KR100312819B1 - 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수 또는 폐수를 처리함에 있어서, 생물학적반응조와 침전지로구성된 처리공정에 발효조가 구비되고 잔반등의 음식물쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨, 산업공장에서 발생되는 유기성부산물 등의 유기성폐기물이 유입하수에 혼합되어 제1침전지에서 침전분리된 고형성유기물이 혐기성발효되어 생성되는 초산염계열의 유기산이 후탈질방법에 의한 질산화물의 탈질반응에 소요되는 전자공여체로 이용되거나 인의 방출을 위한 혐기성조건의 유지에 이용되는 한편, 제1침전지의 상징수에 함유되는 상기 유기성고형물에 포함되었던 용존성유기물이 전탈질방법에 의한 질산화물의 탈질 또는 인의 방출을 위한 혐기성 조건의 유지에 이용되므로써 경제적이고 효과적인 질소ㆍ인제거는 물론 유기성폐기물의 처리ㆍ처분에 기여하게 되는 고도하폐수처리방법에 관한 것이다.

Description

유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법{Advanced Waste Water Treatmant Methods with using Organic Wastes}

본 발명은 하수 또는 폐수로부터 영양염류를 제거하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도시하수처리장, 산업폐수처리장 등에서 처리되는 하수 또는 폐수로부터 질소와 인을 제거하기 위하여 반응조와 침전지로 구성되는 생물학적처리공정에 혐기성발효조를 설치하고 잔반 등의 음식쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨, 축산폐수, 산업공장에서 발생되는 유기성부산물 또는 기타의 유기성폐기물을 이용하여 질소와 인을 높은 효율로 제거할 수 있는 하폐수처리방법에 관한 것이다.

하수중의 오염물질은 생화학적산소요구량(BOD)으로 표시되는 유기물과 질소와 인과 같은 영양염류등으로 분류될 수 있다. 지금까지 하수처리장에서는 유기물을 주된 처리대상으로 하였으며 질소와 인의 상당부분은 제거되지 못하고 그대로 하천과 호소 또는 해양등의 수계로 방류되었다.

만일 하수중에 질소와 인이 포함된 채 방류되면 하천과 호소등의 수계에 부영양화 현상을 초래하고, 해양에 유입될 경우 적조발생의 원인이 된다. 부영양화가 심해지면 악취가 나고 수질오염이 가중될 뿐만 아니라 식수와 용수로의 사용이 제한된다. 따라서 위와 같은 수계의 부영양화를 방지하기 위해 하수처리장에서 영양염류인 질소화합물이나 인산염을 충분히 제거하여야 한다.

생물학적 탈질의 원리는 먼저 호기성(Aerobic)상태에서 질산화(Nitrosomonas,Nitrobactor)균에 의해 암모니아성질소를 산화하여 질산염으로 전환시킨다. 이를 다시 무산소(Anoxic)상태에서 질산염형태의 결합산소를 용존산소대용으로 이용하게 되어 유리질소상태로 환원시키는 미생물의 특성에 의하여 하수에서 질소가 제거되며 이때에 전자공여체로서 유기물이 소요된다.

무산소상태에서 탈질을 위하여 소요되는 유기물의 공급방법은 생물학적 탈질공정에서 매우 중요한 사항이다. 지금까지 개발된 거의 모든 질산화 및 탈질방법은 하수중에 포함된 유기물을 이용하는 전탈질방법과 외부에서 메칠알콜등 유기물을 공급하는 후탈질방법으로 구분된다.

종래의 전탈질방법에서는 반응기의 용량이 크고 유입유량의 2∼4배정도되는 유량을 내부순환시켜주어야 하고, 유입하수의 유기물농도가 낮은 경우에는 탈질효율이 저조하다.

이에 반해 후탈질방법은 처리효율이 높고 무산소반응조의 용량이 작은 장점이 있으나, 탈질에 소요되는 전자공여체로 이용하기 위하여 메칠알콜과 같이 쉽게 분해되는 유기물을 무산소반응조에 주입하여야 되므로 비용부담이 큰 어려움이 있다.

이와 같은 후탈질방법중 개량된 것으로는 질소제거효율이 높고 무산소반응조의 소요용량이 작은 후탈질공법의 장점을 살리되, 메칠알콜, 유기산 등의 전자공여체 조달을 위해 과다하게 소요되는 비용의 문제를 해소하기 위하여 최초침전지에서 침전된 유기물 즉, 생슬러지를 발효시켜 생성된 초산염계열의 유기산을 탈질공정에 소요되는 전자공여체로 이용하는 방법이 있다.

그러나 이 방법 역시 우리나라에서는 하수관로의 연장이 길기 때문에 상당량의 유기물이 해체되어 침전되기 어려운 상태로 유입되거나 또는 유입하수의 유기물 농도가 낮기 때문에 질산화 공정에서 생성된 질소산화물을 충분히 제거하기에는 유기물이 부족하여 탈질효율이 낮은 문제점이 있었다.

또한 생슬러지 자체에 함유된 질소화합물도 유기물량에 비교하여 상대적으로 높은 편이어서 발효된 생슬러지를 탈질을 위한 전자공여체로 사용하는 것은 제거하여야 되는 질소화합물을 증가시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상술한 제문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 구체적으로는 질소제거효율이 높고 무산소반응조의 용량이 작은 후탈질공법의 장점을 살리되, 메칠알콜 조달에 소요되는 운전비용의 문제를 해소하기 위하여 우리나라에서 과다하게 발생되어 처리처분에 애로를 겪고 있는 음식쓰레기, 축산분뇨, 수거분뇨 등 풍부한 유기성폐기물을 탈질에 필요한 전자공여체로 이용하여 질소·인제거효율이 크게 향상될 수 있는 유기성폐기물을 이용하는 하폐수처리방법을 제공하는 한편, 이러한 유기물을 이용하여 유입하폐수중에 분해되기 쉬운 유기물농도를 증가시켜 전탈질효율을 증대시키는 하폐수고도처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

우리나라의 경우 실제 먹는양보다 많은 음식을 조리하는 불합리한 음식문화에 의하여 잔밥 등 음식쓰레기 발생량이 많다. 통계에 의하면 년간 발생되는 음식쓰레기는 1995년 기준 약 5,500,000톤에 달하여 발생량이 과다하며, 유기물농도가 매우 높은 수거분뇨와 축산분뇨 등도 많은 문제를 야기시키고 있다. 이러한 음식쓰레기는 소각, 퇴비화, 매립 등의 방법으로 처분될 수 있으나 지금까지 주로 매립에의존하였으며, 매립의 경우 매립장이 소요되고 해충의 번식과 침출수 발생 등 중대한 환경문제를 야기시킨다.

