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하수종말처리시설 기술지원결과 보고서 000 현장기술지원 개요 1. 본 보고서는 월부터 월까지 개월 동안 경기도내 에 위치한 2005 11 12 1 000 000 하수종말처리시설에 기술 지원하였던 내용을 정리한 것이다 주요 기술 지원내용은 계절 . 에 따른 질산화 및 탈질의 체류시간을 고려하지 않은 간헐포기공정을 운영하고 있기 때 문에 특히 겨울철의 경우 불안정한 질소제거에 대한 문제점이 발생되고 있다 이에 대한 . 애로사항을 해결하기 위하여 개선할 운전조건 및 기타 개선사항에 대한 기술적인 방안을 제시하는데 있다. 사업장 현황 1.1 공법 개요 1.1.1 DeNipho 공법은 간헐포기 기능이 구비된 펌프 이젝터를 이용하여 포기 비포기 교 DeNipho / 반을 반복하고 유동상 생물막 담체를 간헐포기접촉산화조에 충전하여 고농도의 미생물 , 을 증식하며 생슬러지 유기산 발효액을 탈질반응에 소요되는 탄소원으로 이용하여 유기 , 물과 질소 인을 제거하는 하수 고도처리기술이다. 간헐포기접촉산화조 에서는 비포기공정으로 인제거 미생물에 의해 미생물 세포내 1 에서 방출이 발생하고 하수중의 유기물을 이용하여 간헐포기접촉산화조 혼합액 , 반송액 중의 질산성 질소의 제거가 이루어지며 간헐포기접촉산화조 에서는 포기 비 , 2, 3 / 포기의 간헐포기를 반복하여 호기조건에서는 질산화 및 인방출이 방생되고 비포기조건 , , 에서는 인 방출 및 탈질반응이 일어나는데 이때 인 방출 및 탈질효율을 증대시키기 위 , 해 슬러지 발효액을 주입한다 간헐포기접촉산화조 에서는 항상 호기성조건으로 유지하 . 4 면서 잔류유기물 제거 및 전단계에서 방출된 인을 과잉 섭취하게된다. 공정의 특성 1.1.2 후탈질 공정 . 후탈질 공정은 생슬러지를 발효시켜 유기산을 생성하고 유기산을 탈질반응의 , 전자공여체로 이용하는 공정이다 이러한 방법은 비가 낮은 하수에서도 탈질 및 탈인 . C/N

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Page 1: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

하수종말처리시설 기술지원결과 보고서000

현장기술지원 개요1.

본 보고서는 년 월부터 월까지 개월 동안 경기도내 에 위치한2005 11 12 1 000 000

하수종말처리시설에 기술 지원하였던 내용을 정리한 것이다 주요 기술 지원내용은 계절.

에 따른 질산화 및 탈질의 체류시간을 고려하지 않은 간헐포기공정을 운영하고 있기 때

문에 특히 겨울철의 경우 불안정한 질소제거에 대한 문제점이 발생되고 있다 이에 대한.

애로사항을 해결하기 위하여 개선할 운전조건 및 기타 개선사항에 대한 기술적인 방안을

제시하는데 있다.

사업장 현황1.1

공법 개요1.1.1 DeNipho

공법은 간헐포기 기능이 구비된 펌프 이젝터를 이용하여 포기 비포기 교DeNipho /

반을 반복하고 유동상 생물막 담체를 간헐포기접촉산화조에 충전하여 고농도의 미생물,

을 증식하며 생슬러지 유기산 발효액을 탈질반응에 소요되는 탄소원으로 이용하여 유기,

물과 질소 인을 제거하는 하수 고도처리기술이다.․간헐포기접촉산화조 에서는 비포기공정으로 인제거 미생물에 의해 미생물 세포내1

에서 인 방출이 발생하고 하수중의 유기물을 이용하여 간헐포기접촉산화조 혼합액 및,

반송액 중의 질산성 질소의 제거가 이루어지며 간헐포기접촉산화조 에서는 포기 비, 2, 3 /

포기의 간헐포기를 반복하여 호기조건에서는 질산화 및 인방출이 방생되고 비포기조건, ,

에서는 인 방출 및 탈질반응이 일어나는데 이때 인 방출 및 탈질효율을 증대시키기 위,

해 슬러지 발효액을 주입한다 간헐포기접촉산화조 에서는 항상 호기성조건으로 유지하. 4

면서 잔류유기물 제거 및 전단계에서 방출된 인을 과잉 섭취하게된다.

