KR20110065324A - Bioelectrochemical method for anaerobic oxidation of ammonia and nitrogen removal - Google Patents

Bioelectrochemical method for anaerobic oxidation of ammonia and nitrogen removal Download PDF

Info

Publication number
KR20110065324A
KR20110065324A KR1020100111857A KR20100111857A KR20110065324A KR 20110065324 A KR20110065324 A KR 20110065324A KR 1020100111857 A KR1020100111857 A KR 1020100111857A KR 20100111857 A KR20100111857 A KR 20100111857A KR 20110065324 A KR20110065324 A KR 20110065324A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nitrogen
water
anode
cathode
anaerobic
Prior art date
Application number
KR1020100111857A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101181867B1 (en
Inventor
송영채
우정희
유규선
임현진
김대섭
Original Assignee
한국해양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양대학교 산학협력단 filed Critical 한국해양대학교 산학협력단
Publication of KR20110065324A publication Critical patent/KR20110065324A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101181867B1 publication Critical patent/KR101181867B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/005Combined electrochemical biological processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • C02F3/284Anaerobic digestion processes using anaerobic baffled reactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/16Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C02F2101/163Nitrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/16Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C02F2101/166Nitrites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/38Organic compounds containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/46115Electrolytic cell with membranes or diaphragms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4612Controlling or monitoring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06Controlling or monitoring parameters in water treatment pH

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method for eliminating bioelectrochemisty anaerobic nitrogen oxidation and nitrogen is provided to process subsurface water including nitrogen and to require no oxygenation required for the nitrification. CONSTITUTION: The method for eliminating bioelectrochemisty anaerobic nitrogen oxidation and nitrogen includes the steps of: spatially separating the cathode(1) and the anode(2) for eliminating the nitrogen from processing water in which the nitrogen is included; installing the cathode in the underwater of the negative pole reaction unit(5) for the microbial fuel battery; installing anode in the middle or the water surface; anaerobic nitrifying bacteria attaching and growing in the surface of the negative pole reaction unit for the microbial fuel battery. In the surface of anode, the autotrophic denitrification bacteria is attached and grows. The reducing catalyst is attached. The cathode and anode are connected to the conducting(3) with the outside direct current electricity source(4).

Description

생물전기화학적 혐기성 질소산화 및 질소제거 방법{Bioelectrochemical method for anaerobic oxidation of ammonia and nitrogen removal}Bioelectrochemical method for anaerobic oxidation of ammonia and nitrogen removal

본 발명은 생물전기화학적 방법을 이용하여 수중의 질소를 제거하는 방법에 관한 것으로서, 혐기성 질소산화균 및 독립영양 탈질균 등의 질소환원균을 이용하여 음극 즉 산화전극을 전자수용체로 이용하고, 양극 즉 환원 전극을 전자공여체로서 이용하도록 하여, 지하수, 하천수, 하폐수 등에 함유되어 있는 유기질소, 암모니아성 질소, 아질산성 질소 및 질산성 질소 등의 다양한 형태의 질소를 생물전기화학적 방법을 이용하여 제거하기 위한 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for removing nitrogen in water using a bioelectrochemical method, by using a nitrogen reducing bacterium such as anaerobic nitrogen oxidizing bacteria and autotrophic denitrification bacteria using an anode, ie, an anode as an electron acceptor, and an anode. That is, the reduction electrode is used as an electron donor to remove various types of nitrogen such as organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen contained in groundwater, river water, and wastewater by using a bioelectrochemical method. It is about a method.

통상 수중에 존재하는 질소를 생물학적으로 제거하는 방법은 질산화-탈질법이다. 질산화란 유기질소 및 암모니아성 질소를 호기성조건에서 독립영양균인 니트로소모나스(Nitrosomonas) 및 니트로박터(Nitrobacter) 속의 질산화균을 이용하여 아래 수학식 1에서와 같이 아질산성 질소 및 질산성 질소로 산화시키는 반응을 말한다.
Usually, the method of biologically removing nitrogen present in water is nitrification-denitrification. Oxidized nitrates were oxidized to nitrous and nitrate nitrogen as shown in Equation 1 below by using nitrifying bacteria in nitrosomonas and nitrobacter, which are independent nutrients under aerobic conditions. Say the reaction to make.

Figure pat00001
Figure pat00001

탈질이란 종속영양탈질균을 이용하여 아래 수학식 2에서와 같이 무산소 조건에서 아질산성 질소 및 질산성 질소를 질소가스로 환원시켜 제거하는 방법을 말한다.Denitrification refers to a method of removing nitrous nitrogen and nitrate nitrogen by nitrogen gas under anoxic conditions as shown in Equation 2 below using heterotrophic denitrification bacteria.

Figure pat00002
Figure pat00002

질산화공정은 통상 7.1g as CaCO3/g NH4 +-N 및 4.6g O2/g NH4 +-N의 비율로 알카리도와 산소를 필요로 하며, 탈질공정은 용존산소와 아질산염의 구성비에 따라 달라 차이가 있지만 이론적으로 전자공여체로 6.2g COD/g NO3-N의 비율로 유기탄소원을 필요로 한다. The nitrification process usually requires alkali and oxygen in the ratio of 7.1g as CaCO 3 / g NH 4 + -N and 4.6g O 2 / g NH 4 + -N, and the denitrification process depends on the composition ratio of dissolved oxygen and nitrite. Although different, they theoretically require an organic carbon source at the rate of 6.2g COD / g NO 3 -N as an electron donor.

질산화-탈질법의 효율성을 살펴보기 위하여 암모니아성 질소가 질산성 질소로 산화되어 환원공정에 의해 최종 질소 가스로 변환되는 과정에서 질소의 산화수를 살펴보면 다음과 같다.In order to examine the efficiency of nitrification-denitrification, the oxidation number of nitrogen in the process of ammonia nitrogen being oxidized to nitrate nitrogen and converted to the final nitrogen gas by the reduction process is as follows.

