소규모 하수처리장 방류수 후처리를 위한 막여과 광생물반응조와 화학적 후처리 성능비교 = Performance comparison between MPBR and chemical post-treatment for the effluent of small-scale sewage treatment plant
저자
김정민 ( Jungmin Kim ) ; 성수영 ( Sooyoung Sung ) ; 김현우 ( Hyun-woo Kim ) 연구자관계분석
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학술지명
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발행연도
2019
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학술저널
수록면
108-108(1쪽)
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2017년도 기준 소규모하수처리장(500 m<sup>3</sup>/d 이하)개소 수는 일반 하수처리장(500 m<sup>3</sup>/d 이상)의 5배 이상 이지만 계절적 요인에 의한 유입특성 변화에 따라 처리효율 변동 폭이 크다. 특히 여름철 혹은 겨울철의 유입유량과 오염물질 성상의 변동은 혐기조, 무산소조, 혐기조를 이용하는 생물학적 처리효율의 급격한 저하를 가져와 수계의 부영양화를 초래하거나 방류수 수질기준 준수를 어렵게 하는 실정이다. 이 문제에 대한 현행 방류수 수질기준 대응방안은 미생물제제 혹은 화학약품의 활용인데 수질기준은 맞출 수 있지만 운영상의 경제적인 부담으로 연결될 수 있다. 이에 본 연구의 목적은 소규모하수처리장의 주된 애로사항인 질소와 인 제거 효율의 최적화 방안을 고찰하는 것이다. MPBR(막여과광생물반응조)를 통한 생물학적 질소/인 처리공정의 최적운영조건 도출, 질소 제거제 활용방안 마련 및 인 제거 응집제의 최적 투여방안 비교는 적정 방류수 수질기준을 준수할 수 있는 후처리 공정운영 방안 마련의 근거를 제시한다. MPBR의 경우 HRT(수리학적 체류시간)을 3 d부터 1 d로 줄이며 질소와 인의 제거효율을 평가한 결과 최대 95%의 질소제거율과 83%의 인 제거율을 얻을 수 있었다. HRT가 감소하면 질소와 인의 농도가 증가하지만 방류수 수질기준을 만족함을 확인하였다. 실험계획법을 바탕으로 jar test를 활용하여 질소 제거제와 인 응집제의 양과 pH를 독립변수로 조절하며 질소 제거율과 인 제거율 등을 종속변수로 관찰하였다. MPBR 운영 시 질소와 인의 방류수 수질기준을 만족할 수 있었지만, 화학적 처리의 경우 질소 제거율과 인 제거율이 최대 35% 수준으로 나타났다. 질소제거제와 인 응집제를 사용했을 때보다 MPBR를 후처리 공정으로 운영했을 때에 더 높은 후처리 효율을 기대할 수 있었다. 이상의 결과를 종합하면 본 연구는 MPBR을 활용한 생물학적 후처리가 방류수 수질악화 방지 및 개선에 가장 적합함을 보였고, 질산화 및 탈질 미생물 제제로 확인되는 질소제거제의 효과를 담보하기 위해서는 체류시간의 확보가 중요함을 밝혔으며, 화학적 인 제거를 위한 최적 응집제 투여가 유출수의 인농도 제거에 획기적인 성능을 보임을 입증하여 실용적이고 지속가능한 소규모하수처리장 운영방안 마련에 기여한다.
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