이와 같은 음식쓰레기등 유기성폐기물은 섬유소, 반섬유소, 전분, 단백질, 지방과 같은 고분자유기화합물의 혼합물로 구성되어 있으며 혐기성상태에서 발효시킬 경우 프로피온산, 부티르산, 에탄올 등을 거쳐서 아세트산이 생성되며 최종적으로는 메탄가스와 이산화탄소로 분해된다. 유기물의 혐기성발효공정에서 메탄발효단계는 매우 까다롭고 실패하기 쉬우나 메탄발효의 전단계인 유기산발효단계까지는 매우 용이하게 이루어진다. 또한, 이러한 유기성폐기물은 발생후 수거 및 운반되기까지 경과되는 기간에 따라 자체 발효되어 상당량의 유기산과 용존성유기물이 증가되게 된다.

이와 같은 음식쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨 등 유기물의 조성과 혐기성발효특성에 착안하여 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 완성하였다.

본 발명의 첫 번째 고도하폐수처리방법은, 유입하폐수에 함유된 고형물이 침전분리되는 제1침전지, 유기물이 호기성분해되고 유기성질소와 암모니아성질소가 질소화되는 제1호기성반응조, 상기 제1호기성반응조에서 산화된 질소산화물의 탈질반응이 이루어지고 활성슬러지에서 인이 방출되기도 하는 무산소반응조, 상기 무산소반응조의 유출수에 함유된 잔존 유기물이 호기성상태에서 산화분해되고 질소의 탈기 및 활성슬러지에 인이 과잉섭취되는 제2호기성반응조, 상기 제2호기성반응조의 유출수로부터 고형물과 상징수가 분리되는 제2침전지를 순차적으로 거치게 되며, 제2침전지에서 침전된 고형물이 반송슬러지로서 상기 제1호기성반응조로 유입되는 일련의 과정이 포함되는 하폐수처리방법에 있어서, 음식물쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨, 산업공장에서 발생되는 유기성부산물 또는 기타의 유기성폐기물을 상기 유입하폐수에 투입 및 희석시키고, 발효조가 구비되어 상기 제1침전지에서 침전분리된 유입하수와 유기성 폐기물에 함유되었던 고형유기물을 외부에서 식종된 미생물 또는 자체 생성된 미생물에 의하여 초산염계열의 유기산 등으로 혐기성발효시키며, 상기 발효조에서 생성된 유기산 등이 함유된 발효액을 상기 무산소반응조로 주입시켜 탈질반응에 필요한 전자공여체로 이용되게 하거나 활성슬러지로부터 인이 방출되는 혐기성조건이 유지되도록 상기 발효액이 이용되는 것을 특징으로 하는 것 이다.

여기서 인의 제거효율을 증대시키고자 할 경우에는 상기 제1호기성반응조의 전단계에는 상기 제1침전지의 후속공정으로서 활성슬러지로부터 인이 방출되는 혐기성반응조가 추가로 설치되고, 상기 제2침전지에서 반송슬러지가 상기 혐기성반응조로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 두 번째 고도하폐수처리방법은, 유입하폐수에 함유된 고형물이 침전분리되는 제1침전지, 유기물이 호기성 분해되고 유기성질소와 암모니아성질소가 질산화되는 제1호기성반응조, 상기 제1호기성반응조에서 산화된 질소산화물이 무산소상태에서 환원되는 탈질반응이 주로 이루어지는 무산소반응조, 활성슬러지로부터인의 방출이 주로 이루어지는 혐기성반응조, 상기 혐기성반응조의 유출수에 함유된 잔존 유기물이 호기성상태에서 산화분해되거나 질소의 탈기 및 활성슬러지에 인이 과잉섭취되는 제2호기성반응조, 상기 제2호기성반응조의 유출수로부터 고형물과 상징수가 분리되는 제2침전지를 순차적으로 거치며, 제2침전지에서 침전된 고형물이 반송슬러지로서 상기 제1호기성반응조로 유입되는 일련의 과정이 포함되는 하폐수 처리방법에 있어서, 발효조가 구비되어 상기 제1침전지에서 침전분리된 고형물이 외부에서 식종된 미생물 또는 자체 생성된 미생물에 의하여 초산염계열의 유기산 등으로 혐기성발효시키며, 상기 발효조에서 생성된 유기산 등이 함유된 발효액을 상기 무산소반응조 또는 상기 혐기성반응조로 주입시켜 탈질반응에 필요한 전자공여체로 이용되게 하거나 활성슬러지로부터 인이 방출되는 혐기성조건이 유지되도록 상기 발효액이 이용되는 것을 특징으로 하는 것이다.

여기서 탈질에 필요한 유기물이 부족할 경우에는 상기 무산소반응조와 상기 혐의성반응조는 포기상태와 비포기상태가 교차되도록 간헐포기방식으로 운전하면 미생물의 내생호흡에 의한 유기물이 탈질반응에 이용될 수 있고, 상기 반응조가 비포기 상태일때에 발효액이 주입되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 세 번쩨 고도하폐수처리방법은, 유입하폐수에 함유된 고형물이 침전분리되는 제1침전지, 질소산화물의 탈질반응이 이루어지거나 활성슬러지에서 인이 방출되는 제1무산소반응조, 유기물이 호기성분해되고 유기성질소와 암모니아성 질소가 질산화되는 제1호기성반응조, 상기 제1호기성반응조에서 산화된 질산화물의 탈질반응이 이루어지거나 활성슬러지에서 인이 방출되는 제2무산소반응조, 상기 제2무산소반응조의 유출수에 함유된 잔존 유기물이 호기성상태에서 산화분해되고 질소의 탈기 및 활성슬러지에 인이 과잉섭취되는 제2호기성반응조, 상기 제2호기성 반응조의 유출수로부터 고형물과 상징수가 분리되는 제2침전지를 순차적으로 거치며, 제2침전지에서 침전된 고형물이 반송슬러지로서 상기 제1무산소반응조로 유입되고, 제1호기성반응조의 반응액이 제1무산소반응조로 내부순환되는 일련의 과정이 포함되는 하폐수처리방법에 있어서, 음식물쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨, 산업공정에서 발생되는 유기성부산물 또는 기타의 유기성폐기물이 유입하폐수에 투입 및 희석되어 유입하수와 투입된 유기성 폐기물에 함유되었던 용존성 유기물은 상기 제1침전지를 월류하여 제1무산소반응조에서 전탈질에 이용되는 한편, 발효조가 구비되어 상기 제1침전지에서 침전분리된 유입하수와 투입된 유기성 폐기물에 함유되었던 유기물중 고형성 유기물이 상기 발효조에서 외부에서 식종된 미생물 또는 자체 생성된 미생물에 의하여 초산염계열의 유기산으로 혐기성발효되어 생성되는 유기산 등이 함유된 발효액이 상기 제2무산소반응조에 주입되어, 탈질반응에 필요한 전자공여체로 이용되거나 활성슬러지로부터 인이 방출되는 혐기성조건이 유지되도록 상기 발효액이 이용되는 것을 특징으로 하는 것이다.