Figure pat00003
Figure pat00003

암모니아성 질소의 산화수는 -3이며, 질산화과정에서 전자 8개를 잃고 아질산성 질소로 산화되며, 다시 전자 2개를 잃어 최종적으로 질산성 질소로 산화된다. 그러나, 질산성 질소를 질소가스로 변환시켜 물로부터 제거하기 위해서는 다시 7개의 전자를 받는 환원과정이 필요하다. 따라서, 이러한 질산화-탈질법에 의한 질소제거법은 암모니아를 질산성 질소로 산화시키기 위하여 총 10개의 전자를 제거한 뒤 질산성질소를 질소가스로 환원시키기 위하여 다시 7개의 전자를 공급하여야 하기 때문에 비효율적이며 비용이 많이 소요되는 방법이다. The oxidation number of ammonia nitrogen is -3, and in the nitrification process, 8 electrons are lost and oxidized to nitrite nitrogen, and 2 electrons are lost and finally oxidized to nitrate nitrogen. However, in order to convert nitrate nitrogen to nitrogen gas and remove it from water, a reduction process of receiving seven electrons is required. Therefore, the nitrogen removal method using the nitrification-denitrification method is inefficient and costly because it needs to remove a total of 10 electrons to oxidize ammonia to nitrate nitrogen and then supply 7 electrons to reduce nitrate nitrogen to nitrogen gas. This is how it takes a lot.

최근에는 보다 경제적인 질소제거방법으로 암모니아성 질소를 호기성상태에서 아질산성질소로 산화시킨 뒤 외부탄소원을 이용하여 탈질시키는 단축질소제거법이 연구되고 있으며, 이 경우 질산화에 필요한 산소를 약 25%, 탈질에 필요한 탄소원을 약 40% 절약할 수 있는 것으로 알려지고 있다(Jianlong 등, 2004). 그러나, 이 기술은 아질산염이 빠르게 질산염으로 산화되는 성질이 있어 아질산염의 축적이 특별한 환경조건에서만 이루어진다는 단점 때문에 범용화가 어려운 단점이 있다.Recently, as a more economical nitrogen removal method, a uniaxial nitrogen removal method which oxidizes ammonia nitrogen to nitrite nitrogen in aerobic state and then denitrifies using an external carbon source has been studied. In this case, about 25% of oxygen required for nitrification is denitrated. It is known to save about 40% of the required carbon source (Jianlong et al., 2004). However, this technique has a disadvantage that nitrite is rapidly oxidized to nitrate, so that nitrite accumulation is carried out only under special environmental conditions.

혐기성상태에서 질소를 제거하는 기술인 아나목스(ANaerobic AMMonia OXidation, ANAMMOX) 공정은 다음 수학식 3에서와 같이 암모니아성 질소를 전자공여체로 아질산성 질소를 전자수용체로 사용하기 때문에 질산화에 필요한 산소와 알카리도를 절약할 수 있고, 탈질에 필요한 유기탄소원을 절약할 수 있는 기술로서 연구되고 있다(Molinuevo 등, 2009). The anaerobic AMMonia OXidation (ANAMMOX) process, which removes nitrogen from anaerobic conditions, uses oxygen and alkalinity required for nitrification because nitrite nitrogen is used as an electron acceptor as an electron donor, as shown in Equation 3 below. It is being studied as a technology that can save and save the organic carbon source required for denitrification (Molinuevo et al., 2009).

Figure pat00004
Figure pat00004

그러나, 아나목스공정은 C/N 비가 1.0 이상인 하폐수에 적용하기 어려운 단점이 있으며, 초기운전시 아나목스 미생물을 우점화시키는데 수개월이 소요된다는 단점이 있다. However, the Anamox process has a disadvantage in that it is difficult to apply to sewage water having a C / N ratio of 1.0 or more, and takes a few months to predominate the Anamox microorganisms during the initial operation.

기존의 종속영양 탈질법보다 경제적인 질소제거 기술로서 황 등을 전자공여체로 이용하는 독립영양 탈질기술에 대한 연구결과들도 최근 보고되고 있다. 특히, 최근에는 아질산성 질소나 질산성 질소의 탈질을 위하여 유기탄소원 대신에 전극을 전자공여체로 사용하여 전극에 공급되는 전류를 탈질에 이용하는 생물전기화학적 방법들도 최근에는 연구되고 있다[한국등록특허 제10-0848331호; Ghafari 등 20080].Recently, research results on independent nutrient denitrification technology using sulfur as an electron donor as an economic nitrogen removal technology than the heterotrophic denitrification method have been reported. In particular, recently, bioelectrochemical methods for denitrifying the current supplied to the electrode by using the electrode as an electron donor instead of the organic carbon source for the denitrification of nitrite nitrogen or nitrate nitrogen have been studied. 10-0848331; Ghafari et al. 20080].

그러나, 본 발명에서와 같이 생물전기화학적 방법을 이용하여 경제적으로 수중에 존재할 수 있는 유기질소, 암모니아성 질소, 질산성 질소 및 아질산성 질소 등을 경제적인 방법으로 모두 제거하는 기술은 아직까지 보고된 바가 없다.
However, as described in the present invention, a technique for economically removing all of organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrate nitrogen, and nitrite nitrogen which may exist economically in water using bioelectrochemical methods has been reported. There is no bar.

본 발명에서는 표면에 혐기성 질산화균이 부착성장하는 음극을 전자 수용체로 하고, 호기성 양극 또는 독립영양 탈질균이 부착성장하는 무산소 양극을 전자공여체로 이용하며, 음극과 양극사이에 1200mV 이하의 전압을 유지시키는 외부직류전원 공급장치를 이용하여 음극이 설치된 수중에 존재하는 유기질소 및 암모니아성 질소를 혐기성 상태에서 산화시켜 질소가스, 아질산성 질소 및 질산성 등의 산화된 형태의 질소로 변환시키고 산화된 형태의 질소를 양극에서 질소가스로 환원시켜 수중의 질소를 제거하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In the present invention, the negative electrode to which the anaerobic nitrifying bacteria adhere and grow on the surface is used as an electron acceptor, and the aerobic positive electrode or the oxygen-free positive electrode to which the autotrophic denitrifying bacteria are attached and grows as an electron donor, and maintains a voltage of 1200 mV or less between the negative electrode and the positive electrode. By using an external direct current power supply device, the organic nitrogen and ammonia nitrogen present in the negative electrode installed water are oxidized in the anaerobic state to be converted into oxidized form nitrogen such as nitrogen gas, nitrite nitrogen and nitric acid, and the oxidized form. It is an object of the present invention to provide a method for removing nitrogen from water by reducing nitrogen from anode to nitrogen gas.

