KR100271942B1 - Method for treating high density waste water and apparatus therefore using soil microbe with do controlling aeration tank - Google Patents

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Abstract

본 발명은 난분해성 유기물을 포함하는 고농도의 축산 폐수 등을 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 폐수 처리 방법은 폐수로부터 고액 분리된 배출수를 저류조에 저장하여 농도와 유량을 균등화시키는 단계와, 저류조로부터 균등화된 배출수를 혐기성 발효조에서 혐기성 미생물에 의해 난분해성 유기물을 후속 미생물의 섭취에 용이한 상태로 가수 분해시키고 탈인 미생물을 활성화시키는 단계와, 폭기조로부터 반송된 슬러지 내의 미생물을 미생물 활성조에서 선택적으로 개량하고 생흡착능을 증대시키며 토양 미생물 담체 내에 충전된 미생물을 성장시키는 호기성 미생물의 활성화 단계와, 고형화시킨 토양 미생물을 수용한 미생물 활성조의 유출액과 상기 혐기성 발효조 유출액 및 반송 슬러지와 탈리액을 혼합조에서 혼합시키는 단계와, 상기 혼합액을 용존 산소 농도 조절식 폭기조에서 처리하여 유기물과 인을 처리하고 암모니아성 질소를 질산화시키는 단계와, 폭기조에서 처리된 액을 무산소 상태에서 미생물의 내생호흡을 이용하여 질산화물을 탈질시키는 단계와, 탈질처리된 액을 1차 침전조에서 슬러지와 상등액으로 분리하는 단계와, 1차 침전조에서 침전 분리된 상등액으로부터 응집 침전조에서 잔류 인과 현탁 고형물을 제거하고 처리수를 방출하는 단계로 이루어진다.The present invention relates to a method and apparatus for treating high concentration livestock wastewater including hardly degradable organic matter. Wastewater treatment method is to store the effluent separated from the wastewater in the storage tank to equalize the concentration and flow rate, and the effluent equalized from the storage tank in the anaerobic fermentation tank by anaerobic microorganisms for easy intake of subsequent microorganisms Hydrolyzing and activating the dephosphorizing microorganisms, activating the aerobic microorganisms to selectively improve the microorganisms in the sludge returned from the aeration tank in the microbial activator tank, increase biosorbability and grow microorganisms filled in the soil microbial carrier, and Mixing the effluent of the microorganism activator containing the soil microorganisms and the anaerobic fermenter effluent and the return sludge and the desorption liquid in a mixing tank, and treating the mixed solution in a dissolved oxygen concentration controlled aeration tank to treat organic matter and phosphorus and to treat ammonia nitrogen. Nitric acid Denitrifying the nitrate using endogenous breathing of microorganisms in anoxic state, and treating the treated liquid in the aeration tank, separating the denitrified liquid into sludge and supernatant in the first settling tank, and settling in the first settling tank. From the separated supernatant, residual phosphorus and suspended solids are removed from the coagulation sedimentation tank and the treated water is discharged.

Description

토양 미생물을 이용한 용존 산소 농도 조절식 폭기조에 의한 고농도 폐수의 고부하 정화 처리 방법 및 장치Method and device for high load purification of high concentration wastewater by using dissolved oxygen concentration aeration tank using soil microorganism

본 발명은 토양 미생물을 이용하여 고농도 유기물과 질소 및 인을 함유한 축산 폐수 또는 유기성 산업 폐수를 효율적으로 정화 처리하기 위한 폐수 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment method and apparatus for efficiently purifying livestock wastewater or organic industrial wastewater containing high concentration organic matter and nitrogen and phosphorus using soil microorganisms.

주변 수계에 부영양화를 유발시키는 등 환경 오염의 주범으로 인식되고 있는 축산 폐수 또는 유기성 산업 폐수는 산업의 규모에 따라 공동 처리장 또는 개별 정화 시설에 의하여 처리되고 있다. 그러나, 축산 폐수 공동 처리장의 경우에 부적절한 설계 부하 등으로 인하여 거의 대부분이 제기능을 발휘하지 못하고 있으며, 개별 정화조의 경우에도 축사의 유형과 축종에 따른 폐수 농도에 대한 적응성의 부족 등으로 인하여 제기능을 발휘하지 못하고 있는 실정이다. 또한, 축산 폐수 또는 유기성 산업 폐수를 처리하기 위하여 투자되는 비용이 관련 산업 규모에 비해 과대하여 산업 경쟁력 확보가 어려운 실정이다.Livestock wastewater or organic industrial wastewater, which is recognized as the main cause of environmental pollution, such as causing eutrophication in the surrounding water system, is treated by a joint treatment plant or individual purification facilities depending on the size of the industry. However, in the case of livestock wastewater joint treatment plants, almost all of them are not functioning due to inadequate design load, and even in the case of individual septic tanks, due to the lack of adaptability to the wastewater concentration according to the type and the breeder of the livestock. The situation is not exhibited. In addition, it is difficult to secure industrial competitiveness because the cost invested to treat livestock wastewater or organic industrial wastewater is excessive compared to related industrial scale.

한편, 외국의 경우를 보면, 축산 폐수와 같은 고농도의 슬러리상 폐수 처리와 관련하여 혐기성 소화, 활성 슬러지법 및 산화지 등의 다양한 공법이 적용되고 있다. 예를 들면, 문헌[Jose R. Bicudo and Ivo F. Svoboda,“Intermittent aeration of pig slurry-farm scale experiments for carbon and nitrogen removal”, Wat. Sci. & Tech. Vol. 32, No. 12, pp 83-90, 1995]에는 돈사 폐수를 희석 간헐 폭기 방식으로 처리한 결과가 보고되어 있다. 그러나, 이러한 정화 처리에서는 F/Mv 비(반응조 내의 단위 미생물 질량당 단위 시간당 기질 부하율)가 0.8kg BOD/kg Mv/d 이상인 경우에 질산화 저해 현상이 발생한다고 한다.On the other hand, in the case of foreign countries, various methods such as anaerobic digestion, activated sludge method and oxidized paper have been applied in connection with the treatment of high concentration slurry phase wastewater such as livestock wastewater. See, eg, Jose R. Bicudo and Ivo F. Svoboda, “Intermittent aeration of pig slurry-farm scale experiments for carbon and nitrogen removal”, Wat. Sci. & Tech. Vol. 32, no. 12, pp 83-90, 1995, reported the results of treatment of pig wastewater in a dilute intermittent aeration method. However, in this purification treatment, the nitrification inhibition phenomenon occurs when the F / Mv ratio (substrate loading per unit time per unit microorganism mass in the reactor) is 0.8 kg BOD / kg Mv / d or more.

한편, 문헌[Cintoli C., Di Sabantino, B., Galeotti, L. and Bruno, G., “Ammonia uptake and treatment in UASB reactor of piggery wastewater”, Wat Sci. & Tech. Vol. 32, No. 12, PP 76-83, 1995]에는 돈사 폐수를 원심 분리 후 제올라이트(seolite)에 의한 이온 교환법으로 NH4 +를 제거시켜 상향류 혐기성 슬러지블랭킷(UASB; Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 방식과 UASB-혐기성 필터 방식으로 COD, TN 및 TP를 각각 95%, 90% 및 80% 수준까지 제거한다고 한다 또한, 문헌[Bortone G., Gemeli, S. and Rambaldi , A.,“Nitrification, denitrification and biological phosphate removal in SBR treating piggery wastewater”, Wat . Sci. & Tech. Vol 25, No. 5, pp 977-985, 1992]에는 돈사 폐수를 원심 분리 후 회분식 반응기로 처리하여 COD, TN 및 TP를 각각 93%, 93% 및 95% 수준까지 제거한 결과가 보고되어 있다. 문헌[Yang, P. Y., Chen, H. Kongsrichareon, N. and Polprasert, C.,“A swine waster package biotreatment Plant for the tropics”, Wat. Sci. & Tech. Vol. 28, No. 2, pp 211-218, 1993]에는 소규모 돈사에서 고농도 폐수를 단순 혐기성 공법으로 처리한 결과가 보고되어 있다. 문헌[Martin, J. H. and Loehr, R. C.,“Aerobic treatment of poultry wastes”, J. Agri. Eng. Res. Vol. 21, pp 157-167, 1976]에는 가금 폐수를 산화구법으로 처리한 결과가 보고되어 있다.Meanwhile, Cintoli C., Di Sabantino, B., Galeotti, L. and Bruno, G., “Ammonia uptake and treatment in UASB reactor of piggery wastewater”, Wat Sci. & Tech. Vol. 32, no. 12, PP 76-83, 1995], the centrifugation of pig wastewater and the removal of NH 4 + by the ion exchange method using a zeolite, the upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) method and the UASB-anaerobic filter In a manner that removes COD, TN and TP to levels of 95%, 90% and 80%, respectively. Bortone G., Gemeli, S. and Rambaldi, A., “Nitrification, denitrification and biological phosphate removal in SBR treating piggery wastewater ”, Wat. Sci. & Tech. Vol 25, no. 5, pp 977-985, 1992] reported the removal of COD, TN and TP to 93%, 93% and 95%, respectively, by centrifugation of pig wastewater in a batch reactor. Yang, PY, Chen, H. Kongsrichareon, N. and Polprasert, C., “A swine waster package biotreatment Plant for the tropics”, Wat. Sci. & Tech. Vol. 28, No. 2, pp 211-218, 1993] report the results of simple anaerobic treatment of high concentration wastewater in small pigs. Martin, JH and Loehr, RC, “Aerobic treatment of poultry wastes”, J. Agri. Eng. Res. Vol. 21, pp 157-167, 1976, reported the results of treating poultry wastewater with the oxidative sphere method.

그러나, 이러한 외국의 폐수 처리예는 혐기성 소화 방식을 제외하면 대부분 희석 조절된 폐수를 대상으로 수행된 것으로서 국내 축산 폐수 상태와는 상당히 차이가 있어 적용에 많은 개선이 요구된다.However, these foreign wastewater treatment examples are mostly for dilution-controlled wastewater except anaerobic digestion, which is quite different from domestic livestock wastewater conditions and requires much improvement in application.

