본 연구는 활성슬러지공법의 침전조를 막으로 대체하여 고액분리를 효과적으로 수행하도록 하는 막분리 활성슬러지 공법에 관한 것이다. 이와같은 방법은 공정자체가 간략화되는 동시에 종래법에서 슬러지 팽화(bulking)등에 의해 침전조에서 SS carry-over, 슬러지 침강성 향상을 위한 고부하처리의 곤란성, 침전조 처리수에의 SS 유출등 고액 분리의 문제점을 해소하므로, 여과, 응집침전, 혹은 활성탄흡착등의 고도처리설비없이 양질이 처리수를 얻을 수 있다고 보고 되고 있다.
[ $\circ$ ] 본 기술은 기존의 A2O공법과 Sludge Blanket Filtration(SBF)을 단위공법으로 조합한 공정으로서 각 생물반응조의 미생물 농도를 6,000mg/ 이상의 고농도로 운전하여 생물학적 유기물,질소 및 인 제거효율을 극대화하고자 하는 기술 $\circ$ 또한 활성슬러지 반응조로부터 유입된 슬러지를 SBF에서 미세기포를 이용하여 부상시킴으로써 수면에 농축 슬러지층을 형성시키고 이 부
본 연구에서는 유입수의 변동이 심하고 전문가가 부재한 환경인 선박에서 발생하는 오수의 효과적인 처리를 위하여 RCM공법을 선박오수처리장치에 적용하는 실험실 규모의 실험을 수행하였다. 질소 인의 고도처리 효율과 선박이라는 특수환경과의 접목성을 검토한 결과 RCM공정에 유효미생물을 주입하는 방법은 선박환경에 적합한 것으로 평가되었다. 또한 RCM공정은 활성슬러지 공정에서 배출되는 슬러지는 배출시키지 않고 슬러지액화분해조(SDC)에서 재분해하여 순환함으로써, 최근 해양투기가 금지됨으로 인해 문제가 되고 있는 슬러지의 발생량을 최소한으로 하여 친환경적인 수처리가 가능하다. 복합미생물제제 주입 후 미생물 관찰결과 고도처리에 유리한 미생물종의 출현을 확인하였으며 이들의 상호기작으로 질소 인의 처리에 도움을 주어 처리효율이 높은것이라 판단된다. 유기물 제거효율 실험결과 $BOD_5$, CODcr T-N, T-P의 처리효율이 각각 96, 97, 78, 81.68 %로 나타나 Membrane이나 Filter없이도 강화되어가는 해양오염기준을 충족시킬 수 있는 공정으로 판단된다.
본 연구는 초단파조사 처리된 잉여슬러지를 하수와 함께 활성슬러지공법으로 처리할 때 하수처리효율과 잉여슬러지 발생량에 미치는 영향을 파악하기 위하여 실시되었다. 온도가 $20^{\circ}C$이고 MLSS농도가 약 2,000 mg/L인 250 mL의 잉여슬러지를 발진주파수가 2,450 MHz이고 정격고주파출력이 700 W인 전자렌지(microwave oven)로 초단파조사 처리한 결과 조사시간이 1분 증가함에 따라 수온이 약 $20^{\circ}C$씩 증가하였으며, 슬러지의 SCOD, TKN 및 T-P 농도는 모두 $40\sim130$ sec의 조사시간에서 가장 많이 증가하였다. 그리고 혼합액 미생물의 산소섭취율을 측정한 결과 130 sec 이상의 조사시간($65^{\circ}C$ 이상)에서는 혼합액의 미생물이 거의 사멸하는 것으로 나타났다. 잉여슬러지를 초단파조사 처리한 다음 하수와 혼합시켜 활성슬러지공법으로 처리하였을 때 유입수 및 처리수의 pH 및 알칼리도에는 거의 영향이 없었으나, 유입수의 SS, COD, T-N 및 T-P 농도는 증가하였으며, 처리수의 SS, BOD 및 T-P 농도는 거의 영향을 받지 않았으나 COD 및 TKN 농도는 증가하였다. 그리고 초단파 조사비가 1 g SS/g SS-day 증가할수록 미생물성장계수 값은 0.91 g SS/g COD removed의 율로 감소하였다.
