KR100217358B1 - Process for the biological removal of nitrogen and phosphorus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐수에서 유기물, 질소, 인등과 같은 부영양화 물질을 높은 제거율로 제거하기 위한 폐수처리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의해 혐기조에서 유기물을 제거하고 고분자 형태의 인을 정인산 형태로 용출하고, 제1폭기조에서 인을 미생물에 과잉 흡수시킨 후, 모래여과조를 통해 상기 과잉 인 함유 슬러지를 제거하고, 질산화조 에서 질산화시킨 후 탈질조에서 탈질시키고, 재폭기조를 거쳐 최종 침전조에서 상등수를 방류하고 침전 슬러지를 선행 공정중으로 반송시킴을 포함하는, 개선된 질소 및 인의 생물학적 제거방법이 제공된다.The present invention relates to a wastewater treatment method for the removal of eutrophication substances such as organic matter, nitrogen, phosphorus, etc. in the wastewater with a high removal rate. According to the present invention, the organic matter is removed from the anaerobic tank and the phosphorus in the form of polymer is eluted in the form of phosphorous acid, the phosphorus is excessively absorbed into the microorganism in the first aeration tank, and the excess phosphorus-containing sludge is removed through a sand filtration tank, An improved method for biological removal of nitrogen and phosphorus is provided, including nitrification followed by denitrification in a denitrification tank, discharge of the supernatant from the final settling tank and returning the settling sludge to a pre-process.

Description

질소 및 인의 생물학적 제거방법Biological Removal Methods of Nitrogen and Phosphorus

제1도는 미생물을 이용하여 폐수중의 질소 및 인을 제거하는 본 발명의 공정을 도식적으로 나타낸 것이다.1 is a schematic representation of the process of the present invention for the removal of nitrogen and phosphorus from wastewater using microorganisms.

본 발명은 도시 하수나 산업폐수의 처리 방법에 관한 것으로, 보다 특히는 미생물을 이용하여 유기물 뿐만 아니라 질소 및 인과 같은 부영양화 물질을 제거하기 위한 폐수처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating municipal sewage or industrial wastewater, and more particularly, to a wastewater treatment method for removing not only organic matter but also eutrophic substances such as nitrogen and phosphorus using microorganisms.

현재 가동되고 있는 기존의 하폐수 처리장치는 주로 표준 활성 슬러지 공법으로 운전되고 있으나, 상기 표준활성 슬러지 공법으로는 유기물의 제거는 90이상 처리가 가능하지만, 질소와 인의 경우는 그 제거율이 각각 15 내지 40, 20 내지 40에 불과하여 질소 또는 인에 의한 호소 및 해역의 부영양화 및 적조현상을 야기하는 원인이 되고 있다. 따라서, 최근들어 수질오염 방지법으로서 질소와 인의 제거율을 높이는 공정의 개발에 촛점이 모아지고 있으며, 2 차 처리로 불리우는 기존의 활성 슬러지 공정에 부가적으로 물리화학적 처리를 부가하는 공정 및 기존의 활성 슬러지 공법을 개량한 미생물을 이용하여 질소와 인을 제거하는 공정이 개발되고 있다.Existing Bottoms Currently Running The wastewater treatment system is mainly operated by the standard activated sludge process, but the removal of organic matter is 90% by the standard activated sludge process. Abnormal treatment is possible, but the removal rate is 15 to 40 for nitrogen and phosphorus, respectively. , 20 to 40 It only causes nitrogenous or phosphorous appeal and eutrophication and red tide of the sea area. Therefore, in recent years, the focus has been on the development of a process for increasing the removal rate of nitrogen and phosphorus as a water pollution prevention method, and the process of adding physicochemical treatment to the existing activated sludge process called secondary treatment and the existing activated sludge Processes for removing nitrogen and phosphorus using microorganisms with improved process have been developed.

일반적으로, 하폐수중의 질소는 암모니아성 질소 및 유기성 질소가 대부분이고 소량의 아질산성 질소와 질산성 질소가 존재하며, 하폐수의 종류, 계절 또는 일 변화에 따라 조성에 다소 차이가 있다. 일반적인 재래 처리장에서의 질소의 제거는 1 차 침전지에서 침전가능한 물질과 관련된 유기성 질소의 침전에 의해 수행되나 용해성 및 콜로이드성 유기질소와 용해성 무기질소는 거의 제거되지 않으며 활성 슬러지조에서 암모니아성 질소와 유기성 질소가 아질산성 질소와 질산성 질소로 산화되고 일부는 미생물 세포 구성 물질의 일부로 사용된다.Generally, ha Nitrogen in the wastewater is mostly ammonia nitrogen and organic nitrogen, and a small amount of nitrite and nitrate nitrogen is present. The composition varies slightly depending on the type of wastewater, the season or the day. Nitrogen removal in conventional conventional treatment plants is carried out by precipitation of organic nitrogen associated with sedimentable substances in the primary sedimentation basin, but soluble and colloidal organic nitrogen and soluble inorganic nitrogen are hardly removed and activated ammonia and organic matter in activated sludge baths Nitrogen is oxidized to nitrite and nitrate nitrogen, some of which are used as part of microbial cell constituents.

현재, 이러한 질소를 제거하기 위한 물리 화학적 고차 처리 공정으로는 처리할 폐수의 pH 를 11 이상으로 충분히 높여 암모늄 이온을 암모니아 형태로 전환하여 기체상태로 제거하는 탈기법, 처리할 폐수에 충분한 양의 염소를 가하여 용액중의 암모니아성 질소를 질소 가스 등으로 제거하는 파괴점 염소 처리법, 암모늄 이온을 선택적 이온 교환성이 우수한 이온교환 수지에 통과시켜 제거하는 이온교환 수지법 등이 있으나 이들 방법은 운전비용이 많이 소요될 뿐 아니라, 각각 pH 의 조절, 주입기체의 독성, 재생의 어려움 등과 같은 이유로 실제 대단위 공정으로의 사용이 곤란하다.At present, the physicochemical higher-level treatment process for removing nitrogen is sufficient to raise the pH of the wastewater to be treated to 11 or more to degassing the ammonium ions into ammonia to remove them in a gaseous state. There is a breakdown point chlorine treatment method for removing ammonia nitrogen in solution by nitrogen gas, and an ion exchange resin method for removing ammonium ions through an ion exchange resin having excellent selective ion exchange properties. Not only does it take much time, but it is also difficult to use in actual large scale processes due to the control of pH, toxicity of injecting gas, and difficulty in regeneration.