또한, 국내 축산 폐수 또는 분뇨가 수계 부영양화의 주요인으로 인식되고 있지만, 기존의 유기물 제거 위주의 처리 시설로는 이들로 인한 부영양화와 같은 환경 오염 문제를 해소할 수 없는 실정이다. 기존 시설을 대신하여 축산 폐수 처리효율을 개선하기 위해 미생물 활성제를 이용한 B3또는 생물 반응기(Bio-reactor)와 같은 기술이 도입 운전되고 있으나 미생물 제제의 공급 등과 관련한 처리 시설의 운전 비용이 비경제적이므로 현실 적용에는 많은 문제점을 안고 있다.In addition, although domestic livestock wastewater or manure is recognized as a major cause of aquatic eutrophication, existing treatment facilities focused on organic matter removal cannot solve environmental pollution problems such as eutrophication. Instead of existing facilities, technologies such as B 3 or bio-reactor using microbial activators are being introduced to improve livestock wastewater treatment efficiency, but the operating costs of treatment facilities related to the supply of microbial agents are inefficient. There are many problems with the application of reality.

따라서, 본 발명의 목적은 고농도 폐수를 효율적으로 처리할 수 있는 폐수 처리 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a wastewater treatment method and apparatus capable of efficiently treating high concentration wastewater.

또한, 본 발명의 다른 목적은 축산 폐수 및 유기성 산업 폐수를 토양 미생물을 이용하여 경제적이고 효율적으로 처리할 수 있는 폐수 처리 방법 및 장치를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a wastewater treatment method and apparatus that can economically and efficiently treat livestock wastewater and organic industrial wastewater using soil microorganisms.

본 발명의 또 다른 목적은 고형화시킨 토양 미생물을 이용하여 급격한 폐수 농도의 변화에 대한 장치의 적응성을 개선시키고 유기물 뿐만 아니라 고농도의 질소 및 인과 같은 영양 염류를 저렴한 비용으로 효과적으로 처리하기 위한 폐수 처리 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to improve the adaptability of the apparatus to rapid changes in wastewater concentration by using solidified soil microorganisms, and to treat wastewater for effectively treating organic matter as well as nutrients such as nitrogen and phosphorus at low cost, and To provide a device.

본 발명의 또 다른 목적은 소규모의 폐수 발생 시설에도 적용가능하여, 축산 폐수의 공동 처리를 위한 수거비용의 절감과 수거 과정에서 발생되는 비점오염 문제를 해결할 수 있는 효율적이고 경제적인 폐수 처리 방법 및 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is applicable to small-scale wastewater generation facilities, efficient and economical wastewater treatment method and apparatus that can reduce the collection cost for co-treatment of livestock wastewater and solve the non-point pollution problem generated during the collection process To provide.

제1도는 본 발명에 따른 폐수 처리 공정의 구성도.1 is a block diagram of a wastewater treatment process according to the present invention.

제2도는 본 발명의 폐수 처리 장치에 사용되는 혐기성 발효조의 개략도.2 is a schematic view of an anaerobic fermenter used in the wastewater treatment apparatus of the present invention.

제3도는 본 발명의 폐수 처리 장치에 사용되는 미생물 활성조의 개략도.3 is a schematic diagram of a microorganism activator used in the wastewater treatment apparatus of the present invention.

제4는 본 발명의 폐수 처리 장치에 사용되는 폭기조의 개략도.4 is a schematic diagram of an aeration tank used in the wastewater treatment apparatus of the present invention.

제5도는 본 발명의 탈질 처리에 사용되는 탈질조의 개략도.5 is a schematic diagram of a denitrification tank used in the denitrification treatment of the present invention.

제6도는 본 발명의 폐수 처리 장치에 사용되는 다중 경사 침전조의 개략도.6 is a schematic diagram of a multiple gradient settling tank used in the wastewater treatment apparatus of the present invention.

제7도는 본 발명의 폐수 처리 장치에 사용되는 응집 침전조의 내부 구조도.7 is an internal structure diagram of a flocculation sedimentation tank used in the wastewater treatment apparatus of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 폐수 처리 장치 20 : 저류조10: wastewater treatment device 20: storage tank

30 : 혐기성 발효조 40 : 미생물 활성조30: anaerobic fermentation tank 40: microorganism active tank

42 : 토양 미생물 담체(바이오 클로드) 44 : 내부 활성조42 soil microorganism carrier (bio clad) 44: internal activation tank

50 : 혼합조 60 : 폭기조50: mixing tank 60: aeration tank

66 : 분리막 70 : 탈질조66: membrane 70: denitrification tank

75 : 접촉여재 80 : 다중 경사식 침전조75: contact medium 80: multiple inclined sedimentation tank

84 : 다중 경사 침전판 90 : 응집 침전조84: multiple gradient settling plate 90: flocculation settling tank

100 : 탈수기100: dehydrator

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐수 처리 방법은 폐수로부터 고액 분리된 배출수를 저류조에 저장하여 농도와 유량을 균등화시키는 단계와, 저류조로부터 균등화된 배출수를 혐기성 발효조에서 혐기성 미생물에 의해 난분해성 유기물을 후속 미생물의 섭취에 용이한 상태로 가수 분해시키고 탈인 미생물을 활성화시키는 단계와, 폭기조로부터 반송된 슬러지 내의 미생물을 미생물 활성조에서 선택적으로 개량하고 생흡착능을 증대시키며 토양 미생물 담체 내에 충전된 미생물을 성장시키는 호기성 미생물의 활성화 단계와, 고형화시킨 토양 미생물을 수용한 미생물 활성조의 유출액과 상기 혐기성 발효조 유출액 및 반송 슬러지와 탈리액을 혼합조에서 혼합시키는 단계와, 상기 혼합액을 용존 산소 농도 조절식 폭기조에서 처리하여 유기물과 인을 처리하고 암모니아성 질소를 질산화시키는 단계와, 폭기조에서 처리된 액을 무산소 상태에서 미생물의 내생호흡을 이용하여 질산화물을 탈질시키는 단계와, 탈질 처리된 액을 1차 침전조에서 슬러지와 상등액으로 분리하는 단계와, 1차 침전조에서 침전 분리된 상등액으로부터 응집 침전조에서 잔류 인과 현탁 고형물을 제거하고 처리수를 방출하는 단계로 이루어진다.Waste water treatment method of the present invention for achieving the above object is the step of equalizing the concentration and flow rate by storing the effluent separated from the waste water in the storage tank, the effluent equalized from the storage tank by the anaerobic microorganisms in the anaerobic fermenter Hydrolyzing and activating dephosphorus microorganisms in an easy state for subsequent ingestion of microorganisms, selectively improving microorganisms in sludge returned from aeration tanks in a microbial activator, increasing bioadsorption capacity and growing microorganisms filled in soil microbial carriers The step of activating the aerobic microorganisms, mixing the effluent of the microorganism activator containing the solidified soil microorganisms with the anaerobic fermenter effluent, the return sludge and the desorption liquid in a mixing tank, and treating the mixed solution in a dissolved oxygen concentration controlled aeration tank. Organic matter And nitrifying the ammonia nitrogen, denitrifying the nitric oxide using the endogenous respiration of the microorganism in an aerobic state, and separating the denitrified liquid into the sludge and the supernatant in the primary sedimentation tank. And removing residual phosphorus and suspended solids in the coagulation sedimentation tank from the supernatant precipitated and separated in the primary sedimentation tank and releasing the treated water.

또한, 본 발명에 따른 폐수 처리 장치는 폐수로부터 고액 분리된 배출수를 저장하여 농도와 유량을 균등화시키는 저류조와, 상기 저류조의 하류측에 위치하고 혐기성 분해작용을 수행하는 혐기성 발효조와, 토양 미생물 담체가 수용되어 있는 내부 활성조와 산기관을 구비하는 미생물 활성조와, 상기 미생물 활성조 및 상기 혐기성 발효조 각각의 유출액과 반송 슬러지가 유입되는 유입구를 구비하고 상기 유입구들을 통해 유입물을 수용하여 혼합시키는 혼합조와, 상기 혼합조의 하류측에 연결된 용존 산소 농도 조절식 폭기조와, 상기 폭기조의 하류측에 연결된 폭기조 처리액이 유입되는 유입구와 유출구 및 내부의 접촉여재를 구비한 탈질조와, 탈질조의 하류측에 연결되어 처리 상등액이 유입되는 유입구와 유출구 및 1차 침전조와, 상기 1차 침전조의 하류측에 연결된 응집 침전조로 구성된다.In addition, the wastewater treatment apparatus according to the present invention includes a storage tank for storing the discharged water separated from the wastewater to equalize concentration and flow rate, an anaerobic fermentation tank located downstream of the storage tank and performing anaerobic decomposition, and a soil microbial carrier is accommodated. A microbial activator having an internal activator and an diffuser, and an inlet through which the effluent and the return sludge flow into each of the microbial activator and the anaerobic fermentation tank, and a mixing tank configured to receive and mix inflows through the inlets; Dissolved oxygen concentration-controlled aeration tank connected to the downstream side of the mixing tank, a denitrification tank having an inlet and outlet and an inner contact medium into which the aeration tank treatment liquid connected to the downstream side of the aeration tank flows, and a supernatant connected to the downstream side of the denitrification tank The inlet and outlet and the primary sedimentation tank and the primary sedimentation tank It consists of a coagulation sedimentation tank connected downstream of the.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 도시된 본 발명의 폐수 처리 장치의 실시예를 참조하여 상세히 설명한다Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the wastewater treatment apparatus of the present invention shown in the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 축산 폐수 처리 장치의 구성 도이다. 폐수 처리 장치(10)는 축사에서 발생된 고액 분리를 거친 배출수를 수용하고 농도와 유량을 균일화시킨 폐수를 공급하는 저류조(20)와, 탈인 미생물을 혐기적으로 활성화시키고 저류조(20)로부터 유입되는 피처리 폐수 중의 난분해성 유기물을 가수 분해시키는 혐기성 발효조(30)와, 고농도 폐수에 적응가능한 미생물의 공급원으로서 작용하는 토양 미생물 담체(42)가 투입되어 있고 호기성 미생물만을 선택적으로 활성화시키는, 즉 개량시키는 미생물 활성조(40)와, 혐기성 발효조(30)에서 처리된 폐수를 미생물 활성조(40)로부터의 유출액과 반송 슬러지를 혼합시키는 혼합조(50)와, 혼합조(50)로부터 유입되는 폐수 중의 유기물 및 암모니아성 질소를 미생물의 물질대사 작용에 의해 분해 산화시키는 폭기조(60)와, 폭기조(60) 처리액의 질소 산화물로부터 혼합액에 포함된 미생물의 내생호흡 작용에 의해 질소를 제거하는 탈질조(70)와, 탈질 처리된 폐수를 고형물과 상등액으로 고액 분리시키는 다중 경사식 침전조(80)와, 다중 경사식 침전조(80)의 상등액으로부터 잔류 인과 고형물을 제거하는 응집 침전조(90)와, 응집 침전조(90)에서 발생된 슬러지 등의 찌꺼기를 탈수시키는 탈수기(100)로 구성 된다.1 is a configuration diagram of a livestock wastewater treatment apparatus according to the present invention. The wastewater treatment device 10 includes a storage tank 20 for receiving wastewater that has undergone solid-liquid separation generated in a barn and supplying wastewater with a uniform concentration and flow rate, and anaerobicly activating dephosphorus microorganisms and flowing from the storage tank 20. An anaerobic fermentation tank 30 for hydrolyzing the hardly decomposable organic matter in the wastewater to be treated and a soil microbial carrier 42 serving as a source of microorganisms adaptable to high concentration wastewater are introduced and selectively activated, i.e., improved, aerobic microorganisms. In the microbial activator 40 and the wastewater treated by the anaerobic fermentation tank 30 in the mixing tank 50 for mixing the effluent from the microbial activator 40 and the return sludge, and in the wastewater introduced from the mixing tank 50. Mixed with an aeration tank 60 which decomposes and oxidizes organic matter and ammonia nitrogen by the metabolism of microorganisms, and nitrogen oxide of the aeration tank 60 treatment liquid Denitrification tank 70 for removing nitrogen by endogenous breathing action of the microorganisms contained therein, Multiple gradient settling tank 80 for solid-liquid separation of denitrified wastewater into solids and supernatant, and multiple gradient settling tank 80 It consists of a coagulation sedimentation tank 90 for removing residual phosphorus and solids from the supernatant, and a dehydrator 100 for dehydrating debris such as sludge generated in the coagulation sedimentation tank 90.