여기서 인의 제거효율을 증대시키고자 할 경우에는 상기 제1호기성반응조의 전단계에는 상기 제1침전지의 후속공정으로서 활성슬러지로부터 인이 방출되는 혐기성반응조가 추가로 설치되고, 상기 제2침전지에서 반송슬러지가 상기 혐기성반응조로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 네 번째 고도하폐수처리방법은, 질소산화물의 탈질반응이 이루어지는 무산소반응조, 유기물이 호기성 분해되고 유기성질소와 암모니아성질소가 질산화되는 호기성반응조, 상기 호기성반응조의 유출수로부터 고형물과 상징수가 분리되는 침전지를 순차적으로 거치며, 상기 침전지로부터 침전된 고형물이 반송슬러지로서 상기 무산소반응조로 유입되고, 호기성반응조의 반응액이 무산소반응조로 내부순환되는 일련의 과정이 포함되는 하폐수처리방법에 있어서, 음식물쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨, 산업공장에서 발생되는 유기성부산물 또는 기타의 유기성폐기물이 유입하폐수에 투입 및 희석되어, 상기 무산소반응조에서 탈질반응에 이용되는 것을 특징으로 하는 것이다.

여기서 인의 제거효율을 증대시키고자 할 경우에는 상기 호기성반응조의 전단계에는 활성슬러지에서 인이 방출되는 혐기성반응조가 추가로 설치되고, 상기 침전지에서 반송슬러지가 상기 혐기성반응조로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본 발명의 네가지 고도하폐수처리방법에서, 상기 유기성폐기물이 유입하폐수에 투입되기 전에 파쇄되거나 협잡물이 제거될 수 있도록 하는 분쇄기 등의 파쇄수단 또는 스크린 등의 협잡물제거수단을 거치게 하는 것이 바람직하고, 상기 유기성폐기물의 유입하폐수에의 투입은 유입되는 유입하폐수의 스크리닝 공정의 전단계에서 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 첫 번째 내지 두 번째 고도하폐수처리방법에서, 상기 발효조에서 생성된 발효액을 상기 무산소반응조로 주입시키는 것은 발효액중의 고형물을 제거하는 고액분리단계를 거친 액상의 발효액을 상기 무산소반응조로 주입시키는 것이 바람직하다.

처리장으로 유입되는 하폐수중에 유기성폐기물을 투입 및 혼합 시켜서 제1침전지에서 침전분리된 유기성 고형물을 발효조로 이송하고, 발효시켜 생성되는 아세트산계열의 유기산을 이용하여 호기성반응조에서 질산화된 질소산화물을 무산소반응조에서 탈질에 필요한 전자공여체로 이용되도록 하였다. 상기 음식폐기물에 함유된 유기산과 기타의 용존성유기물은 제1침전지에서 월류되어 후속되는 무산소반응조 또는 혐기성반응조로 유입되어 전탈질반응에 이용되거나 인의 방출(Release)을 위한 혐기성조건의 유지에 이용되기도 한다. 음식쓰레기등은 차량을 이용하여 매립장으로 운반되고 있으며 본 발명에서도 차량에 의하여 하폐수처리장으로 반입되기도 한다. 따라서 음식쓰레기의 운반량을 줄이는 것은 수송비용과 2차 환경오염의 저감측면에서도 매우 유리하기 때문에 수거과정에서 음식쓰레기의 수분함량을 낮추는 것은 중요한 과제이며 축산분뇨 등의 운반에서도 동일하게 중요한 과제이다. 차량으로 반입된 음식쓰레기를 곧바로 발효조에서 유기산으로 발효시키기에는 고형물농도가 과다하여 희석수로 희석이 요구되기도 한다. 또한 음식쓰레기에는 염분농도가 과다하여 원활한 발효를 위해서는 염분을 세척 또는 희석시키는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 희석 및 세척수로서 처리된 하수를 사용하는 것은 하수처리 소요용량을 증대시켜 경제적으로 불리한 문제점이 발생되므로 유입원수를 희석 및 세척용수로 사용한다. 특히 우리나라의 음식쓰레기에 함유된 높은 농도의 염분은 발효에 장애가 될 수 있으나, 본 발명에서는 이러한 염분이 유입 하폐수에 의해 희석 및 세척되고 주로 유기성고형물만 회수되어 발효되므로 발효가 보다 용이하다. 또한 우리나라에서 발생되는 음식쓰레기의 조성은 음식에 사용되는 재료의 특성에 따라 질소가 함유된 고기류가 많은 서구와는 달리 탄수화물 함유량이 많은 곡물과 야채류가 상대적으로 많은 편이므로 음식쓰레기에서 질소함량이 높지 않으며 이에 따라 발효후에는 암모니아성질소등의 용출량이 크지 않기 때문에 탈질을 위한 전자공여체로 사용하기에 유리하다.

우리나라에서는 수세식화장실이 많이 보급되어 있으나 현재에도 재래식화장실에서 수거분뇨가 발생되고 있으며 축산폐수처리는 매우 어려운 문제로 대두되고 있다. 따라서 수거분뇨와 축산분뇨를 질소·인제거에 사용하게 되면 액상폐기물의 처리문제가 경감됨은 물론, 하폐수처리에서 질소·인제거효율도 증대시킬 수 있다. 탈질을 위한 전자공여체로는 탄소성유기물 대 질소비율(C/N비)이 보다 낮은 축산분뇨가 수거분뇨보다 유리하다

본 발명에서와 같이 음식쓰레기 수거분뇨, 축산폐수 또는 생산공정에서 발생되는 유기성부산물과 같은 유기성폐기물을 탈질반응에 소요되는 전자공여체로 이용하거나 인의 방출은 위한 혐기성조건의 유지에 이용하게 되면 먼저 하수처리장에서 질소·인제거효율이 향상되어 방류수계의 부영양화가 개선되고 저농도 하수 유입에 따른 슬러지의 세정문제가 해소될 수 있으며 매립에 따른 매립지소요와 침출수 발생등 2차오염을 줄일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 제1실시예의 개략 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 제2실시예의 개략 공정도,

