수산물 가공 식품산업은 대규모화 되는 추세와 더불어 관련 사업체수와 종사자가 크게 증가하고 있고 생산량 또한 매년 증가해왔다. 대규모 가공시설에서 발생하는 오염물질은 하수처리장의 부하를 지속적으로 증가시키고 있다. 수산물 가공 과정에서 해수가 사용되면서 고농도 염분이 하수처리장으로 유입되고 있는 실정이다. 고농도 염분은 미생물에 대한 삼투압에 영향을 미치고 활성도를 저하시켜 ...
수산물 가공 식품산업은 대규모화 되는 추세와 더불어 관련 사업체수와 종사자가 크게 증가하고 있고 생산량 또한 매년 증가해왔다. 대규모 가공시설에서 발생하는 오염물질은 하수처리장의 부하를 지속적으로 증가시키고 있다. 수산물 가공 과정에서 해수가 사용되면서 고농도 염분이 하수처리장으로 유입되고 있는 실정이다. 고농도 염분은 미생물에 대한 삼투압에 영향을 미치고 활성도를 저하시켜 활성슬러지 공법을 사용하는 하수처리 공정의 효율에 부정적 영향을 미치고 있다. 현재 국내 대부분의 하수처리장은 활성슬러지 공법 계열로 운영되고 있으며, 유입수의 고농도 염분과 유기물의 고부하로 인해 방류수 수질기준을 충족하기에 어려움이 있다. 이에 경제적인 투자를 위해 공정의 일부 개선하고 담체를 적용함으로써 안정적인 하수처리 효율을 확보하고자 하였다. 담체공법의 운영인자를 최적화하고, 수처리 모델링을 활용하여 DO, MLSS, 온도 등의 인자를 변경하여 처리수질을 예측 및 검증하고자 하였다. 수산물 가공 공장폐수의 NaCl 농도는 38,700 mg/L 측정되었으며, 수산물 가공식품의 계절적 수요에 따라 하수처리장에 유입되는 NaCl 농도 차이가 크며 최대 편차는 약 515 %로 나타났다. 생물학적 처리공정의 처리가능성을 평가하고자 유입하수의 COD 분율 및 N 분율을 확인하였다. COD 분율 결과, 동절기에는 inert 성분이 많이 함유되어 있어서 생물학적 처리에 부정적인 영향을 미치고 있는 것으로 판단된다. 수율 값도 동절기가 하절기에 비해 더 낮았는데, 이것은 겨울철에 유입되는 NaCl 농도가 하절기에 비해 높게 유입되어 종속영양미생물의 활성도 저하에 더 많은 영향을 끼친 결과로 보여진다. N분율 결과, 생분해 가능한 N의 경우 동절기 65.1 %, 하절기는 72.9 %로 동절기에 상대적으로 높은 Inert 성분이 함유된 N 성분에 의해 기인된 것으로 판단된다. 또한 활성슬러지 공법 계열인 4-stage BNR과 담체공법의 T-N 제거효율 가능성을 평가하기 위해 SNR과 SDNR을 분석한 결과, 전반적으로 동절기가 하절기에 비해 값이 낮았다. 이는 상대적으로 낮은 수온과 고농도 NaCl 유입에 따른 저해로 판단된다. 또한 담체공법이 4-stage BNR에 비해 T-N 제거효율이 높게 나타났으며 이는 담체공법에 사용된 여재의 표면에 질산화 미생물이 고착화 되면서 미생물량 증가로 우점화 되어 나타난 결과로 판단된다. 시설용량 12,000 m3/d의 실제 플랜트에서 4-stage BNR과 담체공법의 처리효율을 비교한 결과, 4-stage BNR은 안정적인 유기물 처리효율은 보였다. T-N 및 T-P의 경우 동절기에 방류수 수질기준을 초과하는 것으로 나타나 이를 개선하기 위해서 유량조정조와 혐기접촉조를 공정에 추가하였고 담체를 질산화조에 35 % 충전한 담체공법에서 안정적인 처리효율을 보였다. 각 공법의 안정적 처리 가능성을 평가하기 위해서 GPS-X를 활용하여 운영인자 변화에 따른 수질변화를 예측하고자 하였다. 4-stage BNR의 호기조 DO 농도를 1, 3, 5, 7 mg/L로 변화시킨 결과, 호기조가 과폭기화 되어감에 따라 후단 무산소조의 잔류 DO 농도 증가로 탈질률이 저하되었으며, 반류수내 T-N 농도 증가로 전체적인 T-N 처리효율이 감소하였다. 담체공법의 경우, DO, MLSS, 온도 변화에 대해 전 범위에 걸쳐 안정적인 처리효율을 보였으며, 4-stage BNR에 비해 고염분 하수 및 부하변동에 안정적인 처리효율을 유지하여 더 적합한 것으로 평가되었다. 차집방식에 따른 유입특성을 확인하고자 정규성검토를 실시하였고, 운영데이터의 평균, 중위수, 편차를 통해 유입 패턴을 분석하였다. 분류식의 겨우 합류식에 비해 중위수 구간이 16 % ∼ 45 % 안정적인 유입유량 패턴을 보였다. 또한 차집관거 별 유입유량과 염분농도의 상관관계에서 분류식은 R값이 0.756으로 합류식 0.630에 비해 상관성이 높았으며 유입수질과의 상관성 검토에서는 유입 T-N농도에 대해 유입유량과 염분농도의 상관관계 값은 0.617, 0.614로 상관성이 합류식 0.367, 0.355에 비해 높았다. 이는 수산물 세척수의 영향과 불명수의 유입이 차단된 효과로 판단된다. Media process의 유출수 효율에 대해 운영인자와의 상관성 검토에서는 MLSS와 SRT의 상관성은 0.620, C/N비와 F/M비의 상관성은 0.567로 기타인자들의 상관관계 보다 높았다. 생물학적처리에서 질산화효율에 영향이 높은 운영인자를 도출하여 실험계획법으로 T-N 유출수농도 예측모델 식을 제시하였다. 운영인자에 대해 R-aq(adj) 값이 가장높은 Linear + squares를 통해 0.937로 나타났다. 예측모델 식으로 도출된 값과 운영데이터를 비교한 결과 유사성이 높은 군집형성 데이터를 확인할 수 있었다. 탈질효율에 대해서는 R-sq(adj) 0.770으로 Linear + squares 통해 R-sq값이 높게 도출되었다. 염분유입시 운영현장에서 예측모델 식을 이용하여 공정인자에 대해 적용하면 염분폐수 유입시 빠른 대처로 안정적인 방류수 유지가 가능할 것으로 판단된다. 회귀분석을 이용하여 운영데이터를 분석하였고 BOD, T-N, T-P 수질인자의 유출수 예측모델 식을 도출하였다. 생물학적 처리에 사용되는 주요 운영인자와 경제성을 높일 수 있는 인자에 대해 고려하였다. 하폐수처리장의 유입성상에 대해 공정인자를 회귀분석에 따른 유출수 예측모델 식을 적용한다면 처리효율 유지와 동력비 절감으로 경제적 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
수산물 가공 식품산업은 대규모화 되는 추세와 더불어 관련 사업체수와 종사자가 크게 증가하고 있고 생산량 또한 매년 증가해왔다. 대규모 가공시설에서 발생하는 오염물질은 하수처리장의 부하를 지속적으로 증가시키고 있다. 수산물 가공 과정에서 해수가 사용되면서 고농도 염분이 하수처리장으로 유입되고 있는 실정이다. 고농도 염분은 미생물에 대한 삼투압에 영향을 미치고 활성도를 저하시켜 활성슬러지 공법을 사용하는 하수처리 공정의 효율에 부정적 영향을 미치고 있다. 현재 국내 대부분의 하수처리장은 활성슬러지 공법 계열로 운영되고 있으며, 유입수의 고농도 염분과 유기물의 고부하로 인해 방류수 수질기준을 충족하기에 어려움이 있다. 이에 경제적인 투자를 위해 공정의 일부 개선하고 담체를 적용함으로써 안정적인 하수처리 효율을 확보하고자 하였다. 담체공법의 운영인자를 최적화하고, 수처리 모델링을 활용하여 DO, MLSS, 온도 등의 인자를 변경하여 처리수질을 예측 및 검증하고자 하였다. 