KR100246734B1

KR100246734B1 - 산화구법을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리공정

Info

Publication number: KR100246734B1
Application number: KR1019980014843A
Authority: KR
Inventors: 이시진; 공병덕
Original assignee: 정종수; 주식회사세일기술단; 이시진; 공병덕
Priority date: 1998-04-25
Filing date: 1998-04-25
Publication date: 2000-03-15
Also published as: KR19990081107A

Abstract

본 발명은 산화구를 이용한 하수 및 폐수의 고도처리공정에 관한 것으로, 좀 더욱 상세하게는, 처리할 하수 및 폐수의 협잡물과 침사물을 제거시키는 전처리단계; 상기 전처리된 하수 및 폐수를 제 1 침전지에서 산화구 유입수와 생슬러지로 분리하는 단계; 상기 산화구 유입수를 하나의 폭기장치를 갖는 산화구에 유입시키는 단계; 상기 산화구로 유입된 유입수를 폭기시키면서 규소화합물 및 마그네슘화합물의 혼합물을 첨가시켜 포자형성 바실러스균군을 선택적으로 배양시키는 단계; 상기 폭기처리된 산화구 유출수를 제 2 침전지에서 고·액분리시키는 단계; 및 상기 제 2침전지에서 분리된 상등수는 방류시키고, 슬러지의 일부는 상기 전처리단계로 반송시키는 단계로 이루어진다. 본 발명의 방법은 하·폐수중의 질소·인을 직접 섭취, 산화 및 자화시켜 기존의 호기성 공법에 비해 산소소비량이 적고 산화구에서 자연적으로 슬러지 내부 순환이 이루어져 운전이 단순하여 동력비가 저렴하며, 부수적으로 악취를 완벽하게 제거할 수 있다.

Description

산화구법을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리공정

본 발명은 산화구(oxidation ditch)법를 이용한 하수 및 폐수의 고도처리공정에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 산화구법를 이용하여 호기성 및 임의성 미생물을 선택적으로 배양하여 하수 및 유기성 폐수를 처리하는 방법에 관한 것이다.

각종 하수 및 폐수를 처리하기 위한 방법으로 물리적, 화학적 및 생물학적 처리공정등을 들 수 있다. 종래의 생물학적 처리공정에 있어서, 질소·인 제거 고도처리공정은 호기성 미생물을 이용하여 폐수를 처리하는 것으로 알려져 있다. 이와 같이 호기성 미생물에 의한 폐수처리방법으로 산화구법이 이용되어 오고 있는데, 종래 산화구는 적어도 2개 이상의 폭기장치로 산소공급을 하기 때문에, 산소공급에 많은 동력이 필요하고 폭기조 내부 슬러지 순환에 다량의 동력이 소비되어 유지비가 많이 든다.

또한, 종래의 질소제거 메카니즘에 의한 폐수의 처리공정은 하·폐수중의 질산화균(Nitrosomonas)을 이용하여 암모니아성 질소를 아질산염 및 질산염으로 변화시킨 후 탈질균(Nitrobactor)에 의해 질소를 제거시키는 방법으로 알려져 있다. 하지만, 상기 방법은 질산화를 위해 다량의 공기공급에 따른 동력이 소비되고, 부수적으로 폐수처리공정에 있어서 악취를 동반하는 문제를 갖고 있다.

아울러, 종래의 질소·인 제거 고도처리 공법(A₂O, VIP)등이 알려져 있는데, 이들 공법은 호기성 미생물을 이용하기 때문에 질산화용 공기가 다량으로 소비(BOD제거 공기량만큼의 질소제거 공기량 소비; BOD 200㎎/ℓ, 질소 50㎎/ℓ일 경우 BOD제거에 1㎏당 1㎏O₂,질소1㎏당 4.57㎏O₂가 소요되어 이를 BOD제거 공기량으로 환산 비교하면 1㎏ BOD×1㎏O₂＋(50/200)×4.57㎏O₂=2.04㎏O₂가 되어 BOD제거 공기량 기준의 2배의 산소가 필요함)되며, 아울러 질소·인 제거를 위하여 슬러지 내부 순환수량이 유입하수의 2∼4배로 이루어짐에 따라 여기에도 다량의 동력이 필요하게 된다. 이에 따라 시설비 및 유지비가 증대되고, 아울러 운전점검항목이 많아 고도의 전문지식과 운전기술이 필요하게 되어 실제 처리장 적용시 비정상적인 운영의 많은 요인을 내포하게 된다. 또한, 악취 발생개소가 많아 별도의 탈취설비가 필수적이기 때문에 부적정처리시 악취로 인한 민원발생의 원인이 되고 있다.

