[AMX]Saline conditions effect on the performance and stress index of anaerobic ammonium oxidizing (anammox) bacteria
저자명 : Victory Fiifi Dsane, Sumin An, Taeseok Oh, Jiyun Hwang, Yuri Choi, Younggyun Choi
발행정보 : Chemosphere [2020]
❏ 실험목적
- 고염분 조건(0.5%이상)에서의 아나목스 활성도 분석
- ATP 키트를 활용하여 염분에 의한 아나목스 스트레스 지수 확인
❏ 실험재료 및 실험방법
- 반응기 부피는 1.8L, 질소부하율(NLR) 0.364kg-N/m3/d 조건에서 126일 동안 실험하였으며, 혐기 조건 및 pH를 조절 하기 위해 Ar, CO2 가스를 사용함(Fig 1).
- 실험에 사용된 아나목스 미생물은 BKT에서 운영중인 대전하수처리장 내 AMX 실증시설에서 회수하여 실험 진행
- ATP 키트를 활용하여 아나목스 스트레스지수를 분석함.
Fig. 1. (a) Schematic diagram of the lab-scale anammox cultivation bioreactor (b)Picture of the lab-scale anammox SBR.
❏ 결과 및 토의
○ 식종 초기 아나목스 반응조 운영 결과
- 염분농도 상승 직후 질소제거율은 저하되었으나, 38일 이후 안정적인 질소제거율을 나타냄. 총 연구기간동안 평균 질소제거 효율은 92%로 확인되었음.
Fig. 2. The performance of anammox bioreactor under different saline conditions.
○ 아나목스균의 ATP 및 ASI(Annammox Stress Index)의 변화
- 염분농도가 증가함에 따라 ASI지수 또한 증가함
- ATP 분석결과 염분농도 0.5% 이상의 조건에서 아나목스에 직접적인 영향을 주며 biomass celluer ATP의 감소는 AMX 활성 저해에 영향을 주는 것으로 확인됨.
Fig. 3. The effect of salinity of the cellular ATP, anammox stress index (ASI) and nitrogen removal efficiency (NRE).
○ 염분과 TN농도의 상관관계
- 같은 TN에서 다른 농도의 염분을 주입시 ASI는 큰 차이를 보임
- 이는 아무리 염분이 아나목스 건강에 큰 저해인자로 작용하더라도 고농도의 TN과 염분의 조합은 퍼포먼스 저해를 더욱 가속시키는 것으로 판단됨
Fig. 4. The performance and response of Anammox under different salinity shock loads.
❏ 결론
- 염분은 아나목스의 주요 저해인자 중 하나로 확인됨
- 염분농도가 증가함에 따라 질소제거율은 일시적으로 감소하였으나 일정기간 염분에 순응 후 질소제거율은 향상되었으며 평균 92%의 효율을 나타내는 것으로 확인
- 고염분에 아나목스균을 순응하기 위해서는 염분과 TN농도를 함께 조절하는 것이 필요함