KR100324170B1 - 산화구법에의한유기성오·폐수의질소및인제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수질오염원으로서 큰 부분을 차지하는 유기성 오·폐수를 산화구법에 처리하여 방류수 수질기준에 적합한 처리수가 되도록 처리함에 있어 질소 및 인화함물을 제거하는 방법에 관한 것으로 유입되는 유기성 오·폐수중의 고형 협잡물을 제거하고 균등화를 기하는 전처리 공정과, 산화구에서 생물학적 반응으로 질산화 반응과 탈질, 탈인반응의 각공정을 동시에 수행하는 오·폐수를 침전조로 유입 일정시간 정지하여 침전분리시킨 후 상당수는 소독 방류하고 침전된 슬럿지는 탈수기에서 고액 분리하여 발생된 슬럿지 케이크는 부분적 미생물제제를 투입하여 퇴비화하도록 하여 산화구의 부분적 생물학적 질소 및 인 제거방법으로서 BOD 제거반응과 탈질, 탈인반응이 단일조에서 달성할 수 있으며, 설비구성이 단순하며 운전관리비가 저렴한 것이다.

Description

산화구법에 의한 유기성 오·폐수의 질소 및 인 제거방법

본 발행은 수질오염원으로서 큰 부분을 차지하는 유기성 오·폐수를 산화구법에 의해 처리하여 방류수 수질기준에 적합한 처리수가 되도록 처리함에 있어 질소 화합물 및 인 화합물을 동시에 제거할 수 있는 방법에 관한 것이다.

종래의 이러한 단편적인 오·폐수의 처리는 주로 BOD, SS 등의 저감을 목적으로 하였기 때문에 이러한 단편적인 처리방법으로는 BOD, SS 등은 수질기준에 적합할지라도 방류수 수계인 하천, 호수 및 해역이 질산염 및 인산염의 증가로 부영양화되어 프랑크톤이 증식하여 O₂를 소모하여 물을 썩게하는 결과를 초래하였다.

이러한 오염물질의 배출은 벼의 질소과잉에 의한 식생장애 또느 어업피해를 유발할 뿐만 아니라 농업용수나 공업용수로 이용하기에는 적합하기 않을 것이다.

따라서, 최근 방류수수질기준에 전질소(T-N)와 전인(T-P)을 규제하게 되었고이에 따라 이들의 고도처리의 필요성이 강조되고 있는 바 본 발명은 이와 같은 필요성에 부응하여 산화구법에서의 효과적인 질소 및 인 제거방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 방법의 원리는 유기성 오·폐수를 스크린 및 침사지에 통과시켜 고형협잡물질을 제거한 후 기계폭기장치가 있는 무종단 순환수로인 산화구에서 생물학적처리로 BOD 제거, 탈질소, 탈인 처리를 수행한 후, 침전조로 이송하여 침전분리하여 상등수는 소독방류하고 슬럿지는 탈수처리하여 퇴비화하거나 매립처분하는 것이다.

즉, 본 한명의 방법은 제 1 도의 흐름도에 따라 처리공정을 크게 3단계로 나눌 수 있으며, 이들을 간단히 설명하면 다음과 같다.

(제 1 단계)

유입되는 유기성 오·폐수 중의 고형 협잡물을 제거하고 균등화를 기하는 전처리 공정

(제 2 단계)

산화구에서의 처리 공정 즉, 이송된 오·폐수의 질산화 반응, 탈질, 탈인반응의 각 공정을 동시에 수행하는 생물학적 공정.

(제 3 단계)

산화구에서 처리된 오·폐수를 침전조로 유입시켜 일정시간 정치하여 침전분리시킨 후, 상등수는 소독방류하고 침전된 슬럿지는 탈수기에서 고액분리하여 발생된 슬럿지 케이크는 발효미생물 제제 (93년 대한민국 특허출원 제7075호)를 투입퇴비화하거나 최종 매립처분하는 공정

이러한 처리 과정을 거쳐 소정의 멸균처리한 방류수질은 다음과 같이 방류수질 기준에 적합하였다.

본 발명은 상기 제2 단계의 생물학적 처리 과정에서 효율적으로 질산화, 탈질, 탈인을 동시에 행하기 위한 발명으로, 무종단 순환수로인 산화구에서 폭기와 비폭기를 일정시간 반복하고 탈질, 탈인 과정에서 필요한 유기탄소원인 메타놀과 응집제를 첨가하지 않고도 높은 질소제거율과 인제거율을 얻을 수 있다.

이때 산화구의 BOD, MLSS 부하는 0.03 kg.BOD/kg.MLSS.day 이하로 하고 폭기와 비폭기 시간은 24∼28 hr 주기, MLSS는 3,000∼5,000 mg/l로 유지하며 수심은 1∼3m로 하이 아주 낮은 부하로 운전하는 것이 좋다.