1999년부터 2001년까지 2년동안 G-7 환경공학기술개발사업의 일환으로 CNR공법을 이용한 하수처리장의 탈질$\cdot$탈인을 위한 상용화기술개발연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. CNR공법은 우리나라의 일반적인 하수성상에서 6시간의 체류시간에서도 운전관리가 원활하면 동절기와 유기물 부하변동에도 질소를 10mg/l, 인을 1mg/l로 제거 할 수 있는 공법이다. CNR공법은 현재 하수처리장의 활성슬러지조내의 용적과 체류시간을 그
고분자 응집제를 이용하여 짧은 시간에 형성된 입상형태의 슬러지를 연속회분식 장치에 주입하여 미생물의 호기성 입상화의 특성을 향상시키고, 제조한 입상화 슬러지를 하수에 적용하여 유기물제거에 대한 운전인자를 도출하였다. 유입하수 COD 63~72 mg/L에 대한 유기물 제거속도 계수 k는 $10.161d^{-1}$로 일반적 활성슬러지 공법의 k값 $5{\sim}8d^{-1}$보다 효과적으로 나타났으며, 산소이용에 대한 a', b' 값은 각각 0.87 mg $O_2/mg$$COD_r$, 0.11 mg $O_2/mg$ MLVSS d이었다. 슬러지 합성계수와 자산 화계수는 각각 0.45 mg VSS/mg $COD_r$과 0.05 mg VSS/mg MLVSS d로 일반적 활성슬러지 공법에 비해, 자산화 계수는 비교적 적은 값으로 나타나므로 미생물의 사멸율은 낮은 것을 알 수 있었다.
본 연구는 활성슬러지공법을 변형시킨 무산소일염기일호기반응조를 사용해서 질산화일탈질소반응 및 인의 방출인초과축적반응을 유도하여 합성페수의 유기물, 질소 및 인을 동시에 제거하였다. 무질소조, 무염기 및 호기호 각각에 대한 반응특성을 조사하기 위해 실험실규모의 반응조가 운영되었으며 MLSS농도를 5000, 4200, 3300, 2600, 1900mg/l로, 변화시켜 COD제거율에 대한 생물학적 동력학계수를 결정하였다. 연구결과, 유기물 및 영양염이 변형된 슬러지공법에 의해 동시에 제거될 수 있음을 알았고, ortho-p 제거효율은 66%∼99%로 높게 나타났다.
비표면적이 다른 media를 이용한 호기성 고정생물막공법에서 유기물부하율을 변화시키면서, 유출수의 성상과 활성슬러지의 설계인자가 호기성 고정생물막송법에 적용가능한지를 조사하였다. 유출수의 수질은 낮은 유기물부하율에서는 유출수의 농도가 비표면적에 따라 크게 변화하지 않았으나, 높은 부하율에서는 변화폭이 매우 크게 나타나으며, 비표면적별 유출수 농도를 보면 비표면적이 큰 경우가 유출수 농도가 낮았으며, 유입수농도가 클수록 유출수의 농도차이도 더 크게 나타났다. 동력학적 계수를 산출하기 위해 활성슬러지 공법의 모델을 고정생물막 공법에 적용시켜 본 결과 실험조건에서 실측 미생물 생산량과 계산된 미생물 생산량과의 차이는 COD를 기준으로 하였을 때가 더 잘 일치함을 알았다.
하수와 우유를 섞은 합성폐수를 처리하기 위해 회전매체를 이용한 완전혼합활성슬러지 공법의 kinetic constant 값을 산정한 결과, $K_{m}$(유기물제거속도) 값은 저부하의 경우는 3.75~8/hr, 고부하인 경우는 8.57~12.5/hr이며, $K_{e}$값은 저부하인 경우 0.007~0.03/hr, 고부하인 경우는 0.09/hr로, $K_{s}$(내호흡계수) 값은 저부하인 경우 1.73~3.68/hr, 고부하인 경우는 3.84~5.75/hr로 나타났으며, Y 값은 0.46gVSS/g$BOD_{5}$로 산정 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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