이하, 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.
종래의 회분식 활성슬러지법을 이용한 하폐수의 처리방법에 있어서, 하폐수 유입공정, 포기고정, 침전공정 및 배출공정의 횟수 및 시간을 조절하여 수행하더라도, 유량변동 또는 원수의 오염정도에 따른 포기조내 활성슬러지의 활성 및 양에 대한 별도 조절이 없어, 포기조의 플럭(floc) 상태가 불량하며 플럭양도 적으며, 고착형 미생물보다는 유영형 미생물상이 관측되며, 포기조내의 미생물에 대한 생육 및 활성이 불충분하다는 문제점이 있다. BOD 및 SS 뿐만 아니라, 질소 및 인를 충분히 제거할 수 있고, 유입수의 부하변동에 따른 하폐수 처리율이 일정하고, 악취가 발생하지 않는 하폐수 처리공법이 필요하다. 본 발명에 따른 회분식 활성슬러지법을 이용한 하폐수의 처리방법은 하폐수의 유입공정, 포기공정, 침전공정 및 배출공정을 포함하며, 상기 포기공정중 미생물배양기에서 증식한 배양 활성슬러지를 반응조에 주입하고 간헐적으로 포기하여 포기조내 현탁부유물의 농도를 일정 수준이 상을 조절할 수 있다.
본 발명의 일실시예인 도1을 참조하여 설명하면, 처리시설로 유입시키는 유입단계, 유입된 하폐수에 미생물을 반응시키는 단계로서 호기성균의 대사에 필요한 산소를 공급 시켜주는 포기단계, 반응조내의 미생물과 처리수를 고액 분리시키는 침전단계, 처리수를 배출시켜서 방류하는 배출단계, 및 상기 포기단계에 배양된 활성슬러지를 주입하는 단계를 포함한다.
상기 유입단계에서는, 원수펌프에 의해 원수가 원수조로부터 반응조내로 일정시간 동안 유입된 후 미생물과의 접촉환경이 조성된다. 포기공정에서는, 정해진 시간 동안 반응조내에 산소를 공급하여 호기성 미생물에 의해 유기물의 산화분해 및 질산화가 진행되고, 인이 흡수되어 제거된다.
상기 유입공정 및 포기공정은 일정시간 교대로 1회 이상 반복 수행하고, 상기 침전공정 및 배출공정은 하폐수의 유입을 차단하고 수행할 수 있다. 또는, 상기 유입공정은 간헐적 또는 연속적으로 하폐수를 주입하고, 상기 포기공정은 포기와 비포기를 교대로 1회 이상 반복 수행하고, 상기 침전공정 및 배출공정에서는 하폐수의 유입을 차단하는 방법으로도 수행할 수도 있다. 상기 포기공정중 비포기 구간에는 교반을 수행할 수도 있다.
상기 포기공정은 미생물배양기에서 증식한 배양 활성슬러지를 반응조에 주입하고 간헐적으로 포기하여 포기조내 현탁부유물(MLSS) 및 MLVSS값을 1,500~5,000범위, 더욱 바람직하게는 2,000 ~ 3,000로 유지하도록 수행한다. 본 발명에 따라, 포기조내 농도는 하기 [수학식 1] 값이 70%, 예를 들면 72% 이상, 바람직하게는 75% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상 값을 가진다.
[수학식 1]
상기 배양 활성슬러지는 상기 유입공정, 포기공정, 침전공정 및 배출공정이 2회 이상 반복 수행되는 되는 경우 매 사이클의 포기공정중 1회만 주입하거나, 또는 매 사이클의 포기공정에 반복 주입하거나, 유입수의 유량 및 농도와 포기조의 MLSS 및 MLVSS값을 고려하여 미생물 주입량 및 주입횟수를 적절히 조절할 수 있다. 이는 유입수의 부하가 빈부하 혹은 과부하로 유입될 경우에도 일정한 수준의 MLVSS값을 유지하고 있으므로 큰 변화 없이 안정적인 하폐수를 처리할 수가 있다.