수산물 가공 공장폐수의 NaCl 농도는 38,700 mg/L 측정되었으며, 수산물 가공식품의 계절적 수요에 따라 하수처리장에 유입되는 NaCl 농도 차이가 크며 최대 편차는 약 515 %로 나타났다. 생물학적 처리공정의 처리가능성을 평가하고자 유입하수의 COD 분율 및 N 분율을 확인하였다. COD 분율 결과, 동절기에는 inert 성분이 많이 함유되어 있어서 생물학적 처리에 부정적인 영향을 미치고 있는 것으로 판단된다. 수율 값도 동절기가 하절기에 비해 더 낮았는데, 이것은 겨울철에 유입되는 NaCl 농도가 하절기에 비해 높게 유입되어 종속영양미생물의 활성도 저하에 더 많은 영향을 끼친 결과로 보여진다. N분율 결과, 생분해 가능한 N의 경우 동절기 65.1 %, 하절기는 72.9 %로 동절기에 상대적으로 높은 Inert 성분이 함유된 N 성분에 의해 기인된 것으로 판단된다. 또한 활성슬러지 공법 계열인 4-stage BNR과 담체공법의 T-N 제거효율 가능성을 평가하기 위해 SNR과 SDNR을 분석한 결과, 전반적으로 동절기가 하절기에 비해 값이 낮았다. 이는 상대적으로 낮은 수온과 고농도 NaCl 유입에 따른 저해로 판단된다. 또한 담체공법이 4-stage BNR에 비해 T-N 제거효율이 높게 나타났으며 이는 담체공법에 사용된 여재의 표면에 질산화 미생물이 고착화 되면서 미생물량 증가로 우점화 되어 나타난 결과로 판단된다. 시설용량 12,000 m3/d의 실제 플랜트에서 4-stage BNR과 담체공법의 처리효율을 비교한 결과, 4-stage BNR은 안정적인 유기물 처리효율은 보였다. T-N 및 T-P의 경우 동절기에 방류수 수질기준을 초과하는 것으로 나타나 이를 개선하기 위해서 유량조정조와 혐기접촉조를 공정에 추가하였고 담체를 질산화조에 35 % 충전한 담체공법에서 안정적인 처리효율을 보였다. 각 공법의 안정적 처리 가능성을 평가하기 위해서 GPS-X를 활용하여 운영인자 변화에 따른 수질변화를 예측하고자 하였다. 4-stage BNR의 호기조 DO 농도를 1, 3, 5, 7 mg/L로 변화시킨 결과, 호기조가 과폭기화 되어감에 따라 후단 무산소조의 잔류 DO 농도 증가로 탈질률이 저하되었으며, 반류수내 T-N 농도 증가로 전체적인 T-N 처리효율이 감소하였다. 담체공법의 경우, DO, MLSS, 온도 변화에 대해 전 범위에 걸쳐 안정적인 처리효율을 보였으며, 4-stage BNR에 비해 고염분 하수 및 부하변동에 안정적인 처리효율을 유지하여 더 적합한 것으로 평가되었다. 차집방식에 따른 유입특성을 확인하고자 정규성검토를 실시하였고, 운영데이터의 평균, 중위수, 편차를 통해 유입 패턴을 분석하였다. 분류식의 겨우 합류식에 비해 중위수 구간이 16 % ∼ 45 % 안정적인 유입유량 패턴을 보였다. 또한 차집관거 별 유입유량과 염분농도의 상관관계에서 분류식은 R값이 0.756으로 합류식 0.630에 비해 상관성이 높았으며 유입수질과의 상관성 검토에서는 유입 T-N농도에 대해 유입유량과 염분농도의 상관관계 값은 0.617, 0.614로 상관성이 합류식 0.367, 0.355에 비해 높았다. 이는 수산물 세척수의 영향과 불명수의 유입이 차단된 효과로 판단된다. Media process의 유출수 효율에 대해 운영인자와의 상관성 검토에서는 MLSS와 SRT의 상관성은 0.620, C/N비와 F/M비의 상관성은 0.567로 기타인자들의 상관관계 보다 높았다. 생물학적처리에서 질산화효율에 영향이 높은 운영인자를 도출하여 실험계획법으로 T-N 유출수농도 예측모델 식을 제시하였다. 운영인자에 대해 R-aq(adj) 값이 가장높은 Linear + squares를 통해 0.937로 나타났다. 예측모델 식으로 도출된 값과 운영데이터를 비교한 결과 유사성이 높은 군집형성 데이터를 확인할 수 있었다. 탈질효율에 대해서는 R-sq(adj) 0.770으로 Linear + squares 통해 R-sq값이 높게 도출되었다. 염분유입시 운영현장에서 예측모델 식을 이용하여 공정인자에 대해 적용하면 염분폐수 유입시 빠른 대처로 안정적인 방류수 유지가 가능할 것으로 판단된다. 회귀분석을 이용하여 운영데이터를 분석하였고 BOD, T-N, T-P 수질인자의 유출수 예측모델 식을 도출하였다. 생물학적 처리에 사용되는 주요 운영인자와 경제성을 높일 수 있는 인자에 대해 고려하였다. 하폐수처리장의 유입성상에 대해 공정인자를 회귀분석에 따른 유출수 예측모델 식을 적용한다면 처리효율 유지와 동력비 절감으로 경제적 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
The number of businesses and workers involved in the seafood processing food industry has increased significantly along with the trend of large-scale, and production has also increased every year. Pollutants generated from large-scale processing facilities continuously increase the load on sewage tr...
The number of businesses and workers involved in the seafood processing food industry has increased significantly along with the trend of large-scale, and production has also increased every year. Pollutants generated from large-scale processing facilities continuously increase the load on sewage treatment plants. As seawater is used in the seafood processing process, high concentrations of salinity are flowing into the sewage treatment plant. The high concentration of salinity affects the osmotic pressure of microorganisms and lowers the activity, thereby negatively affecting the efficiency of the sewage treatment process using the activated sludge method. Currently, most sewage treatment plants in Korea are based on the activated sludge method. Since it is difficult to meet the effluent water quality standards due to the high concentration of salinity and the high load of organic matter in the influent, i was attempted to secure stable sewage