KR100447334B1 - 생물여과장치내 충진입자 채취 기구 및 이를 이용한휘발성 고형분 측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수처리를 위한 생물여과 시스템내의 여재층내의 휘발성 고형물량을 정량화하는데 사용되는 충진 입자 채취기구 및 이를 이용한 고형물량의 측정방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 채취 기구는 채취하고자 하는 충진입자가 주입되는 채취구를 일단에 구비하고, 채취된 충진입자를 배출하기 위한 배출구를 타단에 구비하는 원통형 채취관과, 상기 배출구를 폐쇄하기 위한 마개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 수처리를 위한 생물여과 시스템내의 여재층내의 휘발성 고형물량을 정량화하는데 사용되는 충진 입자 채취기구 및 이를 이용한 고형물량의 측정방법에 관한 것이다.
폐하수 처리방법은 크게 호기성 및 혐기성 처리방법으로 나뉘며, 호기성 미생물을 이용하여 폐하수를 처리하는 방법은 다시 두 가지로 대별할 수 있다. 첫 번째 방법은 부유성장 미생물을 이용하는 부유성장법으로서 폐수와 미생물을 반응조에서 혼합하고 반응조의 하부에서 공기를 공급함으로써 폐수와 미생물의 접촉을 원활하게 해주는 방법이다. 반응조내의 미생물은 공급되는 공기중의 산소를 이용하여 오염물질을 제거한다. 부유성장법의 대표적인 방법으로 활성슬러지법이 널리 사용되고 있으나, 처리부하의 한계로 인해 우수한 처리수질을 얻기에 부족하며, 또한 미생물과 처리수를 분리하는 침전조를 반드시 구비하여야 하기 때문에 소요되는 부지의 면적이 크다는 단점이 있다.
두 번째 방법은 반응조내에 여재를 충진하고 여기에 미생물을 부착시키는 방법으로서, 호기성 생물여과 시스템이 대표적이다. 이 방법은 상기 부유 성장법과 달리 다량의 미생물을 성장시켜 고부하로 운전할 수 있기 때문에 처리수의 수질이 우수하고, 여재의 여과기능으로 인해 별도의 침전조가 필요없어 소요되는 부지면적을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 기존의 활성 슬러지법과 호기성 생물여과 시스템이 각각 처리할 수 있는 폐수중의 오염물질을 비교하여 보면, 기존의 활성 슬러지법은 주로 유기물을 제거하며, 암모니아성 질소의 일부를 질산화시킬 수 있다. 따라서, 암모니아성 질소를 완벽하게 제거하기 위해서는 별도의 질산화 반응조를 추가로 설치해야 하거나 반응조의 용적이 커야하는 단점이 있다. 그러므로, 반응조 부피에 따른 제거효율이 상당히 낮아 즉, 같은 양의 오염물질을 제거하는데 보다 큰 용적의 반응조가 필요하여 용적부하가 상당히 낮다.
이에 반해, 호기성 생물여과 시스템은 반응조의 높이에 따라 유기물 제거 미생물과 질산화 미생물이 적절하게 분포하여 하나의 반응조 만으로도 유기물과 암모니아성 질소를 완벽하게 처리할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 폐수가 유입되는 부분에는 상대적으로 유기물의 분해가 활발히 일어나며, 폐수의 흐름이 진행되면서 유기물의 농도가 감소하기 때문에 질산화가 일어난다. 따라서, 최종적으로는 유기물 뿐만 아니라 암모니아성 질소가 제거된 방류수가 배출된다. 그러므로, 호기성 생물여과 시스템은 적은 반응조 용적으로도 폐수중의 유기물과 암모니아성 질소를 동시에 제거할 수 있어 반응조의 용적부하를 높게 유지할 수 있으며, 부지 소요면적은 적고 오염물질 제거효율은 높다는 장점이 있다. 이에 본 출원인은 대한민국 특허출원 제98-52858호 "호기성 생물여과 시스템을 이용한 폐수처리장치 및 이를 이용한 폐수처리방법"이라는 명칭으로 폐수처리를 위한 생물여과장치를 출원한 바 있다.
한편, 처리하고자 하는 폐수 중의 휘발성 고형물의 양은 생물학적, 물리적 페수처리 과정의 제어와 폐수배출한계를 규정하는 기준을 평가하는데 중요하다.
