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자연현상을 이용한 질산화-탈질공정에 의한 하수처리장 유출수의 질소제거
Reduction of the Nitrogen in the Secondary Effluent by the Hybrid Sequential Aerobic-Anoxic Natural System

김영철   (한서대학교 환경공학과UU0001506  ); 정팔진   (전북대학교 환경공학과UU0001120  ); 안익성   ((주) 롯데건설CC0116455  );
  • 초록

    본 논문은 호기-혐기 조건이 연속적으로 반복 운영되는 자연정화시스템의 질소제거에 관한여 연구하였다. 조류 광합성 활동을 극대화한 산화지(WSP: Waste Stabilization Pond)에서 호기조건을, 부레옥잠 잎과 줄기에 의해 태양광이 차단되어 산화지로부터 유입된 조류의 내호흡과 뿌리에 부착된 미생물 호흡에 의해 혐기조건이 형성되는 WHP(Water Hyacinth Pond)를 조합하여 운전하였다. Pilot plant는 2개 계열로 구성하여 운전하였다. 첫번째는 WHPs와 WSPs로 조합하였고, 두번째는 WSP와 질산화와 탈질화에 대한 식물의 효과를 평가하기 위해 대조반응조로 태양광을 차단한 반응조(DPs: Dark Ponds)를 조합하였다. 연구결과에 따르면 질소에 대한 전체적인 제거능력은 WSP-WHP에서 발휘되었으며 약 86%가 감소되었고 대조반응조 WSP-DP에서는 36%가 감소되었다. 대부분 질소는 WSP에서 질산화 된 후 WHP에서 탈질에 의해 제거되었다. 탈질이 원활히 수행될려면 외부탄소원이 필요한데 수생식물조 하부 수층에서 조류의 부패로 탄소원이 공급되었다. 그리고 WSP-WHP 시스템은 인 제거에도 매우 효과적이었다. WSP-WHP에서 인 제거율은 81%인 반면에 WSP-DPs에서는 단지 16%에 불과했다. 이들 두 시스템간의 인 제거율의 차이는 아마도 식물증식과 식물 뿌리에서 생산된 Extra-cellular 물질에 기인한다고 여겨지며 이러한 부분에 대해서는 향후 심도 있는 연구가 진행되어야 할 것이다.


    In this paper, performance of a hybrid sequential aerobic-anaerobic natural system was investigated. Continuous aerobic and anoxic conditions were created by alternatively placing waste stabilization pond (WSP) and wale. hyacinth pond (WHP). Two pilot-scale treatment lines were built and operated; The first consists of WSP integrated with WHP and the second of WSP connected with Dark Pond(DP), namely control system ponds which were used to examine the effects of water hyacinth on nitrification and de-nitrification. The overall performance in nitrogen was 86% reduction in WSP-WHP and 36% in WSP-control pond system. Nitrogen was mostly removed by nitrification and de-nitrification which simultaneously occurred in the same water hyacinth ponds. For the de-nitrification, benthic layer was found out to be adequate support as a carbon source. In addition, WSP-WHP system was very effective in reducing phosphorus. Overall P removal efficiency in WSP-WHP is 81%, while it is only 16% in WSP-control. difference in phosphorus reduction between those two systems is thought to be caused by the plants and probably their roots producing extra-cellular materials, but these aspects need to be further studied.


  • 주제어

    탈질화 .   질산화 .   수생 부레옥잠지조 .   산화지.  

  • 참고문헌 (8)

    1. Kim, Y., Kim, W., 'Roles of water hyacinths and their roots for reducing algal concentrations in the effluent from waste stabilization ponds,' Water Res., 34(1), 3285-3294(2000) 
    2. Crities, R, Tchobanoglous, G., 'Small and decentralized wastewater management systems,' McGraw-Hill(1998) 
    3. Harrelson, M. E., Cravens, J. B., 'Use of microscreens to polish lagoon effluent,' Journal of Water Pollution Control Federation, 54(1), 36-42(1982) 
    4. Wolverton, B. C., McDonald, R. C., 'Water hyacinths for upgrading sewage lagoons to meet advanced wastewater treatment standards, part 1.' NASATM-X7279. National Space Tech. Lab., National Aeronautics and space Admin., Bay St, Louis, Miss(1979) 
    5. Kim, Y., Giokas, D., 'Design of the water hyacinth ponds for removing algal particles from waste stabilization ponds,' Water Sci. Technol., 48, 11-12, in Pres(2003) 
    6. Kim, Y., Jeong, H. Y., Lee, J, 'Evaluation of the nitrogen reduction in water hyacinth ponds coupled with waste stabilization ponds,' Journal of Korea Society of Civil Engineers, 5B, 23, 425-436(2003) 
    7. Papadopoulos, A., Parissopoulos, G., Papadopoulos, F., 'Proceedings of the 7th International Conference on Environmental Science and Technology,' Hermoupolis Syros, 3-6 September, 2001, Vol. C, 369-376 
    8. Digns, R, 'Upgrading the stabilization pond effluent by water hyacinth culture,' Journal of Water Pollution Control Federation, 833-845(1978) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Choi, Don-Hyeok ; Kang, Ho ; Lee, Mi-Kyung 2010. "Feasibility of Aquatic Plants (Eichhornia crassipes and Water dropwort) for Nutrients Removal" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 32(2): 141~148     

 저자의 다른 논문

  • 김영철 (31)

    1. 2001 "삽교호 유입하천에서 강우시 주요 오염물질의 유출 특성" 한국육수학회지 = Korean journal of limnology 34 (1): 62~69    
    2. 2002 "산화지와 수생식물 처리지를 결합한 통합 처리 시스템의 살균효율에 관한 연구" 한국습지학회지 = Journal of wetlands research 4 (2): 23~41    
    3. 2003 "농촌 소유역에서 EMC를 이용한 오염물질 부하량 산정기법의 개발" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 36 (4): 691~703    
    4. 2005 "하구호 유입하천의 유역특성에 따른 장기 대표 수질절정" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 27 (3): 262~272    
    5. 2005 "우리나라 하수처리장 방류수 수질현황 및 특성" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality 21 (2): 158~168    
    6. 2006 "Microthrix parvicella에 의한 슬러지 벌킹과 거품문제 해결" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 28 (4): 376~383    
    7. 2007 "농촌 소도시의 CSOs 발생패턴분석 및 관리대책에 관한 연구" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality 23 (4): 543~550    
    8. 2007 "경작기 농경배수에 의한 오염물질의 배출" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality 23 (2): 266~273    
    9. 2007 "특정수질유해물질 구리(Cu)의 수계에서의 현황 및 관리방향" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality 23 (4): 440~447    
    10. 2008 "농촌지역에서 유출시간에 따른 비점오염물질의 유출평가" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality 24 (6): 773~783    
  • 정팔진 (17)

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