treatment efficiency by partially improving the process and applying a carrier. That is to say, i tried to predict and verify the quality of treated water by optimizing the operating factors of the media method and changing factors such as DO, MLSS, and temperature using water treatment modeling. The NaCl concentration in the wastewater of a seafood processing plant was measured to be 38,700 mg/L, and the difference in the concentration of NaCl flowing into the sewage treatment plant was large depending on the seasonal demand for processed seafood, and the maximum deviation was about 515 %. To evaluate the treatment possibility of the biological treatment process, the COD fraction and the N fraction of the influent sewage were checked. As a result of the COD fraction, it is judged that a lot of inert components are contained in the winter season, which has a negative effect on biological treatment. The yield value was also lower in winter than in summer. This appears to be the result of the NaCl concentration in winter being higher than in the summer, which had a greater effect on the lowering of the activity of heterotrophic microorganisms. As a result of the N fraction, in the case of biodegradable N, it is 65.1 % in winter and 72.9 % in summer, which is considered to be caused by N component containing relatively high inert component in winter. Also, as a result of analyzing SNR and SDNR to evaluate the possibility of T-N removal efficiency of the 4-stage BNR and the media process associated with activated sludge method, the values were generally lower in winter than in summer. This is judged to be inhibition due to relatively low water temperature and high concentration of NaCl inflow. In addition, the media method showed a higher T-N removal efficiency than the 4-stage BNR, which is judged to be the result of the nitrifying microorganisms being fixed on the surface of the media and dominant due to the increase in the amount of nitrifying microorganisms. As a result of comparing the treatment efficiency according to the 4-stage BNR and the media process in an actual plant of facility capacity 12,000 m3/d, the 4-stage BNR showed stable organic matter treatment efficiency. In the case of T-N and T-P, it was showed that the effluent water quality exceeded the standard in winter. To improve this, a flow rate control tank and anaerobic contact tank were added to the process, and the nitrification tank was filled with a media 35 %. As a result, it showed stable treatment efficiency in the media method. To evaluate the stable treatment possibility of each method, GPS-X was used to predict changes in water quality according to change operating factors. As a result of changing the DO concentration in the 4-stage BNR aerobic tank to 1, 3, 5, 7 mg/L, the denitrification rate was lowered as the aerobic reactor was over-aerated and the residual DO concentration in the anoxic reactor at the rear increased. Therefore, the overall T-N treatment efficiency decreased due to the increase in the T-N concentration in recycled wastewater. In the case of the media process, it showed stable treatment efficiency over the entire range for DO, MLSS, and temperature changes, and was evaluated to be more suitable than 4-stage BNR by maintaining stable treatment efficiency for high salinity sewage and load fluctuations. The statistical method was used to analyze the pattern according to the sampling method through the average, median, and