폐수처리 공정중 활성오니조(포기조)는 유입수에 포함된 BOD, 미생물, 반송슬리지등의 혼합되어 있는데, 이 용액을 혼합액(ML: mixed liquor)라고 한다. 활성오니조의 관리항목 중에는 포기조내의 부유고형물(SS) 및 휘발성 부유고형물(VSS)이 있으며, 이 용어를 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids: 혼합액 부유고형물) 및 MLVSS(Mixed Liquor Volatile Suspended Solids: 혼합용액 휘발성 부유고형물)이라고 한다. MLSS 및 MLVSS의 분석방법은 SS 및 VSS의 분석법과 같다. MLSS 및 MLVSS의 관리목표치는 설비의 설계치 및 자체 운전기준에 따라 각각 달라질 수 있다.
활성슬러지 공법은 유기물을 미생물에 의한 산화가 하폐수 처리의 가장 핵심적인 부분이며, 이러한 미생물에 의한 산화를 효율적으로 수행하기 위해서는 박테 리아등을 포함하는 활성높은 미생물이 필요하고, 충분한 용존산소, 적정온도 및 pH조건, 충분한 질소 및 인, 미생물 분해 유기물 등이 필요하며, 이러한 요건은 모두 유기물 분해 미생물의 활성 및 양과 밀접한 관계가 있다. 유입수중 BOD가 낮으면 미생물의 숫자가 감소하고 BOD가 너무 높으면 비정상적으로 과도하게 증식하게 되어 완전한 COD 및 BOD 분해가 이루어지지 않아 침전조에서 플럭들이 깨질 수 있으므로 유입수의 BOD와 미생물 양이 큰 변화없이 일정한 것이 좋다. 용조산소는 0.5 내지 2ppm을 유지하는 것이 좋으며, 용존산소가 부족할 경우에 혐기성 박테리아 및 부패성 박테리아의 증식을 유발하게 되고 포기조의 운전상태 악화를 유발하게 된다. 따라서, 실제 유입수의 BOD를 일정하게 조절하기 어려우므로 유입수의 성상 및 유량을 고려하여 포기조내 미생물의 활성 및 양, MLSS, 및 MLVSS을 일정수준으로 조절할 필요가 있다.
본 발명의 배양된 활성 슬러지는, 포기조의 COD 부하에 따라 활성오니를 구성하는 미생물 상이 다르기 때문에 하폐수중 가장 유기물 부하가 높은 포기조의 포기액내에는 활성이 강한 세균들이 존재하므로, 본 발명에서 목적으로 하는 고활성 세균을 증식시키기 위해서는 유기물 부하가 가장 높은 포기조의 포기액을 시드(seed)로 사용한다. 본 발명에서 사용하는 상기 배양물질로는 미생물의 종류에 따라 적합한 조성을 선택할 수 있으며 특별한 제한은 없다. 배양물질에 있어서, 탄소원으로 포도당의 함량이 높아지면 24시간 이상 배양시 경우에 따라 포기조내의 세균보다는 곰팡이가 증식할 수도 있으며, 조성이 알맞지 않을 경우에는 균수는 증가시킬 수 있으나, 분리된 세균의 종류가 감소되는 현상이 나타날 수 있다. 상기의 배양물질에서 탄소원 및 완충제 이외의 성분으로 미생물 증식에 필요한 미량원소로 사용하며, 배양물질은 최소배지(minimal media)의 조성과 가깝게 구성함으로써 기존 영양배지에 비해 포기조내 유효 미생물을 배지로 최대한 분리해낼 수 있는 장점이 있다.
