□ 생물반응조(CNR 반응조)설비
1. 설비 개요
1) 개요
본 처리장의 CNR생물반응조는 기존의 활성슬러지 공법의 호기조를 혐기조,무산소조,호기조로
전환시키고 호기조내에 섬모상 생물막을 충진함으로서 증식 속도가 느린 질산화 미생물을 고
정하여 유기물 및 질소.인을 제거하는 하수의 생물학적 고도처리 기술이다.
2) 개략 Flow
최초침전지→혐기조.무산소조.호기조(호기조에서 내부반송 펌프를 이용하여 무산조로 24시간
이송됨)→최종침전지(잉여슬러지를 인발하여 잉여슬러지 저장탱크로 압송며 농축기를 이용하
여 분리작업을한후 탈수기 저장탱크로 압송됨)
3) 구성기기 목록
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품 번 |
명 칭 |
규 격 |
수 량 (예비) |
단위 |
동력 (Kw) |
비고 |
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M-401 |
유량조절밸브 |
전동식 버터플라이밸브 700mm |
1 |
개 |
2.2 |
|
|
M-402 |
유입게이트 |
슬루스게이트 전동구동 바깥나사식 W1,200mmXH1,200mm |
2 |
문 |
- |
|
|
M-403 |
포기조조절게이트 |
슬루스게이트 월류형 기어식개폐 바깥나사식 W600mmXH300mm |
20 |
문 |
- |
|
|
M-405 |
소포수노즐 |
카운터 웨이터형 10mmX7.0ℓ/min |
112 |
개 |
- |
|
|
M-406 |
수로산기장치 |
스테인레스파이프 다공관식 50mmXL3,200mm |
12 |
개 |
- |
|
|
M-501 |
수로포기용송풍기 |
로타리루츠블로워 125mmX10㎥/minX3,000mmAq |
2(1) |
대 |
11 |
|
|
M-502 |
유량계 |
오리피스 유량계 125mm |
1 |
개 |
- |
|
|
M2-401 |
호기조산기관 |
멤브레인 산기관 통기량:80~120ℓ/min(계열당 404개) |
1 |
식 |
- |
신설 |
|
M2-402 |
혐기조교반기 |
육상형 압축교반기(VVVF) 임펠라 직경:2,200mm,회전수14rpm이하 (Walk Way포함) |
4 |
대 |
0.55 |
교체 |
|
M2-403 |
무산소조교반기(1) |
육상형 압축교반기(VVVF) 임펠라 직경:2,200mm,회전수14rpm이하 (Walk Way포함) |
4 |
대 |
0.55 |
교체 |
|
M2-404 |
무산소조교반기(2) |
육상형 압축교반기(VVVF) 임펠라 직경:2,200mm,회전수14rpm이하 (Walk Way포함) |
4 |
대 |
0.55 |
교체 |
|
M2-405 |
내부반송펌프 |
Propeller in-Line Type(VVVF) 250mmX5.9㎥/minX1.2mH (Flap Valve, 유량계포함) |
4 |
대 |
3.7 |
신설 |
|
M2-406 |
여재 |
섬모상 생물막장치(시편포함,배플포함)W0.2mXL2.5mX2면 |
1 |
식 |
- |
신설 |
|
M2-501 |
호기조송풍기 |
단단 터보블로워 60㎥/minX6,100mmAq |
3(1) |
대 |
75 |
신설 |
|
M2-501 |
호기조송풍기 |
단단 터보블로워 24㎥/minX6,100mmAq |
1 |
대 |
37 |
신설 |
|
M2-502 |
공기조절밸브 |
전동식 버터플라이밸브(비례제어) 250mm |
4 |
개 |
0.4 |
신설 |
|
M2-503 |
유량계 |
오리피스 유량계 250mm |
4 |
개 |
- |
신설 |
|
M2-504 |
송풍기유지관리용크레인 |
서스팬션 크레인 3.0TonX4.6mHX10,0ml 권양:2.8Kw,주행:0.5X2Kw,횡행:0.5Kw |
1 |
대 |
4.3 |
신설 |
3)-1 혐기조
○ 규 격 : W9.0 X L4.04 X He5.0
○ 지 수 : 4지
○ 체류시간 : 0.78시간
3)-2 무산소조
○ 규 격 : W9.0 X L8.2 X He5.0
