• 대한환경공학회지
• /
• 제39권8호
• /
• pp.462-469
• /
• 2017

최근 부영양화 문제, 인광석 자원이 부족해지고 있는 국제적 상황, 하수처리장 관로 스케일 문제 등에 대응하기 위하여, Struvite 결정화 공정을 하수처리장 슬러지처리 계통의 고농도 인 제거/회수에 적용하려는 시도를 하고 있다. 본 연구는 실제 국내 하수처리장 슬러지처리 계통에 대한 Struvite 결정화 공정 적용 가능성을 평가를 목표하여, 첫째, 운영자료 및 현장측정자료 분석을 통하여 실제 하수처리장 슬러지처리 계통의 인 농도 및 물질수지를 분석하였고, 둘째, 평형화학 계산 프로그램을 활용하여 Struvite 결정화 반응 포텐셜, 이에 따른 최적 $Mg^{2+}$ 주입량, pH 등에 관해 연구하였고, 셋째, 실험실규모 배치실험을 통해 실제 Struvite 결정화 반응 동역학에 대해 연구하였다. 슬러지처리 계통에서의 인 농도 및 물질수지를 분석하였을 때, Struvite 결정화 공정은 소화슬러지 및 탈리여액에 적용함이 바람직한 것으로 파악되었다. 평형화학 계산결과, 안정적인 공정 운영을 위해서는 pH 8 이상, $Mg^{2+}$ 주입량은 몰비 기준 이론 요구량의 1.2배 이상을 첨가해야 하는 것으로 파악하였다. 그리고, Struvite 결정화 반응 동역학은 1차 반응속도식을 따르고, Struvite 결정화 반응이 평형상태에 도달한 경우, 모든 pH 조건에서 인산염인 제거율이 80% 이상으로 우수하게 나타났다. Struvite 결정화 반응 시 NaOH 첨가 없이 폭기만으로 $CO_2$ 탈기를 일으켜 반응 종결 후 pH 8.7 이상까지 상승했으며, $Mg^{2+}$ 주입원의 경우 간수 등 저가 대체물질을 활용할 수 있으므로, 약품비에 의한 운영비 증대 없이 Struvite 결정화 공정을 적용할 수 있으리라 판단된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.60-66
• /
• 2021

도시화와 산업화로 인해 하수처리장으로 유입되는 하수 내 질소 농도가 증가함에 따라 부영양화 발생, 수생태계에 독성을 미치는 등의 악영향의 정도 또한 증가하고 있다. 고농도의 질소가 포함된 하수를 처리하기 위해 생물학적 질소 제거 공정에 대한 연구가 다방면으로 진행되고 있다. 기존의 생물학적 질소 제거 공정에 있어 산소공급과 외부탄소원 보충에 따른 상당한 비용이 요구된다. 이러한 측면에서 경제적인 개선이 이루어진 고도의 질소 제거 공정이 요구됨에 따라 최근 기존의 질산화·탈질 공정 보다 효율적이고 경제적인 혐기성 암모늄 산화 공정(ANaerobic AMMonium OXidation, ANAMMOX)이 제안되었다. 본 연구에서는 수처리공정에서의 ANAMMOX 공정의 안정성을 확인하고, Mainstream ANAMMOX 공정구현을 위한 암모니아성 질소(NH4+) 대비 아질산성 질소(NO2-) 비율을 도출하는데 목적이 있다. 선행연구에서 제시된 기질비율을 바탕으로 산정한 비율을 적용해 실험실 규모의 Mainstream ANAMMOX 반응조를 운전하였다. Initial 구간에서 NH4+ 제거효율은 58~86%, 평균 제거효율은 70%였다. Advanced 구간에서 NH4+ 제거효율은 94~99%, 평균 제거효율은 95%였다. 연구 결과 NH4+/NO2- 비율이 증가함에 따라, Mainstream ANAMMOX 공정의 안정성이 확보되어 NH4+ 제거효율 및 총질소(TN) 제거효율이 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 결과적으로, 본 연구결과는 이후 수처리공정에서의 ANAMMOX 공정 적용과 공정 안정성 확보에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.149-154
• /
• 2012

다양한 염기도를 가진 PAC 응집제를 이용한 응집실험에서, 염기도를 낮게 함유하고 있는 PACB (Polymeric Aluminum Chloride Basicity)의 경우 염기도가 높은 PAC 보다 유기물과 인에 응집효율이 높게 나타났다. 저 염기도의 PACB는 고 염기도의 PAC 보다 monomeric Al(III) 가수분해 종을 많이 함유하였다. 하수처리수의 응집에 있어서 전하중화와 sweep floc 형성에 따른 응집효율은 저 염기도의 PACB가 고 염기도의 PAC에 비하여 다소 효과적인 것으로 나타났다. 이에 따라 PACB와 PAC를 이용한 응집실험 결과 $Al_2O_3$ 농도가 유사한 경우 고 염기도의 PAC에 비하여 저 염기도 PACB가 탁도, $COD_{Mn}$ 그리고 TP 및 $PO_4$-P에 대하여 보다 우수한 응집효과를 나타내었다.