또한 본 발명은, 지하수, 하천수, 하폐수 등에 저농도 또는 고농도로 함유되어 있는 유기질소, 암모니아성 질소, 아질산성 질소 및 질산성 질소 등의 다양한 형태의 질소를 생물전기화학적으로 제거하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention also provides a method for bioelectrochemical removal of various types of nitrogen, such as organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, which are contained in low or high concentrations in groundwater, river water, and wastewater. There is a purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 일례로서 본 발명은, 수중의 질소를 생물전기화학적으로 제거하는 방법으로서, 질소가 포함된 처리수에서 질소를 제거하기 위한 음극(1)과 양극(2)이 공간적으로 분리되고, 상기 음극(1)은 혐기성질산화균이 표면에 부착 성장하는 미생물 연료 전지용 음극반응조(5)의 수중에 설치되어 구성되며, 상기 양극(2)은 독립영양탈질균이 표면에 부착 성장하거나 환원촉매가 부착된 것으로서 수중 또는 수표면에 설치되어 구성되고, 상기 음극(1)과 양극(2)은 도선(3)으로 외부직류전원(4)과 연결되어 음극(1)과 양극(2) 사이에 0 mV 이상 내지 1,200 mV 이하의 전위차가 형성되도록 구성된 생물전기화학 시스템을 이용하는 수중의 질소를 생물전기화학적으로 제거하는 방법을 특징으로 한다.As an example for achieving the above object, the present invention is a method for bioelectrochemical removal of nitrogen in water, the cathode (1) and the anode (2) for removing nitrogen from the treated water containing nitrogen spatially The negative electrode 1 is installed in the water of the negative electrode reaction tank 5 for microbial fuel cells in which anaerobic nitrification bacteria adhere to the surface, and the positive electrode 2 is attached to the surface of the autotrophic denitrification bacteria. Reduction catalyst is attached to the water or the surface is installed and configured, the negative electrode (1) and the positive electrode (2) is connected to the external DC power source (4) by the wire (3), the negative electrode (1) and the positive electrode (2) And a method of bioelectrochemically removing nitrogen in water using a bioelectrochemical system configured to form a potential difference of 0 mV or more and 1,200 mV or less therebetween.

이하 본 발명의 수중의 질소를 생물전기화학적으로 제거하는 방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of bioelectrochemically removing nitrogen in water of the present invention will be described in detail.

본 발명은 도선(3)으로 서로 연결하여 회로를 이룬 음극(1)과 양극(2)으로 이루어진 생물전기화학 시스템을 이용하여 수중에 유기질소, 암모니아성질소, 아질산성질소 및 질산성질소의 형태로 존재하는 질소를 제거하는 방법에 관한 것이다.The present invention utilizes a bioelectrochemical system consisting of a cathode (1) and an anode (2) connected to each other by a conductor (3) in the form of organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in water. The present invention relates to a method for removing nitrogen present.

이때, 본 발명의 생물전기화학 시스템은 질소가 포함된 처리수에서 질소를 제거하기 위한 음극(1)과 양극(2)이 공간적으로 분리되고, 상기 음극(1)은 혐기성질산화균이 표면에 부착 성장하는 미생물 연료 전지용 음극반응조(5)의 수중에 설치되어 구성되며, 상기 양극(2)은 독립영양탈질균이 표면에 부착 성장하거나 환원촉매가 부착된 것으로서 수중 또는 수표면에 설치되어 구성된다.In this case, in the bioelectrochemical system of the present invention, the cathode 1 and the anode 2 for removing nitrogen from the treated water containing nitrogen are spatially separated, and the cathode 1 is attached to the surface of anaerobic nitrification bacteria. It is installed in the water of the negative electrode reaction tank (5) for growing microbial fuel cells, and the positive electrode (2) is an independent nutrient denitrification is attached to the surface growth or a reducing catalyst is attached to the water or on the water surface is configured.

상기 음극(1)과 양극(2)은 도선(3)에 의하여 서로 연결되어 회로를 이루고 있으며, 도선(3)은 외부직류전원(4)과 연결되어 있어 음극(1)과 양극(2)에 전위차를 형성할 수 있다.The negative electrode 1 and the positive electrode 2 are connected to each other by a conductive wire 3 to form a circuit, and the conductive wire 3 is connected to an external DC power supply 4 to the negative electrode 1 and the positive electrode 2. Potential difference can be formed.

상기 음극(1)과 양극(2)의 공간적 분리를 위해서는 음극(1)과 양극(2) 사이에 분리막(7) 또는 수층을 설치할 수 있으며, 분리막으로 바람직하게는 양이온 선택성 분리막을 사용할 수 있다. In order to spatially separate the cathode 1 and the anode 2, a separator 7 or a water layer may be provided between the cathode 1 and the anode 2, and a cationic selective separator may be used as the separator.

상기 음극(1)은 비표면적이 큰 다공성 재질로서 미생물연료전지에서 통상적으로 사용되는 탄소재질의 음극 재료로 이루어질 수 있으며, 바람직하기로는 전도성이 좋은 흑연이나 활성탄, 탄소나노튜브로 만들어진 섬유 또는 이들 재료로 만들어진 다공성 펠트를 사용할 수 있다. 상기 음극(1)은 탄소재질의 음극재료 표면에 독립영양의 혐기성 질산화균이 부착성장된 생물막을 형성하고 있으며, 환원된 형태의 질소를 함유한 처리수의 수중에 설치하여 혐기성 상태를 유지하도록 한다. The negative electrode 1 is a porous material having a large specific surface area and may be made of a carbon material negative electrode material commonly used in microbial fuel cells. Preferably, the conductive material is made of graphite, activated carbon, carbon nanotubes, or these materials. Porous felt made of wood can be used. The negative electrode (1) forms a biofilm on which an autotrophic anaerobic nitrifier is attached and grown on the surface of the carbon material of the negative electrode material, and is installed in the water containing the reduced form nitrogen to maintain the anaerobic state. .

