바이오 링클을 이용한 순환 생물막법(BWCF)

생물막법은 Trickling Filter를 위시하여 RBC법, PVC나 PP, PE, Bio-Lock, Bio-Ring, BAC, 규조토 등 여러 종류의 접촉여재를 이용한 방법이 개발되어 왔으나 최근에는 Bio-Filter법을 기반으로 한 기술에 관심이 고조되고 있다.

순환와류식 공법에 적용하는 생물막법은 특수담체를 이용한 Bio-Filter법의 일종으로 향류형 여과장치에 순환방식을 적용한 것이 특징이다.
담체의 특수 재질 및 표면구조, 물리화학적 특성 등을 이용하여 물리화학적여과와 함께 생물학적 처리를 동시에 수행하는 기술이다.
이 기술에 사용하는 담체는 poly vinylidine chloride를 기본 소재로 하고 있으며 비표면적이 매우 넓은 경량 구조이므로 시공과 관리가 매우 용이하며, 특수 방사파를 지니는 것이 특징이다.
또한 공극률이 매우 커서 담체내 공극의 막힘에 의한 운영상의 불완전, 번거로운 역세정과 여과 손실수두가 없으므로 관리가 매우 쉽고 안정적인 처리수가 얻어진다. 또한 비표면적이 매우 넓으므로 설치시 공간이 적어도 된다.

물리화학적 여과기구는 오염물질이 담체 충전층을 통과할 때 담체의 구조적 특성에 의하여 다양하게 분산되는데, 이 때 담체와 오염물질과의 접촉 빈도가 높아지고 유체역학적 흐름과 관성충돌, 브라운 운동등에 의하여 담체의 표면구조 및 내부공간에 오염물질이 억류되는 원리를 따른다. 또 순환비를 적절히 유지하여 일정한 여과 선속도를 유지하면서 처리효율의 고도화와 안정적 처리를 도모한다.
생물학적 여과기구는 담체의 표면구조에 형성되는 생물막과 내부 공간에 형성되는 생물군들 cluster에 오염물질이 흡착되어 생물학적 처리과정을 거치는 것이다. 생물막 여과법은 담체에 지지되는 생물막 환경을 적용하므로 비증식 속도가 낮은 생물군의 성장 및 유지가 가능하고, 기계적 교반이 없으므로 교반에 감수성이 높은 미소 생물들의 서식이 가능하고 영양생물의 출현빈도가 높아 먹이연쇄가 길고 에너지로 소멸되는 비율이 높아 슬러지 발생량이 적은것이 장점이다.또한 유량, 부하변동이나 독성물질에 대한 대응성이 크고, 계절적 휴지기간이 있어도 별 문제가 없다는 이점이 있다.


순환 생물막 여과법의 특징 비교

구 분

부 유
미생물법

일 반
생물막법

생물막
여과법

순 환
생물막법

처리 특징

폭기식

폭기식,

회전장치

여과식

여과식

소요 공간

매우 크다

매우크다

보 통

적다

운전 관리

전문기술
bulking 발생

전문기술
부하변동

역세정 난이

매우 용이

생물다양성

제한적

다소 많다

매우 많다

매우 많다

발생 슬러지

매우 많다

많다

매우 적다

매우 적다

소음 발생

크다

크다

적다

거의 없다

유지 관리비

동력비 크다

동력비 크다

동력비 크다
소모성 담체

매우 적다

부하 상태에 따른 생물막의 출현 생물군

구 분

출현 생물

비 고

고 부 하

  우점종 Beggiatoa sp., Zoogloea ramigera
  기 타 Paramecium caudatum, Cerobodo
  Bodo, Colpodium,, Oicomonas


정 상

  우점종 Epistylis sp., Vorticella, Rotaria
  기 타 선충류, 빈모류, 사상세균, 균류


저 부 하

  우점종 Euglypha sp., Arcella vulgaris


막 갱신시

  Philodina sp., Rotaria sp., Diplogaster,
  Chaetogaster sp., Pristina sp., Nais sp.


