• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권10호
• /
• pp.4055-4068
• /
• 2010

본 연구는 고도처리공법을 적용하여 수년간 가동 중인 하수처리시설에 대한 운전현황을 측정 분석하여, 고도처리공법 적용의 적정성을 평가하고자 하였다. 단위공정별 처리효율은, BOD의 경우 1차침전지 35, 생물반응조 87, 최종방류수 48 %, T-N의 경우 1차침전지 18, 생물반응조 40, 최종방류수 25 %, T-P의 경우 1차침전지 23,, 생물반응조 38, 최종방류수25 % 등으로, 각 단위공정별로 양호한 처리효율을 나타내었다. 생물반응조 내의 미생물 관측 결과, 다양한 종류의 세균과 원생동물 및 후생동물이 관측되었고, 담체의 세균 부착기능이 안정적으로 유지되고 있음을 알 수 있었다. 최종방류수질은 BOD 5.5, COD 9.9, SS 4.6, T-N 11.8, T-P 0.99 mg/L으로 방류수 수질기준보다 낮은 양호한 수질상태를 나타내었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.73-81
• /
• 2014

One-dimensional flux theory (1DFT) is conventionally used for design of secondary clarifier of wastewater treatment plant. However, the 1DFT cannot describe turbulence, density current, shape parameters of the clarifier. In this study, we optimized the configurations of influent guide baffle and effluent baffle through the simulation using computational fluid dynamics (CFD) and its verification by particle image velocity (PIV) test. The energy dissipating inlet (EDI) without influent guide baffle ($0^{\circ}$) showed the best efficiency for minimizing downward velocity under the center well of the clarifier. The lowest velocity distribution around the effluent weir region could be obtained with the McKinney baffle (EB-2). The performances of the influent and effluent baffles were clearly verified by PIV test results.

• 유기물자원화
• /
• 제22권3호
• /
• pp.68-75
• /
• 2014

하수슬러지를 혐기성 소화하는 과정에서 용출되는 용존성질소는 다시 수처리시설로 반송되어 질산화 효율이 떨어지는 동절기 법적 방류수 질소 수질기준에 영향을 준다. 컴퓨터 시뮬레이션 소프트웨어(GPS-X)를 이용하여 A하수처리시설을 대상으로 소화조에서 발생하는 용존성질소의 영향을 조사한 결과, 소화조가 있는 처리시설에서의 총 반송수와 1차침전지 유입수 용존성질소 농도는 소화조가 없는 시설에서의 농도보다 각각 214.1 mg/L, 6.2 mg/L 높게 산출되었다. 슬러지 처리시설에서의 반송수를 처리하는 반송수처리시설(부상분리조)을 설치하는 경우 총반송수 용존성질소 농도는 반송수처리시설이 없는 경우보다 6.0 mg/L 높게 나타났으며 1차침전지 유입수 용존성질소 농도를 0.7 mg/L 낮게 산정되었다. 시뮬레이션 결과, 하수슬러지를 혐기성소화하여 에너지자립화율을 향상시키는 사업에서 슬러지 처리시설에서 발생하는 여액과 상등액의 용존성질소($NH_3-N$)를 처리할 수 있는 시설이 필요한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.69-75
• /
• 1988

활성 슬러지 하수처리장의 주요 Process Control Variables인 Sludge age와 Sludge recycle올 고려하여 폐슬러지의 유량 ($Q_w$)을 효과적으로 결정하기 위한 두가지의 식이 개발되었다. 아울러 반송 슬러지의 일부를 폐슬러지로 배출할 경우에는 우선 순환비 (R)를, 포기조내의 활성슬러지의 일부를 폐슬러지로 배출할 경우에는 2차침전지의 슬러지 침전효율($S_f$)을 정확히 측정하여 개발된 식을 이용하면 폐슬러지의 유량을 용이하게 산정할 수 있다는 사실이 Sensitivity analysis의 결과로 밝혀졌다.

