KR100309692B1

KR100309692B1 - 오폐수처리용고정상미생물접촉재

Info

Publication number: KR100309692B1
Application number: KR1019980054333A
Authority: KR
Inventors: 심성보; 김경수
Original assignee: 구광시; 주식회사 코오롱
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2002-02-19
Also published as: KR20000039096A

Abstract

본 발명은 오폐수 처리를 위한 생물학적인 처리 공정에서 폭기조 내의 균체를 일정 수준 이상 유지시키기 위한 보조 수단 또는 생물 반응조를 이용한 고효율 폐수처리 장치 등에 사용할 수 있는 미생물 접촉재에 관한 것으로서, 기둥 역할을 하는 지지사, 및 상기 지지사를 따라 양방향으로 배열되며, 접촉사와 접촉사 중량에 대하여 10∼500 중량부의 보조사로 이루어진 접촉상으로 구성되는 바, 이때 접촉상의 양 끝단을 잘라 비고리형으로 구성되도록 한 것이다.

이는 제조 가격이 저렴하며 지지사 부분의 호기성이 매우 높기 때문에 종래 미생물 접촉재가 접촉재 내부에 균체의 접촉이 어려운 것과 혐기성을 개선하여 처리효율을 상당히 개선시킬 수 있으며, 이를 이용한 오폐수 처리장치에 오폐수를 통과시키면 접촉재의 표면에 형성된 생물막에 의해 오폐수 중의 오염물질을 생물학적으로 산화, 분해시킬 수 있다.

Description

오폐수처리용 고정상 미생물 접촉재

본 발명은 오폐수처리용 고정상 미생물 접촉재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오폐수 처리를 위한 생물학적인 처리 공정에서 폭기조 내의 균체를 일정 수준 이상 유지시키기 위한 보조 수단 또는 생물 반응조를 이용한 고효율 폐수처리장치 등에 사용할 수 있는 미생물 접촉재와 이를 이용한 오폐수처리장치에 관한 것이다.

오폐수 처리 방법에는 물리, 화학 및 생물학적 방법 등이 있는데, 현재 가장 많이 사용되고 있는 방법은 생물학적 처리방법이다. 생물학적 처리방법은 오폐수 중에 함유되어 있는 탄소화합물인 유기물을 세균, 원생동물 등의 미생물을 이용하여 처리하는 방법이다.

생물학적 처리 방법은 호기성 처리법(aerobic treatment)과 혐기성 처리법(anaerobic treatment)으로 나눌 수 있다.

이중 호기성 처리법은 유기물의 산화, 분해시 산소를 필요로 하는 호기성 미생물을 이용하여 처리하는 방법으로서, 이에는 표준활성슬러지법, 접촉안정화법, 장시간폭기법, 순산소폭기법, 살수여상법, 회전원판법, 접촉폭기법 및 산화지법 등이 있다.

반면, 혐기성 처리법은 혐기성 미생물을 이용하여 용존산소가 없는 무산소 조건 상태에서 유기물이나 무기물의 분자 중에 함유된 결합산소를 이용하여 산화, 분해하는 방법이다.

본 발명에 적용되는 방법은 접촉폭기법인 바, 접촉폭기법은 생물막(biofilm)을 이용하여 오폐수를 처리하는 방법이다. 보다 구체적으로는 폭기조 내에 미생물 접촉재를 충진하여 폐수와 접촉재 표면에 생성된 생물막이 접촉하면서 폐수를 정화하는 방법이다.

따라서, 접촉폭기법에 있어서는 사용되는 미생물 접촉재의 선택이 처리효율을 좌우한다. 미생물 접촉재에 요구되는 조건은 다음과 같다; (1) 미생물이 부착되기 쉬운 구조 및 큰 표면적을 가질 것, (2) 폐색현상이 일어나지 않도록 공극률이 클 것, (3) 미생물 부착에 의한 하중 증가에도 끊어지거나 처지지 않는 강도를 가질 것, (4) 물리화학적 변화에 대한 내구성이 우수할 것, (5) 폭기조 내의 유류 흐름을 방해하지 말 것.

위와같은 조건에 부합되는 미생물 접촉재를 사용한 접촉폭기법은 높은 MLSS를 유지하여 슬러지 발생량이 매우 적어 유지비가 절감되고, 부하변동에 대한 대처능력이 뛰어난 장점을 갖는다.

