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MBR공정에서 질산화 미생물고정화 담체 적용에 따른 막 오염 제어
김지숙,국영롱,박정연,장유정,박철휘 대한환경공학회 2019 대한환경공학회지 Vol.41 No.5
In order to control membrane fouling in the MBR process, energy consumption by membrane cleaning is high as critical flux down operation, influent pre-treatment, and membrane cleaning (air cleaning, back washing, chemical cleaning) needs to be taken to control membrane fouling and reduce energy consumption at the same time. It is energy - effective to apply granular materials as scouring agent other than air to increase membrane fouling control and reduce the amount of air. In this study, nitrifier immobilized media of PVA material can be applied as scouring agent to reduce membrane fouling and it is possible to replace the MLSS of high concentration, which can reduce membrane fouling factors such as EPS and SMP that inducing membrane pore blocking. The transmembrane pressure difference was analyzed in case of flux 17 L/m2/h and 21, 24 L/m2/h respectively, there was almost no difference between the MBR and MMBR in the flux 17 L/m2/h but the pressure of 21, 24 L/m2/h increased to 242%, 485% in MBR and increased 64%, 225% in MMBR. Also, high concentration of NH3-N over 100 mg/L was 100% nitrified all together at HRT 6 h. MBR 공정에 있어 막 오염을 제어하기 위하여 임계플럭스 하향 운전, 유입수 전처리 및 막 세정(공기 세정, 역 세척, 화학 세정)을 하는데 막 세정에 의한 에너지 소비가 높아 막 오염 제어와 동시에 에너지 소비 저감에 대한 대책이 필요하다. Scouring agent로 공기 외에 입상 물질을 적용하면 막 오염 제어를 증가시키고, 공기세정을 줄일 수 있어 에너지 측면에서 효율적이다. 본 연구에서는 PVA재질의 nitrifier immobilized media를 scouring agent로 적용함으로써 막 오염을 저감시키고, 고농도의 MLSS를 대체할 수 있어 막 표면 및 공극을 막는 EPS 및 SMP등의 막 오염 유발 인자를 줄일 수 있다. Flux 17, 21, 24 L/m2/h조건에서 막 차압 상승률을 비교한 결과, 17 L/m2/h에서는 MBR과 MMBR의 차이가 거의 없었지만, 21, 24 L/m2/h에서는 MBR의 차압은 242%, 485%까지 상승하였고 MMBR은 66.5%, 225%로 MMBR의 차압 상승률이 2배 이상 낮은 것을 확인하였다. 실험 기간 동안 원수의 NH3-N농도가 평균 115 mg/L일 때 HRT 6 h 조건에서 MBR, MMBR 모두 100% 질산화되었다.
EQPS를 이용한 미생물 고정화 담체의 하수 질소 처리 특성 분석
정혜민,박철휘,국영롱 한국도시환경학회 2021 한국도시환경학회지 Vol.21 No.2
본 연구에서는 강화된 공공하수처리시설 방류수 수질기준을 만족시키기 위하여 미생물 고정화 담체를 MLE공법에 적용하여 처리효율을 확인하였다. 방류수 수질 예측 프로그램인 EQPS를 사용하여 미생물 고정화담체를 가장 적합하게 모사할 수 있는 반응조 lay-out을 구성하였다. 반응조 매개변수 보정을 위하여 실측값과 예측값을 비교하는 방법인 시행착오법을 수행하였다. 민감도 분석을 위한 매개변수로는 유입 원수 성상 중 VSS/TSS, SCOD/TCOD, SI/SCOD, XI/TCOD, TKN, SB, XU를 지정하여 결과값에 큰 영향을 미치는 순서대로 민감도가 높은 매개변수 4가지를 선정한 결과 TKN, SCOD/TCOD, VSS/TSS, SI/SCOD으로 나타났다. 다양한 환경변화에 따라 미생물 고정화 담체가 유연하게 적응이 가능한지 확인하기 위하여 HRT, 내부반송비, 온도, C/N 비 등에 대하여 시나리오를 적용하였다. 본 공정이 반류수가 포함된하수의 처리 시에도 유연한 운전이 가능한지 예측하기 위해 설정한 시나리오에서 질소의 유입 농도 149 mg/L의 반류수포함 하수가 약 2개월 반 동안의 안정화 기간을 거친 후 유출수 T-N 농도가 일정하게 나타났으며 이때의 처리효율은61.6% 인 것은 확인할 수 있었다. MLE 공법의 생물학적 처리 반응조에서의 처리효율이므로 실제 process 구성에서는 전· 후단의 처리가 요구된다. In this study, the treatment efficiency was applied to the MLE process to satisfy the effluent water quality of the public sewage treatment facility. Using the EQPS, a water quality prediction program, we constructed a reactor lay-out that simulates microorganism immobilized media. As parameters for sensitivity analysis, the ranking of sensitivity was selected in order of having a big influence on the result by designating VSS / TSS, SCOD / TCOD, SI / SCOD, XI / TCOD, TKN, SB, and XU among influent raw water properties. As a result, it was found to be TKN, SCOD/TCOD, VSS/TSS, SI/SCOD. In order to check whether the microorganism immobilized media can be adapted to various environmental changes, scenarios were applied for HRT, internal recycle ratio, temperature, and C/N ratio. In the scenario set up to predict whether the process can be operated smoothly in the treatment of recyle water, the effluent T-N concentration after the sewage with influent concentration of 149 mg/L has been stabilized for about two and a half months.
정밀여과에 의한 하수고도처리수의 재이용을 위한 전처리법에 관한 연구
박철휘,배윤선,주재영,국영롱,이혜인,정인호 대한상하수도학회 2010 상하수도학회지 Vol.24 No.5
It is evident that Korea will continue its battle with water shortage and alternative program are being taken into action. One of the main actions is reusing 1,800 tons of effluent of 357 sewage treatment plant located nationwide. Therefore this study supplemented ozone oxidation methods that would increase the efficiency of organic oxidation and coagulation. Through this method, fouling will be controled sufficiently by preventing membrane process in the system for advanced sewage treatment. In this study, ozone-coagulation-microfiltration membrane were used. The final removal efficiency of the pretreated water from the result of the ozone-coagulation were 50% of CODcr, 38% of TP and 11% of TOC respectively. Water quality treatment has decreased about 80% for TP. Ozone-coagulation-microfiltration membrane maintains the high flux while decreasing the number of organic matter and the membrane fouling, and reducing the TP. As a result, in order to reuse the water from the sewage, the ozone-coagulation-microfiltration membrane type must be considered in order to achieve the best efficiency.