일반기술

전무산소-혐기-간헐포기를 이용한 하수 고도처리기술(STAR 공법)

STAR 공정은 전무산소조(Pre-Anoxic)→혐기조(Anaerobic)→간헐포기조(Intermittent Aeration)→2차침전조(Secondary Clarifier)와 2차침전조에서 전무산소조로 가는 반송라인(Return Activated Sludge)으로 구성된다. 간헐포기조 뒤에는 고부하시 유기물질의 완전한 제거를 위해 선택포기조(Optional Post Aeration Tank)를 두기도 한다. 유입하수는 혐기조에 약 80%가 분주되고 전무산소조에 약 20%가 분주된다. 간헐포기조는 비포기/포기조건을 타이머, ORP 등을 이용하여 제어한다. - 생물학적 과잉인 섭취를 통한 인제거 생물학적 인제거는 인을 과잉섭취한 잉여오니를 제거하는 것에 의해 이루어진다. 인제거 미생물(PAO)은 혐기상태에서 세포안에 저장된 Poly-P를 분해할 때 생기는 에너지를 이용하여 유기물을 흡수하여 PHB나 PHV 등의 형태로 저장하고 유리된 인을 세포 밖으로 방출한다. PAO는 호기/무산소 상태로 바뀌면 체내에 저장했던 유기물을 사용하여 에너지를 만들어 성장과 인의 과잉섭취에 사용하게 된다. - 반송슬러지(RAS)중의 질산기 제거에 의한 인제거 효율향상 슬러지 반송(RAS)을 통해 혐기조에 유입되는 질산기는 Poly-P 미생물의 인방출에 악영향을 미친다. STAR 공정에서는 혐기조 앞에 HRT 약 0.5∼1시간 정도의 전무산소조와 분주유입장치를 두고, 혐기조 유입전에 질산기를 전무산소조에서 탈질시킴으로써 혐기조내 인방출 효율을 향상시킨다. -간헐포기조에서의 질소제거 간헐포기조에서의 질소제거는 호기상태와 무산소상태를 교대로 반복시켜 질산화 및 탈질이 일어나도록 한다. 간헐포기조의 운전은 포기 시간에는 교반기(Mixer)를 끄고 블로워(Blower)를 돌려 포기만 시켜 암모니아성 질소를 질산화 시키고, 비포기 시간에는 블로워를 끄고 교반기만 켜 무산소 상태를 유지해 질산성 질소를 탈질시킨다. -전무산소조에서의 질소제거 전무산소조는 반송슬러지가 혐기조로 들어가기 전에 반송슬러지중의 질산기를 제거한다. 질산기 제거는 내생호흡에 의해서는 충분히 얻을 수 없기 때문에 유입하수의 약 20%를 유입시켜 탈질율을 향상시킨다.1.기술적효과 - 기계 및 계장설비의 발전 - 질소, 인 제거를 위한 교반기의 제작 및 운전에 필요한 기술의 발전 - 단시간에 슬러지를 농축하는 원심농축기 등의 기계의 개발 예상 - 수중믹서등의 기계발전 기대 - 간헐포기 공정의 경우 ORP, PH, DO를 자동적으로 계측하여 타이미을 결정하는 software의 상용화 2. 경제적 효과 - 호소의 녹조 현상을 방지함으로써 상수처리에 소요되는 비용절감 - 연안에서의 적조현상을 막음으로 양식, 어폐류에 미치는 피해를 막음으로 경제적 실익기대 - 외국업체에 기술료를 지불하지 않아도 된다 3. 특 징 - 공정의 구성 및 운전이 단순함 - 간헐포기방식이기 때문에 내부반송라인과 무산소조가 없기 때문 - 간헐포기시간을 조절함으로써 유량, 수온, 부하 변동에 대하여 매우 유연한 운전이 가능함 - 동절기에 질산화 시간을 늘임으로서 완벽한 질산화가 가능하고 안정적인 처리가 가능해짐 - 우기시 유량이 증가하여도 충분한 포기시간을 줄 수 있어 안정적인 처리가 가능 - 운전이 매우 단순하고 쉬움 - 간헐포기 시간을 ORP/Timer 조합 시스템에 의해 컴퓨터로 조절함으로써 운전이 매우 단순해짐 - 컴퓨터를 이용한 무인자동화로 운전 효율이 극대화 됨 - 에너지 절감 - Blower 및 수중포기기를 인버터에 의해 최적으로 제어함으로서 에너지 이용효율이 높음 - 내부반송이 없고 간헐포기를 수행하기 때문에 하절기에는 포기 시간을 줄임으로써 에너지 절감 - 전무산소조와 유입수 분주 유입에 의해 반송수 중의 의 영향이 적고 혐기조의 인제거 효율을 극대화시킴 - 탈질 기능이 있는 인제거 미생물의 존재가 확인됨 - 무산소 상태에서 호기시 세포 내부에 저장해 놓은 내부 탄소원을 이용해 탈질이 가능하므로 탈질효율이 높아짐