Study on Head Loss in Aerated Biofilm Filtration Reactor

폭기생물막(曝氣生物膜) 여과지(濾過池)의 여과저항(濾過抵抗)에 관한 연구(研究)

The purpose of this research, through kinetic analyses and pilot plant experimentation of biofilm filtration reactor, is to study the theoretical equation of head loss in the Biofilm Reactor. The Head loss in the biofilm reactor has occurred due to the biofilm growth and the adhesion to the media surface and stagnation of upflow air bubble, which have caused the pore spaces to become smaller. On a basis of the head loss theory of sand filtration, therefore, the following equation of head loss for the biofilm reactor was proposed from this research results and proved to be possible to apply the equation for practical design of the biofilm filter. $h={\frac{h_o}{L}}{\int}^L_00.58\exp[-4.5){\sigma}_B)][{\frac{1-{\varepsilon}_o+({\sigma}_B)}{1-{\varepsilon}_o}}]^2{[\frac{{\varepsilon}_o}{{\varepsilon}_o-({{\varepsilon}_B)}}]^3dz$ here ${\sigma}_B=0.130+0.001{\theta}$.

본 연구는 사여과지(砂濾過池)에 대한 여과저항이론(濾過抵抗理論)을 기초로 하여 폭기생물막(曝氣生物膜) 여과지(濾過池)의 여과저항이론을 구명(究明)하는 것이다. 여과저항(濾過抵抗)에 크게 영향을 미치는 인자로는 사여과지의 경우 주로 현탁성 부유물질인 반면에 폭기생물막 여과지의 경우는 여층(濾層)내의 여재(濾材)표면에 부착된 미생물막(微生物膜)의 증식(增殖)과 SS성분의 부착 그리고 상승하는 기포(氣泡)의 정체 등이 여충내의 여재간극(濾材間隙)을 폐새(閉塞)시킴으로서 여과저항(濾過抵抗)을 발생시킨다. 이러한 영향 인자들은 사여과저항(砂濾過抵抗) 이론(理論)에 접목시킨 결과 폭기생물막(曝氣生物膜) 이론식(理論式)을 도출할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제안된 폭기생물막 여과저항 이론식을 pilot plant를 통한 수처리실험(水處理實驗) 결과 이론치와 실험치가 잘 일치함을 보임으로서 실제 여과지(濾過池) 설계시 적용가능함을 알 수 있었다.