• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제50권4호
• /
• pp.561-572
• /
• 2008

다양한 조건하에서 가축분뇨처리공정을 운전하면서 각 자동제어 인자의 반응을 분석하고 ORP, DO, pH(mV)-time profile를 이용한 자동제어 신뢰성을 평가하였다. 또한 무산소 조건에서의 잔존 유기물 및 미생물 자기산화에 의한 탈질율을 고려한 적정 외부탄소원 공급량 지표를 파악하였다. 실험은 45L의 유효용적을 지닌 실험실 규모의 SBR 공정을 이용하여 수행되었다. ORP-와 pH(mV)-, DO-time profile 상에서 완전질산화를 의미하는 NBP가 뚜렷하게 발현하던 중 NH4-N의 낮은 부하와 고농도 NOx-N 함유 폐수의 유입 및 불충분한 무산소 조건 제공이 이루어졌을 때 ORP-와 DO-time profile 상에서 NBP가 사라지기 시작하였으며 NOx-N의 지속적인 증가에 의해 ORP 값의 민감성이 둔화되기 시작하였다. 그러나 pH(mV)-time profile은 항상 일정한 변화패턴을 유지하면서 암모니아성 질소의 완전 질산화가 이루어졌을 때 뚜렷한 NBP를 발현하였다. NOx-N/NH4-N의 비가 80:1 수준까지 높아지는 조건하에서도 pH(mV)- time profile상에서의 이러한 안정적 NBP의 발현은 지속되었으며 발현되는 NBP는 MSC(Moving Slope Change)의 변화 패턴을 추적함에 의해 인식되도록 프로그램 할 수 있었다. pH(mV)-time profile에서의 NBP의 발현과 MSC를 이용한 자동제어시점 인식은 반응조내 NOx-N 농도가 무려 300mg/L 이상의 수준에서도 안정적이었다. 유기물 농도에 따른 자동제어 인자의 반응을 분석한 시험에서도 반응조내 유기물의 농도가 STOC 기준 약 10,000mg/L 수준으로 증가함에도 불구하고 pH(mV)-time profile 상에서의 이러한 NBP 발현은 지속되었으며 고농도 유기물 축적 하에서도 동일한 자동제어 알고리즘이 이용될 수 있음을 알 수 있었다. 잔존 유기물과 미생물 자기산화에 의한 탈질율은 약 0.4mg/L.hr로 분석되었으며 안전지수 0.1을 도입하여 산출된 NOx-N 기준 적정 외부탄소원 공급량은 0.83 STOC/NOx-N으로 파악되었다.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제46권2호
• /
• pp.251-260
• /
• 2004

SBR 처리공정의 자동제어 인자로서의 ORP, pH, DO의 안정성과 유용성을 비교 평가하였다. 시스템 운전동안 ORP와 pH(mV)-time profile 상에서 요염물질의 특이적인 변화시점을 나타내는 NBP와 NKP가 잘 나타났으며 이 시점은 MSC(moving slope change)를 이용하여 쉽게 인식될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 그러나 부하량과 포기량 혹은 시스템 OUR이 불균형일 때는 DO나 ORP-time profile 상에서 NBP로 잘못 인식될 수 있는 가짜 제어시점이 여러 번 발생하거나 혹은 제어시점으로 인식할만한 변화가 전혀 발생하지 않음을 알 수 있었다. 그러나 pH(mV)-time profile에서는 어떤 운전조건과 상태에서도 항상 뚜렷한 NBP가 발생하고 MSC를 이용한 제어시점 인식이 가능함을 알 수 있었다. 따라서 호기적 처리과정 중의 시스템 진단과 자동제어 인자로 ORP나 DO 보다 pH(mV)가 안정적임을 알 수 있었다. 반면 무산소 상태의 모니터나 제어에 있어서는 pH(mV)-time profile에서 NKP를 안정적으로 인식하는 데에는 한계가 있었으나 ORP에서는 매우 안정적인 것으로 나타나 무산소 처리과정의 진단/제어인자로는 ORP가 다른 인자들 보다 유용함을 알 수 있었다. 이러한 결과로 미뤄 SBR 공정의 안정적인 자동제어를 위해서는 ORP 혹은 pH(mV)를 단독으로 이용하는 것 보다는 병용하는 것이 바람직하며, 이러한 자동제어기술은 유입수내 오염물질의 농도 변이와 운전여건에 상관없이 항상 오염물질의 완전제거를 가능케 함은 물론 처리시간 및 처리용량의 최적화를 위한 실용적 기술이 될 것으로 판단된다.