발표자 : 송 준 상

발표자 : 송 준 상

생물막법을 이용한 하수처리 공법 개발 및 연구동향

1999. 2. 51999. 2. 5

1. 서론2. 폐하수의 생물막 처리 공법3. 담체 (Media or Carrier)4. 반응조의 특성5. 상하수도 분야 G-7 Project6. 결론

발표 순서

Bio-film Process 의 특성• 반응조내 미생물량의 증가• 증식속도가 늦은 미생물의 성장장소 • 특정 미생물의 처리시스템 이용• Sludge 발생량 감소• Sludge Bulking 발생 억제• 동력비 증가• 유지관리의 전문성 요구

생물학적 폐하수 처리의 기본 원리

오염물질 + 산소 ( 공기 )

미생물의 작용

에너지 + H2O +CO2 + 잉여슬러지

MLSS Microbes Bio-film Microbes

폐하수 처리 미생물

처리수의 수질개선 방안

반응조의 체류시간 증가 분해반응계수의 증가 미생물 농도 증가

S = S0

1 + k1 X HRT/So

S = S0

1 + T1 HRT/So

Package System 개발 요소 기술Package System 개발 요소 기술

• 산 소 전 달 율 증 대• 미 생 물 농 도 증 대• 미생물의 활성 증대• Space Competition

• 미생물 활성저하 방지

• 산 소 전 달 율 증 대• 미 생 물 농 도 증 대• 미생물의 활성 증대• Space Competition

• 미생물 활성저하 방지

1/11/88 6

미 생 물 고 정 화 모 식 도

포괄고정화법 결합고정화법

고분자 Gel

미생물

담체

미생물(내부 보유)

미생물(외부 부착)

1) 형 상 : 구형체2) 칫 수 : 3mm, 4mm, 5mm3) 재 질 : 폴리에틸렌글리코 - 올4) 고정화 방법 : 결합고정화5) 담체 투입조 : 호기조

1) 형 상 : 구형체2) 칫 수 : 3mm, 4mm, 5mm3) 재 질 : 폴리에틸렌글리코 - 올4) 고정화 방법 : 결합고정화5) 담체 투입조 : 호기조

1) 형 상 : 원주형2) 칫 수 : 3mm L13mm3) 재 질 : 주성분 셀루로스4) 고정화방법 : 결합 고정화5) 담체투입조 : 호기조

1) 형 상 : 원주형2) 칫 수 : 3mm L13mm3) 재 질 : 주성분 셀루로스4) 고정화방법 : 결합 고정화5) 담체투입조 : 호기조

1) 형 상 : 입방체2) 칫 수 : 3x3x3mm3) 재 질 : 폴리비닐포르말 (PVF)4) 고정화방법 : 결합 고정화5) 담체투입조 : 호기조

1) 형 상 : 입방체2) 칫 수 : 3x3x3mm3) 재 질 : 폴리비닐포르말 (PVF)4) 고정화방법 : 결합 고정화5) 담체투입조 : 호기조

1) 형 상 : 입방체2) 칫 수 : 20x20x20mm3) 재 질 : 폴리우레탄4) 고정화방법 : 결합 고정화5) 담체투입조 : 호기조

1) 형 상 : 입방체2) 칫 수 : 20x20x20mm3) 재 질 : 폴리우레탄4) 고정화방법 : 결합 고정화5) 담체투입조 : 호기조

1) 형 상 : 중공원통형2) 칫 수 : 3 6mm, 15 15mm3) 재 질 : 주성분 폴리에틸렌4) 고정화방법 : 결합고정화5) 담체투입조 : 무산소조

1) 형 상 : 중공원통형2) 칫 수 : 3 6mm, 15 15mm3) 재 질 : 주성분 폴리에틸렌4) 고정화방법 : 결합고정화5) 담체투입조 : 무산소조

1) 형 상 : 직방형 , 입방체2) 칫 수 : 3x3x3mm, 7x7x7mm3) 재 질 : 주성분 폴리비닐알콜4) 고정화방법 : 포괄 고정화5) 담체투입조 : 무산소조 , 호기조

1) 형 상 : 직방형 , 입방체2) 칫 수 : 3x3x3mm, 7x7x7mm3) 재 질 : 주성분 폴리비닐알콜4) 고정화방법 : 포괄 고정화5) 담체투입조 : 무산소조 , 호기조

