현재 처리가 곤란한 고농도 질소함유 폐수를 기존 처리방법을 개량하여 보다 반응안정성이 있고 적용성이 넓은 시스템을 개발ㆍ보급하여 폐수의 효율적 처리 및 에너지 절감효과를 극대화를 목표로한 본 연구개발은 주용 연구내용으로 개발시스템에 대한 기술검토를 수행하여 고효율 혐기성 소화조인 SHAD와 고정상 여재를 충진하여 접촉산화법을 이용한 폭기질산화조, 무산소조인 전탈지로, 후탈질조로 구성되는 주 생물반응조로 된 처리시스템 검토를 완료하였으며, 각각의 미생물 화학반응 및 제어인자를 조사하였다.

 

또한, 1차 실증PLANT를 설치할 고농도 질소함유 폐수배출원 중 문제시 되고 있는 축산분뇨(양돈)으로 결정하고, 대상폐수 적용업체로 전북 군산의 H농장으로 선정 완료하여, 양돈업계에 대한 수요조사를 실시완료 하였으며 현재, 양돈 농가는 분뇨처리에 대한 안정적인 처리시설의 미비로 해양투기 및 액비자원화로 대부분 처리하는 것으로 나타났으며, 특히 현행 법규상 공공처리시설로의 유입 처리가 어려운 중규모 농가에 대한 적정 처리시스템이 절실한 것으로 판단되었다.

적용대상 폐수에 대한 실증PLANT 설계를 위하여 Lab-PILOT을 3SETS 제작ㆍ설치하여 운전을 통한 처리효율 평가를 완료하였다. Lab-PILOT 운전결과 CODcr 4,560 ~ 7,530 mg/L 유입수를 생물학적 방법으로 73.7 ~ 85.5% 의 제거효율을 화학적 처리시 193 ~ 200 mg/L로 96% 이상 제거되는 것으로 나타났으며, 유입수의 NH3-N 510 ~ 980 mg/L 일때 94% 의 질산화로 T-N(NH3-N + NOx-N) 이 10.8 ~ 141.0 mg/L로 제거율이 81.5 ~ 98.7%의 제거되었다. 또한, 이를 토대로한 수처리학회지에 논문 게재를 완료하였다.

1, 2차연도에 걸친 실증PLANT를 설계, 설치 완료하여 2007년 11월부터 2009년 3월 현재까지 10㎥/day로 정상운전을 하고 있으며, 설치된 실증PLANT는 연구기간 동안의 운전 보완을 통해 각 인자의 처리효율은 CODcr 평균 9,703 mg/L에서 최종처리수(방류수)의 CODcr 평균 349 mg/L으로 96.4%의 제거효율을 보였고, 질소의 경우 DAF 설치 이후 NH3-N 평균 2,409 mg/L의 원수를 전탈질조-폭기질산화조-후탈질조의 주 생물반응조를 거친 후 T-N 평균 89.2%, 3월 11일 이후 97.1%가 제거되어 56.2 mg/L으로 나타나, 이는 공공처리시설 및 허가대상 정화시설 수질환경기준을 모두 만족하는 것이었다.

또한, SS 제거율은 유입 SS 평균 8,219 mg/L에서 43 mg/L로 평균 95.3%의 제거효율을 보였다.
처리시스템의 실증PLANT 운전유지비를 전력비, 약품비, 슬러지처리비로 평가한 결과 5,564 원/㎥로 계산되었으며, 이는 타 공공처리시설보다 슬러지처리비를 감안하더라도 45.2% 이상 경제적인 것으로 조사되어 본 연구개발결과로 인한 수환경보호와 함께 외국기술 대체 수입효과 및 축산농가 등 질소함유폐수배출 업종의 처리비 절감을 통한 경쟁력 향상을 기대할 수 있게 되었다.

 

 

[원문 파일첨부 참조]