본 발명에서, 산화구에서 혐기성 조건에서 탈지되는 과정에서 최종 침전지의 밑부분으로부터 인출된 슬럿지가 농축조로 보내어져 6∼15hr 동안 혐기성 상태로 유지된다.

농축(1)에는 모터구동장치(2)에 의해 스크레퍼(3)를 완속교반하고 혐기성 교반에 의하여 질소제거 과정에서 슬럿지내에 섭취된 P가 PO₃ ⁺형으로 상등수로 방출된다.

이때 인을 방출한 슬럿지는 산화구의 호기성 조건하에서 일정량 반송된다.

혐기성, 호기성 조건으로 한 산화구법에 의한 질소와 인의 동시제거를 연속적으로 실험한 성적표는 다음과 같다.

상기와 같은 산화구에서의 2단계 처리공정을 계속 순환시켜 호기성, 혐기성의 간헐적인 운전은 프로그램 타이머에 의하여 횡축 로타, 즉 기계식 폭기장치를 콘트롤함으로써 운전한다.

이때 유입 오·폐수 조건에 따라 소정의 설정시간 단위로 운전 제거율은 각각 70% 이상의 제거울로 만족할 만한 결과를 얻었다.

이와 같이 산화구를 부분적으로 혐기성으로 운전하면 슬럿지로부터 인이 방출되고 그 다음 호기성으로 운전하면 인이 슬럿지에 섭취되므로 질소와 인을 제거할 수 있게 된다.

이러한 산화구내에서 BOD 제거 및 질소, 인 제거 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

(BOD 제거 공정)

무종단 순환수로인 산화구에서 호기성 처리로 수행되는 BOD 제거 반응은 미생물이 공기 및 수 중의 산소를 이용하여 오·폐수의 탄수화물, 지방, 단백질 등의 유기물을 CO₂와 H₂O로 분해하고 그 산화과정은 다음과 같다.

(탈질, 탈인 공정)

산화구에서, 혐기성 조건에서는 탈질세균의 증식에 유기물을 필요로 하는 종속영양세균으로, 호기적 조건에서는 NO₃ ^-중의 산소를 사용하여 호흡하는 통혐기성세균을 다량 증식시켜 처리하며, 호기 조건과 혐기 조건에서 적응되는 처리식은 다음과 같다.

생물학적 질소와 인을 동시에 제거하는 지금까지의 방법은 바덴포법(Bardenpho process) 등이 있으나 운전관리상 어려움이 있고 처리효율을 일정하게 유지할 수 없는 단점이 있었다.

본 발명은 이러한 단점을 보관하고 경제적이고 과학적인 방법으로 상기 설명한 바와 같이 산화구의 부분적 혐기처리에 의한 생물학적 질소 및 인 제거방법으로서 다음과 같은 특징과 장점이 있다.

타 생물학적 처리방법에서는 각각의 반응조를 별도로 설치하지 않으면 안되지만 본 발명에서는 BOD 제거반응과 탈질, 탈인 반응이 단일조에서 달성될 수 있으므로 설비 구성이 단순하여 운전관리비가 저렴하다.

유입된 오·폐수의 부하변동에 민감하지 않고 질소제거공정에서 필요한 유기탄소원인 메타놀을 첨가하지 않고도 질소제거처리가 가능하다.

제 1 도는 본 발명의 흐름도

제 2 도는 본 발명 중 슬럿지 농축조의 설치 상태도

Claims (2)

1. 유입되는 유기성 오·폐수 중의 고형 협잡물을 제거하고 균등화를 기하는 전처리 공정과, 산화구에서 생물학적 반응으로 질산화 반응과 탈질, 탈인 반응의 각 공정을 동시에 수행하는 생물학적 또는 물리학적 공정과, 산화구에서 처리된 오·폐수를 침전조에 유입시켜 일정시간 정치하여 침전분리시킨 후, 상등수는 소독방류하고, 침전된 슬럿지는 탈수기에서 고액분리하여 발생된 슬럿지 케이크는 발효미생물 제재와 혼합하여 퇴비화하는 것을 포함하며, 이때 산화구를, 혐기성 조건에서 슬럿지로부터 인을 방출한 다음 폭기하의 호기성 조건으로 운전하여 인이 슬럿지에 섭취되게 하는 부분적 혐기성으로 운전함으로써 질소와 인이 동시에 제거될 수 있도록 함을 특징으로 하는, 산화구법에 의한 유기성 오·폐수의 질소 및 인 제거방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   산화구의 BOD, MLSS 부하는 0.03 kg BOD/kg MLSS,day 이하로 하고 폭기와 비폭기 시간은 24-28 hr 주기, MLSS는 3,000 ∼ 5,000 mg/ℓ 로 유지하고 수심을 1 ∼ 3 m로하여 운전하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.

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