1) 형 상 : 직방체2) 칫 수 : 15x12x12mm3) 재 질 : 주성분 폴리우레탄4) 고정화방법 : 결합 고정화5) 담체투입조 : 무산소조 , 호기조

1) 형 상 : 직방체2) 칫 수 : 15x12x12mm3) 재 질 : 주성분 폴리우레탄4) 고정화방법 : 결합 고정화5) 담체투입조 : 무산소조 , 호기조

1) 형 상 : 구형체2) 칫 수 : 4 - 4.5mm3) 재 질 : 주성분 폴리비닐알콜 ( 냉동법 )4) 고정화방법 : 결합 고정화5) 담체투입조 : 무산소조 , 호기조

1) 형 상 : 구형체2) 칫 수 : 4 - 4.5mm3) 재 질 : 주성분 폴리비닐알콜 ( 냉동법 )4) 고정화방법 : 결합 고정화5) 담체투입조 : 무산소조 , 호기조

1) 형 상 : 중공원통형2) 칫 수 : OD 3,ID 1.5, L 5mm3) 재 질 : 주성분 발포폴리프로필렌4) 고정화방법 : 결합고정화5) 담체투입조 : 호기조

1) 형 상 : 중공원통형2) 칫 수 : OD 3,ID 1.5, L 5mm3) 재 질 : 주성분 발포폴리프로필렌4) 고정화방법 : 결합고정화5) 담체투입조 : 호기조

1) 형 상 : 입방체2) 칫 수 : 3x3x3mm3) 재 질 : 주성분 폴리에틸렌글리콜4) 고정화방법 : 포괄고정화5) 담체투입조 : 호기조

1) 형 상 : 입방체2) 칫 수 : 3x3x3mm3) 재 질 : 주성분 폴리에틸렌글리콜4) 고정화방법 : 포괄고정화5) 담체투입조 : 호기조

1) 형 상 : 구형2) 칫 수 : 3mm 5mm3) 재 질 : 주성분 폴리에스텔4) 고정화방법 : 결합고정화5) 담체투입조 : 무산소조 , 호기조

1) 형 상 : 구형2) 칫 수 : 3mm 5mm3) 재 질 : 주성분 폴리에스텔4) 고정화방법 : 결합고정화5) 담체투입조 : 무산소조 , 호기조

• 비표면적을 크게• 적절한 비중

• 석유화학제품• Immobilizing Microbes

• 주로 Nitrification • Space competition

• Price

• 비표면적을 크게• 적절한 비중

• 석유화학제품• Immobilizing Microbes

• 주로 Nitrification • Space competition

• Price

담체 사진 및 미생물 고정화 모식도담체담체 사진사진 및및 미생물미생물 고정화고정화 모식도모식도

정사각형 4mm의 Gel 형 담체

효성 T&C 고정상 Media효성 T&C 고정상 Media

㈜화랑환경

유동상

및

고정상

담체

한일환경건설㈜

Saran Lock 고정상 담체

㈜삼광수기의 폐타이어 담체㈜삼광수기의 폐타이어 담체

폐타이어 담체의 실체현미경 사진폐타이어 담체의 실체현미경 사진

담체에 부착한 생물막 실체현미경 사진담체에 부착한 생물막 실체현미경 사진

유동상식 생물막법

폐타이어 담체에 부착한 생물막 미생물 검경사진

호기성 반응조 MLSS 미생물 사진

혐기조

무산소조

호기조

수중교반기

산기장치

부착고정화담체

폭기용 공기

1차 침전지유출수

반송슬러지

질산화액내부순환

2차 침전지로유출

반응조의 개략도반응조의 개략도

호기성조

통성혐기성조

처리수

공기

원수

일체형 탈질 반응조 모형도일체형일체형 탈질탈질 반응조반응조 모형도모형도

생물학적 탈질 모식도 (내부순환 자연 유하식)생물학적생물학적 탈질탈질 모식도모식도 ( (내부순환내부순환 자연자연 유하식유하식))

국립환경연구원 보건학박사 송준상

(주)삼광수기 반응조의 특성

1.산소 용존율 2배 이상 증진

2.폐타이어 담체 유동 및 외부 유출 방지

기존 폭기조 삼광수기

국립환경연구원 보건학박사 송준상

하수처리용 Bio-SAC①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

① : 산기관

② : 산기판

③ : 유도판

④ : 격리판

⑤ : 분리판

⑥ : Carry 방지판

⑦ : 경사판

⑧ : Drain Valve

유동상 생물막 처리 시스템 Pilot-plant (용량 2m3, 1일 15 - 30 m3 처리 , 특허 출원중)

유동상 생물막 처리시스템(미양식품 1일 25톤 (HRT 3.9시간)

탈질작용으로 인해 부상되는 슬러지 제거를 위한상부스크렙터가 설치된 침전지(천안 PHC)

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담체이용 2차처리시스템 Flow (BOD, SS 제거)담체이용 2차처리시스템 Flow (BOD, SS 제거)

1차침전조

1차침전지슬러지 농축조

2차침전조

2차침전지잉여슬러지 농축조

담체 호기조

반송슬러지

By-pass

처리수 방류또는

Filter

원수

1/11/88 8

담체이용고도처리스템 Flow Sheet I (BOD, SS, 질소 제거)담체이용고도처리스템 Flow Sheet I (BOD, SS, 질소 제거)

Methanol NaOH etc.

1차침전조

1차침전지슬러지 농축조

2차침전조

2차침전지잉여슬러지 농축조

무산소조

담체호기조

반송슬러지

내부반송

By-pass

처리수 방류또는

Filter

원수

Screen

1/11/88 9

담체이용고도처리스템 Flow Sheet II (BOD, SS, N, P 제거)담체이용고도처리스템 Flow Sheet II (BOD, SS, N, P 제거)

Methanol NaOH etc.

1차침전조

1차침전지슬러지 농축조

2차침전조

2차침전지잉여슬러지 농축조

무산소조

담체호기조

반송슬러지

내부반송

By-pass

처리수 방류또는

Filter

원수 혐기

조

상향류식상향류식 생물막법생물막법 처리처리 계통도계통도

PP

처리수처리수

공공 기기

호기성호기성

무산소층무산소층

산화산화

담체담체

탈질탈질

담체담체 유기물유기물

NN22

NONO33

NHNH44

NONO33

산소산소

국립환경연구원 보건학박사 송준상

내부반송율에 의한 질소 처리율

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500

내부반송율

(%)

질소

처리

율

255075100

슬러지 및 내부 반송율에 따른 질소 처리율슬러지 및 내부 반송율에 따른 질소 처리율

경제적인내부반송

경제적인내부반송 슬러지반송율슬러지반송율

Concentration of nitrogen of raw water

0

5

10

15

20

25

30

35

40

30 47 65 82 100 117 135 152 170 187 205 222 240 257 275 292

Experiment Date

Nitro

gen

in R

aw (

mg/

L)

NO3- NNO2- NTKN

Nitrogen in Effluent

0

5

10

15

20

25

30

35

40

30 47 65 82 100 117 135 152 170 187 205 222 240 257 275 292

Experiment Date

Nitro

gen

in Eff

.(mg/

L)

NO3- NNO2- NTKN

Removal Rate of TKN and T- N

0

20

40

60

80

100

120

30 47 65 82 100 117 135 152 170 187 205 222 240 257 275 292

Experiment Date

Rem

ova

l Rat

e (%

)

TKNT- N

정수기술 분야 G-7 Project

• 고도 정수 자동화

• 정수처리용 오존 발생장치

• 기존 정수장 자동화 및 관련 기자재

• 관망 진단 , 개량 및 오염 방지

• 막분리 기술을 이용 농어촌 간이상수도

• 역전기투석법 해수담수화

• 조류 독소 검출 Kit 개발

• 정수처리용 약품 개발

하수처리 분야 G-7 Project

• 생물학적 탈질 탈인 Package

• Oxidation Ditch 탈질 탈인 개량• 활성 슬러지 폭기조 탈질 탈인 개량• 생물학적 무취 처리 공정• 골재 수초를 이용한 농어촌 하수처리• 전자빔을 이용한 하수처리

결 론

대자연의 원칙 인간의 생활 욕구

신기

술의 필

요성

탐구Hard wareSoftWare

활동 제도