○ 지 수 : 4지
○ 체류시간 : 1.59시간
3)-3 호기조
○ 규 격 : W9.0 X L20.4 X He5.0
○ 지 수 : 4지
○ 체류시간 : 3.96시간
4) 목적 및 기능
본 공법은 질소와 인의 제거를 위한 목적으로 설치된 설비로 혐기조에서는 인 방출을 위하여
포기를 중지하고 혼합을 위한 교반기를 설치하며 무산소조에 서도 포기 대신 교반기를 사용
하며 혐기조와의 차이점은 호기조에서 내부반송이 유입되므로 질산성질소를 유입시켜 탈질시
키는 것이다. 호기조는 섬모상 생물막을 충진하여 증식속도가 느린 질산성 미생물을 부착하
여 질산화 효율을 상승시키고 인의 과잉 흡수가 일어나는 공정으로 전처리 과정에서 처리되
지 않은 용존성 BOD 및 COD와 NH4-N을 활성미생물을 이용하여 산화 분해시키는 설비로서 저
농도 유기물을 분해 시키기 위하여 접촉여재로 섬모생물막이 설치되어 있어 유입농도에 따리
부유 미생물량은 대체적으로 자연적으로 조절되나 인위적으로도 미생물의 최적 대사 조건을
감시 유지시켜 주어야 한다. 통상 유입수에 의한 부하변동을 고려하여 MLSS를 유지하여야 하
며 MLSS유지를 위한 반송슬러지의 양은 Valve를 이용하여 조작한다. 또한 슬러지 자기산화율
은 산소농도에 의하여 많은량이 조절되므로 산소농도를 적절히 제어하여 Pin Floc 발생량을
조절하여 하나 처리공정에 부하를 감소시켜야 하고 DO량은 경험적 수치에 의하여 조절해야
하나 대체적으로 하절기는 3~5mg/ℓ,동절기는 4~6mg/ℓ로 조절하는 것이 적당하리라 본다.
또한 조내의 사슬러지 영역이 있을수 있으므로 일주일에 한번 정도 DO를 강하게 한 두시간정
도 공급하여 사슬러지 영역을 제어해 주는 것도 필요하리라 본다.
4-1 CNR 공법 공정원리
① 생물학적 유기물 제거
- 혐기조에서 유기물 제거 : 원수내의 유기물은 Fermentation Substrate로 전환되어 미생물의 인방출시 소모된다.
- 무산소조 및 호기조 섬모상 생물막 내부에서의 유기물 제거 : 유기물이 무산소조 및 호기조의 섬모상생물막 내부의 탈질미생물에 의해 질산염의 탈질시 전자공여체로 이용됨으로서 제거됨.
- 호기조에서 유기물 제거 : 유산소 상태에서 효소(enzyme)를 이용하여 폐수내의 유기원을 산화분해과정에서 유기물 제거
② 생물학적 질소 제거
- 질산화(Nitrification)
o 섬모상생물막은 증식속도가 느린 Nitrosomonas, Nitrobacter, Acinetobacter등의 탈질/질산화 미생물을 고정화 →질소 처리효율을 향상
o 섬모상생물막의 부착미생물을 활용함으로서 부하변동에 강하다
o 특히 섬모상생물막에서 생물막의 두께가 두꺼워짐에 따라서 유기질과 DO확산도가 감소
→ 외부 : 호기성상태를 유지 →미생물의 활성도가 높다
→ 내부 : 임의성(또는 무산소)생물막을 형성 →질산화의 탈질화가 동시에 발생
o 질산화에 영향을 미치는 인자 : PH,DO,수온(Temperature,℃),SRT,독성물질
→내성이 강함
- 탈질화(Denitritrification)
o 무산소조 및 섬모생물막 내부 및 중부에서는 호기성조에서 질화반응에 의해 생성된 질산염
이 내부 반송되면 무산소상태에서 탈질균의 질산호흡,아질산호흡을 통해 N2O,No등의 형태로
환원되어 대기중으로 방출되는 탈질화(Denitritrification)반응이 일어난다
(NO3-)。- (NO3-)。=(RDN)(XV)(t)
③ 생물학적 인 제거
혐기조에서는 인의 방출이 호기조에서는 인의 과잉섭취가 이루어져 인의 처리가 가능하며 이
는 환경에 대한 Stress를 주어 과량의 인을 섭취하게 한뒤 인을 과다 섭취한 미생물을 잉여
스러지를 통하여 제거
※ Luxury-Uptake
(1) 미생물은 용존성 인을 과다섭취 할 수 있다
(2) 미생물들은 혐기상태에서 Fermentation Substrate를 소모하고 인을 방출한다.
(3) 호기상태에서 세포질을 생산하고 세포질에 인을 PHB상태로 저장한다.