또한, 미생물을 이용한 생물학적 고차처리 공정으로는 호기성 상태에서 니트로박터(Nitrobacter), 니트로소모나스(Nitrosomonas)와 같은 미생물을 이용하여 하폐수 중의 유기질소나 암모늄염 질소를 질산염의 형태로 산화시킨 후 무산소 조건에서 바실러스(Bacillus), 슈도모나스(Pseudomonas), 마이크로코커스(Micrococcus) 등의 존재하에 질산성 질소를 질소가스로 환원시켜 제거하는 공정으로 대규모 처리장에 이용되고 있으나, 처리의 신뢰성 및 부하 변동에 대한 불안정성 등으로 인해 공정의 최적화 및 효율의 향상이 요구되고 있다. 또한, 하폐수 중의 인은 전처리 과정에서 10정도가 제거되며, 이러한 미처리 인을 제거하기 위한 물리적 고차처리 공정으로는 고분자 분리막을 이용한 공정과 이온교환수지를 이용한 공정 등이 있으나 이들 공정은 비용이 많이 소요되며 각각 기술적 어려움과 재생의 어려움이 있으며, 화학적 고차처리 공정으로는 정인산(ortho-phosphate)을 석회, 금속염 응집제 등을 이용하여 응집시킨 후 중력침강에 의해 제거하는 방법이 있으나 이 방법은 약품비가 많이 소요되고 슬러지의 탈수성이 나빠 대규모의 장치에 부적합하다.In addition, as a biological higher-order treatment process using a microorganism in the aerobic state using a microorganism such as Nitrobacter, Nitrosomonas (Nitrosomonas) It is a process that oxidizes organic nitrogen or ammonium salt nitrogen in waste water in the form of nitrate, and then reduces and removes nitrate nitrogen with nitrogen gas in the presence of Bacillus, Pseudomonas and Micrococcus under anoxic conditions. Although used in the treatment plant, there is a demand for optimization of the process and improvement of efficiency due to the reliability of the treatment and instability of load variation. Also, ha Phosphorus in wastewater was The degree of the removal of the untreated phosphorus is high, and the physical high-level process for removing the untreated phosphorus includes a process using a polymer membrane and an ion exchange resin, but these processes are expensive and have technical and regeneration difficulties. As a chemical higher order process, ortho-phosphate is agglomerated using lime and metal salt flocculant and then removed by gravity sedimentation. However, this method requires a large amount of chemicals and dehydration of sludge causes a large scale. Not suitable for the device

생물학적으로 인을 제거하는 공정은 아시네토박터(Acinetobacter), 바실러스(Bacillus), 슈도모나스(Pseudomonas), 마이크로코커스(Micrococcus) 등과 같은 세포내 인 축적 미생물을 이용하여 인을 제거하는 공정으로서, 이 방법은 상기 미생물들을 혐기조건하에 배양하여 혐기성 상태에서 미생물이 호기상태처럼 정상적인 트리카복실산 회로(tricarboxylic acid cycle)를 통해 에너지를 얻을 수 없게 되어 고분자인산을 이용하게 되는 점을 기초로 한다. 미생물은 세포내에서 고분자 인산의 결합이 가수분해되어 정인산으로 전환되면서 방출되는 에너지를 사용하여 신진대사를 하게 되는데 이 에너지로 세포밖의 유기물을 세포안으로 능동 수송하게 되고 이러한 유기물은 세포내에서 폴리--하이드록시 부티레이트(poly--hydroxybutyrate)로 저장된 후 호기성 상태가 되면 정상적인 트리카복실산 회로로 보내지게 되어 아데노신 삼중인산(adenosine triphosphate)를 얻게 되고 다시 이 에너지로 세포외의 정인산을 흡수하여 고분자 인산으로 저장하게 되며 이 과정에서 인의 과잉축적이 일어난다. 세포내의 인 함유율은 미생물의 성장이 빠를 경우에는 상당히 낮으나 영양소의 불균형등으로 인해 미생물의 성장이 나쁜 조건에서는 증가한다. 즉, 고분자 인산과 핵산의 합성 사이에는 반비례 관계가 성립한다. 인의 생물학적 제거는 활성 슬러지 내에 인을 과량축적시킨 후 이 슬러지를 제거하는 것으로, 고분자 인을 세포내 축적시키기 위해서는 일시적인 압박상태를 만들어 주어야 하므로 세포내부의 인의 축적은 오우버-플러스(Over-Plus)와 럭숴리-업테이크 (Luxury-Uptake)라는 메카니즘에 의해서 이루어진다.The process of removing phosphorus biologically is a process of removing phosphorus using intracellular phosphorus accumulating microorganisms such as Acinetobacter, Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, etc. By culturing the microorganisms under anaerobic conditions, the microorganism in the anaerobic state is unable to obtain energy through a normal tricarboxylic acid cycle as in the aerobic state, so that the polymer phosphate is used. Microorganisms metabolize using the energy released by the hydrolysis of macromolecular phosphoric acid and converting it into phosphate. This energy is used to actively transport extracellular organisms into cells. Hydroxy butyrate (poly- -hydroxybutyrate) and when it is aerobic, it is sent to the normal tricarboxylic acid circuit to obtain adenosine triphosphate, which absorbs extracellular phosphoric acid with this energy and stores it as polymeric phosphoric acid. This happens. Phosphorus content in cells is considerably low when the growth of microorganisms is fast, but increases under conditions where the growth of microorganisms is poor due to nutrient imbalance. In other words, an inverse relationship is established between the synthesis of the polymeric phosphoric acid and the nucleic acid. Phosphorus biological removal is the accumulation of excess phosphorus in activated sludge and removal of this sludge. The accumulation of intracellular phosphorus is over-plus because it is necessary to create a temporary compression state in order to accumulate macromolecule phosphorus intracellularly. And by a mechanism called Luxury-Uptake.

상기 오우버-플러스란 미생물이 인의 공급이 부족된 후 다시 인의 농도가 높은 환경에 놓이게 되면 인을 급격히 섭취하는 현상이고 럭숴리- 업테이크라는 것은 인 이외의 필요원소가 제한된 상태에서 세포내로 인을 이동시키는데 필요한 에너지가 충분히 존재하게 되면 과잉의 인을 섭취하는 현상을 말한다. 인의 세포내 축적은 외부로부터 기질의 공급량이 필요한 기질의 양보다 많을 때 일어나며, 저장된 화합물은 외부로부터의 에너지 공급이 세포 최소량보다 적을 때 이용된다. 이상과 같이, 생물학적 인 제거 방법은 인 축적 미생물이 혐기성 상태에서 저장된 고분자 인산을 방출하고 호기성 상태에서 성장을 위해 세포내 저장물질로 과량의 인산을 섭취함을 이용하여 이러한 과량의 인을 함유한 슬러지를 제거하는 것을 통해 인을 제거하는 처리공정으로서 대량의 처리에는 유리하나 처리의 안정성이 미흡하다.The over-plus microorganism is a phenomenon in which phosphorus is rapidly ingested after the supply of phosphorus is low and the phosphorus concentration is high again. The up-take takes phosphorus into the cell in a state in which a limited element other than phosphorus is restricted. When there is enough energy to move, it means excessive phosphorus. Intracellular accumulation of phosphorus occurs when the supply of substrate from the outside is greater than the amount of substrate required, and the stored compound is used when the supply of energy from the outside is less than the cell minimum. As described above, the biological phosphorus removal method utilizes such excess phosphorus by using phosphorus accumulating microorganisms to release the macromolecular phosphoric acid stored in the anaerobic state and ingest excess phosphoric acid as an intracellular storage material for growth in the aerobic state. As a treatment process for removing phosphorus through the removal of phosphorus, it is advantageous for a large amount of treatment, but the stability of the treatment is insufficient.