또한, 미생물 접촉재의 사용은 하수 처리장 및 폐수 처리장의 규모를 감소시킬 수 있어 경제적인 이익이 있으며, 실제로 처리장을 확대하지 않고도 수질을 향상시킬 수 있는 보조장치로 이용될 수 있다.

이와같은 용도로 사용되온 종래 미생물 접촉재의 일예를 도 1에 나타낸 바, 지지사(10)를 중심으로 고리형의 접촉사(12)가 배열되어 전체적 모양에서 보면 원통형을 이루고 있다. 이와 관련된 기술은 일본 코지마(Kojima)사에 의해 최초 적용된 이후 상당히 다양한 종류가 상품화되어 있다.

그러나, 이와같은 종래의 고정상 미생물 접촉재의 경우 균체가 접촉재에 부착, 증식하여 균체의 밀도가 높아지고 생물막의 두께가 증대됨에 따라 접촉재 내부의 지지사(10) 부근이 혐기화되어 생물막의 일부 또는 전부가 탈리되어 폐수처리 효율이 급격히 저하되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 고정상 미생물 접촉재의 호기성을 개선하여 처리효율을 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 고정상 미생물 접촉재를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 오폐수처리용 미생물 접촉재의 개략도이고,

도 2는 본 발명에 따른 오폐수처리용 미생물 접촉재의 개략도이며,

도 3은 본 발명에 따른 오폐수처리용 미생물 접촉재를 사용한 오폐수처리장치의 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10, 100 - 지지사 12, 112 - 접촉사

114 - 보조사 200 - 접촉상

30, 300 - 미생물 접촉재 400 - 오폐수처리 장치

401 - 상부 고정대 402 - 하부 고정대

403 - 접촉사 고정부

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고정상 미생물 접촉재는 기둥 역할을 하는 지지사, 및 상기 지지사를 따라 양방향으로 배열되고, 접촉사와 접촉사 중량에 대하여 10∼500 중량부의 보조사로 이루어지며, 그 끝단을 절단하여 비고리형인 접촉상으로 구성된 것임을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 고정상 미생물 접촉재의 일예를 도 2에 나타낸 바, 지지사(100) 및 상기 지지사(100)를 중심으로 하여 이를 따라 양방향으로 접촉사(112) 및 보조사(114)로 이루어진 접촉상(200)을 배열하고, 그 끝단을 커팅하여 비고리형으인 구조를 갖는다.

본 발명에 있어서 지지사(100)로 사용할 수 있는 원료는 접촉재의 지지체로 적합한 강도를 가지는 모든 섬유를 사용할 수 있으나, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 섬유를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 그리고, 지지사(100)로 이루어진 지지체의 지름은 적당한 강도를 가질 정도면 충분하지만 10mm 이하인 것이 바람직하다.

접촉사(112)로는 나일론 이형단면사, 폴리비닐클로라이드사 등을 사용하는 것이 바람직하고, 가장 바람직하기로는 나일론 이형단면사를 사용하는 것이다. 이때, 접촉상(200)의 간극성 및 형태 유지능을 보완하기 위하여 나일론 모노사, 폴리비닐클로라이드사, 폴리프로필렌사 등의 보조사(114)를 접촉사(112)와 함께 배합하여 형성하는 것이 바람직하다. 보조사로 가장 바람직한 것은 600∼1000 데니아의 나일론 모노사를 사용하는 것이다.

이 경우 접촉사(112)와 보조사(114)의 거리비는 지지사(100) 끝단으로부터 10:1∼1:10인 것이 바람직하다.

그리고, 보조사(114)의 사용량은 접촉사(112) 중량에 대하여 10∼500 중량부인 것이 바람직한 바, 만일 보조사(114)의 사용량이 10 중량부 미만이면 접촉상(200)의 형태유지능의 효과가 떨어지며, 500 중량부 초과면 접촉상(200)에 생물막이 원활하게 형성되지 않는 문제점이 있다.

한편, 도 3은 상기와 같은 미생물 접촉재(300)를 장착한 오폐수 처리장치의 일예를 도시한 것이다.