공정의 특성1.1.2

가 후탈질 공정.

후탈질 공정은 생슬러지를 발효시켜 유기산을 생성하고 이 유기산을 탈질반응의,

전자공여체로 이용하는 공정이다 이러한 방법은 비가 낮은 하수에서도 탈질 및 탈인. C/N

Page 2: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

효율이 우수하고 폐기되는 생슬러지를 탈질에 필요한 탄소원으로 이용할 수 있으며 내, ,

부순환시설과 동력이 생략되므로 경제적이다.

나 전탈질 공정.

전탈질 공정에서는 유입하수의 용존 유기물을 탈질반응의 전자공여체로 이용하는

공정이다 이 공정은 간헐포기접촉산화조 혼합액 및 반송액 중 질산성 질소를 제거한다. .

다 간헐포기 공정.

간헐포기 공정은 포기 비포기가 반복되는 형태로 유입조건에 맞추어 운전모드 구성/

이 가능한 공정이다 간헐포기주기를 조정하면 반응조 용량 변경효과 및 다양한 처리공.

정 구성이 가능하고 미생물담체의 충진으로 부하변동에 대응성을 강화한다, .

라 생슬러지 발효 공정.

생슬러지 발효 공정은 일차침전지의 생슬러지중 고형성 유기물을 산발효반응을 통

하여 미생물이 쉽게 분해 할 수 있는 아세트산계열의 유기산으로 전환시킨다 고분자 유.

기물을 저분자 유기산으로 전화시킴으로써 탈질 및 인 방출에 이용할 수 있도록 한다, .

그림 하수종말처리시설 공정 흐름도1. 000

일차침전지

발 효 조

간헐포기접촉산화조 이차침전지

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계획하수량 및 계획수질1.1.3

가 계획하수량.

지구 하수종말처리시설의 계획하수량 및 설계수질은 다음과 같다000 .

표 계획하수량1.

구 분 계 획 하 수 량 비 고

유입하수량

(m3 일/ )

일 평 균 214

처리시설 용량

Q=300m3 일/일 최 대 292

시간최대 555

나 설계수질.

하수종말처리시설의 유입수질을 고려한 설계수질은 다음과 같다.

표 설계수질2

구 분 유입수 방류수 비 고

BOD (mg/L) 82 10

T-N (mg/L) 28.8 9.8

TKN (mg/L) 28.8 2.0

NO3-N (mg/L) 0 7.8

SS (mg/L) 75 10

현장의 문제점1.2

현재 하수종말처리시설은 설계 수질보다 유기물 함량이 높은 하수가 유입되고000 ,

의 경우 설계 수질과 비슷한 농도의 하수가 유입되고 있어 고도처리에 이점이 있는T-N ,

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유입수 특성을 가지고 있다.

하수종말처리시설은 처리용량000 300m3 이며 개조의 간헐포기접촉산화조 중/d , 4

조와 조를 각각 비포기와 포기 공정으로 운전하고 있고 가운데 개조를 각각 시간씩1 4 , 2 1

교차하여 간헐포기를 실시하고 있다 여름철의 경우 수온이 높고 미생물 활성도가 좋기. ,

때문에 유기물 제거 및 질산화 탈질이 잘 이루어지고 있지만 수온이 낮은 겨울철의 경, ,

우 무산소조와 포기조의 체류시간이 동일하기 때문에 질산화 및 탈질에 필요한 체류시간

을 고려하지 않고 운영할 경우 질소제거효율 감소의 우려가 있다 또한 설계시 각각의.