종래의 질소와 인의 동시 제거를 위한 공정으로는 포스트립(PhoStrip), 바덴포(Bardenpho), 혐기/호기(A2/O), UCT 공정 등이 개발되어 있는데, 포스트립(PhoStrip) 공정은 주로 인을 안정하게 제거하기 위한 공정으로 활성 슬러지 공정의 최종 침전지에서 반송 슬러지의 일부를 혐기성조에서 세포내의 인을 용출시킨 후 석회등을 투입하여 응집 침전시켜 인을 제거하는 공정으로 인의 제거에 대한 안정성은 있으나 폭기조에서 질산화가 이루어질 경우 질소 산화물의 영향으로 인의 방출이 저해되고 약품비가 많이 소요되며 활성 슬러지의 미생물들이 사멸되는 문제점 들이 있다.Conventional processes for the simultaneous removal of nitrogen and phosphorus have been developed such as PhoStrip, Bardenpho, Anaerobic / Aerobic (A 2 / O), UCT processes, etc. As a process for stably removing phosphorus, a part of the return sludge is eluted from the final sludge of the activated sludge process in an anaerobic tank, and the coagulation and precipitation of lime is added to remove phosphorus. However, when nitrification is made in the aeration tank, the release of phosphorus is inhibited due to the effect of nitrogen oxides, chemical costs are high, and microorganisms of activated sludge are killed.

혐기/호기(A2/O) 공정은 혐기조, 무산소조, 폭기조를 설치하여, 혐기조에서 반송 슬러지가 유입폐수와 혼합되어 혐기성 상태에서 유기물의 흡수와 인의 방출이 일어나며, 이어서, 무산소조에서는 폭기조에서 질산화 과정을 거친 폐수가 반송되어 탈질반응이 일어나며, 폭기조에서는 미생물에 인을 과잉 섭취시킨 후 슬러지의 폐기에 의해 인을 제거하는 공정으로 공정이 비교적 간단하나 운전조건의 설정이 어렵고 안정한 인의 제거가 곤란한 문제점을 가지고 있다.The anaerobic / aerobic (A 2 / O) process installs anaerobic, anaerobic and aeration tanks where the return sludge is mixed with the incoming wastewater in the anaerobic tank, resulting in the absorption of organics and release of phosphorus in the anaerobic state, followed by the nitrification process in the aerobic tank. The wastewater passed through the wastewater is returned and denitrification occurs.In the aeration tank, the process of removing phosphorus by sludge disposal after excessive ingestion of phosphorus in microorganisms is relatively simple but difficult to set operating conditions and difficult to remove stable phosphorus. Have.

UCT 공정은 혐기조, 무산소조, 폭기조를 설치하여 반송슬러지를 무산소조로 유입하여 인의 제거효율을 상승시키지만 슬러지의 침전성이나 농축성이 저하된다.In the UCT process, an anaerobic tank, an anoxic tank, and an aeration tank are installed to bring the return sludge into the anoxic tank to increase the efficiency of phosphorus removal, but the sedimentation and concentration of sludge is reduced.

변형 바덴포(Bardenpho) 공정은 혐기조, 1 차 무산소조, 1 차 폭기조, 2차 무산소조, 2 차 폭기조 순으로 반응조를 설치하여 반송슬러지가 혐기성 반응조로 유입되어, 1,2 차 무산소조에서 탈질 반응이 일어나고 폭기조의 잉여 슬러지 처리를 통하여 인을 제거한다. 이 공정은 질소의 제거율이 매우 높고 슬러지중의 인의 비율이 높으며 비교적 안정한 처리가 가능하다[Barth, E.F., Project Officer, Summary Report: Workshop on Biological Phosphorus Removal in Municipal Wastewater Treatment, US EPA(1982); and Barnard, J.L.: "Biological Nutrient removal without the addition of chemicals", Water Research 9 485(1975)].In the modified Bardenpho process, the reaction tank is installed in the order of anaerobic tank, first anaerobic tank, first aeration tank, second anaerobic tank, and second aeration tank, and the return sludge flows into the anaerobic reactor, and denitrification reaction occurs in the first and second anaerobic tanks. Phosphorus is removed through the excess sludge treatment of the aeration tank. This process has a very high nitrogen removal rate, a high proportion of phosphorus in the sludge and a relatively stable treatment [Barth, E.F., Project Officer, Summary Report: Workshop on Biological Phosphorus Removal in Municipal Wastewater Treatment, US EPA (1982); and Barnard, J. L .: "Biological Nutrient removal without the addition of chemicals", Water Research 9 485 (1975).

이상에서 개발된 방법들중 포스트립(PhoStrip) 공정에 관해서는 길버트 브이 레빈등이 미합중국 특허 제4,141,822호 및 김창희 등의 한국 특허출원 제89-908호(공고번호 91-3004)에 개시되어 있고, 혐기/호기법에 관해서는 마쯔오 요시다까 등의 한국 특허출원 제82-1616호(공고번호 87-107 호)에 개시되어 있다.Among the methods developed above, regarding the PhoStrip process, Gilbert V Levin et al. Are disclosed in US Patent No. 4,141,822 and Korean Patent Application No. 89-908 (Notice No. 91-3004) to Kim Chang-Hee, The anaerobic / expiratory method is disclosed in Korean Patent Application No. 82-1616 (Notice No. 87-107) to Matsuo Yoshidaka et al.

이에, 본 발명자는 질소의 제거율이 높고 안정한 처리가 가능한 변형 바덴포 공정의 장점을 살리면서 유기물 및 질소뿐만 아니라 인의 제거율도 증진시키기 위해 먼저 1차 폭기조에서 미생물이 인을 과량 섭취하도록 한 다음 인을 함유한 슬러지를 여과에 의해 제거함으로써 인의 제거시 질소 산화물의 영향을 배제시키고, 이어서 질산화 공정을 거쳐 무산소조에서 탈질시킴으로써 기존의 공정을 개선시켜 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors first make the microorganisms ingest the phosphorus in the primary aeration tank in order to enhance the removal rate of phosphorus as well as organic matter and nitrogen while taking advantage of the modified Badenpo process, which has a high removal rate of nitrogen and enables stable treatment. The removal of the sludge contained by filtration eliminates the influence of nitrogen oxides on the removal of phosphorus and then denitrification in an anoxic bath via nitrification to improve the existing process to complete the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 미생물을 이용하는 효율적이고 경제적인 하폐수중의 질소 및 인의 생물학적 제거방법을 제공하는 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 미생물에 의한 혐기-호기식 활성 슬러지 공정을 적절하게 조합하여, 하폐수중의 유기물질, 질소 및 인과 같은 오염물질을 높은 제거율하에 효율적이고 경제적으로 제거하는 방법을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide an efficient and economical It is to provide a method for biological removal of nitrogen and phosphorus in the waste water. That is, an object of the present invention is to provide a combination of anaerobic-aerobic activated sludge process by microorganisms, It provides a method for efficiently and economically removing contaminants such as organic matter, nitrogen and phosphorus in waste water under high removal rate.

