RO 농축수 처리를 위한 SBR 공정 적용에 관한 연구

김일회(Il Whee Kim),주현종(Hyun Jong Joo) 大韓環境工學會 2012 대한환경공학회지 Vol.34 No.2

본 연구는 역삼투공정에서 발생하는 농축수의 생물학적 처리에 관한 것으로, SBR공정의 처리성능 및 부하변동과 온 도변화에 따른 효율을 평가하였다. SBR공정의 cycle당 HRT가 각각 8시간과 12시간으로 2가지 형태로 공정운전이 이루어졌으 며, RO농축수의 낮은 C/N비 때문에 효과적인 탈질을 위해 메탄올을 주입하였다. 유량과 온도의 변화에도 SBR공정의 질소제 거 효율은 비교적 안정적인 것으로 나타났다. SBR공정의 최적 time cycle은 2 cycle/day이지만, 3 cycle/day 조건에서도 방류 수 TN 농도가 수질기준 이하로 나타났다. 평가결과 RO 농축수 처리를 위한 SBR공정의 적용은 효과적이었으며, 폐수처리장 설계에 활용이 가능할 것이다. SNR과 SDNR은 각각 0.043~0.066 kg NH₃-N/kg MLVSS·day와 0.096~0.287 kg NO₃ --N/kg MLVSS·day로 나타났다. 도출된 동역학적인자는 RO농축수 처리에서 포기조와 무산소조 설계에 적용이 가능할 것이다. In this study, Application of sequencing batch reactor (SBR) process for RO retentate treatment was performed. Efficiency of treatment by load and temperature variation was tested. The SBR process was operated two types as HRT per one cycle was 8 and 12 hours, respectively. Methanol was injected for an effective denitrificaion owing to low C/N ratio of the RO retentate. TN removal efficiency of the SBR process was relatively stable at the change of flow-rate and temperature. The optimum time cycle of SBR process was 2 cycle/day for TN removal, and in the case of 3 cycle/day, the effluent TN concentration was found under the effluent quality standard. In the result of assessment, the application of SBR process for RO retentate treatment was effective and could be utilized to design for the wastewater treatment plant. The specific nitrification rate (SNR) and specific denitrification rate (SDNR) were 0.043~0.066 kg NH₃-N/kg MLVSS·day and 0.096-0.287 kg NO₃ --N/kg MLVSS·day, respectively. The derived kinetic could be applied for design to the aerobic and anoxic tank in the RO retentate treatment.

소규모 하수처리를 위한 M-SBR 시스템 연구

조진우(Jinwoo Cho),신재훈(Jaehoon Shin),정태영(Tae-Young Jeong),정형근(Hyung-Keun Chung) 유기성자원학회 2017 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.3

본 연구는 SBR 공법과 MBR 공법을 결합하여, 기존의 SBR 공법을 이용하고 있는 소규모 하수처리장의 유기물질과 질소를 효율적으로 처리하기 위한 연구다. 과거 수질 오염 처리시설에는 재래식 처리공정에 의한 처리시설이 대부분을 차지하고 있었으나, BOD, TN, TP의 처리효율 측면과 유량 변화에 대응하기 힘든 한계를 가지고 있다. 이런 단점을 보완하기 위한 다양한 SBR(Sequencing Batch Reactor) 공법들이 개발되었고이러한 공법들은 유입 유량의 변동이 심한 소규모 하수처리장에 적합하지만 이 또한 처리효율 측면에서 한계를 가지고 있다. 현재 국내 및 세계 수처리 시장에는 이러한 문제점을 해결할 목적으로 다양한 수처리 시설이 적용되고 있으며, 분리막(Membrane)도 이러한 고도 처리 시설 분야 중 하나이다. 국내에서도 MBR 공정이 차지하는 비율은 28.2% (2008년)임을 보면 MBR 공정의 비중이 상당함을 알 수 있다. 분리막을 이용한MBR(Membrane Bio-Reactor)은 항상 우수하고 균일한 처리효율을 나타내며 BOD와 COD, SS 처리 측면에서 뛰어난 효율을 보인다. 그러나 MBR 단독 공정의 경우 분리막의 세정 주기가 짧고, 분리막을 세정하는 동안 수처리가 불가능하며, 세정 시 반응조 내부의 막 모듈을 상부로 인양하여 약품처리 후, 다시 반응조에 막 모듈을 재설치하는 여러 단계의 처리 과정을 거쳐야 한다는 단점들이 있다. 위의 두 가지 공정의 단점들을 보완하기 위해 SBR 공법과 MBR 공법을 결합한 MSBR(Membrane-coupled Sequencing Batch Reactor)들이 개발되고 있는 추세이다.

