고도처리 공법

[alun]

1. SBR 공법

구   분	연속회분식 반응조 (SBR, Sequencing Batch Reactor) : 간헐유입식	비 고
처리공정 개    요	∙단일 반응조에서 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 → 휴지(Idle)공정의 순으로 반응이 진행됨.
공정구분	∙호기성 부유성장 처리공법 (공법에 따라 연속유입 또는 간헐 유입됨)
처리효율	∙유기물질 : BOD : 85～90%, SS : 85～90% ∙영양염류 : T-N : 30～85%, T-P : 30～70%	영양염류제거효율은 운전방법에 따라 다소 차이가 남
설계인자	∙운전시간(3～24시간) 및 제어방법   ∙MLSS : 2,000～3,000mg/L ∙F/M 비 : 0.15～0.50kgBOD/MLSS/d  ∙반송율 : 반송없음  ∙혐기지속시간 : 1.8～3.0hr  ∙호기지속시간 : 1.0～4.0hr
장 단 점	∙포기조내 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)는 모든 공정을 통하여 반응조 내에 있게 되므로 침전지 및 반송이 필요 없는 것이 장점이며 현재 여러 종류의 특허화된 연속회분식공정이 개발되어 있음 (ICEAS, KIDEA, CASS, OmniFlow 등) ∙반응조건을 조절함에 따라 질소와 인의 제거가 가능 ∙별도의 2차 침전지 및 슬러지 반송설비가 필요 없으며, 특허화된 공법에 따라 연속적으로 원수유입이 가능함. ∙충격부하(Shock load)에 비교적 강하며, 사상균을 제어할 수 있는 운전의 융통성이 있으며 시설이 간단하여 운전이 용이함. ∙토지가 부족한 소규모 하수처리에 주로 적용(주로 20,000～30,000m3/일 이하)되며, 국내에는 대규모 하수처리시설에 적용된 사례가 적음.
처리공정 모 식 도		처리수 배출을 위한 Decanter 시설이 설치됨

   2. A2/O 공법

구   분	A2/O (Anaerobic / Anoxic / Aerobic) 공법	비 고
처리공정 개    요	∙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.
공정구분	∙혐기․무산소․호기성 부유성장 처리공법
처리효율	∙유기물질 : BOD : 90% 이상, SS : 90% 이상 ∙영양염류 : T-N : 40～70%, T-P : 60%
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 : 0.1～0.3kgBOD/MLVSS/d ∙MLSS : 3,000～5,000mg/L ∙BOD / TN 비 : 12 이상 ∙슬러지반송율(RAS) : 25～50% ∙내부반송(Nifrifier 반송) : 100～200%
장 단 점	∙기존하수처리장의 고도처리공정으로 변경시 적용이 용이함. ∙건설비는 표준활성슬러지법과 유사하거나 약간 높은(5～10%↑) 수준임. ∙반송슬러지내 질산성질소(Nitrate)로 인하여 혐기성 조건에서 인방출이 억제됨으로서 인 제거효율이 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(50,000～100,000m3/일)의 국내 적용실적이 없음
처리공정 모 식 도

   3. DNR 공법

구   분	DNR (Daewoo Nutrient Removal) 공법	비 고
처리공정 개    요	∙표준활성슬러지 공법을 변형한 공법으로 슬러지 탈질조(Pre-Anoxic Tank), 혐기성조(Anaerobic Tank), 무산소조(Anoxic Tank), 호기성조(Aerobic Tank)로 구성되며 질산성 질소를 제거하기 위한 내부반송(Nitrifier Recycle)과 침전지 슬러지 반송으로 구성되어 있음. ∙VIP와 A2/O공법과 유사하나 슬러지 탈질조(슬러지 저장조)가 설치되어 있어 내생탈질에 의한 Nitrate(NO3-N)를 제거함으로서 혐기성조에서 Nitrate에 의한 인 방출 저해작용을 억제할 수 있는 특징이 있음.
공정구분	∙혐기․무산소․호기성 부유성장 처리공법
처리효율	∙유기물질 : BOD : 90% 이상, SS : 90% 이상 ∙영양염류 : T-N : 75%, T-P : 85%
설계인자	∙HRT : 6～8시간 (슬러지 저장조 : 0.5시간, 혐기성조 : 1.5～2.0시간,   무산소조 : 1.5～2.0시간, 호기성조 : 3.0～4.0시간) ∙SRT : 5～12일 ∙F/M 비 : 0.1～0.3kgBOD/MLSS/d ∙MLSS : 2,000～4,000mg/L ∙BOD / TN 비 : 3～4 이상 ∙슬러지반송율(RAS) : 20～50% ∙내부반송율 : 100%
장 단 점	∙BOD/TN비가 낮은 유입원수에서 처리 가능하도록 개발되어 유입수내의 유기물농도가 낮은 국내 하수의 처리에 적합함. ∙VIP, MUCT 공법에 비하여 간단하며(내부반송펌프 Line이 1개 적음), 내부반송율이 낮아 경제적이며 운전이 용이하며 기존하수처리시설의 고도처리공정으로 변경시 적용이 용이함. ∙건설비 및 유지관리비가 표준활성슬러지법과 유사한 수준임. ∙유입원수내의 RBD COD의 농도가 낮거나 수온이 저하하는 겨울철에 질소․인 제거효율이 다소 저하함. ∙대규모 하수처리시설(50,000～100,000m3/일)의 국내 적용실적이 없음   (5,000m3/일 규모의 실증플랜트 운전중, 98년 10,000m3/일로 확장).	국내개발 기술임
처리공정 모 식 도

