최근 산업의 급속한 발달, 인구의 증가와 생활수준의 향상 등으로 인하여 수질오염이 가속화되고 있으며 특히 폐수 중의 난분해성 유기물질 성분이 차지하는 비율이 증가하고 있는 반면에 우리나라의 경우 대부분 생물학적 처리법으로 널리 이용되고 있는 활성슬러지법은 유입수의 특성 및 운전방법, 기타 여러 환경적 요인에 의해 슬러지의 팽화 및 거품발생 등의 문제점이 발생하며 이로 인해 안정적인 유기물과 영양염류 처리효율이 떨어지고 침전조에 의한 고액분리가 어려우며, 고농도의 슬러지 유지시 침전조 효율저하가 일어날 수 있다. 따라서 본 연구에서 이러한 문제를 해결하기 위해서 입상슬러지 연속회분식공정을 이용한 하수 고도처리를 통하여 운전조건에 따른 하수처리특성과 입상슬러지 입상화 특성에 대해 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, ...
최근 산업의 급속한 발달, 인구의 증가와 생활수준의 향상 등으로 인하여 수질오염이 가속화되고 있으며 특히 폐수 중의 난분해성 유기물질 성분이 차지하는 비율이 증가하고 있는 반면에 우리나라의 경우 대부분 생물학적 처리법으로 널리 이용되고 있는 활성슬러지법은 유입수의 특성 및 운전방법, 기타 여러 환경적 요인에 의해 슬러지의 팽화 및 거품발생 등의 문제점이 발생하며 이로 인해 안정적인 유기물과 영양염류 처리효율이 떨어지고 침전조에 의한 고액분리가 어려우며, 고농도의 슬러지 유지시 침전조 효율저하가 일어날 수 있다. 따라서 본 연구에서 이러한 문제를 해결하기 위해서 입상슬러지 연속회분식공정을 이용한 하수 고도처리를 통하여 운전조건에 따른 하수처리특성과 입상슬러지 입상화 특성에 대해 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, DO 5.40∼6.90mg/L, pH 6.80∼7.80일 때 운전 1주기 동안 반응기 내 COD, T-N, T-P의 변화를 나타낸 것으로 운전 초기 10일에서부터 운전 시간이 경과함에 따라 서서히 감소하는 경향을 나타냈으며, 운전 가동 후 30일까지 평균 제거율은 COD 62.3%, T-N 62.3%, T-P 66.7%로 표준 활성슬러지법(COD 70∼80%, T-N 10∼30%, T-P 50∼60%)의 처리특성에 비하여 높은 제거율을 나타내었다. 그 이유는 침전 분리로 제거할 수 없는 부유 고형물들을 완전 제거되기 때문뿐만 아니라, 혼합액의 고액분리가 이루어지므로 질산화균과 같은 저 성장속도를 갖는 미생물의 유실이 없기 때문에 질산화 효율이 증가하는 것으로 사료된다. 또한 미생물들은 혐기/호기 조건을 교대로 변화시키면, 호기조건에서 인을 최대한 섭취하게 되고, 인을 저장하고 있는 미생물을 적당량 배출시킴으로서 인을 제거하게 된다. 높은 인 제거효율을 확보하기 위하여 적절한 활성슬러지의 배출이 이루어져야한다. 본 실험에서는 충분한 COD의 공급이 인의 제거에 유용하게 이용되어 높은 인 제거효율을 얻을 수 있었던 것으로 판단된다. 둘째, 1주기 동안의 시간경과에 따른 반응기 내 NH4-N과 NO3-N의 처리특성을 조사한 결과로서 NH4-N값이 28～9.7mg/L로 감소하는 반면에 NO3-N값이 0～12.6mg/L로 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 Aerobic상태에서는 질산화가 일어나고, Anaerobic상태에서는 질산화 반응으로 생성된 질산염을 질소가스로 방출시키는 탈질산화 반응이 일어나기 때문일 것으로 사료된다. 셋째, 미생물의 특성에서 반응기 내 SS(6.25～6.65 mg/L)에 대한 VSS(5.41～5.85mg/L)의 전환비는 0.80∼0.85이였다. 이는 기존 활성슬러지공정과 달리 미생물의 유실 없이 다양한 미생물을 고농도로 유지할 수 있어 뿐만 아니라, 기존 활성슬러지공정에서 제거할 수 없는 부유물질과 고분자량의 유기물도 동시에 제거할 수 있었기 때문으로 사료된다. 