Abstract
The effective feeding method of the external carbon source (ECS) to enhance denitrification in SBR based on the anoxic/aerobic sub-cycle for the piggery wastewater treatment was investigated. Generally, the wastewater quality of manure is strongly dependent on the collection, separation method and storage period. The wastewater discharged from scraper type barns is characterized by comparetively lower organic substrate concentration and readily biodegradable organic matter(Ss), then $NO_x-N$ becomes accumulated during the repeating sub-cycle operation. The maximum nitrogen removal rate was limited to 0.22 kg N/$m^3$/day under conventional sub-cycle operation using final step ECS feeding method. To overcome these limitation and achieve higher nitrogen removal rate, the ECS feeding method was changed from conventional final step feeding to every anoxic step feeding. When acetic acid was added in each anoxic step, sub-cycle numbers per one day were increased from five times to seven times. At the influent loading condition of over 0.22 kg N/$m^3$/day, the final step feeding caused the $NO_x-N$ accumulation and the removal loading rate was reduced. Adversely, in the case of every anoxic step (intermittent) feeding, the removal rate was increased to 0.45 kg N/$m^3$/day without $NO_x-N$ accumulation. Over these influent loading, the nitrification was not completed under given fixed time sequence, and ammonium ion was accumulated. From these results, it was found that every anoxic step (intermittent) feeding method could increase nitrogen removal efficiency largely. For the more high-performance of SBR, the control of nitrification end point and the control system is desired to optimize the external carbon feeding.
무산소/폭기의 sub-cycle을 이용한 SBR에서 축산폐수내 질소를 처리하기 위한, 특히 완전 탈질을 이루기 위한 외부탄소원 적정주입방법에 대해 검토하였다. 축산폐수는 수거방식에 따라 유기물농도가 크게 다르며, 상대적으로 유기물 농도와 생물학적으로 분해가 빠른 유기물(Ss) 의 농도가 낮은 스크래퍼형 폐수에서는 각 sub-cycle에서 완전탈질이 일어나지 않아 운전이 반복되면서 점차 $NO_x-N$이 축적된다. 그리하여 $NO_x-N$ 축적이 없는 상태를 유지하기 위한 유입질소부하는 0.22 kg N/$m^3$/day로 제한되었다. 이런 처리부하의 제한을 극복하기 위하여, 외부탄소원 주입방법을 기존의 말단주입과 각 무산소 단계에서의 분할주입의 조건하에서 처리부하의 변화를 조사하였다. 먼저 무산소 단계에서 탈질에 부족한 유기물을 보충하여 주입하면 무산소 기간을 2시간에서 1시간으로 줄일 수 있었으며, 1 일 sub-cycle 반복횟수를 5회에서 7회로 늘여 결과적으로 처리부하를 증가시켰다. 그리고 0.22 kg N/$m^3$/day 이상의 유입부하 조건하에서 말단주입의 경우 $NO_x-N$의 축적으로 처리부하가 오히려 감소하고 있으나, 분할주업의 경우 $NO_x-N$의 축적없이 처리부하를 0.45 kg N/$m^3$/day까지 높일 수 있었다. 그 이상의 부하에서는 질산화가 반응시간내 완료되지 않아 암모니아의 축적이 일어났다. 이런 실험결과로부터 외부 탄소원을 분할주입하여 질소처리부하를 크게 증가시킬 수 있었으나, 질산화 종료점제어와 최적 외부 탄소원 주입제어시스템이 개발, 이용된다면 더욱 안정된 고율 SBR 운전이 가능하다고 판단된다.