하수 고도처리에 대해서

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부가 탈인조(혐기성 인 용출조)로 유입된 후 혐기성 조건에서 용출된 인은 상등수로서 배출되고, 인이 거의 없어진 활성슬러지는 호기조로 반송되어 인을 과잉섭취(Luxury Uptake)한다. 인 농도가 높은 상징액은 응집제로 처리되어 일차 침전지로 이송되어 고액분리됨.
② 처리효율
○ 유기물질
- BOD : 85∼90%, SS : 85∼90%
○ 영양염류
- T-N : 60∼80%, T-P : 90% 이상
(4) PID(BioDenipho) 공법
① 공정의 개요
○ 기존 산화구 공정을 개량한 것으로서 에너지와 비용 절감을 위하여 수심이 깊은 산화구에 격벽이 설치되며 여러 대의 수직형 저속 표면포기기를 사용함.
○ 기존 산화구 공법의 전단에 혐기성 선택조(Anaerobic Selector)를 설치하고, 산화구를 무산소조, 호기조로 주기적으로 운전함으로써 질소·인을 제거함.
② 처리효율
○ 유기물질
- BOD : 90%, SS : 90%
○ 영양염류
- T-N : 50∼70%, T-P : 50∼90%
(5) DeNiPho(후탈질 간헐포기) 공법
① 공정의 개요
○ DeNiPho 공법은 생슬러지 발효액을 전자공여체로 이용하는 후탈질공법과 포기와 비포기 교반을 반복하는 간헐포기 방법이 함께 적용되는 고도처리공법임.
○ 간헐포기조에서는 유기물 제거, 탈질, 탈인 반응을 하며, 상시 포기조에서 유기물 제거, 질산화, 탈인 반응 및 슬러지 침전성을 개선함.
○ DeNiPho 공법은 탈질에 필요한 탄소원으로 생슬러지 발효액을 이용하며, 발효액은 간헐포기조가 비포기 교반조건일 때 주입함.
② 처리효율
○ 유기물질
- BOD : 93%이상 COD : 91%이상 SS : 93%이상
○ 영양염류
- T-N : 75%이상 T-P : 70%이상
(6) CNR(Cilium Nutrient Removal) 공법
① 공정의 개요
○ A2/O 공법을 개량하여 질소·인을 제거하기 위한 공법으로 반응조는 A2/O 공법과 마찬가지로 혐기조, 무산소조, 호기조로 구성되며, 질산성 질소를 제거하기 위한 내부반송과 침전지 슬러지 반송으로 구성되어 있음.
○ 호기조에 섬모상 여재를 설치하여 미생물을 안정시키고 이로 인해 인의 섭취와 질산화를 촉진함.
② 처리효율
○ 유기물질
- BOD : 85∼90%, SS : 85∼90%
○ 영양염류
- T-N : 40∼70%, T-P : 60%
3. 고도처리의 과제
3.1 질소 인 처리시 고려 할 사항
3.1.1 F/M비
- F/M비가 너무 낮을 때 : 핀플럭, 탈질에 의한 슬러지 부상, 슬러지 해체, 벌킹, 방선균 증식 (→거품, 스컴)
- F/M비가 너무 높을 때 : 분산증식 (→처리수 혼탁), 편모충류 과다 증식, 처리수 BOD, SS 상승
3.1.2 수온 (20-28℃ 범위)
- 수온이 12℃이하 : 폐수처리효율이 급감, 질산화와 탈질이 거의 중단, 미생물의 증식속도가 느려지므로 폭기조 MLSS가 감소
- 수온이 38℃이상 : 미생물의 증식속도가 빨라져 분산증식 (→처리수 혼탁), 원생동물이 사멸 (→플럭형성이 미약 →슬러지 침강성 불량),미생물 증식이 빠르므로 산소부족, 영양염류 결핍(→벌킹)
3.1.3 영양염류
- 영양염류가 결핍될 때 : 벌킹 유발(특히 점액성벌킹), 슬러지 점성(→침강성 불량, 탈수 곤란) BOD 처리효율 저하
- 영양염류가 과다로 투입되었을 때 : 탈질에 의한 슬러지 부상, 질산화에 의한 처리수의 pH 저하, 처리수의 T-N, T-P 규제기준 초과
3.1.4 산소농도
- 폭기조의 DO가 매우 높을 때 : 질산화(→pH저하, 탈질에 의한 슬러지 부상), 핀플럭, 슬러지 해체
- 폭기조의 DO가 너무 낮을 때 : 처리효율 저하, 슬러지 부패(→흑색의 슬러지 부상), 악취 발생
3.1.5 pH
- pH를 상승시킬 수 있는 요인 : 요소과량 투여(→암모니아 생성), 암모니아수 투여, 유기질소의 분해 →암모니아 생성, 특정오염물질의 분해(→pH 상승)
- pH를 저하시킬 수 있는 요인 : 고농도의 당 함유폐수(→유기산 생성), 질산화(암노니아 →질산)
3.1.6 SRT
- SRT가 길 때 : 폭기조의 미생물상이 안정(→처리수질이 안정), 방선균이 증식 가능(→거품, 스컴 발생), 미생물의 자기산화(→잉여Sludge 생산량 감소), 핀플럭
- SRT가 짧을 때 : 처리효율 저하 (처리수 혼탁), 과부하, 쇼크부하에 대한 소화력 부족(→처리수질 불안정) 잉여Sludge 생산량 증가
3.2 고도처리공정 선정
(1) 처리성능의 신뢰성
처리공정의 기술적인 신뢰성이 우수하고, 안정성이 우선적으로 검증된 공정이어야 하며, 국내 하수의 특성에 잘 적응할 수 있는 처리 공정 인지의 여부 그리고 기존 시설의 개량 내지는 개조가 용이하며 관련 시설과의 일체성이 확보될 수 있는 공정으로 해야 한다.
(2) 운전관리의 용이성
유지관리가 간편하며 미생물 처리가 주요 반응기구가 되므로 외부요인 즉, 유입수 수질, 수온의 변화에 잘 적응할 수 있는 공법이어야 한다.
(3) 경제성
유지관리비가 저렴한 공정을 선정하므로 에너지 절약이 고려되어야 하고, 기존 시설을 최대한 활용할 수 있는 공정을 채택함으로써 건설비를 최소화할 수 있게 하여야 한다.
(4) 방류수 수질기준
수질보전과 관련하여 유역의 방류수 수질기준을 만족시킬 수 있는 처리공정을 채택하여야 한다.
(5) 슬러지 발생량
기존의 생물학적 처리공정에서 많은 슬러지가 발생하므로 이의 처리에 상당한 경제적, 사회적 문제가 되고 있으므로 고도처리공정에서는 가능한 한 슬러지 발생량이 적은 공법을 채택하여야 한다.
3.3 고도처리에 필요한 제반 조건
① 생물학적 산소요구량과 총질소의 비율
② 화학적 산소요구량과 총질소의 비율
③ 화학적 산소요구량과 총질소의 비율
④ 알칼리도
참고문헌
환경부
환경백서 2008
폐수처리공학 동화기술
수질환경기사 성안당
국회도서관 http://www.nanet.go.kr/main.jsp
국가 환경 정보 센터 http://www.konetic.or.kr/
폐수처리공학 (上,下) 고광백외

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