The Study of Modified Sequencing Batch Reactor Process for Small Advanced Wastewater Treatment

한운우(Han Woonwoo),김규형(Kim Kyuhyoung) 한국지반환경공학회 2008 한국지반환경공학회논문집 Vol.9 No.3

본 연구는 소규모 하수고도처리시설에 대해 변형 연속회분식공정을 적용하여 그 효용성을 평가하였다. 변형 연속회분식공정은 단일 반응조 내에서 유기물질 및 질소, 인 등이 제거되며 유입수의 유량 및 수질특성에 의해 적합한 운전방식을 선택할 수 있다. 각 공정의 기능 향상을 위해 원수 유입조건의 제어, 간헐 폭기방식에 의한 무산소 및 호기조건의 적절한 분배 그리고 처리수와 잉여슬러지의 고액분리를 위한 처리수 배출장치의 적용을 설계된 유량 및 수질에 비해 낮은 부하 조건임에도 1일 3Cycle 운전모드로써 안정적인 처리효율을 나타냈다. 평가결과 유기물질 제거효율은 BOD의 경우 평균 120.4mg/L에서 6.8mg/L로 94.4%, CODMn은 95.7mg/L에서 11.0mg/L로 88.5%의 처리효율을 나타냈다. T-N의 제거효율은 평균 32.2mg/L의 유입수 농도에 대해서 약 69.6%, T-P의 경우는 유입수 농도 4.65mg/L에 대해 73.6%의 처리효율을 나타냈다. 동절기 평균 T-N은 T-P의 처리효율은 58.8%, 68.5%로 약간 감소하였지만 안정적인 처리효율을 나타냈다. 1차 무산소ㆍ호기조건에서 BOD는 90%, T-N은 67% T-P는 46% 정도로 제거되었으며 T-P는 2차 무산소ㆍ호기조건에서 약 70%정도 제거되었다. 따라서 유입수의 간헐유입과 무산소ㆍ호기조건의 적정한 분배에 의해 질산화, 탈질 및 인의 과잉섭취에 유기물이 적절히 이용된 것으로 평가되어 소규모 고도하수처리시설에 적합한 공정으로 판단된다. This study was carried out to estimate the performance of modified sequencing batch reactor (SBR) process by the application of SBR process for small advanced wastewater treatment plant. Organic, nitrogen and phosphorus were able to remove in the unit reactor by SBR process and it would be able to select the suitable operation method. The plant was operated to achieve high performance with influent control, optimum anoxic/oxic condition using intermediate aeration method, and solid (sludge)/liquid (effluent) separation by modified decanter. The optimum operating mode was 3Cycles a day and intermediate input and aeration. Under these conditions, the treatment efficiencies were good with 60% of designed flow rate and low influent quality. When the influent concentrations of BOD and CODMn were 120.4mg/L and 95.7mg/L, respectively. The effluent concentrations of BOD and CODMn were 6.8mg/L, and 11.0mg/L, respectively. The average removal efficiencies of BOD and CODMn were 94.4% and 88.5%, respectively. The removal efficiencies of T-N and T-P were 69.6% and 73.6%, respectively when the average T-N and T-P concentrations were 32.2mg/L and 4.65mg/L, respectively. The T-N and T-P removal efficiencies were slightly decreased to 58.8% and 68.5%, respectively in the winter season but its were also stable efficiencies. BOD, T-N and T-P were removed by 90%. 67% and 46% respectively in the first anoxic/oxic codition, in addition to T-P was removed by 70% in the second anoxic/oxic condition. From the results, modified sequencing batch reactor (SBR) process is suitable for small advanced wastewater treatment.