deviation of the operational data. Compared to the separate sewer type, the combined sewer type collects a certain amount of sewage, and the tendency to increase the inflow salinity for a constant flow rate was confirmed. Also, When the influent flow rate of the aquatic product washing water was high, the salinity concentration increased and the influent water quality deviation occurred. And, through correlation analysis, when the influent salinity concentration increased, the relationship between the change in influent water quality and the process control factors for the treated water quality was examined. In order to confirm the inflow characteristics according to the sampling method, a normality test was conducted, and the pattern was analyzed through the average, median, and deviation of the operational data. Compared to the combined sewer type, the separate sewer type showed stable inflow flow pattern of 16 % ~ 45 % in the median section. Also, in the correlation between inflow flow rate and salinity concentration for each intercepting sewer, the R value of the separate sewer type was 0.756, which was higher than the combined sewer type of 0.630. And, in examining the correlation with the inflow water quality, the inflow T-N concentration was 0.617 and 0.614 in the inflow flow rate and salinity concentration, which were higher than 0.367 and 0.355 in the combined sewer type. This was highly correlated with the influence of the seafood product washing water and the inflow of unknown water(I/I). In examining the correlation between effluent and operating factors, the media process showed a higher correlation than other factors with MLSS and SRT of 0.620 and C/N ratio and F/M ratio of 0.567. The prediction model equation of T-N effluent concentration was presented as an experimental design method by deriving operating factors that have a high influence on nitrification efficiency in biological treatment. As a result of comparing the values derived from the predictive model equation with the operational data, it was possible to confirm the clustering data with high similarity. As for the denitration efficiency, R-sq(adj) was 0.770, which resulted in a high R-sq value through Linear + squares. If the process factors are applied using the predictive model equation at the operation site in case of salinity wastewater inflow, It is judged that stable discharge water can be maintained through rapid response. Operational data were analyzed using regression analysis, and effluent prediction model equations of BOD, T-N, T-P water quality factors were derived. The main operating factors used in biological treatment and factors that can increase economic feasibility were considered. If the effluent prediction model equation based on regression analysis is applied to the inflow characteristics of the wastewater treatment plant, it is judged that economic effects can be obtained by maintaining treatment efficiency and reducing power costs.