기존 포기조 환경에서 적응이 된 균주들로서 하폐수처리장내 포기조에 재투입시 별도의 활성화 과정이 필요 없으며, 하폐수중의 유기물 분해능이 뛰어난 균주들로 구성되어 있으므로 기존의 어떠한 형태의 미생물 처리제보다도 신속하고 효과적으로 하폐수처리에 이용될 수 있는 장점을 가지고 있다. 미생물 처리제를 바로 만들어 재투입함으로써 기존의 하폐수처리용 미생물이 지니고 있는 문제점들 즉, 고체형의 경우 미생물의 활성화로 인한 처리효율저하 및 액체형이 지니고 있는 보관상의 문제점을 동시에 해결할 수 있다. 본 발명에서 제시된 배지의 구성성분 및 조성을 이용하여 미생물 처리제를 제조시, 포기조내의 유효 미생물을 증식시키는 과정에서 하폐수중 공존하는 사상성 세균을 증식시키기보다는 제한된 배양시간 내에 비사상성 세균의 수를 증식시킴으로써, 이를 미생물 처리제로 페수에 유입시킬 때에 이들 두 종류의 세균간의 경쟁에서 비사상성 세균이 우위를 차지함으로써 벌킹성 플록을 정상적인 플록으로 변화시킬 수 있다.
상기 침전공정에서는 교반과 포기를 중단하고 슬러지와 처리수로 분리된다. 상기 배출공정에서는, 분리된 처리수가 배출되거나, 침강슬러지의 일부가 인출되어 슬러지 농축저류조로 이송된다. 상기 반응조에서 배출된 처리수는 그대로 방류하거나, 미생물이 부착된 담체로 충진된 생물여과기로 상기 반응조에서 배출된 처리수에 포함된 미처리 유기물을 분해 및 제거하는 공정을 추가로 수행한 후에 배출할 수 있다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 미생물 배양기와 회분식 생물 반응조를 이용한 하폐수 처리 방법을 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활성 슬러지공법의 운전 개념도이다. 본 발명에 따른 미생물 배양기와 회분식 생물 반응조를 이용한 하폐수 처리 공법은 단일의 반응조로 이루어진 일정용량의 포기 및 비포기조에서 반복적으로 수행되는데, 유입공정과 포기공정 동안에는 유량의 변동상황에 맞춰서 폐수가 반연속적으로 유입되거나 또는 간헐적으로 유입된다. 이 때 하폐수가 반연속 또는 간헐적으로 유입되는 상황에서 미생물 배양기는 반응조내에 포기액을 흡입하여 미생물 배양공정이 진행되고, 배양된 후에는 다시 반응조로 배양액이 유입된다. 따라서, 유량의 조정 능력을 향상시켰으며, 원수조의 크기를 크게 줄일 수 있었다. 본 발명의 침전공정과 배출공정시에는 폐수의 유입이 이루어지지 않는다.
본 발명의 포기공정 에서는 BOD, SS는 물론, 부영향화의 원인물질인 질소와인을 제거할 수 있도록 간헐 포기 방식을 채용한다. 이때, 간헐 포기 방식은, 미생물에게 필요한 산소를 연속적으로 주입하는 것이 아니고 단속적으로 주입함으로써, 호기조건(자유산소(O2) 및 결합산소(NO2-N, NO3-N)가 수중에 존재하는상태)은 물론, 무산소(자유산소는 없고 결합산소만이 존재하는 상태), 혐기조건(자유산소, 결합산소가 존재하지 않는 상태)을 만들어 질소와 인을 제거할 수 있는 환경을 조성해 주는 방식이다. 이러한 환경속에서 미생물 배양기를 통해 배양된 세균중에 질화 및 탈질세균의 활성이 높아져 질소, 인의 처리효율을 높게 해주는 역할을 한다.
미생물 배양기를 통해 배양된 세균은 일반적인 다른 미생물 보다 활성이 높기 때문에 플록이 크게 형성되며 기존 보다 침강성이 향상된다. 본 발명에 따른 미생물 배양기와 회분식 생물 반응조를 이용한 하폐수 처리공법에서는, 먼저 반응조내로 도입되는 폐수가 미리 설정된 유량으로 도입되는지를 판단한다. 즉, 미리 설정된 설계 유량을 근거로 하여 실제 유입 유량이 어느 정도인지를 육안으로 또는 기계적인 방식으로 판단하여 이 후의 운전작동모드, 즉 유입·포기공정, 침전공정 배출공정의 수행시간과 횟수를 결정한다.
