The aim of this study was to assess the effect of pre-aeration on sludge solubilization and the behaviors of nitrogen, dissolved sulfide, sulfate, and siloxane. The results of this study showed that soluble chemical oxygen demand in sewage sludge could be increased through pre-aeration. The pre-aeration process resulted in a higher methane yield compared to the anaerobic condition (blank). The pre-aeration of sewage sludge, therefore, was shown to be an effective method for enhancing the digestibility of the sewage sludge. In addition, this result confirms that the pre-aeration of sewage sludge prior to its anaerobic digestion accelerates the growth of methanogenic bacteria. Removal rates for $NH_3$-N and T-N increased simultaneously during pre-aeration, indicating simultaneous nitrification and denitrification. The siloxane concentration in sewage sludge decreased by 40% after 96 hr of pre-aeration; in contrast, the sulfide concentration in sewage sludge did not change. Therefore, pre-aeration can be employed as an efficient treatment option to achieve higher methane yield and lower siloxane concentration in sewage sludge. In addition, reduction of nitrogen loading by pre-aeration can reduce operating costs to achieve better effluent water quality in wastewater treatment plant and benefit the anaerobic process by minimizing the toxic effect of ammonia.
Sewage sludge produced in Korea was 1,275,800 tons (dewatered sludge cake) per year in 1996, which is 3,495 tons per day, 0.303% of 11,526,100 tons per day of sewage treated in 79 sewage treatment plants. Sludge production has been and will be increasing in accordance with construction of new facilities for sewage treatment. Most of the sludge is currently disposed by landfill and ocean dumping, but it is becoming difficult to find suitable sites for landfill, particularly in big cities such as Seoul. In addition, rapid increase of landfill cost is anticipated in a near future. Current trend for sludge disposal in advanced countries is land application. Over the past 10 to 20 years in the United States, sludge management practices have changed significantly, moving from disposal to beneficial use. They use biosolid for utilization instead of sludge for disposal. Under the Clean Water Act of 1972, amended in 1987 by Congress, the U.S. EPA was required to develop regulations for the use and disposal of sewage sludge. The EPA assessed the potential for pollutants in sewage sludge to affect public health and the environment through a number of different routes of exposure. The Agency also assessed the potential risk to human health through contamination of drinking water sources or surface water when sludge is disposed on land. The Final Rules were signed by the EPA Administrator and were published (Federal Register, 1993). These rules state that sewage sludge shall not be applied to land if the concentration of any pollutant in the sludge exceeds the ceiling concentration. In addition, the cumulative loading rate for each pollutant shall not exceed the cumulative pollutant loading rate nor should the concentration of each pollutant in the sludge exceed the monthly average concentration for the pollutant. The annual pollutant loading rate generally applies to applications of sewage sludge on agricultural lands. The most popular beneficial use of sewage sludge is land application. The sludge has to be stabilized for appling to land. One of the stabilization process for sewage sludge is lime stabilization process. The stabilization process is consisted of the stabilizing process and the drying process. Stabilization reactor can be a drum type reactor in which a crossed mixer is equipped. The additive agents are a very reactive mixture of calcium oxide and others. The stabilized sludge is dried in sun drier or rotary kiln.
This study was performed to investigate the disinfection efficiency and the formation characteristics of disinfection by-products(DBPs) by chlorination in the sewage effluent. The effluent was sampled from the sewage treatment plants operated in the activated sludge process and the advanced sewage process. The type of DBPs investigated were Trihalomethanes(THMs), Dichloroacetonitrile(DCAN), Chloral hydrate(CH), Dichloroacetic acid(DCAA), Trichloroacetic acid(TCAA). Major findings are as follows. First, the optimum injection concentration for chlorination in sewage effluent were found to be in the range $0.5{\sim}1.0mg\;cl_2/L$. Also, It was found that the chlorine dosage in the effluent of activated sludge process was higher than in the effluent of advanced sewage process. Second, the maximum formation concentration of THMs were $12.7{\mu}g/L$. The THMs formation reaction was finished in a short time of several seconds and chloroform was mainly formed. Also, it was found that the concentration of ammonium nitrogen is higher, the concentration of THMs is lower. Third, it was found that DCAA and TCAA were mainly formed as DBPs by disinfection.
This study was performed to investigate the contamination degree of effluent from the sewage purification system and septic tank. The 711 samples, were collected from the large size tank located in Seoul from Mar. to June 1991. The results were as follows 1. The pH values of effluent were largely neutral of 6.96 in sewage and 7.43 in septic tank. 2. The average concentration of BOD was 48.18 mg/l in sewage and 127.0 rng/l in septic tank. 3. The average concentration of SS was 40.8mg/l in sewage and 90.5rng/l in septic tank. 4. In the analysis of nutrient salts, the average concentration of NH$_{3}$-N was 31.62mg/l in sewage and 88.79 mg/l in septic tank. 5. In the analysis of correlation among items, BOD, SS, NH$_{3}$-N and PO$_{4}$-P were higly correlated beween items. 6. As a results of above analysis, it is considered as desirable evaluation method of effluent not through the only item but through the integrated items.
