KR100325722B1 - 오존과 고농도 산소를 이용한 오폐수의 처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오존과 고농도 산소를 이용한 오·폐수의 처리방법에 관한 것이다.
본 발명은 유기물 뿐만 아니라 질소와 인을 함유한 도시하수, 생활하수, 축산폐수, 공장 폐수 등의 처리방법에 있어서, 유입수를 전오존 처리조에서 처리하여 폐수중의 난분해성 유기물의 생분해도를 높이고, 이어서, 전오존 처리 유출수와 질산화가 이루어진 내부 반송수를 상향류식 무산소조에 유입시켜 폐수중의 산화 질소성분 및 유기물질을 제거하고, 무산소조 유출수와 호기조 반송수를 산소 접촉 장치로 유입시켜 고농도 산소폭기에 의하여 과폭기 상태로 상향류식 호기조에 유입시켜 잔류 유기물 처리와 암모니아성 질소와 유기성 질소의 질산화가 일어나도록 하고, 호기조 유출수를 고속 응집 침전조(탈인조)를 이용하여 1 내지 2시간 체류시켜 인을 제거하고, 탈인조 유출수를 후오존 처리조에서 잔류 유기물의 농도에 1 내지 2배의 오존을 주입하여 처리 함으로써 미처리된 난분해성 유기물의 제거와 색도의 제거를 제거하고, 및 후오존 처리조 유출수을 잉여 슬러지 오존 처리조에 유입시켜 오존 처리하는 것으로 이루어진 폐수 처리방법이다.
Description
본 발명은 오·폐수중에 포함된 난분해성 유기물과 부영양화의 원인물질인 인·질소제거를 포함하는 폐수의 정화 처리 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 오염된 폐수중의 오염물을 제거함에 있어서 2차처리 과정이라고 할 수 있는 유기물 제거 뿐만 아니라 폐수 중에 포함된 유기성 질소와 암모니아성 질소의 경우, 호기성 미생물을 이용하여 산화성 미생물을 반응조에서 질산화시키고, 질산성 질소와 아질산성 질소를 무산소 조건에서 환원분위기를 조성하여 질소가스형태로 전환시켜 대기중으로 방출제거하고, 인의 경우, 화학적 응집을 통해 제거하고 전오존과 후오존 처리를 하여 폐수 중에 포함된 난분해성 유기물의 제거 뿐만 아니라 색도 성분까지 제거함으로써 오·폐수의 정화를 완벽하게 실시할 수 있는 것을 특징을 갖는 폐수 처리방법으로써 도시하수, 축산폐수, 식품폐수, 도축장폐수, 기타 인·질소가과량 포함된 폐수에 적용이 가능한 폐수 처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 실시되고 있는 유기성 폐수의 경우, 표준 활성오니법으로 만 처리하여 왔다. 이러한 처리공정은 단순히 유기물 만의 처리를 위해서는 별다른 문제 없이 처리가 가능하나 이러한 공정으로는 폐수 내에 포함되어 있는 과잉의 질소와 인 성분은 20-30%밖에 제거 할 수 없다. 이러한 처리되지 않은 질소와 인은 호소나 댐에 유입되어 수계의 부영양화(eutrophication)를 초래하여 이러한 수계에서는 조류의 과잉생산으로 녹색, 적색 등으로 혼탁해 질뿐만 아니라, 악취와 불쾌한 맛을 유발하며 조류의 야간호흡을 통하여 용존산소를 소모함으로써 수중의 용존산소를 고갈시켜 수중생태계의 균형을 파괴한다.
또한, 오·폐수중에 포함된 색도성분은 그 자체로 불쾌감을 유발할 뿐 아니라 수중의 햇빛을 차단하여 자정작용을 방해하며 난분해성 유기물의 경우 독성을 유발하기도 한다. 이러한 현상을 방지하기 위해서는 폐수 중에 함유된 난분해성 유기물, 색도, 질소와 인을 제거하는 공정의 도입이 필수적이라 하겠다.
이러한 문제점 중 우선 질소성분의 제거방법으로는 물리화학적 방법과 생물화학적 방법으로 나눌 수 있다.
물리화학적 질소제거방법으로는 폐수중의 pH를 12이상으로 조정하여 NH4 +NH3+ H+의 평형점을 이동시켜 NH3형태로 제거하는 암모니아 스트리핑(Ammonia stripping)법, 염소의 수화물이 암모니아성 질소(NH4- N)와 당량점에서 반응하여N2로 방출되도록 하는 불연속점 염소 처리법, 암모니아 이온에 선택성이 있는 이온교환체를 이용한 이온교환법이 있으나 상기의 물리화학적 처리는 모든 대상물질이 암모니아성 질소에 국한되는 단점이 있고, 이차 오염의 문제점을 가지고 있다.
