연속 회분식 반응기와 플로팅 멤브레인 접촉조 하이브리드 시스템의 성능평가 연구 Performance evaluation of hybrid system consisting of sequencing batch reactor and floating membrane contactor원문보기
2017년 우리나라의 하수도 보급률은 93.6%이고, 일일 2.6천만톤의 하수를 처리하는 시설을 갖추고 있다. 발생되는 하수 중 99%는 일 처리용량 500톤 이상 규모의 하수처리시설(660개소)에서 처리되고 있다. 이들 처리장 중 33% (227개소)는 SBR (Sequencing batch reactor) 공법을 적용하고 있으며, 10% (63개소)는 MBR (Membrane bioreactor) 공법을 적용하고 있다. SBR과 MBR 등은 처리효율은 높으나 운영비용이 비싼 것으로 나타났다. 2012년 이후 강화된 방류수 수질을 만족하기 위하여, 국내 하수처리장은 공정개선과 추가적인 시설 설치를 통해 대응하고 있다. 최근에는 하수처리장의 에너지 절감에 대한 요구가 늘어나면서, 에너지를 효율적으로 소비하면서 처리수 수질을 유지할 수 있는 기술이 필요한 실정이다. SBR 공법은 단일 생물반응조에 시간조건에 따른 운전모드를 변화시켜 유기물, 질소, 인 등을 처리하는 공정으로 탄력적인 운영이 가능하나, 거품, ...
2017년 우리나라의 하수도 보급률은 93.6%이고, 일일 2.6천만톤의 하수를 처리하는 시설을 갖추고 있다. 발생되는 하수 중 99%는 일 처리용량 500톤 이상 규모의 하수처리시설(660개소)에서 처리되고 있다. 이들 처리장 중 33% (227개소)는 SBR (Sequencing batch reactor) 공법을 적용하고 있으며, 10% (63개소)는 MBR (Membrane bioreactor) 공법을 적용하고 있다. SBR과 MBR 등은 처리효율은 높으나 운영비용이 비싼 것으로 나타났다. 2012년 이후 강화된 방류수 수질을 만족하기 위하여, 국내 하수처리장은 공정개선과 추가적인 시설 설치를 통해 대응하고 있다. 최근에는 하수처리장의 에너지 절감에 대한 요구가 늘어나면서, 에너지를 효율적으로 소비하면서 처리수 수질을 유지할 수 있는 기술이 필요한 실정이다. SBR 공법은 단일 생물반응조에 시간조건에 따른 운전모드를 변화시켜 유기물, 질소, 인 등을 처리하는 공정으로 탄력적인 운영이 가능하나, 거품, 스컴 등으로 인해 유출수질이 악화되는 경우가 있다. SBR 후단에 여과설비를 설치하여 이러한 문제점을 극복하고자 하는 시도가 있어왔다. 더욱이, 최근에는 SBR과 MBR을 결합한 공정 기술을 적용하는 시도가 있으나, 여전히 높은 운영관리비와 잦은 화학세정, 막오염 등이 문제점으로 남아있다. 본 연구에서 생물학적 처리방식인 SBR 후단에 플로팅멤브레인 접촉조(Floating Membrane contactor, FM)를 설치하여 생물학적 처리공정에서 발생할 수 있는 문제점을 해결하고, 유입수질에 따라 폭기와 비폭기 시간을 탄력적으로 변환하여 에너지 효율을 향상시킨 SBR-FM 공정을 제안하였다. SBR-FM을 통해 법정 방류수질 이하의 유출수질 (BOD5 1.4 mg L-1, SS 0.0 mg L-1, T-N 8.3 mg L-1, T-P 0.2 mg L-1)을 확보하였다. SBR-FM을 운영하는데 필요한 에너지 소비량은 처리용량 대비 50% 절감할 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 멤브레인의 부상 운전을 통해 슬러지에 의한 Fouling을 최소화하였고, 1.5개월에 1회 역세척을 실시하여 기존 대비 단위 면적당 약품사용량을 50% 절감이 가능한 것으로 나타났다.
