KR100243729B1 - 분말형 제올라이트의 생물학적 처리조 내에서의 연속 순환/재생에 의한 폐수의 생물학적 처리 방법 - Google Patents

분말형 제올라이트의 생물학적 처리조 내에서의 연속 순환/재생에 의한 폐수의 생물학적 처리 방법 Download PDF

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Abstract

혐기조 또는 무산소조, 호기조 및 침전조의 순서로 구성되는 일련의 생물학적 처리조 내에 분말형 제올라이트를 일정량 투입한 후, 하수 및 폐수의 흐름에 따라, 이들 분말형 제올라이트 및 슬러지가 각각의 반응조를 거치면서, 생물학적 COD 저감, 중금속 흡착, 탈질, 탈인을 수행하게 하고, 계속해서 분말형 제올라이트는 슬러지와 함께 반송되어 각각의 반응조에서 자연적으로 재생되는 경제적인 생물학적 하수 및 폐수 처리 방법으로써, 외부에 추가적인 제올라이트 재생장치의 설치 및 부가적인 생물학적 처리장치의 도입없이 효과적으로 하수 및 폐수를 처리할 수 있는 매우 경제적이며, 효과적인 하수 및 폐수 처리방법이 제공된다.

Description

분말형 제올라이트의 생물학적 처리조 내에서의 연속 순환/재생에 의한 폐수의 생물학적 처리 방법
본 발명은 생물학적 처리조내에서 분말형 제올라이트를 사용하여 하수 및 폐수 중에 존재하는 유기물, 중금속, 악취, 질소 및 인을 제거하는 하수 및 폐수 처리 방법에 관한 것이다. 더욱 특별하게는, 본 발명은 혐기조 또는 무산소조, 호기조 및 침전조로 이루어지는 생물학적 처리조에 분말형 제올라이트를 일정량 투여하여, 연속적으로 순환하게 함으로써, 하수 및 폐수 내에 함유되어 있는 유기물, 중금속, 악취, 질소 및 인을 제거하는 하수 및 폐수 처리 방법에 관한 것이다.
종래 대부분의 하수 및 폐수 처리장에서는 활성슬러지 공법이 적용되고 있으나, 이 공정은 주로 유기물의 제거를 주목적으로 하는 공정으로써, 악취 제거, 중금속 제거, 및 최근 심각한 사회 문제인 호소의 부영양화의 유발 물질로 알려져 있는 질소 및 인의 제거 공정으로는 적합하지 않다. 따라서, 이러한 활성 슬러지 공법을 대체할 수 있는 신공법의 개발을 위한 노력들이 선진 각국에서 행해지고 있는 바, 그 예로써는 하나의 혐기조와 하나의 호기조를 배열한 A/O법, 두 개의 혐기조와 하나의 호기조를 배열한 방법인 A2/O법, 포스트립 (Phostrip)법, 바르덴포 (Bardenpho)법, 연속 회분식법 (SBR) 등이 알려져 있다. 그러나, 이들 공정들은 고농도의 질소나 인을 함유한 폐수 처리에 있어서는 그 제거 효율이 높지 않으며, 공정을 수행하기 위하여 너무 큰 부지가 필요할 뿐만 아니라, 반응기의 운영을 안정적으로 수행하기 어려운 문제점 등을 갖고 있다.
