현재 국내 하수처리장 방류수 질소 수질 기준 개정의 필요성에 대한 의견들이 지속적으로 제안되고 있다. 하지만, 명확한 근거 없이 기준이 강화될 경우 국내 하수처리장에 혼란을 야기할 것이 자명하다. 본 연구에서는 장기 배양법을 기반으로 용량 및 산업단지 연계 처리에 따른 국내 하수의 질소 성상을 분석하였다. 분석 결과, 하수처리장에서 처리되기 어려운 질소 성분인 NBDDON는 1.0 ~ 1.9 mg/L 범위를 보였으며, 하수처리장 용량이 적을수록 DON 농도 & NBDDON/DON가 증가하였다. 또한 도시하수를 처리하는 하수처리장보다 산업단지 하수처리장의 NBDDON/DON 비가 높은 것으로 조사되었다. 본 연구의 결과는 향 후 국내 하수처리장 방류수 수질 기준 개선을 위한 중요한 기초 자료로 활용될 것이라 전망한다.
현재 국내 하수처리장 방류수 질소 수질 기준 개정의 필요성에 대한 의견들이 지속적으로 제안되고 있다. 하지만, 명확한 근거 없이 기준이 강화될 경우 국내 하수처리장에 혼란을 야기할 것이 자명하다. 본 연구에서는 장기 배양법을 기반으로 용량 및 산업단지 연계 처리에 따른 국내 하수의 질소 성상을 분석하였다. 분석 결과, 하수처리장에서 처리되기 어려운 질소 성분인 NBDDON는 1.0 ~ 1.9 mg/L 범위를 보였으며, 하수처리장 용량이 적을수록 DON 농도 & NBDDON/DON가 증가하였다. 또한 도시하수를 처리하는 하수처리장보다 산업단지 하수처리장의 NBDDON/DON 비가 높은 것으로 조사되었다. 본 연구의 결과는 향 후 국내 하수처리장 방류수 수질 기준 개선을 위한 중요한 기초 자료로 활용될 것이라 전망한다.
Recently, opinions on the need for revision regarding the nitrogen effluent standard of nitrogen from sewage treatment plant(STP) are consistently suggested. However, it is axiomatic that if nitrogen effluent standard is strengthened without a clear basis, it will cause confusion in domestic STP. In...
Recently, opinions on the need for revision regarding the nitrogen effluent standard of nitrogen from sewage treatment plant(STP) are consistently suggested. However, it is axiomatic that if nitrogen effluent standard is strengthened without a clear basis, it will cause confusion in domestic STP. In this research, nitrogen fraction was analyzed based on a long-term incubation method, according to STP capacity, and the linked treatment of industrial wastewater. As a result, NBDDON, which is difficult to treat in STP, ranged from 1.0 to 1.9 mg/L. larger DON and NBDDON/DON was detected in small STP (under 10,000 m3 /d) as opposed to the large STP. NBDDON/DON in industrial STP was about 0.7 and it was higher than municipal STP. This research result will be used in the important raw data for revision of nitrogen effluent standard of nitrogen from STP.
Recently, opinions on the need for revision regarding the nitrogen effluent standard of nitrogen from sewage treatment plant(STP) are consistently suggested. However, it is axiomatic that if nitrogen effluent standard is strengthened without a clear basis, it will cause confusion in domestic STP. In this research, nitrogen fraction was analyzed based on a long-term incubation method, according to STP capacity, and the linked treatment of industrial wastewater. As a result, NBDDON, which is difficult to treat in STP, ranged from 1.0 to 1.9 mg/L. larger DON and NBDDON/DON was detected in small STP (under 10,000 m3 /d) as opposed to the large STP. NBDDON/DON in industrial STP was about 0.7 and it was higher than municipal STP. This research result will be used in the important raw data for revision of nitrogen effluent standard of nitrogen from STP.