종래의 방법들은 전통적인 하수처리방식으로 국내 하수처리장에서도 85%이상이 적용되어오고 있는 표준 활성슬러지 공법에 기초한 호기성 미생물을 이용하기 때문에 실제처리장 운영인력의 지식이나 운전기술에 기초하기보다는 전문적인 지식과 공정이론에 치중하여 개발되었기 때문으로 실제운전에서는 여러 운전조건의 변화에 호기성의 활성슬러지 미생물이 효율적으로 대응하지 못하고 있다.

이에 본 발명자는 종래의 기술상의 문제점을 해결하고, 저렴한 비용으로 효율적인 질소·인을 제거하기 위하여 광범위한 연구를 수행한 결과, 임의성 미생물(Facultative microorganism)을 이용하여 상기 문제점을 해결할 수 있는 하수 및 폐수의 처리공정을 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 하·폐수중의 질소·인을 직접 섭취, 산화 및 자화시켜 기존의 호기성 공법에 비해 산소소비량이 적고, 산화구에서 자연적으로 슬러지 내부 순환이 이루어져 운전이 단순하여 동력비가 저렴하며, 부수적으로 악취를 완벽하게 제거할 수 있는 하수 및 폐수의 처리공정을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 산화구법을 이용하여 하수 및 폐수를 처리하는 공정에 있어서, 처리할 하수 및 폐수의 협잡물과 침사물을 제거시키는 전처리단계; 상기 전처리된 하수 및 폐수를 제 1 침전지에서 산화구 유입수와 생슬러지로 분리하는 단계; 상기 산화구 유입수를 하나의 폭기장치를 갖는 산화구에 유입시키는 단계; 상기 산화구로 유입된 유입수를 폭기시키면서 규소화합물 및 마그네슘화합물의 혼합물을 첨가시켜 바실러스균군을 선택적으로 배양시키는 단계; 상기 폭기처리된 산화구 유출수를 제 2 침전기에서 고·액분리시키는 단계; 및 상기 제 2 침전기에서 분리된 상등수는 방류시키고, 슬러지의 일부는 상기 전처리단계로 반송시키는 단계로 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 산화구법를 이용한 하수 및 폐수의 고도처리공정을 도시한 공정도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 원수 2: 전처리 시설 4: 유량조정조

6: 제 1 침전지 8: 산화구 9: 폭기장치

11: 제 2 침전지 13:.산화구유입구 14: 산화구 월류 웨어

15: 생슬러지 16: 반송슬러지 17: 악취제거용 슬러지

18: 잉여슬러지 19: 슬러지 농축조 21: 슬러지 저류조

23: 탈수기 27: 미생물활성제 28: 수중교반기(Mixer)

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 공정에 따른 하수 및 유기성 폐수 처리장치로 유입된 하수 및 폐수(1)는 전처리시설(2)을 통과시켜 협잡물과 침사물을 제거시킨다. 본 발명에 따른 폐수처리장치는 각종 유기성 폐수 및 생활하수에 있어서 모두 적용가능하다. 상기 전처리된 하수 및 폐수(3)는 펌프(pump)에 의해 유량조정조(4)로 이동된다. 상기 유량조정조(4)는 유입된 하수 및 폐수 유량의 시간적 변화가 큰 경우에 설치하며, 하수량이 많아 유입 부하변동이 적은 경우에는 생략할 수 있다. 상기 유량조정조(4)의 펌프압송수(5) 또는 전처리 하수(3)는 펌프에 의해 제 1 침전지(6)로 유입된다. 상기 제 1 침전지(6)에 유입된 하수 및 폐수는 산화구 유입수(7)와 생슬러지(15)로 분리된다. 상기 제 1 침전지(6)는 대규모 처리시설일 경우에 설치하며, 소규모 처리시설에서는 생략할 수 있다. 다만, 상기 제 1 침전지(6)를 생략할 경우에는 산화구(8)에 부하감소와 스컴(Scum)발생을 억제하기 위하여 5㎜이하의 간격으로 세목 스크린(Fine screen)을 설치할 수 있다.

