고도하수처리 공정내 미생물 농도가 증가해서 발생하는 문제점 해결을 목적으로 본 과제에서 수행한 Bio-magnetite를 이용한 저비용 신하수고도처리 공정은 DNR 공정을 개선하여 유기물 및 질소, 인과 같은 영양물질을 효과적으로 제거하고, 호기조에 유입된 슬러지 침강성이 향상시켜서 안정된 방류수 수질을 얻을 수 있다.

Iron dust의 성분 분석을 통해 하수처리장에서의 적용가능성을 평가하였고 추후 Pilot plant 운전의 기본 자료로서 사용할 수 있게 하였다. 금속원소들을 분석하고 그 용출 특성을 파악함으로써 유출수에의 유입가능성을 판단하였다. 부상가능한 입자들을 분석함으로써 최적 입자크기와 주입조건을 조사하였다. 실험결과, iron dust는 무게비로 Fe가 약 25%, Ca가 약 27%, Al, Mg, Mn이 각각 1.6, 3.9, 2.3%를 차지하였고, Ca의 용출은 5시간 후에 대부분 이루어지고 이후부터는 안정화되는 경향을 보였으며 30 ㎛ 정도의 크기를 가진 입자는 물속에서 부유가능 한 것으로 판단되었다.

Iron dust 첨가에 따른 슬러지의 침강성을 분석하여 추후 Pilot-scale 실험의 기본자 료로 활용하였고 미생물의 활성도 측정을 통해 iron dust와 미생물의 상호작용을 연구 하였다. Lab-scale 실험으로 iron dust가 첨가된 슬러지의 탈수율을 조사함으로써 슬 러지 감량화 방안도 모색하였다. 침전된 슬러지가 상향 유속의 변화에 따fms 거동을 분석하여 iron dust의 주입에 따른 침전성을 평가하였다. 실험결과, Iron dust를 주입 한 경우 슬러지 층은 초기에 매우 빠른 침전을 보이며 주입량에 따른 차이가 분명하 게 나타남을 확인할 수 있었다. 이것은 iron dust의 큰 비중으로 인해 iron dust와 결 합한 슬러지의 침전성이 크게 향상되는 것으로 판단되었다. 또한, iron dust를 주기적 으로 주입하는 경우에는 미생물에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났다.

Lab-scale과 Pilot-scale 반응기를 구성하여 전체적인 공정의 안정성과 효율을 한 결 과, Iron dust을 첨가한 반응조가 그렇지 않은 반응조에 비해서 유출수 내 유기물 및 TN, TP 농도가 낮게 유지되었고 특히 iron dust를 넣은 경우가 슬러지 침전성 측면에 서 더 나은 것으로 나타났다.

Biomagnetite 공정 모델링 연구를 통해 2차 침전조 모델을 개발하고자 하였다. 일반 적인 활성슬러지 공정에서 2차 침전조는, 폭기조에서 넘어온 처리수 중 미생물을 침 전 분리시켜 깨끗한 상등액만 내보내는 역할과 침전조 하부에서 미생물을 농축한 후 폭기조로 반송시켜 전체 공정 내에 미생물 농도를 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 이와 같은 2차 침전조를 설계하고 갑작스런 유입수량의 증가로 인한 침전효율악화 등
을 예측한 후 제어하기 위해 2차 침전조 모델을 개발하였다.

 

 

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