본 발명의 또다른 목적은 유기물을 제거하기 위한 주공정으로 혐기성 처리조를 사용하여 혐기 처리시 발생하는 바이오 가스를 이용하는 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method of using biogas generated during anaerobic treatment using an anaerobic treatment tank as a main process for removing organic matter.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 변형 바덴포 공정을 개선시킨 것으로, 혐기성 처리조, 제1폭기조, 질산화조, 탈질조, 재폭기조 및 침전조의 순서로 반응처리조를 연결하여 하폐수중의 유기물, 질소 및 인 등을 제거하는 하폐수 처리 방법을 제공한다.The present invention improves the modified Badenpo process, by connecting the reaction treatment tank in the order of anaerobic treatment tank, the first aeration tank, nitrification tank, denitrification tank, re-aeration tank and settling tank To remove organic matter, nitrogen and phosphorus in the waste water Provide a wastewater treatment method.

본 발명에서는, 인 제거시 제1폭기조에서 질산화가 이루어지지 않도록 0.5 내지 1.5 시간의 짧은 접촉 시간 동안 처리하고, 슬러지 제거 공정시 여과층의 혐기화에 따른 인의 용출을 방지하기 위해 모래 여과조를 설치하여 급속 모래여과를 실시하고, 모래여과층의 상부 표면에 부직포를 위치시켜 슬러지의 처리를 용이하게 하는 동시에 역세척에 따른 동력 및 시간을 감소시킬 수 있다. 질산화조에서는 잔여 유기물을 제거하고 질산화를 수행하며, 무산소조인 탈질조에서는 탈질반응을 수행하는데, 이때 탈질화에 따른 전자 수용체로서는 최종 침전조로부터 재순환되는 반송 슬러지를 사용하였다. 상기 질산화조 및 탈질조는 각각 2 개 이상의 반응조로 분리되어 2 단 이상의 단 공정으로 수행하는 것이 각 처리조에서의 처리 효율을 높이는데 바람직하다. 재폭기조에서는 최종 침전지에서 잔여 인의 용출을 방지하고 방류수의 수질을 보호하기 위해 폭기를 수행하고, 최종 침전조의 슬러지는 전량을 재순환시켜 잉여 슬러지의 양을 최소화하며, 혐기조에서 발생하는 바이오가스를 이용하여 무산소조에 공급되는 슬러지를 가열, 살균함으로써 상기 슬러지가 전자 수용체로 사용되기 용이하게 하는 동시에 무산소조의 온도를 조절한다.In the present invention, by treating for a short contact time of 0.5 to 1.5 hours to prevent nitrification in the first aeration tank during the removal of phosphorus, by installing a sand filtration tank to prevent elution of phosphorus due to the anaerobic filtration layer during the sludge removal process Rapid sand filtration and nonwoven fabrics placed on the top surface of the sand filtration layer facilitate treatment of sludge and reduce power and time due to backwashing. In the nitrification tank, residual organic matter is removed and nitrification is carried out. In the anoxic tank denitrification tank, denitrification reaction is carried out. At this time, a return sludge recycled from the final precipitation tank was used as the electron acceptor. The nitrification tank and the denitrification tank are separated into two or more reaction tanks, respectively, and performing in two or more stages is preferable to increase the treatment efficiency in each treatment tank. In the reaeration tank, aeration is carried out to prevent the dissolution of residual phosphorus in the final sedimentation basin and to protect the water quality of the effluent.The sludge of the final sedimentation basin is recycled to minimize the amount of surplus sludge, and the biogas generated in the anaerobic tank By heating and sterilizing the sludge supplied to the anoxic tank, the sludge is easily used as an electron acceptor and the temperature of the anoxic tank is controlled.

본 발명의 특징을 제1도에 나타낸 공정 도식을 참조로 하여 상세히 설명한다.Features of the present invention will be described in detail with reference to the process diagram shown in FIG.

최초의 침전지(도시하지 않음)에서 1차 처리된 도시하수, 주정폐수, 식품폐수 등의 전처리 유출수(1)를 최종 침전조(16)에서 재순환되는 반송 슬러지(17) 및 모래여과조(6)로 부터 재순환되는 역세척수(8)와 함께 혐기성 처리조(2)에 유입시켜 혼합한다. 여기에서는 유기물이 제거되고, 혐기성 조건하에 미생물 세포내 고분자인이 정인산 형태로 전환되어 방출되는데, 이때 반응조내의 조건은 전자 수용체인 유리 산소와 결합산소가 존재하지 않는 것이 바람직하며, 질산형 질소의 한계 농도가 1 내지 3/이하이고 혐기성 수준의 척도로 사용되는 산화 환원 전위 값이 -200 내지 -300 ㎷ 이하로 유지되는 것이 바람직하다. 또한, 혐기성 처리조(2)는 2개 이상의 반응조로 분리되어 있는 것이 반송 슬러지 중에 포함되어 있는 산화 질소 및 유리 산소의 영향을 감소시킬 뿐만 아니라 전체 반응기의 용적을 감소시킬 수 있으므로 2개 이상의 반응조로 분리하여 직렬 연결하는 것이 바람직하며, 상기 혐기성 처리조에서 50이상, 바람직하게는 60내외의 유기물이 제거되도록 체류시간을 충분히 길게, 바람직하게는 4 내지 10 시간동안 처리하고 여기서 발생하는 바이오 가스를 탈질조에 유입되는 반송 슬러지 처리에 이용한다.From the return sludge (17) and the sand filtration tank (6) where the pretreatment effluent (1), such as municipal sewage, alcoholic waste, and food wastewater, first treated in the first settling basin (not shown) is recycled in the final settling tank (16). Into the anaerobic treatment tank (2) with the backwash water (8) to be recycled and mixed. Here, the organic matter is removed, and under the anaerobic conditions, the macromolecular phosphorus in the microbial cell is converted into the phosphate form and released. The conditions in the reactor are preferably free of oxygen and bound oxygen, which are electron acceptors. Concentration is 1-3 Of It is preferred that the redox potential value, which is below and used as a measure of anaerobic level, is maintained between -200 and -300 mA. In addition, the anaerobic treatment tank (2) is separated into two or more reactors, not only reduces the effect of nitrogen oxide and free oxygen contained in the return sludge, but also reduces the volume of the entire reactor, It is preferable to separate and connect in series, and in the anaerobic treatment tank Or more, preferably 60 The residence time is long enough, preferably 4 to 10 hours, to remove internal and external organic matter, and the biogas generated therein is used for the return sludge treatment flowing into the denitrification tank.

