열수가압반응 탈리액의 외부탄소원으로 적용가능성 평가에 관한 연구
Feasibility Study of External Carbon Source from Thermal Hydrolysis Reaction
- 주제(키워드) 열수가압반응 , 탈리액 , 외부탄소원
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 정윤진
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 환경공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
오늘날 인구의 증가와 산업발달로 인한 물의 수요증대 및 사용수의 재처리 문제 등 수자원의 확보와 유지, 보호는 매우 중대한 과제로 부각되고 있다. 산업발전에 따른 국민의 삶의 질 향상은 매년 물의 수요량을 증가시킨 동시에 하천 오염을 가중시켰다. 그리하여 많은 하수처리장이 건설되었고 그에 따른 하수슬러지의 발생량도 점차 증가하였다. 현재 우리나라 하수처리장에서 발생되는 하수슬러지는 생물학적 안정화 공정을 거친 후 기계적 탈수를 통하여 해양배출, 매립, 소각, 재이용 등과 같은 최종 처분을 하고 있다. 최근 조사에 의하면 2005년 기준으로 하수슬러지의 해양배출의 비율(77.9%)이 다른 최종 처분보다 가장 높았고 그 비율은 매년 늘어나고 있는 추세로 나타났다. 하수처리장내 생물학적 처리공정에서 만족할만한 처리수를 얻기 위해서는 유입수의 유기물 농도와 총질소 농도의 비(C/N비)가 적절히 유지되어야 한다. 국내에 적용된 생물학적 영양염류 제거 공정의 효율 저하 원인은 유입 원수의 낮은 C/N비로 인한 탄소원 부족으로 지적되고 있어 외부탄소원의 공급이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 생물학적 영양염류 제거를 위한 외부탄소원으로서 열수가압 탈리액의 효과에 대하여 알아보고자 C/N비가 낮은 하수를 연속식 생물반응기 공정에 공급한 후 열수가압반응 탈리액을 주입하여 C/N비 변화에 따른 유기물과 질소의 제거효율을 조사하였다. 실험 결과 COD/TKN비를 5:1로 조절하였을 경우 열수가압탈리액 200℃의 유기물 및 질소 제거 효율이 250℃보다 우수하였으며 COD/TKN비를 3:1로 낮추었을 경우에는 열수가압탈리액 250℃의 효율이 우수한 것으로 나타났다. 또한, 순수탄소원과 비교하여도 효율이 떨어지지 않는 것으로 나타났다 그러므로 열수가압 탈리액을 C/N비가 낮은 국내도시의 하ㆍ폐수 처리에 외부 탄소원으로 적용한다면 효과적으로 하수슬러지 문제를 해결함과 동시에 저비용으로 생물학적 영양염류제거 공정을 운영할 수 있을 것으로 기대된다.
more초록/요약
Nowadays, the protection and maintenance of the liquid resources like the demand of water and recycling of water become a very important issue caused by the population growth and industrial development. Improvement of quality in life caused by industrialization in Korea led the amount of water demand has been increased every year and the pollution of river augment. Therefore, many municipal wastewater treatment plant have been built and the production of sewage sludge has increased. Now, sewage sludge produced in sewage treatment plants of Korea is treated as following processes : thickening, stabilization, dewatering and ultimate disposal. According to our most recent survey revealed that Ocean dump rate (77.9%) of Sewage sludge has become the highest in 2005 and it is increasing every year. The ratio of carbon to nitrogen sources (C/N ratio) is important to satisfy the water purification level in biological treatment processes of municipal wastewater treatment plant. Due to low carbon contents in wastewater, the removal efficiency was decreased in biological nutrients removal process. In this research, the effect as external carbon source of thermal hydrolysis reaction liquid product(T.H.L) was studied. The effects of T.H.L addition into wastewater that had low COD/TKN ratio in bio reactor process on Organic compound and nitrogen removal efficiencies were investigated Experiments were conducted at various C/N ratio with a continuous flow system under aerobic and anoxic condition. The result of the continuous experiments showed that organic compound and nitrogen removal efficiency of T.H.L 200℃ increased as COD/TKN ratio become 5:1 and increased T.H.L 250℃ as COD/TKN ratio become low(3:1) Also, experiment results showed that removal efficiency of T.H.L has a look of Glucose. Therefore, the efficient nutrients removal process can be established when T.H.L and wastewater that has low C/N ratio are simultaneously fed into bio reactor.
more목차
제1장 서론 = 1
제2장 이론적 고찰 = 5
제1절 하수슬러지의 성상 및 특성 = 5
2.1.1 하수슬러지의 성상 = 5
2.1.2 하수슬러지의 특성 = 7
2.1.3 국내 하수슬러지의 발생 및 현황 = 11
제2절 생물학적 질소제거 = 15
2.2.1 생물학적 질소제거 개요 = 15
2.2.2 질산화(Nitrification) = 18
2.2.3 탈질산화(Denitrification) = 28
제3절 외부탄소원 = 39
2.3.1 외부탄소원의 개요 = 39
2.3.2 외부탄소원의 종류 = 41
제4절 열수가압반응 = 52
2.4.1 열수가압반응(Thermal Hydrolysis Reaction) = 52
제3장 실험장치 및 방법 = 54
제1절 열수가압반응 System = 54
제2절 생물학적 질소제거 System = 57
3.2.1 혐기조(Anaerobic reactor) = 59
3.2.2 무산소조(Anoxic reactor) = 60
3.2.3 호기조(Aerobic reactor) = 60
제3절 외부탄소원 주입실험 = 61
3.3.1 유입시료 성상 = 61
3.3.2 열수가압반응 탈리액 = 63
3.3.3 실험방법 = 64
3.3.4 분석방법 = 65
제4장 결과 및 고찰 = 67
제1절 유기물 제거 = 67
4.1.1 COD 제거 = 67
제2절 질소 제거 = 83
4.2.1 NH3-N 제거 = 83
4.2.2 NO3-N 제거 = 91
제3절 미생물량 거동특성 = 99
4.3.1 C/N비 변화에 따른 미생물량 거동특성 = 99
제5장 결론 = 101
참고문헌 = 103
Abstract = 108
