Abstract
Due to the enforcement of effluent water regulation the advance sewage treatment system is needed to retrofit and remodelling. In this case the most important issue is the effluent concentrations of TP and there are a lot of system to reduce its concentration. But biological treatment processes have many restrictions to enhance the removal efficiency of TP. In this study the efficient ECO operating condition to improve and retrofit biological sewage wastewater treatment system is as follow; 1) The treatment efficiency of BOD, TN and TP at the current density of $15mA/cm^2$ was higher than the treatment efficiency at $5mA/cm^2$ in the electrodes arranged with Al-SUS(Stainless Steel) regardless of the reaction time, The TP concentration was 0.1 mg/L or less. Especially, when the reaction time was maintained at 10 min, the TP concentration was 0.06 mg/L or less irrespective of the current density. 2) The change of TP concentration is not influenced by the change of current density and rather the concentration of treated water changes according to the reaction time. In the case of electro coagulation reaction, a few seconds to several minutes are required. However, the reaction time of electro coagulation and oxidation was studied to be more than 10 minutes. 3) As a result, it has been studied that the economical current density of the electro coagulation oxidation process for TN and TP treatment of domestic wastewater is $15mA/cm^2$ or less and the reaction time is 10 minutes.
현재 하수종말처리장은 질소와 인의 방류수 수질기준 강화로 생물학적 처리 후 약품주입으로 잔류인의 처리를 하고 있는 실정에서 방류수 수질기준은 확보가 가능하나, 약품주입량의 과다와 발생되는 슬러지의 증대 및 발생슬러지의 탈수효율 저하로 슬러지처리과정에서 또 다른 문제가 발생하여 처리에 대한 신뢰성이 결여되어 있는 실정이다. 그러므로 본 연구는 기존 하수종말처리장에서 발생하고 있는 문제에 대하여 최소의 반응시간과 슬러지 발생량의 최소화를 토대로 생물학적 고도처리를 적용한 하수처리장에서 방류수 수질기준의 강화에 따라 생물학적 처리로 확보하기 어려운 안정적 처리방식과 처리수질변동에 대한 적응 및 질소와 인의 처리기준을 맞추기 위하여 기존 하수처리 방식에 Electro Coagulation and Oxidation system을 적용한 결과 다음과 같다. 1) Al-SUS(stainless steel)로 배치한 전극에서 반응시간대와 상관없이 $15mA/cm^2$의 전류밀도에서 BOD, TN 및 TP의 처리효율이 $5mA/cm^2$에서의 처리효율보다 높게 나타났으나, 전류밀도 $10mA/cm^2$ 이상만을 유지하여도 TP의 경우 대부분 0.1 mg/L 정도로 처리가 가능하며, 특히, 반응시간을 10 min으로 유지할 경우 TP농도는 전류밀도와 상관없이 0.06 mg/L 이하로 방류수 수질기준 0.1 mg/L 이하를 유지할 수 있었다. 2) TP농도의 변화는 전류밀도의 변화에 영향을 크게 받지 않으며, 오히려 반응시간에 따라 처리수의 농도가 변화하는 것으로 전기응집반응의 경우 수초~수분이 요구되나 전기산화와 동시에 반응이 일어나야 하므로 적절한 전기응집산화의 반응시간은 10 min 이상이 요구되는 것으로 연구되었다. 3) 결과적으로 본 연구에서 생활하수의 TN 및 TP처리를 위한 전기응집산화공정의 경제적인 전류밀도는 $15mA/cm^2$이하, 반응시간은 10 min을 유지하는 것이 적절한 것으로 연구되었다.