완속 모래여과 공정에서의 Geosmin 제거 특성

• Published in: Daehan hwan'gyeong gonghag hoeji Vol. 32; no. 8; pp. 754 - 760
• Main Authors: 손희종(Hee Jong Son), 염훈식(Hoon Sik Yoom), 장성호(Seong Ho Jang)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한환경공학회 2010
• Subjects: 환경공학; Biodegradation; 생물막; 생물 여과막; Slow Sand Filtration; Geosmin; Schmutzdecke Layer; Biofilm; 완속 모래여과; 생물분해; 지오즈민
• ISSN: 1225-5025; 2383-7810

Geosmin removal by biodegradation was investigated in lab-scale slow sand filtration column with different empty bed contact times (EBCTs) and water temperature. Schmutzdecke layer was built up after 30 days operation and biomass and activity were $4.5{\times}10^6\;CFU/g$ and $3.42\;mg{\cdot}C/m^3{\cdot}hr$, respectively. The attached bio-film microorganisms in schmutzdecke layer were isolated and identified. The dominant species was Pseudomonas sp. that had occupied 56%. Removal efficiencies of dissolved organic carbon (DOC) and geosmin were 27% and 95% after 30 days operation. In lab-scale slow sand filtration column, geosmin and DOC removal efficiencies were 62% and 10% at $5^{\circ}C$, respectively. And increasing water temperature ($15^{\circ}C$ and $25^{\circ}C$) increased the geosmin and DOC removal efficiencies (88~100% and 25~42%) in lab-scale slow sand filtration column. Geosmin and DOC biodegradation rates (k) in the schmutzdecke layer (in the upper 5 cm filter bed) were $1.842{\sim}15.965\;hr^{-1}$1 and $0.253{\sim}1.123\;hr^{-1}$, respectively. It were about 18~32 times and 20~51 times of the rates in the deeper filter bed (5~60 cm). 완속 모래여과 컬럼의 생물막(schmutzdecke)은 운전 시작 30일 정도에 정상상태에 도달하는 것으로 나타났으며, 생체량과 활성도는 각각 $4.5{\times}10^6\;CFU/g$과 $3.42\;mg{\cdot}C/m^3{\cdot}hr$로 나타났다. 정상상태에 도달한 생물 여과층의 박테리아 종 분포는 Pseudomonas sp.가 차지하는 비율이 56%였으며 그 중에서 Pseudomonas fluorescens가 전체비율의 22%를 차지하였다. 운전 시작 30일 후의 용존 유기탄소(dissolved organic carbon, DOC)와 geosmin의 제거율은 각각 27%와 95%로 나타나 최대의 제거율을 나타내었으며, 그 이후에는 DOC와 geosmin의 제거율에는 큰 변화가 없었다. 수온 변화에 따른 DOC와 geosmin의 제거율 변화에서 유입수의 수온이 $5^{\circ}C$일 경우 geosmin과 DOC의 평균 제거율은 각각 62%와 10%로 나타났으나 수온을 $15^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$로 증가시켰을 경우에는 geosmin과 DOC의 평균 제거율이 각각 88%와 25% 및 100%와 42%로 나타났다. 수온 변화에 따른 완속 모래여과 컬럼의 상부 생물막 층에서의 geosmin과 DOC에 대한 생물분해 속도상수(k)는 $1.842{\sim}15.965\;hr^{-1}$와 $0.253{\cdot}1.123\;hr^{-1}$이였고, 상부의 생물막 층이 그 하부 보다 DOC와 geosmin에 대한 생물분해 속도상수가 각각 18~32배 및 20~51배 정도 큰 것으로 나타났다.