인 제거 모델 분석을 통한 매개 변수 추정방법의 제시

Abstract

본 연구는 인 제거 모델의 적용을 위한 기초 연구로서 모델에 사용된 구성 성분이 인의 거동에 미치는 영향을 파악함으로써 효과적으로 매개 변수를 추정하는 기법을 제안하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위한 대상 실험으로 간단한 혐기-호기 회분식 실험을 구상하였으며 이를 ASM2 (Activated sludge model No. 2)를 사용하여 모사하였다. 모델 분석을 위해 민감도 분석을 모델 구성 성분에 대해 수행하였다. 그 결과 초기 혐기성 조건에서 인의 방출은 유기물이 풍부할 때에는 XPP에 의해 지배되고 유기물이 부족할 때에는 유기물에 의해 지배됨을 알 수 있었다. 또한 호기성 조건에서 인의 섭취는 XPHA의 농도가 낮을 때는 XPHA에 의해 반응이 지배되고, XPHA의 농도가 높을 경우에는 다른 구성 성분의 영향을 크게 받지 않는 것으로 밝혀졌다. Monod factor 분석은 위의 결과를 뒷받침해주었다. XPP와 관련된 factor가 유기물이 풍부한 초기 혐기 조건에서 높은 값을 보였고, 반면에 유기물이 부족한 상황에서 유기물이 제한 요소로 작용했다. 호기성 조건에서의 Monod factor는 XPHA가 풍부한 조건에서 SPO4가 제한 요소로 작용했다. 위의 분석 결과를 바탕으로 인 제거 모델의 매개 변수와 각 구성 성분의 값을 추정하는 방법을 제안하였다. 최종적으로 실험실에서 운전되는 인 제거 공정의 활성 슬러지를 채취한 뒤, 제안된 방법을 이용하여 인 방출/섭취 실험을 수행하였고 매개 변수와 구성 성분을 추정하였다.