하수의 종류(생활하수, 축산폐수) 및 다양한 처리 공정에 따른 미생물군집구조를 비교하기 위해 A2O공법으로 운영되는 생활하수처리시설(안심·서부·신천)의 10개 생물학적 반응조와 축산폐수처리시설의 활성슬러지를 채취해 DNA 유전체를 추출한 후 세균은 프라이머 27F/518R, 고세균의 경우, 프라이머 Arch519F/A958R를 이용해 유전체를 증폭시켰고 그 염기서열을 Roche 454 GS-FLX Titanium을 이용한 pyrosequencing 법으로 분석하였다. 그 결과, 생활하수와 축산폐수에 따른 미생물 군집구조의 차이는 컸지만 A2O공법에 따른 산소 유무 등의 환경 변화와 관련된 군집구조의 변화는 크지 않았다. 혐기조 및 무산소조 반응조들에서만 분석한 고세균 군집 결과에서는 동일 하수처리시설의 반응조들의 고세군군집들끼리만 모이는 하수처리시설별 집괴현상을 나타냈다. 세균다양성 및 종 풍부도가 높은 서부처리시설이 다른 시설보다 더 높은 질소 및 인 제거율을 나타냈다.
A comprehensive mathematical model was developed for this study to estimate on-site and off-site GHG emissions from wastewater treatment plants (WWTPs). The model was applied to three different hybrid WWTPs (S-WWTP, J-WWTP, and T-WWTP) including anaerobic, anoxic, and aerobic process, located in Seoul City, South Korea. Overall on-site and off-site GHG emissions from S-WWTP, J-WWTP, and T-WWTP were $305,253kgCO_2e/d$, $282,682kgCO_2e/d$, and $117,942kgCO_2e/d$, respectively. WWTP treating higher amounts of wastewater produced more on-site and off-site GHG emissions. On average, the percentage contribution of on-site and off-site emissions was 3.03% and 96.97%. The highest amount of on-site GHG emissions was generated from anoxic process and the primary on-site GHG was nitrous oxide ($N_2O$). Off-site GHG emissions related to electricity consumption for unit operation was much higher than that related to production of chemicals for on-site usage. Recovery and reuse of biogas significantly reduced the total GHG emissions from WWTPs. The results obtained from this study can provide basic knowledge to understand the source and amount of GHG emissions from WWTPs and strategies to establish lower GHG emitting WWTPs.
International journal of advanced smart convergence
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제9권4호
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pp.16-25
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2020
The operation of a wastewater treatment plant (WWTP) is a complex task which requires to consider several aspects: adapting to always changing influent composition and volume, ensuring treated effluents quality complies with local regulations, ensuring dissolved oxygen levels in biological reaction tanks are sufficient to avoid anoxic conditions etc. all of it while minimizing usage of chemicals and power consumption. The traditional way of managing WWTPs consists in having employees on the field measure various parameters and make decisions based on their judgment and experience which holds various concerns such as the low frequency of data, errors in measurement and difficulty to analyze historical data to propose optimal solutions. In the case of activated sludge WWTPs, parts of the treatment process can be automated and controlled in order to satisfy various control objectives. The models developed by the International Water Association (IWA) have been extensively used worldwide in order to design and assess the performance of various control strategies. In this work, we propose to review most recent WWTP automation initiatives around the world and identify most currently used control parameters and control architectures. We then suggest a framework to select WWTP model, control parameters and control scheme in order to develop and benchmark control strategies for WWTP automation.
ASPEN PLUS, a steady-state simulator, was used in this study for predicting emissions of VOCs and tracing the fate of all compounds in biodegradation processes. Mathematical models for the processes such as volatilization, reaction and clarification were adopted from literatures. Unlike most previous simulations that various pollutants were considered as a single component, COD or BOD, four components of water, biomass, VOCs and COD were included in this simulation. Sensitivity analysis of several physical parameters on the performance of the WWTP was conducted. Model predictions of VOCs emissions agreed well with the plant data. The simulator could provide design conditions for a future WWTP as well as monitoring/control regimes to an existing WWTP.
Removal of nitrogen and phosphate in wastewater is concerned to important for the prevention of eutrophication in receiving water and lake. Conventional activated sludge system designed for organics removal can be retrofitted only by modification of aeration basin to maintain anaerobic and aerobic state. Biological nutrient removal processes(BNR) such as Bardenpho, A$^{2}$/O, UCT, VIP were generally used for the treatment of wastewater. However these BNR processes used in large scale WWTP were not suitable in small scale WWTP(i.e., package type WWTP) due to relatively large fluctuation of flow rate and concentration of pollutants. The purpose of this research was to develop the compact, effective and economical package type WWTP for the removals of carbon and nitrogen in small scale wastewater. Intermittently aerated activated sludge system (IADFAS) were investigated for removal of nitrogen in both domestic wastewater, Bardenpho process was also evaluated. Nitrogen removal of IAAS, IADFAS, Bardenpho were 75, 77 and 67%, respectively.
