질소와 인 제거를 위한 멤브레인 가스추출과 혐기조/호기조 공정의 병합처리 = Coupling membrane gas extraction with anaerobic/aerobic process for enhanced phosphorous and nitrogen removal
저자
장윤미 ( Yoonmi Jang ) ; 이우람 ( Wooram Lee ) ; 최용주 ( Yongju Choi )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2020
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
1-1(1쪽)
제공처
지난 10년간 환경부 하수도통계에 따르면, 질소 및 인 제거를 위해 투입된 비용은 2012년 대비 2배 넘게 증가하였지만 제거효율은 10% 미만으로 증가하여 투자비용 대비 제거율은 크게 향상되지 않았다. 현재 사용되고 있는 혐기조/호기조 (Anaerobic/Aerobic, AO) 공정은 질소산화물이 유입될 경우, 인의 제거율을 감소시킬 수 있으며, 인과 질소를 동시에 제거할 수 없다. 혐기조/무산소조/호기조(Anaerobic/Anoxic/aerobic, A2O) 공정은 인과 질소를 동시에 제거할 수 있지만 인 제거율이 AO공정에 비해 낮다는 한계점을 가지고 있다. 이 연구에서는 전단에 멤브레인 가스 추출 공정과 후단에 AO공정을 결합한 하폐수처리기술을 제안한다. 멤브레인 가스 추출 기술은 폐수 부분과 질소 추출부분에 pH차이를 만들어 암모니아 분압 차이를 조성하는 것이다. 기체 암모니아는 소수성 멤브레인을 통과하여 암모니아 분율이 낮은 질소 추출 부분으로 이동하게 되며 높은 순도의 암모니아성 질소로 회수된다. 따라서 멤브레인 가스 분리와 AO공정을 합하게 되면, 멤브레인 질소 추출 부분에서는 폐수로부터 유입되는 질소를 순도가 높은 암모니아성 질소로 회수하게 되며, 질산화 반응을 일으키지 않고 혐기조로 처리수가 넘어가게 된다. 혐기조에서는 인을 방출하고 PHA를 축적할 수 있는 최적의 조건을 만족하게 되고, 호기조에서는 질소 산화물이 유입되지 않기 때문에 질산화와 인 축적반응이 경쟁을 하지 않아 인 제거 효율을 극대화 할 수 있다. 멤브레인 가스 추출과 AO 공정의 병합처리는 질소와 인을 동시에 제거하면서 반응조 크기를 줄일 수 있기 때문에 경제적이며, 질산화미생물보다 안정성이 높은 인 축적 미생물만 사용하기 때문에 공정 안정성도 높다. 또한 산업체에서 자원으로써 가치가 뛰어난 암모니아를 회수할 수 있으며 질소 산화물이 생성되거나 유입될 가능성이 낮아 질소와 인 제거 효율성을 향상시킬 수 있다.
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