또한 운전 기간 동안 SVI는 80～101㎖/g 정도로 큰 차이는 나타나지 않았으며, MLSS는 1500～3960mg/L로 나타났다. 기존 활성슬러지공정에서 침강성이 안정성 나타내는 SVI값이 50～150㎖/g임을 감안하면 전체적으로 양호한 침강성을 나타내고 있다. MLSS 농도를 높게 유지할 수 있기 때문에 내부 반송율을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 수리학적 부하변동에 안정적으로 대체가 가능하여 질산화와 탈질화를 보다 효과적으로 수행할 수 있다. 넷째, 활성슬러지는 솜털모양의 매우 불규칙한 형태였다. 운전시간이 경과되면서 불규칙한 외형이 매끈하고 조밀한 외형의 형태로 진행되는 것을 알 수 있었다. 이러한 호기성 입상슬러지는 솜털모양의 활성슬러지에서 조밀한 응집체로 나아가 최종 성숙된 입자의 형태로 진행되는 것을 암시하는 점진적인 공정이다. 다섯째, 포기/비포기 시간(Run 1(144:96), Run 2(160:80), Run 3(171:69), Run 4(180:60))에 따른 1주기 동안 반응기 내 COD, T-N, T-P의 처리 특성을 나타낸 것으로 COD 97.3～99.3%, T-N 53.3～68.3%, T-P 63.3～70.3%로 이는 유입 COD의 대부분이 무산소단계의 탈질에 필요한 에너지 및 호기단계의 산화작용에 의하여 사용되기 때문일 것으로 판단된다. 또한 생물학적 인제거공정은 하수의 특성에 크게 영향을 받으며, 생물학적 분해 가능한 유기물의 존재 여부도 중요한다고 할 수 있다. 혐기 조건에서는 유기물의 종류에 따라 인 제거 효율에 영향을 받는다고 할 수 있다. 여섯째, 혼합하수 처리특성에서 COD부하 1.8～3.6 COD kg/m^(3)·day일 때 1주기 동안의 COD, T-N, T-P, Cr+6의 평균 제거특성을 COD 92.5%, T-N 74.4%, T-P 78.3%, Cr+6 72.5%로 이는 COD/N비나 COD/P의 비가 높아져 가는 중소규모 도시의 혼합하수의 성상으로 미루어 볼 때 입상슬러지 연속회분식공정은 기존의 활성슬러지 연속회분식공정보다 혼합 하수 처리에 안정적이고 효과적일 것으로 사료된다.
최근 산업의 급속한 발달, 인구의 증가와 생활수준의 향상 등으로 인하여 수질오염이 가속화되고 있으며 특히 폐수 중의 난분해성 유기물질 성분이 차지하는 비율이 증가하고 있는 반면에 우리나라의 경우 대부분 생물학적 처리법으로 널리 이용되고 있는 활성슬러지법은 유입수의 특성 및 운전방법, 기타 여러 환경적 요인에 의해 슬러지의 팽화 및 거품발생 등의 문제점이 발생하며 이로 인해 안정적인 유기물과 영양염류 처리효율이 떨어지고 침전조에 의한 고액분리가 어려우며, 고농도의 슬러지 유지시 침전조 효율저하가 일어날 수 있다. 따라서 본 연구에서 이러한 문제를 해결하기 위해서 입상슬러지 연속회분식공정을 이용한 하수 고도처리를 통하여 운전조건에 따른 하수처리특성과 입상슬러지 입상화 특성에 대해 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, DO 5.40∼6.90mg/L, pH 6.80∼7.80일 때 운전 1주기 동안 반응기 내 COD, T-N, T-P의 변화를 나타낸 것으로 운전 초기 10일에서부터 운전 시간이 경과함에 따라 서서히 감소하는 경향을 나타냈으며, 운전 가동 후 30일까지 평균 제거율은 COD 62.3%, T-N 62.3%, T-P 66.7%로 표준 활성슬러지법(COD 70∼80%, T-N 10∼30%, T-P 50∼60%)의 처리특성에 비하여 높은 제거율을 나타내었다. 그 이유는 침전 분리로 제거할 수 없는 부유 고형물들을 완전 제거되기 때문뿐만 아니라, 혼합액의 고액분리가 이루어지므로 질산화균과 같은 저 성장속도를 갖는 미생물의 유실이 없기 때문에 질산화 효율이 증가하는 것으로 사료된다. 또한 미생물들은 혐기/호기 조건을 교대로 변화시키면, 호기조건에서 인을 최대한 섭취하게 되고, 인을 저장하고 있는 미생물을 적당량 배출시킴으로서 인을 제거하게 된다. 