또한, 폐수 처리 장치(10)에는 폭기조(60)의 미생물 슬러지가 미생물 활성조(40)로 유입되는 제1 반송 경로(b)와 탈질조(70)의 슬러지가 흔합조(50)로 유입되는 제2반송 경로(c)와 다중 경사식 침전조(80)의 미생물 슬러지가 혐기성 발효조(37)로 유입되는 제3 반송 경로(d)가 형성되어 있다.In addition, in the wastewater treatment device 10, the sludge of the first conveying path b and the denitrification tank 70 into which the microbial sludge of the aeration tank 60 flows into the microbial active tank 40 is introduced into the mixing tank 50. The 3rd conveyance path d which the microbial sludge of the 2nd conveyance path c and the multiple gradient type precipitation tank 80 flows into the anaerobic fermentation tank 37 is formed.

그리고, 폐수 처리 장치(10)에는 탈수기(100)에서 슬러지의 탈수시 발생되는 여액을 처리하기 위해 혼합조(50)로 유입시키는 제4 반송 경로(e)와 필요한 경우에 저류조(20)의 농도를 조절하기 위해 다중 경사식 침전조(80)의 처리수가 저류조(20)로 유입되는 제5 반송 경로(i)가 구성되어 있다.Then, the wastewater treatment device 10 has a fourth conveying path (e) flowing into the mixing tank 50 to treat the filtrate generated when the sludge is dewatered in the dehydrator 100, and the concentration of the storage tank 20 if necessary. The fifth conveying path (i) to which the treated water of the multiple gradient type settling tank 80 flows into the storage tank 20 is configured to control the pressure.

폐수 처리 장치(10)에 의한 처리가 수행되기 전에, 축사 등에서 발생된 축산폐수 및 분뇨 등은 먼저 고액 분리된다. 고액 분리 결과 발생된 배출수에는 난분해성 유기물을 포함하는 고농도 유기물과 질소 및 인 등이 함유되어 있다. 이러한 폐수는 저류조(20)로 유입되어 저장된다. 저류조(20)는, 예컨대 폐수의 일평균 유량의 약 1.5배 유량에 대해 약 2일 체류 규모 정도의 것으로서, 필요한 경우에는 제5 반송 경로(i)를 따라 유입되는 다중 경사식 침전조(80)의 처리수에 의해 폐수 농도가 조절된 후 일정한 농도와 유량으로 배출한다. 일정한 농도로 유지된 폐수는 펌프(도시되지 않음) 등에 의하여 제1도에 화살표(a)로 표시된 경로를 따라 혐기성 발효조(30)로 유입된다.Before the treatment by the wastewater treatment apparatus 10 is performed, the livestock wastewater, manure, etc. generated in the barn etc. are first separated into a solid solution. The effluent from the solid-liquid separation contains high concentrations of organic matter including hardly decomposable organics, nitrogen and phosphorus. This wastewater is introduced into the storage tank 20 and stored. The storage tank 20 is, for example, about a two-day residence scale with respect to a flow rate of about 1.5 times the daily average flow rate of the wastewater, and, if necessary, of the multi-slope settling tank 80 introduced along the fifth conveying path i. The wastewater concentration is controlled by the treated water and then discharged at a constant concentration and flow rate. Wastewater maintained at a constant concentration is introduced into the anaerobic fermentation tank 30 along the path indicated by arrow a in FIG. 1 by a pump (not shown) or the like.

제2도에는 혐기성 발효조(30)의 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 혐기성 발효조(30)의 내부에는 혐기성 미생물이 제공되어서 저류조(20)로부터 유입된 폐수에 함유되어 있는 유기물을 혐기성 미생물의 물질대사 작용에 의하여 분해시킨다. 특히, 폐수에 함유되어 있는 난분해성 유기물은 호기성 미생물이 섭취하기에 용이한 상태로 가수분해되어 인 섭취 미생물이 체내의 인을 방출하고 에너지원으로 유기산 형태의 유기물을 체내에 저장하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 폐수 처리 장치에서는 유기물의 부하 정도가 혐기성 발효조(30) 내에서 적절하게 조절되고 폭기조(60)에서 인을 섭취하기 위한 준비기작이 형성된다.Figure 2 schematically shows the structure of the anaerobic fermentation tank 30. Anaerobic microorganisms are provided inside the anaerobic fermentation tank 30 to decompose organic matter contained in the wastewater introduced from the storage tank 20 by metabolic action of anaerobic microorganisms. In particular, the hardly decomposable organic matter contained in the waste water is hydrolyzed in an easy state for aerobic microorganisms to ingest, so that the phosphorus ingesting microorganisms release phosphorus in the body and store the organic material in the form of an organic acid as an energy source in the body. That is, in the wastewater treatment apparatus according to the present invention, the degree of loading of organic matter is appropriately controlled in the anaerobic fermentation tank 30 and a preparation mechanism for ingesting phosphorus in the aeration tank 60 is formed.

제2도에 도시된 혐기성 발효조(30)는 대체적으로 직립 원통형으로 그 상부에는 저류조(20)로부터 폐수가 유입되는 제1 유입구(36) 및 탈인 미생물을 확보하기 위해 다중 경사식 침전조(80)로부터 제3 반송 경로(d)를 따라 슬러지가 유입되는 제2유입구(37)와 혐기성 상태에서 발효된 폐수를 방출시키는 유출구(38)가 형성되어있다.The anaerobic fermentation tank 30 shown in FIG. 2 is generally upright cylindrical with a first inlet 36 through which the wastewater enters from the storage tank 20 and from the multiple inclined settling tank 80 to secure dephosphorus microorganisms. A second inlet 37 through which sludge flows is formed along the third conveying path d, and an outlet 38 for discharging wastewater fermented in an anaerobic state is formed.

혐기성 발효조(30)의 벽은 혐기성 발효조(30)의 내부를 가온시키기 위하여 전기 코일(도시되어 있지 않음)이 내장되어 있는 보온벽(34)으로 되어 있다. 보온벽(34) 내의 전기 코일에 전류를 통전시켜 혐기성 발효조(30)의 내부를 소정 온도 이상으로 가온시켜 유출구(38)를 통해 방출되는 폐수의 온도와 하기에 설명되는 활성화된 탈인 미생물의 온도를 30℃ 이상으로 유지함으로써, 폭기조(60) 내에서 후속 처리 동안 낮은 외기 온도로 인한 질산화 반응 등의 효율 저하를 방지할 수 있다.The wall of the anaerobic fermentation tank 30 is a thermal insulation wall 34 in which an electric coil (not shown) is built in to warm the inside of the anaerobic fermentation tank 30. An electric current is supplied to the electric coil in the heat insulating wall 34 to warm the inside of the anaerobic fermentation tank 30 to a predetermined temperature or more, so that the temperature of the wastewater discharged through the outlet 38 and the temperature of the activated dephosphorizing microorganisms described below. By maintaining at 30 ° C. or higher, it is possible to prevent efficiency degradation such as nitrification reaction due to low outside air temperature during subsequent processing in the aeration tank 60.

또한, 혐기성 발효조(30)의 내부에는 혐기성 미생물과 폐수를 효과적으로 혼합시키기 위한 흔합용 날개(32)가 제공되어 있다. 혐기성 발효조(30)의 내부에는 또한 슬러지 배출 밸브(35)와, 슬러지 배출용 배플(33)파, 스컴 파쇄기(31)가 제공되어 있다. 슬러지 배출 밸브(35)와 슬러지 배출용 배플(33)은 혐기성 발효조(30)의 내부에 잔존하는 슬러지 찌꺼기를 배출시키도록 작용한다. 스컴 파쇄기(31)는 혐기성 발효조(30)의 내측면 상부에 형성되는 스컴을 제거하도록 작용한다.In addition, the mixing blade 32 for effectively mixing the anaerobic microorganism and the waste water is provided inside the anaerobic fermentation tank 30. Inside the anaerobic fermentation tank 30, a sludge discharge valve 35, a sludge discharge baffle 33 wave, and a scum crusher 31 are also provided. The sludge discharge valve 35 and the sludge discharge baffle 33 serve to discharge the sludge residue remaining inside the anaerobic fermentation tank 30. The scum crusher 31 acts to remove scum formed on the inner side of the anaerobic fermentation tank 30.