4. B3 공법

구   분	B3(Bio Best Bacillus) 공법	비 고
처리공정 개    요	∙표준활성슬러지 공법을 변형한 공법으로 하수의 질소․인 제거를 목적으로 개발되었음. ∙선택 배양된 바실러스(Bacillus) 균이 반응조로 주입되며 각각의 반응조의 DO를 점감포기로 조절하여 바실러스균을 포자화시켜 포자의 침강성을 향상시킴. ∙미생물 상태를 파악하여 처리조건을 최적화함.
공정구분	∙호기성 부유성장 처리공법 :  주입
처리효율	∙유기물질 : BOD : 90% 이상, SS : 90% 이상 ∙영양염류 : T-N : 90%, T-P : 70%
설계인자	∙HRT : 4～9시간 (반응조는 4지로 구성되며 점감포기됨) ∙F/M 비 : 0.05～0.45kgBOD/MLSS/d ∙SRT : 5～15일 ∙MLSS : 2,500～5,000mg/L ∙슬러지반송율(RAS) : 50～200% ∙내부반송율 : 100～300%
장 단 점	∙부하변동에 비교적 강함 ∙슬러지 발생량이 적고 탈수효율이 양호하여 슬러지 처리비용이 감소함. ∙악취제거 효과가 있으므로 냄새발생의 우려가 적음. ∙건설비 및 유지관리비가 표준활성슬러지법과 유사한 수준임. ∙약품주입(필라멘트의 성장을 위하여 규소포함물질 및 마그네슘 포함물질을 포기조 및 소화조에 주임) 및 다량의 내부순환으로 인한 유지관리비 증가. ∙대규모 하수처리시설(50,000～100,000m3/일)의 국내 적용실적이 적음.
처리공정 모 식 도	내부순환 펌프필요	호기성 소화조 또는 혐기성 소화조는 필요시 설치함

5. 산화구 공법

구   분	산화구(Oxidation Ditch) 공법	비 고
처리공정 개    요	∙산화구는 원형 또는 타원형의 수로로 구성되어 있으며 기계식 포기장치를 설비하고 있다.  걸러진(Screened) 하수가 산화구로 유입되어 포기되고 약 0.25～0.35m/sec의 속도로 순환된다.  산화구는 일반적으로 긴 체류시간 및 긴 고형물 체류시간(SRT)의 장기포기식으로 운전된다. ∙질소와 인을 제거하기 위하여 전형적인 산화구 공법을 개량한 공법이 외국에서 많이 개발되어있다.
공정구분	∙호기성 부유성장 처리공법
처리효율	∙유기물질 : BOD : 90% 이상, SS : 90% 이상 ∙영양염류 : T-N : 30～80%
설계인자	∙HRT : 24～36시간 ∙SRT : 15～50일 ∙F/M 비 : 0.03～0.05kgBOD/MLSS/d ∙MLSS : 3,000～6,000mg/L ∙반송율 : 75～150% ∙유속 : 10cm/sec～35cm/sec (평균 : 25cm/sec)
장 단 점	∙수리학적 체류시간이 크기 때문에 부지면적이 많이 소요됨. ∙Bardenpho 공법에 비하여 질소제거효율이 다소 낮음 ∙건설비는 표준활성슬러지법과 유사한 수준임. ∙대규모 하수처리시설(20,000～50,000m3/일)의 국내 보급이 이루어지고 있음
처리공정 모 식 도

6.  CNR 공법

구   분	CNR (Cilium Nutrient Removal) 공법	비 고
처리공정 개    요	∙A2/O 공법을 개량하여 질소 및 인을 제거하기 위한 공법으로 반응조는 A2/O 공법과 마찬가지로 혐기성조(Anaerobic Tank), 무산소조(Anoxic Tank), 호기성조(Aerobic Tank)로 구성되며 질산성 질소를 제거하기 위한 내부반송(Nitrifier Recycle)과 침전지 슬러지 반송으로 구성되어 있음. ∙호기조에 섬모상 여재를 설치하여 미생물을 안정시키고 이로 인해 인의 섭취와 질산화를 촉진함
공정구분	∙혐기․무산소․호기성 부착성장 처리공법
처리효율	∙유기물질 : BOD : 85～90%, SS : 85～90% ∙영양염류 : T-N : 40～70%, T-P : 60%
설계인자	∙HRT : 4～8.5시간(혐기성조 : 0.5～1.5시간, 무산소조 : 0.5～2.0시간,   호기성조 : 3.0～5.0시간) ∙SRT : 부유미생물 8～10일, 부착성미생물 15일 이상 ∙F/M 비 : 0.1～0.3kgBOD/MLVSS/d ∙MLSS : 1,000～5,000mg/L ∙슬러지반송율(RAS) : 30～50%  ∙내부반송(Nifrifier 반송) : 100～200%
장 단 점	∙호기조에 섬모상 생물막을 설치한 점 이외에는 A2/O 공법과 동일한 공정으로 볼 수 있으며, 필요에 따라 내부반송과 슬러지 반송을 호기조로 유입시킴 ∙건설비는 A2/O 공법에 섬모상 여재를 설치하는 비용만큼 추가됨 ∙반송슬러지내 질산성질소(Nitrate)로 인하여 혐기성 조건에서 인 방출이 억제됨으로서 인 제거효율이 낮음. ∙섬모상 여재에 미생물이 부착하여 운전되므로 고농도 하수에 적용 가능성이 높은 장점이 있으나, 여재에 미생물 부착효율이 저하하거나 탈리현상이 심하게 발생하면 오히려 처리수질을 악화시킬 우려가 있음 ∙CNR공정을 개별 공정으로 해석하기보다는 섬모상 여재를 반응조 효율향상을 위한 보조장치로 보는 것이 타당함 ∙대규모 하수처리시설(50,000～100,000m3/일)의 적용실적이 없음
처리공정 모 식 도

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