고농도 유기성 폐수 고도 처리 시스템 개발 인하대학교 지구환경공학부 교 수 배 재 호 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다. 인하대학교 지구환경공학부 교 수 배 재 호

1. 연구 배경 - 종류: 매립지 침출수, 축산폐수, 분뇨, 음식쓰레기 침출수 등 - 특성: 고농도 유기물 및 질소 ● 고농도 유기성 폐수의 종류 및 문제점 - 종류: 매립지 침출수, 축산폐수, 분뇨, 음식쓰레기 침출수 등 - 특성: 고농도 유기물 및 질소 낮은 COD/N 비→ 탈질시 외부 탄소원 공급 필요 - 문제점: 적절한 처리기술 부재로 인한 방류수역 수질 문제 야기 질소는 처리기술이 초보적인 단계 ● 연구의 진행 방향 - 매립지 침출수에 적용 가능한 경제적인 처리공법 개발 → 향후 다른 종류의 폐수에 적용성 확대 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다.

- 메탄올 첨가의 경제성 및 침출수 성상변화에 따른 주입비 변화 - 고농도 잔류 질산성 질소 (반송비) ● 수도권 매립지 3공구 침출수의 처리공정 탈질 → 질산화 → 응집 침전 → 펜턴처리 ● 침출수 처리의 문제점 - 메탄올 첨가의 경제성 및 침출수 성상변화에 따른 주입비 변화 - 고농도 잔류 질산성 질소 (반송비) ● 침출수 처리의 개선방향 (황-이용 탈질 이용) - 메탄올보다 경제적인 electron donor인 황 사용 - 후 탈질조로서 황 충전상 반응조 이용 잔류 질산성 질소의 100% 제거 탈질조에 메탄올 첨가 불필요 및 반송비 최소화 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다.

● 황-이용 탈질. NO3- + 1. 1S + 0. 76H2O + 0. 4CO2 + 0. 08NH4 +. → 0 ● 황-이용 탈질 NO3- + 1.1S + 0.76H2O + 0.4CO2 + 0.08NH4 + → 0.08C5H7O2N + 0.5 N2 + 1.1SO42- + 1.28H+ - 관여 미생물 : Thiobacillus denitrificans 등 독립영양균 ● 황-이용 탈질의 단점 및 해결방안 - 알칼리도 소모: 4.38 g alkalinity / g NO3--N 석회석, 조개껍질 등 이용 종속영양탈질시 발생하는 알칼리도 이용 (SO42- 동시 감소) - 생성물로서의 SO42-: 바다로 방류하는 경우 문제 없음 음용수의 경우 기준치 200 mg/L 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다.

2. 본 연구실의 기술개발 내용 ● 700 mg NO3--N/L 함유한 질산화 침출수에 적용 → 100 % 탈질효율 확인 ● 대체 알칼리도 공급원 → 석회석: 유입 농도 100 mg NO3--N/L까지 100% 탈질 가능 → 종속영양탈질: 가능성 확인 ● 유입 NO3- -N 농도에 따른 최대 질산성 질소 부하 파악 → 수 시간의 EBCT에서 황 충전상 반응조 운전 가능 ● 황-이용 탈질에 미치는 영향인자 파악 → 최적 온도 30℃, pH 8, 양이온 독성 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다.

1) 질산화된 침출수에의 적용결과 Characteristics of Nitrified Leachate (Unit. are mg/L, except pH) Item Leachate DNR effluent NR effluent pH NH4+-N NO2--N NO3--N SCOD 7.8∼8.2 1120∼1720 ND 2590∼4340 8.3∼8.6 370∼550 1.64∼4.69 160∼260 880∼1030 6.8∼7.1 0∼20 0∼2.52 610∼740 690∼760 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다. DNR ; denitrification reactor NR ; nitrification reactor Schematic Diagram of Sulfur Packed Bed Reactor.

NO3--N Concentration during Treatment of Nitrified Leachate 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다. NO3--N Concentration during Treatment of Nitrified Leachate

2) 대체 알칼리도 공급원: 석회석 이용 결과 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다. Variations of NO3--N in Sulfur/Limestone Packed Bed Reactor

2) 대체 알칼리도 공급원: 종속영양탈질 이용 결과 methanol 50% Alkalinity 300 mg/L methanol 60% methanol 50% 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다. Variations of NO3—N with Different External Carbon Sources

3) 유입 NO3- -N 농도에 따른 최대 질산성 질소 부하 파악 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다.

3. 연구목표 구 분 연 구 개 발 목 표 1차년도 고효율 질소제거를 위한 침출수 처리시스템 개발 구 분 연 구 개 발 목 표 1차년도 고효율 질소제거를 위한 침출수 처리시스템 개발 - Pilot 규모 반응조 설치 및 유기물 및 질소제거효율 평가 2차년도 처리 시스템의 경제성 향상 및 전체 Pilot 시스템 구성 - 외부탄소원 주입량 최소화 또는 zero화 방안 확립 3차년도 침출수 처리시스템의 운영 매뉴얼 작성 및 타 폐수에의 적용 - 운영 및 유지관리가 용이한 시스템으로 개선 - 축산폐수 등에 적용성 검토 최종목표 경제적이고 유지관리가 용이한 고농도 유기폐수 처리시스템 구축 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다.

4. 연구내용 ● 본 연구에서 제시하는 침출수 처리시스템 (5톤/일 처리용량) 4. 연구내용 ● 본 연구에서 제시하는 침출수 처리시스템 (5톤/일 처리용량) 황-이용 탈질조 * (3 m3) 방류 무산소조 (14 m3) 질산화조 (34 m3) 응집침전 (0.7 m3) 내부반송비: 2-3Q ( ) reactor volume * one with limestone, the other without limestone ● 처리 시스템의 목적 - 경제적인 질산화조 유출수의 잔류 NO3- -N의 100% 제거 외부탄소원의 사용량 극소화 또는 zero화 알칼리도 공급원으로 석회석 또는 침출수 원수 사용 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다.

● 처리 시스템의 운영방법. - 침출수 처리량: 5 m3 /일. - 내부순환율: 2Q를 기준으로 침출수의 수질에 따라 변화 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다.

구 분 연 구 개 발 내 용 파이로트 규모 처리시스템 제작 및 운전 - 황-이용 탈질조 2기 제작 및 설치 1차년도 ● 연차별 연구내용 구 분 연 구 개 발 내 용 1차년도 파이로트 규모 처리시스템 제작 및 운전 - 황-이용 탈질조 2기 제작 및 설치 (황/석회석 혼합충전 및 황 단독충전) - 처리시스템의 유기물 및 질소제거효율 평가 2차년도 황-이용 탈질조의 성능 개선 및 운영비 저감방안 도출 - 종속영양탈질을 이용한 알칼리도 저감방안 평가 - 황 충전상 반응조의 막힘 방지방안 도출 - 응집 침전조 제작, 설치 및 운영 - 전체 처리시스템의 처리효율 평가 3차년도 - 전체 처리시스템의 완성 개선된 처리시스템의 성능 평가 및 운영 매뉴얼 작성 - 유사한 성상의 타 폐수에의 적용 가능성 검토 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다.

5. 기대 효과 - 경제적인 고농도 유기폐수 처리 가능 (유기물과 총질소 동시제거 가능) - 고농도 질소가 방류수역에 미치는 영향 최소화 - 유지관리 용이한 후-탈질 공정의 개발 - 환경기술의 수출 가능 안녕하십니까 질산화/탈질 및 황 이용 탈질에 의한 침출수의 질소 제거에 대해 발표할 인하대학교 환경공학과 김은웅입니다.