튜브세틀러와 결합된 전기생물반응기를 통해 병원 폐수에서 유기물 및 영양분 제거

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 9279(2022) 이 기사 인용

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다양한 의약품과 약물 잔류물로 구성된 폐수는 처리 및 폐기가 매우 까다롭습니다. 이러한 상황은 인간과 환경 내 다른 생물 유기체의 건강 측면에 심각한 영향을 미칩니다. 병원 폐수(HWW)의 주요 관심사는 다양한 기존 방법을 사용한 처리에 대한 저항성입니다. HWW 처리를 위해 병원폐수를 이용한 전기생물반응기를 이용하여 본 연구를 수행하였다. 전기 환원은 병원 폐수에 있는 독성 원소의 영향을 극복하고, 생분해는 폐수에서 유기물과 영양분을 제거합니다. 본 연구에서는 튜브세틀러와 연결된 병원 폐수 처리용 전기생물반응기 성능을 조사했습니다. 전기생물반응기 및 튜브세틀러의 유입수 및 유출수를 평가하기 위해 화학적 산소요구량, 질산염 및 인산염 농도 매개변수를 분석했습니다. 또한 화학적 산소요구량, 질산염, 인산염 제거에 대한 동역학 모델링이 수행되었습니다. 화학적 산소 요구량은 전기생물반응기에서 76%, 튜브세틀러에서는 31%, 84% 감소했습니다. 질산염과 인산염은 최종 배출 농도 1.4mg L−1 및 3mg L−1로 허용 배출 한계 내에서 감소되었습니다. 병원 폐수의 제약 화합물이 시스템 성능에 미치는 영향을 평가하려면 추가 연구가 필요합니다.

병원 폐수(HWW)는 환경에 독성이 있는 요소로 구성되어 있어 우려가 커지고 있습니다. HWW의 치료 방법은 약학적 내용으로 인해 최근 연구에서 주목을 받고 있습니다1,2,3,4,5. 엄격한 폐수 기준은 기존 폐수 처리 시스템을 비효율적으로 만듭니다6. 또한 다양한 산업 및 기타 출처에서 발생하는 특정 폐수를 처리해야 할 필요성으로 인해 문제가 더욱 커집니다. 이는 필수 표준7,8을 충족하기 위한 혁신적이고 새로운 기술에 대한 열망으로 이어집니다. 다양한 폐수 기술 중에서 전기생물반응기(EBR)에 특히 중점을 두고 있습니다. 오염물질의 분해는 주로 시스템 내 전자의 가용성에 따라 달라집니다9. 전기 생물학적 시스템은 이러한 전자 공여체 부족을 극복합니다. 이는 폐수에서 오염 물질을 줄이기 위해 미생물 시스템에 대한 전기화학적 보조 역할을 합니다. 음극은 낮은 환원 전위로 전자(수소 생산)와 전기장을 지속적으로 제공할 수 있습니다. EBR은 폐수 처리에 전기 에너지를 활용합니다. EBR의 주요 4가지 메커니즘은 전기응집(EC), 전착(ED), 전기산화(EO), 전기부상(EF)입니다. 폐수 흐름의 회수는 전자기 증착을 통해 이루어집니다. EC는 폐수 처리에 사용되며, EF는 폐수에서 응집된 슬러지를 효과적으로 분리합니다. EO는 주로 폐수에서 유기물, 난치성 오염물질 및 영양분을 줄이는 데 사용됩니다10.

EBR은 원시 도시 폐수11부터 매립지 침출수12,13,14,15까지 폐수 처리를 위한 다양한 응용 분야를 갖추고 있습니다. 또한 2,4-디클로로페녹시아세트산 감소, 테트라사이클린 분해, 항생제 분해, 난치성 유기 오염물질 감소와 같은 폐수 내 특정 화합물을 처리하기 위한 방법도 연구되었습니다14,16. 또한 EBR은 폐수 처리를 위한 막 오염을 줄이기 위해 사용되었습니다6,17. EBR은 침지막18,19,20과 결합된 폐수를 처리하고 전기퍼록신 처리 공정14,21,22으로 사용되었습니다. 폐수 처리 연구23,24,25의 광범위한 적용에도 불구하고 HWW 처리에 대한 EBR 성능 평가는 여전히 부족합니다. 이는 주로 개별 처리 시스템을 완벽하게 수행하기보다는 처리 시스템을 지원하는 다른 기술과 결합된 제한된 적용 때문입니다. 따라서 본 연구는 HWW의 특정 처리 시스템으로서 EBR의 성능을 조사하기 위해 수행되었다.