일반적으로, 질소를 생물학적으로 제거하기 위해서는 하수 및 폐수중에 존재하는 암모니아성 질소를 호기성 조건하에서 질산화균 (예를 들면, 나이트로조모나스(Nitrosomonas) 또는 나이트로박터 (Nitrobacter))에 의해서 질산성 질소로 변환시켜야 하며, 이렇게 변환된 질산성 질소는 혐기 또는 무산소 조건 하에서 탈질균의 작용에 의해 질소 분자로 환원되어 제거되게 된다. 이러한 과정이 원활하게 이루어지기 위해서는, 먼저 폭기조에서 질산화균에 의해 암모니아로부터 질산성 질소 형태로의 변환이 잘 이루어져야 하며, 그 후 혐기조 또는 무산소조에서 탈질이 원활하게 이루어져야 한다. 그런데, 호소의 부영양화에 영향을 미치는 질소와 인은 처리장내에서 거의 완전한 처리가 이루어져야 함에도 불구하고, 암모니아성 질소 농도가 500-2500 mg/l 정도 범위인 고농도의 질소를 함유하는 폐수인 피혁 폐수, 축산 폐수, 침출수 원수의 경우, 기존의 활성 슬러지 공정 등으로는 고농도 암모니아에 의한 질산화균의 활동 저해 작용, 암모니아 농도에 비해 부족한 유기물 양 등으로 인하여 질산화 자체가 잘 이루어지지 않으며, 이로 인해, 질소를 효율적으로 제거하기 힘들어 생태계의 환경 오염을 가중시키고 있는 실정이다.
한편, 생물학적 인의 제거방법으로는 기존의 혐기-호기 조건으로 운전하는 처리 공정을 사용하여, 미생물로 하여금 호기 조건에서 방출한 것 이상의 인을 혐기 조건에서 섭취토록 하는 공정이 개발 실용화되고 있으나, 상기 고농도 암모니아성 질소를 함유하는 폐수의 경우에는 과다한 질산성 질소가 미생물내에 축적된 인의 방출을 방해함으로써 인의 제거 또한 어려운 실정이다.
한편, 천연 제올라이트의 암모니아에 대한 뛰어난 선택성을 응용하여 하수 및 폐수의 생물학적 처리를 위한 연구 결과들 (예; 대한민국 특허공고 번호 제97-2624호, 제97-2628호, 제97-9650호, 제97-11327호, 제97-11330호, 대한민국 특허출원 번호 제97-44909호, 제97-44910호)이 보고되고 있다. 그러나, 이들 방법은 외부에 별도로 제올라이트 필터 반응기 또는 제올라이트 재생조 등을 설치하고, 여기에 암모니아성 질소를 함유한 원수 또는 처리수, 질산화조의 미생물을 포함하는 반송수, 제올라이트 재생수 등을 유입시킴으로써, 암모니아를 제올라이트 반응조에서 미리 흡착 제거시키거나 또는 원수와 질산화조의 미생물을 동시에 제올라이트 반응조로 보내어 흡착과 질산화를 유발시키는 등의 일련의 방법을 사용하여 암모니아 농도를 감소시키고자 하는 방법을 사용하고 있다. 또한, 제올라이트에 의해 암모니아의 흡착이 포화된 경우에는, 제올라이트의 재생을 위하여 염화나트륨 등의 물질을 사용하거나, 생물학적 처리조내의 미생물을 반송하여 그 재생을 도모하는 방법도 설명하고 있다.
그러나, 상기 설명한 방법을 사용할 경우, 추가의 제올라이트 반응조가 필요하거나, 암모니아가 흡착된 제올라이트의 인위적 재생에 따른 경비 부담, 제올라이트 반응조내에서의 막힘 현상 등이 발생하는 단점이 존재한다.