2017년 우리나라의 하수도 보급률은 93.6%이고, 일일 2.6천만톤의 하수를 처리하는 시설을 갖추고 있다. 발생되는 하수 중 99%는 일 처리용량 500톤 이상 규모의 하수처리시설(660개소)에서 처리되고 있다. 이들 처리장 중 33% (227개소)는 SBR (Sequencing batch reactor) 공법을 적용하고 있으며, 10% (63개소)는 MBR (Membrane bioreactor) 공법을 적용하고 있다. SBR과 MBR 등은 처리효율은 높으나 운영비용이 비싼 것으로 나타났다. 2012년 이후 강화된 방류수 수질을 만족하기 위하여, 국내 하수처리장은 공정개선과 추가적인 시설 설치를 통해 대응하고 있다. 최근에는 하수처리장의 에너지 절감에 대한 요구가 늘어나면서, 에너지를 효율적으로 소비하면서 처리수 수질을 유지할 수 있는 기술이 필요한 실정이다. SBR 공법은 단일 생물반응조에 시간조건에 따른 운전모드를 변화시켜 유기물, 질소, 인 등을 처리하는 공정으로 탄력적인 운영이 가능하나, 거품, 스컴 등으로 인해 유출수질이 악화되는 경우가 있다. SBR 후단에 여과설비를 설치하여 이러한 문제점을 극복하고자 하는 시도가 있어왔다. 더욱이, 최근에는 SBR과 MBR을 결합한 공정 기술을 적용하는 시도가 있으나, 여전히 높은 운영관리비와 잦은 화학세정, 막오염 등이 문제점으로 남아있다. 본 연구에서 생물학적 처리방식인 SBR 후단에 플로팅 멤브레인 접촉조(Floating Membrane contactor, FM)를 설치하여 생물학적 처리공정에서 발생할 수 있는 문제점을 해결하고, 유입수질에 따라 폭기와 비폭기 시간을 탄력적으로 변환하여 에너지 효율을 향상시킨 SBR-FM 공정을 제안하였다. SBR-FM을 통해 법정 방류수질 이하의 유출수질 (BOD5 1.4 mg L-1, SS 0.0 mg L-1, T-N 8.3 mg L-1, T-P 0.2 mg L-1)을 확보하였다. SBR-FM을 운영하는데 필요한 에너지 소비량은 처리용량 대비 50% 절감할 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 멤브레인의 부상 운전을 통해 슬러지에 의한 Fouling을 최소화하였고, 1.5개월에 1회 역세척을 실시하여 기존 대비 단위 면적당 약품사용량을 50% 절감이 가능한 것으로 나타났다.
In 2017, the sewerage penetration rate in Korea was 93.6%. Korean wastewater treatment plants have the capacity to treat 26 million tons of sewage per day. About 99% of the wastewater generated is disposed off at 660 sewage treatment facilities which have a capacity of 500 tons or more. Of these 660...
In 2017, the sewerage penetration rate in Korea was 93.6%. Korean wastewater treatment plants have the capacity to treat 26 million tons of sewage per day. About 99% of the wastewater generated is disposed off at 660 sewage treatment facilities which have a capacity of 500 tons or more. Of these 660 sewage treatment facilities, 33% (227 sites) are using SBR (Sequencing batch reactor) method and 10% (63 sites) are using MBR (Membrane bioreactor) method. SBR and MBR show high processing efficiency but are limited by high operation cost. In order to satisfy the enhanced effluent quality after 2012, domestic sewage treatment plants have been responding through process improvement and installation of additional facilities. In recent years, as the demand for energy saving in sewage treatment plants is increasing, advancement in technology is required to maintain the quality of treated water with efficient energy saving. The SBR method is a process for treating organic matter, nitrogen, phosphorus, etc. by changing the operation mode according to time conditions in a single biological reactor. However, there are cases where the effluent quality is deteriorated due to bubbles, scum, and various other factors. Attempts have been made to overcome this problem by installing a filtration facility downstream of the SBR. In addition, although recent attempts have been made to apply a process technology that combines SBR and MBR, there still remains a problem of high operational management costs, frequent chemical cleaning, and membrane contamination. In this study, a floating membrane contactor (FM) was installed at the downstream of the SBR, which is a biological treatment method, to solve the problems that may occur in the biological treatment process; and aeration and non- SBR-FM process with improved energy efficiency was proposed. Quality parameters of effluent water obtained through SBR-FM process were well within the permissible (BOD5 1.4 mg L-1, SS 0.0 mg L-1, T-N 8.3 mg L-1, and T-P 0.2 mg L-1).
In 2017, the sewerage penetration rate in Korea was 93.6%. Korean wastewater treatment plants have the capacity to treat 26 million tons of sewage per day. About 99% of the wastewater generated is disposed off at 660 sewage treatment facilities which have a capacity of 500 tons or more. Of these 660 sewage treatment facilities, 33% (227 sites) are using SBR (Sequencing batch reactor) method and 10% (63 sites) are using MBR (Membrane bioreactor) method. SBR and MBR show high processing efficiency but are limited by high operation cost. In order to satisfy the enhanced effluent quality after 2012, domestic sewage treatment plants have been responding through process improvement and installation of additional facilities. In recent years, as the demand for energy saving in sewage treatment plants is increasing, advancement in technology is required to maintain the quality of treated water with efficient energy saving. The SBR method is a process for treating organic matter, nitrogen, phosphorus, etc. by changing the operation mode according to time conditions in a single biological reactor. However, there are cases where the effluent quality is deteriorated due to bubbles, scum, and various other factors. Attempts have been made to overcome this problem by installing a filtration facility downstream of the SBR. In addition, although recent attempts have been made to apply a process technology that combines SBR and MBR, there still remains a problem of high operational management costs, frequent chemical cleaning, and membrane contamination. In this study, a floating membrane contactor (FM) was installed at the downstream of the SBR, which is a biological treatment method, to solve the problems that may occur in the biological treatment process; and aeration and non- SBR-FM process with improved energy efficiency was proposed. Quality parameters of effluent water obtained through SBR-FM process were well within the permissible (BOD5 1.4 mg L-1, SS 0.0 mg L-1, T-N 8.3 mg L-1, and T-P 0.2 mg L-1).
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