반응조에 고농도의 미생물을 유지하기 위하여 유동상 생물막 담체를 충진하게 되어 있는

데 현재는 담체 없는 상태로 운영되고 있다 이에 따라 설계상 제시된 고농도의 미생물, .

을 확보하지 못하여 설계수질에 준하는 유입수가 유입될 경우 온도가 낮은 겨울철에 적

정 처리에 대한 어려움이 있는 것으로 판단된다.

기술지원방향2.

예비진단 결과 유입수의 유기물 농도가 이상으로 설계 수질의 약 배 정150mg/L 2

도로 유입되고 있었으며 의 경우 로 설계 수질보다 정도 높게 유입되, T-N 30mg/L 1mg/L

고 있었다 하지만 반응조의 수온이 이하이고 질산화 및 탈질에 필요한 포기 비포기. 10 , /℃

체류시간이 동일하게 운전되고 있었다 또한 반응조에 생물막 담체 없이 운영되고 있었.

다.

이에 따라 겨울철 온도 하락에 의해 질산화 및 탈질에 대한 문제가 있다고 사료되

며 공정 분석을 통하여 기술지원에 대한 방향을 정하였다 기술지원 방향 설정을 위하여, .

우선 최근까지 하수종말처리시설의 최근 현황 등을 담당자에게 문의하였다000 .

담당자에게 문의한 결과 유동상 생물막 담체의 직경이 로 소규모 하수처리200mm

시설인 하수종말처리시설에 설치할 경우 간헐포기접촉산화조에서 유동상 생물막 담000 ,

체가 반응조 교반에 방해 작용을 발생시킬 우려가 있기 때문에 생물막 담체없이 운영되

고 있는 실정이다.

이러한 상황에서 보다 정확한 공정 운영 상태를 확인하기 위하여 유량조정조 간헐,

포기접촉산화조 조 방류수 등의 공정 분석을 실시하였으며 의(1, 2, 3, 4 ), Profile , Profile

결과를 토대로 한 공정 운영의 문제점 파악을 통하여 공정 개선 방안을 제시하였다 또.

한 하수종말처리시설의 미생물을 이용한 질산화 및 탈질 실험을 실시하여 질, 000 Batch

산화 및 탈질에 필요한 적절한 체류시간을 제시하였다.

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기술지원 방법3.

하수종말처리시설의 공정 개선 방안을 제시하기 위하여 유량조정조 간헐포기000 ,

접촉산화조 조 방류수의 수질 분석을 실시하였다 수질분석은(1, 2, 3, 4 ), . pH, Alkalinity,

BOD5, CODmn, CODcr, TKN, NH3-N, NO3--N, PO4

3- 항목-P, SS, VSS, MLSS, MLVSS

에 대해 수질분야 환경오염공정시험법과 를 적용하였다 본 기술지원을Standard Method .

위하여 적용한 분선항목별 측정 방법을 표 에 나타내었다< 3> .

표 실험 분석 방법3.

분석 항목 분석 방법

pH pH meter (Orion 720A)

Alkalinity Standard Method (2320 B.)

BOD5 Standard Method (5210 B.)

CODmn 수질오염공정시험법 (KSM 0100)

CODcr Standard Method (5220 D.)

TKN Standard Method (4500-NH3. B4500-NH3. E 4500-Norg. B)

NH3-N 사Hach (DR 4000)

NO3--N 사Hach (DR 4000)

Solids Standard Method (2540 B. D 2540 E.)

PO43--P 사Hach (DR 4000)

기술 지원 내용4.

현장 조사4.1

효율적인 기술지원을 위하여 하수종말처리시설의 현장조사를 실시하였다000 .

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그림 하수종말처리시설 전경 및 현장 조사 사진2. 000

그림 는 하수종말처리시설의 전경과 현장 조사를 하고 있는 사진을 나타낸2 000

것이다 그림 과 는 처리 계통도와 공정별 사진을 보여주고 있다. 3 4 .