상기 혐기성 처리조에서 나온 유출수(3)은 제1폭기조(4)로 유입되어 폭기조중에서의 전체 농도가 2 내지 3.5/이 되도록 유지하면서 0.5 내지 1.5 시간, 바람직하게는 60 분 내지 80 분동안 접촉시켜 상기 유출수(3)중의 정인산이 미생물 체내에 고분자 인산의 형태로 섭취되어 과잉 축적 되도록 한다. 이때 질산화가 호기성 상태에서 일어나게 되면 인의 제거 효율이 저하되므로 체류시간이 1.5 시간을 넘지 않도록 한다. 제1폭기조(4)에서는 주로 미생물이 처리되는 폐수중의 인을 과량 흡수하도록 하는 동시에 유기물의 제거도 동시에 수행하여 혐기성 처리조 유출수(3)에 잔류하는 유기물의 30 내지 50를 처리한다.Effluent 3 from the anaerobic treatment tank is introduced into the first aeration tank 4, the total concentration in the aeration tank is 2 to 3.5 Of While maintaining so as to be in contact for 0.5 to 1.5 hours, preferably 60 minutes to 80 minutes so that the phosphorous acid in the effluent (3) is ingested in the form of polymeric phosphoric acid in the microorganism body to over-accumulate. At this time, if nitrification occurs in the aerobic state, the removal efficiency of phosphorus is lowered so that the residence time does not exceed 1.5 hours. In the first aeration tank 4, the organic matter remaining in the anaerobic treatment tank effluent 3 is removed by simultaneously absorbing excessive amounts of phosphorus in the wastewater to which microorganisms are treated, and simultaneously removing the organic matter. To process

상기 제1폭기조(4)에서 나온 유출수(5)는 모래여과조(6)으로 유입된다. 모래여과조(6)은 상기 제1폭기조 단계에서 과량의 인을 함유한 미생물 슬러지를 분리하여 제거하기 위한 단계로 종래의 모래여과 장치의 상부 표면에 부직포를 덮어 놓은 형태로서, 종래의 역세척으로 인 함유 슬러지를 제거하는 공정대신 2겹 이상, 바람직하게는 2 내지 4겹의 부직포 층을 두어 종래의 역세척에 소요되던 시간 및 동력을 감소시킬 뿐만 아니라 부직포상에 여과되지 않고 잔류하는 45 내지 65의 미생물 슬러지의 제거가 용이하고 사용된 부직포는 세척후 재사용할 수 있으므로 종래의 역세척에 소요되는 동력과 역세척 횟수가 감소되고 제거된 슬러지의 농축도 용이하다. 모래여과조(6)의 부직포상에 걸러진 과잉 인 함유 슬러지는 폐기 슬러지(7)로 폐기되고 나머지 슬러지는 역세척수(8)로서 혐기조(2)로 재순환된다.The outflow water 5 from the first aeration tank 4 flows into the sand filtration tank 6. The sand filtration tank 6 is a step for separating and removing the microorganism sludge containing an excess of phosphorus in the first aeration tank step to cover the nonwoven fabric on the upper surface of the conventional sand filtration device, the conventional backwash Instead of the process of removing the containing sludge, two or more layers, preferably two to four layers of nonwoven layers, reduce the time and power required for conventional backwashing, as well as 45 to 65 remaining unfiltered on the nonwovens. It is easy to remove the microbial sludge and the used nonwoven fabric can be reused after washing, so the power and the number of backwashes required for conventional backwashing are reduced, and the sludge removed is also easy to concentrate. The excess phosphorus containing sludge filtered on the nonwoven fabric of the sand filtration tank 6 is disposed of as waste sludge 7 and the remaining sludge is recycled to the anaerobic tank 2 as backwash water 8.

본 발명의 또 다른 태양으로, 상기 모래여과조 대신 침전조를 사용하여 과량의 인 함유 슬러지를 제거할 수 있다.In still another aspect of the present invention, a precipitation tank may be used instead of the sand filtration tank to remove excess phosphorus-containing sludge.

질산화조(10)에는 모래 여과조(6)을 거친 유출수(9) 및 최종 침전조(16)에서 재순환되는 반송 슬러지(17)가 함께 유입된다. 상기 질산화조(10)은 2단 이상의 단공정으로 분리하여 질산화 효율을 높이는 것이 바람직하며, 그러한 경우 첫째 단에는 2/이상의 산소 농도를 유지하도록 폭기 속도를 조절하고 마지막 단에서는 폭기 속도를 낮추어 처리수 중의 용존 산소의 농도를 낮게하여 다음 단계인 탈질조(12)에 유입되도록 한다. 질산화조에서의 체류시간은 2 내지 6 시간, 바람직하게는 2.5 내지 4 시간이며, 질산화조(10)에서는 질화 세균인 니트로소모나스, 니트로박터 등을 이용하여 암모니아성 질소를 아질산성 질소와 질산성 질소로 전환시키는 동시에 질산화조에 유입된 처리수중에 존재하는 유기물의 75 내지 90이상을 제거한다.The nitrification tank 10 flows in with the outflow water 9 passed through the sand filtration tank 6 and the return sludge 17 recycled from the final settling tank 16 together. The nitrification tank 10 is preferably separated in two or more stages to increase the nitrification efficiency, in which case the first stage is 2 Of The aeration rate is adjusted to maintain the above oxygen concentration, and at the last stage, the aeration rate is lowered to lower the concentration of dissolved oxygen in the treated water so as to flow into the denitrification tank 12 which is the next step. The residence time in the nitrification tank is 2 to 6 hours, preferably 2.5 to 4 hours. In the nitrification tank 10, ammonia nitrogen and nitrous acid are converted to ammonia nitrogen using nitrifying bacteria such as nitrosomonas and nitrobacter. 75 to 90 of the organics present in the treated water converted to nitrogen and introduced into the nitrification tank Remove the abnormality.

상기 질산화조(10)을 거친 처리수(11)은 최종 침전조(16)의 반송 슬러지(17)과 함께 탈질조(12)로 유입된다. 탈질조(12)에서는 산화 질소 상태의 질소를 환원시켜 제거하기 위해 외부 공기의 유입을 막고 용존산소가 없는 무산소 조건으로 운전되며, 유리 산소가 존재하는 경우 산화 질소와 같은 결합 산소를 이용한 미생물의 호흡보다는 유리 산소를 이용한 호흡이 우선되어 유리 산소는 탈질 반응의 방해 인자로 작용하기 때문에 탈질조(12)는 완전 밀폐가 이루어져야 하며, 탈질조(12)의 상부에 가스 배출구 및 교반기를 설치하여 완전 혼합이 이루어지도록 하는 동시에 발생 가스의 배출이 원활하도록 한다. 탈질조(12)에서는 2 내지 4 시간의 접촉 시간동안 산화 질소 형태의 질소를 환원시켜 질소 기체 형태로 제거한다. 또한 반송 슬러지(17)을 탈질조(12)에 공급시 혐기성 처리조(2)에서 발생하는 바이오 가스를 이용하여 70 내지 85정도의 온도로 가열 살균 처리함으로써 슈도모나스, 마이크로코커스 또는 바실러스와 같은 슬러지내 미생물을 이용하여 탈질반응을 일으킬 때 상기 반송 슬러지내의 미생물이 파괴되어 미생물 세포 구성 물질이 질산성 질소의 환원을 위한 전자 수용체로 사용되는데 용이하도록 하는 동시에 혐기조의 온도유지를 위한 열원으로 이용한다.The treated water 11 which has passed through the nitrification tank 10 is introduced into the denitrification tank 12 together with the return sludge 17 of the final precipitation tank 16. In the denitrification tank 12, in order to reduce and remove nitrogen in the state of nitric oxide, the inflow of outside air is prevented and operated under anoxic conditions without dissolved oxygen, and when free oxygen is present, respiration of microorganisms using combined oxygen such as nitrogen oxide Rather than breathing with free oxygen, the free oxygen acts as a deterrent to the denitrification reaction, so the denitrification tank 12 must be completely sealed, and the gas outlet and agitator are installed on the upper part of the denitrification tank 12 to completely mix. This can be done and at the same time facilitate the discharge of the generated gas. In the denitrification tank 12, nitrogen in the form of nitric oxide is reduced and removed in the form of nitrogen gas for a contact time of 2 to 4 hours. In addition, 70 to 85 using the biogas generated in the anaerobic treatment tank 2 when the return sludge 17 is supplied to the denitrification tank 12. When heat sterilization is performed to a degree of temperature, when denitrification is carried out using microorganisms in sludge such as Pseudomonas, Micrococcus or Bacillus, the microorganisms in the conveying sludge are destroyed and the microbial cell constituents are transferred to the electron acceptor for reducing nitrate nitrogen It is used as a heat source for maintaining the temperature of the anaerobic tank while being easy to use.

