[논문]T-N 제거공정 개선을 위한 하수처리장 공정 분석

신춘환

doi:10.5322/jesi.2018.27.2.99

T-N 제거공정 개선을 위한 하수처리장 공정 분석
Analysis of sewage treatment process for the improvement of T-N removal process 원문보기

Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, v.27 no.2, 2018년, pp.99 - 107

Abstract ▼ AI-Helper

In order to design the improvement process for T-N removal, the treatment process of Suyoung, Gangbyeon, and Noxan sewage treatment plants (STP) in Busan was anlayzed. Suyoung STP shows a T-N removal efficiency of about 69.8% with MLE(Modified Ludzack ettinger) and A2O+MBR. However, it is necessary to improve the process to maintain over DO of 1 mg/L and is required to install a flow control tank to minimize the rainfall effect. Gangbyun STP shows a about 70.2% T-N removal efficiency with A2O+GFF(gravity fiber filtration). However, in order to improve T-N removal efficiency, it is needed to install MLE process to treat recycle water. Noksan STP shows a T-N removal efficiency of about 71.0% with MLE+Chemical treatment and shows stable T-N concentration in effluent. However, it is required a toxic chemical management process because bad wastewater flows into the STP, also is necessary a process improvement in order to increase internal recycling ratio. Especially, it is required a process improvement to increase HRT of nitrification tank because Suyoung and Gangbyeon STPs shows low nitrification efficiency during winter season.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이러한 관점에서 본 연구는 수영, 강변, 녹산 등의 부산시 소재의 3개 하수처리장을 대상으로 총괄처리 효율을 비교함과 동시에 각 공정별 진단 결과를 비교 하고, 기존의 질소제거 공정의 개선할 수 있는 방안을 확보하고자 하였다. 수영 하수처리장의 표준 활성 슬러지법 및 MLE공법과 A2O + MBR 공정, 강변 하수 처리장의 A2O + GFF(Gravity Fiber Filtration) 공법, 녹산 처리장의 MLE + 화학처리 공법을 대표 공정으로 선택하여 각각의 특성과 T-N제거효율을 비교하고자 하였다.

제안 방법

이러한 관점에서 본 연구는 수영, 강변, 녹산 등의 부산시 소재의 3개 하수처리장을 대상으로 총괄처리 효율을 비교함과 동시에 각 공정별 진단 결과를 비교 하고, 기존의 질소제거 공정의 개선할 수 있는 방안을 확보하고자 하였다. 수영 하수처리장의 표준 활성 슬러지법 및 MLE공법과 A2O + MBR 공정, 강변 하수 처리장의 A2O + GFF(Gravity Fiber Filtration) 공법, 녹산 처리장의 MLE + 화학처리 공법을 대표 공정으로 선택하여 각각의 특성과 T-N제거효율을 비교하고자 하였다. 특히, 부산시의 하수처리 시설은 우수, 생활하수, 공장폐수가 같은 관로를 통하여 유입되는 이른바 합류식 관로 시설로서 점차 분류식 관로 시설로 정비, 확충되고는 있으나 2015년 기준으로 53.
수영 하수처리장의 표준 활성 슬러지법 및 MLE공법과 A2O + MBR 공정, 강변 하수 처리장의 A2O + GFF(Gravity Fiber Filtration) 공법, 녹산 처리장의 MLE + 화학처리 공법을 대표 공정으로 선택하여 각각의 특성과 T-N제거효율을 비교하고자 하였다. 특히, 부산시의 하수처리 시설은 우수, 생활하수, 공장폐수가 같은 관로를 통하여 유입되는 이른바 합류식 관로 시설로서 점차 분류식 관로 시설로 정비, 확충되고는 있으나 2015년 기준으로 53.6% 정도의 개선 효과를 보이고 있기 때문에 C/N비가 낮은 합류식 관로 유입방법이 T-N제거 효율에 미치는 영향도 함께 고려하고자 하였다.

대상 데이터

본 연구는 수영, 강변, 녹산 등의 부산시 소재의 3개 하수처리장을 대상으로 총괄처리효율을 비교함과 동시에 각 공정별 진단 결과를 비교하고, 기존의 질소제거 공정의 개선할 수 있는 방안을 확보하고자 하였으며, 다음과 같은 결론을 도출하였다.
수영 하수처리장은 강우량의 영향을 받는 합류식 유입 형태인 1단계 활성 슬러지 공정, 2단계 MLE공정의 측정 자료 선택하였으며 강변 처리장은 강우량 전체량이 유입되는 생물 반응조의 측정 자료를 각각 선택하여 분류식 유입방법을 채택하고 있는 녹산 처리장과의 TN처리효율의 비교에 활용하고자 하였다.

