Recent studies on wastewater treatment using BNR process have focused on nutrient removal. Although BNR had shown improved nitrogen and phosphorus removal, sludge settleability has not been improved. In this study the effect of iron dust on the performances of BNR process and sludge settleabilty is focused. From the study about upgrading BNR process on sludge settleability using iron dust, two trains of BNR process with iron dust and without iron dust were operated under various operating HRT (4, 6 and 8 hours) and SRT (20 and 40 days). In addition, particle size distribution and dosage of iron dust were investigated.
In particle size distribution test, it was found that with size lower than 25㎛ and addition of iron dust of 0.5 g/g MLVSS were optimal to BNR process. It was also found that sludge settleability and nutrient removal were favorable when iron dust was added. It was possible to maintain high biomass concentration by injecting iron dust powder to BNR process. The removal efficiency of T-N and T-P was also improved by iron dust. At low HRT of 6hrs the iron dust was washing-out of from the settlers as well.
Oxygen uptake rates were not changed much with iron addition, indicating that the microorganism activity was not deteriorated by the powder.
In conclusion, the iron dust appeared quite favorable and efficient in improving the BNR operation as well as sludge settleability.
BNR 공정을 이용한 고도하수처리 연구는 주로 질소 및 인과 같은 영양염류제거에 초점이 맞추어져 왔다. 따라서 BNR 공정은 질소 및 인제거에 있어서 뛰어난 성능을 나타내고 있지만 최종침전조에서 슬러지 침전성 문제가 종종 발생하였다. 본 연구에서는 슬러지 침전성을 향상시키기 위해 주입시킨 iron dust가 BNR 공정의 성능 및 슬러지 침전성에 미치는 영향을 알아보았다. Iron dust의 주입한 영향을 알아보기 위해서 iron dust를 주입한 BNR 반응기와 주입하지 않은 반응기를 각각 한 개씩 실험실 규모로 제작하여 운전하였으며, 다른 모든 조건은 같게 유지되었다. 주입된 iron dust는 사전 조건 실험을 통해서 25 ㎛ 이하의 직경을 가지고 있는 입자만을 사용하였으며, 주입량을 0.5 g/g MLVSS를 사용하였다. 그 결과 iron dust를 주입한 경우 슬러지 침전성 및 질소 및 인 제거에서 뛰어난 성능을 나타내었으며 높은 슬러지 침전성으로 인해 반응조 내 미생물 농도를 높게 유지시킬 수 있었다. 또한 HRT를 줄여서 실험한 결과 iron dust를 주입하지 않은 BNR 반응기에서는 슬러지 침전성이 낮아 최종침전조에서 완전한 고액분리를 시키지 못해 미생물이 유출되는 현상을 관찰할 수 있었다. Iron dust가 미생물 활성에 미치는 영향을 평가하기 위해 실시한 호흡율 실험 결과 통해서는 iron dust에 적응되지 않은 미생물의 경우 최대 호흡율이 iron dust에 의해 약간 저해를 받는 것으로 나타났지만 적응된 미생물을 이용한 경우 iron dust를 주입한 경우 미생물 활성에 미치는 영향이 거의 없음을 확인할 수 있었다. 따라서 iron dust를 BNR 반응기에 주입하면 슬러지 침전성의 증가로 반응조내 미생물 농도가 증가하고 안정된 운전으로 질소 및 인 제거율이 향상되었으며 iron dust가 미생물 활성에 미치는 영향도 거의 없었으므로 iron dust의 주입으로 BNR 공정의 효율이 향상됨을 확인할 수 있었다.