상기 탈질조 공정을 거친 탈질조 유출수(13)은 재폭기조(14)로 유입되어 여기에서 방류수의 수질을 안정하게 하고 용존산소를 부가함으로써 악취를 제거하고 최종 침전조(16)에서의 혐기 상태를 방지하기 위해 30 내지 60 분간 폭기 처리를 받게 된다.The denitrification tank effluent 13, which has undergone the denitrification tank process, flows into the reaeration tank 14 to stabilize the water quality of the effluent and remove dissolved odors by adding dissolved oxygen to prevent anaerobic conditions in the final sedimentation tank 16. To undergo aeration for 30 to 60 minutes.

이어서, 상기 재폭기조 유출수(15)는 최종 침전조(16)으로 유입되어 중력 침전 공정에 의해 선행 공정 단계중으로 재순환되는 반송 슬러지(17)과 최종 침전조에서 방류되는 최종 침전조 유출수(18)로 분리된다. 상기 반송 슬러지(17)은 폐기되는 슬러지없이 혐기성 처리조(2), 질산화조(10) 및 탈질조(12)로 각각 30 내지 45, 45 내지 60및 10 내지 20의 비율로 반송되는데 슬러지 전량을 반송함으로써 질소와 인의 제거율을 향상시킬 뿐만 아니라 폐 슬러지의 양을 감소시킬 수 있다.Subsequently, the reaeration tank effluent 15 is separated into a return sludge 17 which is introduced into the final settling tank 16 and recycled to the preceding process step by the gravity settling process and the final settling tank effluent 18 discharged from the final settling tank. The conveying sludge 17 is an anaerobic treatment tank 2, a nitrification tank 10, and a denitrification tank 12, respectively, without waste sludge. , 45 to 60 And 10 to 20 By conveying the total amount of sludge, it is possible to improve the removal rate of nitrogen and phosphorus as well as reduce the amount of waste sludge.

본 발명은 종래의 질소 및 인의 생물학적 제거 공정의 단점인 불안정성을 보완하여 안정한 처리 효율을 제공하기 위해 인을 제거한 후 질소의 제거 공정을 수행하였으며 모래여과조 상부 표면에 부직포 막을 위치시켜 과량의 인을 함유한 슬러지의 제거가 용이하고 신속하게 이루어지도록 하여 종래의 제거 공정에 사용되던 역세척 공정의 동력 및 시간을 감소시킴으로써 전체적인 비용의 절감을 꾀하는 동시에 최종 침전시 혐기화에 의한 인의 재용출을 방지하였다.The present invention was performed to remove nitrogen in order to compensate for instability, which is a disadvantage of the conventional nitrogen and phosphorus biological removal process to provide a stable treatment efficiency, and to carry out the nitrogen removal process and to place the non-woven film on the upper surface of the sand filtration tank containing excess phosphorus One sludge can be removed easily and quickly, reducing the power and time of the backwashing process used in the conventional removal process, thereby reducing the overall cost and preventing re-elution of phosphorus by anaerobic treatment during final precipitation.

본 발명의 또 다른 특징은 최종 침전조(16)으로부터 재순환되어 탈질조(12)에 유입되는 반송 슬러지(17)을 혐기성 처리조(2)에서 발생되는 바이오 가스를 이용하여 살균하여 공급함으로써 슬러지의 전자 수용체로의 사용이 용이하도록 하였으며 상기 침전조(16)에서 유출되는 발생 슬러지의 전량을 재순환함으로써 처리의 효율 및 안정성을 높였다는 점이다.Another feature of the present invention is that the sludge is recycled from the final settling tank 16 and introduced into the denitrification tank 12 by sterilizing and supplying the biomass generated from the anaerobic treatment tank 2 to supply the sludge. It is easy to use as a receptor and by recycling the total amount of the sludge discharged from the sedimentation tank 16 to increase the efficiency and stability of the treatment.

이상에서 설명한 바와 같이 종래의 질소 및 인의 생물학적 처리방법에 비해 본 발명은 질소의 제거율 뿐만 아니라 인의 제거 효율 또한 월등히 높고, 모래여과조에서의 과량의 인을 함유하는 슬러지의 제거가 용이하며, 혐기성 처리조에서 유기물을 처리하여 동력비가 저렴하며 바이오 가스의 이용이 가능하고, 최종 침전조에서 유출되는 슬러지 전량을 반송하여 처리 효율 및 안정성을 증대시킬 뿐만 아니라 슬러지 처리가 용이하며, 재폭기조에서 단시간의 폭기에 의해 잔여 인의 용출이 방지되고 방류수의 수질이 개선되는 장점을 갖는다.As described above, the present invention has a high removal efficiency of phosphorus as well as a nitrogen removal rate as compared to the conventional method for treating nitrogen and phosphorus, and it is easy to remove sludge containing excess phosphorus in a sand filtration tank, and anaerobic treatment tank. It is possible to reduce the cost of energy by using organic materials and to use biogas, and to convey the total amount of sludge flowing out of the final sedimentation tank to increase the treatment efficiency and stability as well as to facilitate the treatment of sludge. Elution of residual phosphorus is prevented and the quality of the effluent is improved.

이와 같은 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 상세히 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.This invention will be described in more detail based on the following examples. The following examples are intended to specifically illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