한편, 하기에 상세히 설명되는 다중 경사식 침전조(80)의 하단에 침전되는 슬러지가 제1도에 화살표(d)로 표시된 제3 반송 경로를 따라 혐기성 발효조(30)의 내부로 반송된다. 이러한 반송 슬러지 내에 함유되어 있는 탈인 미생물은 혐기성 발효조(30)의 혐기성 조건에서 활성화되어 미생물 세포 내의 인(P)을 인산(PO4 3-) 형태로 방출하고 폭기조(60)에서 물질대사를 수행하여 인을 섭취하기 위한 에너지원으로서 혐기성 발효조(30) 내의 유기산을 체내에 축적한다. 폭기조(60) 내의 탈인 미생물은 혐기성 발효조(30)에서 방출한 인의 양보다 훨씬 많은 양의 인을 섭취 제거 하게 된다.On the other hand, the sludge settled at the lower end of the multiple ramp type settling tank 80 described in detail below is conveyed into the anaerobic fermentation tank 30 along the third conveying path indicated by the arrow d in FIG. The dephosphorous microorganisms contained in the return sludge are activated under anaerobic conditions of the anaerobic fermentation tank 30 to release phosphorus (P) in the microbial cells in the form of phosphoric acid (PO 4 3- ) and perform metabolism in the aeration tank 60. As an energy source for ingesting phosphorus, organic acids in the anaerobic fermentation tank 30 are accumulated in the body. The dephosphorous microorganisms in the aeration tank 60 ingest and remove much more phosphorus than the amount of phosphorus released from the anaerobic fermentation tank 30.

혐기성 발효조(30)는 유기산 생성을 위한 혐기성 발효가 유지되고 메탄화가 진행되지 않도록, 탈인 미생물의 체류 일수를 약 1.5 일 내지 2.5 일 정도로 제한운전하는 것이 바람직하다.The anaerobic fermentation tank 30 is preferably operated to limit the number of days of dephosphorus microorganism retention to about 1.5 to 2.5 days so that anaerobic fermentation for organic acid production is maintained and methanation does not proceed.

제3도에는 본 발명에 따른 미생물 활성조(40)의 단면 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 미생물 활성조(40)의 상부에는 호기성 미생물이 함유되어 있는 슬러지의 일부가 반송되어 유입되는 유입구(45)와 미생물 활성조(40) 내에서 활성화된 호기성 미생물을 포함하는 유출수가 배출되는 배출구(46)가 형성되어 있고, 그 바닥에는 디스크형 산기관(41)이 제공되어 있다. 또한, 미생물 활성조(40)의 하부에는 활성조(40) 내부의 찌꺼기를 배출시키기 위한 밸브(43)가 제공되어 있다.3 is a schematic cross-sectional view of the microorganism activator 40 according to the present invention. A portion of the sludge containing the aerobic microorganisms is returned to the upper portion of the microorganism activation tank 40 and the outlet 46 through which the effluent water containing the aerobic microorganisms activated in the microorganism activation tank 40 is discharged. ) Is formed, and the disk diffuser 41 is provided at the bottom thereof. In addition, a lower portion of the microorganism activator 40 is provided with a valve 43 for discharging the debris inside the activator 40.

슬러지는 하기에 상세히 설명되는 바와 같이 폭기조(60)의 출구단으로부터 제1도에 화살표(b)로 표시된 제1반송 경로를 따라 제공될 수 있다. 산기관(41)을 통하여 외부 공기를 미생물 활성조(40)의 내부로 유입시킴으로써 미생물 활성조(40)의 내부는 호기성 분위기로 유지되고, 슬러지 내의 호기성 미생물만이 선택적으로 활성화된다.The sludge may be provided along the first conveying path indicated by arrow b in FIG. 1 from the outlet end of the aeration tank 60 as described in detail below. By introducing external air into the microorganism activator 40 through the diffuser 41, the interior of the microorganism activator 40 is maintained in an aerobic atmosphere, and only aerobic microorganisms in the sludge are selectively activated.

한편, 미생물 활성조(40)의 내부에는 다공성 벽으로 이루어진 내부 활성조(44)가 제공되어 있고, 이러한 내부 활성조(44)에는 토양에서 추출되어 독립적으로 배양된 바실루스(bacillus)계 미생물 및 방선균류(actinomycets)와 같은 미생물을 중량비로 1% 정도 함유하고 있는 토양 미생물 담체(또는 바이오 클로드; 42)가 투입되어 있다.On the other hand, the inside of the microorganism activator 40 is provided with an inner activator 44 made of a porous wall, the inner activator 44 is a bacilli (bacillus) -based microorganisms and actinomycetes extracted from the soil and cultured independently A soil microbial carrier (or bioclade) 42 containing about 1% by weight of microorganisms such as actinomycets is introduced.

토양 미생물 담체(42)에 충전된 미생물은 미생물 활성조(40) 내의 호기성 분위기 하에서 활성화되어 성장한다. 활성화된 클로드 미생물은 토양 미생물 담체(42)로부터 분리되어 미생물 활성조(40) 내의 활성화된 호기성 미생물과 함께 배출구(46)를 통해 배출된다. 그리고, 토양 미생물 담체 내에 충전된 미생물은 고농도 폐수에 적응가능한 생존력을 가지므로, 하기에 설명되는 바와 같이, 폭기조(60) 내에서 고농도 유기물과 접촉하여도 활발한 물질대사 작용을 나타낸다.The microorganisms filled in the soil microbial carrier 42 are activated and grow under an aerobic atmosphere in the microorganism activator 40. Activated clad microorganisms are separated from soil microbial carrier 42 and discharged through outlet 46 together with activated aerobic microorganisms in microbial activator 40. In addition, since the microorganisms filled in the soil microbial carrier have a viability that is adaptable to high concentration wastewater, as described below, the microorganisms exhibit active metabolism even in contact with the high concentration organic matter in the aeration tank 60.

미생물 활성조(40)에 유입된 반송 슬러지에는 필라멘터스(filamentous)를 포함하는 균류와 같이 슬러지의 벌킹(bulking), 즉 고액 분리 방해 작용을 하는 미생물이 포함될 수 있다. 이러한 균류의 성장은 미생물 활성조(40) 내의 호기성 분위기 하에서 억제되어 추후의 고액 분리 과정을 원활하게 한다. 또한, 유기물을 분해하는 미생물은 미생물 활성조(40)에서 과폭기 상태로 운전됨으로써 그의 유기물 생흡착능을 향상시킬 수 있다. 균류와 같은 미생물의 성장 억제 및 호기성 미생물의 활성화를 극대화시키기 위하여, 미생물 활성조(40)는 약 1.5 내지 2.0일 정도의 체류시간으로 운전되는 것이 바람직하다.The return sludge introduced into the microorganism activator 40 may include microorganisms that prevent bulking, that is, solid-liquid separation, of the sludge, such as fungi including filamentous. The growth of these fungi is inhibited under an aerobic atmosphere in the microorganism activator 40 to facilitate the subsequent solid-liquid separation process. In addition, the microorganism that decomposes the organic matter may be operated in the aeration state in the microorganism activator 40 can improve its organic bioabsorption capacity. In order to maximize growth inhibition of microorganisms such as fungi and activation of aerobic microorganisms, the microorganism activator 40 is preferably operated with a residence time of about 1.5 to 2.0 days.

제4도에는 폭기조(60)의 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 폭기조(60)의 일단부에는 혐기성 발효조(30)에서 처리된 폐수와 미생물 활성조(40)로부터의 유출물 및 후에 설명되는 탈질조(70)로부터의 반송 슬러지가 혼합조(50)에서 혼합된 후 유입되는 입구(62)가 형성되어 있고, 타단부에는 폭기조(60)에서 처리된 폐수가 배출되는 출구(64)가 형성되어 있다. 폭기조(60)의 바닥은 폭기조(60) 내에서 슬러지의 침적을 예방하고 또한 공기 공급에 의한 혼합 작용을 원활히 하기 위해 소정 각도, 예를 들어 7°의 각도로 경사져 있다. 폭기조(60)의 내부는 복수개의 분리막에 의해 복수개의 격실로 나누어져 있다. 도면에 도시된 폭기조(60)의 내부는 3개의 분리막(66)에 의해 4개의 격실(60a, 60b, 60c, 6od)로 나누어져 있다.4 schematically illustrates the structure of the aeration tank 60. At one end of the aeration tank 60, the wastewater treated in the anaerobic fermentation tank 30 and the effluent from the microbial activator 40 and the return sludge from the denitrification tank 70 described later are mixed in the mixing tank 50. After the inlet 62 is introduced, the other end is formed with an outlet 64 through which the waste water treated in the aeration tank 60 is discharged. The bottom of the aeration tank 60 is inclined at an angle, for example, 7 °, in order to prevent sludge deposition in the aeration tank 60 and to facilitate the mixing action by the air supply. The interior of the aeration tank 60 is divided into a plurality of compartments by a plurality of separation membranes. The interior of the aeration tank 60 shown in the figure is divided into four compartments 60a, 60b, 60c, 6od by three separation membranes 66.

공기 유입관(61)을 통해 외부 공기가 폭기조(60)의 내부로 유입됨으로써, 폭기조(60)의 내부는 호기성 분위기로 유지되는데, 이때 폭기조(60) 내부에서 용존산소량은 0.5 내지 2.0 mg/L로 유지하는 것이 바람직하다.As the outside air flows into the aeration tank 60 through the air inlet pipe 61, the inside of the aeration tank 60 is maintained in an aerobic atmosphere, wherein the dissolved oxygen amount in the aeration tank 60 is 0.5 to 2.0 mg / L. Is preferably maintained.