혐 기 성

  Vorticella convallaria, Aspidisca costata
  Euplotes sp. 등

 

 

오∙폐수 처리시설 성능 비교 분석표

구분

고효율 오수
합병정화시설

회 분 식
활성슬러지법

접 촉 산 화 법

순 환 와 류 식
처 리 공 법

미생물조정조를 이용하여 처리효율 및
처리안정성을 향상
시킨 다중 정화방식

생활오수의 유입, 폭기, 침전, 배출등 처리공정이 하나의 반응기에서 각각 처리공정의 시간적 배분에 의하여 정화

포기조에 접촉재를 충진시켜 여상을 형성하고 폭기교반에 의해 충분한 용존산소를 공급하여 접촉재에 부착된 생물막과 반복접촉함에 따라 정화

전해와 여과생물막의 혼합공법으로 전기화학적처리와 더불어 여과처리 및 생물막처리가 순환되는 오수중 유∙무기물을 제거하여 오수 정화

BOD 10ppm 내외
SS 10ppm 내외

BOD 15ppm 내외
SS 15ppm 내외

BOD 20ppm 내외
SS 20ppm 내외

BOD 5ppm 내외
SS 5ppm 내외

여재

3-5년주기로 교체필요

-

2-5년주기로 교체
필요

영구적

o 처리효율 보통
o 운전용이
o 시설투자비 비교적 
   적음
o 시공기간이 짧음

o 처리효율 보통
o 유량변동에 대처
   가능
o 질소,인 제거 가능
o 용량이 커질수록
   공사비 저감

o 비교적 큰 시설에
   적합
o 유량변동에 대처
   가능
o 용량이 커질수록
   공사비 저감

o 처리효율 우수
o 유지관리비가 적음
o 운전용이
o 질소, 인 제거가능
o 염소, n-H, ABS등
  처리가능

o 관리 불편
o 장시간 운전시
   처리 효율 저하
o 유량부하시 미처리
o 잦은 청소 필요

o 관리불편
o 유지관리기술 필요
o 유지비용 많음

o 유지관리비 과다
소요
o 고도의 유지관리
   기술 필요
o 처리효율 낮음






o 고장등의 가동중단 후 회복기간 지연으로 미처리수가 방류됨
o 휴일, 방학등 유입수의 부하변동에 대처기능 저하로 관리비
  (종균제, 영양제)가 많이 소요되고 가동중단시 정상으로 회복시간
   이 길다.
o 청소세제(소독약)등을 사용할 수 없다.
o 처리방법상 중금속등의 처리가 불가능하다..

o 회복기간이 없음
o 부하변동대처가능
o 청소세제 처리가능
o 중금속증 처리가능

 

기술의 적용 범위

순환와류식공법에 적용된 단위 요소기술은 기존 처리공정의 개선을 비롯하여 각종 오∙폐수 처리에 적용가능하며, 각 단위 기술별로 전처리, 후처리, 주처리 공정 어디에도 적용가능하다.
전해순환모듈(BWEC)을 적용하는 물리화학적 처리공정의 경우 기존 처리시설에서의 과부하 문제를 해소시켜 시설의 증설없이 처리용량을 대폭 증대시켜주고, 난분해성 물질의 처리에도 기여한다.

순환생물막법(BWCF)은 휴지기, 동절기 등에도 안정적 처리를 가져다 주며, 기존 시설의 경우 전처리 단계, Bio-Reactor형, 폭기조 내부, 후처리등 현장 여건에 따라 적절히 선택하여 적용할 수 있다.

특히 물의 재이용과(중수) 관련하여 고도처리용으로 채택시 매우 안정적인 처리가 가능하다.
저농도의 BOD 부하에서도 처리가 가능하고, 여과작용이 수반되어 처리수를 친자연적인 상태로 생물학적으로 복원하는 과정이 수반되기 때문이다.

기술의 특성

◈ BOD, COD, SS, n-Hexane, 중금속류, T-N, T-P 및 색도 제거

◈ 소요부지 및 소요공간 절감(기존 시설의 45% 이내에서 설치가능)

◈ 과부하 및 난분해성 오∙폐수처리 문제 해결

◈ 수처리를 위한 에너지 사용량 최소화

◈ 처리수를 중수도로 재활용

◈  Sludge발생량 감소로 인한 운영비의 획기적인 절감

◈ 계절별 처리수준 일정, 휴지기 문제 해결

◈ 기존 처리시설에도 보완 설치가 가능

◈  설치비용 절감 (시설용량이 작고 기존시설도 이용 가능)

◈  운전관리가 간단하며 비전문가도 운전 가능

◈  필요시 전자동 system화 가능