[논문]SOB(Sulfur Oxidizing Bacteria) Media가 정화조의 수중황화수소 제거에 미치는 영향에 관한 연구

송호면; 조정일; 김택수; 권수철; 유형식

doi:10.11001/jksww.2013.27.1.59

SOB(Sulfur Oxidizing Bacteria) Media가 정화조의 수중황화수소 제거에 미치는 영향에 관한 연구
A study on the Effect of SOB(Sulfur-Oxidizing Bacteria) Media on the Removal of Hydrogen Sulfide in Water of Septic Tank 원문보기

上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater, v.27 no.1, 2013년, pp.59 - 67

송호면 (한국건설기술연구원 환경연구실) , 조정일 (동양대학교대학원 건설공학과) , 김택수 (한국건설기술연구원 환경연구실) , 권수철 (한국건설기술연구원 환경연구실) , 유형식 (동양대학교대학원 건설공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The odor occurring in the sewage system induces the displeasure, the disgust such as the headache, the vomit, etc. and increases the spiritual stress and disturbs the pleasant life of residents. These odors occur mainly in the area of combined sewage system treatment, being created in the personal sewage treatment plant such as septic tank and are incoming to sewage pipes and emitted to the outside through the manhole and the receiver, etc.; and this causes odors to the people. The Hydrogen Sulfide, the Methyl Mercaptan, the Ammonia, etc. are materials causing the odor, the more serious issue of odor is occurring since the septic tank of degradation process is being applied. The primary cause of odor is the decomposition of human feces in the septic tanks and sewage disposal facilities. The purpose of this study is reduction of hydrogen sulfide using air supplying and SOB(Sulfur-Oxidizing Bacteria). As a result of this study of the air supply system and the SOB media equipment by air supply, in case the air is injected to SOB media compared to the injection of air only, the removal efficiency the hydrogen sulfide was average 3.4 times higher.

주제어

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문제 정의

본 연구에서는 악취의 근본적인 원인을 해결하고자 황산화세균(Sulfur Oxidizing Bacteria; SOB) 및 공기공급을 이용한 정화조 악취 저감 방안에 대해 연구하고자 한다.
본 연구에서는 정화조의 수중 악취 저감을 위한 공기공급장치의 저감 효율을 높이기 위한 방법으로 SOB를 이용한 Lab test를 수행하였다. 실험 결과 SOB를 이용하여 공기공급을 적용할 때, 공기공급만을 하는 경우보다 평균 3.

제안 방법

SOB의 배양을 위해 반응조 내의 수중 황화수소 농도가 15 mg/L(pH 7.1)가 되도록 황화수소 용액을 1일 1회 주입하였다. 황화수소 용액은 NaSH 시약을 이용하여 제조하였으며, 수중 황화수소 농도를 75 mg/L(pH 7.
황화수소 용액 주입 후 시간경과에 따른 수중 황화수소 농도, DO, pH, 수온을 측정하였다. 공기주입만을 하는 경우와 공기주입과 함께 40일 배양 SOB 메디아(Fig. 4.)를 이용하는 경우의 두 가지 조건의 비교실험을 통해 SOB에 의한 악취 저감 효율을 비교하였다.
또한 대형 건물 방류조의 수중 황화수소 농도는 현장조사 결과 약 3 ∼ 11 mg/L로 나타났으며, 본 실험에서는 이와 비슷한 수준인 5 ∼ 15 m/L의 수중 황화수소 농도를 설정하여 실험을 수행하였다.
SOB 가 부착될 수 있도록 메디아를 아크릴 반응조에 채우고, 물 40 L를 주입하였다. 또한 유기물을 공급하기 위해 A 환경사업소의 협조를 얻어 농축조의 잉여 활성슬러지를 확보하여 10 L 주입 하였다. 반응조 내의 원활한 순환을 위해 하부에 산기관을 설치하여 공기를 주입하였다.
수중 황화수소 농도 측정장치는 독일 AMT사의 제품을 사용하였으며, 이 장치는 수중 황화수소 농도 및 pH, 총황화물 농도를 1초 간격으로 로깅한다. 또한, TriOS의 하수 수중 HS^-/COD/TSS 광학계측기를 사용하여 수중 HS^-농도를 측정하였다. 수중 HS^-농도를 이용하여 pH와 상관관계를 통하여 수중 황화수소 농도를 계산할 수 있다.
052 L/min으로 나타났다. 본 실험에서는 실제 적용현장과 유사한 공기공급량을 적용하기 위해 20 L의 수중용량에 10 L/min의 공기 주입(정화조 용적 1 L당 공기공급량 0.05 L/min) 조건을 설정하였고, 비교실험을 위해 5, 15 L/min의 공기공급량을 추가로 실험하였다. 또한 대형 건물 방류조의 수중 황화수소 농도는 현장조사 결과 약 3 ∼ 11 mg/L로 나타났으며, 본 실험에서는 이와 비슷한 수준인 5 ∼ 15 m/L의 수중 황화수소 농도를 설정하여 실험을 수행하였다.
본 연구에서 두 대의 장비를 사용하여 수중 황화수소 농도를 측정하였다. 수중 황화수소 농도 측정장치는 독일 AMT사의 제품을 사용하였으며, 이 장치는 수중 황화수소 농도 및 pH, 총황화물 농도를 1초 간격으로 로깅한다.
본 연구의 SOB 배양은 20 ∼ 25 °C, pH 7 ∼7.5, 건조하지 않은 조건의 실험실에서 수행하였다.
본 연구에서 두 대의 장비를 사용하여 수중 황화수소 농도를 측정하였다. 수중 황화수소 농도 측정장치는 독일 AMT사의 제품을 사용하였으며, 이 장치는 수중 황화수소 농도 및 pH, 총황화물 농도를 1초 간격으로 로깅한다. 또한, TriOS의 하수 수중 HS^-/COD/TSS 광학계측기를 사용하여 수중 HS^-농도를 측정하였다.
반응조에 20 L의 물을 채워넣은 후, 수중 황화수소 제조액을 각 실험조건에 맞도록 희석하여 주입하였다. 황화수소 용액 주입 후 시간경과에 따른 수중 황화수소 농도, DO, pH, 수온을 측정하였다. 공기주입만을 하는 경우와 공기주입과 함께 40일 배양 SOB 메디아(Fig.

