생물학적 수소생산을 위한 혐기성 연속 회분식 반응조(ASBR)의 장기운전 특성 (Long Term Operation of Biological Hydrogen Production in Anaerobic Sequencing Batch Reactor (ASBR))

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 35권 / 1호 / 1 ~ 9페이지
· 저자명 : 정성진, 서규태, 이택순

초록

혐기성 연속 회분식 반응조(Anaerobic sequencing batch reactor; ASBR)를 이용하여 혼합배양을 통한 장기간의 수소생산특성을 조사하였다. 실험에 사용된 기질은 글루코오스(8,250 mg/L)였고, pH 5.5, 온도 37℃, 교반속도 150 rpm으로 설정하여160일 동안 반응조를 운전하였다. 운전초기에 F/M비 2로 유지되어 수소생산 수율은 0.8 mol H2/mol glucose의 수소가 생산되었고, 운전 80일째 수소생산수율은 2.68 mol H2/mol glucose까지 증가하였다. 그러나 그 이후로 수소 생산량이 지속적으로 감소하여 운전 130일경 이후 수소의 생산은 없는 것으로 나타났다. PCR-DGGE분석을 통해 반응조내 미생물은 일반적인 수소생성 균으로 알려지고 있는 Clostridium sp.가 검출되었으나 반응조 운전 조건의 변화가 수소생산 저감의 주된 원인으로 밝혀졌다. 즉 반응조의 MLSS 농도가 증가함에 따라 F/M비가 감소하고 생산된 수소는 propionic acid의 생성으로 소모되는 것으로 추정할 수 있고 이는 반응조의 F/M비 0.5와 propionic acid 농도는 2,130 mg/L로 높게 유지된 것으로 확인하였다.

영어초록

Long term hydrogen production was investigated in an anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) using mixed microflora.
Glucose (about 8,250 mg/L) was used as a substrate for the ASBR operation under the condition of pH 5.5 and 37℃ with mixing at 150 rpm. The experiment was carried out over a period of 160 days. Hydrogen yield was 0.8 mol H2/mol glucose with F/M ratio 2 at initial operation period. The hydrogen yield reached to maximum 2.6 mol H2/mol glucose at 80th day operation.
However decreased hydrogen yield was observed after 80 days operation and eventually no hydrogen yield. Although well-known hydrogen producer Clostridium sp. was detected in the reactor by PCR-DGGE analysis, changed reactor operation was the major reason of the decreased hydrogen production, such as low F/M ratio of 0.5 and high propionic acid concentration 2,130 mg/L. Consequently the long period operation resulted in MLSS accumulation and then low F/M ration stimulating propionic acid formation which consumes hydrogen produced in the reactor.

참고자료

· 없음