유량조정조 간헐포기접촉산화조

이차침전조 방류조

그림 하수종말처리시설 공정별 사진4. 000

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그림 하수종말처리시설 처리계통도3. 000

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유량조정조는 유입하수의 유량 및 수질의 시간적 변동을 흡수 균등화함으로써 처,

리시설의 효율을 높이고 처리수질의 향상을 도모할 목적으로 설치하였으며 하수중의 침,

전 가능한 오염물질의 제거가 이루어지도록 하였다 또한 하수중의 생슬러지를 슬러지.

발효조에서 유기산발효시켜 질소 인 제거시 탈질원으로 사용함으로써 슬러지 감량 및 탈․질효율의 증가를 도모할 수 있도록 하였다.

간헐포기접촉산화조는 포기 비포기를 교대로 반복하면서 포기시 유기물산화 질산/ ,

화 및 인의 과잉섭취가 이루어지고 비포기시 생슬러지발효액을 탄소원으로 이용한 탈질,

반응의 일련 작용에 의해 질소 인을 제거하는데 목적이 있다.․이차침전지 형상은 원형으로 지를 설치하였으며 수면적부하는(D3.3m×H3.0m) 2 ,

18.2m3/m2 일로 설계하였다 또한 유출부에는 처리수 트라프를 설치하여 크라프 상부에. ,․를 설치하여 균등원류가 되도록 하였고 최종침전지 슬러지는 비중이 작아 월류V-Notch ,

의 수량부하를 크게 할 경우 침전지 상향류에 의해 부유현상이 일어나므로 월류부하weir

를 73m3 일로 설계하였다/m .․자외선 살균조는 주 파장이 인 자외선 램프를 이용 차 처리수에 직접 자외254nm 2

선을 조사함으로써 대장균의 세포막을 투과하여 핵산을 손상시켜 살균처리하여 방류수의

위생적인 안정성을 높일 수 있도록 하였다 자외선 살균조는 유입부 자외선조사부 유출. , ,

부로 구성되며 로 유입 유출부는 수위유지와 수류의 안정을 위해W1.5m×L3.6×H2.3 ․를 설치하였다 자외선 램프는 고출력이며 전력소모가 적은 저압램프를 사용하였으Weir .

며 자외선 강도와 세척시간 제어에 의한 자동세척이 될 수 있도록 하였다, .

슬러지 발효조는 유량조정 및 침전조에서 발생한 생슬러지를 일 정도 유기산 발효5

시켜 탈질반응에 요구되는 전자공여체로 이용함으로써 메탄올 등의 외부탄소원을 대체하

고 탈질 및 탈인효율을 증대시킬 목적으로 설치하였다 또한 유기산은 미생물에 의하여.

쉽게 분해되며 메탄올을 사용하는 경우보다 탈질반응 속도가 빠르며 메탄가스 생성공정

보다는 발효공정의 유지관리가 용이하고 체류시간도 단축된다.

표 는 하수종말처리시설의 시설물별 개요를 나타내었다4 000 .

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표 하수종말처리시설 시설물별 개요4. 000

시 설 물 구 분 제 원 수 량 비 고

유량조정 및

침전조

형 식

규 격

장 방 형

W3.0m×L8.5m×H3.0m조1

유입펌프장형 식

규 격

수중오수펌프

0.1m3/min×H10.0m대 대 예비3 (1 )

간헐포기

접촉산화조

형 식

규 격

간헐포기식 장방형

W3.0m×L8.4m×H3.5m계열2

슬러지 발효조형 식

규 격

장 방 형

W3.0m×L3.0m×H3.5m조1

이차침전지형 식

규 격

원 형

D3.3m×H3.0m지2

자외선 소독조형 식

규 격

자외선 조사

W0.6m×L0.9m×H0.48m지1

슬러지 저류조형 식

규 격

장 방 형

W3.0m×L3.0m×H3.5m지1

공정별 수질 분석 결과4.2

하수종말처리시설의 유입수 특성 및 공정성능을 알아보기 위하여 시료채수를000

통한 수질 분석을 실시하였다 그림 는 현장에서의 시료 채수 사진을 나타내었고 유량. 5 ,

조정조 간헐포기접촉산화조 조 방류수를 채수하였다, (1, 2, 3, 4 ), .