상기 양극(2)은 미생물연료전지에서 통상적으로 사용되는 양극 재료로 이루어질 수 있으며, 바람직하기로는 전도성과 비표면적이 큰 흑연, 활성탄 및 탄소나노튜브로 이루어진 다공성 매트를 사용할 수 있다. 양극(2)에서 진행되는 환원 반응을 촉진하기 위하여 백금, 전이금속 등의 촉매를 양극의 표면에 부착할 수 있으며, 독립영양 탈질균이 생물막 형태로 양극의 표면에 존재하도록 할 수 있다. The positive electrode 2 may be made of a positive electrode material commonly used in microbial fuel cells, and preferably, a porous mat made of graphite, activated carbon, and carbon nanotubes having high conductivity and specific surface area. A catalyst such as platinum or transition metal may be attached to the surface of the anode in order to promote the reduction reaction proceeding at the anode 2, and autotrophic denitrification bacteria may be present on the surface of the anode in the form of a biofilm.

본 발명은, 양극(2)을 무산소 상태로 유지하거나 호기성 상태로 유지할 수 있다. 이는 질소를 함유한 처리수의 수중에 존재하는 질소의 형태에 따라 다르게 조절될 것이며, 이러한 특성으로 인하여 본 발명은 수중에 존재하는 다양한 형태의 질소를 저에너지 비용을 들여 고효율로 제거할 수 있게 되는 것이다.According to the present invention, the anode 2 can be kept in an oxygen free state or in an aerobic state. This will be controlled differently according to the type of nitrogen present in the water of the nitrogen-containing treated water, the present invention is able to remove various types of nitrogen present in the water with high efficiency at low energy costs .

즉, 처리하고자 하는 수중에 질소의 산화된 형태인 아질산성질소 또는 질산성질소가 존재하는 경우 양극(2)은 무산소 상태의 수중에 잠기도록 설치하지만 수중에 산화된 형태의 질소가 존재하지 않고 최종산물이 질소의 산화된 형태인 경우는 음극(1)과 공간적으로 분리된 양극(2)을 산소와 접하도록 설치할 수 있다.That is, when oxidized nitrogen or nitrate nitrogen, which is an oxidized form of nitrogen, is present in the water to be treated, the anode 2 is installed to be immersed in anoxic water, but no oxidized form of nitrogen exists in the water. In the case where the product is an oxidized form of nitrogen, the anode 2 spatially separated from the cathode 1 may be installed in contact with oxygen.

즉, 처리수가 유기질소, 암모니아성 질소, 아질산성 질소 및 질산성 질소 등을 포함하여 산화된 질소를 포함하는 경우 상기 양극(2)은 수중에 잠기도록 설치하여 무산소 상태로 구성하여 음극표면에서는 유기질소 및 암모니아성 질소를 질소가스, 아질산염 및 질산염으로 혐기성 질산화시키고, 양극표면에서는 아질산성 질소 및 질산성 질소를 탈질시켜 수중의 질소를 제거한다.That is, when the treated water contains oxidized nitrogen including organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, and the like, the positive electrode 2 is installed to be submerged in water, and is formed in an oxygen free state so that Nitrogen and ammonia nitrogen are anaerobic nitrified with nitrogen gas, nitrite and nitrate, and nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are denitrated on the anode surface to remove nitrogen in water.

또한, 처리수가 유기질소 또는 암모니아성 질소를 포함하고, 산화된 질소를 포함하지 않는 경우 상기 양극(2)은 처리수 표면에 설치하여 한면을 공기 중에 노출시키거나 용존산소가 존재하는 수중에 설치하여 음극에서 유기질소 또는 암모니아성 질소의 산화에 의해 생성된 전자의 환원반응이 진행되도록 함으로서 수중의 질소를 제거하도록 한다.In addition, when the treated water contains organic nitrogen or ammonia nitrogen and does not contain oxidized nitrogen, the anode 2 is installed on the surface of the treated water to expose one surface in the air or in the presence of dissolved oxygen. The reduction reaction of the electrons generated by the oxidation of organic nitrogen or ammonia nitrogen at the cathode is carried out to remove nitrogen from the water.

본 발명에 따르면 질소 성분을 함유한 처리수는 음극(1)을 담지한 음극반응조(5)에 유입되며 유기질소 및 암모니아성 질소는 음극표면의 생물막에 존재하는 독립영양 질산화균에 의해 음극(1)을 전자수용체로 사용하여 혐기성 산화되어 질소가스, 아질산성 질소 및 질산성 질소로 아래 수학식 4 내지 6과 같이 전환된다. According to the present invention, the treated water containing nitrogen flows into the cathode reaction tank 5 carrying the anode 1, and the organic nitrogen and the ammonia nitrogen are the anode (1) by autotrophic nitrifying bacteria present in the biofilm on the cathode surface. ) Is anaerobic oxidized using an electron acceptor and converted into nitrogen gas, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen as shown in Equations 4 to 6 below.

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 수학식 4에서, E0 = -0.28V 이다.In Equation 4, E 0 = -0.28V.

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 수학식 5에서, E0 = -0.89V 이다.In Equation 5, E 0 = -0.89V.

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 수학식 6에서, E0 = -0.88V 이다.
In Equation 6, E 0 = -0.88V.

0℃ 1기압의 표준상태에서는 암모니아성 질소가 질소가스, 아질산성 질소 및 질산성질소로 혐기성 산화되는 반응의 표준산화전위는 양론식에서와 같이 각각 -0.28 V, -0.89 V 및 -0.88 V로서 표준산화전위와는 부호가 반대인 자유에너지 변화량이 모두 양(+)의 값이 되어 열역학적으로 자발적인 반응이 불가능하다[Snoeyink 등, 1980]. The standard oxidation potentials of the anaerobic oxidation of ammonia nitrogen to nitrogen gas, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen at 0 ° C and 1 atm are standardized at -0.28 V, -0.89 V and -0.88 V, respectively, as in stoichiometry. The amount of change in free energy, the sign of which is opposite to the potential, is all positive, so that spontaneous reactions are not possible thermodynamically (Snoeyink et al., 1980).