본 연구에서는 국내 하수를 대상으로 질소 성상을 분석하였으며, 하수처리장을 통해 처리되기 어려운 DON 성분의 비율을 파악하고자 하였다. 이를 바탕으로 국내 하수의 질소 성분 특성을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 국내 하수를 대상으로 질소 성상을 분석하였으며, 하수처리장을 통해 처리되기 어려운 DON 성분의 비율을 파악하고자 하였다. 이를 바탕으로 국내 하수의 질소 성분 특성을 제시하고자 한다.
제안 방법
/day이상의 하수처리장(604개소)을 대상으로 전수조사를 실시하기에는 한계가 있기 때문에 대표적인 도시 하수처리장을 선정하여 질소 성상을 분석하고자 하였다. 이를 위해서 설계 용량 500m3/day이상의 하수처리장을 100,000 m3/day이하, 100,000 m3/day ~ 1,000,000 m3/day 그리고 1,000,000 m3 /day 이상 그룹으로 분류하였다(편의상 본 논문에서는 100,000 m3/day이하: 소규모 하수처리장, 100,000 m3/day ~ 1,000,000 m3 /day: 중규모 하수처리장 그리고 1,000,000 m3 /day 이상: 대규모 하수처리장으로 표기하였다). 각 그룹을 대상으로 도시하수가 유입되는 대표적인 도시 하수처리장을 연구 대상 시설로 선정하였다.
그 중 본 연구에서 질소 성분 분석을 위해 활용된 방법은 2007년 Awobamise 등과 2008년 WERF 보고서에서 제시된 장기 배양을 기반으로 하는 방법을 이용하였다. 배양 전 시료의 TN, dissolved TN, ammonium nitrogen, nitrite, nitrate를 측정한 후 20일 이상 장기 배양하였으며, 장기 배양 후 시료의 동일 항목을 분석하여, 실험 결과를 바탕으로 서론에서 언급한 ammonium nitrogen, nitrite, nitrate, biodegradable dissolved organic nitrogen, non-biodegradable dissolved organic nitrogen 및 total particulate nitrogen 성분비를 분석하였다. 배양 시 안정적인 질산화가 이루어질 수 있도록 시료 내 충분한 알칼리도를 주입하고, 시료의 용존산소를 주기적으로 측정하여 질산화에 필요한 용존산소가 부족하지 않도록 추가 공급을 실시하였다.
대상 데이터
이를 위해서 설계 용량 500m3/day이상의 하수처리장을 100,000 m3/day이하, 100,000 m3/day ~ 1,000,000 m3/day 그리고 1,000,000 m3 /day 이상 그룹으로 분류하였다(편의상 본 논문에서는 100,000 m3/day이하: 소규모 하수처리장, 100,000 m3/day ~ 1,000,000 m3 /day: 중규모 하수처리장 그리고 1,000,000 m3 /day 이상: 대규모 하수처리장으로 표기하였다). 각 그룹을 대상으로 도시하수가 유입되는 대표적인 도시 하수처리장을 연구 대상 시설로 선정하였다. 추가로 도시하수처리장과 산업단지하수처리장의 질소 성상의 차이를 분석하고자 산업폐수가 다량 유입되는 산업단지 하수처리장을 연구 대상 하수처리장으로 선정하였다.
각 그룹을 대상으로 도시하수가 유입되는 대표적인 도시 하수처리장을 연구 대상 시설로 선정하였다. 추가로 도시하수처리장과 산업단지하수처리장의 질소 성상의 차이를 분석하고자 산업폐수가 다량 유입되는 산업단지 하수처리장을 연구 대상 하수처리장으로 선정하였다.
이론/모형
, 2015). 그 중 본 연구에서 질소 성분 분석을 위해 활용된 방법은 2007년 Awobamise 등과 2008년 WERF 보고서에서 제시된 장기 배양을 기반으로 하는 방법을 이용하였다. 배양 전 시료의 TN, dissolved TN, ammonium nitrogen, nitrite, nitrate를 측정한 후 20일 이상 장기 배양하였으며, 장기 배양 후 시료의 동일 항목을 분석하여, 실험 결과를 바탕으로 서론에서 언급한 ammonium nitrogen, nitrite, nitrate, biodegradable dissolved organic nitrogen, non-biodegradable dissolved organic nitrogen 및 total particulate nitrogen 성분비를 분석하였다.