이에 반하여 생물학적 질소제거 방법은 호기성 조건에서 암모니아성 질소(NH4- N)를 산화시켜 아질산성 질소(NO2- N)와 질산성 질소(NO3- N)로 전환시키는 질산화 공정과 질산성 질소와 아질산성 질소를 무산소 조건하에서 전자수용체로 이용하여 질소가스(N2)형태로 제거시키는 탈질공정으로 이루어진다. 이 과정에서 질산화과정은 니트로 소모나스와 니트로 박터 등의 독립 영양 미생물에 의하여 반응이 일어나나 탈질 반응은 통상 종속 영양 미생물에 의하여 반응이 일어나기 때문에 외부로부터 유기 탄소원의 공급이 필요하다는 단점이 있다. 그러나, 미생물을 이용한 탈질방법은 모든 질소 화합물이 적용될 뿐만 아니라 처리비용이 저렴한 장점을 가지고 있다.
다음으로 폐수중의 인을 제거하기 위한 방법으로는 물리화학적 방법과 생물학적 방법으로 나뉘는데, 물리화학적 인 제거 방법으로는 알루미늄염이나 철염 등의 무기 응집 약품을 이용하여 응집 침전시키는 응집침전법과 전처리 단계에서 응집침전에 의하여 유기물과 인을 제거시키는 혐기호기법을 거친후 호기성 슬러지를 농축하는 과정에서 발생하는 고농도의 인 함유 폐수를 응집제를 이용하여 처리하여 인을 제거하는 포스트립(phostrip)공정과 정(ortho)-인산, 칼슘이온 수산화 이온(OH-)을 반응시켜 결정형태로 제거하는 정석 탈인법과 전처리 단계에서 부유물질, 유기물들과 함께 인을 제거하는 방법이 있다.
미생물을 이용한 인제거 방법으로 혐기성 상태에서 저분자 유기산을 세포내에 흡수하여 PHB(Ploy Hydroxy Butylate)로 합성하며 이때 세포내의 폴리 인산을 정(ortho)-인산의 형태로 세포 밖으로 용출 시킨다. 그리고 호기성 상태에서 PHB를 소모하여 방출된 인산의 5 - 10배의 정(ortho)-인산을 세포내로 흡수하여 폴리 인산의 형태로 저장한다. 이러한 현상을 인의 과잉섭취(Luxury Uptake)라 하며 생물학적으로는 혐기 호기 조건을 이용하여 인의 제거가 일어난다.
상기와 같은 처리방법으로 폐수중의 유기물질 및 인·질소 성분의 제거가 이루어지며 종래의 질소와 인의 동시제거 방법에는 A2/O 바덴포 등의 생물학적 공정이 있으나 이 방법들은 외부의 요인에 의하여 쉽게 변화하는 특성이 있으며 수량의 변동과 수질의 변동에 대응하는 속도가 급격히 저하하게 된다.
이러한 단점을 극복하기 위한 방법으로 대한민국특허 공고번호 91-3004에서는 질소성분을 폭기조에서 질산화를 거친후 무산소조에서 탈질반응이 이루어지며 상등수를 혐기조(탈인조)로 공급하여 인을 방출시킨 후 약품 침전조에서 인성분을 응집침전 시키는 공정으로 상기의 공정은 저농도 유기물 질소와 인을 함유한 폐수의 처리에는 적용이 가능하나 그 처리속도가 늦고 질소제거의 경우 일부의 폐수에 관해서만 일어나고 탈질과정의 경우 내생호흡이나 외부의 탄소원을 이용함으로써 탈질속도가 늦고 비용이 많이 소요되며 질소의 제거율이 낮은 단점이 있으며, 고농도 폐수에서는 폭기조 내에서 완전한 질산화가 이루어지지 않는다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 폐수 중에 함유된 난분해성 유기물, 색도, 질소와 인을 제거하면서, 폐수처리 속도를 크게 향상시키고, 소요되는 유기물의 양을 최소화하여 질소와 인의 비율이 높은 폐수에서도 유용하며 인의 화학적 제거로 인의 안정적 제거와 처리수의 수질의 완벽한 정화를 특징으로 하는 폐수 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 공정도이다.