• 상하수도학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.41-50
• /
• 2010

The influent and effluent baffle configurations seriously affect the hydraulic characteristics of the secondary clarifier in wastewater treatment plant. In this study, those baffle configurations were optimized by computational fluid dynamics(CFD) analysis and particle image velocity(PIV) test in order to obtain uniform flow in inlet region and to minimize upflow velocity in outlet region of the secondary clarifier. Theoretical analysis using CFD showed that more uniform flow could be accomplished when the influent baffle was located closely to the inlet opening. Effects of effluent baffle configuration on the upflow velocity in the outlet region of the secondary clarifier were analyzed with four types of effluent baffles which are widely adopted for secondary clarifier design. From the CFD analysis, McKinney baffle(EB-2) was estimated to be the most effective for restraining the upflow velocity in the outlet region and these trends were identified by PIV tests. In addition, the McKinney baffle showed the most uniform overflow velocity distribution around the weir.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.401-401
• /
• 2022

우리나라 대규모 하수처리장에 상용화되어있는 응집공정의 운영상 난점을 극복하고자 대체공정으로 고안된 인 결정여과공정(HCF, Hydroxyapatite Crystallization-Filtration process)의 pilot plant를 구축하고 부산슬러지의 자원화를 위해 그 특성을 검토하였다. 기존의 hydroxyapatite(HAP) 결정화공정 내 탈탄산(decarbonation) 단계를 생략하는 HCF공정의 경우에 고농도의 Ca²⁺ 주입과 처리수내 탄산염으로 인해 HAP을 포함하는 석회계 슬러지가 발생하는데, 이는 산성화된 토양의 개량제(중화제)로 널리 사용될 수 있다. 본 연구를 위해 경기도 I하수처리장 2차침전지 후단에 구축된 처리용량 27.1 - 135.6 m³/day HCF pilot plant의 전처리 조건은 pH 10.0 - 11.0, Ca²⁺ 농도 80 mg/L이었다. 결정여과조는 선속도 1.0 - 5.0 m/hr, 상향류로 운전되며, 여재는 2.0 - 3.0 mm의 석회석 모래를 충전하였다. 역세척은 중앙에 Air lifting pipe를 설치하여 역세척수가 처리수와 분리배출되도록 설계하였고, 침전시켜 역세척 슬러지를 회수하였다. 처리수의 평균 T-P, PO₄-P 및 SS는 각각 0.05, 0.04, 1.1 mg/L으로 모든 항목에서 방류수 수질기준 이하로 안정적으로 유출되었다. 회수된 HCF 슬러지는 SEM-EDX, XRD, FT-IR을 활용하여 그 특성을 분석하였다. SEM-EDX로 분석된 슬러지의 원자분율은 CaCO₃ 또는 HAP으로 추측되었다. 또한, XRD spectrum 분석결과, 슬러지의 주요 구성성분은 calcite, HAP, phosphoric acid(H₃PO₄) 및 brusite로 나타났다. FT-IR 분석결과, 슬러지는 대부분 인산염 및 탄산염의 무기물로 구성되어 있으며, 유입수의 인 농도가 높을수록 슬러지 내 HAP의 함량이 calcite보다 높은 것으로 나타났다. 고농도의 Ca²⁺을 주입하여 탈탄산단계를 생략한 HCF의 부산슬러지는 HAP 이외에도 CaCO₃와 칼슘-인 화합물로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 하수 인 고도처리를 위한 HCF공정의 하수처리시설 인 고도처리 적용이 검증되었으며, 부산슬러지를 산성화된 토양의 개량제(중화제) 또는 비료로서의 재활용 및 자원화 가능성이 시사되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.312-315
• /
• 2012

본 연구는 Media공법을 적용하고 있는 하수처리장의 실데이터를 활용하여 다중회귀분석을 통해 유출수질을 예측하는 모형을 구현하였다. 다중회귀분석은 2011년 1년간 데이터를 사용하였으며, 변수선택법 적용, 이상치와 영향치 제거, 변수의 로그변환에 따른 CASE별 연구를 수행하였다. 다중회귀분석으로 구축된 예측 모형으로 예측정확도를 검토한 결과, 2차침전지 유출수 $COD_{Mn}$는 0.87 이상, T-N은 0.81 이상으로 검토되었으며, 구축된 다중회귀모형을 이용하여 유출수가 방류수질기준을 초과하지 않는 운전조건의 범위를 설정할 수 있을 것으로 판단된다. 결론적으로 설정된 운전조건 범위 안에서 수질측면과 에너지 비용측면으로 하수처리장 운영시 운전자에게 적절한 운전 가이드를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.345-353
• /
• 2022

