하수처리공법 소개

1. 표준활성 슬러지법

 

1) 처리공정 개요

◦ 1차 침전된 하수와 반송 활성슬러지가 포기조의 앞부분에 주입되고  산기식 또는 기계식 포기에 의하여 혼합됨

◦ 일반적으로 공기는 포기조 길이로 균등하게 주입되고 포기시간동안  흡착, 응결, 산화가 일어나면서 유기물은 생물학적 활성슬러지로 변환되며 일정 체류시간동안 반응한 활성슬러지는 2차 침전지에서 침전  분리됨

 

2) 공정구분

호기성 부유성장 처리공법 + 물리. 화학적 처리(선택)

 

3) 장단점

 • 국내 적용실적이 많으며 처리시설 건설∙운전 기술축적이 충분함
 • 유기물질(BOD, SS)의 경우 비교적 안정적인 방류수 수질을 유지
 • 약품을 사용하지 않기 때문에 유지관리비가 저렴
 • 다양한 변형공정이 연구, 개발되어 있어 조건에 따라 다양한 적용 가능.
 • 공정변형 또는 추가를 통하여 고도처리시설로의 확장이 가능
 • 질소 제거효율이 낮아 앞으로 있을 수질기준 강화시 추가로 고도처리시설의 신설 또는 증설이 요구됨
 • 3차 처리로 응집침전시설을 추가할 경우 약품 슬러지의 발생량이 많으며 모래여과 또는 활성탄을 사용할 경우 부지면적 및 유지관리비의 증가가 예상됨

 

2. 연속회분식반응조 (SBR : Sequencing Batch Reactor) : 간헐유입식

 

1) 처리공정 개요

◦ 단일반응조에서 오∙폐수의 유입 및 처리수의 유출이 일어나는 공정으로 정해진 시간의 배열에 따라 각 단위공정이 연속적으로 일어난다. 
◦ 즉, 유입(Fill)공정 → 반응(React)공정 → 침전(Settle)공정 → 배출(Draw)공정 → 휴지공정의 순으로 반응이 진행됨

 

2) 공정구분

호기성 부유성장 처리공법 (공법에 따라 연속유입 또는 간헐 유입됨)

 

3) 장단점

 • 시설이 간단하며 운전이 용이하고 침전지 및 반송이 필요 없다
 • 현재 여러 종류의 연속회분식공정이 특허로서 개발되어 있음 (ICEAS, KIDEA, LASS, OmniFlow 등)
 • 반응조건을 조절함에 따라 질소와 인의 제거가 가능
 • 충격부하(Shock load)에 비교적 강하며, 운전조건에 따라 사상균 제어가 일반 활성슬러지 공법에 비해 쉽게 가능하다.
 • 소규모 하수처리에 주로 적용(주로 20,000~30,000㎥/일 이하)되며, 국내에서는 대규모 하수처리시설에 적용된 사례가 적음.

 

3. ICEAS(Intermittent Cycle Extended Aeration System)

 

1) 처리공정 개요

◦ SBR 공정을 변형하여 한 개의 반응조를 이용하는 동안에 연속적으로 하수 또는 폐수를 유입한다.
◦ 처리공정은 동일한 반응조 내에서 생물학적 산화, 질산화, 틸질 및 고액분리가 이루어지는 포기, 침전, 처리수 배출의 3단계로 운전되어지므로 채움과 슬러지 배출 시간이 필요 없음
◦ 주반응조 전단에 설치되어 있는 전처리 반응조에서는 높은 F/M 비를 유지하여 유기적 선택자(Organic Selector)로서의 역할을 하며, 이는 슬러지 벌킹의 원인이 되는 사상균의 성장을 억제하는 역할을 함.

 

2) 공정구분

호기성 부유성장 처리공법(연속유입)

 

3) 장단점

 • 반응조건을 조절함에 따라 질소와 인의 제거가 가능
 • 2차 침전지  및 슬러지 반송설비가 필요 없음
 • 자동제어설비에 의한 운전자동화가 가능하며, 운전방식을 다양하게 할 수 있음.
 • 충격부하(Shock load)에 비교적 강하다.
 • 전처리 반응조를 두어 사상성 세균의 성장을 억제하여 슬러지 벌킹(Bulking)을 최소화할 수 있다. 

 

4. A2O(Anaerobic / Anoxic / Aerobic) 공법

 

1) 처리공정 개요

◦ A/O 공법을 개량하여 질소 및 인을 제거하기 위한 공법으로  반응조는 혐기성조(Aneerobic Tank), 무산소조(Anoxic Tank), 호기성조(Aerobic Tank)로 구성되며 질산성 질소를 제거하기 위한 내부반송(Nitrified Recycle)과 침전지 슬러지 반송으로 구성되어 있음.
◦ 혐기성조에서는 혐기성조건에서 인을 방출시켜 호기성조에서 미생물이 과잉 섭취할 수 있도록 하며, 무산소조는 호기성조의 내부반송수의 Nitrate를 탈질시키는 역할을 함.