도 2는 종래 기술의 공정도(A2/O)이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호>
1. 유입수(원폐수) 2. 전오존 처리조
3. 전오존 처리 유출수 4. 내부 반송수
5. 무산소조(탈질조) 6,7. 완속교반기
8. 무산소조 유출수 9. 산소접촉조
10. 호기조 유입수 11. 호기조(질산화조)
12. 호기조 유출수 13. 고속응집침전조(탈인조)
14. 탈인조 유출수 15. 후오존 처리조
16. 유출수(처리수) 17. 잉여슬러지 오존처리조
18. 농축조 19. 탈수기
20. 산소공급장치(액체산소 또는 PSA장치) 21. 오존 발생기
22. 오존 배기가스 23. 잉여 슬러지
24. 오존 파괴 장치 25. 호기조 반송수
31. 유입수 32. 슬러지 반송
33. 내부반송 34. 혐기조
35. 무산소조 36. 호기조
37. 침전조 38. 유출수
39. 폐기슬러지
본 발명은 유기물 뿐만 아니라 질소와 인을 함유한 도시하수, 생활하수, 축산폐수, 공장 폐수 등의 처리방법에 있어서,
유입수(1)를 전오존 처리조(2)에서 오존 주입율 30 내지 100㎎/L로 접촉시켜 폐수중의 난분해성 유기물의 생분해도를 높이는 제 1 단계,
이어서, 전오존 처리 유출수(3)와 질산화가 이루어진 내부 반송수(4)를 상향류식 무산소조(5)에 유입시켜 질산성 질소와 아질산성 질소를 질소가스의 형태로 환원시키는 환원반응을 일으켜 폐수중의 산화 질소성분을 제거하고 유기물질을 제거하는 제 2 단계,
무산소조 유출수(8)와 호기조 반송수(25)를 산소 접촉 장치로 유입시켜 고농도 산소폭기에 의하여 과폭기 상태로 상향류식 호기조(11)에 유입시켜 잔류유기물 처리와 암모니아성 질소와 유기성 질소의 질산화가 일어나도록 하는 제 3단계,
호기조 유출수(12)를 슬러지 블라케트형이나 슬러지 순화형 등의 고속 응집 침전조(탈인조)(13)를 이용하여 1 내지 2시간 체류시켜 인을 제거하는 제 4단계,
탈인조 유출수(14)를 후오존 처리조(15)에서 잔류 유기물의 농도에 1내지 2배의 오존을 주입하여 처리 함으로써 미처리된 난분해성 유기물의 제거와 색도의 제거를 제거하는 제 5단계, 및
후오존 처리조 유출수(16)를 잉여 슬러지 오존 처리조(17)에 유입시켜, 잉여 슬러지를 약 50-100mg/L의 주입율로 오존 처리하는 제 6단계로 이루어진 폐수 처리방법이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
난분해성 유기물, 인, 질소를 함유한 폐수를 처리하는 본 발명의 처리방법에 있어서,
제 1단계는 유입수(1)를 전오존 처리조(2)에서 오존 주입율을 30-100 mg/L로 접촉시켜 원폐수중의 난분해성 물질의 생분해도를 향상시켜 후단의 생물학적 처리장치인 탈질조와 질산화조에서 제거율을 향상시켜 처리수의 수질을 향상시키는 동시에 생물학적으로 처리가 이루어져 처리 비용을 절감할 수 있다.
제 2단계에서는 전오존 처리 유출수(3)와 질산화가 이루어진 내부 반송수(4)를 상향류 무산소조(탈질조)(5)에 유입시켜 유기물질의 제거 및 질소산화물의 탈질화가 이루어지도록 한다.
이 경우 기존 탈인·탈질 장치의 탈질반응조는 고속교반기가 설치되어있는 완전혼합형 반응기를 사용하므로 질산화조와 탈질조 사이에 슬러지의 이동이 있으므로써 탈질과정에서 소비되는 유기물이 질소산화물의 환원작용이 사용되기 전에 슬러지에 흡착된 형태로 질산화조로 이동하기 때문에 탈질과정에서 소비되는 유기물의 양과 질소의 비[(CODcr)rem/N]가 약 6 - 8정도를 유지해야 되기 때문에 유입원수 중에 유기물의 양이 이러한 비를 만족시키지 못하는 경우 질소제거 효율이 급격히 떨어지게 되며, 또한 반응기 전체의 슬러지 농도를 3,000 - 4,000mg/L정도로 밖에 유지할 수 없어 효율을 높이는데 커다란 제한을 받으며, 슬러지의 이동으로 인하여 반응기 전체중의 미생물 분포가 거의 비슷한 형태를 가짐으로써 각 반응단계별 미생물의 처리효율과 다르게 작용하는 질소, 인제거 공정의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되는 반면에 본 발명에서는 슬러지의 유출이 없는 형태의 상향류형 무산소조(5)를 사용함으로써 탈질과정에서 소비되는 유기물이 전량 질소산화물의 환원작용에 사용되므로 탈질과정에서 (CODcr)rem/N의 비가 약 3.5 - 5정도를 유지하여도 충분한 탈질이 가능하므로 비교적 유입 원수 중 유기물의 농도가 낮은 폐수에서 높은 질소 제거 효율을 얻을 수 있으며 반응기를 상향류형으로 하여 슬러지 농도를 10,000 - 20,000ppm정도로 보유하여 그 처리 속도를 기존 반응기보다 적은 유기물 농도에서도 3배 이상의 속도 향상이 가능하며 또한 내부에 1 -10 rpm, 타당하게는 2 - 7rpm 정도의 완속 교반기를 두어 폐수와 슬러지의 원활한 접촉을 돕는 동시에 발생하는 질소가스의 원활한 배출이 일어나도록 한다.