불순물 입자는 물 속에서 그 크기에 따라 부유상태(suspended), 콜로이드 상태, 혹은 용존상태(dissolved)로 존재하며, 휘발성 고형물(Volatile Soilds: VS)은 일반적으로 총고형물(TS)중 550 ±50℃로 가열할 때 휘발하는 고형물을 말한다. VS는 TS 중의 몇 %가 유기성이고 가열에 의해 분해시킬 수 있는가를 알려주는 중요한 척도이다.
그러나, 종래의 생물학적 수처리 공정에 대한 휘발성 고형물의 양을 정량화하는 방법은 많이 알려져 있으며, 이를 이용한 공정 성능 평가방법이 정착되어 있으나, 생물여과 공정에 대해서는 휘발성 고형물의 양을 정량화할 수 있는 방법이 확립되어 있지 않은 실정이다. 특히, 생물여과시스템의 경우 반응기의 높이가 최대 6m에 이르러 충진입자를 채취하기 위한 채취관의 투입 및 배출이 어렵고, 일반적인 방법으로는 충진입자의 유실이 많아 휘발성 고형물의 양을 정확하게 측정하는 것이 곤란하다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 생물여과 시스템을 이용한 수처리 공정에서 휘발성 고형물의 양을 정량화하는데 유용하게 사용할 수 있는 충진입자 채취기구 및 이를 이용하여 휘발성 고형물의 양을 정량화함으로써 생물막 여과 공정의 처리 성능을 평가할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 충진입자 채취기구가 폐수처리 장치에 적용된 예를 도시하는 개략적인 도면이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일실시예에 의한 충진입자 채취기구를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 충진입자 채취기구를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 충진입자 채취기구에 의해 채취된 시료를 분석하기 위하여, 채취기구로부터 시료를 제거하는 모습을 도시한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10...반응조 12...플레이트
21...지지층 22...여재층
30...노즐 40...산기장치
50...충진입자 채취기구
본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,
생물여과시스템의 반응조에 충진된 입자를 채취하기 위한 채취기구에 있어서,
채취하고자 하는 충진입자가 주입되는 채취구를 일단에 구비하고, 채취된 충진입자를 배출하기 위한 배출구를 타단에 구비하는 원통형 채취관과, 상기 배출구를 폐쇄하기 위한 마개를 포함하는 것을 특징으로 하는 채취 기구를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 채취구의 관경이 상기 배출구의 관경보다 작은 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 채취구의 관경이 상기 배출구의 관경의 60% 이하 인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 채취구의 측벽과 전단면이 이루는 각도가 45°이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 채취구의 관경과 상기 배출구의 관경이 동일한 것이 바람직하다.
본 발명은 다른 실시예를 의하면, 상기 채취구를 통해 투입되어 배출구를 통해 배출되는 유연한 선형 부재의 채취구 쪽 단부에 연결되어 있으며, 상기 채취구의 관경보다 큰 직경을 가지고 채취관의 외부에 위치하는 스토퍼를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 스토퍼는 상기 선형 부재의 배출구쪽 단부를 잡아당김으로써 상기 채취구를 폐쇄할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 마개가 탈착된 제1항의 채취 기구를 생물여과 시스템의 반응기내 여재층내 소정 높이에 수직으로 삽입하여충진입자가 채취관 내로 투입되도록 하는 단계; 및
충진입자가 투입된 채취관의 배출구에 마개를 장착한 후 여채층으로부터 제거하는 단계를 포함하며, 생물여과 시스템의 반응기로부터 충진입자 층의 높이 별로 충진입자 채취가 가능한 충진입자의 채취방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 상기 충진 입자는 모래, 클레이, 소성 입자, 안트라사이트 또는 플라이 애쉬인 것이 바람직하다.
