선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 같다. ATU 투여의 주목적은 일반적으로 질산화를 억제하는 것이지만, 본 연구에서는 Ss의 추정에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 실시하였다. 미생물의 내생호홉상태를 도모하기 위하여 폭기를 실시하는 동안 ATU* 20mg/l가 되도록 투여 하였으며 , 하수와 혼합 후에는 10mg//가 되었다.
- 즉, 실제 공정이 적용되는 지역에 따라 실험적으로 평가되어야 하나, 국내의 자료최 등, 2000; 이, 2001; 최 등, 2003) 로는 하수의 생분해 특성을 파악하기에는 부족하여 보다 많은 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 영양염류제거 공정의 설계 및 운전에 필수적인 하수의 생분해 특성을 호흡률법 (Respirometry) 을 이용하여 평가하고자 한다.
- 본 연구에서는 생물학적 영양염류제거 공정에 필수적인 하수의 생분해 특성을 호흡률법에 의하여 평가한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- , 2000). 본 연구에서는 호흡률 측정시 내생호흡상태를 유지하기 위하여 폭기조에서 채취하여 2시간 동안 폭 기한혼합액의 SCOD가 거의 변화가 없는 것으로 나타나 이를 기준으로 하여 측정하였다. $를 측정한 결과는 Table 3과 같다.
제안 방법
- DO의 계측 및 펌프의 작동은 DAC (Data Acquisition and Control)시스템을 통해 컴퓨터 로제어되었다. DAC시스템은 계측자료의 정밀도를 향상시키고 제어의 안정성을 확보하기 위해 신호의 절연, 증폭, A/D(Analog/Digital) 및 D/A(Digital/Analog) 변환, 필터링 이 되도록 구성하였다.
- TCOD. SCOD, TBOD, SBOD, MLSS, MLVSS 등의 항목을 분석하였다. 모든 용존(Soluble) 시료는 총(Total) 시료를 0.
- 하수의 유기물은 생분해성 유기물과 생물학적 난분해성 유기물로 구분할 수 있는데, 생분해성 유기물은 최종BOD(BODu)로 추정할 수 있다. 따라서 5일째 TBOD 자료를 식 (2)에 대입하여 BOD”를 계산하였으며 , 반응속도상수인 k는 하수에 적용되는 전형적인 값인 0.23d-1 (Metcalf & Eddy, Inc., 1991)를 적용하였다. 그 결과 생분해성 유기물은 TCOD의 76%로 추정되었다.
- 그러나 물질수지식을 이용하기 위해서는 오랜 기간의 실험이 요구되고, 회분실험은 Xs의 낮은 호흡률로 인하여 추정에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 BOD 실험결과를 이용하여 보다 간편하게 근사적으로 Xs를 추정하였다. 하수의 유기물은 생분해성 유기물과 생물학적 난분해성 유기물로 구분할 수 있는데, 생분해성 유기물은 최종BOD(BODu)로 추정할 수 있다.
- Ss가 외국에 비해 상대적으로 적기 때문에 혼합시 하수의 비율을 높여야 하는데 그 경우 반대로 혼합후 슬러지의 농도는 더욱 낮아지게 된다. 따라서 본 연구에서는 활성슬러지를 농축하여 사용하였다. 슬러지는 평균 1.
- ATU 투여의 주목적은 일반적으로 질산화를 억제하는 것이지만, 본 연구에서는 Ss의 추정에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 실시하였다. 미생물의 내생호홉상태를 도모하기 위하여 폭기를 실시하는 동안 ATU* 20mg/l가 되도록 투여 하였으며 , 하수와 혼합 후에는 10mg//가 되었다. ATU를 주입한 경우 질산화가 억제되어 하수를 주입한 이후 호흡률이 전체적으로 약 14mg<02/l, h가 감소하였으며, 이는 호흡 반응조 내에서 질산화에 의한 최대호흡률이 14mgO2// .
- 슬러지의 내생 호흡 상태를 조성하기 위해 활성슬러지공정의 폭기조에서 채취한 슬러지를 평균 약 L5배 농축한 후 알칼리도로 NaHCQ를 200mg/l가 되도록 주입하고 약 2시간 동안 폭기하여 호흡률을 비교적 일정하게 유지하였다. 슬러지를 내생호홉상태로 유지 한 후 F7M비와 슬러지의 농도를 고려하여 하수와 슬러지의 혼합비가 평균 약 1:1의 비율이 되도록 하수를 주입하고 호흡률을 측정하였다.