• 유기물자원화
• /
• 제16권2호
• /
• pp.29-37
• /
• 2008

본 연구에서는 하수슬러지, 음식물쓰레기, 분뇨계 폐기물과 같은 고농도 유기성 폐기물의 고온 메탄 발효에 대하여 공정, 응용 현황 및 장 단점의 여러가지 측면에서 고찰이 이루어졌다. 고온 메탄 발효의 장점은 반응속도가 빠르고, 높은 부하량에서 처리가능하고, 병원성 미생물의 사멸율이 높고, 소화오니는 보다 위생적이었다. 그러나, 단점으로서는 발효시설을 가열하는데 많은 에너지를 요구하고, 저농도 유기성 폐기물에서는 잉여에너지를 얻을 수 없고, 발효처리 후 상등수 수질이 떨어지게 되며, 그 결과 배수처리에 부담이 된다. 특히, 고농도 메탄 발효의 경우 영양염 부족이나 ${NH_4}^+-N$에 의한 방해가 일어나기 쉬우므로, 이에 대하여 적절한 대안이 요구된다. 일반적으로 고온 메탄 발효는 고농도의 우분뇨와 음식물 유기성 폐기물의 좋은 처리 수단으로 고려되었다. 반대로, 폐기물 그 자체의 농도가 낮을 경우와 ${NH_4}^+-N$이 3.000mg/L 이상 높게 되는 조건에서 고온 메탄 발효는 바람직하지 않는 결과를 나타내게 된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.244-250
• /
• 2019

급격한 산업발전과 인구증가로 인해 최근 지자체 및 하수처리장에서 하수처리장으로 연계하여 처리하는 연계처리수가 많은 문제를 나타내는 것으로 조사되었다. 연계처리수는 일반하수대비 저유량 고농도의 특성을 가지고 있다. 따라서 이러한 특성은 공공하수처리시설의 하수처리 난이도 및 하수처리 단가를 증가시키는 영향을 미친다. 하수처리단가를 증가시키는 많은 영향인자 중 '연계처리부하/설계유입수부하(%)'가 가장 상관성이 높은 인자로 도출되었고, 그 후 공공하수처리시설 선정 및 모델링을 통해 4계절의 영향을 고려한 온도 조건 및 '연계처리부하/설계유입수부하(%)' 증가 조건에 따른 설계방류수질 초과 범위를 조사했다. 그 결과 TN의 경우 $5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$ 조건에서 각각 '연계처리부하/설계유입부하(%)'가 각각 19.7%, 22.6%, 25.1%. 27.7%로 나타났고, TP의 경우 $5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$ 조건에서 각각 '연계처리부하/설계유입부하(%)'가 각각 10.7%, 12.2%, 15.6%, 17.5%로 조사되었다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2004

혐기성 소화에서 미생물에 저해/독성 물질로 알려진 암모니아의 농도와 식종원에 따른 영향을 회분식 반응기를 이용하여 분석하였다. 식종원은 고농도의 암모니아에 장기간 적응된 축산농가 축산폐수 집수조의 슬러지 그리고 저농도의 암모니아에 노출된 하수종말처리장 혐기성 소화조 슬러지를 사용하였다. 식종원에 상관없이 암모니아는 TAN 1,500 mg-N/L에서 COD 제거율과 biogas 발생량으로 측정된 혐기성 미생물의 활성에 저해영향을 주기 시작하여 3,500 mg-N/L에서는 더욱 심하였다. 암모니아 저해 농도 범위에서 휘발성 유기산의 농도는 50 mg/L 범위로 유지되므로 메탄생성균 뿐만 아니라 산생성균도 저해영향을 받는 것으로 나타났다. 축산폐수 집수조 슬러지로 식종된 경우 암모니아 농도 TAN으로 $2,500{\sim}3,500\;mg-N/L$ 범위에서도 COD 제거율과 biogas 발생량의 감소폭은 미미하였으나 하수종말처리장 혐기성 소화조 슬러지로 식종된 경우 암모니아 농도가 증가할수록 COD 제거율과 biogas 발생량은 큰 폭으로 감소하였다. 결과적으로 암모니아에 장기간 순응된 슬러지로 식종한 경우 암모니아의 저해 농도에 대하여 적응도 빨랐으며 저해영향도 적었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.64-73
• /
• 1997