한편, 폭기조(60)에서 질산화가 급속히 진행되는 경우 폐수 내의 알칼리성 물질의 함량이 질산화 과정의 제한요소가 될 수 있으므로, 이러한 질산화 저해 현상을 방지하기 위하여 폭기조(60) 내부의 용존 산소량은 격실에 따라 상이한 값으로 유지된다. 예를 들어, 입구(62)가 형성되어 있는 폭기조(70)의 유입단과 출구(64)가 형성되어 있는 출구단에 각각 위치하는 제1 및 제4 격실(60a 및 60d)에서의 용존 산소량은 약 1.5 내지 2.5mg/L로 유지되고, 유입단과 출구단 사이에 위치하는 제2 및 제3 격실(60b 및 60c)에서의 용존 산소량은 0.5 내지 1.5 mg/L로 유지한다. 특히, 유입단에 인접하는 제2 격실(60b)에서의 용존 산소량은 1.0 내지 1.5mg/L로 유지하고, 출구단에 인접하는 제3 격실(60c)에서의 용존 산소량은 0.5 내지 1.0 mg/L로 유지한다. 이와 같이, 폭기조(60) 내의 용존 산소 농도를 상대적으로 낮게 유지함으로써, 호기성 처리를 위한 폭기 비용을 최소화시킬 수 있다.On the other hand, when nitrification proceeds rapidly in the aeration tank 60, the amount of alkaline substance in the waste water may be a limiting factor of the nitrification process, so that the amount of dissolved oxygen in the aeration tank 60 may depend on the compartment in order to prevent such nitrification inhibition. It is kept at a different value. For example, the amount of dissolved oxygen in the first and fourth compartments 60a and 60d located at the inlet end of the aeration tank 70 in which the inlet 62 is formed and the outlet end in which the outlet 64 is formed is about It is maintained at 1.5 to 2.5 mg / L, and the dissolved oxygen amount in the second and third compartments 60b and 60c located between the inlet and outlet ends is maintained at 0.5 to 1.5 mg / L. In particular, the amount of dissolved oxygen in the second compartment 60b adjacent to the inlet end is maintained at 1.0 to 1.5 mg / L, and the amount of dissolved oxygen in the third compartment 60c adjacent to the outlet end is 0.5 to 1.0 mg / L. To keep. As such, by keeping the dissolved oxygen concentration in the aeration tank 60 relatively low, the aeration cost for the aerobic treatment can be minimized.

폭기조(60) 내에서의 호기성 미생물의 물질대사 작용에 의한 유기물의 분해와 탈질소 및 탈인 공정은 다음과 같다.Decomposition, denitrification and dephosphorization of organic matter by metabolic action of aerobic microorganisms in the aeration tank 60 are as follows.

먼저, 호기성 미생물은 미생물 활성조(40)에서 과폭기 조건으로 활성화된 후 먹이 성분의 생흡착능이 최대인 상태로 폭기조(60)로 유입된다. 폭기조(60)에서 호기성 미생물의 물질대사 작용에 의한 유기물 분해 과정은 하기 식으로 표현된다.First, the aerobic microorganism is activated under the aeration conditions in the microorganism activator 40, and then enters the aeration tank 60 in a state where the bioabsorption capacity of the food ingredient is maximum. In the aeration tank 60, the organic matter decomposition process by metabolic action of aerobic microorganisms is represented by the following equation.

이와 같이 제거된 BOD량에 따른 새로운 세포의 성장량은 약 0.5kg MLVSS/kg BOD rem.이 된다.The growth of new cells according to the amount of BOD removed is about 0.5kg MLVSS / kg BOD rem.

한편, 암모니아성 질소는 다음과 같이 질산화된다.On the other hand, ammonia nitrogen is nitrified as follows.

1mg/L의 암모니아성 질소를 질산화시키는 데 4.6mg O2/L의 산소와 7.1mg CaC03/L의 알칼리가 소모된다. 상술된 바와 같이, 폭기조(60)의 유입단과 출구단 사이에 위치하는 제2 및 제3 격실(60b 및 60c)에서 용존 산소량을 0.5 내지 1.5mg/L, 특히 1.0mg/L 내외로 조절함으로써, 급격한 질산화를 억제시켜 알칼리도 부족으로 인한 질산화 저해 현상을 예방한다.Nitrification of 1 mg / L ammoniacal nitrogen consumes 4.6 mg O 2 / L of oxygen and 7.1 mg CaC0 3 / L of alkali. As described above, by adjusting the dissolved oxygen amount in the second and third compartments 60b and 60c located between the inlet and outlet ends of the aeration tank 60 to about 0.5 to 1.5 mg / L, in particular 1.0 mg / L, It inhibits rapid nitrification and prevents nitrification inhibition caused by lack of alkalinity.

폭기조의 각 격실에서 용존 산소 농도를 다르게 조절하는 방법은 일반화되어 있다. 즉, 송풍기로부터 공기 유입관을 통해서 4개의 격실로 유입되는 송풍량을 각각의 공기 유입관 별로 유입 밸브를 사용하여 각 격실의 용존 산소 농도를 조절한다. 각 격실의 용존 산소를 조절하기 위한 구체적인 송풍량은 유입되는 유기물의 농도 부하, 오염물의 성상 등에 따라 차이가 있으므로, 폐수 처리 장치를 운전하면서 BO meter를 사용하여 각 격실에서의 용존 산소량을 검출하여 그 검출 결과에 따라 유입 밸브를 개방 또는 폐쇄함으로써 각 격실에 유입되는 송풍량을 조절하여 용존 산소 농도를 조절한다.It is common practice to vary the dissolved oxygen concentration in each compartment of the aeration tank. That is, the amount of blown air flowing into the four compartments from the blower through the air inlet pipes is used to adjust the dissolved oxygen concentration of each compartment by using the inlet valve for each air inlet pipe. The specific air flow for controlling dissolved oxygen in each compartment varies depending on the concentration load of organic matter and the characteristics of contaminants. Therefore, the amount of dissolved oxygen in each compartment is detected and detected by using a BO meter while operating the wastewater treatment system. As a result, by opening or closing the inlet valve, the amount of blown air flowing into each compartment is controlled to adjust the dissolved oxygen concentration.

폭기조(70)에서의 탈인 공정은 다음과 같이 설명된다. 혐기성 발효조(30)에서 세포 내의 인을 인산 형태로 방출한 탈인 미생물은 폭기조(67) 내의 호기성 분위기 하에서 세포를 합성할 때 상대적으로 보다 많은 량의 인을 섭취하게 된다. 예를 들어, 혐기성 발효조(30)에서 탈인 미생물이 인산 형태로 방출하는 인(P)의 양과 폭기조(60) 내의 호기성 분위기에서 탈인 미생물이 섭취하는 인(P)의 양은 약 1 : 1.5 정도의 비율(ratio)로 유지된다. 따라서, 폭기조(60) 내에서 탈인 미생물의 세포가 합성될 때, 세포 내에 인(P)이 과잉 섭취(luxury uptake)됨으로써 탈인 공정이 수행된다.The dephosphorization process in the aeration tank 70 is described as follows. The dephosphorous microorganism which released phosphorus in the cell in the form of phosphate in the anaerobic fermentation tank 30 consumes a relatively large amount of phosphorus when synthesizing the cells under an aerobic atmosphere in the aeration tank 67. For example, in the anaerobic fermentation tank 30, the amount of phosphorus (P) released by the dephosphorous microorganism in the form of phosphoric acid and the amount of phosphorus (P) ingested by the dephosphorous microorganism in the aerobic atmosphere in the aeration tank 60 are about 1: 1.5. is maintained at (ratio). Therefore, when cells of dephosphorus microorganisms are synthesized in the aeration tank 60, phosphorus (P) is excessively ingested in the cells (luxury uptake) to perform the dephosphorization process.

혐기성 발효조(30)에서 선택적으로 활성화된 탈인 미생물을 사용하여 폐수 처리 장치의 탈인 능력을 개선시킴으로써, 추후에 설명되는 응집 침전조(90)에서 응집 처리를 통한 탈인 공정에 요구되는 약품 소모량을 최소화하여 수질 향상을 개선시킬 수 있다.By using the dephosphorization microorganism selectively activated in the anaerobic fermentation tank 30 to improve the dephosphorization capacity of the wastewater treatment apparatus, the amount of chemicals required for the dephosphorization process through the coagulation treatment in the flocculation sedimentation tank 90 to be described later is minimized. The improvement can be improved.

폭기조(60) 내에서 호기성 미생물의 물질대사 작용에 의한 유기물의 분해 과정에서 슬러지의 일부는 폭기조(60)의 출구단에 제공되어 있는 출구(64)로부터 제1도에서 화살표(b)로 표시된 제1 반송 경로를 따라 미생물 활성조(40)로 반송된다. 이러한 반송 슬러지에는 상술된 바와 같이 호기성 미생물이 함유되어 있다. 폭기조(60)에서 처리된 폐수는 미생물과 혼합된 상태로 출구(64)를 통해 무산소 상태인 탈질조(70)의 유입구(77)를 통해 유입된다.In the process of decomposing organic matter by metabolic action of aerobic microorganisms in the aeration tank 60, a part of the sludge is represented by arrow b in FIG. 1 from the outlet 64 provided at the outlet end of the aeration tank 60. It is conveyed to the microorganism activation tank 40 along one conveyance path. Such conveying sludge contains aerobic microorganisms as described above. Waste water treated in the aeration tank 60 is introduced through the inlet 77 of the denitrification tank 70 in the anaerobic state through the outlet 64 in a mixed state with the microorganisms.

제5도에는 접촉여재층(70a)과 혼합층(70b)으로 구성된 탈질조(70)가 도시되어 있다. 접촉여재층(70a)에는 폭기조(60)에서 폭기처리된 혼합액에 탈질 작용을 수행하는 접촉여재(75)가 충전되어 있다. 혼합층(70b)에서 접촉여재층(70a)에서 탈질된 질소 가스는 탈기되고 탈질된 혼합액은 상층의 유출 위어(71; weir)를 거쳐 배출구(72)를 통해 유출된다.5 shows a denitrification tank 70 composed of a contact medium layer 70a and a mixed layer 70b. The contact filter layer 70a is filled with a contact filter 75 which performs denitrification on the mixed liquid aerated in the aeration tank 60. Nitrogen gas denitrated in the contact medium layer 70a in the mixed layer 70b is degassed, and the denitrified mixed liquid is discharged through the outlet 72 through the upper outlet weir 71.

폭기조(60)로부터 유입된 미생물과 폐수의 혼합액은 접촉여재(75)가 있는 접촉여재층(70a)을 통과하면서 미생을 등은 접촉여재(75)에 부착되어 미처리된 유기물과 폐수 내의 질산화물을 이용하여 탈질 공정을 수행하며 성장하게 된다. 미생물이 접촉여재(75)에 부착 성장함에 따라 점차 접촉여재층에는 슬러지 블랭킷(blanket)이 형성되어 생물학적 여과(filter) 작용을 수행할 수 있게 되어 폐수와 슬러지의 고액 분리 효과를 개선시킨다.The mixed solution of the microorganism and the wastewater introduced from the aeration tank 60 passes through the contact medium layer 70a having the contact medium 75 and is attached to the contact medium 75 which is microorganisms, and uses untreated organic matter and nitrate in the waste water. To perform the denitrification process and grow. As the microorganisms adhere to the contact medium 75, a sludge blanket is formed in the contact medium layer to perform a biological filter, thereby improving the solid-liquid separation effect of the wastewater and the sludge.