그러나, 상기한 혐기성질산화 반응들은 본 발명에 따른 생물전기화학시스템에서와 같이 음극(1)을 전자수용체로 제공하고 pH를 중성 또는 그 이상으로 유지시키면 산화전위 값이 음(-)의 값으로 변하여 열역학적으로 자발적인 반응이 이루어진다. 따라서, 처리수의 pH는 6.8 내지 8.5 범위로 유지시키는 것이 상기한 자발적 반응의 유지에 바람직하다. However, in the anaerobic nitrification reactions described above, when the anode 1 is provided as an electron acceptor and the pH is maintained at neutral or higher, as in the bioelectrochemical system according to the present invention, the oxidation potential is changed to a negative value. A thermodynamic spontaneous reaction takes place. Therefore, maintaining the pH of the treated water in the range of 6.8 to 8.5 is preferable for the maintenance of the spontaneous reaction described above.

또한, 본 발명에 따른 생물전기화학시스템에서 외부의 직류전원 공급장치(4)를 이용하여 음극(1)과 양극(2)의 전위차를 인위적으로 1.2 V 이하로 가하면 음극(1)에서의 혐기성 질산화반응은 가속될 수도 있다. In addition, in the bioelectrochemical system according to the present invention, when the potential difference between the negative electrode 1 and the positive electrode 2 is artificially added to 1.2 V or less using an external DC power supply 4, anaerobic nitrification at the negative electrode 1 The reaction may be accelerated.

양극(2)이 호기성으로 운전되는 경우 양극표면에서는 아래 수학식 7에서와 같이 양성자와 전자가 산소를 소비하여 물이 생성되며, 양극반응이 진행되는 지점에서는 아래 수학식 8에서와 같이 국부적으로 pH 값이 상승하여 암모늄 이온이 암모니아로 전환하게 되며, 물리화학적인 암모니아의 휘발 반응이 일어난다. When the anode 2 is operated aerobic, water is generated by protons and electrons consuming oxygen as shown in Equation 7 below, and at the point where the anode reaction proceeds, as shown in Equation 8 below, As the value rises, ammonium ions are converted to ammonia, and physicochemical reaction of ammonia occurs.

Figure pat00008
Figure pat00008

Figure pat00009
Figure pat00009

양극(2)이 분자상태의 산소가 없는 무산소 조건으로 운전되는 경우 음극(1)에서 생성된 아질산성 질소 및 질산성질소를 전자수용체로 사용하여 다음 수학식 9에서와 같이 환원촉매 또는 독립영양 탈질균에 의한 탈질반응이 진행된다. 이 경우 독립영양 탈질균에 의한 탈질 기작은 선행연구에서 보고된 것과 같으며, 산화상태의 질소는 질소가스로 변환되어 제거된다[한국등록특허 제 10-0848331호].When the anode (2) is operated in an oxygen-free condition without molecular oxygen, using a nitrite nitrogen and nitrate nitrogen generated from the cathode (1) as an electron acceptor as a reduction catalyst or autotrophic denitrification as shown in the following equation (9) Denitrification by bacteria proceeds. In this case, the denitrification mechanism by autotrophic denitrification bacteria is the same as reported in the previous study, and the nitrogen in the oxidized state is converted to nitrogen gas and removed (Korea Patent No. 10-0848331).

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 수학식 9에서, E0 = 1.24V 이다.
In Equation 9, E 0 = 1.24V.

특히, 양극(2)에서 진행되는 탈질반응은 음극(1)과 양극(2)의 전위차가 1.2 V 이하일 때 전압에 비례하여 증가하지만 1.2 V 이상에서는 물의 전기분해반응에 의하여 생성된 산소에 의하여 탈질반응이 방해받을 수 있으며, 전력비가 많이 소요되므로 비경제적이다.
In particular, the denitrification reaction proceeding at the anode 2 increases in proportion to the voltage when the potential difference between the cathode 1 and the anode 2 is 1.2 V or less, but at 1.2 V or more, the denitrification is caused by oxygen generated by the electrolysis of water. The reaction can be disturbed and it is uneconomical because of the high power cost.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 생물전기화학적 혐기성 질소산화 및 질소제거방법을 이용하여 질소를 함유한 하폐수 또는 지하수 등을 처리하면 질산화에 필요한 산소공급이 필요 없으며, 탈질에 필요한 유기탄소원의 양도 절감할 수 있어 경제적인 질소제거가 가능하다.
As described above, the treatment of nitrogen-containing wastewater or groundwater using the bioelectrochemical anaerobic nitrogen oxidation and nitrogen removal method according to the present invention does not require oxygen supply for nitrification, and transfer of organic carbon source required for denitrification. It is possible to reduce the economical nitrogen removal.

도 1은 본 발명에 따른 혐기성 질소산화 및 질소제거방법을 설명하기 위한 생물전기화학시스템의 개념도이다.
도 2는 실시예 1에 의하여 전위차가 0mV 일 때 음극과 양극 사이의 회로에서 시간에 따른 전류를 관측한 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a conceptual diagram of a bioelectrochemical system for explaining the anaerobic nitrogen oxidation and nitrogen removal method according to the present invention.
FIG. 2 is a graph illustrating results of observing current with time in a circuit between a cathode and an anode when the potential difference is 0 mV according to Example 1. FIG.

이하에서 실시 예를 통하여 본 발명의 구성과 작동 및 성능을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 이들 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the configuration, operation, and performance of the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited by these Examples.

실시예Example 1: 양극을 호기성으로 운전 1: driving the anode aerobic

표면적이 45 ㎠ (1cm× 5cm× 9cm)인 흑연펠트 음극을 설치한 1L 용량의 음극반응조와 같은 크기의 흑연펠트 양극을 설치한 1L 용량의 양극반응조 및 분리막(Nafion 117)으로 구성된 회분식 생물전기화학시스템을 이용하여 본 발명의 효과를 검증하였다.Batch bioelectrochemical consisting of a 1L anode reactor and a separator (Nafion 117) with a graphite felt anode of the same size as a 1L cathode reactor with a graphite felt anode having a surface area of 45 cm 2 (1 cm × 5 cm × 9 cm). The system was used to verify the effectiveness of the present invention.

