[논문자료] 연속회분식반응기 공정의 하이드로사이클론 도입 하수처리 최적 운전특성

출처: 픽사베이

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하수 처리에 생물학적처리인 활성슬러지 공정 및 그 변형 공정이 전 세계적으로 오랜기간 적용되고 있다(Demoulin et al., 2001). 하수 내에는 서로 다른 물리적, 화학적 특성을 가진 오염물질이 있어 제거를 위해서는 상이한 조건을 유지하는 반응기가 필요하다(Chu et al., 2021). 처리한 후에도 바이오매스와 처리수를 분리하기 위해 침전조가 필요하다(Carlsson, 1998). 두 가지의 이유로 인하여 하수처리장은 큰 부지가 필요하게 된다(MOE, 2012). 압축적인 하수처리장운영을 위해서 선택할 수 있는 대안은 연속회분식반응기(sequencing bioreactor, SBR)가 있다. SBR은 하나의 반응기에서 시간 순차적으로 유입, 호기, 무산소, 혐기, 침전, 유출이 일어난다(Kim and Ahn, 2019a,b). 이를 통하여, 하나의 반응기에서 여러 조건을 형성하여 유기물질, 질소, 인을 처리할 수 있다. 또한, 처리시간을 조절하여 유동적인 운영이 가능하며 유입 부하가 변하더라도 목표 수질에 도달할 수 있다(Choi and Mo, 2021).

논문 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO202213159108619

 

AGS가 접종된 SBR과 AGS 선별분리기인 하이드로사이클론의 pilot plant (50 m3 /day) 운영을 통한 특성을 평가하였다.

 

1) Pilot plant 운영결과 최적 운전 조건은 하루에 6cycle (유입, 침전, 폭기, 유출/휴지 각각 60, 15, 120, 45 min)이며, 하이드로사이클론의 가동시간은 cycle당 10분간 운영할 때이다. 해당 조건에서 오염물질의 제거효율이 높고 안정적이였으며, AGS 입자크기가 커졌다.

 

2) 최적 운영조건인 Stage 5에서의 TOC, SS, TN, TP의 유출수 농도는 각각 6.89±1.4 mg/L (제거효율: 91.7±1.7%), 7.33±0.69 mg/L (제거효율: 94.7±2.5%), 7.33±0.69 mg/L (제거효율: 83.4±2.1%) 그리고 0.2± 0.07 mg/L (제거효율: 95.8±1.4%)로 지역 방류수수 질기준을 모두 만족하였다. 다만, 인의 경우에는 경계에 있는 바, 응집제 처리공정을 도입할 필요가 있다.

 

3) Pilot plant 운영 초반에는 MLSS의 농도의 변동이 있었으나, AGS/MLSS 비율은 86.5±1.3%로 일정하게 유지되었다. 이는 AGS 선별분리기가 가동되어 미세슬러지는 제거되고 AGS의 유출을 억제한 결과로 보인다. AGS/MLSS의 비율은 일정함에도 불구하고, SVI30은 점차 개선되어 72 mL/g에 도달했다. 이는 AGS 입자 크기가 성장된 결과로 볼 수 있다.

 

4) 광학현미경 사진으로 입자의 크기가 커졌을 뿐만 아니라, 표면이 매끈하고 조밀한 형태로 형성된 것으로 보였다.

 

5) 밸트형 AGS 선별분리기에 비하여 본 연구에서 제시한 AGS 선별분리기의 소요부지와 전력은 각각 27.5%, 83.8% 절감되었음에도 불구하고 동등한 선별분리 성능을 보였다.

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중합 반응기

- 원리

원료 탱크와 반응조를 공정에 맞게 구성할 수 있으며 기밀이 유지되는 주, 보조 Vessel에 샘플을 장입하고 유지시간, 온도, 혼합이 이루어지도록 RPM을 설정한 뒤 각 단계별 단량체와 기타 샘플을 선택적으로 투입하여 원하는 중합 반응 공정을 수행합니다.

- Application

화학	중합효소연쇄반응으로 DNA를 수백만 배 증폭하는 PCR기술
	중합 반응이 거듭되면서 생성된 고분자 나일론 긴 사슬 (플라스틱)