오폐수 처리장치의 상·하부에는 접촉재(300)를 고정시키기 위한 다수의 상부 고정대(401) 및 하부고정대(402)에 교대로 걸려 있도록 되어 있다. 이때, 상기 상부 고정대(401) 및 하부 고정대(402)에는 접촉재(300)가 이동하지 않도록 홈 형상의 접촉사 고정부(403)가 형성되어 있는 것이 바람직하며, 인접한 접촉재(300)들은 10∼30cm로 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 접촉재(300)의 사용량은 오폐수 처리장치 1톤 부피당 10∼40m를 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

직경 8mm의 폴리프로필렌 로프사를 지지사(100)로 하여 1300데니아 나일론 이형 단면사(112) 및 나일론 이형 단면사 함량에 대하여 15 중량부에 해당되도록 600데니아 나일론 모노사(114)를 배합하여 양방향으로 배열한 후 양 끝단을 잘라 도 2와 같이 제조하였다.

이때, 접촉재(300)의 사양은 총폭 48mm, 한방향 접촉사 폭 20mm, 단위 길이당 중량 30g/m이었다.

비교예 1

직경 9mm의 폴리프로필렌 로프사를 지지사(10)로 하여 1300데니아 나일론 이형 단면사(12)를 사용하여 도 1에 나타낸 바와 같은 통상의 고리형 형태의 접촉상이 원통형으로 배열된 미생물 접촉재를 제조하였다.

이때, 접촉재(30)의 사양은 상기 실시예 1과 동일하다.

비교예 2

상기 실시예 1과 같은 미생물 접촉재 제조조건으로 도 1에 나타낸 바와 같은 통상의 고리형 형태의 접촉상이 원통형으로 배열된 미생물 접촉재를 제조하였다.

실험예 1

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 미생물 접촉재를 사용하여 폐수 처리능력을 시험하였다. 처리조는 총 용량 100L이고, 처리조건은 다음 표 1과 같다.

유속(L/시)	처리조 부피(L)	유입수BOD(ppm)	접촉재 설치량(m)
1.2	90	1500	3.5

접종용 종균은 (주)코오롱에서 판매중인 ECOMO-LG을 1주간 하루 50ppm씩 계속 투입하였다. 2주후 처리결과는 다음 표 2와 같다.

여기서, 단위처리능은 다음과 같이 계산하였다.

단위처리능 = 유속 × (유입수 BOD - 유출수 BOD)/총부피

처리효율 = (유입수 BOD - 유출수 BOD)/유입수 BOD ×100

	실시예 1	비교예 1	비교예 2
유출수 BOD(ppm)	8	45	36
단위처리능단단위처리능 (mg/L·시)	19.8	19.4	19.5
MLSS(ppm)	2000	2000	2000
처리효율(%)	99.5	97.0	97.6

상기 표 2의 결과로부터 본 발명에 따른 접촉재를 사용한 접촉폭기법은 MLSS가 높아 슬러지 발생량이 매우 적을 뿐만 아니라 오폐수 처리효율을 향상시킬 수 있다.

실험예 2

상기 실시예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 미생물 접촉재를 사용하여 상기 실험예 1과 같은 방법으로 처리하여 실험하였을 때 6개월 후에 처리수의 (BOD+SS)와 미생물의 탈리현상을 관찰하여 다음 표 3에 나타내었다.

	처리수의 (BOD+SS)(ppm)	미생물의 탈리현상
실시예 1	15	탈리되지 않음
비교예 2	89	상당히 탈리됨

상기 표 3의 결과로부터 본 발명의 미생물 접촉재는 6개월 후에도 안정된 처리수지를 유지함을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 미생물 접촉재는 제조 가격이 저렴하면서도 지지사 부분의 호기성이 매우 높고 접촉재 내부에 균체의 접촉이 용이하여 처리효율을 상당히 개선시킬 수 있으며, 이를 이용한 오폐수 처리장치에 오폐수를 통과시키면 접촉재의 표면에 형성된 생물막에 의해 오폐수 중의 오염물질을 생물학적으로 산화, 분해시킬 수 있다.

Claims

기둥 역할을 하는 지지사; 및

상기 지지사를 따라 양방향으로 배열되고, 나일론 이형단면사로 된 접촉사 및 접촉사 중량에 대하여 10∼500 중량부의 보조사로 이루어지며(여기서 접촉사와 보조사의 거리비는 지지사 끝단으로부터 10:1∼1:10인 것임), 그 끝단을 절단하여 비고리형인 접촉상으로 구성된 오폐수처리용 고정상 미생물 접촉재.
제 1 항에 있어서, 보조사는 나일론 모노사 또는 폴리프로필렌사임을 특징으로 하는 오폐수처리용 고정상 미생물 접촉재.