먼저 음극반응조에 질산화균을 식종하기 위하여 생활하수에 충분한 알칼리도를 공급하고 암모니아성 질소를 약 225 mg/L 주입한 뒤 활성슬러지를 식종하여 1주일간 폭기함으로서 독립영양 질산화균을 배양하여 식종균을 준비하였다. First, supply enough alkalinity to domestic sewage to inject nitrifier into the cathodic reaction tank, inject about 225 mg / L of ammonia nitrogen, inject activated sludge, and aeration for 1 week to cultivate autotrophic nitrifier to prepare seed germ. It was.

음극용액으로 KH2PO4, Na2HPO4, CaCl22H2O, MgCl2, Fe-EDTA, FeCl26H2O 등을 이용하여 통상의 방법으로 배지를 준비하였으며, (NH4)2SO4 및 NaHCO3를 이용하여 초기 암모니아성 질소 농도 및 알칼리도를 각각 200 mg NH4-N/L 및 1,000mg/L as CaCO3로 조정하였다. 또한, 약 30g/L의 NaCl을 이용하여 양극용액을 준비하였다.As a negative electrode solution, a medium was prepared by a conventional method using KH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 , CaCl 2 2H 2 O, MgCl 2 , Fe-EDTA, FeCl 2 6H 2 O, and the like (NH 4 ) 2 SO The initial ammonia nitrogen concentration and alkalinity were adjusted to 200 mg NH 4 -N / L and 1,000 mg / L as CaCO 3 , respectively, using 4 and NaHCO 3 . In addition, a positive electrode solution was prepared using about 30 g / L of NaCl.

음극반응조에 식종균과 음극용액을 주입하여 900mL가 되도록 하였으며, 양극반응조에는 양극용액을 900mL 주입하여 양극을 준비하였다. 준비된 생물전기화학 시스템의 양극과 음극은 도선으로 연결하여 회로를 구성하였다. 회로 중간에 외부전원을 연결하여 양극과 음극의 전위차가 0, 300, 900 및 1,200mV가 되도록 하면서 25℃의 수욕조에서 배양하였다. The seedlings and the cathode solution were injected into the cathode reaction tank to make 900mL, and the anode reaction vessel was prepared by injecting 900mL of the anode solution. The anode and the cathode of the prepared bioelectrochemical system were connected by wires to form a circuit. By connecting an external power source in the middle of the circuit, the potential difference between the positive and negative electrodes was 0, 300, 900 and 1,200mV while incubating in a 25 ℃ water bath.

이때 음극반응조와 양극반응조의 용액에 함유된 암모니아성 질소, 아질산성질소, 질산성 질소의 시간에 따른 거동을 관찰하였으며, 호기성 양극 생물전기화학 시스템의 운전 12일째 혐기성질산화 및 질소제거 효율을 다음 표 1에 나타내었다. 도 2는 전위차가 0mV 일 때 음극과 양극 사이의 회로에서 시간에 따른 전류를 관측한 것으로서 음극에서 암모니아성 질소의 혐기성산화와 양극에서의 전자환원반응을 증명하는 결과이다. 상기 도 2에서와 같이 음극에서 암모니아성 질소의 혐기성산화에 의해 전자와 양성자가 생성되며, 상기한 전자는 음극과 회로를 통하여 양극으로 이동하고 양극에서 분리막을 통하여 음극반응조로부터 이동하여온 양성자와 양극에 존재하는 산소가 반응하여 물을 생성함으로서 반응이 종결됨을 알 수 있다.At this time, the behavior of ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, and nitrate nitrogen contained in the solution of the cathode and anode reaction tanks was observed over time. 1 is shown. FIG. 2 is a result of observing the current with time in the circuit between the cathode and the anode when the potential difference is 0 mV. The results demonstrate the anaerobic oxidation of ammonia nitrogen at the cathode and the electron reduction reaction at the anode. As shown in FIG. 2, electrons and protons are generated by the anaerobic oxidation of ammonia nitrogen at the cathode, and the electrons are moved to the anode through the circuit with the cathode and from the cathode reactor through the separator at the anode. It can be seen that the reaction is terminated by the reaction of oxygen present to produce water.

항 목Item 0mV0 mV 300mV300 mV 900mV900 mV 1200mV1200 mV 아질산성질소 및 질산성질소 (mg/L) Nitrite and Nitrate (mg / L) 94.294.2 98.398.3 97.397.3 90.790.7 질소가스 및 암모니아 탈기
(mg/L)
Nitrogen Gas and Ammonia Degassing
(mg / L)
15.515.5 47.547.5 42.142.1 39.339.3
잔류 암모니아성 질소
(mg/L)
Residual ammonia nitrogen
(mg / L)
90.390.3 54.254.2 60.660.6 70.070.0
총 암모니아성 질소제거율
(%)
Total Ammonia Nitrogen Removal Rate
(%)
54.954.9 72.972.9 69.769.7 65.065.0

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 시스템 운전 12일 후 생물전기화학 전체시스템에서의 혐기성질산화에 의해 생성된 아질산성 질소 및 질산성 질소의 농도는 90.7 내지 98.3 mg/L 이었다. 또한, 생물전기화학 시스템에서 제거된 질소는 15.5 내지 47.5 mg/L이었으며, 이것은 질소가스로 암모니아성 질소의 혐기성산화에 의한 것과 양극에서 암모니아성 질소의 탈질에 의한 것의 합에 의한 것이다. 총 암모니아성 질소 제거율은 양극과 음극사이의 전압에 따라 54.9 내지 72.9%이었다.As shown in Table 2, the concentrations of nitrous nitrogen and nitrate nitrogen produced by anaerobic nitrification in the whole bioelectrochemical system after 12 days of system operation were 90.7 to 98.3 mg / L. In addition, the nitrogen removed in the bioelectrochemical system was 15.5 to 47.5 mg / L, which is the sum of the anaerobic oxidation of ammonia nitrogen with nitrogen gas and the denitrification of ammonia nitrogen at the anode. The total ammonia nitrogen removal rate was 54.9 to 72.9% depending on the voltage between the anode and the cathode.