표 는 채수한 시료의 수질분석 결과를 나타낸 것이다 표 는 년 월5, 6, 7 . 5 2005 12

일에 채수한 시료의 분석결과를 나타낸 것이며 표 은 월 일 표 는 월 일7 , 6 12 14 , 7 12 21

에 채수한 것이다 그리고 각 수질분석 결과마다 질소 유기물 인의 그래프를 첨. , , Profile

가하였다.

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그림 현장 시료 채수 사진5.

차 차 차 분석결과 유입수 농도를 살펴보면 유기물 농도인 및 농1 , 2 , 3 COD BOD

도가 상당히 높은 것을 알 수 있다 이것은 설계수질의 유입수 농도 이상인 것으로 나타.

났으며 이에 따라 인 방출 및 탈질에 필요한 유기물을 더 많이 제공받을 수 있으므로, ,

고도처리에 이점이 있는 유입수 성상이라고 판단되었다.

시료 분석 결과 와 인의 경우 차 차 차 모두 안정적으로 처리BOD, COD, SS 1 , 2 , 3 ,

되고 있음을 보여 주고 있지만 질소의 경우는 안정적인 처리를 보여 주지 못하고 있다, .

특히 유입수 중 성분의 질산화율이 에도 미치지 못하고 있는 실정이다TKN 80% .

차 수질분석결과에서 인의 경우는 세 차례 모두 이상의 높은 인 제거1, 2, 3 90%

효율을 보였다 이는 유입수의 유기물 농도가 높게 유입되면서 간헐포기접촉산화조 조. 1

에서 인 방출에 필요한 유기물 제공 및 혐기조건 형성이 분명하게 이루어졌고 이에 따,

라 효과적인 인 방출이 일어났다고 판단된다 또한 후단으로 갈수록 호기조건에 의한 인.

의 과잉흡수가 발생하면서 최종적으로 방류수에서는 인의 농도가 거의 에 가깝게 나타0

났다 이는 인의 그래프를 살펴보면 쉽게 알 수 있다. Profile .

질소의 경우는 차 차 차 분석결과 의 질산화율이 각각1 , 2 , 3 TKN 77.4, 70.4, 40.6%

로 나타났고 이에 따라 방류수 농도 증가 및 질소제거율 감소 현상이 나타나는 것을, T-N

볼 수 있다.

간헐포기접촉산호조에서 질산화율이 감소하는 원인은 크게 가지로 볼 수 있다 첫3 .

째는 겨울철 온도하강에 따른 질산화 미생물의 활동 및 반응성 저하에 의한 것이며 둘,

째는 유동성 생물막 담체를 사용하지 않음으로써 부착미생물의 미확보로 인한 미생물,

부족현상이며 셋째는 계절 및 수온 변화에 따른 적절한 질산화 체류시간을 고려하지 않,

은 운전조건이라고 판단된다.

그림 와 은 와 에서의 질산화율 을 알아보기 위한 비교15 16 20 10 (SNR) Batch℃ ℃

실험 결과이다 이 실험은 하수종말처리시설 간헐포기접촉산화조에서 직접 채취한. 000

슬러지를 사용하여 각각 용량의 반응기에서 온도를 제외한 모든 조건을 동일5L Batch

Page 11: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

하게 맞춘 후 시간 마다 샘플링을 하여 실험하였다 그 결과 온도별 값은 에서1 . SNR 20℃

0.0501 kg NH3 로 나타났고 에서는-N/kg MLVSS day , 10 0.0276 kg NH℃․ 3-N/kg MLVS

로 나타났다S day .․도출된 값을 토대로 하여 질산화에 필요한 반응조 체류시간을 계산한 결과SNR , 2

에서는 이 필요하고 에서는 의 반응조 체류시간이 필요하다 현재0 5.36hr , 10 9.74hr .℃ ℃

하수종말처리시설 간헐포기접촉산화조의 체류시간은 로 포기 비포기 시간이000 14.5hr , /

동일하다고 감안할 때 질산화에 소요되는 체류시간은 로 나타난다 이것은 수온이, 7.25hr .

