The dissolved air at the bottom layer of the deep aeration tank transforms into fine gas bubbles within the MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) floc when exposed to the atmosphere. MLSS floc flotation occurs when MLSS from the deep aeration tank enters the secondary clarifier for solid-liquid separation, as dissolved air becomes fine air within the MLSS floc. The floated MLSS floc causes a high SS (Suspended Solid) concentration in the secondary effluent. The fine air bubbles within the MLSS floc must be removed to achieve stable sedimentation in the secondary clarifier. Fine bubbles within the MLSS floc can be removed by air sparging. The settleability of MLSS was measured by sludge volume indexes (SVIs) after air sparging MLSS taken at the end of the deep aeration tank. MLSS settling tests were performed at MLSS heights of 200, 300, 400, and 500 mm, and compressed air was fed at the bottom of the settling column with air flow rates of 100, 300, and 500 ml/min at each MLSS height, respectively. Also, at each height and air flow rate, air was sparged for 3, 5, and 7 minutes, respectively. SVI was determined for each height, air flow rate, and sparging time, respectively. Experimental results showed that a 300 mm MLSS height, 300 ml/min air flow rate, and 3 minutes of sparging time were the least conditions to achieve less than 120 ml/g of SVI, which was the criterion for good MLSS settling in the secondary clarifier.

Electro-coagulation process has been gained an attention recently because it could overcome the membrane fouling problems in MBR(Membrane bio-reactor). Effect of the key operational parameters in electro-coagulation, current density(ρ i) and contact time(t) on membrane fouling reduction was investigated in this study. A kinetic model for ρi and t required to reduce the membrane fouling was suggested under different MLSS(mixed liquor suspended solids) concentration. Total 48 batch type experiments of electro-coagulations under different sets of current densities(2.5, 6, 12 and 24 A/m2), contact times(0, 2, 6 and 12 hr) and MLSS concentration(4500, 6500 and 8500mg/L) were carried out. After each electro-coagulation under different conditions, a series of membrane filtration was performed to get information on how much of membrane fouling was reduced. The membrane fouling decreased as the ρi and t increased but as MLSS decreased. Total fouling resistances, Rt (=Rc+Rf) were calculated and compared to those of the controls (Ro), which were obtained from the experiments without electro-coagulation. A kinetic approach for the fouling reduction rate (Rt/Ro) was carried out and three equations under different MLSS concentration were suggested: i) pi0.39t = 3.5 (MLSS=4500 mg/L), ii) pi0.46t = 7.0 (MLSS=6500 mg/L), iii) pi0.74t = 10.5 (MLSS=8500 mg/L). These equations state that the product of ρi and t needed to reduce the fouling in certain amounts (in this study, 10% of fouling reduction) is always constant.

일반적인 MBR공법의 경우 허용한계 이상의 고농도 MLSS에서 운영되면 막오염이 급격히 발생된다. 이는 슬러지 케익 축적이 원인이며 이로 인해 분리막 회복을 위한 빈번한 세정이 적용되어야 하고 그 결과 운영비 증가 및 분리막 수 명이 단축된다. 본 연구에서는 (주)에코니티의 자유말단형(End-Free) 분리막을 이용한 MBR 시스템 운전을 진행하였다. 분리막 모듈의 구조적인 특성으로 슬러지가 쉽게 탈리되어 케익의 축적이 발생하지 않아 고농도 MLSS에서도 적용가능함을 확인 하였다. 이에 따라 운전 플럭스를 상향시킬 수 있었고 장기 운전을 통하여 막여과 시스템의 안정운영을 평가하였다.

탈기/무산소조, 삼중반응조, 경사판침전조, 막분리조에서 2, 3단계에 침전조 하부에 경사판을 설치하였고, 위어의 높이를 증가시켰다. 1단계에서 침전조와 막분리조의 MLSS 차이는 1,800mg/L 정도이며, 2, 3단계에서는 1,300mg/L로 막분리조의 MLSS 농도가 낮아졌다. 경사판침전조에서 막분리조로 이송되는 위어의 단면적이 증가함에 따라 유속이 느려지고, 막분리조로 이동하는 유속인 ULd과의 합이 낮아져 유량이 감소하는 것을 알 수 있다. 위어의 높이를 증가시키거나 단면적을 증가시키면 막분리조의 MLSS의 농축을 낮출 수 있고 경사판침전조의 MLSS 농도를 고농도로 유지 할 수 있어 분리막의 오염을 낮출 수 있다. 처리수의 H3-N의 평균농도는 0.5mg/L로 처리되어 대부분 질산화가 이루어졌다.

본 연구의 목적은 도시 하수처리를 위한 막결합형 A2O공정에 관해 실제적인 정보를 얻고자 하는 것이다. 공경 0.25;μm의 평판형 정밀여과막을 공기가 주입되는 호기조에 침지시켜 처리수는 저압으로 여과된다. 인공폐수를 대상으로 최적의 처리수질과 장기운전의 안정성 확보를 위한 내부반송율과 MLSS 농도 등의 최적 운전인자를 산정하고자 하였다. 내부반송은 각각 호기조에서 무산조로 반송한 것을 type 1, 무산조에서 혐기조로 반송한 것을 type 2라고 규정지었다. 플럭스는 15 LMH, type 1을 2Q로 고정하고 실험하였을 때 최적의 운전 조건은 MLSS 농도는 11,000 mg/L, type 2가 IQ로 나타났다. 이때, BOD CODcr, T-N, T-P의 제거율이 각각 97.3%,;94.2%,;64.0%,;63.0%로 타 내부반송율보다 효과적이었다.