도 3은 본 발명에 따른 제3실시예의 개략 공정도,

도 4는 본 발명에 따른 제4실시예의 개략 공정도,

도 5는 본 발명에 따른 제5실시예의 개략 공정도,

도 6은 본 발명에 따른 제6실시예의 개략 공정도,

도 7은 본 발명에 따른 제7실시예의 개략 공정도이다.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 침전지 1a : 제1침전지

1b : 제2침전지 2 : 호기성반응조

2a : 제1호기성반응조 2b : 제2호기성반응조

3 : 무산소반응조 3a : 제1무산소반응조

3b : 제2무산소반응조 4 : 혐기성반응조

5 : 발효조 6 : 반송슬러지

7 : 내부순환수 8 : 발효액

이하, 본 발명은 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

<도 1의 제1실시예에 관한 설명>

도 1은 본 발명에 따른 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법의 제1실시예에 관한 개략적인 공정도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 유입하수→제1침전지(1a)→제1호기성반응조(2a)→무산소반응조(3)→제2호기성반응조(2b)→제2침전지(1b)→유출수의 순서로 구성된 공정에 발효조(5)가 구비되며, 하폐수가 유입되는 관로 또는 처리장으로 유입되는 스크린조[도면미표시]의 전단계 또는 유입펌프정[도면미표시]에 유기성 폐기물이 투입되어, 제1침전지(1a)에서 침전된 유기성고형물이 발효조(5)로 이송되어 발효된 발효액이 상기 무산소반응조(3)에 주입되고, 제2침전지(1b)에서 침전된 활성슬러지는 제1호기성반응조(2a)로 반송되는 일련의 공정으로 구성된다. 이하 개별 단위공정의 작용을 설명하면 다음과 같다.

고액분리공정인 제1침전지(1a)에서는, 유입 하폐수에 투입되는 유기성폐기물에 함유되었던 용존성유기물과 염분 등이 하폐수에 함유되었던 용존성유기물과 함께 하폐수를 따라 후속공정인 제1호기성반응조(2a)로 월류되며, 침강성고형물은 침전분리되어 발효조(5)로 이송된다. 상기 침강성고형물에는 유기성폐기물에 함유되었던 유기성고형물과 하수중에 함유되었던 고형물이 포함된다.

제1호기성반응조(2a)에서는, 제2침전지(1b)로부터 반송된 활성슬러지와 유입하수가 포기혼합되어 활성슬러지미생물의 이화 및 동화작용에 의하여 하수중의 유기물질이 제거되며 암모니아성질소가 질산화미생물의 대사작용에 의하여 질산성질소(NO2, NO3)로 산화된다.

무산소반응조(3)에서는, 산소가 공급되지 않고 교반만 이루어지는 상태에서 호기성미생물에 의하여 유리산소대신에 제1호기성반응조(2a)로부터 유입되는 질산성질소형태의 결합산소가 이용되어 유리질소로 환원되는 탈질반응이 주로 진행된다. 질산성질소가 전자수용체로 이용되어 유리질소로 환원되기 위해서는 전자공여체인 유기물이 주입되어야 하며, 과거에는 본 발명에서와는 달리 주로 메칠알콜을구입하여 사용하였다.

메칠알콜 사용에 따른 과다한 경제적 부담을 해소하기 위하여 본 발명에서는 상기 제1침전지(1a)에서 침전되는 음식쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨 등 유기성폐기물에 함유되었던 고형성 유기물을 발효시켜서 생성되는 분해되기 쉬운 초산염계열의 유기산이 전자공여체로 이용되도록 개선하였다. 음식쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨 등을 발효시켜 탈질공정에 이용하게 되면 우리나라에서 처리처분에 많은 애로를 겪고 있는 음식쓰레기와 액상폐기물의 처리문제도 경감될 수 있다.

질산성질소가 모두 소모되어 결합산소도 존재하지 않는 완전혐기성단계까지 진행되면 활성슬러지로부터 인이 방출되어 활성슬러지의 인함량은 감소되고 수체중에는 인의 농도가 증대되게 된다. 무산소반응조(3)에서는 결합산소가 이용되는 무산소반응이 주된 반응형태이며 결합산소가 최대한 소진된 혐기성반응단계까지 접근시키므로써 활성슬러지의 인방출량이 증대될 수도 있다. 이와 같이 상기 무산소반응조(3)에서는 후속되는 제2호기성반응조(2b)에서 더 많은 양의 인이 과잉섭취(Luxury Uptake)되도록 하기 위하여 필수적인 전단계반응에 해당된다.

제2호기성반응조(2b)는 상기 무산소반응조(3)에서 유입되는 고형물현탁혼합액이 호기성상태로 전환되는 재포기 공정이다. 그 작용으로는, 잔존유기물이 호기성미생물에 의하여 분해되며, 탈질(Denitrification)되어 수중에 유리상태로 존재하는 질소가 탈기(Air Stripping)되어 대기중으로 방출되고, 전단계의 혐기성조건에서 악화되기도 하는 슬러지의 침강성이 개선되는 공정이다. 상기 제2호기성반응조(2b)의 중요한 작용은 상기 무산소반응조(3)에서 방출된 인이 활성슬러지미생물에 과잉섭취 및 농축되어 하수중의 인이 제거되도록 하는 것이다.

최종침전지(1b)는 유입되는 고형물현탁혼합액에서 고형물이 침전되어 깨끗한 상징수가 분리되는 고액분리공정으로, 상기 상징수는 처리수로써 유출되며 침전된 고형물인 활성슬러지는 상기 제1호기성반응조(2a)로 반송되고 일부 잉여분은 폐기되기도 한다.

발효조(5)에서는, 제1침전지(1a)에서 침전분리된 음식쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨 등에 함유되었던 고형성유기물이 혐기성상태에서 발효되어 초산염계열의 유기산이 생성되는 공정이다. 본 공정에서 발효된 유기물은 앞에서 설명한 것과 같이 상기 무산소반응조(3)에 주입되어 탈질에 소요되는 전자공여체로 이용된다.

음식쓰레기 등 유기성폐기물은 섬유소, 반섬유소, 전분, 단백질, 지방과 같은 고분자유기화합물의 혼합물로 구성되며 혐기성조건에서 발효시킬 경우 프로피온산, 부티르산, 에탄올 등을 거쳐서 아세트산이 생성되고 최종적으로 메탄가스로 분해되며 이러한 메탄발효는 지금까지 하수처리장의 슬러지감량화 및 안정화에 주로 사용되었다.