본 발명에 따른 회분식 활성슬러지공법를 이용한 하폐수의 처리방법은, 먼저 반응조 내로 도입되는 폐수가 미리 설정된 유량으로 도입되는지를 판단한다. 상기 제어단계를 도 3을 참조로 하여 설명하면, 미리 설정된 설계 유량을 근거로 하여 실제 유입유량이 어느 정도 인지를 육안으로 또는 기계적 인 방식으로 판단하여 이후의 운전 작동모드, 즉 유입·포기공정, 침전공정 배출공정의 수행시간과 횟수를 결정한다(단계 S1). 만일, 유입유량이 설계 유량으로 유입되면, 하폐수로부터 인, 질소의 제거가 필요한지를 판단한다(단계 S2). 인과 질소의 제거가 필요한 경우에는, 유입유량에 따라 작동모드 2, 3, 4, 5 방식을 선택한다.
도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 작동모드를 설명하면, 기설정된 설계유량을 기준으로 원수의 유입유량을 측정하여 상기 유입공정, 포기공정, 침전공정 및 배출공정의 수행시간과 수행횟수를 조절하며, 상기 유입공정 및 포기공정은 일정시간 교대로 1회 이상 반복 수행하고, 상기 침전공정 및 배출공정은 하폐수의 유입을 차단하고 수행하는 수행할 수 있다.
또는, 상기 기설정된 설계유량을 기준으로 원수의 유입유량을 측정하여 상기 유입공정, 포기공정, 침전공정 및 배출공정의 수행시간과 수행횟수를 조절하며, 상기 유입공정은 간헐적 또는 연속적으로 하폐수를 주입하고, 상기 포기공정은 포기와 비포기를 교대로 1회 이상 반복 수행하고, 상기 침전공정 및 배출공정에서는 하폐수의 유입을 차단하여 수행할 수도 있다.
상기 각 공정의 수행시간 및 수행횟수는 하폐수의 유입유량에 따라 상기 유입공정, 포기공정, 침전공정 및 배출공정을 1일 2사이클의 제 2 작동모드, 1일 3사이클의 제 3 작동모드, 1일 4 사이클의 제 4 작동모드 또는 1일 6 사이클의 제 5 작동모드로 운행할 수 있다. 상기 제 2 작동모드는 상기 유입, 포기, 침전 및 배출공정의 한 사이클이 12시간 소요되며, 상기 유입 및 포기공정은 유입 1시간과 포기 1시간이 교대로 3회 반복되고, 상기 침전공정은 2시간, 상기 배출공정은 총 4시간으로 1시간의 배출과 3시간의 대기단계로 수행할 수 있다. 상기 제 3 작동모드는 상기 유입, 포기, 침전 및 배출공정의 한 사이클이 8시간 소요되며, 상기 포기공정이 1시간의 비포기와 1시간의 포기가 교대로 3회 반복되는 동안에 상기 유입공정이 간헐적 또는 연속적으로 5시간 동안 수행되어 상기 포기공정과 유입공정이 도합 6시간 소요되고, 상기 침전공정과 상기 배출공정은 각 1시간 동안 수행할 수 있다. 상기 제 4 작동모드는 상기 유입, 포기, 침전 및 배출공정의 한 사이클이 6시간 소요되며, 상기 유입공정이 간헐적 또는 연속적으로 4시간 동안 수행되는 동안에, 15분의 포기와 45분의 비포기가 교대로 4회 반복되어 상기 유입공정과 포기공정이 도합 4시간 소요되고, 상기 침전공정과 상기 배출공정은 각 1시간 동안 수행할 수 있다. 상기 제 5작동모드는 상기 유입, 포기, 침전 및 배출공정의 한 사이클이 4시간 소요되며, 상기 유입공정이 간헐적 또는 연속적으로 2시간 동안 수행되는 동안에 30분의 포기와 30분의 비포기가 교대로 2회 반복되어 상기 유입공정과 포기공정이 도합 2시간 소요되고, 상기 침전공정과 상기 배출공정은 각 1시간 동안 수행할 수 있다. 상기 포기공정중 비포기 구간에는 교반을 수행할 수도 있다.