상기 산화구 유입수(7)는 산화구(8)로 유입되는데, 상기 산화구(8)는 단 하나의 폭기장치(9)를 포함한다. 또한, 상기 폭기장치(9)는 산화구 유입수(7)가 유입되는 지점에 설치된다. 상기 산화구 유입수(7)를 폭기장치(9)에 의해 용존산소(DO)가 0.5∼0.8mg/ℓ정도로 유지되도록 집중폭기시키면, 바실러스균이 배양된다. 용존산소가 0.8mg/ℓ를 초과하게 되면 호기성 미생물이 번식하여 임의성 미생물의 번식을 방해하여 처리에 지장을 주게 되므로 유입 하수량과 농도에 따라 폭기량을 조절해 주어야 한다. 폭기량의 조절방법은 산화구(8)의 폭기장치(9)의 회전수 제어 또는 산화구 월류웨어(14)의 수위조절에 의한다. 그후, 유입수는 상기 미생물과 접촉하면서 산화, 섭취 및 분해되어 유기물 및 질소·인의 영양염류가 제거되며, 이러한 제거작용은 산화구(8) 수로를 따라 흘러가면서 계속된다. 또한, 상기 바실러스균군을 규소화합물 및 마그네슘화합물을 투입시켜 우점배양시킨다. 이렇게 우점배양된 바실러스균군에 의해 산화구의 나머지 수로에서는 자연적으로 용존산소가 감소하면서 산화구 전체가 준호기성, 임의성 및 무산소의 상태로 된다.

전술한 바와 같이, 상기 산화구(8)내의 폭기방법(aeration)은 산화구 유입수(7)와 반송슬러지(16)가 혼합유입되는 지점에 설치된 폭기장치(9)에 의해 미생물에 집중적으로 산소를 공급하며, 상기 산화구(8)내의 용존산소(DO)는 혼합초기에는 0.5㎎/ℓ∼0.8㎎/ℓ를 유지되며 수로를 따라 흘러가면서 미생물의 호흡 및 산화작용으로 DO농도는 감소되어 산화구(8) 수로를 순환완료된 다음, 산화구(8) 유출 직전에는 0.1㎎/ℓ∼0.3㎎/ℓ의 용존산소를 유지하여 전체적으로 임의성 상태를 유지시킨다. 이렇게 함으로써 종래의 하수 및 폐수처리공정에서 주로 이용되고 있는 호기성 균의 성장이 억제되고 임의성 균인 포자형성 바실러스균군(Bacillus sp.)이 우점적으로 배양되며, 일단 바실러스균군이 우점배양되면, 바실러스균에서 분비되는 독특한 바시트라신(bacitracin), 폴리미신(polymycin), 티로시딘(tyrocidin), 그라미시딘(gramicidin), 시라우린(ciraulin) 등의 항체물질에 의해 다른 균류의 성장을 억제시키고 대장균을 사멸시켜 종래 방법에서 필요한 소독조가 필요없게 된다.

전술한 바와 같이 용존산소를 0.5∼0.8mg/ℓ로 유지시키기 위해서는 폭기량의 제어가 중요한데, 용존산소는 용존산소 계측기(DO Meter)로 지속적으로 감시하여 폭기장치(9)인 로터(rotor)의 회전수 또는 산화구 수위를 조절하여 적정용존산소를 유지하게 된다. 산화구 입구의 적정 미생물 농도(MLSS)는 폐수 농도에 따라 좌우되며 통상적으로 2,500~5,000mg/ℓ를 유지하여 미생물 상태를 현미경으로 관찰하면서 반송슬러지(16)량의 조정으로 달성된다.

따라서 종래의 호기성 처리공법이 DO농도를 1㎎/ℓ이상으로 유지하는 반면, 본 발명은 DO를 최대 0.5㎎/ℓ∼0.8㎎/ℓ정도로 유지하기 때문에 공기량 공급에 필요한 동력비는 물론, 산화구(8)의 자연순환 시스템에 의해 슬러지 내부순환에 필요한 동력비도 절감하게 된다. 산화구(8) 규모가 커지면 산화구(8)내에 슬러지의 침전방지와 용존산소의 조정(예를 들어, 유입부 DO 0.5mg/ℓ에서 유출부 DO 0.1mg/ℓ)을 위해 유출직전의 산화구(8) 수로에 수중교반기(28)을 설치한다. 산화구(8)의 폭기장치(9)는 통상적으로 횡축표면 폭기장치인 로터(rotor)를 사용하지만 수심을 깊게 하거나 규모가 커질 경우에는 산기관을 유입부에 집중배치하여 공기를 공급하고 후단에는 수중교반기(28)를 사용하여 산화구(9) 수로내의 슬러지 침전을 방치하도록 한다.