본 발명에 의한 고형성유기물이 발효되는 발효조(5)는 기존의 하수처리장에서 슬러지 감량화 및 메탄가스 생성을 위해 주로 사용되어 온 혐기성소화조와 기본적으로 같은 원리의 단위공정이라 할 수 있는 것으로 기존의 슬러지소화조를 상기 발효조(5)로 이용하므로써, 가동중인 하폐수처리시설에서도 본 발명에 의한 고도처리방법이 용이하게 채택될 수 있다. 이때, 종래의 슬러지소화공정의 반응을 한 단계 단축시켜 유기산발효단계에서 반응을 종료시키고, 여기에서 생성되는 유기산이지금까지 후탈질방법에서 사용되어온 메칠알콜을 대신하여 탈질반응에 이용되게 하여햐 한다. 이 방법을 사용하므로서 질소제거효율이 향상되고 경제적인 측면에서도 매우 유리하게 된다.

탈질이 신속히 이루어지려면 미생물의 호흡이 왕성하여야 되며, 미생물의 호흡은 미생물이 이용할 수 있는 유기물의 종류와 양에 밀접하게 관계되므로 미생물에 의하여 쉽게 이용될 수 있는 유기물이 충분히 공급되어야 한다. 지금까지 후탈질방법에서는 미생물에 의하여 쉽게 이용될 수 있고 비교적 가격이 저렴한 메칠알콜을 이용하였으나, 실험결과에 의하면 이러한 유기물로는 분자구조가 비교적 간단한 초산염(아세테이트)이 가장 유리하고, 그 다음에는 부틸염과 알콜류의 순서임이 확인되었다. 발효후 생성된 유기물은 초산염이 가장 많으며 그다음 부틸염, 프로필염 및 알콜류 등으로 이루어져 탈질반응에 효과적으로 이용될 수 있다.

특히 지금까지 사용되어온 슬러지소화조 또는 폐기물 메탄발효공정에서는 유기산발효단계까지는 쉽게 완료되고서도 매우 까다로운 메탄발효단계에서 운전에 실패하는 사례가 빈번하였다. 반면에 본 발명에서는 유기산발효단계에서 반응이 종료된 발효액이 탈질에 이용되므로 메탄발효보다 실패의 위험부담이 적고 안정된 방법이다.

상기 발효조(5)에서 유기산발효가 진행됨에 따라 수소이온농도가 과다하게 증가되어 효과적인 발효를 위해서는 알칼리제의 투입이 요구되기도 한다. 또한 유화수소가스 등이 발생되어 악취가 발생되기도 하므로 2가철염(Fe++)을 투입하거나 생성된 가스를 제1호기성반응조(2a)에 불어넣어서 호기성미생물에 의하여 악취원인물질이 산화분해될 수도 있다.

유기성폐기물에는 발효될 수 없는 비닐봉지 등의 협잡물이 섞여 있거나 조대한 유기물덩어리도 포함되어 있으므로 유입하폐수에 투입되기 전에 스크린등의 협잡물제거수단[도면미표기]을 이용하여 협잡물을 제거하거나 분쇄기등의 파쇄수단[도면미표기]을 이용하여 분쇄하여 하폐수량에 비례하여 정량 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 하폐수처리장에는 스크린[도면미표기]등이 설치되어 있으므로 상기 스크린의 전단계에 유기성폐기물을 투입하므로써 협잡물 분리를 위한 별도의 전처리시설이 생략될 수 있어 보다 경제적이다.

상기 발효조(5)에서 발효가 완료된 발효액에는 무기성고형물 또는 분해되지 못한 유기성고형물이 포함되기도 한다. 이러한 고형물이 제거되지 못하고 상기 무산소반응조(3)에 주입되면 고형성유기물은 서서히 분해되어 제2침전지(1b) 또는 제2침전지(1b)에 근접한 제2호기성반응조(2b)에서 유기물이 용출되어 처리수질에 악영향을 주기도 한다. 또한 무기성고형물은 반송슬러지를 통하여 수처리공정을 순환하게 되므로 활성슬러지에는 유기물의 분해에 기여하는 활성미생물의 구성비율이 감소되어 슬러지의 활성이 저하되기도 한다. 따라서 발효조(5)에는 고액분리수단[도면미표기]을 추가하여 고형물이 분리된 여액을 사용하는 것이 바람직하다.

고액분리수단으로는 발효조(5) 다음에 침전지 또는 탈수기를 추가로 설치하거나, 또는 2개 이상의 발효조를 직렬로 연결하여 발효액이 유출되는 곳은 교반을 중지하여 침전이 이루어지도록 하고 유출입의 흐름방향을 변경하여 사용하는 방법 등이 있다.

<도 2의 제2실시예에 관한 설명>

도 2는 본 발명에 따른 유기성폐기물을 이용한 고도하페수처리방법의 제2실시예에 관한 것이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 유입하수→제1침전지(1a)→제1호기성반응조(2a)→무산소반응조(3)→혐기성반응조(4)→제2호기성반응조(2b)→제2침전지(1b)→유출수로 구성된 공정에 발효조(5)가 구비되며, 하폐수가 유입되는 관로 또는 처리장으로 유입되는 스크린조[도면미표시]의 전단계 또는 유입펌프정[도면미표시]에 유기성 폐기물이 투입되어, 제1침전지(1a)에서 침전된 유기성고형물이 발효조(5)로 이송되어 발효된 발효액이 상기 무산소반응조(3)에 주입되거나, 상기 무산소반응조(3)와 상기 혐기성반응조(4)에 함께 주입되는 일련의 공정으로 구성된다.

이하 개별 단위공정의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 제1실시예에서 상기 무산소반응조(3)에서 주로 탈질반응이 이루어지므로 인의 방출이 병행되도록 체류시간을 크게 하여도 질산성질소가 존재하지 않는 완전혐기성조건의 유지가 어려워 인의 방출효율이 저조하게 된다. 본 실시예에서의 상기 무산소반응조(3)에서는 용존된 유리산소가 결여된 상태에서 호기성미생물에 의하여 질산성질소형태의 결합산소가 전자수용체로, 유기물질이 전자공여체로 이용되어, 질산성질소가 유리질소로 환원되는 탈질반응이 주로 이루어지도록 되어 있다.

그리고 상기 혐기성반응조(4)는, 상기 무산소반응조(3)에서 거의 모든 질산성질소까지도 제거된 반응액이 유입되어 유리산소는 물론 결합산소도 거의 존재하지 않는 혐기성상태로 유지되게 하여 제1실시예에서보다 인이 효과적으로 방출되도록 하는 공정이다. 탈질과 인의 방출은 제1실시예에서와 같이 1개의 반응조(3)에서 수행될 수도 있으나, 인의 방출은 결합산소가 존재하지 않는 완전혐기성조건이 보다 효과적이므로, 본실시예에서와 같이 2개의 독립된 반응조(3,6)에서 각각 탈질반응과 인의 방출반응이 분리되어 이루어지는 것이 인의 제거효율측면에서 유리하다.