높은 인 제거효율을 확보하기 위하여 적절한 활성슬러지의 배출이 이루어져야한다. 본 실험에서는 충분한 COD의 공급이 인의 제거에 유용하게 이용되어 높은 인 제거효율을 얻을 수 있었던 것으로 판단된다. 둘째, 1주기 동안의 시간경과에 따른 반응기 내 NH4-N과 NO3-N의 처리특성을 조사한 결과로서 NH4-N값이 28～9.7mg/L로 감소하는 반면에 NO3-N값이 0～12.6mg/L로 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 Aerobic상태에서는 질산화가 일어나고, Anaerobic상태에서는 질산화 반응으로 생성된 질산염을 질소가스로 방출시키는 탈질산화 반응이 일어나기 때문일 것으로 사료된다. 셋째, 미생물의 특성에서 반응기 내 SS(6.25～6.65 mg/L)에 대한 VSS(5.41～5.85mg/L)의 전환비는 0.80∼0.85이였다. 이는 기존 활성슬러지공정과 달리 미생물의 유실 없이 다양한 미생물을 고농도로 유지할 수 있어 뿐만 아니라, 기존 활성슬러지공정에서 제거할 수 없는 부유물질과 고분자량의 유기물도 동시에 제거할 수 있었기 때문으로 사료된다. 또한 운전 기간 동안 SVI는 80～101㎖/g 정도로 큰 차이는 나타나지 않았으며, MLSS는 1500～3960mg/L로 나타났다. 기존 활성슬러지공정에서 침강성이 안정성 나타내는 SVI값이 50～150㎖/g임을 감안하면 전체적으로 양호한 침강성을 나타내고 있다. MLSS 농도를 높게 유지할 수 있기 때문에 내부 반송율을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 수리학적 부하변동에 안정적으로 대체가 가능하여 질산화와 탈질화를 보다 효과적으로 수행할 수 있다. 넷째, 활성슬러지는 솜털모양의 매우 불규칙한 형태였다. 운전시간이 경과되면서 불규칙한 외형이 매끈하고 조밀한 외형의 형태로 진행되는 것을 알 수 있었다. 이러한 호기성 입상슬러지는 솜털모양의 활성슬러지에서 조밀한 응집체로 나아가 최종 성숙된 입자의 형태로 진행되는 것을 암시하는 점진적인 공정이다. 다섯째, 포기/비포기 시간(Run 1(144:96), Run 2(160:80), Run 3(171:69), Run 4(180:60))에 따른 1주기 동안 반응기 내 COD, T-N, T-P의 처리 특성을 나타낸 것으로 COD 97.3～99.3%, T-N 53.3～68.3%, T-P 63.3～70.3%로 이는 유입 COD의 대부분이 무산소단계의 탈질에 필요한 에너지 및 호기단계의 산화작용에 의하여 사용되기 때문일 것으로 판단된다. 또한 생물학적 인제거공정은 하수의 특성에 크게 영향을 받으며, 생물학적 분해 가능한 유기물의 존재 여부도 중요한다고 할 수 있다. 혐기 조건에서는 유기물의 종류에 따라 인 제거 효율에 영향을 받는다고 할 수 있다. 여섯째, 혼합하수 처리특성에서 COD부하 1.8～3.6 COD kg/m^(3)·day일 때 1주기 동안의 COD, T-N, T-P, Cr+6의 평균 제거특성을 COD 92.5%, T-N 74.4%, T-P 78.3%, Cr+6 72.5%로 이는 COD/N비나 COD/P의 비가 높아져 가는 중소규모 도시의 혼합하수의 성상으로 미루어 볼 때 입상슬러지 연속회분식공정은 기존의 활성슬러지 연속회분식공정보다 혼합 하수 처리에 안정적이고 효과적일 것으로 사료된다.
Most modern municipal wastewater treatment plants (MWTP)s, which depended on conventional activated sludge processes having some disadvantages such as low organic and nutrient removal efficiency and sludge bulking. Thus Granule Sludge Sequencing Batch Reactor represent an attractive alternative to c...
