Abstract
J sewage treatment plant (WWTP) in Busan has used methanol as an external carbon source for the biological denitrification process. Methanol is widely used. but rather expensive and very dangerous in handling. Therefore, it has been required that the economic alternative carbon source must be developed. By-product from a fine chemical industry can be Purified by removing high molecular weight substances using the ultrafilter membrane separation process and RBDCOD fraction becomes $98{\sim}99%$ of COD substances in the purified by-product. The purified by-product containing three types of alcohols, methanol, prophylenglycol and methoxypropanol; showed similar chemical characteristics to the methanol, a main external carbon source, in biodegradation pathway. Shown above, the compatibility between main and alternative carbon sources has been achieved. Also very short or no adaptation period is necessary in the case of exchanging these carbon sources. The compatibility between external carbon sources is an essential element for stabilizing WWTP operations. During the full-scale application test of the by-product, the alternative carbon source line got on par with the treatment efficiency of the methanol line. With the test result, J-WWTP changed methanol to a fine chemical by-product, in two out of three J-WWTP lines. Moreover, it is expected that 55.4% of the external carbon source cost reduction can be achieved in the alternative carbon source applied lines.
B시 J하수처리장은 질소성분의 제거를 위해 메탄올을 외부탄소원으로 이용하고 있다. 메탄올은 외부탄소원으로 널리 쓰이고 있으나 고가의 약품비용과 취급상 위험도가 높아 약품비 절감을 위해 저렴한 대체 탄소원의 개발이 요구되었다. 정밀화학 부산물(보습코팅제 부산물)은 한외여과막을 이용 셀룰로오스와 같은 고분자 물질을 제거하여 유기성분 중 RBDCOD(readily biodegradable chemical oxygen demand) 비율을 $98{\sim}99%$(COD기준)로 상승시켰다. 이 정밀화학 부산물의 주유기성분은 메탄올(methanol), 프로필렌글리콜(prophylenglycol), 메톡시프로판올(methoxypropanol)로 모두 알콜기를 가지고 있어 메탄올과 탄소원 호환성을 가진다. 때문에 대체탄소원으로 빠르게 순응되며, 수급차질 등의 비상 시 갑작스런 메탄을 사용에도 순응에 따른 지체기간 없이 공정을 운용할 수 있다. 현장적용평가에서 정밀화학 부산물을 대체외부탄소원으로 사용한 실험군은 메탄올을 투입하는 대조군과 비교하여 동등의 처리 성능 및 수질 안정성을 얻었다. 이 결과를 바탕으로 J하수처리장 고도처리 공정 3개 계열 중 2개 계열의 외부탄소원을 전량 정밀화학 부산물로 대체하였으며, 탄소원 교체 계열의 경우 55.4%의 외부탄소원비용 절감 효과가 예상된다.