본 발명은 또다른 기술적 과제를 달성하기 위하여,
생물여과 시스템의 반응기내 휘발성 고형물 함량을 측정하는 방법에 있어서,
a) 하기 수학식 1에 의해, 역세시 배출된 휘발성 고형물 함량 ① 을 측정하는 단계;
[수학식 1]
① = V0× C0÷ VM0(kgVSS/m3)
상기 식에서, V0는 역세 배수량, C0는 역세 배수 혼합시료에 대한 휘발성 부유 고형물(VSS) 농도, VM0는 충진입자층 총 용적을 나타낸다.
b) 하기 수학식 2에 의해, 제1항의 채취 기구를 이용하여 채취한 시료로부터 충진입자에서 탈리된 휘발성 고형물 함량(②)을 측정하는 단계;
[수학식 2]
② = VW× CW÷ VM1(kgVSS/m3)
상기 식에서, Vw는 탈리액 시료의 초기 용적, Cw는 탈리액 시료에 대한 VSS 농도, VM1은 충진입자 시료의 총용적을 나타낸다.
c) 하기 수학식 3에 의해, 제1항의 채취 기구를 이용하여 채취된 시료로부터 충진입자에 부착되어 있는 휘발성 고형물 함량(③)을 측정하는 단계; 및
[수학식 3]
③ = (WM1- WM2) ÷ VM1(kgVSS/m3)
상기 식에서, WM1은 충진입자 시료의 건조후 중량, WM2는 충진입자 시료의 소성후 중량, VM1은 충진입자 시료의 총용적을 나타낸다.
d) 상기 a), b) 및 c) 단계에서 얻은 휘발성 고형물 함량 ①,② 및 ③을 합산하여 단위 충진입자 용적당 반응기내 휘발성 고형물 함량을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 c) 단계에서, 충진 입자 시료의 건조는 105℃에서, 소성은 550℃에서 실시되는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
수처리를 위한 생물여과 공정은 충진 입자층(이하 "여재층"이라고도 함)에 형성된 미생물막(biofilm)에 의하여 처리하는 방법으로, 미생물막은 역세 공정이라는 과정을 통해 주기적으로 휘발성 고형물이 탈리됨으로써 지속적으로 처리하고자 하는 물 중에 함유된 오염성분을 제거하게 된다.
따라서, 생물여과시스템의 반응기내에 존재하는 전체 휘발성 고형물의 양은 역세시 배출되는 휘발성 고형물의 양과, 역세직후 충진입자층에 체류되어 있는 휘발성 고형물의 양을 합한 것이 된다.
역세시 배출되는 휘발성 고형물의 양은 기존의 휘발성 고형물 정량분석방법에 의해 손쉽게 구할 수 있으나, 역세 직후 여재 층에 체류되어 있는 휘발성 고형물의 양을 측정하는데는 전술한 바와 같은 어려움이 있다.
이에 본 발명자들은 생물여과시스템의 반응기내에 체류되어 있는 휘발성 고형물의 양을 측정하기 위해 충진 입자를 효율적으로 채취할 수 있는 기구(채취관)과, 이를 이용하게 채취된 시료로부터 생물여과 시스템의 반응기내에 체류하는 휘발성 고형물의 양을 정량화하는 방법을 개발하게 된 것이다.
첨부된 도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 생물여과 시스템의 일례를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 생물여과 시스템은 반응조(10), 플레이트(12), 프로세스 공기 도입수단(14), 역세공기 도입수단(16), 액체 도입수단(18), 처리수 배출 수단(20), 복수개의 노즐(30), 산기장치(40) 등을 포함한다.
반응조(10)의 기저부(11)는 플레이트(12)와 함께 하부챔버(13)를 형성하고, 플레이트(12)는 유입폐수가 노즐(30)을 통해서만 플레이트(12) 상부로 유입될 수 있도록 반응조(10) 내벽에 밀착하여 설치되어 있다.
플레이트 상부에는 여재층(22)이 위치하며, 여재층(22)은 소정높이의 지지층(21)에 의해 지지될 수 있다. 지지층(21)은 자갈과 같은 재료로 이루어지며,지지층(21)의 높이는 반응조(10)내 산기장치(40)의 높이에 따라 결정되는데, 프로세스 공기가 여재층(22)에 전반적으로 균일하게 공급될 수 있도록 산기장치와 여재가 직접 접촉하지 않도록 한다. 또한, 지지층(21)은 보다 고가인 여재의 낭비를 방지하기도 한다. 여재층(22)의 높이는 시스템의 안정성 및 여재의 여과기능을 고려할 때 여재층(22) 내에 미생물이 서식할 수 있는 높이의 2배 정도가 바람직하다.
생물여과 시스템에 사용되는 여재는 미생물의 탈착과 부착이 용이한 재질로서 모래, 클레이, 소성입자, 안트라사이트 등의 무기성 재질이 주로 사용되며, 석탄회(fly ash)를 사용하기도 한다. 폐수처리시 여재의 안정적인 정착과 역세시 여재층의 팽창효과를 고려할 때, 여재의 비중은 1 내지 2 가 바람직하고, 여재의 크기는 폐수처리용량, 여과효율 및 취급적성을 고려하여 적당한 공극율을 갖도록 선택하며, 예를 들면 그 직경이 2 내지 8 mm인 것이 바람직하다.
도 1에서 50은 본 발명에 의한 충진입자(여재) 채취기구로서, 채취기구(50)가 여재층 내로 삽입되어 사용되는 모습을 나타낸다. 채취관의 길이를 다양하게 함으로써 여재층의 다양한 깊이에 따른 시료를 채취할 수 있다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 채취기구를 설명한다. 구체적으로 도 2a는 본 발명의 일실시예에 의한 채취기구의 사시도, 도 2b 및 2c는 개략적인 단면도로서, 도 2b는 채취기구가 여재층에 삽입되어 시료를 채취하기 시작하는 모습을, 도 2c는 시료 채취가 종료된 후 여재층으로부터 제거하는 모습을 도시한다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 충진입자 채취기구는 길이방향으로 연장된 원통형 채취관(51), 채취작업시 충진입자가 주입되는 채취구(52) 및 채취된 충진입자를 배출하기 위한 배출구(54)를 구비한다.
본 발명의 실시예에 의한 채취기구는 원통형 채취관(51)을 구비함으로써 충진입자 채취시 데드존(dead zone)을 최소화할 수 있다. 반응기 높이가 높은 여재층내로 원활하게 투입될 수 있도록 채취관의 재질은 PE, PVC와 같은 유연성이 있는 폴리머 재질인 것이 바람직하다.
또한 채취구(52)의 관경(a)이 배출구(54)의 관경(b)의 60% 이하가 되게 함으로써 채취구의 측면이 테이퍼지도록 하는데, 도 2c에 나타낸 바와 같이 채취기구를 수직으로 세웠을 때 채취구(52) 측면(55)이 전단면(56)과 이루는 각(α)이 45°이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 충진입자 투입후 별다른 마개 수단을 채취구(52)의 전단에 구비하지 않더라도 충진입자의 유실을 방지하기 위한 하부 방향 저항을 주기 위한 것이다.
충진입자층 내로 채취 기구를 삽입할 때에는 충진입자층의 교란이 최소화될 수 있도록 서서히 삽입하는 것이 바람직하다. 충진 입자로 충진된 채취 기구를 여재층으로부터 제거할 때에는 배출구(54) 및 채취구(52)를 통해 충진입자 및 액체가 유실되는 것을 방지하기 위하여 마개(53)를 배출구에 장착하는 것이 바람직하다. 마개의 재질 역시 PE, PVC와 같이 유연성있는 폴리머로서 채취관과의 밀착성이 우수한 것이 바람직하다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 채취 기구를 설명한다. 구체적으로 도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 채취기구의 사시도, 도 3b 및 3c는개략적인 단면도로서, 도 3b는 채취기구가 여재층에 삽입되어 시료를 채취하기 시작하는 모습을, 도 3c는 시료 채취가 종료된 후 여재층으로부터 제거하는 모습을 도시한다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 충진입자 채취기구는 길이방향으로 연장된 원통형 채취관(61), 채취작업시 충진입자가 주입되는 채취구(62) 및 채취된 충진입자를 배출하기 위한 배출구(64)를 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 채취기구는 원통형 채취관(61)을 구비함으로써 충진입자 채취시 데드존(dead zone)을 최소화할 수 있다. 또한 채취구(62)의 관경과 배출구(64)의 관경이 동일하게 하는 대신, 스틸끈과 같은 선형부재(66)가 달린 스토퍼(65)를 구비함으로써, 스틸끈(66)이 채취관(61)의 내부를 채취구(62)로부터 배출구(64)를 향하여 길이방향으로 관통하도록 하는 것이 바람직하다.
채취 기구를 여재층 내로 밀어넣을 때는 채취구(62)의 개방을 위하여 스틸끈(66)을 느슨하게 하여 스토퍼(65)가 충진관의 외측에 위치하도록 하고, 충진입자의 주입이 완료된 후에는 스틸끈(66)을 잡아당겨 스토퍼가 채취구의 전단면(62)를 완전히 폐쇄하도록 한다.
충진 입자로 충진된 채취 기구를 여재층으로부터 제거할 때에는 배출구(64) 및 채취구(62)를 통해 충진 입자 및 액체가 유실되는 것을 방지하기 위하여 마개(63)를 배출구에 장착하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 충진입자의 채취가 종료된 채취 기구는 도 4에 나타낸 바와 같이, 마개(53)를 제거하고 배출구가 아래로 오도록 기울여 채취관 내의 충진입자 및 액을 배출한 후 이하 서술하는 바와 같이 정량분석에 들어갈 수 있다.
<휘발성 고형물 함량 정량화 방법>
이하에서는 생물여과 시스템의 성능 평가를 위하여, 충진입자 용적당 반응기내 휘발성 고형물 함량을 측정하는 방법을 구체적으로 설명한다.
(1)단위 충진입자 용적당 역세시 배출된 휘발성 고형물 함량 측정방법
1) 충진입자층의 총 용적(VM0)을 계산한다.
2) 역세 배수량(V0)을 측정한다.
3) 역세 배수 혼합 시료에 대하여 VSS 농도(C0)를 측정한다.
4) 단위 충진입자 용적당 역세시 배출된 휘발성 고형물 량(①)은 하기 식에 의해 얻어진다.
① = V0× C0÷ VM0(kgVSS/m3)
(2)단위 충진입자 용적당 역세 직후 충진입자층에 체류되어 있는 휘발성 고형물 함량 측정 방법
1) 본 발명에 의한 채취기구를 통해 채취된 시료를 충진입자 시료와 탈리액 시료로 분리한다.
2) 탈리액 시료의 초기 용적(VW)을 측정한다.
3) 탈리액 시료에 대하여 휘발성 부유 고형물(VSS) 농도 (CW)를 측정한다.
4) 충진 입자 시료를 일정량 씩 용기에 담아 초기 무게(WM0)를 측정한다.
5) 충진 입자 시료를 105℃에서 완전 건조(overnight)하여 데시케이터에서 식힌 후 무게(WM1)를 측정한다.
6) 충진입자 시료를 다시 550℃에서 30분간 태우고 데시케이터에서 식힌 후 무게(WM2)를 측정하고, 충진입자 시료의 총용적(VM1)을 측정한다.
7) 단위 충진입자 용적당 충진입자에서 탈리된 휘발성 고형물 함량(②)을 하기 식에 의해 구한다.
② = VW× CW÷ VM1(kgVSS/m3)
8) 단위 충진입자 용적당 충진입자에 부착되어 있는 휘발성 고형물 함량(③)을 하기 식에 의해 구한다.
③ = (WM1- WM2) ÷ VM1(kgVSS/m3)
(3)단위 충진입자 용적당 반응기내 휘발성 고형물 함량
역세 직전(直前) 단위 충진입자 용적당 반응기내 휘발성 고형물 함량(kgVSS/㎥)은 ① + ② + ③에 의해 구할 수 있다.
<실시예>
충진 입자 층을 포함하여 높이 4.35m의 pilot 시설에 대하여 충진 입자 채취 기구(도 2a 내지 도 2c)를 이용하여 직접 충진 입자를 채취한 결과 96.4%의 높은 충진 입자 회수율을 나타내었다.
실험에 사용된 채취 기구 및 생물여과 시스템의 조건은 다음과 같다.
- 충진 입자 채취관 배출구(후단) 관경 25㎜, 채취구(전단) 관경 15㎜
- 충진 입자 층 채취 높이 2.06m
- 충진 입자 채취 용적(계산값) = 0.364L
- 충진 입자 층 총 용적(VM0) = 1.03㎥ (실측)
1) 역세배수 내 휘발성 고형물 함량
- 역세 배수량(V0) = 2.769㎥ (실측)
- TSS/VSS 측정
| 구 분 | 시료부피(ml) | Wo(g) | W1(g) | W2(g) | TSS(mg/L) | VSS(Co, mg/L) |
| 값 | 9 | 0.0930 | 0.0976 | 0.0937 | 511.1 | 433.3 |
상기 표 1에서, TSS(mg/L) = (W1- W0) ÷ 시료 부피 × 1,000,000
VSS(mg/L) = (W1- W2) ÷ 시료 부피 × 1,000,000
※ W0; 초기 무게, W1; 105℃ 건조후 무게, W2; 550℃ 연소후 무게
- 단위 여재 용적 당 역세시 배출된 미생물 건조 중량 (①)
= V0× C0÷ VM0
= 2.769 ㎥ × 433.3 mg/L ÷1.03 ㎥
= 1.165 kgVSS/㎥
2) 충진입자에서 탈리된 휘발성 고형물 함량
- 탈리액 부피(VW) = 1.48 L
- TSS/VSS 측정
| 구 분 | 시료부피(ml) | Wo(g) | W1(g) | W2(g) | TSS(mg/L) | VSS(Co, mg/L) |
| 값 | 50.0 | 0.0934 | 0.1012 | 0.0949 | 156.0 | 126.0 |
상기 표 2에서, TSS(mg/L) = (W1- W0) ÷시료 부피 × 1,000,000
VSS(mg/L) = (W1- W2) ÷시료 부피 × 1,000,000
※ W0; 초기 무게, W1; 105℃ 건조후 무게, W2; 550℃ 연소후 무게
- 단위 여재 용적 당 여재에서 탈리된 미생물 건조 중량 (②)
= VW× CW÷ VM1
= 1.48 L × 126.0 mg/L ÷ 0.351 L
= 0.531 kgVSS/㎥
3) 충진입자내 휘발성 고형물 함량
| 회 수 | 시료부피(mL) | Wo(g) | W1(g) | W2(WM1, g) | W3(WM2, g) |
| 1 | 52 | 89.6901 | 147.6804 | 130.4435 | 130.1714 |
| 2 | 59 | 89.8852 | 154.2815 | 136.2954 | 136.0138 |
| 3 | 62 | 95.7664 | 162.9461 | 144.3562 | 144.0653 |
| 4 | 55 | 67.5073 | 129.6488 | 111.1920 | 110.9381 |
| 5 | 62 | 95.3017 | 166.2806 | 143.4317 | 143.1475 |
| 6 | 61 | 99.9466 | 169.3270 | 147.9241 | 147.6401 |
| 합 계 | 351 | - | - | 813.6429 | 811.9762 |
상기 표 3에서, W0; 용기 초기 무게, W1; (용기+시료) 초기 무게,
W2; 105℃ 건조후 (용기+시료) 무게,
W3; 550℃ 연소후 (용기+시료) 무게
- 충진 입자 채취 용적(VM1) = 0.351L (실측값)
- 충진 입자 회수율
= 충진 입자 채취 용적(실측값) ÷ 충진 입자 채취 용적(계산값)
= 0.351L ÷ 0.364L
= 96.4%
- 단위 충진입자 용적당 충진입자에 부착되어 있는 휘발성 고형물 량 (③)
= (WM1- WM2) ÷ VM1
= (813.6429 g - 811.9762 g) ÷ 0.351 L
= 4.7484 kgVSS/㎥
4) 역세 前 반응기 단위 충진 입자 용적 당 휘발성 고형물 량
= ① + ② + ③ = 6.48 kgVSS/㎥
5) 역세 後 반응기 단위 충진 입자 용적 당 휘발성 고형물 량
= ② + ③ = 5.2794 kgVSS/㎥
이상의 결과로부터 본 실시예에 사용된 생물여과 시스템의 총 휘발성 고형물의 함량을 손쉽게 구할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 의한 충진입자 채취 기구 및 이를 이용한 휘발성 고형물 함량 정량화방법은 기존의 방법으로는 시료 채취시 충진입자 및 액의 유실을 방지하여 높은 회수율로 충진입자 및 액을 채취할 수 있으며, 이를 이용하여 휘발성 고형물의 함량 측정이 곤란한 생물 여과 시스템을 이용한 폐수 처리공정에서도 손쉽게 적용가능하여 폐수처리 공정의 최적화에 기여할 수 있다.