The number of businesses and workers involved in the seafood processing food industry has increased significantly along with the trend of large-scale, and production has also increased every year. Pollutants generated from large-scale processing facilities continuously increase the load on sewage treatment plants. As seawater is used in the seafood processing process, high concentrations of salinity are flowing into the sewage treatment plant. The high concentration of salinity affects the osmotic pressure of microorganisms and lowers the activity, thereby negatively affecting the efficiency of the sewage treatment process using the activated sludge method. Currently, most sewage treatment plants in Korea are based on the activated sludge method. Since it is difficult to meet the effluent water quality standards due to the high concentration of salinity and the high load of organic matter in the influent, i was attempted to secure stable sewage treatment efficiency by partially improving the process and applying a carrier. That is to say, i tried to predict and verify the quality of treated water by optimizing the operating factors of the media method and changing factors such as DO, MLSS, and temperature using water treatment modeling. The NaCl concentration in the wastewater of a seafood processing plant was measured to be 38,700 mg/L, and the difference in the concentration of NaCl flowing into the sewage treatment plant was large depending on the seasonal demand for processed seafood, and the maximum deviation was about 515 %. To evaluate the treatment possibility of the biological treatment process, the COD fraction and the N fraction of the influent sewage were checked. As a result of the COD fraction, it is judged that a lot of inert components are contained in the winter season, which has a negative effect on biological treatment. The yield value was also lower in winter than in summer. This appears to be the result of the NaCl concentration in winter being higher than in the summer, which had a greater effect on the lowering of the activity of heterotrophic microorganisms. As a result of the N fraction, in the case of biodegradable N, it is 65.1 % in winter and 72.9 % in summer, which is considered to be caused by N component containing relatively high inert component in winter. Also, as a result of analyzing SNR and SDNR to evaluate the possibility of T-N removal efficiency of the 4-stage BNR and the media process associated with activated sludge method, the values were generally lower in winter than in summer. This is judged to be inhibition due to relatively low water temperature and high concentration of NaCl inflow. In addition, the media method showed a higher T-N removal efficiency than the 4-stage BNR, which is judged to be the result of the nitrifying microorganisms being fixed on the surface of the media and dominant due to the increase in the amount of nitrifying microorganisms. As a result of comparing the treatment efficiency according to the 4-stage BNR and the media process in an actual plant of facility capacity 12,000 m3/d, the 4-stage BNR showed stable organic matter treatment efficiency. In the case of T-N and T-P, it was showed that the effluent water quality exceeded the standard in winter. To improve this, a flow rate control tank and anaerobic contact tank were added to the process, and the nitrification tank was filled with a media 35 %. As a result, it showed stable treatment efficiency in the media method. To evaluate the stable treatment possibility of each method, GPS-X was used to predict changes in water quality according to change operating factors. As a result of changing the DO concentration in the 4-stage BNR aerobic tank to 1, 3, 5, 7 mg/L, the denitrification rate was lowered as the aerobic reactor was over-aerated and the residual DO concentration in the anoxic reactor at the rear increased. Therefore, the overall T-N treatment efficiency decreased due to the increase in