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도시 하수의 생물학적 고도처리를 위한 분리막 공정의 개발 및 동역학적 계수 산정 연구

Estimation of Kinetic Coefficient in Submerged Membrane Bioreactor for Biological Nutrient Removal

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.31 no.2, 2009년, pp.109 - 113  

박종부 ((주)한화건설 기술연구소) ,  박승국 ((주)한화건설 기술연구소) ,  허형우 ((주)한화건설 기술연구소) ,  강호 (충남대학교 환경공학과)

초록
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본 연구는 혐기조, 안정화조, 무산소조, 막분리호기조로 구성된 membrane bioreactor의 운영을 통하여 도시 하수의 영양염류 제거 특성을 규명하였다. 수리학적 체류시간(HRT)과 슬러지 체류시간(SRT) 및 운영 여과 플럭스의 평균값은 각각 6.2시간, 34.1일과 19.6 L/$m^2$/hr (LMH)이었으며, 공정을 운전한 결과, $COD_{Cr}$, SS, TN 및 TP의 평균 제거율은 각각 94.3%, 99.9%, 69.4% 및 74.6%이었다. 슬러지 생산계수, SDNR, SNR, SPPR 및 SPUR은 각각 0.653 kgVSS/kgBOD/d, 0.044 $mgNO_3$-N/mgVSS/d, 0.035 $mgNH_4$-N/mgVSS/d, 51.0 mgP/gVSS/d 및 5.4 mgP/gVSS/d였다. 또한, 생산된 슬러지의 평균 질소 및 인 함량은 각각 8.86%와 3.5%였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was performed to investigate the characteristics of nutrient removal of municipal wastewater in membrane bioreactor system. Membrane bioreactor consists of four reactors such as the anaerobic, the stabilization, the anoxic and the submerged membrane aerobic reactor with two internal recyc...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 3)따라서, 본 연구에서는 국내 하수 특성에 적합한 고도처리 막분리 공정을 개발하여 실제 하수를 대상으로 9개월 이상 운전하였으며 운영자료 분석을 통하여 기질 소비 특성 및 실제 공정 운전시 요구되는 동역학적 인자에 관하여 검토하였다.
  • 본 연구에서는 고도처리 막분리공정을 개발하여 장기간 운영을 통한 공정의 운영 안정성 평가 및 내부 이온 거동 분석을 통한 동역학적 계수 산정을 실시한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Membrane bioreactor시스템의 단점은? 그러나, Membrane bioreactor시스템은 막오염 방지를 위한 세정과 분리막 교체로 운영비가 고가이며 운영자료의 부재로 미생물 및 영양물질의 처리에 대한 명확한 해석과 예측이 곤란하여 운전조건을 선택하는데 어려움이 있다.3)따라서, 본 연구에서는 국내 하수 특성에 적합한 고도처리 막분리 공정을 개발하여 실제 하수를 대상으로 9개월 이상 운전하였으며 운영자료 분석을 통하여 기질 소비 특성 및 실제 공정 운전시 요구되는 동역학적 인자에 관하여 검토하였다.
막분리(membrane bioreactor) 시스템의 장점은? 막분리(membrane bioreactor) 시스템은 2차 침전 및 여과 소독공정이 필요 없고 짧은 수리학적 체류시간으로 부지면적이 작으며 고농도 MLSS 유지 및 높은 SS 제거율로 엄격한 재이용수 수질 기준을 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 낮은 F/M비와 긴 슬러지 체류시간로 인하여 기존 활성 슬러지법에 비해 슬러지 발생량이 작은 장점이 있다.2)
본 연구에서 고도처리 막분리공정을 개발하여 장기간 운영을 통한 공정의 운영 안정성 평가 및 내부 이온 거동 분석을 통한 동역학적 계수 산정을 실시한 결과는? 1)CODCr, BOD5, SS, T-N, T-P의 유출수의 평균농도는 각각 10.2 mg/L, 1.5 mg/L, 0.1 mg/L, 7.8 mg/L 및 0.9 mg/L 이었으며 처리효율은 각각 94.3%, 97.8%, 99.9%, 69.4%와 74.6%로 안정적인 처리효율을 얻을 수 있었다. 2)슬러지 생산 계수는 0.653 kgVSS/kgBOD/d였으며 유입 유기물중 36.4%가 미생물으로 전환되었으며 탈질산화 반응의 탄소원으로 28.4%, 산소 산화에 의해 31.2% 소모되었다. 3)SDNR 및 SNR은 각각 평균 0.042 mgNO3-N/mgVSS/d 및 0.035 mgNH4-N/mgVSS/d였으며 수온 13℃ 미만에서는 SDNR은 약 14.3%, SNR은 약 31.4%의 효율저하를 보였다. 슬러지의 질소 함량은 평균 8.86%였다. 4)SPPR 및 SPUR은 각각 평균 44.0 mgP/gVSS/d 및 1.9 mgP/gVSS/d였으며 수온 상승에 따라 SPPR은 감소하였으며 SPUR은 증가하였다. 생산된 슬러지의 인 함량은 평균 3.5%였다.
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참고문헌 (8)

  1. 환경부, 하수도통계(2007) 

  2. Gander, M., Jefferson, B., and Judd, S., "Aerobic MBRs for domestic wastewater treatment: a review with cost consideration," Separation and Purification Technology, 18, 119-130(2000) 

  3. 김규진, 윤성훈, "Membrane Bioreactor(MBR)를 이용한 오.폐수 처리," J. Korean Ind. Eng. Chem., 12(3), 239-248(2001) 

  4. Wu, C. Y., Chen, Z. Q., Liu, X. H., and Peng, Y. Z., "Nitrification-denitrification via nitrite in SBR using realtime control strategy when treating domestic wastewater," Biochem. Eng. J., 36(2), 87-92(2007) 

  5. 차기철, 황명구, 정형근, 김동진, 유익근, 한상국, "MBR공정에 있어서 미생물 성장 특성과 SMP의 거동," 대한환경공학회지, 25(2), 155-162(2003) 

  6. Xiao-Jun Fan, Vincent Urbain, Yi Qian and Jacques Manem, "Nitrification and mass balance with a membrane bioreactor for municipal wastewater treatment," Water Sci. Technol., 34(1-2), 129-136(1996) 

  7. 지대현, 신상우, 이광호, 이재근, "연속회분식 반응 공정에서 동역학적 계수 및 미생물 합성에 사용된 영양물질 산정," 한국물환경학회지, 23(5), 607-612(2007) 

  8. 여상민, 이영옥, "생물학적 인 제거 공정에서 탄소원에 따른 미생물군집구조의 변화," 대한환경공학회지, 28(2), 165-172(2006) 

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