실시예Example 2 : 양극을 혐기성으로 운전한 경우 2: When driving the anode anaerobic

양극반응조에 혐기성소화슬러지를 식종한 뒤 무산소 상태에서 운전하였으나 생물전기화학 시스템의 반응조와 전극재료 및 운전 방법은 상기 실시예 1과 동일한 조건에서 운전하였다. After the anaerobic digestion sludge was planted in the anode reactor, the reactor was operated in anoxic state, but the reactor, the electrode material, and the operating method of the bioelectrochemical system were operated under the same conditions as in Example 1.

전위차를 달리한 혐기성 양극 생물전기화학 시스템의 운전 10일째 혐기성 질산화 및 질소제거효율을 다음 표 2에 나타내었다.Anaerobic nitrification and nitrogen removal efficiencies on day 10 of the anaerobic bipolar bioelectrochemical system with different potentials are shown in Table 2 below.

항 목Item 0mV0 mV 300mV300 mV 900mV900 mV 1200mV1200 mV 아질산 및 질산성질소
(mg/L)
Nitrite and Nitrate
(mg / L)
2.32.3 29.529.5 34.234.2 30.130.1
질소가스
(mg/L)
Nitrogen gas
(mg / L)
3.73.7 56.556.5 95.095.0 98.398.3
잔류 암모니아성 질소
(mg/L)
Residual ammonia nitrogen
(mg / L)
194.0194.0 114.0114.0 70.870.8 71.671.6
총 암모니아성 질소제거효율
(%)
Total Ammonia Nitrogen Removal Efficiency
(%)
3.03.0 43.043.0 64.664.6 64.264.2

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 전위차를 0 mV로 운전한 경우 시스템의 질산염 및 아질산염의 농도는 낮았으며, 질소가스로 제거된 질소의 양도 작았다. As shown in Table 2, when the potential difference was operated at 0 mV, the concentration of nitrate and nitrite in the system was low, and the amount of nitrogen removed by nitrogen gas was also small.

그러나, 전위차를 300, 900 및 1,200 mV로 운전한 시스템에서는 아질산 및 질산성 질소의 농도가 전위차에 따라 증가하였다. 또한, 질소가스로 제거된 질소는 전위차가 300내지 1,200 mV 일 때 56.5 내지 98.3 m/L이었다. 양극과 음극의 전위차가 1,200 mV까지 커짐에 따라 전자수용체로서의 음극효율 그리고 전자공여체로서의 양극효율이 증가하여 총 암모니아성 질소제거효율은 전위차의 크기에 따라 점차 증가하였다.
However, in the system operating the potential difference at 300, 900 and 1,200 mV, the concentrations of nitrous acid and nitrate nitrogen increased with the potential difference. In addition, the nitrogen removed by the nitrogen gas was 56.5 to 98.3 m / L when the potential difference is 300 to 1,200 mV. As the potential difference between the positive electrode and the negative electrode increased to 1,200 mV, the cathode efficiency as the electron acceptor and the anode efficiency as the electron donor increased, so that the total ammonia nitrogen removal efficiency gradually increased with the magnitude of the potential difference.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

1: 음극 2 : 양극 3 : 도선 4 : 외부직류전원
5 : 음극반응조 6 : 양극반응조 7 : 분리막
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 cathode 2 anode 3 conductor 4 external DC power supply
5: cathode reactor 6: anode reactor 7: separator

Claims (4)

수중의 질소를 생물전기화학적으로 제거하는 방법으로서,
질소가 포함된 처리수에서 질소를 제거하기 위한 음극(1)과 양극(2)이 공간적으로 분리되고,
상기 음극(1)은 혐기성질산화균이 표면에 부착 성장하는 미생물 연료 전지용 음극반응조(5)의 수중에 설치되어 구성되며,
상기 양극(2)은 독립영양탈질균이 표면에 부착 성장하거나 환원촉매가 부착된 것으로서 수중 또는 수표면에 설치되어 구성되고,
상기 음극(1)과 양극(2)은 도선(3)으로 외부직류전원(4)과 연결되어 음극(1)과 양극(2) 사이에 0 mV 이상 내지 1,200 mV 이하의 전위차가 형성되도록 구성된 생물전기화학 시스템을 이용하는 것을 특징으로 하는 수중의 질소를 생물전기화학적으로 제거하는 방법.
As a method of bioelectrochemical removal of nitrogen in water,
The cathode (1) and the anode (2) for removing nitrogen from the treated water containing nitrogen are spatially separated,
The negative electrode 1 is installed in the water of the negative electrode reaction tank 5 for microbial fuel cells in which anaerobic nitrification bacteria adhere to and grow on the surface.
The positive electrode (2) is composed of the autotrophic denitrification bacteria attached to the surface or attached to the reduction catalyst is installed in the water or on the water surface,
The negative electrode 1 and the positive electrode 2 are connected to an external direct current power source 4 by a conductive wire 3 so that a potential difference of 0 mV or more and 1,200 mV or less is formed between the negative electrode 1 and the positive electrode 2. A method for bioelectrochemical removal of nitrogen in water, characterized by using an electrochemical system.
청구항 1에 있어서,
상기 처리수가 유기질소, 암모니아성 질소, 아질산성 질소 및 질산성 질소를 포함하는 경우 상기 양극(2)은 무산소 상태로 구성하는 것을 특징으로 하는 수중의 질소를 생물전기화학적으로 산화시켜 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
And the anode (2) is bioelectrochemically oxidized and removed when the treated water contains organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen.
청구항 1에 있어서,
상기 처리수가 유기질소 또는 암모니아성 질소를 포함하고 최종산물이 산화된 형태의 질소인 경우 상기 양극(2)을 분자상태의 산소에 노출시키는 것을 특징으로 하는 수중의 질소를 생물전기화학적으로 산화시켜 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
When the treated water contains organic nitrogen or ammonia nitrogen and the final product is nitrogen in an oxidized form, the anode 2 is exposed to molecular oxygen to remove and oxidize nitrogen in water bioelectrochemically. How to.
청구항 1에 있어서,
상기 처리수는 pH가 6.8 내지 8.5 범위로 조절되는 것을 특징으로 하는 수중의 질소를 생물전기화학적으로 산화시켜 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
The treated water is bio-chemically oxidized to remove nitrogen in the water, characterized in that the pH is adjusted to the range of 6.8 to 8.5.
KR1020100111857A 2009-12-09 2010-11-11 Bioelectrochemical method for anaerobic oxidation of ammonia and nitrogen removal KR101181867B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090121952 2009-12-09
KR1020090121952 2009-12-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110065324A true KR20110065324A (en) 2011-06-15
KR101181867B1 KR101181867B1 (en) 2012-09-12