산화구(8)내에서 일단 배양된 바실러스균군의 급속한 증식을 위하여 산화구(8) 유입부에 미생물 활성제(27)인 규소화합물과 마그네슘화합물의 혼합물을 투여한다. 상기 규소화합물은 산화규소(SiO₂)가 대표적이며 화산재, 제강슬래그를 분쇄하여 사용하며, 상기 마그네슘화합물은 산화마그네슘(MgO₂)이 이용된다. 또한, 규소화합물과 마그네슘화합물의 혼합물의 투입량은 유입 BODkg당 0.01∼0.03㎏이고, 상기 두 혼합물의 양이 유입 BOD kg당 0.01kg 미만이면 바실러스균의 성장 및 포자형성이 제대로 이루어지지 않아 처리가 불량하게 되며, 0.03kg을 초과하여 과다 투입할 경우는 처리에 문제는 없지만 약품비의 낭비를 초래하므로 적정량의 투입에 주의하도록 한다. 또한, 규소화합물 대 마그네슘화합물의 비는 3∼5:1이고, 바람직하게는 4:1이다.

규소화합물이 상기 양보다 적으면 바실러스균의 포자성장에 장애가 있고, 마그네슘화합물이 적으면 포자형성에 장애를 받게 된다. 따라서 적정 투입량의 여부는 산화구 폭기장치(9) 후단의 미생물 성장상태를 현미경으로 관찰하여 바실러스균이 필라멘트(filament)상으로 왕성히 번식하여 균체가 ml당 10⁸∼10¹¹개 정도가 유지되고, 산화구 월류웨어(overflow weir, 14) 유출수를 현미경으로 관찰하여 바실러스균이 포자화되었으면 양호한 상태를 나타내는 것으로 판정한다. 미생물 활성제는 상기의 판정기준에 따라 현미경으로 바실러스균의 성장 및 포자화상태를 관찰하여 성장이 부족시에는 투입량을 증가시키면 되므로 투입량의 제어가 간편하다. 미생물 활성제는 분말상태이므로 산화구 유입구(13)에 인력으로 투입하거나 기계식의 분말투입장치(정수장의 소석회 투입장치)를 활용한다.

산화구 월류 웨어(14)를 통과한 산화구 유출수(10)는 제 2 침전지(11)로 유입되어 중력에 의해 고·액분리되고 상등수는 제 2 침전지 방류수(12)로서 방류된다.

한편, 상기 제 2 침전단계(11)에서 침전된 슬러지중 일부는 상기 폭기처리단계로 반송(16)되고, 일부는 전처리시설(2)로 반송(17)되어 처리될 하수 및 폐수의 악취제거를 하고, 상기 제 2 침전지에서 침전된 슬러지중 폭기처리 및 전처리 단계로 반송된 슬러지를 제외한 나머지 잉여슬러지(18)는 슬러지 농축조(19)로 유입된다. 잉여슬러지는 BOD 제거 kg당 약 0.6kg의 부유물질(SS)이 발생되며, 기존의 활성슬러지법에 비해 10∼30%의 슬러지 발생량이 적다. 아울러, 바실러스균은 악취물질인 암모니아(NH₃), 황화수소(H₂S), 메틸메르캅탄(CH₃SH)을 섭취하여 제거하므로 기존의 활성슬러지법에 비해 탈취시설이 필요없다.

폐수중의 질소·인 제거 메커니즘은 산화구(8)내의 용존산소 농도를 1.0mg/ℓ이하인 0.5mg/ℓ∼0.8mg/ℓ로 유지하기 때문에 질산화 미생물의 생육이 억제되어 질산화가 이루어지지 않기 때문에 바실러스균에 의해 아민기나 암모니아성 질소 및 암모늄염 상태로 직접 섭취되어 질소 제거가 이루어진다. 또한 생물학적 인 섭취는 용존산소가 0.1mg/ℓ에서 폴리-인(poly-P)합성이 시작되면서 0.5mg/ℓ에서 인 섭취가 최대로 된다고 알려져 있으며, 인 제거에 방해가 되는 질산성 질소가 거의 생성되지 않고, 최적의 용존산소가 유지되기 때문에 인 제거효율 또한 높다고 할 수 있다.