the T-N concentration in recycled wastewater. In the case of the media process, it showed stable treatment efficiency over the entire range for DO, MLSS, and temperature changes, and was evaluated to be more suitable than 4-stage BNR by maintaining stable treatment efficiency for high salinity sewage and load fluctuations. The statistical method was used to analyze the pattern according to the sampling method through the average, median, and deviation of the operational data. Compared to the separate sewer type, the combined sewer type collects a certain amount of sewage, and the tendency to increase the inflow salinity for a constant flow rate was confirmed. Also, When the influent flow rate of the aquatic product washing water was high, the salinity concentration increased and the influent water quality deviation occurred. And, through correlation analysis, when the influent salinity concentration increased, the relationship between the change in influent water quality and the process control factors for the treated water quality was examined. In order to confirm the inflow characteristics according to the sampling method, a normality test was conducted, and the pattern was analyzed through the average, median, and deviation of the operational data. Compared to the combined sewer type, the separate sewer type showed stable inflow flow pattern of 16 % ~ 45 % in the median section. Also, in the correlation between inflow flow rate and salinity concentration for each intercepting sewer, the R value of the separate sewer type was 0.756, which was higher than the combined sewer type of 0.630. And, in examining the correlation with the inflow water quality, the inflow T-N concentration was 0.617 and 0.614 in the inflow flow rate and salinity concentration, which were higher than 0.367 and 0.355 in the combined sewer type. This was highly correlated with the influence of the seafood product washing water and the inflow of unknown water(I/I). In examining the correlation between effluent and operating factors, the media process showed a higher correlation than other factors with MLSS and SRT of 0.620 and C/N ratio and F/M ratio of 0.567. The prediction model equation of T-N effluent concentration was presented as an experimental design method by deriving operating factors that have a high influence on nitrification efficiency in biological treatment. As a result of comparing the values derived from the predictive model equation with the operational data, it was possible to confirm the clustering data with high similarity. As for the denitration efficiency, R-sq(adj) was 0.770, which resulted in a high R-sq value through Linear + squares. If the process factors are applied using the predictive model equation at the operation site in case of salinity wastewater inflow, It is judged that stable discharge water can be maintained through rapid response. Operational data were analyzed using regression analysis, and effluent prediction model equations of BOD, T-N, T-P water quality factors were derived. The main operating factors used in biological treatment and factors that can increase economic feasibility were considered. If the effluent prediction model equation based on regression analysis is applied to the inflow characteristics of the wastewater treatment plant, it is judged that economic effects can be obtained by maintaining treatment efficiency and reducing power costs.
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