본 발명에 따른 하수 및 폐수 처리 방법은 각 처리조내에 분말형 제올라이트를 첨가하여, 중금속을 흡착시켜 제거하고, 또한 분말형 제올라이트에 부착되어 활동하는 미생물에 의해 유기물을 감소시키는 것이다. 또한, 혐기조 또는 무산소조에서의 탈질화 및 호기조에서의 질산화를 촉진하여 미생물에 의한 질소 및 인의 제거를 수행하는 공정으로써, 하수 및 폐수 중의 유기물, 중금속, 악취, 질소 및 인의 제거 효율을 경제적으로 높일 수 있는 방법이 제공된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 기술상의 문제점들을 개선한 것으로써, 폐수 처리 공정의 대부분을 차지하고 있는 기존 활성 슬러지 공정에서 부대 장치의 추가 설치없이 간단한 운전 상의 변화와 일정량의 분말형 제올라이트를 투입하는 것으로써 저농도의 질소를 함유하는 폐수 뿐만 아니라, 특히 피혁, 축산, 침출수등의 고농도의 질소를 함유하는 폐수의 처리 효율을 높일 수 있는 새로운 하수 및 폐수의 생물학적 처리 공정을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 분말형 제올라이트를 생물학적 처리조내에서 연속 순환/재생하여 하수 및 폐수를 처리하는 생물학적 처리 방법을 나타내는 흐름도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1, 2 : 1차 침전조 또는 물리화학적 처리조
3 : 생물학적 반응조
3-1 : 1차 혐기조 또는 무산소조
3-2 : 1차 호기조
3-3 : 2차 혐기조 또는 무산소조
3-4 : 2차 호기조
4, 5 : 2차 침전조
1A, 2A : 하수 및 폐수 원수의 유입 라인
3-2B : 1차 호기조의 일부 폐수 및 슬러지 반송 라인
3-2C, 3-4C : 처리수 라인
4B, 5B : 슬러지 반송 라인
4D, 5D : 슬러지 유출 라인
3-1E, 3-3E : 유기물 공급 라인
본 발명의 목적은 종래 방법의 단점을 해소하면서, 혐기조 또는 무산소조, 호기조 및 침전조의 순서로 구성되는 일련의 생물학적 처리조 내에 분말형 제올라이트를 일정량 투입한 후, 하수 및 폐수의 흐름에 따라, 이들 분말 제올라이트 및 슬러지가 각각의 반응조를 거치면서, 생물학적 COD 저감, 중금속흡착, 탈질, 탈인을 수행하게 하고, 계속해서 분말형 제올라이트는 슬러지와 함께 반송되어 각각의 반응조에서 자연적으로 재생되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하수 및 폐수 처리 방법에 의하여 달성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 하수 및 폐수 처리 공정에 사용되는 반응조는 1차 침전조, 혐기조 또는 무산소조, 호기조 및 2차 침전조로 이루어지며, 고농도의 질소 및 인을 함유하는 하수 및 폐수의 처리 공정의 경우에는 혐기조 또는 무산소조, 호기조 이후에 필요시 연속적인 혐기조 또는 무산소조, 호기조를 추가로 포함할 수 있다. 이 때, 각각의 반응조는 하나의 반응조에 간막으로 구성되거나, 또는 각각의 반응조로 개별적으로 구분되어 구성될 수 있다. 반응조에서의 하수 및 폐수의 흐름은, 혐기조 또는 무산소조 → 호기조로 유입되게 되고, 또는 필요시 호기조로부터 유출되는 처리수는 계속해서 연속적인 혐기조 또는 무산소조 → 호기조의 순으로 유입되어 진행될 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 분말형 제올라이트는 MO·AlxOy·mSiO2·nH2O (여기서, M은 알칼리토금속이다)로 표시되는 함수 알루미늄을 주성분으로 하는 천연 제올라이트로부터 선택될 수 있다. 상기 분말형 제올라이트는 통상 직경이 25-1000 μm 범위의 것이나, 처리효율을 극대화시키기 위해서는 25-200 μm 범위의 분말형 제올라이트를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 폐수 처리 방법을 도면을 참고로 하여 하기에서 더욱 자세하게 설명한다.