탈질조(70)에서는 폭기조(60)로부터 유입되는 혼합액에 포함된 미처리된 유기물과 질소 산화물 및 슬러지를 이용한 접촉여재층(70a)의 농축된 미생물의 내생호흡 작용을 통해 하기와 같은 식으로 탈질 공정을 수행한다.In the denitrification tank 70, the denitrification process is carried out through endogenous respiration of the concentrated microorganisms of the untreated organic material contained in the mixed solution introduced from the aeration tank 60 and the contact medium layer 70a using nitrogen oxide and sludge as follows. Do this.

즉, 탈질 과정을 통해 산소 2.86g O2/g N과 알칼리도 3.6g CaCO3/g N을 생산하게 되며, 탈질조의 체류시간은 약 0.75에서 1.25일 정도이며, 이 공정의 탈질율은 0.03g N/g MLVSS/d였다.That is, the denitrification process produces oxygen 2.86g O 2 / g N and alkalinity 3.6g CaCO 3 / g N, and the residence time of the denitrification tank is about 0.75 to 1.25 days, and the denitrification rate of this process is 0.03g N / g MLVSS / d.

탈질조(70)에서는 슬러지의 일부가 접촉여재층(70a)의 생물학적 여과 작용에 의해 여과 분리되어 하부로 침전된 후 슬러지 배출구(76)를 통해 제2 반송 경로(c)를 따라 혼합조(50)로 반송된다. 그 결과, 폭기조(60)에서의 미생물 농도를 일정하게 유지하게 된다.In the denitrification tank 70, a part of the sludge is separated by filtration by biological filtration of the contact medium layer 70a and settles downward, and then the mixing tank 50 is formed along the second conveyance path c through the sludge outlet 76. Is returned. As a result, the concentration of microorganisms in the aeration tank 60 is kept constant.

탈질 공정을 거친 폐수는 탈질조(70)의 배출구(72)를 통해 하단의 다중 경사식 침전조(80)로 유입된다.The wastewater that has undergone the denitrification process is introduced into the multi-sloped sedimentation tank 80 at the bottom through the outlet 72 of the denitrification tank 70.

제6도는 다중 경사식 침전조(80)의 구조를 나타내고 있는데, 복수개의 경사 침전판(85) 및 이러한 경사 침전판의 양단부를 지지하는 한 쌍의 경사 침전대(86)와 하부의 침전 슬러지 저류부로 구성되어 있다.6 shows the structure of a multi-sloped settling tank 80, which includes a plurality of inclined settler plates 85 and a pair of inclined settler beds supporting both ends of the inclined settler plate and a lower settling sludge reservoir. Consists of.

일반적으로 영양소 제거 공정과 같이 슬러지 체류시간이 길게 운전되는 경우 세포가 지나치게 산화되어 활성을 상실함으로써, 분산되어 잘 침강하지 않는 미세한 세포 물질 즉, 핀 플록(pin floc)이 발생된다. 이러한 핀 플록을 제거하기 위하여 다중 경사식 침전조(80)에는 그 내부에 다중 경사 침전판(85)이 설치되어 슬러지와의 접촉면을 확장시키도록 구성된다.In general, when the sludge residence time is long, such as a nutrient removal process, the cells are excessively oxidized and lose their activity, resulting in a fine cellular material that is dispersed and hardly settled, that is, pin floc. In order to remove such a pin floc, the multiple inclined sedimentation tank 80 is provided with multiple inclined sedimentation plates 85 therein, and is configured to expand the contact surface with the sludge.

다중 경사식 침전조(80)로 유입된 폐수는 경사 침전판(85)의 표면을 따라 상방향으로 유동하고 그 침전판(85)을 넘으면서 다음 침전판(85)의 표면을 따라 유동한다. 경사 침전판(85)을 복수개 설치함으로써 슬러지의 접촉면이 확장되어 핀 플록의 발생이 저하된다.The wastewater introduced into the multiple ramp type sedimentation tank 80 flows upward along the surface of the ramp settling plate 85 and flows along the surface of the next settling plate 85 over the settling plate 85. By providing a plurality of inclined precipitation plates 85, the contact surface of the sludge is expanded, and the occurrence of pin flocs is reduced.

폭기 처리 및 탈질 처리된 후 다중 경사식 침전조(80)에 유입된 처리 폐수는 중력에 의해 고형물과 상등액으로 고액 분리된다. 이러한 고액 분리는 상술된 바와 같이 미생물 활성조(40)에서 필라멘터스와 같은 균류의 성장을 억제시킴으로써 향상된다. 한편, 고형물은 다중 경사식 침전조(80)에서 하단으로 침강하여 슬러지로 잔존한다. 슬러지는 무산소 상태로 질산화물의 잔류 농도가 거의 0 상태의 탈인 미생물이 보다 우점 상태로 된다. 이러한 슬러지는 슬러지 배출구(83)로부터 제1도의 제3 반송 경로(d)를 따라 혐기성 발효조(30)로 유입되어 슬러지 내의 탈인 미생물은 활성화된다.After aeration and denitrification, the treated wastewater introduced into the multi-slope settling tank 80 is separated into solids and supernatant by gravity. This solid-liquid separation is enhanced by inhibiting the growth of fungi such as filamentus in the microbial activator 40 as described above. On the other hand, the solids are settled to the lower end in the multiple inclined sedimentation tank 80 and remain as sludge. The sludge is anoxic, and the dephosphorized microorganism with the residual concentration of nitric oxide almost zero becomes more dominant. This sludge flows into the anaerobic fermentation tank 30 along the third conveyance path d of FIG. 1 from the sludge discharge port 83 so that dephosphorus microorganisms in the sludge are activated.

다중 경사식 침전조(80) 내의 고액 분리된 상등액은 상부 배출구(82)를 통해 응집 침전조(90)로 유입되어 잔류 인과 현탁 고형물이 완전 제거되도록 약품 처리 된다.The solid-liquid separated supernatant in the multiple inclined sedimentation tank 80 is introduced into the coagulation sedimentation tank 90 through the upper outlet 82 and chemically treated so that residual phosphorus and suspended solids are completely removed.

제7도에는 응집 침전조(90)의 내부 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 응집 침전조(90)에는 다중 경사식 침전조(80)로부터 상등액이 유입되는 도입관(92)과, 황산 또는 금속염과 같은 화학 약품을 주입시키기 위한 주입관(94)이 설치되어 있다. 도입관(92)을 통해 유입된 상등액과 주입관(94)을 통해 유입되는 화학 약품을 적절하게 혼합시키기 위한 날개(93)는 주입관(94)의 하부에 위치되어 있다. 또한, 응집 침전조(90)의 내부에는 소정 간격으로 이격된 분리벽(96, 97, 98)들이 설치되어 약품과 상등액의 혼합실, 응집실 및 침전 분리실을 구성하고 있다.7 schematically shows the internal structure of the flocculation settling tank 90. The coagulation sedimentation tank 90 is provided with an introduction tube 92 through which the supernatant flows from the multiple gradient type precipitation tank 80, and an injection tube 94 for injecting chemicals such as sulfuric acid or metal salts. A wing 93 for properly mixing the supernatant introduced through the introduction tube 92 and the chemical introduced through the injection tube 94 is located at the bottom of the injection tube 94. In addition, inside the coagulation sedimentation tank 90, separation walls 96, 97, and 98 spaced apart at predetermined intervals are provided to form a mixing chamber, a coagulation chamber, and a precipitation separation chamber of a chemical and a supernatant.

응집 침전조(90)에서의 작용을 상세히 설명하면, 날개(93)의 혼합 작용 하에서 도입관(92)을 통해 응집 침전조(90)로 유입된 상등액에 먼저 주입관(94)을 통해 황산(H2s04)을 첨가 혼합하여 상등액을 중성 즉, 약 7.5 정도의 pH로 조절한다. 중성으로 조절된 상등액에 주입관(94)을 통해 금속염, 예를 들어 철염을 소정량 주입 혼합시킨다. 이 후에 혼합액은 철염과 상등액 사이의 화학 반응에 의해 상등액 내의 잔류 인과 현탁 고형물이 제거된다.Referring to the action in the flocculation sedimentation tank 90 in detail, the supernatant introduced into the flocculation sedimentation tank 90 through the introduction pipe 92 under the mixing action of the wings 93 is first sulfuric acid (H 2 through the injection pipe 94). s0 4 ) is added and mixed to adjust the supernatant to a neutral, ie, pH of about 7.5. A predetermined amount of metal salt, for example iron salt, is injected and mixed into the neutralized supernatant through the injection tube 94. Thereafter, the mixed liquor removes residual phosphorus and suspended solids in the supernatant by a chemical reaction between the iron salt and the supernatant.

잔류 인이 제거되는 반응식은 다음과 같다.The reaction scheme in which residual phosphorus is removed is as follows.

즉, 상등액 내의 잔류 인은 철염 내의 철(Fe)과 직접 반응하여 불용성 염으로 제거 된다.That is, the residual phosphorus in the supernatant is directly reacted with iron (Fe) in the iron salt to be removed as an insoluble salt.

또한, 철염 내의 철은, 다옴 반응식과 같이, 상등액의 수산기(OH-)와 반응해서 철수산화염을 형성하여 침전 제거된다.In addition, iron in the iron salt reacts with the hydroxyl group (OH ) of the supernatant to form an iron hydroxide salt and precipitates out, as in the Daom Reaction Scheme.

이때, 상등액에 잔류하는 현탁 고형물은 침전하는 철수산화염의 점성으로 인해 함께 응집 침전되어 제거된다.At this time, the suspended solids remaining in the supernatant are coagulated and precipitated together due to the viscosity of the precipitated iron hydroxide.

