해수 조건에서 암모니아 부하량 및 공기 수리학적 부하량에 따른 유동상 여과조의 질산화 성능 평가

Abstract

Biofilters are used to treat nitrogen waste that is excreted by fish and adversely affects fish in recirculating aquaculture system, but there are few design standards. Accordingly, this study aims to evaluate nitrification performance according to ammonia loading rate and air hydraulic loading rate using moving bed bioreactor under seawater conditions and provide potential as basic data for design. When ammonia loading rate is 0.2 g TAN·m-2 surface area·day-1 At that time, the ammonia concentration of the inflow water was 1.76±0.33 mg·L-1 and the concentration was less than 2 mg·L-1, which is a safe concentration for fish, and considering the operational aspect, it was derived as the optimal ammonia load. In the case of nitriding efficiency evaluation based on the optimal ammonia load and based on the optimal air load, the optimal air load is 1.8 L·air·m-2 surface area·min-1. At this time, the TAN concentration and NO2-N concentration in the inflow water were the lowest, and the optimum air load was derived. Accordingly, when designing a moving bed bio reactor under seawater conditions, the minimum reference point is 0.2 g TAN·m-2 surface area·day-1 for ammonia load rate and 1.8 L·air·m-2 surface area·min-1 for air hydraulic loading rate. |순환여과 양식시스템에서 생물학적 여과조는 어류에 악영향을 미치는 질소폐기물을 처리하기 위해 사용되고 있지만, 설계기준이 거의 없다. 이에 본 연구의 목적은 해수조건에서 유동상 생물학적 여과조를 이용하여 암모니아 부하량 및 수리학적 공기 부하량에 따른 질산화 효율을 평가하고 여과조 설계를 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 암모니아 부하량이 0.2 g TAN·m-2 surface area·day-1 일 때 유입수의 암모니아 농도는 어류 안전농도 2 mg·L-1 미만인 1.76±0.33 mg·L-1이므로 운영적 측면을 고려하여 최적의 암모니아 부하량으로 도출하였다. 최적의 암모니아 부하량을 기준으로 수리학적 공기 부하량 질산화 효율 평가 실험의 결과, 최적의 공기 부하량은 1.8 L·air·m-2 surface area·min-1 이다. 이때 유입수 중 TAN 농도와 NO2-N 농도가 가장 낮아서, 최적의 공기 부하량으로 도출하였다. 따라서 해수 조건에서 유동상 생물학적 여과조 최소 설계 기준점은 암모니아 부하량의 경우 0.2 g TAN·m-2 surface area·day-1, 수리학적 공기 부하량의 경우 1.8 L·air·m-2 surface area·min-1 이다.