먼저 하수 및 폐수의 원수를 1차 침전조 (1)에 유입시켜, 일정시간 머무르게 함으로써 조대입자를 침전시키거나 또는 물리화학적 처리 방법을 통하여 조대입자를 응집 침전시킨다. 그 후, 침전조 (1)에서 유출된 상등 원수를 하수 및 폐수 원수의 유입 라인 (1A, 2A)를 통하여 미리 일정량의 분말형 제올라이트가 투입되어 있는 각각의 생물학적 반응조인 혐기조 또는 무산소조 (3-1) 및 호기조 (3-2)로 구성된 반응조 (3)으로 공급한다. 혐기조 또는 무산소조 (3-1)에서, 분말형 제올라이트에 암모니아성 질소, 중금속 등이 흡착되고, 호기조 (3-2)에서 분말형 제올라이트에 부착되어 자라는 질산화균 또는 자유로이 떠돌아 다니는 질산화균에 의해 분말형 제올라이트에 흡착되어 있는 암모니아나 호기조내의 폐수중에 함유되어 있는 암모니아가 질산성 질소나 아질산성 질소로 변환된다 (질산화 과정). 상기 변환된 질산성 질소나 아질산성 질소를 함유한 분말형 제올라이트 및 호기조내의 폐수중 일부를 반송 라인 (3-2B)를 통하여 혐기조 또는 무산소조 (3-1)로 다시 반송시켜, 분말형 제올라이트에 부착된 탈질균이나 자유로이 떠다니는 탈질균에 의해 분말형 제올라이트에 부착되어 있거나 반송수에 존재하는 질산성 질소나 아질산성 질소를 질소분자로 환원시켜 (탈질화 과정) 대기중으로 방출되도록 하므로써 질소 제거가 이루어진다. 이렇게 혐기조 또는 무산소조 (3-1)에서 질소 분자가 제거된 분말형 제올라이트는 하수 및 폐수 유입라인 (1A, 2A)를 통하여 혐기조 또는 무산소조 (3-1)로 유입된 새로운 하수 및 폐수 원수에 존재하는 암모니아성 질소를 다시 흡착하여 상기의 질소 제거 과정이 연속적으로 반복하여 일어나게 된다. 또한 이 공정중 호기조 (3-2)에서 나오는 처리수 중 반송수를 제외한 나머지 처리수는 처리수 라인 (3-4C)를 통하여 2차 침전조 (4)로 보내어지고, 여기서 고액분리 되므로써 생물학적 폐수처리가 이루어지게 된다.
한편, 피혁폐수, 축산폐수, 침출수 등과 같이 고농도의 질소를 함유하는 폐수의 경우, 호기조 (3-2)로부터 나오는 처리수에는 질산성 질소 또는 아질산성 질소의 농도가 높기 때문에 이를 2차 침전조 (4)로 바로 내보낼 경우, 암모니아성 질소의 농도는 낮으나, 전체 질소의 농도가 높게 된다. 따라서, 하수 및 폐수에 존재하는 질소를 제거하기 위하여 호기조 (3-2)로부터 나오는 폐수를 처리수 라인 (3-2C)를 통하여 다시 2차 혐기조 또는 무산소조 (3-3)으로 보내어, 상기 1차 혐기조 또는 무산소조 및 호기조에서의 질소 제거 공정을 반복 수행할 수 있다. 즉, 반응조 (3-2)로부터 폐수와 함께 유입되어 들어온 분말형 제올라이트에 부착되어 자라는 탈질균 및 2차 혐기조 또는 무산소조 (3-3)에서 자유로이 떠다니는 탈질균에 의해서 2차 탈질이 일어나도록 하고, 이 폐수를 다시 2차 호기조 (3-4)로 보내 호기 조건하에서 분말형 제올라이트에 부착되어 자라는 질산화균 또는 자유로이 떠다니는 질산화균에 의해, 분말형 제올라이트에 흡착되어 있는 잔여 암모니아나 호기조내의 폐수중에 함유되어 있는 잔여 암모니아를 질산성 질소나 아질산성 질소로 변환시키고 (질산화 과정), 분말형 제올라이트에 부착되어 자라는 탈질균이나 자유로이 떠다니는 탈질균에의해, 분말형 제올라이트에 부착되어 있거나 반송수 속에 존재하는 질산성 질소나 아질산성 질소를 환원시켜 (탈질화 과정), 질소분자를 대기중으로 방출하여 제거함으로써, 이 후 이 처리수가 처리수 라인 (3-4C)를 통하여 2차 침전조 (4, 5)에 유입될 때, 슬러지와 처리수의 고액분리가 원활히 이루어지도록 할 수 있다.
