인 고도처리를 위한 일체형 침전부상공정(SeDAF)의 슬러지 발생특성

목적:공공수역의 부영양화를 방지하기 위하여 환경부에서는 공공하수처리시설의 방류수 수질기준을 강화한 결과, 국내 하수처리시설에는 다양한 인 고도처리공정이 도입되었다. 기존의 인 고도처리시스템은 일반적으로 과도한 약품비 및 슬러지 발생 등의 문제를 안고 있기 때문에 새로운 공정의 개발이 필수적이다. 방법:본 연구에서는 침전과 부상분리를 통합한 일체형 침전부상공정(SeDAF)을 개발하고, 해당 공정의 운전조건을 최적화하기 위하여 여러 모의실험을 수행하였다. 수정된 Jar-test 기법을 사용하여 SeDAF 공정에서의 수질 변화 및 슬러지 발생특성을 집중적으로 분석하였다. 결과 및 토의:전 수질항목에서 침전공정 대비 침전부상공정의 제거효율이 우수하고 안정적인 것으로 나타났다. SeDAF 공정에서는 응집제 주입농도의 증가에 따라 슬러지 발생량이 4 mg･L-1 as SS/mg･L-1 as Al2O3씩 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 최적처리조건(최적 응집제 주입조건)에서 부상슬러지 및 침전슬러지 내 고형물질(suspended solids, SS) 및 총인(total phosphorus, T-P)의 부하비율(ratio)과 총 슬러지 대비 부상슬러지 내 SS 및 T-P의 부하분율(fraction)은 일정한 범위로 수렴하는 것으로 나타났다. 결론:슬러지 내 부하비율(ratio) 및 부하분율(fraction) 인자를 모니터링함으로써 일체형 침전부상공정(SeDAF) 운전조건의 적정성을 판단할 수 있는 것으로 나타났으며, 응집제 주입농도의 저감이 슬러지 발생량의 감소로 직결됨을 확인하였다. Objectives:In order to prevent eutrophication and algal blooms, Ministry of Environment in Korea reinforced the effluent standards of wastewater treatment facilities. As a result, many advanced wastewater treatment processes have been implemented nationwide. Current conventional treatment systems have usually been facing high operational costs and large sludge production problems. Therefore, it is essential to develop more economic and efficient process to cope with these issues. Methods:The sedimentation and dissolved air flotation (SeDAF) process has been developed, that integrates sedimentation and dissolved air flotation. Several simulation experiments were carried out to verify and optimize the operation conditions of the SeDAF process. Removal efficiencies of each water quality item and sludge mass balance were analyzed intensively in the SeDAF process using the modified jar-test. Results and Discussion:Removal efficiencies of the SeDAF process were higher and more stable than those of sedimentation process. Several ‘sludge production/coagulant dosage’ ratios were analyzed and the representative value of 4 mg･L-1 as SS/mg･L-1 as Al2O3 was obtained in the SeDAF process. Fractions of suspended solids (SS) and total phosphorus (T-P) in sludge were measured; the ratios of flotation sludge to sedimentation sludge and fractions of flotation sludge in total sludge had their typical convergence ranges for the conditions of optimal coagulant dosage. Conclusions:The ratios or fractions of SS and T-P in sludge could be applied as the evaluation indicators of the SeDAF process. The reduction of coagulant dosage could be corresponded directly to the reduction of sludge production. KCI Citation Cou