[실시예 1]Example 1

본 실시예에서는 하기 표 1 에 나타낸 조성을 갖는 도시하수를 처리수로 사용하여 제1도에 나타낸 바와 같은 처리 장치 구성에 따라 처리하여 각 처리조에서의 조건에 따른 유기물, 질소, 인 등의 제거율을 알아보았다. 혐기성조는 2개의 밀폐 교반조로 구성되며 각 조의 용량은 4개의 포트를 만들어 20-60로 하였으며 유기물과 슬러지의 혼합이 원활하도록 하였다. 제1폭기조는 산기기(diffuser)에 의해 공기를 공급하고 단일조로서 4개의 포트를 만들어 용량을 10-30로 하였으며, 모래여과조의 상부에는 부직포 층을 위치시켜 부직포 상부 표면에 잔류하는 과잉 인 함유 슬러지를 부직포와 함께 제거하고 부직포는 세척 후 재사용하였다. 질산화조는 산기기에 의해 공기를 공급하고 4개의 포트를 갖는 용량 10-40의 반응기를 3단으로 직렬 연결하여 사용하였다. 무산소조인 탈질조는 4개의 포트로 이루어진 용량 10-40의 반응기를 2단으로 직렬 연결하여 사용하며, 재폭기조 및 최종 침전조를 설치하였다. 최종 침전조에서 유출되는 슬러지는 전량 회수하여 혐기조, 질산화조 및 탈질조에 각각 재공급하였다. 본 실시예의 실험은 25일간 수행하였으며, 혐기조 에서의 효율적인 유기물 제거 및 인의 방출을 알아보기 위해 체류 시간을 하기 표 2 에 나타낸 바와 같이 변화시키면서 처리수의 BOD (생물학적 산소 요구량) 감소율을 조사하였다. 결과는 하기 표 2 에 나타내었다.In this embodiment, the municipal sewage having the composition shown in Table 1 is used as treated water, and treated according to the treatment apparatus configuration as shown in FIG. 1 to remove organic matter, nitrogen, phosphorus, etc. according to the conditions in each treatment tank. I found out. The anaerobic tank consists of two hermetically sealed agitators and the capacity of each tank is four ports to make 20-60 The organic material and sludge were mixed smoothly. The first aeration tank is supplied with air by a diffuser and has four ports as a single tank, giving a capacity of 10-30. A nonwoven layer was placed on top of the sand filtration tank to remove excess phosphorus-containing sludge remaining on the top surface of the nonwoven fabric together with the nonwoven fabric and the nonwoven fabric was washed and reused. Nitrifiers supply air by the diffuser and have a capacity of 10-40 with four ports. Reactors were used in series connection in three stages. Anaerobic denitrification tank has a capacity of 4 to 10 ports. Reactors were connected in series in two stages, and a reaeration tank and a final settling tank were installed. The total sludge flowing out of the final settling tank was recovered and re-supplied to the anaerobic tank, nitrification tank and denitrification tank, respectively. The experiment of this example was carried out for 25 days, and the decrease rate of BOD (biological oxygen demand) of the treated water was investigated while changing the residence time as shown in Table 2 to determine the efficient organic removal and phosphorus release in the anaerobic tank. The results are shown in Table 2 below.

상기 표 2 에서 볼수 있듯이, 체류시간에 따른 BOD감소율은 체류시간 3 내지 4 시간 정도에서 49.3 내지 56.4의 감소율로 가장 효율이 우수한 것으로 나타났다.As can be seen in Table 2, the BOD reduction rate according to residence time is 49.3 to 56.4 at a residence time of about 3 to 4 hours. The reduction rate of was found to be the most efficient.

본 실시예들의 결과에서 효율은 단위시간에 대한 제거율로서 단위시간당 효율과 제거해야할 물질간의 최적 개념으로 나타낸 것이다.In the results of the present embodiments, the efficiency is expressed as an optimum concept between the efficiency per unit time and the material to be removed as the removal rate with respect to the unit time.

[실시예 2]Example 2

본 실시예에서는 제1폭기조에서의 체류시간에 따른 제거율의 변화를 알아보기 위해, 제1폭기조에서의 체류시간을 하기 표 3 에 나타낸 바와 같이 변화시키면서 14일간 처리를 수행함을 제외하고 상기 실시예 1 과 동일한 처리 공정을 수행하였다. 결과는 하기 표 3 에 나타내었다.In the present embodiment, in order to determine the change in the removal rate according to the residence time in the first aeration tank, Example 1 except that the treatment is performed for 14 days while changing the residence time in the first aeration tank as shown in Table 3 below. The same treatment process was carried out. The results are shown in Table 3 below.

상기 표 3 의 결과로 부터, 체류시간에 따른 제1폭기조에서의 인 제거율의 효율은 60 내지 80분에서 가장 우수함을 알 수 있다.From the results in Table 3, it can be seen that the efficiency of the phosphorus removal rate in the first aeration tank according to the residence time is the best at 60 to 80 minutes.

[실시예 3]Example 3

본 실시예에서는 모래여과 공정에서 모래여과조 상부에 위치하는 부직포의 사용매수에 따른 미여과 슬러지의 제거율의 변화를 알아보기 위해, 모래여과조 상부의 부직포의 수를 1 내지 5 로 변화시킴을 제외하고 상기 실시예 1 과 동일한 처리 공정을 수행하였다. 결과는 하기 표 4 에 나타내었다.In this embodiment, in order to determine the change in the removal rate of the unfiltered sludge according to the number of use of the nonwoven fabric located in the sand filtration tank in the sand filtration process, except that the number of nonwoven fabric in the top of the sand filtration tank is changed to 1 to 5 The same treatment process as in Example 1 was carried out. The results are shown in Table 4 below.

상기 표 4 에서 알 수 있듯이, 미여과 슬러지의 제거율은 2 내지 4장의 부직포를 겹쳐 사용할 때 효율이 가장 우수한 것으로 나타났다.As can be seen in Table 4, the removal rate of the unfiltered sludge was shown to have the highest efficiency when using two to four nonwoven fabrics.

[실시예 4]Example 4

본 실시예에서는 질산화조에서의 체류시간에 따른 BOD 및 암모니아성 질소의 제거율의 변화를 알아보기 위해, 질산화조에서의 체류시간을 하기 표 5 에 나타낸 바와 같이 변화시킴을 제외하고 상기 실시예 1 과 동일한 처리 공정을 수행하였다. 결과는 하기 표 5 에 나타내었다.In this embodiment, in order to determine the change in the removal rate of BOD and ammonia nitrogen with the residence time in the nitrification tank, the residence time in the nitrification tank was changed as shown in Table 5, except that The same treatment process was carried out. The results are shown in Table 5 below.

상기 표 5 에서 알 수 있듯이, 질산화조의 체류시간이 2.5 내지 4시간일 때 처리 효율이 가장 높았다.As can be seen in Table 5, the treatment efficiency was the highest when the residence time of the nitrification tank is 2.5 to 4 hours.

[실시예 5]Example 5

본 실시예는 탈질조에서의 체류시간에 따른 총킬달 질소의 제거율의 변화를 알아보기 위한 것으로, 탈질조에서의 체류시간을 하기 표 6 에 나타낸 바와 같이 변화시킴을 제외하고 상기 실시예 1 과 동일한 처리 공정을 수행하였다. 결과는 하기 표 6 에 나타내었다.This example is to determine the change in the removal rate of total Kjeldahl nitrogen with the residence time in the denitrification tank, the same as in Example 1 except for changing the retention time in the denitrification tank as shown in Table 6 below. The treatment process was carried out. The results are shown in Table 6 below.

상기 표 6 으로 부터 탈질조에서의 체류시간이 2.5 내지 4 시간일 경우가 처리 효율이 가장 우수함을 알 수 있다.It can be seen from Table 6 that the treatment efficiency is the best when the residence time in the denitrification tank is 2.5 to 4 hours.

[실시예 6]Example 6

혐기조에서의 체류시간을 3.5시간, 제1폭기조에서의 체류시간을 1시간, 질산화조에서의 체류시간을 4시간, 탈질조에서의 체류시간을 3.5시간 및 재폭기조에서의 체류시간을 1시간으로 하여 상기 실시예 1에서와 같이 폐수를 처리하였다. 그 결과 처리수의 본 발명에 따른 처리 전과 후의 조성의 변화를 하기 표 7 에 나타내었다.The residence time in the anaerobic tank is 3.5 hours, the residence time in the first aeration tank is 1 hour, the residence time in the nitrification tank is 4 hours, the residence time in the denitrification tank is 3.5 hours, and the residence time in the reaeration tank is 1 hour. The wastewater was treated as in Example 1 above. As a result, the change of the composition of the treated water before and after the treatment according to the present invention is shown in Table 7 below.