상기 유입유량이 기설계유량에 부합하는 경우에는, 질소와 인의 제거가 필요한지 여부를 판단하여 질소와 인의 제거가 필요하지 않은 경우, 순착적으로 상기 유입공정을 1시간, 상기 포기공정은 3시간, 상기 침전공정과 배출공정을 각각 1시간으로 수행하는 1일 4사이클의 제1작동모드에 따라 수행할 수 있다.
이 때, 미생물 배양기에 의해 단일 반응조의 포기액을 이용하여 유용세균을 배양한 후 다시 단일 반응조로 포기액을 배출시키는 공정이 이루어 진다. 이 과정에서 단일 반응조내에 유용세균이 우점화 하게 되어 하폐수처리의 효율을 증대시킨다. 침전공정과 배출공정 시에는 하폐수의 유입을 차단하며, 기 설정된 설계 유량을 기준으로 하폐수의 유입유량을 측정하여 운전작동모드를 선택한다. 유입유량이 설계유량에 부합되지 않거나, 또는 설계유량에 부합되고 인과질소의 제거가 필요한 경우에는, 유입 유량에 따라 1일2사이클의 제2작동모드, 1일3사이클의 제3작동모드, 1일 4사이클의 제4 작동모드 또는 1일 6사이클의 제5작동모드 중에서 선택하여 반복적으로 수행한다. 이때, 포기공정은 간헐포기방식으로 운용한다.
상기 작동모드 2 내지 5에 대해서는 도 3을 참조로 하여 설명하면, 상기 제 2 작동모드는 상기 유입, 포기, 침전 및 배출공정의 한 사이클이 12시간 소요되며, 상기 유입 및 포기공정은 유입 1시간과 포기 1시간이 교대로 3회 반복되고, 상기 침전공정은 2시간, 상기 배출공정은 총 4시간으로 1시간의 배출과 3시간의 대기단계로 수행한다.
또한, 본 발명의 구체적인 하폐수 처리장치의 일례를 설명하면, 원수에 포함된 협잡물을 제거하는 스크린이 내부에 구비된 원수조,
상기 원수조에 연결되며, 포기장치가 구비된 활성슬러지를 이용한 오폐수 처리용 회분식 반응조,
상기 반응조에 연결되며, 상기 반응조로부터 배출된 잉여 슬러지를 농축하는 슬러지 농축저류조, 및
상기 반응조에 연결되며, 상기 반응조의 포기액과 배양물질을 혼합하여 배양 활성슬러지를 제조하여 상기 반응조에 공급하는 활성슬러지 배양기,
상기 원수조, 반응조, 생물여과기, 슬러지 농축저류조, 및 활성슬러지 배양기를 제어 작동시키기 위한 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 기설정된 설계유량을 기준으로 원수의 유입유량을 측정하여 상기 유입공정, 포기공정, 침전공정 및 배출공정의 수행시간과 수행횟수를 제어하며, 기설정된 반응조내의 MLSS 값을 기준으로 배양 활성슬러지의 배양조건, 및 반응조 주입조건을 제어하는 것을 포함하는 하폐수 처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배양된 활성 슬러지를 제조하기 위한 미생물 배양기의 통상의 미생물 배양기를 사용할 수 있으며 특별히 제한되지 않는다. 상기 미생물 배양기의 예로는 한국공개특허공보 20002-0094245호 등에 기재되어 있으며, 도 2을 참조하여 미생물 배양기의 일예를 설명하면, 미생물의 배양이 이루어지는 배양조과; 상기 배양조 상부로 연결설치되는 공급관과, 공급관 상에 설치되어 배양액을 배양조로 공급하기 위한 펌프를 포함하여 배양조 내에 배양시키고자 하는 용액 및 유,무기 배지를 공급하기 위한 공급부; 에어공급용 송풍기로부터 공기를 공급받아 배양조 내의 배양액에 공기를 분사하고 배양액을 교반시키기 위한 교반부; 배양조 내부로 설치되는 히터, 히터를 제어작동시키기 위한 제어수단을 포함하여 배양액의 온도유지 및 살균을 수행하기 위한 온도제어부를 포함할 수 있다.