제7도의 우반부에 표시된 화살표는 상등액과 화학 약품의 혼합액이 응집 침전조(90) 내에서 유동하는 과정을 표시한다. 분리벽(96) 내부에서는 날개(93)가 회전하는 동안, 분리벽(96)에 의해 한정된 공간 내에서 상등액과 화학 약품의 급속 혼합이 약 5분간 수행된다. 이 후에, 이들의 혼합액이 1차 분리벽(96)의 말단부를 넘어서면서 그 혼합 에너지가 감소하게 된다. 1차 분리벽(96)과 2차 분리벽(97) 사이에서는 약품 슬러지의 응집과 슬러지 입자의 성장이 진행된다. 혼합액이 2차 분리벽(97)을 넘으면서 혼합액의 잔류 혼합 에너지는 소멸되고, 그 결과 혼합액의 슬러지는 말단 분리벽(98)을 지나면서 침전된다. 응집 침전조(90)에서 발생되는 최종 처리수는 응집 침전조(90)의 상부에 설치된 배플(99)을 거쳐 외부로 방류되고 슬러지는 응집 침전조(90)의 하부에 설치된 방출구(91)를 통해 인발된 후 제1도의 화살표(h)로 표시된 경로를 따라 탈수기(100)로 이송된다.Arrows displayed at the right half of FIG. 7 indicate a process in which the mixed solution of the supernatant and the chemical flows in the flocculation settling tank 90. Inside the dividing wall 96, while the blade 93 rotates, rapid mixing of the supernatant and the chemical is performed in the space defined by the dividing wall 96 for about 5 minutes. After that, the mixed energy thereof decreases as the mixed liquid passes over the distal end of the primary separation wall 96. Agglomeration of chemical sludge and growth of sludge particles proceed between the primary separation wall 96 and the secondary separation wall 97. As the mixed liquid exceeds the secondary dividing wall 97, the remaining mixed energy of the mixed liquid disappears, and as a result, the sludge of the mixed liquid precipitates through the terminal dividing wall 98. The final treated water generated in the coagulation sedimentation tank 90 is discharged to the outside through the baffle 99 installed on the top of the coagulation sedimentation tank 90 and is drawn out through the discharge port 91 installed in the lower portion of the coagulation sedimentation tank 90. And then to the dehydrator 100 along the path indicated by arrow h in FIG.

탈수기(100)에는 제1도의 화살표(f, g)로 각각 표시된 경로를 따라 혐기성 발효조(30)로부터의 배출 슬러지와 다중 침전조(80)로부터의 슬러지가 함께 유입된다. 탈수기(100)로 유입된 슬러지는 탈수 처리됨으로써 탈수 슬러지와 탈수 여액으로 분리된다. 탈수 슬러지는 유기물 함량이 높고 유독한 독성 물질이 거의 함유되어 있지 않으므로 고형 퇴비화를 통해 비료로 재활용될 수 있고 탈수 여액은 제1도의 반송경로(e)를 통해 혼합조(50)로 유입된다.In the dehydrator 100, the sludge from the anaerobic fermentation tank 30 and the sludge from the multiple settling tank 80 are introduced together along the paths indicated by arrows f and g of FIG. The sludge introduced into the dehydrator 100 is dewatered and separated into dewatered sludge and dewatered filtrate. The dewatered sludge has a high organic content and contains little poisonous toxic substances, so that it can be recycled as a fertilizer through solid composting and the dewatered filtrate is introduced into the mixing tank 50 through the return path (e) of FIG.

[시험예][Test Example]

제1도의 폐수 처리 장치를 사용하여 스크레퍼식 돈사에서 발생된 축산 폐수를 정화 처리하였다. 하기 표 1에는 본 시험예에 사용된 폐수 처리 장치의 규격이 기재되어 있다.The livestock wastewater generated by the scraper type pig yarn was purified using the wastewater treatment apparatus of FIG. Table 1 below describes the specifications of the wastewater treatment apparatus used in this test example.

여기에서, pH 미터는 응집 침전조(90) 내에서 상등액의 pH를 측정하기 위하여 사용되었고, 이송 펌프는 저류조(20) 내의 폐수를 혐기성 발효조(30)로 이송하기 위하여 사용되었고, 반송 펌프는 장치 내에서 슬러지를 반송시키기 위하여 사용되었고, 혼합용 모터는 혐기성 발효조(30)와 탈질조(70) 내의 혼합용 날개(32, 73)와 응집 침전조(90)의 혼합 날개(93)를 회전시키기 위하여 사용되었고, 블로어는 미생물 활성조(40)와 폭기조(60)에 공기 특히 산소를 공급하기 위하여 사용되었다. 처리하려는 축산 폐수는 희석하여 생물학적 산소 요구량(BOD)을 13,000 mg/L로 조절하였다. 이때, 화학적 산소 요구량(COD), 총질소량(TN) 및 총인량(TP)은 각각 21,300mg/L, 2,670mg/L 및 550mg/L이였다.Here, a pH meter was used to measure the pH of the supernatant in the coagulation sedimentation tank 90, a transfer pump was used to transfer the wastewater in the storage tank 20 to the anaerobic fermentation tank 30, and a return pump was used in the apparatus. Was used to convey the sludge, and a mixing motor was used to rotate the mixing blades 93 of the mixing blades 32 and 73 and the flocculation settling tank 90 in the anaerobic fermentation tank 30 and the denitrification tank 70. The blower was used to supply air, especially oxygen, to the microbial activator 40 and the aeration tank 60. The livestock wastewater to be treated was diluted to adjust the biological oxygen demand (BOD) to 13,000 mg / L. At this time, the chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) were 21,300 mg / L, 2,670 mg / L and 550 mg / L, respectively.

미생물 활성조(40)에 투입된 토양 미생물 담체(42)에는 독립적으로 배양된 바실루스계 미생물 및 방선균류 미생물이 토양 미생물 담체(42) 중량의 1% 정도 함유되었다.The soil microbial carrier 42 introduced into the microorganism activator 40 contained about 1% of the weight of the soil microbial carrier 42 by independently culturing Bacillus-based microorganisms and actinomycetes microorganisms.

탈질조(70)로부터 혼합조(50)로의 반송율은 125% 이었고, 다중 경사식 침전조(80)로부터 혐기성 발효조(30)까지 슬러지의 반송율은 75%이였으며, 폭기조(60)로부터 미생물 활성조(40)까지 슬러지의 반송율도 100%이였다. 탈수 여액도 탈수기(100)로부터 혼합조(50)로 전량 반송되었다. 저류조(20)를 제외한 장치 전체의 용적은 30.3 L이였고, 공기는 분당 15 내지 20 L 송풍되었다.The return rate from the denitrification tank 70 to the mixing tank 50 was 125%, and the rate of return of sludge from the multiple ramp type sedimentation tank 80 to the anaerobic fermentation tank 30 was 75%. The return rate of the sludge up to 40) was 100%. The dehydration filtrate was also conveyed entirely from the dehydrator 100 to the mixing tank 50. The volume of the entire apparatus except the reservoir 20 was 30.3 L and the air was blown between 15 and 20 L per minute.

혐기성 발효조(30) 내부의 상층부에는 약 10일 경과 후에 스컴이 형성되었다. 산화 환원 전위(ORP) 값은 약 -300 이하로 나타났으며, 반송에 의한 희석 효과를 고려하는 경우 배출수의 용해성 인 함량이 약 1.5 내지 2.2 배로 증가되었고, 용해성 COD 함량은 크게 증가되지 않았다. 그러나, 총질소량(TN)은 약 32.6%가 감소되어 혐기성 발효조(30)를 통한 전처리에 의하여 후속의 질소 부하를 상당히 감소시켜 질산화에 요구되는 산소량을 상당히 감소시켰다.Scum was formed about 10 days later in the upper portion of the anaerobic fermentation tank 30. The redox potential (ORP) value was found to be about -300 or less, and the soluble phosphorus content of the effluent was increased by about 1.5 to 2.2 times, and the soluble COD content was not significantly increased when considering the dilution effect by the return. However, the total nitrogen amount (TN) was reduced by about 32.6%, which significantly reduced the subsequent nitrogen load by pretreatment through the anaerobic fermenter 30, significantly reducing the amount of oxygen required for nitrification.

폭기조(60)의 미생물 혼합액은 약 11,000 내지 14,000mg/L의 농도로 유지되었고, 슬러지 생산량은 약 0.5kg MLVSS/제거된 kg BOD 이었으며, 배출 슬러지 농도는 약 18,000mg/L이였다. 폭기조(60) 내에서 용존 산소량은 유입단에 위치하는 격실(60a)에서 2.0mg/L, 유입단에 근접하는 격실(60b)에서 1 내지 1.5mg/L, 출구단에 근접하는 격실(60c)에서 0.5 내지 1mg/L, 그리고 출구단에 위치하는 격실(60d)에서 2.5mg/L로 유지되었고, 폭기조 내의 pH는 7.7 내지 8.2이였다. 알칼리도는 약 2,325mg as CaCO3/L로서 질산화에 의해 감소되어 후속의 응집 처리 과정에서 수산화물 형성에 따른 응집제 요구량이 감소될 수 있는 좋은 조건을 형성하였다.The microbial mixture of the aeration tank 60 was maintained at a concentration of about 11,000 to 14,000 mg / L, sludge production was about 0.5 kg MLVSS / kg BOD removed, and the discharge sludge concentration was about 18,000 mg / L. The dissolved oxygen content in the aeration tank 60 is 2.0 mg / L in the compartment 60a located at the inlet end, 1 to 1.5 mg / L at the compartment 60b close to the inlet end, and compartment 60c close to the outlet end. Was maintained at 0.5 to 1 mg / L, and at 2.5 mg / L in the compartment 60d located at the outlet end, and the pH in the aeration tank was 7.7 to 8.2. The alkalinity was about 2,325 mg as CaCO 3 / L, which was reduced by nitrification, creating good conditions for the reduction of flocculant requirements for hydroxide formation during subsequent flocculation.