- HRT는 6h, SRT는 10d로 운전되었다. 슬러지의 내생 호흡 상태를 조성하기 위해 활성슬러지공정의 폭기조에서 채취한 슬러지를 평균 약 L5배 농축한 후 알칼리도로 NaHCQ를 200mg/l가 되도록 주입하고 약 2시간 동안 폭기하여 호흡률을 비교적 일정하게 유지하였다. 슬러지를 내생호홉상태로 유지 한 후 F7M비와 슬러지의 농도를 고려하여 하수와 슬러지의 혼합비가 평균 약 1:1의 비율이 되도록 하수를 주입하고 호흡률을 측정하였다.
- 하수의 생분해 특성을 평가하기 위하여 Fig. 1과 같이 호흡률을 측정할 수 있는 호흡률계 (Respirometer) 를 구성하였다. 호흡반웅조(Respiration Chamber) 는원통형 아크릴을 이용하여'유효용적 2/로 제작하였으며, 하수와 슬러지를 교반기로 혼합하고 송풍기로 폭기를 하였다.
- 호흡률 측정에 사용할 슬러지를 채취하기 위해 실험실 규모의 활성슬러지공정 을 운전하였다. 반응조는 11 규모로 제작하였으며, 유입수는 생분해 특성 평가를 위한 실험에 사용한 하수와 동일하였다.
- 펌프의 가동 및 정지는 3~5분 주기로 반복하였다. 호흡률은 펌프가 정지한 후 DO가 선형으로 감소하는 시기의 자료만을 이용하여 계산하였다. 호흡셀이 대기와 차단되어 밀폐된 구조이기 때문에 수표면의 재 폭기는 발생하지 않으며 따라서 DO의 감소율로 호흡률을 구할 수 있다.
- 1과 같이 호흡률을 측정할 수 있는 호흡률계 (Respirometer) 를 구성하였다. 호흡반웅조(Respiration Chamber) 는원통형 아크릴을 이용하여'유효용적 2/로 제작하였으며, 하수와 슬러지를 교반기로 혼합하고 송풍기로 폭기를 하였다. 온도조절장치를 이용하여 20℃로 유지하였으며 , 실온의 상승으로 20℃ 이상 유지된 경우는 실온상태로 유지하였다.
- 호흡반응조의 혼합액을 펌프를 이용하여 250ml/min의 유량으로 호흡셀로 유입한 후 펌프의 가동을 정지한 상태에서 DO를 측정하였다. 펌프의 가동 및 정지는 3~5분 주기로 반복하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 하수는 도시 생활하수를 대상으로 하였다. 청주시의 비교적 넓은 배제구역을 갖는 합류식관 거에서 차집관거로 유입되는 토구에서 채취하였다.
- (lb)를 이용하여 추정할 수 있다. 본 연구에서는 Ss의 추정에 일반적으로 사용되는 Yh로 0.67 (Henzeet al., 2000) 을 사용하였다. ASM (Activated Sludge Model) 1, 2 모형 (Henze et al.
- 실험과정중 하수, 슬러지, 호흡반응조에서 시료를 채취하여 TCOD. SCOD, TBOD, SBOD, MLSS, MLVSS 등의 항목을 분석하였다.
- 하였다. 청주시의 비교적 넓은 배제구역을 갖는 합류식관 거에서 차집관거로 유입되는 토구에서 채취하였다. 하수는 유량 및 수질을 고려하여 도시 생활하수의 대표성을 가질 수 있는 것으로 판단되고, 신속히 실험실로 운반할 수 있는 지점을 선택하였다.
- 온도조절장치를 이용하여 20℃로 유지하였으며 , 실온의 상승으로 20℃ 이상 유지된 경우는 실온상태로 유지하였다. 호흡셀(Respiration Cell) 은원통형 아크릴을 이용하여 대기와 차단되도록 밀폐된 구조의 유효용적 100ml로 제작하였으며, DO 센서를 설치하고 자기교반기로 혼합하였다.
이론/모형
- 호흡셀이 대기와 차단되어 밀폐된 구조이기 때문에 수표면의 재 폭기는 발생하지 않으며 따라서 DO의 감소율로 호흡률을 구할 수 있다. DO의 계측 및 펌프의 작동은 DAC (Data Acquisition and Control)시스템을 통해 컴퓨터 로제어되었다. DAC시스템은 계측자료의 정밀도를 향상시키고 제어의 안정성을 확보하기 위해 신호의 절연, 증폭, A/D(Analog/Digital) 및 D/A(Digital/Analog) 변환, 필터링 이 되도록 구성하였다.
성능/효과
- 1. 하수의 Ss를 추정한 결과 평균 30mg C0D/l이었다. TCOD의 10%, SCOD의 22%, TBOD의 19%, SBOD의 38%로서 하수중 총유기물 및 생분해성 유기물 중에서도 적은 부분으로 나타났다.
- 2. 하수 및 슬러지의 조건에 따라 적정한 F/M 비는 상이한 것으로 판단되었다. Ss가 낮은 특성을 고려할 때 혼합시 하수의 비율은 높이고 농축한 슬러지를 이용하는 것이 바람직한 것으로 사료된다.