[비교실시예 1]Comparative Example 1

본 발명의 공정 대신 활성 슬러지 공정에 의해 처리함을 제외하고 상기 실시예 6 과 동일한 체류시간 및 조건으로 폐수를 처리하였다. 그 결과 처리수중의 유기물, 질소, 인등의 성분의 제거율을 하기 표 8 에 나타내었다.Wastewater was treated with the same residence time and conditions as in Example 6 except that it was treated by an activated sludge process instead of the process of the present invention. As a result, the removal rate of components such as organic matter, nitrogen and phosphorus in the treated water is shown in Table 8 below.

상기 실시예 및 비교 실시예의 결과로 부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 처리된 폐수는 유기물 뿐만 아니라 질소 및 인의 함량도 매우 낮은 반면에 종래의 활성 슬러지 공정에 의해 처리된 폐수의 경우는 유기물의 함량은 비교적 낮았으나 질소 및 인의 함량은 처리전에 비해 약 20 내지 30만이 제거되었다. 따라서, 본 발명에 의해 종래의 폐수 처리 방법에 비해 탁월한 효과 및 경제성을 지닌 개선된 질소 및 인의 생물학적 제거 방법이 제공된다.As can be seen from the results of the above examples and comparative examples, the wastewater treated according to the present invention has a very low content of nitrogen and phosphorus as well as organic matter, whereas the wastewater treated by the conventional activated sludge process has a content of organic matter. Was relatively low, but the nitrogen and phosphorus contents were about 20 to 30 compared to before treatment. Only was removed. Thus, the present invention provides an improved method for biological removal of nitrogen and phosphorus with superior effects and economics over conventional wastewater treatment methods.

이상과 같이 본 발명을 구체적인 실시 태양과 관련하여 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당해분야에 통상적인 지식을 가진 자에게 자명한 변경, 변형 및 수정은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해하여야 한다.While the present invention has been described above in connection with specific embodiments, it should be understood that changes, modifications, and modifications apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention fall within the scope of the present invention. .

Claims (9)

유기물질, 질소 및 인을 포함하는 부영양화 물질을 제거하는 폐수처리 방법에 있어서, 최초 침전지의 유출수, 최종 침전조에서 재순환되는 반송 슬러지 및 모래여과조에서 재순환되는 과잉 인 함유 슬러지를 혐기조에 혼합 유입시켜 유기물을 제거하고 고분자 형태의 인을 정인산(ortho phosphate) 형태로 용출시키는 단계; 상기 혐기조의 유출물을 제1폭기조에 유입시켜 미생물에 인을 과잉 흡수시키는 단계; 상기 제1폭기조의 과잉 인 함유 슬러지를 모래여과조에서 여과 제거하고 그의 일부를 상기 혐기조에 반송하는 단계; 상기 모래여과조를 거친 유출물을 최종 침전조에서 재순환되는 반송 슬러지와 함께 질산화조에 도입하여 질산화시키는 단계; 질산화된 처리수를 최종 침전조에서 재순환되어 살균처리된 반송 슬러지와 함께 탈질조에 도입하여 무산소 조건하에 질소를 산화질소 형태에서 질소기체 형태로 제거하는 단계; 상기 탈질 과정을 거친 처리수를 재폭기조에 유입시켜 산소를 공급하는 단계; 상기 재폭기조의 유출물을 최종 침전조에 유입하여 중력 침전 처리한 후 상등수를 방류시키고 침전 슬러지를 반송시키는 단계를 포함하는, 질소 및 인의 제거율을 높이는 폐수처리 방법.In the wastewater treatment method for removing organic substances, nitrogen and phosphorus-containing eutrophication, the organics are mixed by introducing the effluent from the first settling basin, the return sludge recycled in the final settling tank and the excess phosphorus containing sludge recycled in the sand filtration tank into the anaerobic tank. Removing and eluting phosphorus in the form of a polymer in the form of ortho phosphate; Flowing the effluent of the anaerobic tank into the first aeration tank to overabsorb phosphorus on the microorganism; Filtering out excess phosphorus-containing sludge of the first aeration tank in a sand filtration tank and returning a portion thereof to the anaerobic tank; Introducing the nitrate through the sand filtration tank into the nitrification tank with the return sludge recycled in the final settling tank to nitrify the effluent; Introducing nitrified treated water into a denitrification tank with recycled sterilized return sludge in a final settling tank to remove nitrogen from nitrogen oxide to nitrogen gas under anoxic conditions; Supplying oxygen by introducing the treated water that has undergone the denitrification into a reaeration tank; The discharge of the reaeration tank flows into the final sedimentation tank after gravity precipitation treatment to discharge the supernatant and returning the settling sludge, wastewater treatment method to increase the removal rate of nitrogen and phosphorus. 제1항에 있어서, 상기 혐기성조가 2단 이상의 다단으로 구성된 방법.The method of claim 1, wherein the anaerobic bath consists of two or more stages. 제1항에 있어서, 상기 제1폭기조에서의 접촉 시간이 0.5 내지 1.5 시간인 방법.The method of claim 1 wherein the contact time in the first aeration tank is from 0.5 to 1.5 hours. 제1항에 있어서, 모래여과조 대신에 침전조를 사용하여 과량의 인함유 슬러지를 제거하는 방법.The method of claim 1, wherein the precipitation tank is used to remove excess phosphorus sludge in place of the sand filtration tank. 제1항에 있어서, 상기 모래여과조의 상부 표면에 2겹 이상의 부직포를 위치시키는 방법.The method of claim 1, wherein at least two layers of nonwoven are placed on the top surface of the sand filtration bath. 제5항에 있어서, 상기 모래여과조의 부직포의 상부표면에 잔류하는 슬러지를 제외한 나머지 슬러지를 혐기조에 반송시키는 방법.The method according to claim 5, wherein the remaining sludge is returned to the anaerobic tank except for the sludge remaining on the upper surface of the nonwoven fabric of the sand filtration tank. 제1항에 있어서, 상기 탈질조가 2단 이상의 다단으로 구성된 방법.The method according to claim 1, wherein the denitrification tank is composed of two or more stages. 제1항에 있어서, 최종 침전조에서 배출되는 슬러지 전량을 혐기조, 질산화조 및 탈질조에 각각 30 내지 45, 45 내지 60및 10 내지 20의 비율로 반송하는 방법.According to claim 1, wherein the total amount of sludge discharged from the final settling tank is 30 to 45 to the anaerobic tank, nitrification tank and denitrification tank, respectively , 45 to 60 And 10 to 20 How to bounce at a rate. 제8항에 있어서, 상기 탈질조에 유입되는 슬러지를 혐기조에서 발생되는 바이오 가스를 이용하여 70 내지 85의 온도로 가열처리하는 방법.According to claim 8, 70 to 85 using the biogas generated in the anaerobic tank sludge flowing into the denitrification tank Heat treatment to a temperature of.
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