상기 미생물 배양기의 교반부는 송풍기에 연결되어 배양통의 측면을 따라 수직으로 세워져 설치는 에어공급호스와, 에어공급호스에서 배양통 측면을 통해 내부로 연장된 두 개의 분기라인, 각 분기라인 끝단에 연결설치되는 환형의 분사파이프, 상부 분사파이프의 외주면을 따라 배열되어 분사파이프의 외측방향에서 하부방향의 범위 내를 향하도록 설치되는 분사노즐, 하부 분사파이프의 외주면을 따라 배열되어 분사파이프의 내측방향에서 상부방향의 범위 내를 향하도록 설치되는 분사노즐을 포함할 수 있다. 또한, 상기 온도제어부는 60℃ 이하로 가열되어 배양조건을 충족시키기 위한 저온히터, 60℃ 이상으로 가열되어 배양액을 살균하기 위한 고온히터를 포함할 수 있다.
하기 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 자세히 설명할 것이나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예로 한정되는 의도는 아니다.
실시예
충북 제천시에 소재하는 청풍문화지구에서 얻은 하수를 원수로 하여 9월 1일부터 9월 9일까지 9일간 폐수 처리를 하였다.
배양된 액상 활성 슬러지의 제조는 펩톤 0.3중량%, 이스트 추출액 0.05중량%, 인산수소이칼륨(K2HPO4) 0.02중량%, 황산마그네슘 0.005중량% 및 염화철 0.0001중량%를 혼합한 후, 감마선 조사(선량 10KGY)에 의해 배지를 멸균한 다음 이 고형분 혼합물질을 포기조의 포기액에 넣고 30℃에서 24시간 배양한 후 미생물상의 변화 및 균종을 관찰하였다. 상기 생물반응조의 포기액 400L를 24시간 동안 미생물을 배양하였을 때, 실시예의 경우에는 24시간 이후에도 곰팡이 및 효모의 성장이 관찰되지 않았으며 분리된 세균의 종류도 많음을 알 수 있었다.
상기 원수에 대해 9월 1일부터 9월 9일까지 9일간 처리를 하여, 400 L 용량의 미생물 반응기가 연결된 회분식 생물반응조(경우 크린텍)에 280톤/1일의 유입량으로 작동모드 4로 처리하였다. 원수 유입, 포기, 침전 및 배출공정의 한 사이클이 6시간 소요되며, 한 사이클의 초기 4시간 동안에는 연속적으로 원수가 유입되면서 동시에 15분의 포기와 45분의 비포기가 교대로 4회 반복하고, 이후 1시간의 침전공정과 1시간의 배출공정을 수행하여 한 사이클을 완성하였다. 미생물은 1일 동안 첫번째 사이클 시점에서 미생물 배양기에서 활성슬러지를 배양하여 네번째 사이클의 시점의 포기공정에서 배양된 활성슬러지를 포기조에 400리터로 투입하였다. 다만, 유입원수를 고려하여 9월 1일, 2일, 3일, 및 7일에 투입하였다.