상기 제 1 침전지(6)에서 침전된 생슬러지(15)와 제 2 침전지(11)의 잉여 슬러지(18)는 슬러지 농축조(19)에서 통상의 방법으로 농축된 후 농축슬러지(20)로 제조하여 슬러지 저류조(21)로 이송된다. 소규모 처리시설에서는 슬러지 농축조(19)를 생략할 수 있고, 생슬러지(15)와 잉여슬러지(18)를 슬러지 저류조(21)로 직접 이송시킬 수 있다.

슬러지 저류조(21)에서 일정기간 저장된 슬러지는 일정량씩 탈수기(23)로 보내져 탈수된 뒤 탈수슬러지(26)로 최종 처분된다. 농축조 상등수(24)와 탈수여액(25)은 관로를 통해 전처리시설(2) 또는 유량조정조(4)로 이송되며, 전술한 바와 같이 잉여슬러지(18)의 일부는 악취제거용 슬러지(17)로서 전처리시설(2)로 일정량씩 공급된다.

산화구(8)내의 유기물 제거 메카니즘은 사상균의 일종인 바실러스균이 적정한 공기와 영양분이 있으면 왕성한 필라멘트 성장활동으로 유기물 및 영양염류를 산화 섭취하여 제거하기 때문에 유기물 및 영양염류가 적어지고 산소가 부족해지면 바실러스균이 포자화하게되는 것을 이용한 것으로서 바실러스균의 포자화 및 필라멘트의 성장은 산화구(8)내에 일정농도의 상기 규소화합물과 마그네슘 화합물이 적당량이 존재해야 하기 때문에 성장촉진제로 투여하는 것이다. 포자화된 미생물은 침강성이 양호하여 제 2 침전지(11)에서 양호한 침강성을 나타내어 탈수시 약품이 거의 필요없게 된다.

미생물 활성제의 투입량은 산화구(8)내의 각 지점의 미생물상을 현미경으로 관찰하여 필라멘트 번식과 포자화의 정도를 관찰하여 조절하며 산화구(8)내의 공기량은 산화구 월류웨어(14)에 의한 수위 조절과 폭기장치(9)의 회전수를 제어하여 조절하게 된다. 공기량의 조절은 전술한 바와 같이 산화구(8)의 폭기장치(9) 후단부와 산화구 월류웨어(14) 전에 설치된 용존산소 계측기에 의해 적정 용존산소(폭기장치(9)이후 0.5∼0.8mg/ℓ, 산화구 월류웨어(14)직전 0.1∼0.3mg/ℓ)유지 여부를 감시하여 판단하게 된다. 산화구(8) 수위를 낮추거나 폭기장치(9)의 회전수를 낮추면 폭기량이 감소하고 그 반대인 경우에는 폭기량이 증가하여 용존산소농도가 높아지게 되어 공기량을 제어한다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예

도 1의 공정 중 유량조정조, 산화구와 제 2 침전지를 파일롯트 프랜트(Pilot Plant)(유량조정조 200ℓ, 산화구 25ℓ, 제 2침전조 7ℓ)로 제작하여 하기 표 1 및 표 2의 조건으로 하수 처리를 실시하였고, 처리된 수질을 수질오염공정시험측정방법에 의해 측정한 결과를 하기 표 3에 나타내었으며, 하기 표 4에는 종래의 공정 및 실시예에 따른 공정을 비교하였다. 산화구는 폴리에틸렌(PE) 재질의 무한궤도형으로 제작하였으며 산소공급은 산기관을 하수 유입부쪽에 집중 설치하고 나머지 수로에 적정 DO 및 교반 유지용으로 믹서(mixer)를 설치하였다. 슬러지 반송은 산화구 MLSS(Mixed liquor suspended solids)를 3000㎎/ℓ정도를 유지하였으며 평균적으로 80%정도를 반송하였다. 또한, 미생물 활성제인 규소화합물과 마그네슘화합물은 4：1로 혼합하여 유입 BOD㎏(BOD kg=유입하수량(㎥/일)×BOD농도(mg/ℓ)×10^-3)당 0.15㎏을 투입하였다.

유입하수의 성상

구분	BOD^*	COD^**	SS^***	T-N^****	T-P^@
농도,㎎/ℓ(평균)	123∼179(151)	112∼158(132)	135∼162(146)	25∼46(42)	4.6∼7.5(6.8)

유입하수는 아파트단지의 유출하수를 이용하였다.