산업과 생활환경에서 사용된 공학적 미세입자는 결국 하수처리장을 거쳐 수계로 배출되므로 미세입자의 수계 배출 제어에 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 그러나 다수 연구에서 하수처리장 유출수 내 미세입자의 농도가 무영향관찰농도(No Observed Effective Concentration, NOEC)를 빈번히 초과하고 있는 것으로 보고되고 있어 전통적인 하수처리 기능과 더불어 미세입자를 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 하수처리장의 설계와 운영을 최적화시킬 필요가 있다. 이를 위해서는 하수처리장 내 단위공정별 특성 및 운전조건에 따른 미세입자의 거동특성과 제거효율에 대한 예측이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 하수처리장 내 각 공정 특성별 및 주요 운전조건의 영향에 따른 미세입자 제거효율예측을 위한 모델을 개발함으로써 하수처리장에서 미세입자를 보다 효율적으로 제어하기 위한 도구를 제공하고자 하였다. 개발 모델에서는 수처리 계통에서의 4개 단위공정(1차침전지, 생물반응조, 2차침전지, 및 총인처리시설)을 고려하고, 슬러지처리 계통은 농축, 소화, 탈수 공정 등의 다중 공정을 통합한 단일 공정으로 모의한다. 모의 대상 미세입자는 TiO₂ (nano-TiO₂)로서, 수중에서의 용해와 변환은 미미하므로 부유성 고형물과의 부착 기작만을 고려하였다. 부유성고형물에의 nano-TiO₂ 부착 기작은 고-액상 간 평형가정에 기반한 겉보기분배계수(Kd)를 매개변수로 반영하였으며 정상상태에서의 미세입자의 농도 및 부하를 공정별로 계산할 수 있도록 하였다. 아울러 개발 모델 구동의 편의를 위하여 MS 엑셀기반 사용자 인터페이스를 제작하였다. 개발 모델을 이용하여 주요 운전인자인 고형물체류시간(Solid Retention Time, SRT)이 nano-TiO₂ 제거효율에 미치는 영향을 파악하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제36권8호
• /
• pp.549-553
• /
• 2014

이상 강우 시 하수유입량과 슬러지 계면높이의 변화가 처리효율에 미치는 영향을 실제 처리장에 적용해서 실험한 결과, 유입량이 증가하고, 계면높이가 높아질수록 공공처리장 방류수 수질기준 항목인 $BOD_5$, $COD_{Mn}$, SS, T-N, T-P 처리효율이 감소하였다. 그중 SS는 강우 시 농도변화가 가장 심한 항목으로 0.5배(0.5 Q) 유입 시 슬러지 계면높이 0.5 m에서 74.2%, 1.0 m에서 76.4%, 1.5 m 70.2%, 2.0 m에서 60.7%로 계면높이를 1.0 m로 유지했을 때 처리효율이 가장 높았고, 1.0 Q 유입 시 0.5 m 71.7%, 1.0 m 71.9%, 1.5 m 46.4%, 2.0 m -38.0%로 나타났으며, 2.0 Q~2.0 m 이상과 3.0 Q~1.0 m 이상에서는 sludge rising 현상이 유발되어 공공수역에 악영향을 끼칠 수 있음을 알 수 있었다. 또한 계면높이를 0.5 m로 유지한다 할지라도 유입량이 증가하면 처리효율은 74.2%에서 17.3%로 감소하므로 강우 시 유입량 조절이 가장 중요하고, 계면높이를 1.0 m 이하로 유지하여 운영하여야 공공수역의 수질에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.326-334
• /
• 2012

본 연구는 최근 수 환경에서의 과불화화합물의 배출원 중 하나로 인식되고 있는 폐수처리장을 대상으로 이들 물질의 처리 공정별 물질량 흐름 및 거동을 예측하고자 수행되었다. 시료채취는 여름철과 겨울철에 유입수, 중화조유출수, 1차침전지 유출수, 포기조 유출수, 2차 침전지 유출수, 최종 방류수, 탈수여액, 1차 슬러지, 농축슬러지, 탈수 슬러지를 각각 3일간 채취하였으며, 채취한 후 동일한 비율로 혼합하여 분석용 시료로 하였다. 총 10개 물질을 대상물질로 하여 분석한 결과, 물 시료 중 농도는 PFOS (perfluorooctanesulfonate)가 N.D.~26.29 ng/L, PFOA (perfluorooctanoate)가 N.D.~38.15 ng/L로 검출되었으며 기타 PFNA (Perfluorononanoate)가 N.D.~36.79 ng/L, PFHxS (perfluorohexanesulfonate)가 N.D.~24.36 ng/L로 나타났다. 슬러지 시료의 경우, PFOS가 6.82~59.37 ng/g, PFOA가 0.13~0.37 ng/g, PFDS (perfluorodecanesulfonate)가 N.D.~0.83 ng/g으로 검출되었다. 각 처리 공정별 물질량 흐름을 관찰한 결과, 과불화화합물의 대부분이 유입되는 양보다 유출되는 양이 더 많은 것으로 나타났는데 이는 전구물질들이 처리공정을 거치면서 생물학적 분해에 의해 과불화화합물의 발생원으로서 작용하고 있기 때문인 것으로 판단된다.