운전후 8일째인 9월 8일에 포기조의 시료를 채취하여 현미경하에서 미생물의 성상을 조사하였으며 그 현미경 사진을 도 5b 및 도 5c에 나타냈다. 상기 도면에 나타낸 바와 같이, 포기조내의 플럭양이 증가되고, 고착형 미생물(Vorticella)상이 다량으로 관측됨을 알 수 있었다.
또한, 폐수처리 동안 매일 유입수, 방류수, 및 포기조내 하기 물질의 값을 측정하여 표 1 및 표 2에 나타냈다. 폐수, 및 처리수의 각종 분석방법은 수질환경보전법 제7조의 규정에 의하여 수질오염공정시험방법에 따라 수행하였다.
SS(Suspended solids): GF/C (1.2 마이크로미터)여과 전/후 무게차 측정
VSS(Volatile Suspended Solids): SS측정후 550℃에서 회화 전/후 무게차 측정
CODCr(Chemical Oxygen Demand):중크롬산칼륨(K2CrO7) 분해법
CODMn(Chemical Oxygen Demand):과망간산칼륨(KMnO4) 분해법
BOD(Biochemical Oxygen Demand): 20℃에서, 5일배양후 측정
T-N (Total Nitrogen): 알칼리성 과황산칼륨 분해, 220nm에서의 흡광도법
T-P (Total Phosphorous): 과황산칼륨 분해, 810nm에서의 흡광도법
날짜 |
BOD |
COD |
COD |
SS |
T-N |
NH3-N |
NO2-N |
NO3-N |
T-P |
(Cr) |
(Mn) |
9. 1 |
유입 |
295 |
1,050 |
244 |
800 |
19 |
16 |
N.D |
3 |
1.9 |
방류 |
13 |
24 |
11 |
5 |
10 |
6 |
0.7 |
3 |
1.5 |
9. 2 |
유입 |
130 |
400 |
97 |
275 |
21 |
17 |
N.D |
3 |
1.9 |
방류 |
14 |
28 |
12 |
4 |
10 |
6 |
0.4 |
3 |
0.8 |
9. 3 |
유입 |
300 |
1,100 |
250 |
845 |
20 |
18 |
N.D |
2 |
1.6 |
방류 |
12 |
22 |
9 |
2 |
8 |
5 |
0.4 |
2 |
0.4 |
9. 5 |
유입 |
145 |
440 |
105 |
325 |
21 |
19 |
N.D |
2 |
2.2 |
방류 |
10 |
20 |
9 |
2 |
6 |
4 |
0.3 |
1 |
0.4 |
9. 6 |
유입 |
125 |
410 |
103 |
310 |
24 |
15 |
N.D |
9 |
2.9 |
방류 |
10 |
18 |
9 |
3 |
6 |
4 |
0.4 |
2 |
1.6 |
9. 7 |
유입 |
48 |
130 |
32 |
75 |
23 |
8 |
0.4 |
14 |
3 |
방류 |
8 |
16 |
7 |
1 |
7 |
3 |
0.4 |
4 |
1.6 |
9. 8 |
유입 |
130 |
580 |
155 |
550 |
22 |
6 |
N.D |
16 |
2.2 |
방류 |
8 |
18 |
8 |
2 |
6 |
2 |
0.4 |
4 |
2.0 |
9. 9 |
유입 |
110 |
510 |
125 |
420 |
21 |
3 |
0.1 |
17 |
2.5 |
방류 |
10 |
20 |
9 |
4 |
8 |
2 |
0.4 |
6 |
1.7 |
|
MLSS(ppm) |
MLVSS(ppm) |
MLVSS/MLSS*100(%) |
9. 1 |
450 |
300 |
66.7 |
9. 2 |
645 |
425 |
65.9 |
9. 3 |
1,350 |
980 |
72.6 |
9. 5 |
890 |
610 |
68.5 |
9. 6 |
700 |
500 |
71.4 |
9. 7 |
650 |
480 |
73.8 |
9. 8 |
1480 |
1270 |
85.8 |
9. 9 |
1650 |
1430 |
86.7 |
상기 표에서 나타낸 바와 같이, 또한 미생물 반응기가 구비되지 않은 비교예에 비해 미생물 활성화에 따른 악취제거 효과가 우수하며, 포기조내 MLSS 및 MLVSS를 일정 수준으로 유지하여, 유입수 부하 변동으로 인한 처리수 수질 악화 방지하는 효과가 있다. 또한 상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 운전초기에는 미생물을 주입하여 안정화되는 시기로서 운전시행 1일 내지 5일까지는 MLVSS/MLSS * 100 % 값이 변동되나 6일째는 70%를 넣어서 지속적으로 증가하여 80% 이상의 수치에서 회분식 반응조에서 지속적으로 하수의 처리가 계속 진행됨을 알 수 있었다.