Family

ID=44398604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100111857A KR101181867B1 (en) 2009-12-09 2010-11-11 Bioelectrochemical method for anaerobic oxidation of ammonia and nitrogen removal

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101181867B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109052861A (en) * 2018-09-17 2018-12-21 江西四冶钢结构有限责任公司 A kind of integrated apparatus and method for Sewage from Ships processing
CN109264850A (en) * 2018-11-09 2019-01-25 河北大学 Integral anaerobic ammoxidation film bioelectrochemical system and sewage water denitrification remove the treatment process of carbon
CN111003794A (en) * 2019-12-25 2020-04-14 广州市环境保护工程设计院有限公司 Artificial wetland system for treating rural domestic sewage
CN116253425A (en) * 2023-02-21 2023-06-13 浙江大学 Wastewater treatment device based on bioelectrochemistry principle and operation method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101852536B1 (en) 2017-04-24 2018-06-12 주식회사 두현이엔씨 Bioelectrochemical system for removing organic materials and nitrogen in waste water using nitrite accumulation process

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4801244B2 (en) 2000-09-13 2011-10-26 日華化学株式会社 Method and apparatus for removing nitrogen components in waste water by bioelectrochemical treatment

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109052861A (en) * 2018-09-17 2018-12-21 江西四冶钢结构有限责任公司 A kind of integrated apparatus and method for Sewage from Ships processing
CN109264850A (en) * 2018-11-09 2019-01-25 河北大学 Integral anaerobic ammoxidation film bioelectrochemical system and sewage water denitrification remove the treatment process of carbon
CN109264850B (en) * 2018-11-09 2023-10-13 河北大学 Integrated anaerobic ammonia oxidation membrane bioelectrochemical system and sewage denitrification and decarbonization treatment process
CN111003794A (en) * 2019-12-25 2020-04-14 广州市环境保护工程设计院有限公司 Artificial wetland system for treating rural domestic sewage
CN116253425A (en) * 2023-02-21 2023-06-13 浙江大学 Wastewater treatment device based on bioelectrochemistry principle and operation method
CN116253425B (en) * 2023-02-21 2024-05-24 浙江大学 Wastewater treatment device based on bioelectrochemistry principle and operation method

Also Published As

Publication number Publication date
KR101181867B1 (en) 2012-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Oon et al. Synergistic effect of up-flow constructed wetland and microbial fuel cell for simultaneous wastewater treatment and energy recovery
US8524402B2 (en) Electricity generation using microbial fuel cells
Zhan et al. Autotrophic nitrogen removal from ammonium at low applied voltage in a single-compartment microbial electrolysis cell
Li et al. Simultaneous electricity generation and pollutant removal in microbial fuel cell with denitrifying biocathode over nitrite
Aguirre-Sierra et al. A new concept in constructed wetlands: assessment of aerobic electroconductive biofilters
CN105236576A (en) Floating-bed plant coupling sediment microbiological fuel cell water purification method
KR101181867B1 (en) Bioelectrochemical method for anaerobic oxidation of ammonia and nitrogen removal
CN108706732A (en) A kind of method and device for cutting down eutrophication water endogenous nitrogen using submerged plant coupling microbiological fuel cell
Zhu et al. Electrostimulation enhanced ammonium removal during Fe (III) reduction coupled with anaerobic ammonium oxidation (Feammox) process
CN113277613B (en) Electrode regulation-based integrated biological autotrophic nitrogen removal system, method and application
JP2004275997A (en) Method and apparatus for removing nitrogen
KR20080019975A (en) Wastewater treatment apparatus using hybrid bio-electrochemical sequencing batch reactor combined a biological reactor and an electrode system
Zhang et al. Performance of cathodic nitrate reduction driven by electricity generated from ANAMMOX sludge in anode
Rogińska et al. Challenges and applications of nitrate-reducing microbial biocathodes
CN113023838A (en) Device and method for enhancing deep nitrogen and phosphorus removal of constructed wetland by electrochemical coupling of pyrite
Tang et al. Performance and microbial mechanism of eletrotrophic bio-cathode denitrification under low temperature
JP4529277B2 (en) Method for collecting autotrophic denitrifying microorganisms and method for biological nitrogen removal
KR100578408B1 (en) Method of Denitrification Using Anearobic Granule Sludge
CN114149086B (en) Enrichment method of anaerobic ammonium oxidation bacteria, ammonia nitrogen removal method and device
CN108298691B (en) Method and device for improving nitrate nitrogen removal efficiency of upstream vertical flow constructed wetland
JP2009061390A (en) Direct oxidation method of ammonia nitrogen in water and its apparatus
JP2012020262A (en) Nitritification treatment method of ammoniacal nitrogen
Krzemieniewski et al. Nitrogen compounds removal in a rotating electrobiological contactor
KR101143391B1 (en) Manufacturing Process of Activated Sludge for Partial Nitrification of Ammonium-ion Compound and Waste-water Treatment Process Including Ammonia or Ammonium-ion Compound Using the Activated Sludge
CN114162974A (en) Weak current intervention constructed wetland system for efficiently degrading parachloronitrobenzene and operation method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150902

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160902

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170905

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee