고도처리에 대하여 - 환경의 끝

 * 생물학적 인 제거(BPR), 폐수처리 공학[질소, 인의 제거, BPR, Phostrip, A/O]

- 폐수 내의 인은 정인산염, 폴리인산염, 유기인의 형태로 나타나며 폴리인산염과 유기인이 전체 인의 70%를 차지한다. 

- 혐기성 구역 내 질산염의 존재가 BPR 제어에 나븐 영향을 미친다.

 

* BPR 메커니즘

 

1) 박테리아는 폴리인산염 같은 형태로 과다한 양의 인을 저장할 수 있다.

2) 혐기성 공정에서 인의 방출이 일어나고 호기성 공정에서 폴리인산염을 저장한다.

 

- Acinobacter의 대표적인 세포증식계수는 0.4g VSS/g HAc이다. 이는 사용된 HAc(아세테이트) 1g에 대해 세포 내 인의 함량이 10%인 경우 0.04g의 인이 제거될 것이라는 이야기이고, 인 1g 제거에 25g의 HAc가 필요하다는 것을 알 수 있다.

 

- 인 제거에 사용되는 대표적인 공정은 main stream에서 제거되는 A/O, side stream에서 제거되는 Phostrip 및 P/L, 그리고 연속회분식 반응조인 SBR 등이 있다.

 

 

* Phostrip과 P/L 공정(side stream 공정)

 

- P/L 공정은 탈인조 앞에 탈질조를 두어 인의 방출률을 향상하고자 하였고, 미생물 선택조를 포기조 앞에 두어 슬러지 팽화 현상을 줄일 수 있도록 조치하였다. 그러나 이 공정에서 질소의 제거는 기대할 수 없으며, 국내 하수 특성상 인의 농도가 크게 문제 되지 않는 상황에서 실효성에 대해서는 논란의 여지가 많다.

(Phostrip과 유사한 side stream 공정이나 선택조와 탈질조가 추가된 형태이다.)

-> 일반적인 1차 침전 - 포기 - 2차 침전 공정에서 반송슬러지 공정에서 혐기성 인 용출조를 추가하고 인이 제거된 활성슬러지는 포기조로 이송되고, 인을 과량 함유한 상등수는 석회나 기타 응집제(화학적 침전)로 처리하여 일차침전지로 배출되거나 고액분리한다.

 

-> 일반 활성슬러지 처리장에 적용이 쉽고 공정 운전성이 좋으며, 인 제거 시 BOD/P에 의해 조절되지 않는 장점이 있다.

또한 main stream 화학침전에 비해 약품 사용량이 적으며 유출수 내의 정인산염 인의 농도를 1.5mg/L 이하로 안정적으로 달성할 수 있다.

 

-> 하지만 인 침전을 위해 석회(lime)를 사용해야 하며 최종침전지 내 인 용출 방지를 위해 MLSS 내 DO를 높게 유지하여야 하고, 탈기를 위해 별도의 반응조를 필요로 하며, 석회 Scale에 의한 유지관리의 문제가 있다.

 

-> Phostrip 공정에서 혐기성 탈인조 전에 탈질조(무산소조)를 설치하여 질소제거를 동시에 수행할 수 있다.

 

* A/O 공정

 

- SRT가 상대적으로 짧으며, 높은 유기물부하율을 설계에 사용할 수 있는 장점이 있다. 

- 타 공법에 비해 운전이 비교적 간단하고 폐슬러지의 인 함량이 높아 비료의 가치가 있으며(3~5%), 인 제거 효율이 낮아도 되는 경우 이 공법에선 질산화율을 높일 수 있다. 하지만 질소와 인의 동시 제거율은 낮으며, 추운 지역에서 처리 효율이 좋지 못하고, 높은 BOD/P 비가 요구된다.

 

* A2/O 공정

 

- 반송슬러지 내의 질산성 질소로 인하여 혐기조에서 인 방출 저해작용을 하게 되어 인 제거율이 떨어지는 단점이 있다. 특히 국내 하수의 경우처럼 저농도 유기물이 유입되는 경우는 영향이 심하다.

 

- 국내 개발 DNR 공정 : 무 - 혐 - 무 - 호

 

 

- 기초폐수처리 정리 마무리.