In order to reuse and concentrate the sewage, a forward osmosis using fertilizer as draw solution was applied. Sewage-1, which is the supernatant after settling for 30 minutes for the primary settling basin influent, and Sewage-2, which is the supernatant after settling for 30 minutes for the effluent, and Sewage-3, which is the filtrate filtered through a $1{\mu}m$ cartridge filter for the effluent were tested. Eight draw solutions of $NH_4H_2PO_4$, KCl, $KNO_3$, $NH_4Cl$, $(NH_4)_2HPO_4$, $NH_4NO_3$, $NH_4HCO_3$, and $KHCO_3$ were used in consideration of osmotic pressure, solubility and pH. In the case of Sewage-3, the permeate flux was almost similar to that of the discharge water of the sewage treatment plant, and was larger than that of Sewage-1 and Sewage-2. $NH_4H_2PO_4$ was the smallest, and $NH_4NO_3$ was the largest in the specific reverse solute flux. $NH_4H_2PO_4$ was found to be most useful for the reuse and concentration of sewage because it contains nitrogen and phosphorus, which are the major components of fertilizer, as well as low specific reverse solute flux. When $NH_4H_2PO_4$ was used as the draw solution, the concentration factor after 24 hours for Sewage-3 was 1.72.
The distributions of Cd, Cu, and Zn concentration in soil treated with one (1988) or two (1988 and 1993) applications of sewage sludge at rates of 0, 25, 50, and $100Mg\;ha^{-1}$ (dry weight basis) were determined to assess the accumulation and mobility of the heavy metals. The heavy metals accumulated almost entirely in 0 to 15 cm soil depths. Small amounts of the metals moved out of the tillage zone (0-15 cm depth) into the subsoil, but even at the high rate of sewage sludge, little movement of heavy metals occurred below 100 cm depth. The water-extractable Cd, Cu, and Zn concentrations were very low regardless of the rate of sewage sludge application. Availability of metals as determined by DTPA extraction showed the percentage of DTPA-extractable/total concentration increased with sewage sludge application. In the 0-15 cm depth of sewage sludge treated soil, the percentage of DTPA-extractable/total concentration was higher than 46% for Cd, but the value was less than 27% and 17% for Cu and Zn, respectively. The Cd, Cu, and Zn added to this calcareous clay soil by sewage sludge application were not very mobile, and the amount of plant available form was very small.
Odor from sewage treatment plants have the potential to cause significant annoyance and to impact the amenity. In this study, odor emission characteristics at unit process of 48 sewage treatment facilities in 39 plants were evaluated using composite odor concentration and hydrogen sulfide ($H_2S$) concentration. The values of composite odor concentration (geometry mean) and $H_2S$ concentration (median) for sludge treatment processes are higher than those for the other treatment processes. The composite odor concentration and $H_2S$ concentration are distributed over a wide area in each process. Composite odor concentration (dilution ratio) was found to have the significant correlation with $H_2S$ concentration (p=0.000<0.05). The $H_2S$ concentration accounted for 67.1% of composite odor concentration.
This study investigated water quality of effluents and stream from the sewage treatment plants located at Gumi Complex 4, Gumi, and Wonpyeong in Gumi. Downstream region was found to increase the concentration of nutrients for sewage treatment plant effluent. Both phosphorus and nitrogen were accounted most as soluble form. In particular, the high ratio of dissolved effluent of sewage treatment plants were investigated. In the streams, Phosphorus concentration was high during rainy season and nitrogen concentration was high in the dry season. Sewage treatment plant effluent was relatively less microbial activity and nutrient concentrations were higher in the winter. TN/TP ratio was the highest in the upstream region and the lowest in the sewage treatment plant effluent. The effect of the nutrient matter from a discharge of a sewage treatment plant on rivers varied depending on the size of the river and the treatment plant. However, the influence of the concentration was greater than that of flowrate. Sewage treatment plant effluent loads phosphorus, nitrogen accounted for 8% and 6% respectively at the point N3 of the Nakdong river.
A feasibility study was performed to examine the agronomic application of treated sewage on paddy rice culture by field experiment for two consecutive years. The domestic sewage was treated by the constructed wetland system which was in subsurface flow type and consisted of sand and macrophyte. The effluent of the wetland system was used for irrigation water. The effluent was diluted to maintain the total nitrogen concentration below $26mg{\cdot}L^{-1}$ in the first year and used without dilution in the second year experiment. Growth components and yields were compared against the CONTROL plot where conventional method was applied. And also, soil characteristics of the plots before and after reclaimed sewage irrigation were analyzed. Generally, addition of the treated sewage to the irrigation water showed no adverse effects on paddy rice culture, and even enhancement was noticed in both growth and yield. Irrigation of treated sewage after concentration adjusted with conventional fertilization showed the better result, and the yield exceeded that of CONTROL case where clean water was irrigated. Soil characteristics changed after irrigation, and significant EC increasing was observed for the reclaimed sewage irrigation plots. From this study, it appears that reuse of treated sewage, as supplemental irrigation water could be a feasible and practical alternative. For full-scale application, further study is recommended on the specific guideline of major water quality components in treated sewage for irrigation and public health.
This study conducted a result analysis on operation of 26 Rural Community Sewage Treatment Plant (RCSTP) newly constructed in Yeong-yang, Bong-hwa and An-dong areas which are located at the upper region of An-dong Dam and Im-ha Dam. Based on operation result, an analysis on characteristics of sewage in each area and the treatment efficiency of the installed treatment process was conducted. The result of analysis on characteristics of sewage has shown the difference in concentration of the sewage according to area characteristics. Sewage in areas with frequent occurrence of agricultural water and livestock wastewater had high concentration. It is important to select the most suitable treatment process when selecting a treatment process for RCSTP according to properties of sewage in each area. As a result of operation, the disposal efficiency for organic matter and suspended solids was stable with less fluctuation, but the disposal efficiency for nitrogen and phosphorus showed high fluctuation. This signifies that it is necessary to pay attention to operation condition management of nitrogen and phosphorus when operating RCSTP.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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