유용미생물을 적용한 선박오수용 SBR공정에 관한 연구

김인수(In-Soo Kim),이언승(Eon-Sung Lee),하신영(Shin-Young Ha),오염재(Yeom-Jae Oh),Kelvin I Ekpeghere, 고성철(Sung-Cheol Koh) 한국항해항만학회 2010 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.추계

본 연구는 선박용 오폐수처리장치 개발을 위하여 기존의 활성슬러지로 운영하는 SBR공법에 유용미생물제제( BM)를 투입하여 Lab scale의 기초 실험을 수행하였다. 장치 운영 결과 BM 도입 시 SBR의 단일 공정으로 IMO의 규제 기준을 모두 만족하였으며, 오염물질의 처리 효율 향상과 더불어 안전적인 유출수질을 나타내었다. 또한 생물학적 처리 시 발생할 수 있는 악취 문제와 미생물의 효과적인 제어가 가능하여 오수처리 공정 관련 전문가가 동승할 수 없는 선박이라는 특수 환경을 고려할 때 BM의 적용은 매우 유용할 것으로 판단된다. Lab scale experiment was carried out to study applicability of BM (Beneficial Microorganisms) to the conventional SBR system for the shipboard sewage treatment. BM has been successfully applied to the wastewater treatment by the SBR process and hence this system maintained a stable effluent quality together with an increased treatment efficiency, meeting the requirements of IMO regulations. The SBR system facilitated by BM would be a suitable process for cruise ships in terms of the malodor control, treatment efficiency and operation conveniences.

선박용 오수처리를 위한 SMSBR에서 ORP가 T-N 제거율에 미치는 영향

정진희 ( Jin-hee Jung ),윤영내 ( Young-nae Yoon ),이슬기 ( Seul-kee Lee ),이승철 ( Seung-chul Lee ),한영립 ( Young-rip Han ),정병길 ( Byung-gil Jung ),최영익 ( Young-ik Choi ) 한국환경기술학회 2015 한국환경기술학회지 Vol.16 No.5

본 연구는 IMO 국제기준 MEPC. 227(64)의 기준을 충족하는 선박용 고도수처리장치에 SBR 및 MBR 복합공정을 적용하여 SBR조의 ORP 변화에 따른 T-N의 제거효율 변화를 연구하는데 그 목적이 있다. 원수는 실험을 위해 제작된 화장실에서 배출된 오수를 이용하였으며, SBR 반응조의 운전조건을 2가지로 나누어 평가하였다. Condition 1에서는 폭기 90분, 침전 30분, 교반 15분 및 침전 15분으로 진행되었으며 Condition 2에서는 폭기 180분 및 교반 60분으로 별도의 침전시간 없이 공정을 진행하였다. Condition 1의 경우 폭기시간 이후 ORP는 침전 및 교반시간이 진행됨에 따라 서서히 감소하는 경향을 나타내었으며, 이를 통해 무산소 조건이 제대로 형성되지 않았다고 판단된다. 또한 Condition 1에서 T-N 제거율은 39.32%로 나타났다. Condition 2의 경우 폭기시간 이후 교반 중 비교적 급감하는 경향을 나타내었고 T-N 제거율은 92.52%로 나타나 ORP의 변화 폭이 큰 Condition 2의 운전조건이 T-N 제거에 더 유리하게 작용하였다고 판단된다. This study has investigated the variations of T-N removal efficiency by ORP change at an advanced shipboard sewage treatment that can satisfy the standards of IMO MEPC. 227(64). Raw water was supplied from the toilet built for this experiment. We have evaluated two operating conditions in SBR process. Condition 1 was operated for 90 mins(aeration), 30 mins(sedimentation), 15 mins(mixing) and 15 mins(sedimentation). Condition 2 was operated for 180 mins(aeration) and 60 mins(sedimentation). In condition 1, ORP showed dropped slowly that means anoxic condition was not formed completely, and T-N removal efficiency was lower(39.32%). On the other hand, condition 2, ORP was relatively dropped rapidly, and T-N removal efficiency was higher(92.32%). Condition 2 is much better removed efficiency for T-N removal than condition 1 because of big variations of OPR, in condition 2.

