Pseudomonas aeruginosa에 의한 NH4+ 및 NO3-의 동시 제거에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 질소 제거에 새로운 방법을 개발하고자 김 등5)의 분리한 Pseudomonas aeruginosa를 사용하여 합성배지 중의 질산화, 탈질화 및 NH4+와 NO3-를 동시에 제거하는데 있어서의 C/N비, 탄소원, 질소농도 등의 영향을 검토하고자 한다. 실험은 500 mL 삼각플라스크에 150 mL의 배지를 넣고 P. aeruginosa 전 배양액 1%를 접종하여 30 ℃에서 140 rpm으로 진탕배양하였다. C/N비에 따른 NH4+와 NO3-의 제거효율을 확인하기위한 실험은 glucose의 농도를 조절하면서 C/N비 2.5 ∼ 34.3이 되도록 하였다. 질소원의 농도에 따른 제거효율을 알아보기 위한 실험에서는 배지 중 NH4NO3의 농도를 50 mg/L ∼ 700 ㎎/L이 되도록 조절하였고(C/N비 : 5) 탄소원에 따른 제거효율을 확인하기 위한 실험에서는 배지중의 glucose대신에 methanol과 acetate를 사용하였다(C/N비 : 5). 진탕배양의 speed에 따른 제거효율 실험에서는 shaking incubator의 speed를 60 rpm, 140 rpm 및 200 rpm으로 하였으며, P. aeruginosa의 초기 cell농도에 따른 실험에서는 배양액을 0.5%, 1%, 2% 및 4%가 되도록 접종하였다. 분석 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. C/N비 5이상이면 질산화, 탈질화, 및 NH4-N 및 NO3-N의 동시 제거가 가능하였다. 질산화와 NH4-N 및 NO3-N를 동시에 제거하기 위해서는 탄소원으로 glucose를 이용하는 것이 바람직하다. 하지만 탈질화에는 탄소원으로 glucose뿐만 아니라 acetate도 이용 가능하였다. 초기 질소 농도에 따른 실험에서 질산화 경우 NH4-N 350 mg/L에서는 약 85%만 제거되었고 동시 제거시 NH4-N 350 mg/L에서는 약 74%만 제거되었으나 NO3-N인 경우에는 350 mg/L 700 mg/L에서도 완전히 제거되었다. 초기 cell농도가 많으면 NO3-N 제거시간이 단축되나 2%이상이면 NO3-N가 제거되는 시간은 비슷하였다. NH4-N는 초기 cell농도 변화와 상관없었다. 진탕속도가 140 rpm 이상이면 NH4-N 제거시간이 비슷하나 NO3-N제거에는 오히려 진탕속도 140 rpm 보다 빠르거나 늦으면 제거시간이 길어졌다.