그러나, 상기 혐기성반응조(4)의 체류시간이 지나치게 길면 활성슬러지미생물의 활성이 저하되며 체류시간이 부족하게 되면 인이 충분히 방출되지 못하게 된다. 이와 같이 반응조의 용량이 고정되는 경우에는 적정 반응시간을 확보하는 것이 어려우므로 포기/비포기시간을 조정하여 반응시간이 임의로 조정될수 있도록 상기 무산소반응조(3)와 상기 혐기성반응조(4)를 포기/비포기상태가 교차되는 간헐포기방식으로 운영하고, 비포기시에 발효액을 교차 주입하는 것이 바람직하다.

상기 혐기성반응조(4)에는 알루미늄염이나 철염등의 응결제를 주입하여 방출된 인이 불용성화합물로 응결시키는 화학적 방법으로 제거시키거나 후속공정인 제2호기성반응조(2b)에서 호기성미생물에 의하여 인이 과잉섭취되도록 하여 인을 생물학적으로 제거시킬 수 있다. 상기 무산소반응조(3)와 혐기성반응조(4)를 제외한 여타의 단위공정들의 작용은 제1실시예에서와 동일하다.

<도 3의 제3실시예에 관한 설명>

도 3은 본 발명에 따른 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법의 제3실시예에 관한 것이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 제1실시예를 구성하는 공정에서 제1호기성반응조(2a)의 앞단계에 제1침전지(1a)의 후속공정으로 혐기성반응조(4)가 추가로 설치되어, 처리공정의 순서는 유입하수→제1침전지(1a)→혐기성반응조(4)→제1호기성반응조(2a)→무산소반응조(3)→제2호기성반응조(2b)→제2침전지(1b)→유출수로 구성된다.

혐기성반응조(4)에서는 제2침전지(1b)로부터 반송되는 슬러지로부터 인이 방출되고 반송슬러지에 함유된 질소산화물의 탈질반응이 이루어지게 된다. 본 실시예는 제2실시예와 달리 혐기성반응조(4)가 제1호기성반응조(2a)의 앞단계에 최초의 반응조로서 설치되므로 혐기성반응에 따른 처리수질에의 영향이 감소되어 보다 안전하며 여타의 단위공정들의 작용은 제1실시예에서와 동일하다.

<도 4의 제4실시예에 관한 설명>

도 4는 본 발명에 따른 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법의 제4실시예에 관한 것이다.

도시된 바와같이, 본 실시예에서는 유입하수→제1침전지(1a)→제1무산소반응조(3a)→제1호기성반응조(2a)→제2무산소반응조(3b)→제2호기성반응조(2b)→제2침전지(1b)→유출수의 순서로 구성된 공정에 발효조(5)가 구비되며, 하폐수가 유입되는 관로 또는 처리장으로 유입되는 스크린조[도면미표시]의 전단계 또는 유입펌프정[도면미표시]에 유기성 폐기물이 투입되어, 제1침전지(1a)에서 침전된 유기성고형물이 발효조(5)로 이송되어 발효된 발효액은 제2무산소반응조(3a)에 주입되고, 제2침전지(1b)에서 침전된 활성슬러지는 상기 제1무산소반응조(3a)로 반송되며, 상기 제1호기성반응조(2a)의 반응액이 상기 제1무산소반응조(3a)로 내부순환되는 일련의 공정으로 구성된다.

본 실시예는 제2무산소반응조(3b)에 의한 후탈질과 제1호기성반응조(2a)로부터 내부순환수가 유입되는 제1무산소반응조(3a)에 의한 전탈질이 함께 이루어지는 실시예로서, 제1침전지(1a)의 상징수에 포함된 용존성유기물도 추가로 탈질반응에 소요되는 전자공여체로 이용되어 유기물이 최대한 활용될 수 있다. 따라서 유기성폐기물이 부족할 경우와, 사용되는 유기성폐기물이 주로 용존성유기물로 조성되어 제1침전지(1a)에서 침전후 인출되는 고형성유기물에 의한 후탈질만으로는 탈질효율이 충족되지 못할 경우에 유리한 방법이다.

<도 5의 제5실시예에 관한 설명>

도 5는 본 발명에 따른 유기성 폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법의 제5실시예에 관한 것이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 제4실시예를 구성하는 공정에서 제1호기성반응조(2a)의 앞단계에 혐기성반응조(4)가 추가로 설치되어, 공정의 순서는 유입하수→제1침전지(1a)→혐기성반응조(4)→제1무산소반응조(3a)→제1호기성반응조(2a)→제2무산소반응조(3b)→제2호기성반응조(2b)→제2침전지(1b)→유출수로 구성된다.

본 실시예에서는 혐기성반응조(4)가 추가로 구비되고 제2침전지(1b)로부터 반송슬러지(6)가 상기 혐기성반응조(4)로 유입되어 인의 방출효율을 증대시킨 것을 제외하고는 제4실시예와 공정의 구성 및 단위공정의 작용이 동일하다.

<도 6의 제6실시예에 관한 설명>

도 6은 본 발명에 따른 유기성 폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법의 제6실시예에 관한 것이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 공정의 순서는 유입하수→무산소반응조(3)→호기성반응조(2)→침전지(1)→유출수로 구성되며 침전지(1)에서 침전된 활성슬러지는 상기 무산소반응조(3)로 반송되고, 상기 호기성반응조(2)에서 반응액이 상기 무산소반응조(3)로 내부순환되며, 발효조는 생략된다.

본 실시예는 전탈질방법만으로 질소를 제거하게 되며 유입되는 하폐수에 투입되는 유기성폐기물에는 침전가능한 고형성유기물이 거의 없고 주로 용존성 및 이분해성 물질로 조성되어 있는 경우에 유리한 방법이다.

<도 7의 제7실시예에 관한 설명>

도 7은 본 발명에 따른 유기성 폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법의 제7실시예에 관한 것이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예는 인의 용출효율을 증대시키기 위하여 제6실시예를 구성하는 공정에 혐기성반응조(4)가 추가된 것으로, 공정의 순서는 유입하수→혐기성반응조(4)→무산소반응조(3)→호기성반응조(2)→침전지(1)→유출수로 구성되며, 침전지(1)에서 침전된 활성슬러지는 상기 혐기성반응조(4)로 반송되고, 상기 호기성반응조(2)에서 반응액이 상기 무산소반응조(3)로 내부순환되며, 발효조는 생략된다.

본 실시예는 전탈질방법에 의한 질소제거공정에 인의 방출을 위한 혐기성반응조가 추가된 것으로, 유입되는 하폐수에 투입되는 유기성폐기물에는 침전가능한 고형성유기물이 거의 없고 주로 용존성 및 이분해성 물질로 조성되어 있는 경우에 유리한 방법이다.