2차 침전조에서 고액분리가 되어 침전된 슬러지 중 일부는 슬러지 반송 라인 (4B, 5B)를 통하여 다시 1차 혐기조 또는 무산소조 (3-1) 또는 필요시 2차 혐기조 또는 무산소조 (3-3)로 보내어, 분말형 제올라이트를 반응조로 다시 공급해 주는 역할을 수행한다.
또한, 2차 침전조 (4, 5)에서 침전된 슬러지중 일부를 슬러지 유출 라인 (4D, 5D)를 통하여 일정량 외부로 배출시켜, 제올라이트를 함유한 비료로 사용할 수 있다. 이때, 배출된 폐슬러지 중에 포함되어 있는 제올라이트 양 만큼, 또는 반응조에서 추가로 필요한 양만큼의 분말형 제올라이트를 외부에서 반응조 (3)으로 공급해 준다. 또한, 피혁 폐수, 침출수 등의 고농도의 질소를 함유하는 폐수의 경우에는 질소에 비하여 유기물의 함량이 절대 부족하므로, 1차 혐기조 또는 무산소조 (3-1), 2차 혐기조 또는 무산소조 (3-3)에 질소함량에 비하여 부족한 유기물 양 만큼 유기물 공급 라인 (3-1E, 3-3E)을 통하여 유기물을 공급해 줌으로써 혐기조 또는 무산소조 (3-1, 3-3)내의 탈질균 및 탈인균의 탈질 및 탈인 활동을 극대화시켜, 탈질 및 탈인 효율을 향상시킬 수 있다. 이 공정은 또한 상기한 방법으로도 제거효율이 부족할 시에는 필요하다면 2차 호기조 이후에 다시 3차 혐기조 또는 무산소조, 3차 호기조 등을 연속적으로 다단계 설치하여 제거 효율을 증가 시킬 수 있다.
또한, 인의 제거는 호기조 (3-2, 3-4)에서 제올라이트에 흡착된 중금속 및 과잉의 인을 섭취한 미생물을 침전조 (4, 5)로부터 유출 라인 (4D)를 통하여 제거하므로써, 중금속 및 인을 동시에 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서, 1차 호기조 또는 2차 호기조에서 나오는 처리수를 1차 혐기조 또는 무산소조 또는 2차 혐기조 또는 무산소조로 반송시키는 경우에, 그 반송량은 원수 유입량의 0.5-5배의 범위내에서 이루어질 수 있다. 또한, 침전조에서 침전된 슬러지중 일부를 혐기조 또는 무산소조에 반송시키는 경우, 그 반송량은 원수유입량의 0.25-2배의 범위내에서 이루어지며, 침전조 (4, 5)에서 폐슬러지의 형태로 배출되는 슬러지의 양은 전체 반응조의 슬러지 체류시간을 5-50일의 범위가 되도록 정하고, 배출된 슬러지에 포함되어 있는 분말 제올라이트의 양 만큼 또는 전체 반응기의 효율상 필요한 양만큼의 분말 제올라이트를 외부에서 반응조 또는 침전조에 공급해준다.
