식물 유래 바이오 운반체가 이종 질소화–호기성 탈질화를 강화하여 지속 가능한 양식 폐수 처리를 위한 MBBR에서의 효과

순환식 양식 시스템(RAS)에서의 지속 가능한 폐수 처리는 효율적인 질소 제거를 요구하지만, 기존의 플라스틱 기반 바이오 운반체는 환경 문제를 야기합니다. 본 연구에서는 Luffa cylindrica 기반 바이오 운반체, 특히 수정된 루파 스펀지(MLS)를 HNAD-MBBR에서 질소 제거를 향상시키기 위한 친환경 대안으로 평가하며, 동시에 RAS 폐수 조건을 대표하는 순차적인 C/N 변동 하의 시스템 성능을 조사합니다. 각각 독특한 바이오 운반체인 MLS, 비수정 루파 스펀지(ULS), 그리고 플라스틱 K3 Kaldnes 운반체(PKC)를 사용하는 세 개의 실험실 규모 HNAD-MBBR이 비교되었습니다. 시스템은 10.5, 7, 5의 다양한 탄소 대 질소 비율(C/N)에서 56일 동안 작동했습니다. 미생물 군집 분석(16S rRNA 시퀀싱) 및 바이오필름 형태 분석(SEM 이미징)이 수행되었습니다. MLS는 다른 운반체에 비해 우수한 성능을 발휘하며, C/N 비율 7에서 99.93% 암모늄, 99.49% 아질산염 및 99.19% 질산염 제거를 달성했습니다. 미생물 분석에서는 MLS에서 Thauera 및 Hydrogenophaga와 같은 질소 순환 박테리아의 풍부한 개체 수가 확인되었으며, SEM은 막대 모양의 박테리아와 세포외 고분자 물질(EPS)로 밀집된 바이오필름 식민지를 확인했습니다. MLS 기반 폐수 처리 시스템은 우수한 질소 제거 효율성과 미생물 지원을 보여주어 MBBR에서 플라스틱 바이오 운반체에 대한 지속 가능한 대안을 제공합니다. 이는 고처리 성능을 유지하면서 양식 산업의 플라스틱 폐기물 감소를 위한 세계적 노력과 일치합니다.