성능/효과

1) 표본 하수 처리장의 총괄처리 효율은 BOD 제거율이 97.2~98.6%, COD 제거율이 85.7~88.2%, SS 제거 효율이 97.5~98.2%로 나타나고 있으나 T-N의 제거 효율은 69.8~71.0%로 확인되어 다른 제거율에 비해 현저히 낮은 결과를 보이고 있으며 T-P의 제거효 율인 81.4~90.4%에 비해서도 낮은 제거효율을 보이고 있음을 알 수 있었다.
2) 수영처리장은 계절별 유입수 편차가 크고 1,2,3단계 공정의 유출수를 통합 방류하기 때문에 질소 제거를 위한 C/N비의 안정적인 조절을 위해서는 유입강우량을 위한 유량 조정조의 설치와 외부탄소원의 주입이 필수적일 것으로 판단하였다.
3) 강변처리장은 질산화조의 DO농도가 낮으면 질산화가 어려워 질소 제거효율이 낮다는 문제점을 확인하였기 때문에 기존의 염소 소독 조를 활용하여 반류수의 질소제거를 위한 MLE공정(무산소조 + 호기조)으로의 개선이 필요한 것으로 나타났다.
4) 녹산 처리장은 최종 침전 조에서 내부반송 율이 74.4% 임에도 불구하고 동절기의 최저 수온을 17.2°C로 유지함에 따라 최종 T-N 제거율을 71.0% 까지 상승시킬 수 있는 결과를 보이고 있다. 다만, 방류수 T-N의 농도가 23.
5) 특히 전체 처리장에 대해서는 질산화 조의 충분한 DO농도의 유지를 위한 미세기포 산기관 설치 및 표면 폭기, 다면 폭기와 같은 운전 조건의 개선이 필요 하며, 질산화를 위해서는 CaCO₃ 로서 50 mg/L 이상의 충분한 알칼리도를 유지하는 운전조건을 필요한 것으로 사료된다.

후속연구

따라서, 질산화 미생물의 활성을 위해서는 질산화 조의 DO 농도의 조절이 중요하다는 사실을 확인 할 수 있다. 이와 함께 질산화를 위해서는 충분한 체류시간의 확보가 필수적이기 때문에 폭기 방법의 개선과 함께 단위 반응조의 계절별 용적 변화 및 탄력적 운전을 통해 HRT상승을 유도 할 수 있는 운전 조건 개선이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국내 각 하수처리장은 무엇을 모색하고 있는가?	급격한 세계 기후의 변화와 해양투기 전면 금지에 따라 하수처리 공정의 개선 및 처리공정의 고도화가 요구되고 있는 현실에 비추어 국내 각 하수처리장은 에너지 저감형 기술을 적용하거나 운전 조건 및 공정 개선을 통해 처리효율을 상승 시키는 방법을 모색하고 있다. 이에 따라 주관 부처인 환경부는 환경기초시설의 적정한 운영 · 관리와 예산집행의 효율성을 높이기 위하여 국고 지원 환경기초시설에 대해 점검을 실시하고 있다.
	하수처리 공정의 처리효율의 특징은 무엇인가?	하수처리 공정의 처리효율은 기존의 유기물 제거 효율뿐만 아니라 부영양화의 주요 원인물질인 영양염류의 제거 효율을 동시에 포함하고 있기 때문에 오염 물질 총량규제법이 적용되면서 신설되는 하수처리장은 물론, 기존의 하수처리장도 시설 개선을 통해 영양염류 제거효율을 상승시킬 수 있는 방법을 제시해야 하는 현실에 직면하고 있다(Abma et al., 2010; KECO, 2015).
	초침 월류수의 BOD/TN으로 측정되었다는 차이점은 무엇을 위해 분석에 활용되었는가?	C/N비에 따른 T-N 제거효율을 비교하기 위해 각사업장의 공정별 방류수 측정 결과를 활용하였다. 여기서 강변 사업소의 경우에는 부분 MLE공법이기 때문에 C/N비는 초침 월류수의 BOD/TN으로 측정되었다는 차이점을 공정 분석에 활용하고자 하였다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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