배양 시 안정적인 질산화가 이루어질 수 있도록 시료 내 충분한 알칼리도를 주입하고, 시료의 용존산소를 주기적으로 측정하여 질산화에 필요한 용존산소가 부족하지 않도록 추가 공급을 실시하였다. 질소 분석 방법은 TN과 ammonium nitrogen은 standard methods에 의거하여 실시하였으며, nitrite와 nitrate는 Ion-chromatography를 이용하여 분석을 실시하였다.
성능/효과
1. 소규모 하수처리장에서 생물학적 분해 불가능한 DON 성분의 농도가 높은 것으로 나타났으며, 대규모 하수처리장에서는 NBDDON/DON의 비율이 높은 것으로 조사되었다. 분석된 DON 성분은 미비한 수치로 생각될 수도 있지만, 향 후 건강한 수생태계 확보를 위해 처리 방안이 고려되어야 할 필요가 있다.
2. 도시 하수의 경우 약 1.9 mg/L, 산업단지 하수의 경우 약 1.7 mg/L의 질소는 하수처리장을 통해 처리하는 데 한계가 있을 것으로 보인다. 하지만 NBDDON/DON의 비율은 도시하수처리장과 비교하여 산업단지 하수처리장 높은 것으로 나타났다.
후속연구
4. 향후 하수처리장 방류수를 대상으로 DON 성분 분석 연구를 실시할 필요가 있으며, 유입 하수와 방류수 간 DON 성분의 상관성 분석에 관한 연구가 수행되어야 한다. 이를 통해 하수처리장에서 정확한 DON 성분의 영향을 파악할 수 있을 것으로 전망한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
한국에서 법으로 정해진 방류수 수질기준의 항목은 무엇이 있는가?
또한 방류수 수질 기준은 2017년 1월에 개정된 『수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 시행규칙 제 별표 10』에서 제시 하고 있다. 현재 국내에서 법적으로 규제하고 있는 방류수 수질기준은 BOD, COD, SS, TN, TP, 총 대장균 군 및 생태독성의 7가지 항목이다. 그 중 본 연구와 관련된 질소 관련 기준은 TN이며, 현재 수질기준은 지역적 구별 없이 20mg/L를 적용하고 있다.
무기질소는 어떻게 나뉘나?
일반적으로 총 질소를 구성하는 성분은 크게 유기질소 (Organic nitrogen)과 무기질소 (Inorganic nitrogen)으로 구분할 수 있다. 무기질소는 다시 암모니아성 질소(Ammnoium nitrogen), 아질산성 질소(Nitrite) 그리고 질산성 질소 (Nitrate)로 구성된다. 하지만, 질소 성분의 특성을 고려하여 총 질소 성상을 도식화하면 Fig.
장기 배양법을 기반으로 용량 및 산업단지 연계 처리에 따른 국내 하수의 질소 성상을 알아 본 결과는?
본 연구에서는 장기 배양법을 기반으로 용량 및 산업단지 연계 처리에 따른 국내 하수의 질소 성상을 분석하였다. 분석 결과, 하수처리장에서 처리되기 어려운 질소 성분인 NBDDON는 1.0 ~ 1.9 mg/L 범위를 보였으며, 하수처리장 용량이 적을수록 DON 농도 & NBDDON/DON가 증가하였다. 또한 도시하수를 처리하는 하수처리장보다 산업단지 하수처리장의 NBDDON/DON 비가 높은 것으로 조사되었다. 본 연구의 결과는 향 후 국내 하수처리장 방류수 수질 기준 개선을 위한 중요한 기초 자료로 활용될 것이라 전망한다.
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