Most of the municipal wastewater treatment plants operated in Korea are designed for high concentrations municipal sewage. However, activated sludge process employed by municipal wastewater treatment plant is operated at low organic loading. The objective of this study was to determine optimum operating condition of activated sludge process for treatment of low concentration municipal sewage. Three bench scale activated sludge reactors were operated to investigate the effect of HRT and SRT on the COD and TSS removal efficiency. The average concentration of TSS, SCOD, SBOD and TKN in influent were 118mg/l, 61mg/l, 21mg/l, and 12mg/l, respectively. The activated sludge reactors operated with various HRT and SRT showed about 89-93% TSS removal efficiency. HRT and SRT does not affect the TSS removal efficiency of actvatied sludge process significantly. However, HRT affected the SCOD removal efficiency slightly. As the HRT decreases from 13hours to 3hours, the SCOD removal efficiency decreases from 67% to 56%. The average effluent TCOD concentration of the reactor operated with 3hours of HRT was approximatly 40-45mg/l. Kinetic coefficient yield (Yt) and decay coefficients(Kd) were 0.594-0.954 mgMLVSS/mgCOD and $0.0197-0.0317day^{-1}$, respectively. Low concentration municipal sewage can be treated with 3 hours of HRT without effluent quality deterioration and SRT does not affect the substrate removal efficiency at this operation condition.

• 한국물환경학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.328-332
• /
• 2008

This research was about T-N removal efficiency of oxic reactor in which fixed media submerged from Membrane BNR(An+Ax+Ox) process. This experiment was implemented by using fixed media and changing DO concentration in the oxic reactor. Nitrification efficiencies of all modes were more than 98%. When no media was in the oxic reactor, T-N removal efficiency was only 47.4%, while it were shown from 60.3% to 67.4% with packed media, which indicated improved efficiency of 27~42%. The removal efficiencies of TCOD and BOD were more than 89%, 98% respectively, which could satisfy the guideline of advanced sewage reclamation by Department of Environment. When DO concentration in the packed oxic-media tank was 0.5~1.0 mg/L, T-N removal efficiency was low, which resulted from insufficient nitrification in the oxic reactor. Therefore, DO concentration of bulk solution needs to be kept more than 1.0 mg/L to induce higher nitrification efficiency in the reactor in which media was submerged. Also, the selection of DO concentration is important to prevent media from being clogged.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
• /
• pp.351-354
• /
• 2002

부산광역시 수영 하수처리장의 소화조에서 농축조로 보내지는 혐기성 슬러지를 탈기된 증류수와 1:1로 희석하여 11.900 mg/L로 만든 후 혐기성 고정 생물막 반응기에 15일간 생물막을 부착시킨 후, 부유 슬러시를 제거하고 각 반응기에 각각 8.00 mgTOC/L, 9.76 mgTOC/L, 및 18.97mgTOC/L의 기질 농도를 유입하여 HRT 0.496일로 각 반응기에 연속적으로 주입하여 실험하였다. 기질 전달 현상과 관련하여 각 반응기에 대한 실험 결과는, 저농도로 기질이 유입된 반응기 l과 2에서는 생물막 두께 및 기질 제거율, 기질 소비 속도 상수($k_v$), 유효 확산 계수($D_{eff}$) 가 비슷하였으나, 고농도로 기질이 유입된 반응기 3에는 자농도로 기질이 유입된 반응기 1과 2 보다 높은 값을 나타내었다. 이는 본 실험에 사용된 혐기성 미생물이 고농도의 기질을 유입하였을 때, 더욱 원활하게 성장함에 따라 높은 기질 소비를 나타내었다.

• 생태와환경
• /
• 제36권2호통권103호
• /
• pp.181-190
• /
• 2003

옥천천(만)유역을 대상으로 2002년 5월부터 9월까지 총 6회 수환경을 조사하였다. 환경 요인은 하천과 구간에 따라 차이가 컸고, 유수환경과 정수환경에서 더욱 현저하여 대비가 되었다. 수중 영양염은 상류 하천에서 비교적 저농도이었으나, 하수처리수 유입 후부터 고농도로 전환되어 점오염원 영향이 절대적이었다. 특히, 유역에서 SRP와 $NH_4$의 분포는 다른 영양염에 비해 매우 뚜렷하였고, 하수처리수의 영향을 평가함에 있어 가장 중요한 인자가 될 수 있었다. 하수처리수의 유입직 후 정점에서 SRP의 평균 농도는 919.3${\mu}g$ P/l로써 유역에서 가장 영향력이 컸고, P농도에 의해 수중 영양염 비율이 조절됨을 알 수 있었다. 하수처리수의 지속적 공급은 하류의 만입부에서 chl-a 증가를 유도하는 결정적인 요인으로 볼 수 있었다. 남조류가 대발생한 시기에 만입부에서chl-a 농도는 234.5${\sim}$l,692.2 ${\mu}g$/1범위이었고, 8월에 최대 현존량은 ml당 $1.0{\times}10^6$ 세포를 훨씬 초과하여 담수적조 수준보다 200배 이상이었다. 이러한 결과는 다른 환경요인에서 잘 반영되었고, 그 중에서 AFDM/TSS 비는 100%로써 조류에 의한 수질오염이 극심함을 잘 반영하였다. 따라서, 하수처리수에 포함된 P와 N 저감이 선행되어야 하천 수환경 개선 뿐만 아니라 저수지 수질관리에 효과가 있을 것으로 본다.