다중 경사식 침전조(80)의 유출 수질은 BOD 128mg/L, TN 145 mg/L 및 TP 75mg/L로 BOD와 TN은 95% 이상의 높은 제거율을 나타내었고 TP 제거율은 86%이였다. 다중 경사식 침전조(80)의 상등액에 철염을 첨가하여 응집 침전을 수행한 응집 침전조(90)의 유출 수질은 BOD 42mg/L, 현탁 고형물(SS) 33mg/L, TN 45mg/L 및 TP 6.2mg/L의 안정적인 수질을 나타내었다. 이때, 응집 슬러지는 다중 경사식 침전조(80)의 현탁 고형물(SS)의 약 4배가 발생되어 다중 경사식 침전조(80)에서 발생된 13.6g/d와 응집 침전 슬러지 4.3g/d에 의해 축산 폐수 COD 제거당 발생되는 슬러지는 0.4kg SS/제거된 kg COD이었다.The effluent water quality of the multiple gradient tank 80 was BOD 128 mg / L, TN 145 mg / L and TP 75 mg / L. The BOD and TN showed high removal rates of over 95% and the TP removal rate was 86%. The outflow water quality of the coagulation sedimentation tank 90 in which the coagulation precipitation was performed by adding iron salt to the supernatant of the multi-gradient precipitation tank 80 was BOD 42mg / L, suspended solids (SS) 33mg / L, TN 45mg / L and TP 6.2mg. A stable water quality of / L was shown. At this time, the coagulated sludge is generated about four times the suspended solids (SS) of the multi-slope settling tank 80, the livestock wastewater by 13.6g / d and coagulated settling sludge 4.3g / d generated in the multi-slope settling tank 80 The sludge generated per COD removal was 0.4 kg SS / kg COD removed.

본 실시예에 따른 축산 폐수의 처리 결과는 하기 표 2에 나타나 있다. 처리과정 중 폭기조(60)의 미생물 혼합액의 SVI는 62 내지 115였으며, 시간당 산소 요구량은 58 내지 105mg O/L/hr 이었으나, 실제 공급된 산소량은 산소 전달율을 0.1로 하는 경우에 시간당 약 360mg O/L로 폭기조(60)의 용존 산소 농도는 낮게 유지되었으나 요구량은 만족시킬 수 있는 값이다. 따라서, 처리 수질에 특별한 문제가 없다면 용존 산소 농도를 본 발명과 같이 제어시키는 경우 처리 비용에 상당한 절감 효과가 있다.The treatment results of the livestock wastewater according to the present embodiment are shown in Table 2 below. The SVI of the microbial mixture of the aeration tank 60 during the treatment was 62 to 115, and the oxygen demand per hour was 58 to 105 mg O / L / hr, but the actual amount of oxygen supplied was about 360 mg O / hour when the oxygen transfer rate was 0.1. The dissolved oxygen concentration of the aeration tank 60 was kept low at L, but the required amount was satisfactory. Therefore, if there is no particular problem in the treated water quality, there is a significant savings in the treatment cost when the dissolved oxygen concentration is controlled as in the present invention.

따라서, 본 발명에 따라 고농도의 축산 폐수를 처리하는 경우에 유기물 및 질소와 인을 효과적으로 그리고 경제적으로 제거할 수 있어 안정적이고 우수한 처리 수질을 경제적으로 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명은 소규모의 폐수 발생 시설에도 적용가능하며 가축산 폐수와 관련된 환경 오염 문제를 효과적으로 해소할수 있다. 또한, 축산 폐수 처리 슬러지는 일반 도시 하수의 경우와 달리 중금속 또는 기타 유해성 오염물에 대한 우려 없이 퇴비화를 통해 고형 비료로도 활용할수 있다.Therefore, in the case of treating high concentration livestock wastewater according to the present invention, organic matter, nitrogen and phosphorus can be effectively and economically removed, thereby ensuring stable and excellent treated water economically. Therefore, the present invention is applicable to small-scale wastewater generating facilities and can effectively solve the environmental pollution problem associated with livestock wastewater. In addition, livestock wastewater treatment sludge can also be used as a solid fertilizer through composting, without concern for heavy metals or other hazardous contaminants, unlike in municipal sewage.

Claims (10)

폐수로부터 고액 분리된 배출수를 저류조에 저장하여 농도와 유량을 균등화시키는 단계와, 저류조로부터 균등화된 배출수를 혐기성 발효조에서 혐기성 미생물에 의해 난분해성 유기물을 후속 미생물의 섭취에 용이한 상태로 가수 분해시키고 탈인 미생물을 활성화시키는 단계와, 폭기조로부터 미생물 활성조로 반송된 슬러지 내의 호기성 미생물만을 선택적으로 개량하고 생흡착능을 증대시키며 토양 미생물 담체 내에 충전된 미생물을 성장시키는 호기성 미생물의 활성화 단계와, 고형화시킨 토양 미생물을 수용한 미생물 활성조의 유출액과 상기 혐기성 발효조 유출액 및 반송 슬러지와 탈리액을 혼합조에서 혼합시키는 단계와, 상기 혼합액을 용존 산소 농도 조절식 폭기조에서 처리하여 유기물과 인을 처리하고 암모니아성 질소를 질산화시키는 단계와, 폭기조에서 처리된 액을 무산소 상태에서 미생물의 내생호흡을 이용하여 질산화물을 탈질시키는 단계와, 탈질 처리된 액을 1차 침전조에서 슬러지와 상등액으로 분리하는 단계와, 1차 침전조에서 침전 분리된 상등액으로부터 응집 침전조에서 잔류 인과 현탁 고형물을 제거하고 처리수를 방출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.Storing the effluent separated from the waste water in the storage tank to equalize the concentration and flow rate, and hydrolyzing and dephosphorizing the hardly degradable organic matter by the anaerobic microorganism in the anaerobic fermentation tank to facilitate the intake of subsequent microorganisms. Activating the microorganisms, activating the aerobic microorganisms to selectively improve only the aerobic microorganisms in the sludge returned from the aeration tank to the microbial activator tank, increase the bioadsorption capacity, and grow the microorganisms filled in the soil microbial carrier, Mixing the effluent of the contained microorganism activator with the anaerobic fermenter effluent, return sludge and desorption solution in a mixing tank, and treating the mixed solution in a dissolved oxygen concentration controlled aeration tank to treat organic matter and phosphorus and to nitrify ammonia nitrogen. Denitrification of the nitrates using the endogenous system, the liquid treated in the aeration tank using an endogenous respiration of microorganisms in anoxic state, and separating the denitrified liquid into sludge and supernatant in the primary sedimentation tank, and sedimentation separation in the primary sedimentation tank And removing the residual phosphorus and suspended solids from the supernatant from the supernatant and discharging the treated water. 제1항에 있어서, 상기 미생물 활성조는 토양 미생물 담체가 충전된 내부 활성조를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.The wastewater treatment method according to claim 1, wherein the microbial activator comprises an internal activator filled with a soil microbial carrier. 제1항에 있어서, 1차 침전조에서 분리된 미생물 슬러지의 일부를 미생물 활성조로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.The wastewater treatment method of claim 1, further comprising supplying a portion of the microbial sludge separated from the primary settling tank to the microbial activator. 제1항에 있어서, 상기 폭기조의 처리 단계는 다단식 폭기조에서 수행되고, 폭기조 중간단의 용존 산소 농도를 0.5mg/L 내지 1mg/L로 조절하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.The wastewater treatment method according to claim 1, wherein the treatment step of the aeration tank is performed in a multistage aeration tank, and the dissolved oxygen concentration in the middle stage of the aeration tank is adjusted to 0.5 mg / L to 1 mg / L. 제1항에 있어서, 상기 응집 침전조 처리 단계에서 응집 침전조의 pH를 7.5로 조절하고 철염을 주입하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.The wastewater treatment method according to claim 1, wherein the pH of the flocculation sedimentation tank is adjusted to 7.5 and iron salt is injected in the flocculation sedimentation tank treatment step. 제5항에 있어서, 상기 응집 침전조의 침전 슬러지와 혐기성 발효조의 배출 슬러지와 1차 침전조에서 분리된 슬러지를 탈수기에서 고액 분리하고 탈수 여액은 혼합조로 반송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.The wastewater treatment according to claim 5, further comprising solid-liquid separation of the settling sludge of the flocculation settling tank, the sludge discharged from the anaerobic fermentation tank and the sludge separated from the primary settling tank in a dehydrator, and the dewatered filtrate returned to the mixing tank. Way. 고액 분리된 폐수를 저장하여 농도와 유량을 균등화시키는 저류조와, 상기 저류조의 하측에 위치하고 혐기성 미생물을 구비하는 혐기성 발효조와, 토양 미생물 담체가 수용되어 있는 내부 활성조와 산기관을 구비하는 미생물 활성조와, 상기 미생물 활성조 및 상기 혐기성 발효조 각각의 유출액과 반송 슬러지 및 탈수 여액이 유입되는 유입구를 구비하고 상기 유입구들을 통해 유입물을 수용하여 혼합시키는 혼합조와, 상기 혼합조의 하류측에 연결된 농도 조절식 폭기조와, 상기 폭기조의 하류측에 연결된 탈질조와 상기 탈질조의 하류측에 연결된 1차 침전조와, 상기 1차 침전조의 하류측에 연결된 응집 침전조로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.A storage tank for storing solid-liquid separated waste water to equalize concentration and flow rate, an anaerobic fermentation tank located under the storage tank and having anaerobic microorganisms, an internal activation tank containing a soil microbial carrier, and a microorganism activation tank including an acid pipe; A mixing tank having an inlet through which the effluent and each of the anaerobic fermentation tank and the anaerobic fermentation tank flows, and returning sludge and dewatering filtrate, and receiving and mixing the inflows through the inlets, and a concentration-controlled aeration tank connected downstream of the mixing tank; And a denitrification tank connected to the downstream side of the aeration tank, a primary sedimentation tank connected to the downstream side of the denitrification tank, and an agglomeration sedimentation tank connected to the downstream side of the primary sedimentation tank. 제7항에 있어서, 상기 폭기조가 다단식 폭기조인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.The wastewater treatment apparatus according to claim 7, wherein the aeration tank is a multi-stage aeration tank. 제7항에 있어서, 탈수기와 상기 1차 침전조, 응집 침전조 및 혐기성 발효조 각각으로부터의 슬러지를 상기 탈수기에 공급하기 위한 공급관들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.8. The wastewater treatment apparatus of claim 7, further comprising supply pipes for supplying dehydrator and sludge from each of said primary settling tank, flocculating settling tank and anaerobic fermenter to said dehydrator. 제7항에 있어서, 질산화물에 의한 탈인 미생물의 저해 현상을 배제하기 위해 탈질조와 혐기성 발효조를 분리 운전하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.8. The wastewater treatment apparatus according to claim 7, wherein the denitrification tank and the anaerobic fermentation tank are separated and operated in order to eliminate the phenomenon of inhibition of dephosphorus microorganisms caused by nitric oxide.
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