이상인 여름철에는 영향을 미치지 않지만 수온이 이하로 내려가는 겨울철의20 , 10℃ ℃

경우 을 초과하는 체류시간이 필요하다고 판단된다7.25hr .

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표 하수종말처리시설 수질 분석 차4. 000 (1 )

단위 제외( : mg/L, pH )

항목 유입접촉

산화조 1

접촉

산화조 2

접촉

산화조 3

접촉

산화조 4방류수

pH 7.06 7.39 7.54 7.39 6.97 7.41

Alkalinity 182 208 200 160 140 90

TCODCr 337.25 - - - - 17.25

SCODCr 177 52 39 24.75 27.25 17.25

TCODMn 213.4 - - - - 6.1

SCODMn 138.6 20.4 16.5 7.3 6.8 6.1

TBOD5 188 - - - - 5.5

SBOD5 102 31 23 11.8 8.8 5.2

TKN 30.1 - - - - 6.8

NH3-N 27.8 21 16.7 10 5.55 5.6

NO3--N 0.6 0.2 0.2 1.8 4.8 6

T-N 30.7 21.2 16.9 11.8 10.35 12.8

PO43--P 5.05 10.6 3.5 3.4 2.1 0.05

TSS 206 - - - - 7.2

VSS 160 - - - - 5.2

MLSS - 3380 3660 3360 3940 -

MLVSS - 2440 2740 2440 2880 -

주 차 채수 년 월 일) 1 2005 12 7

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그림 하수종말처리시설 질소 차6. 000 Profile (1 )

질소 Profile(1차)

0

10

20

30

40

유 입 접 촉 산 화 조 1 접 촉 산 화 조 2 접 촉 산 화 조 3 접 촉 산 화 조 4 방 류

Conc.(

mg/L

)

T-N

NH3-N

NO3-N

그림 하수종말처리시설7. 000 SBOD5 차Profile (1 )

SBOD5 Profile(1차)

0

20

40

60

80

100

120

유 입 접 촉 산 화 조 1 접 촉 산 화 조 2 접 촉 산 화 조 3 접 촉 산 화 조 4 방 류

Conc.(

mg/L

)

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그림 하수종말처리시설8. 000 PO4 차-P Profile (1 )

PO4-P Profile(1차)

0

5

10

15

유 입 접 촉 산 화 조 1 접 촉 산 화 조 2 접 촉 산 화 조 3 접 촉 산 화 조 4 방 류

Conc.(

mg/L

)

Page 15: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

표 하수종말처리시설 수질 분석 차5. 000 (2 )

단위 제외( : mg/L, pH )

항목 유입접촉

산화조 1

접촉

산화조 2

접촉

산화조 3

접촉

산화조 4방류수

pH 7.38 6.79 7.37 7.3 7.19 7.25

Alkalinity 186 212 210 184 156 114

TCODCr 257.25 - - - - 29.25

SCODCr 125.75 47.25 39.75 32.25 27.25 29.25

TCODMn 140.5 - - - - 8.1

SCODMn 98.5 19.8 15.5 8.9 7.6 8.1

TBOD5 125 - - - - 11.1

SBOD5 74 23.8 20.5 15.2 10.5 9.2

TKN 31.8 - - - - 9.4

NH3-N 29 21.6 18.8 12.3 8.3 8.65

NO3--N 0.7 0.2 0.2 1.1 3.4 4.6

T-N 32.5 21.8 19 13.4 11.7 14

PO43--P 2.05 13.3 6.25 1.8 1.08 0.07

TSS 120 - - - - 4

VSS 112 - - - - -

MLSS - 2960 2960 3120 3030 -

MLVSS - 2200 2280 2280 2100 -

주 차 채수 년 월 일) 2 2005 12 14

Page 16: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

그림 하수종말처리시설 질소 차9. 000 Profile (2 )

질소 Profile(2차)

