어서, 폐수정화, 약제학적 제조 및 양조로 이루어진 그룹으로부터 선택된 미생물학적 처리에 적용되는 방법.18. The method according to claim 17, which is applied to a microbiological treatment selected from the group consisting of wastewater purification, pharmaceutical preparation and brewing. 제 32항에 있어서, 상기 샘플이 상기 샘플용기에 분리되고, 상기 샘플의 용존 산소 및 pH가 상기 샘플이 계속적으로 교반되는 동안 연속적으로 측정되는 전체 기간동안 상기 통풍기로 상기 유체 샘플을 폭기하는 것을 더 포함하는 방법.33. The method of claim 32, further comprising separating the sample into the sample container and aeration of the fluid sample into the ventilator for an entire period of time during which the dissolved oxygen and pH of the sample are continuously measured while the sample is continuously stirred. How to include. 제 17항에 있어서, 거의 계속적으로 상기 유체 샘플을 폭기하는 것을 더 포함하는 방법.18. The method of claim 17, further comprising aeration of said fluid sample almost continuously. a) 유체 공급원으로부터 유체 샘플을 분리하고 ;a) separating the fluid sample from the fluid source; b) 선택된 시간 간격으로 상기 유체 샘플의 pH를 측정하고 ;b) measuring the pH of the fluid sample at selected time intervals; c) pH변화를 분석하여 상기 샘플에 대한 pH 생성율을 측정하고 ;c) analyzing the pH change to determine the pH production rate for the sample; d) 상기 pH 생성율이 1) 음의 값에서 0으로 변화하고 및/또는 2) 제 2시간 동안 0으로 변할 때 측정하고 ;d) the pH production rate is measured when 1) changes from negative to zero and / or 2) changes to zero for a second time; e) pH 생성율 변화에 대한 응답으로 조절단계를 수행하는 것을 포함하며 ;e) performing a conditioning step in response to a change in pH production rate; 상기 조절단계가,The adjusting step, f) 샘플 분리와 음의 값에서 0으로 변하고 및/또는 제 2시간 동안 0으로 변하는 pH 생성율 사이의 경과시간에 따른 질화시간을 측정하고 ;f) measuring nitriding time according to elapsed time between sample separation and pH production rate that changes from a negative value to zero and / or changes to zero for a second time; g) 상기 유체 공급원의 유압 유지시간을 측정하여 상기 유압 유지시간과 상기 질화 시간을 비교하며 ;g) measuring the hydraulic holding time of the fluid supply source and comparing the hydraulic holding time with the nitriding time; h) 유체 공급원에 유체 투입율을 증가시키거나, 상기 질화시간이 상기 유압 유지시간보다 적을 때 유체 공급원의 폭기속도를 감소시키거나 상기 질화 시간이 상기 유압 유지시간보다 클 경우 유체 공급원의 폭기속도를 증가하는 것을 포함하는, 미생물 군을 갖는 유체 공급원의 미생물학적 처리를 모니터하고 조절하는 방법.h) Increase the fluid input rate to the fluid source, or reduce the aeration rate of the fluid source when the nitriding time is less than the hydraulic holding time, or increase the aeration rate of the fluid source when the nitriding time is greater than the hydraulic holding time. A method of monitoring and controlling microbiological treatment of a fluid source having a population of microorganisms comprising increasing.
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