Most modern municipal wastewater treatment plants (MWTP)s, which depended on conventional activated sludge processes having some disadvantages such as low organic and nutrient removal efficiency and sludge bulking. Thus Granule Sludge Sequencing Batch Reactor represent an attractive alternative to conventional activated sludge processes due to their small footprint and their low energy consumption and excess sludge production. Therefore, in order to evaluate the effects of Granule Sludge Sequencing Batch Reactor on the Advanced Treatment of Wastewater with domestic, this research using synthetic wastewater was performed to investigate the characteristics of the reactor of organic and nutrient removal. Base on the results of research, following conclusions are summarized. 1. As a results, the pH values increased in the rang of 6.8 to 7.8 during a cycle. DO concentrations were in the rang of 5.4 to 6.9 during a cycle. At influent concentration of 600 mg COD/L, 30 mg T-N/L, 6 mg T-P/L, the percentages of organic and nutrient removals were in the rang of 90.1 to 95.0% for COD, 53.2 to 62.3 for T-N and 54.6 to 66.7 for T-P and NH4-N, NO3-N concentrations were in the rang of 28 to 9.7 mg/L, 0 to 12.6 mg/L, respectively. 2. Within operating time of thirty days, suspended solids(SS), volatile suspended solids(VSS), MLSS and sludge volume index(SVI) concentration ranged from 6.25 to 6.65 mg/L, 5.41 to 5.85 mg/L, 1500 to 3960 mg/L, 80 to 101 ㎖/g, respectively. 3. At operation mode of aerobic/ anaerobic of Run 1(144:96), Run 2(160:80), Run 3(171:69), Run 4(180:60), percentages of COD, T-N and T-P removal efficiency for Granule Sludge Sequencing Batch Reactor, 97.3 to 99.3%, 68.3 to 53.3%, 63.3 to 70.3%, respectively. 4. At COD loading rates of 1.8∼3.6 kg/m^(3)·day, percentages of COD, T-N, T-P and heavy metals removal averaged for Granule Sludge Sequencing Batch Reactor, 90 to 98%, 70 to 80%, 80 to 90%, 60 to 80%, respectively. Base on the above results, the biological processes was appropriate for mixed wastewater(black water and leachate). 5. The characteristics of sludge granules was investigated using microscopy observation. The seeding sludge taken from aerated take in the municipal wastewater treatment plants (MWTP) had a mean floc size of 0.1 to 0.2mm. After at least seventy days of inoculation from floc sludge, granules appeared in the reactor. The size of initial granules during a week were about 0.6mm, and the structure was visually compact.
Most modern municipal wastewater treatment plants (MWTP)s, which depended on conventional activated sludge processes having some disadvantages such as low organic and nutrient removal efficiency and sludge bulking. Thus Granule Sludge Sequencing Batch Reactor represent an attractive alternative to conventional activated sludge processes due to their small footprint and their low energy consumption and excess sludge production. Therefore, in order to evaluate the effects of Granule Sludge Sequencing Batch Reactor on the Advanced Treatment of Wastewater with domestic, this research using synthetic wastewater was performed to investigate the characteristics of the reactor of organic and nutrient removal. Base on the results of research, following conclusions are summarized. 1. As a results, the pH values increased in the rang of 6.8 to 7.8 during a cycle. DO concentrations were in the rang of 5.4 to 6.9 during a cycle. At influent concentration of 600 mg COD/L, 30 mg T-N/L, 6 mg T-P/L, the percentages of organic and nutrient removals were in the rang of 90.1 to 95.0% for COD, 53.2 to 62.3 for T-N and 54.6 to 66.7 for T-P and NH4-N, NO3-N concentrations were in the rang of 28 to 9.7 mg/L, 0 to 12.6 mg/L, respectively. 2. Within operating time of thirty days, suspended solids(SS), volatile suspended solids(VSS), MLSS and sludge volume index(SVI) concentration ranged from 6.25 to 6.65 mg/L, 5.41 to 5.85 mg/L, 1500 to 3960 mg/L, 80 to 101 ㎖/g, respectively. 3. At operation mode of aerobic/ anaerobic of Run 1(144:96), Run 2(160:80), Run 3(171:69), Run 4(180:60), percentages of COD, T-N and T-P removal efficiency for Granule Sludge Sequencing Batch Reactor, 97.3 to 99.3%, 68.3 to 53.3%, 63.3 to 70.3%, respectively. 4. At COD loading rates of 1.8∼3.6 kg/m^(3)·day, percentages of COD, T-N, T-P and heavy metals removal averaged for Granule Sludge Sequencing Batch Reactor, 90 to 98%, 70 to 80%, 80 to 90%, 60 to 80%, respectively. Base on the above results, the biological processes was appropriate for mixed wastewater(black water and leachate). 5. The characteristics of sludge granules was investigated using microscopy observation. The seeding sludge taken from aerated take in the municipal wastewater treatment plants (MWTP) had a mean floc size of 0.1 to 0.2mm. After at least seventy days of inoculation from floc sludge, granules appeared in the reactor. The size of initial granules during a week were about 0.6mm, and the structure was visually compact.
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