Cho Sun-Ja;Jung Yong-Ju;Park Tae-Joo;Lee Sang-Joon
한국환경과학회지
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제14권9호
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pp.811-815
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2005
The activated sludge from the aeration basin of the Su-yeong municipal wastewater treatment plant which has operated by a standard activated sludge process in Busan, Korea was investigated during April 2004 and January 2005 with several bio-indicators. The number of bacteria and fungi per gram of dry weight of MLSS were estimated to be $3.1\times10^6\sim1.5\times10^8\;and\;l.1\times10^3\sim1.1\times10^5$ colony forming units, respectively, by the plate agar method. By cultivation-independent methods, such as 4',6-diamidino-2-phenylindole stain and fluorescence in situ hybridization, the ratio of eubacteria to the entire biomass was evaluated by more than $80\%$ (v/v). The ratio of ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria to the total eubacteria was detennined to be $7.0\sim9.8\%\;and\;3.3\sim6.2\%$ without heavy variation in spite of a period of relatively low temperature in the basin. It would be expected that the nitrification would occur or at least co-exist throughout the year in the sludge of many municipal WWTP with influents that contain the sufficient nitrogen sources although the WWTP does not have any specialized processes for the removal of nitrogen.
The covered stream of cities are considered an odor source. Also, the public do not want a wastewater treatment plant(WWTP) near their properties due to the emission of odor emanating from such sources, although they play an important role in urban development. The purpose of this study is to analyze the pattern distribution of the odorous compounds from the Nambu WWTP and Youngho stream in Busan. odor sampled four times were analyzed by instrumental analysis method and indirect olfactory method. The kinds of offensive odorous compounds examined are acetaldehyde, propion aldehyde, hydrogen sulfide, methyl mercaptan, dimethyl sulfide and ammonia. Also, Concentration of air pollutants has been calculated by ISCST3 models. At the result of this study, The Nambu WWTP releases sulfur compounds. And the major odorous were hydrogen sulfide (1,475 ppb) and acetaldehyde (95 ppb) at Youngho stream. The stink which residents feel will point out the Nambu WWTP mainly if the odor is removed with the improvement of a Youngho stream. Accordingly, we should pay more attention to appropriate components to processes in odor reducing plan at Nambu WWTP.
It has been well known that it is not easy to quantify pollutant loads driven by non-point source pollution due to various factors affecting generation and transport mechanism of it. Especially pollutant loads through baseflow have been investigated by limited number of researchers. Thus in this study, the Web-based WAPLE (WHAT-Pollutant Load Estimation) system was developed and applied at study watersheds to quantify baseflow contribution of pollutant. In YbB watershed, baseflow contribution with WWTP discharge is responsible for 49.5% of total pollutant loads at the watershed. Among these, pollutant loads through baseflow (excluding any WWTP discharge) is responsible for 61.7% of it. In GbA watershed, it was found that 58.4% is contributed by baseflow with WWTP discharge 2.9% and 97.1% is by baseflow. For NbB watershed (without WWTP discharge), 52.3% of pollutant load is transported through baseflow. As shown in this study, it was found that over 50.0% of TN (Total Nitrogen) pollutant loads are contributed by non-direct runoff. Thus pollutant loads contributed by baseflow and WWTP discharge as well as direct runoff contribution should be quantified to develop and implement watershed-specific Best Management Practices during dry period.
Spatial distribution of water pollution in the Gap Stream was investigated from October to November, 2005. Sampling was conducted three times including effluents discharged from a wastewater treatment plant (WWTP) and a dam reservoir during the low-flow period. As a typical urban stream, total nitrogen and inorganic nitrogen concentrations increased toward downstream. Ammonia concentration was the highest in the treated water of the wastewater treatment plant and the lowest nitrate concentration was found in the effluent of the dam reservoir. A part of soluble reactive phosphorous (SRP) in total phosphorous was 22~54% in the upstream reach of WWTP in the Gap Stream whereas 68~73% in the downstream reach. Mean chlorophyll-a concentration ranged from 1.6 to $11.0{\mu}g/L$ and it tends to increase toward downstream except for WWTP effluent. As expected, untreated wastewater and WWTP effluent were suggested as the major sources of water pollution in the Gap Stream. In this study, the water pollution of the Gap Stream is a significant undergoing typical eutrophication, caused by excessive phosphorus and nitrogen nutrients from WWTP located in the watershed. As a result, the critical factor for the water pollution was evaluated to dissolved inorganic nitrogen and phosphorus nutrients. Particularly, SRP is a most important for the eutrophication. It suggest that may occur in the most urban streams of Korean peninsula. Therefore, because the necessity of water pollution management in the urban stream, inorganic N and P nutrients should be included as an essential component of water quality criteria in the advanced water quality project of Korean Government by enforcing of water quality assessment and total maximum daily loads (TMDLs).
Wastewater treatment plants (WWTPs) have been recognized as one of the significant greenhouse gas (GHG) generators, due to the complex biochemical reaction and huge consumption of energy and materials. Recently, WWTPs have been built underground and they will be confronted with the challenges of mitigating GHG emissions and improving the quality of treated wastewater. Here, we focus on estimating GHG emissions to set up effective management plans for a WWTP built underground. First, we apply the process-based life cycle assessment (LCA) with an inventory database of the underground WWTP for a case study. Then, we identify significant factors affecting GHG emissions during service life using sensitivity analysis and suggest the proper tactics that could properly reduce GHG emissions from the WWTP.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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