- 3. Xs를 추정한 결과 평균 197mgCOD/l로 TCOD 의 66%로 나타났으며, 생분해성 유기물의 대부분에해당되 었다. Sj는 평균 32mgCOD/l로 TCOD의 11% 이었으며.
- 또한 Ss는 TCOD의 10%, SCOD의 22%, TBOD의 19%, SBOD의 38%이었다. Ss는 용존성분이므로 여과한 시료에 대한 비율이 높았고, 또한 생분해성 성분이므로 BOD에 대한 비율이 높았다. 그러나 Ss는 하 수중 유기물의 일부분에 해당되며, TCOD 기준으로는 10%에 불과하였다.
- 하수의 Ss를 추정한 결과 평균 30mg C0D/l이었다. TCOD의 10%, SCOD의 22%, TBOD의 19%, SBOD의 38%로서 하수중 총유기물 및 생분해성 유기물 중에서도 적은 부분으로 나타났다.
- , 1991)를 적용하였다. 그 결과 생분해성 유기물은 TCOD의 76%로 추정되었다. 생분해성 유기물은 Ss와 Xs로 구성되어있으므로, 생분해성 유기물에서 Ss를 제외하면 식 (3)과 같이 Xs를 추정할 수 있다.
- Xs는 160~ 218mgCOD/l로 평균 197mgCOD// 이었으며, TCOD의 66%이었다. 따라서 Xs는 TCOD의 10%인 S3] 비해 훨씬 많은 양이며, 또한 생분해성 유기물중에서도 87%로서 대부분이 Xs로나타났다.
- Ss가 낮은 특성을 고려할 때 혼합시 하수의 비율은 높이고 농축한 슬러지를 이용하는 것이 바람직한 것으로 사료된다. 또한 ATU는슬러지 기준 20mg//, 혼합액 기준 10mg/l의 농도는 Ss 의 추정에 큰 영향을 미치지 않으며 질산화의 억제에도 적절하였다.
- 이 면적 을식 (lb)에 대입하면 호흡반응조의 Ss를 구할 수 있으며, 여기에 하수와 슬러지의 혼합에 따른 희석률을 고려하면 하수의 Ss를 추정할 수 있다. 본 실험 결과 하수의 Ss는 32mgCOD/l로 추정되었으며, TCOD의 11%로 나타났다.
- 따라서 본 연구에서는 활성슬러지를 농축하여 사용하였다. 슬러지는 평균 1.5배 농축하였고 하수와 슬러지를 평균 1:1로 혼합하여 실험하였으며 , 평균 F/M비는 0.2瞄TCOD/mgMLVSS로 유지되었다. 실험결과 본 하수 및 슬러지와 같은 경우는 하수와 슬러지의 혼합비는 1:2~2:1, F/M비는 0.
- 2瞄TCOD/mgMLVSS로 유지되었다. 실험결과 본 하수 및 슬러지와 같은 경우는 하수와 슬러지의 혼합비는 1:2~2:1, F/M비는 0.1 ~ 0.4mgTCOD/mgMLVSS, 혼합후 슬러 지 농도는 500~l, 500mgMLVSS/l가 Ss를 추정하는데 적절한 범위로 판단된다.
- Xs, S1의 결과에 기초하여 식 (4)와 같은 물질수지식을 이용하여 추정할 수 있다. 추정결과 %는 TCOD의 13%로서 생물학적 난분해성 유기 물중 $보다 다소 많았다.
후속연구
- 4. 국내의 경우 각종 생물학적 공정의 설계 및 운전에 SS가 낮고 Xs의 비중이 상대적으로 큰 생분해 특성을 충분히 고려해야 할 것으로 사료된다.
- 배제 등의 조건에 영향을 받아 국가 및 지역에 따라 매우 상이하며, 따라서 하수의 생분해 특성은 실제 대상이 되는 지역에서 평가되어야만 한다. 또한 국내의 경우 각종 생물학적 공정의 설계 및 운전에 & 가낮으며, 생분해성 유기물중 Xs의 비중이 상대적으로 큰 특성을 충분히 고려해야 할 것으로 사료된다.
- 따라서 이는 지역적 특성이 매우 큰 영향을 미치는 실험조건으로 판단되며. 보다 정확한 추정을 위해서는 실험대상이 되는 하수 및 슬러지의 조건에 따라 파악되어야 할 것으로 사료된다.
- 물론 XH의 일부분은 생물학적 난분해성 유기물을 포함하고 있으나 본 연구에서는 모두 Xs에 포함되는 것으로 단순화하였다. 하수의 Xh는 본 논문(U)에서 추정되었으며, 하수의 유기물을 보다 세분하는 것이 가능해지고 ASM 모형의 수행에도 활용할 수 있을 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.