Claims (11)
- 생물여과시스템의 반응조에 충진된 입자를 채취하기 위한 채취기구에 있어서,채취하고자 하는 충진입자가 주입되는 채취구를 일단에 구비하고, 채취된 충진입자를 배출하기 위한 배출구를 타단에 구비하는 원통형 채취관과, 상기 배출구를 폐쇄하기 위한 마개를 포함하는 것을 특징으로 하는 채취 기구.
- 제1항에 있어서, 상기 채취구의 관경이 상기 배출구의 관경보다 작은 것을 특징으로 하는 채취 기구.
- 제1항에 있어서, 상기 채취구의 관경이 상기 배출구의 관경의 60% 이하 인 것을 특징으로 하는 채취 기구.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 채취구의 측벽과 전단면이 이루는 각도가 45°이하인 것을 특징으로 하는 채취 기구.
- 제1항에 있어서, 상기 채취구의 관경과 상기 배출구의 관경이 동일한 것을 특징으로 하는 채취 기구.
- 제5항에 있어서, 상기 채취구를 통해 투입되어 배출구를 통해 배출되는 유연한 선형 부재의 채취구 쪽 단부에 연결되어 있으며, 상기 채취구의 관경보다 큰 직경을 가지고 채취관의 외부에 위치하는 스토퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 채취 기구.
- 제6항에 있어서, 상기 스토퍼는 상기 선형 부재의 배출구쪽 단부를 잡아당김으로써 상기 채취구를 폐쇄할 수 있는 것을 특징으로 하는 채취 기구.
- 마개가 탈착된 제1항의 채취 기구를 생물여과 시스템의 반응기내 여재층내 소정 높이에 수직으로 삽입하여 충진입자가 채취관 내로 투입되도록 하는 단계; 및충진입자가 투입된 채취관의 배출구에 마개를 장착한 후 여채층으로부터 제거하는 단계를 포함하며, 생물여과 시스템의 반응기로부터 충진입자 층의 높이 별로 충진입자 채취가 가능한 것을 특징으로 하는 충진입자 채취방법.
- 제8항에 있어서, 상기 충진 입자는 모래, 클레이, 소성 입자, 안트라사이트 또는 플라이 애쉬인 것을 특징으로 하는 방법.
- 생물여과 시스템의 반응기내 휘발성 고형물 함량을 측정하는 방법에 있어서,a) 하기 수학식 1에 의해, 역세시 배출된 휘발성 고형물 함량 ① 을 측정하는 단계;[수학식 1]① = V0× C0÷ VM0(kgVSS/m3)상기 식에서, V0는 역세 배수량, C0는 역세 배수 혼합시료에 대한 휘발성 부유 고형물(VSS) 농도, VM0는 충진입자층 총 용적을 나타낸다.b) 하기 수학식 2에 의해, 제1항의 채취 기구를 이용하여 채취한 시료로부터 충진입자에서 탈리된 휘발성 고형물 함량(②)을 측정하는 단계;[수학식 2]② = VW× CW÷ VM1(kgVSS/m3)상기 식에서, Vw는 탈리액 시료의 초기 용적, Cw는 탈리액 시료에 대한 VSS 농도, VM1은 충진입자 시료의 총용적을 나타낸다.c) 하기 수학식 3에 의해, 제1항의 채취 기구를 이용하여 채취된 시료로부터 충진입자에 부착되어 있는 휘발성 고형물 함량(③)을 측정하는 단계; 및[수학식 3]③ = (WM1- WM2) ÷ VM1(kgVSS/m3)상기 식에서, Wm1은 충진입자 시료의 건조후 중량, Wm2는 충진입자 시료의 소성후 중량, VM1은 충진입자 시료의 총용적을 나타낸다.d) 상기 a), b) 및 c) 단계에서 얻은 휘발성 고형물 함량 ①,② 및 ③을 합산하여 단위 충진입자 용적당 반응기내 휘발성 고형물 함량을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 c) 단계에서, 충진 입자 시료의 건조는 105℃에서, 소성은 550℃에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
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