본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 가장 특징적인 면은 하수 및 폐수 원수 또는 필요시 1차 물리 화학적 처리를 거친 하수 및 폐수 원수를 혐기조 또는 무산소조 (3-1)→호기조(3-2)→침전조 (4), 또는 1차 혐기조 또는 무산소조 (3-1)→1차 호기조 (3-2)→2차 혐기조 또는 무산소조(3-3)→2차 호기조 (3-4)→침전조 (5)로 구성되는 반응조에 보내고, 이 각각의 반응조에 분말형 제올라이트를 일정량 투입함으로써 혐기조 또는 무산소조 (3-1, 3-3)에서 분말형 제올라이트에 의해 암모니아성 질소, 중금속 등이 흡착되도록 한 후, 호기조 (3-2, 3-4)에서 분말형 제올라이트에 부착되어 자라는 질산화균 또는 자유로이 떠돌아 다니는 질산화균에 의해 분말형 제올라이트에 흡착되어 있는 암모니아나 호기조 (3-2, 3-4)내의 폐수중에 함유되어 있는 암모니아를 질산성 질소나 아질산성 질소로 변환시킨다. 변환된 질산성 질소나 아질산성 질소를 함유한 분말형 제올라이트 및 호기조 (3-2, 3-4)내의 폐수 및 슬러지중 일부를 혐기조 또는 무산소조 (3-1)로 반송 라인을 통하여 (3-2B, 4B, 5B) 다시 반송시켜, 분말형 제올라이트에 부착되어 자라는 탈질균이나 자유로이 떠다니는 탈질균에 의해 분말형 제올라이트에 부착되어 있거나 반송수에 존재하는 질산성 질소나 아질산성 질소를 질소 분자로 환원시켜 대기중으로 방출 제거할 수 있다. 한편, 혐기조 또는 무산소조 (3-1)에서 질소분자가 제거된 분말형 제올라이트는 혐기조 또는 무산소조 (3-1)로 유입된 원수 (1A, 2A)내에 존재하는 암모니아성 질소를 다시 흡착함으로써, 질소제거 과정이 연속적으로 반복되어 일어날 수 있으며, 또한 이 공정은 호기조 (3-2, 3-4)에서 제올라이트에 흡착된 중금속 및 과잉의 인을 섭취한 미생물을 침전조 (4, 5)로부터 슬러지 유출 라인 (4D, 5D)를 통하여 제거하므로써, 동시에 중금속제거 및 탈인이 수행될 수 있다.
더욱이, 피혁폐수, 침출수 등의 고농도의 질소를 함유하는 폐수의 경우처럼 질소에 비하여 유기물의 함량이 절대 부족한 경우에는, 혐기조 또는 무산소조 (3-1, 3-3)에 질소 함량에 비하여 부족한 유기물의 양만큼 또는 화학적 산소요구량 (COD)의 저감에 필요한 양만큼, 유기물 유입 라인 (3-1E, 3-3E)을 통하여 유기물을 별도로 공급해 줌으로써 혐기조 또는 무산소조 (3-1, 3-3)내의 탈질균 및 탈인균의 탈질, 탈인 활동을 극대화시켜, 미생물에 의한 COD 저감, 탈질, 탈인 효율을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 1차 호기조 (3-2)와 침전조 (4, 5)에서 나오는 처리수와 침전된 슬러지 중 일부를 혐기조 또는 무산소조 (3-1, 3-3)에 반송 라인 (3-2B, 4B, 5B)을 통하여 반송시키며, 침전조 (4, 5)에서 슬러지 유출 라인 (4D, 5D)을 통하여 침전된 슬러지 중 일부를 배출하고, 배출된 슬러지에 포함된 분말형 제올라이트 양만큼, 또는 처리효율의 증대를 위해 필요한 양만큼 반응조 (3)으로 분말형 제올라이트를 외부에서 공급해 주는 방법을 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 본 발명의 바람직한 예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
〈실시예〉
고농도의 암모니아성 질소를 함유하고 있는, 국내의 J 피혁조합 처리장에 유입되는 피혁 폐수 (원수의 총질소 함량; 500-600 mg/l)와 K 매립지의 침출수 (원수의 총질소함량 : 1800 - 2200 mg/l)의 원수를 대상으로 하여 질소 제거 시험을 실시하였다.
한편, 본 실험에서는 원수가 고농도의 질소를 함유하고 있으므로, 반응조의 구성 (3)은 혐기조 또는 무산소조 (3-1), 호기조 (3-2) 이후에 2차 혐기조 또는 무산소조 (3-3), 2차 호기조 (3-4)로 하였고, 각각의 반응조는 개별적으로 구분되도록 구성하였다. 반응조 (3)에서의 하수 및 폐수의 흐름은 혐기조 또는 무산소조 (3-1), 호기조 (3-2), 2차 혐기조 또는 무산소조 (3-3), 2차 호기조 (3-4), 2차 호기조 (3-4)의 순으로 진행하였다.