비교예
상기 실시예와 동일한 하수를 원수로 하여, 8월 29일부터 8월 31일까지 3일간 폐수 처리를 하였다.
실시예와 달리 미생물 배양기에 배치되지 않으며, 생물막 여과조가 구비된 회분식 생물반응조(경우 크린텍)를 사용하여 3일간 작동모드 4로 하수처리를 하였다. 상기 실시예와 같이 8월 30일자로 포기로의 시료를 채취하여 현미경 사진을 찍어 도 6a에 나타내고, 성분분석을 수행하여 표 3 및 4에 나타냈다.
|
BOD |
COD(Cr) |
COD(Mn) |
SS |
T-N |
NH3-N |
NO2-N |
NO3-N |
T-P |
8.29 |
유입 |
125 |
430 |
110 |
330 |
21 |
3 |
N.D |
17 |
1.9 |
방류 |
11 |
25 |
10 |
6 |
8 |
1 |
N.D |
7 |
ND |
8.30 |
유입 |
320 |
1,050 |
280 |
850 |
25 |
4 |
N.D |
21 |
1.8 |
방류 |
15 |
28 |
11 |
7 |
9 |
2 |
N.D |
7 |
0.8 |
8.31 |
유입 |
110 |
510 |
124 |
440 |
23 |
5 |
0.1 |
17 |
2.5 |
방류 |
12 |
26 |
10 |
6 |
8 |
2 |
0.4 |
6 |
1.7 |
|
MLSS |
MLVSS |
MLVSS/MLSS * 100 (%) |
8.29 |
520 |
315 |
60.6 |
8.30 |
610 |
370 |
60.6 |
8.31 |
580 |
390 |
67.3 |
비교예에서 얻어진 플럭은 포기조의 플럭의 양이 매우 적었으며, 고착형 미생물 상 보다는 유영형 미생물 상이 관측되고, 포기조 내에 플럭 상태가 불량하고, 포기조 내 슬러지가 대부분 무기성 슬러지로 구성되었다. 실시예에서는 회분식 반응기를 사용하였으나, 비교예에서는 생물막여과조가 추가로 구비되어 공정 말단에 생물막 여과조를 통과한 처리수질임에도 불구하고 처리수의 수질이 실시예에 비해 낮음을 알 수 있었다.
따라서, 유량 변동식 생물식 반응조를 이용한 처리방법의 경우에도 유입수의 유량 및 부하에 어느 정도 안정성은 갖고 있으나, 보다 안정적인 수질 관리를 위해서 미생물 반응기를 이용하여 반응조의 MLSS 및 MLVSS의 수치를 증가시킬 수 있기 때문에 유입수 부하 및 유량 변동에도 보다 안정적인 처리 수질을 얻을 수가 있었다. 또한, 도 5a에서 나타낸 바와 같이, 포기액 내의 원생동물의 상태 및 플럭의 형태가 실시예 및 비교예간에 큰 차이를 보이고 있어, 미생물 반응기를 이용하여 배양한 활성슬러지를 포기조에 적절히 공급하여 처리함으로써 플럭의 침강성이 좋아지기 때문에 방류수의 SS 수치가 기존보다 낮게 유지됨을 알 수가 있었다.