연속유입식 SBR 공법의 내부반송비 변화에 따른 질소제거 :Nitrogen removal depends on variation of internal recirculation ratio with continuous inflow SBR

김수연

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김수연 (강원대학교, 강원대학교 대학원)

지도교수: 권재혁

발행연도: 2016

저작권: 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수29

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

반송률 변화에 따른 연속 유입식 SBR 공정의 질소 거동

김수연 , 최용범 , 조유나 외 2명 청정기술 2019.09 학술저널

2016

연속유입식 SBR 공법의 내부반송비 변화에 따른 질소제거

김수연 환경방재공학과 2016.01 학위논문

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연속유입식 SBR 공법의 내부반송비 변경에 따른 질소제거 특성을 알아보기 위해 하수와 폐수를 혼합한 유입수를 사용하여 진행한 운전결과를 다음과 같이 도출하였다.
HRT 변경에 따른 유기물의 제거율을 분석한 결과, HRT 6 ∼ 15 h 조건에서 BOD 제거율은 91.5 ∼ 95.2 %로 HRT 변경이 유기물 제거율에 큰 영향을 미치지 않았다. HRT 변경에 따른 T-N 제거효율을 조사한 결과, 9 hr가 최적 HRT인 것으로 조사되었으며, 운전기간 동안 T-P의 제거효율은 82.1 ∼ 85.2 %로 조사되었다.
최적 HRT 9 hr에서 내부반송비 변화에 따른 실험결과, TCODcr과 SCODcr의 제거율은 내부반송비 변화의 영향 없이 96 % 이상의 제거율을 나타냈다. T-N 제거 효율은 내부반송비 3Q 조건에서 82.8 %로 가장 높았으며, T-P는 64.4 %로 측정된 5Q를 제외한 1 ∼ 4Q에선 78.3 ∼ 79.3 %의 제거효율을 나타냈다.
운전기간 동안 반응조내 NH4+-N 농도는 0.3 mg/L로 측정되어 질산화 반응이 충분하게 진행되는 것을 확인할 수 있었고, NO3--N의 분석을 했을 때도 충분한 질산화 과정이 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. 운전기간 동안 반응조 내 NO2--N 농도는 4Q와 5Q에서 점차적으로 증가하는 것으로 조사되었는데,

이러한 이유는 반송유량 증가로 인해 NO3--N로의 전환에 필요한 체류시간이 감소하였기 때문으로 판단된다. 운전기간 동안 pH는 내부반송비가 4Q 이상으로 증가하였을 때 최적 pH값인 8보다 낮은 pH 7.3으로 측정되었고, ORP의 경우 탈질이 원활하게 이루어지기 위한 최소 값인 -200 ∼ -300mV보다 높은 -100mV로 나타나 내부반송이 4Q 이상인 경우 탈질효율이 저하되는 것으로 조사되었다.
본 연구에서 사용한 연속 유입식 SBR 공법과 CASS SBR 공법, ICEAS 공법을 비교한 결과, ICEAS 공법은 침전과 방류상태에서 유기물이 고농도로 유지되고, 동일한 질소제거효율을 얻기 위해선 HRT가 연속유입식 SBR 공법보다 길어야 하는 단점이 존재한다. 또한, CASS SBR 공법은 연속유입식 SBR공법과 동일한 내부반송비로 운전하였을 때 질소제거율이 연속유입식 SBR 공법보다 낮은 것으로 조사되었다.

To examine the nitrogen removal characteristics of the continuous inflow SBR method according to the variation of internal recirculation rate, the results of operation with an influent that was a mixture of sewage and waste water were derived as follows.
As a result of analyzing the removal rate of organic matters according to the variation of HRT, the BOD removal rate under the condition of HRT 6 ∼ 15 h was 91.5 ∼ 95.2 %. Thus, the variation of HRT did not have great influence on the removal rate of organic matters. As a result of investigating the T-N removal efficiency according to the variation of HRT, 9 hr was the optimum HRT. The T-P removal efficiency during the operation period was 82.1 ∼ 85.2 %.
As a result of the experiment according to the variation of internal recirculation rate at HRT 9 hr, the removal rate of TCODcr and SCODcr was 96 % or higher with no variation of the internal recirculation rate. The T-N removal efficiency was the highest at 82.8 % in the 3Q condition, and the T-P removal efficiency was 78.3 ∼ 79.3 % at 1Q ∼ 4Q excluding 5Q at which it was measured at 64.4 %.
The concentration of NH4+-N inside the reactor was measured at 0.3 mg/L, which confirmed that the nitrification reaction is being sufficiently performed. The analysis of NO3--N also confirmed a sufficient nitrification process. The NO2--N concentration in the reactor during the operation period gradually increased in 4Q and 5Q, because the dwell time required for the conversion to NO3--N decreased due to the increased recycle flow. During the operation time, when the internal recirculation rate increased to 4Q or higher, the pH was measured at 7.3, lower than the optimum pH of 8. In the case of ORP, it was -100mV, higher than the minimum value -200 ∼ -300mV for smooth denitrification. Thus, the denitrification efficiency would decrease if the internal recirculation rate is 4Q or higher.
When the continuous inflow SBR method used in this study was compared with the CASS SBR and ICEAS methods, the ICEAS method had disadvantage because a high concentration of organic matters must be maintained in precipitation and discharge conditions, and to obtain the same nitrogen removal efficiency, the HRT must be longer than that of the continuous inflow SBR method. Furthermore, the CASS SBR method showed a lower nitrogen removal rate than that of the continuous inflow SBR method when it was operated at the same internal recirculation rate as that of the continuous inflow SBR method.

#Nitrogen removal #Nitrification #내부반송비 #SBR #Denitrification

List of Tables vi
List of Figures viii
1. 서 론 1
2. 문헌연구 4
2.1 SBR 공법 4
2.2 SBR 변법 공법 6
2.2.1 Omniflo SBR Process 6
2.2.2 ICEAS Process 7
2.2.3 KIDEA Process 8
2.2.4 CASS Process 9
2.2.5 CF/SBR Process 10
2.3 생물학적 질소 제거 11
2.3.1 질산화 11
2.3.2 탈질 14
2.4 질산화 및 탈질 영향인자 16
2.4.1 DO 16
2.4.2 pH 및 Alkalinity 17
2.4.3 온도 17
2.4.4 C/N ratio 18
2.5 생물학적 인 제거 19
2.6 인 제거 영향인자 19
2.6.1 온도 19
2.6.2 pH 20
2.6.3 DO 20
2.6.4 C/P ratio 21
3. 실험재료 및 방법 23
3.1 실험 장치 23
3.2 실험 재료 27
3.2.1 슬러지 식종 27
3.2.2 유입수 특성 27
3.3 반응조 운전 방법 29
3.4 분석 방법 30
4. 결과 및 고찰 32
4.1 HRT에 따른 변화 32
4.1.1 유기물 거동 32
4.1.2 영양염류 거동 35
4.2 운전인자 변화 41
4.2.1 MLSS 농도 및 DO 41
4.2.2 Alkalinity 및 ORP, pH 41
4.3 내부반송비에 따른 변화 49
4.3.1 유기물 거동 49
4.3.2 영양염류 거동 55
5. 결 론 69
참 고 문 헌 71
Abstract 75

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