도 1에 나타낸 바와 같이 각각 9톤, 1톤 규모의 파일럿 플랜트를 제작하여, 각각 1일 3톤 및 1일 0.3 톤의 유입량으로 폐수를 유입시킨 후 상기의 방법으로 운영 실험하였으며, 제올라이트 분말은 직경 80 내지 200 ㎛의 것을 사용하였다. 그 결과, 80-95%의 총질소 제거 효과를 얻을 수 있었다.
본 발명에 따라, 기존의 활성슬러지 공정을 그대로 사용하면서, 약간의 운전 방식만을 변화시키고, 경제적인 분말형 제올라이트와 필요한 경우, 싼 값의 유기물만을 공정에 투입하므로써 피혁폐수, 축산폐수, 침출수와 같은 고농도의 질소를 함유하는 폐수에서 질소 및 인을 효율적으로 제거할 수 있는 방법이 제공된다.

Claims (7)

  1. 하수 및 폐수의 원수 또는 1차 물리화학적 처리를 거친 하수 및 폐수 원수를, 일정량의 분말형 제올라이트를 투입한 혐기조 또는 무산소조, 호기조 및 침전조, 또는 필요시 혐기조 또는 무산소조, 호기조 이후에 연속적인 2차 혐기조 또는 무산소조, 2차 호기조를 포함하는 반응조에 유입시켜, 분말형 제올라이트를 일정량 투입하고, 혐기조 또는 무산소조에서 분말형 제올라이트에 의해 암모니아성 질소, 중금속 등이 흡착되도록 하며, 호기조에서 질산화균에 의해 암모니아를 질산성 질소나 아질산성 질소로 변환시키고, 변환된 질산성 질소나 아질산성 질소를 함유한 분말형 제올라이트 및 호기조 내의 폐수 중 일부는 혐기조 또는 무산소조로 다시 반송시켜 탈질균에 의해 질산성 질소나 아질산성 질소를 질소분자로 환원시켜 제거하고, 질소분자가 제거된 분말형 제올라이트는 혐기조 또는 무산소조로 유입된 원수 또는 호기조를 거쳐 들어오는 반송수 내에 존재하는 암모니아성 질소를 다시 흡착하여 상기의 질소 제거 과정이 연속적으로 반복하며, 호기조에서 중금속을 흡착한 제올라이트 및 과잉의 인을 섭취한 미생물은 침전조로부터 제거하므로써 중금속과 인을 제거하는 것으로 이루어지는 생물학적 폐수처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분말형 제올라이트가 MO·AlxOy·mSiO2·nH2O (여기서, M은 알칼리토금속이다)로 표시되는 함수 알루미늄을 주성분으로 하는 천연 제올라이트임을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 분말형 제올라이트의 크기가 직경 25 내지 1000 μm, 바람직하게는 25 내지 200 μm의 범위임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 분말형 제올라이트가 각각의 반응조내를 폐수의 흐름과 병행하여 이동하면서 탈질, 질산화를 연속적으로 수행함으로써 별도의 재생수의 필요없이 각각의 반응조내의 미생물의 작용에 의해서 연속적으로 재생됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 호기조에서 나오는 처리수를 혐기조 또는 무산소조로 반송시키는 경우에, 그 반송량은 원수 유입량의 0.5-5배의 범위내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 침전조에서 침전된 슬러지중 일부를 혐기조 또는 무산소조로 반송하는 것을 더 포함하며, 이때 반송량은 원수 유입량의 0.25-2배의 범위인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 질소 함량에 비하여 유기물의 함량이 부족한 경우 혐기조 또는 무산소조에 질소함량에 비하여 부족한 유기물의 양 또는 화학적 산소요구량 (COD)의 저감에 필요한 양으로 유기물을 공급해 주는 것을 특징으로 하는 방법.
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