하수도 고도처리 공법-2

1. 연속회분식 반응조 (SBR) 변형공법 (4) : CASS

 

1) 처리공정 개요

∙단일 반응조에서 오․폐수의 유입 및 처리수의 유출이 일어나는 공정으로 정해진 시간의 배열에 따라 각 단위공정이 연속적으로 일어난다.  하나의 공정내에서 미생물의 선택적 배양과 조내 유량 변동을 혼합시킨 공법임
∙CASS반응조는 서로 유량 상관관계가 있는 3개의 Zone으로 나누어 지며 유입(Fill)→포기(React)→침전(Settle)→배출(Draw)→휴지(Idle)공정의 순으로 반응이 진행됨

 

2) 공정구분

호기성 부유성장 처리공법

 

3) 처리효율

∙유기물질 : BOD : 90% 이상, SS : 90% 이상
∙영양염류 : T-N : 85～90%, T-P : 80～85%

 

4) 설계인자

∙Cycle : 6시간 (유입:60분, 포기:120분, 침전:60분, 배출:60분, 휴지:60분)
∙HRT : 6～12시간
∙SRT : 20～30일       ∙F/M비 : 0.05～0.1 kgBOD/kgMLSS․day  
∙MLSS : 2,000～8,000 ㎎/ℓ

 

5) 장단점

∙혐기조 및 완충조설치로 질소, 인제거 효율이 높으며 미생물선택조의 설치 및 슬러지반송으로 반응조에서 슬러지벌킹을 방지할수 있음
∙디켄터에 가이드가 설치되어 있어 스컴등의 유출이 배제되며, 처리수 방류시 유입수가 차단되므로 안정적인 수질확보가 가능
∙슬러지반송설비가 추가 됨
∙선택조의 설치로 토목공사비가 증가함
∙국내 처리시설 적용실적이 적음

 

2. 연속회분식반응조(SBR)변형공법(5) : PSBR

 

1) 처리공정 개요

∙단일 반응조에서 하수의 유입 및 처리수의 유출이 일어나는 공정으로 시간배열에 따라 각 단위공정이 연속적으로 일어남
∙유입(Fill)→혐기(Anaerobic)→호기(Aerobic)→침전(Settle)→슬러지이송(Sludge transfer)→배출(Draw)공정의 순으로 반응이 진행됨

 

2) 처리효율

∙유기물질 : BOD : 86～97%, COD : 88～98%, SS : 89～97%
∙영양염류 : T-N : 70%이상, T-P : 85%이상

 

3) 설계인자

∙Cycle : 4～8시간(유입 : 30분, 혐기 : 60분, 호기 : 150분, 침전 : 80분, 슬러지이송 : 10분, 배출 : 30분)
∙1 Cycle 당 배출비 : 30～50%
∙HRT : 10～32시간
∙SRT : 20～42일       

∙F/M비 : 0.07～0.27 kgBOD/kgMLSS․day  
∙MLSS : 2,000～4,000 ㎎/ℓ

 

4) 장단점

∙포기조내 MLSS가 모든 공정을 통하여 반응조내에 존재하므로 침전지 및 반송이 필요없는 것이 장점이며 반응조건을 조절함에 따라 질소 및 인의 제거가 가능
∙별도의 침전지 및 슬러지 반송설비가 없어 처리장 소요부지면적이 작으며 장치구성이 간단하여 유지관리가 용이하며 완전자동운전이 가능함
∙처리수 방류장치인 Decanting system 개발로 수입대체 효과
∙대규모 하수처리시설(50,000～100,000㎥/일)의 국내 적용실적이 적음.

 

3. 연속회분식반응조(SBR)변형공법(6) : BioGest-SBR

 

1) 처리공정 개요

∙단일 반응조에서 하수의 유입 및 처리수의 유출이 일어나는 공정으로 표면폭기기가 선회와류를 형성시키며 폭기와 교반을 동시에 수행
∙유입(Fill)→반응(Reactc)→침전(Settle)→배출(Draw)→휴지(Idle)공정의 순으로 반응이 진행됨

 

2) 처리효율

∙유기물질 : BOD : 95%이상, COD : 90%이상, SS : 95%이상
∙영양염류 : T-N : 70%이상, T-P : 60%이상

 