앞에서 설명한 제1, 2, 3, 4, 5 실시예의 제1호기성반응조(2a)와 제6, 7실시예의 호기성반응조(2)는 탈질반응을 위하여 필수적인 전단계 반응인 질산화반응이 이루어지는 매우 중요한 단위공정이다.

이와 같이 중요한 질산화 반응에 기여하는 질산화미생물은 증식계수(Yield Coefficient)가 다른 호기성미생물보다 매우 낮아서 세정(Wash Out)되기 쉬우므로 상기 호기성반응조(2, 2a)에 미생물농도가 높게 유지되어야 한다. 미생물농도가 높게 유지되기 위해서는 고형물체류시간(SRT:Solids Retention Time)이 길어야 된다. 따라서 상기 호기성반응조(2, 2a)에서 미생물이 부유증식될 경우에는 상기 호기성반응조(2, 2a)의 용량이 증대되므로 경제적으로 불리하다. 이러한 비경제성이 감소되고 질산화효율이 증대되는 방법으로는 미생물이 부착증식되어 생물막(BioFilm)이 형성되는 생물막접촉재를 호기성반응조(2, 2a)에 충전하거나, 질산화미생물이 중점 증식될 수 있도록 질산화미생물이 포괄된 담체를 충전하는 것도 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이 음식쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨, 산업공장에서 발생되는 유기성부산물 또는 기타의 유기성폐기물을 탈질반응에 소요되는 전자공여체로 이용하는 본 발명에 따른 발효폐기물을 이용한 질소·인제거방법을 이용하게 되면, 메칠알콜 등을 구입하지 않고서도 경제적인 방법으로 후탈질공법의 장점을최대한 발휘할 수 있는 한편, 전탈질방법을 추가할 수 있게 되어, 호수의 부영양화에 심각한 영향을 주는 질소와 인을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한 처리에 애로를 겪고 있는 수거분뇨, 축산분뇨 등을 질소·인 제거를 위한 자원으로 활용할 수 있게 된다. 특히, 장거리운반에 따른 운반비용 부담과 침출수발생 등, 사회적인 문제로 대두되고 있는 음식쓰레기를 매립장에 비하여 음식물쓰레기가 발생되는 시가지로부터 비교적 근거리에 설치되어 수송이 용이한 하수처리장에서 효과적으로 처리처분할 수 있으며, 동시에 매립장의 수명도 연장할 수 있게 된다.

Claims (18)

1. 유입하폐수에 함유된 고형물이 침전분리되는 제1침전지(1a), 유기물이 호기성분해되고 유기성질소와 암모니아성질소가 질산화되는 제1호기성반응조(2a), 상기 제1호기성반응조(2a)에서 산화된 질소산화물의 탈질반응이 이루어지고 활성슬러지에서 인이 방출되기도 하는 무산소반응조(3), 상기 무산소반응조(3)의 유출수에 함유된 잔존 유기물이 호기성상태에서 산화분해되고 질소의 탈기 및 활성슬러지에 인이 과잉섭취되는 제2호기성반응조(2b), 상기 제2호기성반응조(2b)의 유출수로부터 고형물과 상징수가 분리되는 제2침전지(1b)를 순차적으로 거치게 되며, 제2침전지(1b)에서 침전된 고형물이 반송슬러지(6)로서 상기 제1호기성반응조(2a)로 유입되는 일련의 과정이 포함되는 하폐수처리방법에 있어서,

   음식물쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨, 산업공장에서 발생되는 유기성부산물 또는 기타의 유기성폐기물을 상기 유입하폐수에 투입 및 희석시키고, 발효조(5)가 구비되어 상기 제1침전지(1a)에서 침전분리된 유입하수와 유기성페기물에 함유된 고형유기물을 외부에서 식종된 미생물 또는 자체 생성된 미생물에 의하여 초산염계열의 유기산 등으로 혐기성발효시키며, 상기 발효조(5)에서 생성된 유기산 등이 함유된 발효액을 상기 무산소반응조(3)에 주입시켜 탈질반응에 필요한 전자공여체로 이용되게 하거나 활성슬러지로부터 인이 방출되는 혐기성조건이 유지되도록 상기 발효액이 이용되는 것을 특징으로하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
2. 제1항에 있어서, 상기 유기성폐기물이 유입하폐수에 투입되기 전에 파쇄되거나 협잡물이 제거될 수 있도록 하는 분쇄기 등의 파쇄수단 또는 스크린 등의 협잡물제거수단을 거치는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
3. 제1항에 있어서, 상기 유기성폐기물의 유입하폐수에의 투입은 상기 제1침전지(1a)에 유입되는 유입하폐수의 스크리닝 공정의 전단계에서 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
4. 제1항에 있어서, 상기 발효조(5)에는 생성된 발효액을 상기 무산소반응조(3)로 주입시키는 것은, 발효액중의 고형물을 제거하는 고액분리단계를 거친 액상의 발효액을 상기 무산소반응조(3)로 주입시키는 것임을 특징으로하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
5. 제1항에 있어서, 상기 제1호기성반응조(2a)의 전단계에는 상기 제1침전지(1a)의 후속공정으로서 활성슬러지로부터 인이 방출되는 혐기성반응조(4)가 추가로 설치되고, 상기 제2침전지(1b)에서 반송슬러지(6)가 상기 혐기성반응조(4)로 유입되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
6. 유입하폐수에 함유된 고형물이 침전분리되는 제1침전지(1a), 유기물이 호기성 분해되고 유기성질소와 암모니아성질소가 질산화되는 제1호기성반응조(2a), 상기 제1호기성반응조(2a)에서 산화된 질소산화물이 무산소상태에서 환원되는 탈질 반응이 주로 이루어지는 무산소반응조(3), 활성슬러지로부터 인의 방출이 주로 이루어지는 혐기성반응조(4), 상기 혐기성반응조(4)의 유출수에 함유된 잔존 유기물이 호기성상태에서 산화분해되거나 질소의 탈기 및 활성슬러지에 인이 과잉섭취되는 제2호기성반응조(2b), 상기 제2호기성반응조(2b)의 유출수로부터 고형물과 상징수가 분리되는 제2침전지(1b)를 순차적으로 거치며, 제2침전지(1b)에서 침전된 고형물이 반송슬러지(6)로서 상기 제1호기성반응조(2a)로 유입되는 일련의 과정이 포함되는 하폐수처리방법에 있어서,