 

2) 공정구분

혐기, 무산소, 호기성 부유성장 처리공법

 

3) 장단점

 • 기존하수처리장의 고도처리공정으로 변경시 적용이 용이함.
 • 건설비는 표준활성슬러지법과 유사하거나 약간 높은(5~10%↑) 수준임.
 • 반송슬러지내 질산성질소(Nitrate)로 인하여 혐기성 조건에서 인 방출이 억제됨으로서 인 제거효율이 낮음.
 • BOD/TN 비가 12이상 요구되므로 유입수증의 BOD/TN 비가 낮은 국내 하수의 처리에 부적절하며 처리시에는 외부탄소원을 주입하여야 함.
 • 수온이 저하하는 겨울철에 질소∙인 제거효율이 다소 저하함.
 • 국내에서는 대규모 하수처리시설(50,000~100,000㎥/일)에 적용된 사례가 없음.

 

5. 5단계 Bardenpho 공법 (5Stage-Bardenpho 또는 수정 Bardenpho)

 

1) 처리공정 개요

◦ Bardenpho 공법은 혐기-무산소-호기-무산소-호기조로 구성되어 있으며, 전단의 혐기-무산소-호기는 질소∙인 및 유기물을 제거하며,
◦ 2번째 무산소조에는 내생탈질과정을 통하여 미처리된 질산성 질소를 제거하며, 마지막 호기성 단계에서는 폐수내 잔류 질소가스를 제거하고 최종 침전지에서 인의 재용출을 방지하기 위하여 사용됨.

 

2) 공정구분

혐기, 무산소, 호기성 부유성장 처리공법

 

3) 장단점

 • 4단계 Bardenpho공법에 비하여 인 제거효율이 높으며 다른 생물학적 질소제거 공법에 비하여 질소제거효율이 높고, A2O공법에 비하여 긴 체류시간을 사용하므로 유기성 탄소산화 능력이 높음.
 • 저부하 운전 및 긴 체류시간(10~24시간)으로 인하여 건설비가 표준활성슬러지법에 비하여 다소 큼.
 • 유입원수내의 RBDCOD의 농도가 낮거나 수온이 저하하는 겨울철에 질소∙인 제거효율이 저하함.
 • 수온이 저하하는 겨울철에 질소∙인 제거효율이 다소 저하함.
 • 대규모 하수처리시설(50,000~100,000㎥/일)에 국내 적용된 사례가 없음.

 

6. MBR (Microbubble Reactor)

 

1) 처리공정 개요

◦ 공정은 전처리조-무산소조-혐기조-호기조-탈기조로 이루어지며 분리막은 호기조에 침지시킨다. 전처리조에서는 하수가 Mesh Screen을 통과하면서 협잡물이 제거되며 무산소조에서는 호기조에서 반송되는 nitrate가 N2가스로 전환된다. 혐기조에서는 인의 방출이 일어나며 호기조에서는 침지식 분리막에 의해 고액분리가 일어나며 동시에 암모니아성 질소의 질산화와 미생물에 의한 인의 과잉섭취(luxury uptake)가 일어난다. 탈기조에서는 용존산소를 감소시켜 효율적인 탈질을 유도한다.

 

2) 공정구분

 혐기∙무산소∙호기성 부유성장 처리공법 + 물리적 처리

 

3) 장단점

 • 침지식 분리막에 의해 고액분리를 하므로 침전지가 따로 필요없다.
 • 고농도의 MLSS를 유지하므로 질산화 탈질산화 미생물의 확보가 용이하다.
 • 슬러지 발생량을 줄일 수 있다.

 

7. CSBR (Constant Sequencing Batch Reactor)

 

1) 처리공정 개요

CSBR(Constant Sequence Batch Reactor)란 기존의 A2O공법과 SBR공법을 조합한 것으로 대용량 연속유입처리가 가능하며 유량변동에 대한 대응성이 우수하다 또한, 별도의 최초 및 최종침전지 불필요

 

2) 공정구분

혐기∙무산소∙호기성 부유성장 처리공법

 

3) 장단점

 •  SBR 단점해결 (연속유입.유출, 고정수위 채용)
   - 시설 규모 및 시설물 계열화의 제한요소 제거
   - 하부집수장치 및 수두손실 축소
   - 방류설비 불필요
 •  처리수 배출방식 개량 (스컴 제거기능을 갖는 수리적 구조의 처리수 배출장치)
   - 수입이나 제품구매에 의존했던 기계적 구조의 Decanter를 현장제작 가능한 수리적 구조의 처리수 배출장치로 개량
 •  반응주기 시간조절
   - 호기/무산소/침전조에서 주기별 운전시간을 조절하여 필요시 해당기능을 강화시킴