3) 설계인자

∙Cycle : 6～8시간 (유입:90분, 반응:180분, 침전:40분, 배출:40분, 휴지:10분)
∙HRT : 18～32시간
∙SRT : 15～35일       

∙F/M비 : 0.03～0.1 kgBOD/kgMLSS․day  
∙MLSS : 1,500～7,000 ㎎/ℓ

 

4) 장단점

∙포기조내 MLSS가 모든 공정을 통하여 반응조내에 존재하므로 침전지 및 반송이 필요없는 것이 장점이며 반응조건을 조절함에 따라 질소 및 인의 제거가 가능
∙별도의 침전지 및 슬러지 반송설비가 없어 처리장 소요부지면적이 작으며 장치구성이 간단하여 유지관리가 용이하며 완전자동운전이 가능함
∙선회와류식 표면폭기장치의 산소전달효율이 매우 높아 전력비가 적게 소요됨
∙대규모 하수처리시설(50,000～100,000㎥/일)의 국내 적용실적이 적음.

 

4. A2/O 공법

 

1) 처리공정 개요

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

 

2) 공정구분

혐기․무산소․호기성 부유성장 처리공법

 

3) 처리효율

∙유기물질 : BOD : 90% 이상, SS : 90% 이상
∙영양염류 : T-N : 40～70%, T-P : 60%

 

4) 설계인자

∙HRT : 5～8시간 (혐기성조 : 0.5～1.0시간, 무산소조 : 0.5～1.0시간, 호기성조 : 3.5～6.0시간)
∙SRT : 4～27일  ∙F/M 비 : 0.1～0.3㎏BOD/MLVSS/d
∙MLSS : 3,000～5,000㎎/L  ∙BOD / TN 비 : 12 이상
∙슬러지반송율(RAS) : 25～50%
∙내부반송(Nifrifier 반송) : 100～200%

 

5) 장단점

∙기존하수처리장의 고도처리공정으로 변경시 적용이 용이함.
∙건설비는 표준활성슬러지법과 유사하거나 약간 높은(5～10%↑) 수준임.
∙반송슬러지내 질산성질소(Nitrate)로 인하여 혐기성 조건에서 인방출이 억제됨으로서 인제거효율이 낮음.
∙BOD/TN 비가 12이상 요구되므로 유입수중의 BOD/TN 비가 낮은 국내 하수의 처리에 부적절하며 처리시에는 외부탄소원(Carbon Source)를 주입하여야 함.
∙수온이 저하하는 겨울철에 질소․인 제거효율이 다소 저하함.
∙대규모 하수처리시설(50,000～100,000㎥/일)의 국내 적용실적이 없음

 

5. 5단계 Bardenpho 공법

 

1) 처리공정 개요

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

 

2) 공정구분

혐기․무산소․호기성 부유성장 처리공법

 

3) 처리효율

∙유기물질 : BOD : 90% 이상, SS : 85% 이상
∙영양염류 : T-N : 90%, T-P : 50～90%

 

4) 설계인자

∙HRT : 10～24시간 (혐기성조 : 1.0～2.0시간, 무산소조 : 2.0～4.0시간, 호기성조 : 4.0～12.0시간, 무산소조-2 : 2.0～4.0시간, 호기성조-2 : 0.5～1.0시간)
∙SRT : 10～40일  ∙F/M 비 : 0.1～0.2㎏BOD/MLSS/d
∙MLSS : 2,000～4,000㎎/L  ∙BOD / TN 비 : 7～10 이상
∙슬러지반송율(RAS) : 100%  ∙내부반송율 : 400%

 

5) 장단점

∙4단계 Bardenpho 공법에 비하여 인제거효율이 높으며 다른 생물학적 질소제거 공법에 비하여 질소제거효율이 높고, A2/O 공법에 비하여 긴체류시간을 사용하므로 유기성 탄소산화 능력이 높믐.
∙저부하 운전 및 긴체류시간(10～24시간)으로 인하여 건설비 표준활성슬러지법에 비하여 다소 큼.
∙유입원수내의 RBD COD의 농도가 낮거나 수온이 저하하는 겨울철에 질소․인 제거효율이 저하함.
∙대규모 하수처리시설(50,000～100,000㎥/일)의 국내 적용실적이 없음