대상 데이터

반응조는 72 L 용량(600×200×600 mm)이며, 두께 5 mm의 아크릴로 제작하였다.
실험은 54 L 용량의 아크릴 반응조에서 수행하였다. SOB 메디아는 물의 흐름이 원활할 수 있도록 제작한 틀에 넣고 반응조에 설치하였다.

성능/효과

5마력의 블로워가 설치되어 있었다. 1.5마력의 블로워의 경우 공기 토출량은 1300 L/min이며 정화조 용적 1 L당 공기공급량은 0.052 L/min으로 나타났다. 본 실험에서는 실제 적용현장과 유사한 공기공급량을 적용하기 위해 20 L의 수중용량에 10 L/min의 공기 주입(정화조 용적 1 L당 공기공급량 0.
1배 높게 나타났다. 1차, 2차 실험 결과보다 저감 효율이 각각 1.4배, 0.8배가량 높게 나타났다. 1차, 2차 실험 결과와 비교하면 초기 수중 황화수소 농도가 낮은 경우, 황화수소 저감 그래프의 기울기가 완만하게 나타난다.
그래프의 붉은 표식의 데이터는 공기주입과 함께 SOB 메디아를 적용한 실험결과로서 공기주입만을 하는 경우의 푸른 표식의 데이터보다 동일 반응 시간에서 수중 황화수소의 높은 저감 결과를 나타냈다. 실험은 약 20분동안 수행하였으며, 실험 결과를 수중 황화수소 저감 속도로 계산하면 Table 3.
그래프의 붉은 표식의 데이터는 공기주입과 함께 SOB 메디아를 적용한 실험결과로서 공기주입만을 하는 경우의 푸른 표식의 데이터보다 동일 반응 시간에서 수중 황화수소의 높은 저감 결과를 나타냈다. 실험은 약 20분동안 수행하였으며, 실험 결과를 수중 황화수소 저감 속도로 계산하면 Table 3.
본 연구에서는 정화조의 수중 악취 저감을 위한 공기공급장치의 저감 효율을 높이기 위한 방법으로 SOB를 이용한 Lab test를 수행하였다. 실험 결과 SOB를 이용하여 공기공급을 적용할 때, 공기공급만을 하는 경우보다 평균 3.4배 높은 저감 효율이 나타났다. 이는 유지관리비(전력비)를 줄일 수 있는 좋은 방안이 될 수 있으며, Field test를 통해 검증이 필요한 것으로 판단된다.
4배 제거 속도가 높았다. 총 4회의 실험 결과, SOB 메디아에 공기를 주입한 경우가 공기만 주입한 경우보다 평균 3.4배 제거 속도가 높았다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	황화수소의 발산은 무엇에 영향받는가?	황화수소는 황화합물로부터 발산되며, 대체적으로 관거 중의 낙차, 경사의 갑작스런 증가, 맨홀 등의 잠재적인 난류조건에 의해 발산된다. 그밖의 역사이펀, 펌프장, 공장폐수 유입 지점에서 다량의 황화수소가 발산되며, 유속 및 구배, 용존산소, 침사 및 협잡물 등에도 영향을 받는다(한국 건설기술연구원, 1994).
	하수도시설로부터 발산된 황화수소는 무엇을 통해 대기중으로 배출되는가?	하수도시설로부터 발산된 황화수소는 맨홀, 받이, 토구 등의 하수도시설을 통해 대기중으로 배출되며, 이는 악취의 주요원인 물질 중 하나로 작용한다. 황화수소는 하수도 시설 내에서 발생하는 악취의 대표적인 물질로서, 폭발성이 있는 무색의 자극적인 계란 썩는 냄새를 가지는 기체이다.
	상온에서 열역학적으로 안정하게 존재하는 황화합물은 무엇이 있는가?	그 존재 형태는 이온 또는 각종 유기 황화합물을 포함하여 약 30여종으로 구분할 수 있다. 그러나 실질적으로 상온에서는 열역학적으로 6가지 형태(HSO4-, SO42-, S0, H2S, HS-, S2-)만이 안정적으로 존재한다.

참고문헌 (6)

Korea Institute of Construction Technology(1994), A Study on Corrosion of Sewer Pipe
Korea Water and Wastewater Works Association(2007), Guidebook for Corrosion Countermeasure of Sewer Pipe
Ministry of Environment(2012), A study on Demonstration Project on Odor Reduction in Urban Sewer
Ministry of Environment(2011), Sewerage Act Enforcement Ordinance
Ministry of Environment(2011), A Study of Construction of Technology Roadmap Road Map evelopment of for Odor Control in Sewer
Snyder, J.W., Safir E.F., Summervile, G.P., and Middleberg, R.A. (1995) Occupational Fatality and Persistent Neurological Sequelae After Mass Exposure to Hydrogen Sulfide, American Journal of Emergency Medicine, 13(2), pp.199-203.

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