^*BOD(Biochemical oxygen demand): 수질오염공정시험방법

^**COD(Chemical oxygen demand): 수질오염공정시험방법

^***SS(Suspended solids): 수질오염공정시험방법

^****T-N: 수질오염공정시험방법

^@T-P:수질오염공정시험방법

장치 운전조건

구분	유입량(ℓ/일)	체류시간(시간)	MLSS^*(㎎/ℓ)	슬러지반송율(%)
산화구	50	12	3000정도	80
제 2침전지	50	3	-	-

처리 수질

구분	BOD	COD	SS	T-N	T-P
유입수,㎎/ℓ	151	132	146	42	6.8
처리수,㎎/ℓ(평균)	5.6∼9.8(7.2)	9.4∼15.7(12.1)	8.6∼12.6(11.2)	5.0∼7.6(5.8)	1.1∼2.0(1.4)
처리효율,%	95.2	90.8	92.3	86.2	79.4

상기와 같이 BOD, COD, SS는 90% 이상이며 특히 BOD는 95%이상의 높은 제거효율을 보였으며 질소와 인의 경우에도 각각 86.2%, 79.4%로 기존의 호기성 공법의 평균제거율 70%, 50% 보다 월등히 높은 제거율을 보였다.

본 발명에 따른 처리공정 및 종래의 발명에 따른 처리공정의 비교

구분	미생물상	폭기방법(BOD 대비 공기량)	슬러지반송 및 순환(유량Q대비)	탈취설비	약품투입
본발명	임의성미생물(바실러스균군)	집중폭기 (1.0㎏O₂/㎏BOD)	반송슬러지0.5∼1Q	필요없음	미생물촉진제탈수응집제소량
기존공법(VIP법기준)	호기성 미생물	균등폭기 (2.0㎏O₂/㎏BOD)혐기 및 무산소조 교반	반송슬러지0.5∼1Q호기순환1∼2Q무산소순환1∼2Q소 계:2.5∼5Q	반드시필요	탈수응집제다량보조적으로탈인 응집제사용

상기 표 4에서도 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 산화구를 이용하여 호기성 및 임의성 미생물을 선택배양함으로써 산소공급에 필요한 동력을 종래의 처리방식에 비해 2배 정도를 절감하고, 아울러 내부 슬러지순환이 산화구 내부에서 추가 동력없이 자연적으로 이루어지므로 이에 대한 동력이 절감되어 기존의 질소·인 제거 공법에 비해 2배 이상의 저렴한 비용으로 유기물은 물론 질소·인까지 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims

산화구법을 이용하여 하수 및 폐수를 처리하는 공정에 있어서,

처리할 하수 및 폐수의 협잡물과 침사물을 제거시키는 전처리단계;

상기 전처리된 하수 및 폐수를 제 1 침전지에서 산화구 유입수와 생슬러지로 분리하는 단계;

상기 산화구 유입수를 하나의 폭기장치를 갖는 산화구에 유입시키는 단계;

상기 산화구로 유입된 유입수를 상기 폭기장치를 이용하여 집중폭기시키면서 규소화합물 및 마그네슘화합물의 혼합물을 첨가하여 바실러스균군을 선택적으로 배양시키는 단계;

상기 폭기처리된 산화구 유출수를 제 2 침전지에서 고·액분리시키는 단계; 및

상기 제 2 침전지에서 분리된 상등수는 방류시키고, 슬러지의 일부는 상기 전처리단계로 반송시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하수 및 폐수처리공정.
제 1항에 있어서, 상기 산화구 유입구 부근에는 집중폭기를 하고 후단에 수중교반기를 설치하여 산화구의 수로를 따라 하수 및 폐수가 적정유속을 유지하면서 자연적으로 용존산소가 감소하면서 산화구 전체가 준호기성, 임의성 및 무산소의 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 하수 및 폐수처리공정.
제 1항에 있어서, 상기 폭기장치의 폭기량은 유입수에 대하여 0.5∼0.8㎎/ℓ이고, 유출직전에는 0.1∼0.3㎎/ℓ으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 하수 및 폐수처리공정.
제 1항에 있어서, 상기 규소화합물 및 마그네슘화합물의 혼합물비가 3∼5:1이고, 유입 BODkg당 0.01∼0.03kg으로 첨가됨을 특징으로 하는 하수 및 폐수처리공정.