0

10

20

30

40

유 입 접 촉 산 화 조 1 접 촉 산 화 조 2 접 촉 산 화 조 3 접 촉 산 화 조 4 방 류

Conc.(

mg/L

)

T-N

NH3-N

NO3-N

그림 하수종말처리시설10. 000 SBOD5 차Profile (2 )

SBOD5 Profile(2차)

0

20

40

60

80

유 입 접 촉 산 화 조 1 접 촉 산 화 조 2 접 촉 산 화 조 3 접 촉 산 화 조 4 방 류

Conc.(

mg/L

)

Page 17: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

그림 하수종말처리시설11. 000 PO4 차-P Profile (2 )

PO4-P Profile(2차)

0

5

10

15

유 입 접 촉 산 화 조 1 접 촉 산 화 조 2 접 촉 산 화 조 3 접 촉 산 화 조 4 방 류

Conc.(

mg/L

)

Page 18: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

표 하수종말처리시설 수질 분석 차6. 000 (3 )

단위 제외( : mg/L, pH )

항목 유입접촉

산화조 1

접촉

산화조 2

접촉

산화조 3

접촉

산화조 4방류수

pH 8.35 8.21 8.15 8.25 8.11 8.3

Alkalinity 218 224 220 210 198 188

TCODCr 399 - - - - 29

SCODCr 279 92 54 32.5 27.3 24

TCODMn 210 - - - - 8.4

SCODMn 154 44 21 14 10 7

TBOD5 194 - - - - 9.8

SBOD5 144 48 29.5 16.8 11.6 8.4

TKN 42.1 - - - - 25

NH3-N 36.2 29.2 27 24.4 22.1 23.3

NO3--N 0.9 0.2 0.3 0.8 1.2 1.8

T-P 43 29.4 27.3 25.2 23.3 26.8

PO43--P 4.9 11.2 5.5 2.1 1.6 0.07

TSS 134 - - - - 10

VSS 124 - - - - -

MLSS - 3170 3310 3240 3485 -

MLVSS - 2320 2510 2360 2490 -

주 차 채수 년 월 일) 3 2005 12 21

Page 19: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

그림 하수종말처리시설 질소 차12. 000 Profile (3 )

질소 Profile(3차)

0

10

20

30

40

50

유 입 접 촉 산 화 조 1 접 촉 산 화 조 2 접 촉 산 화 조 3 접 촉 산 화 조 4 방 류

Conc.(

mg/L

)

T-N

NH3-N

NO3-N

그림 하수종말처리시설13. 000 SBOD5 차Profile (3 )

SBOD5 Profile(3차)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

유 입 접 촉 산 화 조 1 접 촉 산 화 조 2 접 촉 산 화 조 3 접 촉 산 화 조 4 방 류

Conc.(

mg/L

)

Page 20: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

그림 하수종말처리시설14. 000 PO4 차-P Profile (3 )

PO4-P Profile(3차)

0

5

10

15

유 입 접 촉 산 화 조 1 접 촉 산 화 조 2 접 촉 산 화 조 3 접 촉 산 화 조 4 방 류

Conc.(

mg/L

)

질산화 batch test (20℃)

NH3-N & NO3-N

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4Time(hr)

Conc.(

mg/L

)

NH3-N

NO3-N

질산화 batch test (10℃)

NH3-N & NO3-N

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5

Time(hr)

Conc.(

mg/L

)

NH3-N

NO3-N

그림 와 에서의 질산화 비교15. 20 10 batch Test (NH℃ ℃ 3-N & NO3-N)

Page 21: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

질산화 batch test (20℃)NH3-N & Alkalinity

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4

Time(hr)

NH

3-N

Con

c.(m

g/L)

0

50

100

150

200

250

Alk

alin

ity C

onc.

(mg/

L as

CaC

O3)

NH3-N

Alkalinity

질산화 batch test (10℃)NH3-N & Alkalinity

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5

Time(hr)

NH

3-N

Con

c.(m

g/L)

0

50

100

150

200

Alk

alin

ity C

onc.