   음식물쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨, 산업공장에서 발생되는 유기성부산물 또는 기타의 유기성폐기물을 상기 유입하폐수에 투입 및 희석시키고, 발효조(5)가 구비되어 상기 제1침전지(1a)에서 침전분리된 유입하수와 유기성폐기물이 함유되었던 고형유기물을 외부에서 식종된 미생물 또는 자체 생성된 미생물에 의하여 초산염계열의 유기산 등으로 혐기성발효시키며, 상기 발효조(5)에서 생성된 유기산 등이 함유된 발효액을 상기 무산소반응조(3) 또는 상기 혐기성반응조(4)로 주입시켜 탈질반응에 필요한 전자공여체로 이용되게 하거나 활성슬러지로부터 인이 방출되는 혐기성조건이 유지되도록 상기 발효액이 이용되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
7. 제6항에 있어서, 상기 유기성폐기물이 유입하폐수에 투입되기 전에 파쇄되거나 협잡물이 제거될 수 있도록 하는, 분쇄기 등의 파쇄수단 또는 스크린 등의 협잡물제거수단을 거치는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
8. 제6항에 있어서, 상기 유기성폐기물은 유입하폐수에의 투입은 상기 제1침전기(1a)에 유입되는 유입하폐수의 스크리닝 공정의 전단계에서 이루어지도록 된 것 을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
9. 제6항에 있어서, 상기 발효조(5)에서 생성된 발효액을 상기 무산소반응조(3) 또는 상기 혐기성반응조(4)로 주입시키는 것은, 발효액중의 고형물을 제거하는 고액분리단계를 거친 액상의 발효액을 상기 무산소반응조(3) 또는 상기 혐기성반응조(4)로 주입시키는 것임을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
10. 제6항에 있어서, 상기 무산소반응조(3)와 상기 혐기성반응조(4)는 포기상태와 비포기상태가 교차되도록 간헐포기방식으로 운전되고, 상기 반응조(3, 6)가 비포기 상태일때에 발효액이 주입되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
11. 유입하폐수에 함유된 고형물이 침전분리되는 제1침전지(1a), 질소산화물의 탈질반응이 이루어지거나 활성슬러지에서 인이 방출되는 제1무산소반응조(3a), 유기물이 호기성분해되고 유기성질소와 암모니아성질소가 질산화되는 제1호기성반응조(2a), 상기 제1호기성반응조(2a)에서 산화된 질산화물의 탈질반응이 이루어지거나 활성슬러지에서 인이 방출되는 제2무산소반응조(3b), 상기 제2무산소반응조(3b)의 유출수에 함유된 잔존 유기물이 호기성상태에서 산화분해되고 질소의 탈기 및 활성슬러지에 인이 과잉섭취되는 제2호기성반응조(2b), 상기 제2호기성반응조(2b)의 유출수로부터 고형물과 상징수가 분리되는 제2침전지(1b)를 순차적으로 거치며, 제2침전지(1b)에서 침전된 고형물이 반송슬러지(6)로서 상기 제1무산소반응조(3a)로 유입되고, 제1호기성반응조(2a)의 반응액이 제1무산소반응조(3a)로 내부순환되는 일련의 과정이 포함되는 하폐수처리방법에 있어서,

    음식물쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨, 산업공장에서 발생되는 유기성부산물 또는 기타의 유기성폐기물을 상기 유입하폐수에 투입 및 희석시켜 유입하수와 유기성 폐기물에 함유된 용존성 유기물은 상기 제1무산소반응조(3a)에서 전탈질에 이용되게 하는 한편, 발효조(5)가 구비되어 상기 제1침전지(1a)에서 침전분리된 유입하수와 유기성폐기물에 함유된 고형성 유기물을 상기 발효조에서 외부에서 식종된 미생물 또는 자체 생성된 미생물에 의하여 초산염계열의 유기산 등으로 혐기성발효시키며, 상기 발효조(5)에서 생성된 유기산 등이 함유된 발효액을 상기 제2무산소반응조(3b)로 주입시켜 탈질반응에 필요한 전자공여체로 이용되게 하거나 활성슬러지로부터 인이 방출되는 혐기성조건이 유지되도록 상기 발효액이 이용되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
12. 제11항에 있어서, 상기 유기성폐기물이 유입 하폐수에 투입되기 전에 파쇄되거나 협잡물이 제거될 수 있도록 하는 분쇄기 등의 파쇄수단 또는 스크린 등의 협잡물제거수단을 거치는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 유기성폐기물의 유입하폐수에의 투입은 상기 제1침전지(1a)에 유입되는 유입하폐수의 스크리닝 공정의 전단계에서 이루어지도록 된 것 을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
14. 제11항에 있어서, 상기 제1호기성반응조(2a)의 전단계에는 상기 제1침전지(1a)의 후속공정으로서 활성슬러지로부터 인이 방출되는 혐기성반응조(4)가 추가로 설치되고, 상기 제2침전지(1b)에서 반송슬러지(6)가 상기 혐기성반응조(4)로 유입되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
15. 질소산화물의 탈질반응이 이루어지는 무산소반응조(3), 유기물이 호기성 분해되고 유기성질소와 암모니아성질소가 질산화되는 호기성반응조(2), 상기 호기성반응조(2)의 유출수로부터 고형물과 상징수가 분리되는 침전지(1)를 순차적으로 거치며, 상기 침전지(1)로부터 침전된 고형물이 반송슬러지(6)로서 상기 무산소반응조(3)로 유입되고, 호기성반응조(2)의 반응액이 무산소반응조(3)로 내부순환되는 일련의 과정이 포함되는 하폐수처리방법에 있어서,

    음식물쓰레기, 수거분뇨, 축산분뇨, 산업공장에서 발생되는 유기성부산물 또는 기타의 유기성폐기물을 상기 유입하폐수에 투입 및 희석시켜 상기 무산소반응조(3)에서 탈질반응에 이용되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 하폐수고도처리방법
16. 제15항에 있어서, 상기 유기성폐기물이 유입하폐수에 투입되기 전에 파쇄되거나 협잡물이 제거될 수 있도록 하는 분쇄기 등의 파쇄수단 또는 스크린 등의 협잡물제거수단을 거치는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
17. 제15항에 있어서, 상기 유기성폐기물의 유입하폐수에의 투입은 상기 무산소반응조(3)에 유입되는 유입하폐수의 스크리닝 공정의 전단계에서 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는 고도하폐수처리방법
18. 제 15항에 있어서, 상기 호기성반응조(2)의 전단계에는 활성슬러지에서 인이 방출되는 혐기성반응조(4)가 추가로 설치되고, 상기 침전지(1)에서 반송슬러지(6)가 상기 혐기성반응조(4)로 유입되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용하는고도하폐수처리방법