SBR 공정을 이용한 자가 영양 미생물 우점화에 관한 연구

주현종,김성철,김영호,이광현 대한건설환경학회 2003 건설환경연구 Vol.2 No.4

SBR 공정에서 유기물 부하변동과 운영cycle에 따른 질소 제거특성

정원숙 ( Jeong Won-suk ),이재근 ( Lee Jae-kune ),이광호 ( Lee Kwang-ho ) 한국환경기술학회 2001 한국환경기술학회지 Vol.2 No.4

SBR 형태의 접촉 안정형 공정에서 축산폐수의 용존 유기물 흡착 특성

류홍덕(Lyu Hong Deog),민경국(Min Gyeong Gug),이상일(Lee Sang Il) 大韓環境工學會 2003 대한환경공학회지 Vol.25 No.12

개인하수처리시설의 평가와 ANO-GS-SBR공정의 질소저감 영향인자 분석

김지연 ( Ji-yeon Kim ),현길수 ( Kil-soo Hyun ) 한국수처리학회(구 한국수처리기술연구회) 2021 한국수처리학회지 Vol.29 No.2

Individual sewage treatment process (ISTP) is classified into a sewage treatment system which treats all the domestic sewage and a water-purifier tank which treats only effluent flushing from the toilet. The granular sludge-sequencing batch reactor (GS-SBR) represent an attractive alternative to the ISTP due to their small footprint and their low energy consumption and excess sludge production. The objectives of this study is to analyze an operating factors of the ISTP for enhancing nitrogen removal and to figure out the performance of anaerobic/oxic GS-SBR as an alternative of ISTP (activated sludge process, contact oxidation process, biofiltration process). As a result, the efficiencies of the real ISTP showed a very fluctuating effluent qualities (BOD 0.5-47.6 mg/L, COD 1.4-71.1 mg/L, T-N 1.1-114.7 mg/L, T-P 0.073-15.041 mg/L). This indicates an alternative of cost-effectiveness process is needed to enhancing nitrogen removal rate despite a fluctuating influent concentration. As an alternative to the ISTP, the GS-SBR performance achieved high nitrogen efficiencies of <79.8 % at influent carbon/nitrogen (C/N) ration of 1-3, the food/microorganism (F/M) ratios of 0.25kgCOD /kgMLVSS/d, and the operation mode of aeration/non-aeration (1.5:1-3:1). This result indicates the anaerobic/oxic GS-SBR could be used as an alternative of the ISTP to improve the river water quality.

변형 연속회분식 활성슬러지공정의 동절기 하수처리특성 및 성능개선을 위한 연구

김지연,이석주,김홍찬,강광원 한국수처리학회 2024 한국수처리학회지 Vol.32 No.2

. When sequencing batch reactors (SBR) are used as small-scale sewage treatment plants, operational challenges arise from influent fluctuation and the inflow of unknown water due to the aging of sewage pipes. In particular, there are several operational problems due to the decrease in water temperature in winter. In this study, the operational performance of the Pumyang SBR (PSBR), a modified SBR with influent fluctuation and temperature, was analyzed. The reaction cycle of PSBR, with a hydraulic retention time (HRT) of 6 h, consists of filling (30-40 min), anaerobic conditions (60-90 min), aerobic conditions (90-120 min), settling (90-120 min), sludge transfer (5-10 min), and drawing (20-30 min). As a result, the concentrations of total organic carbon (TOC) and suspended solids in effluent water significantly changed depending on the temperature, with TOC being particularly affected. In winter, total phosphorus was reliably removed at influent sewage temperatures of <11℃, although treatment efficiency for total nitrogen tended to decrease. During the pilot plant operation, the food-to-microorganism (F/M) ratio ranged from 0.01 to 0.07 kg BOD/kg MLSS, corresponding to a mixed liquor suspended solids (MLSS) range of 1,550-2,960 mg/L. These findings indicate that the PSBR exhibited higher microbial density and faster settling than conventional activated sludge reactors. The results of this study will serve as fundamental data for the operation of small-scale sewage treatment facilities during winter.