(mg/

L as

CaC

O3)

NH3-N

Alkalinity

그림 와 에서의 질산화 비교16. 20 10 batch Test (NH℃ ℃ 3-N & Alkalinity)

기술지원 성과 및 기대효과5.

하수종말처리시설은 유입수의 유기물 함량이 높은 유입수 특성을 가지고 있었000

고 질소를 제외한 의 처리효율이 높았고 특히 인의 경우 효과적인 인 방출 및, BOD, SS ,

과잉 흡수가 이루어지면서 방류수 인 농도가 에 가까운 이상적인 처리효율을 보였다0 .

질소의 경우 의 완전한 질산화가 이루어지지 않으면서 방류수 농도가 점TKN , T-N

점 증가하는 추세를 보였다 수온이 낮아 미생물 활동도 및 반응성이 저하되는 겨울철에.

안정적인 질산화를 위해서는 미생물양을 증가시키고 호기조건에서의 수리학적 체류시간,

을 길게 가져가야 한다고 판단된다(HRT) .

질산화 미생물은 순수한 자가영양 미생물 이므로 유기물 분해(Autotrophic Bacteria)

에 관련이 있는 종속영양 미생물 과는 아주 다르다 질산화 미생(Heterotrophic Bacteria) .

물은 종속영양 미생물보다 성장속도가 느리며 보다 아주 긴 체류시간이 필요하다 겨울, .

철의 경우에는 보다 긴 평균 미생물 체류시간 을 필히 사용하여야 한다 그러나(SRT) . 000

하수종말처리시설의 경우 긴 미생물 체류시간외에도 미생물양의 증가가 필요하다고 판단

된다 하수종말처리시설은 간헐포기접촉산화조를 이용한 공법으로 유동상 생물막 담. 000

체를 사용하여 높은 미생물 농도를 유지하도록 설계가 되어있으나 유동상 생물막 담체,

의 체적이 소규모 처리장에서 사용하기에는 다소 크다고 판단되어 현재 하수종말처, 000

리서설에서는 생물반응조내에서 유동상 생물막 담체의 교반 방해 작용을 고려해 담체를

배제시킨 운영을 하고 있는 실정이다 그러나 현재 공정을 개선하기 위해서는 생물반응.

Page 22: 000 하수종말처리시설기술지원결과보고서 1. …•˜수종말처리장.pdf그림 하수종말처리시설공정흐름도1.000 일차침전지 발 효 조 간헐포기접촉산화조

조내 교반에 영향을 미치지 않을 정도의 담체를 이용하여 간헐포기접촉산화조의 특성을

최대로 반영한 운영이 필요하다고 사료된다.

수리학적 체류시간의 경우 실험을 통하여 온도별 질산화율 값을 도출, Batch (SNR)

하였고 그 값을 토대로 하수종말처리시설의 질산화에 필요한 반응조 체류시간을 계, 000

산한 결과 수온이 이상인 여름철에는 로 질산화에 전혀 문제가 되지 않는다, 20 5.36hr℃

고 판단되었지만 수온이 이하로 내려가는 겨울철의 경우 이상의 호기조 체류, 10 9.74hr℃

시간이 필요하다는 결론이 나왔다 현재 하수종말처리시설 간헐포기접촉산화조는. 000

의 반응조 체류시간을 가지고 있고 간헐포기접촉산화조의 포기 비포기 시간이14.5hr , / 1

시간씩 교대로 동일하게 적용되므로 이론적인 호기조건 체류시간은 이 된다 그렇7.25hr .

기 때문에 질산화에 필요한 호기조건 체류시간이 만큼 모자라는 것으로 나타났다2.29hr .

그렇기 때문에 안정적인 질산화를 위해서는 현재 간헐포기로 운영되고 있는 간헐포기접

촉산화조 조의 포기 비포기 시간 배분을 증가시켜야 되는 호기조건 체류시간의 비율2, 3 /

만큼 조절하여 호기조건의 체류시간을 더 길게 가져가야 한다고 사료된다.