즉, 제 2단계에서 사용되는 상향류식 무산소조(5)는 상향류식 반응조 상단에 슬러지의 유출을 방지하는 구조를 두어 무산소조(5)와 질산화조(호기조)(11)간의 슬러지 이동이 없는 2상 슬러지 방식을 이용함으로써 반응조에서 미생물을 특성화 시킴으로써 효율이 향상되는 동시에 반응기 내부에 완속교반기(6, 7)를 설치하여 발생하는 질소가스와 함께 슬러지와 폐수의 원활한 접촉을 일으키도록 하여 성능향상을 유도하고 평균 슬러지 농도를 10,000 - 20,000ppm으로 고농도로 슬러지를 보유하도록 하며 동시에 반응기 내부의 폐수흐름을 상향류로 하여 플러그 흐름으로 일어나도록 유도하여 기존의 혼합반응기보다 3배이상 빠른 폐수처리 속도를 얻도록 한다.
또한 무산소조(5)와 질산화조(11) 사이에 슬러지의 이동을 방지하는 상기의 처리법으로 미생물이 유기물을 흡착한 상태에서 질산화조(11)로 유입되어 유기물이 질산화조(11)의 부하로 작용하는 기존의 처리장치의 단점인 질소제거를 위한 과잉의 유기물 소요를 방지하여 COD/N비가 적은 폐수에서로서 우수한 탈질효과를 나타낸다.
제 3단계에서는 무산소조 유출수(8)와 호기조 반송수(25)를 산소 접촉 장치로 유입시키고, 고농도 산소폭기에 의하여 과폭기 상태로 상향류 호기조(11)로 유입시킨다.
이 경우 산소접촉조내 압력은 호기조(11) 유입 부분에서 받는 압력의 1.2 내지 1.5kgf/cm2을 더한 압력으로 운전하여 호기조 유입수(10)의 용존 산소 농도와 산소 용해율을 최대로 높이는 동시에 호기조(11) 유입후 반응기 내에서 과폭기로 인한 산소기포 발생을 예방할 수 있다.
또한 이때 이용하는 고농도의 산소는 99%이상의 액체 산소나 PSA장치(20)를 이용하여 얻어진 85-93%의 고농도 산소와 전오존처리(2), 후오존 처리(15), 잉여 슬러지 오존처리(17) 등의 공정에서 오존 파괴 장치를 통과한 후 회수한 약80-90%의 고농도 산소를 혼합하여 이용하여 산소 접촉 장치에서 접촉하도록 함으로써 액체 산소나 PSA장치에서 얻어진 산소의 전체 이용효율을 높여 50 내지 70%의 산소 이용율을 보인다. 호기조(11) 상부에 슬러지 유출을 방지하는 분리장치를 가진 상향류형 호기조를 두어 침전조를 생략하도록 하며 무산소조로부터의 슬러지 유입이 없어 반응조내 슬러지를 호기성 질산화 미생물로 특성화 할 수 있으며 동시에 반응기 내부의 플러그 흐름을 갖도록 하여 기존 혼합형 반응기에 비하여 월등한 성능의 향상에 있다. 또한 호기조 유입수의 용존산소 농도를 약 80 내지 120ppm의 과폭기 상태로 유입함으로써 반응기내 기체상태로 폭기가 없으므로 유출수중 SS농도를 10 - 20ppm이하로 유지가 가능하여 호기조 후단에 원폐수에 인의 성분이 없거나 제거의 필요성이 없는 경우 침전조의 생략이 가능하다.
제 4단계에서는 호기조 유출수(12)를 슬러지 블란케트형이나 슬러지 순환형 등의 고속 응집 침전조(탈인조)(13)를 이용하여 1 내지 2시간 체류시킴으로써 기존 침전지보다 용량을 약1/3으로 축소 시키며, 슬러지 입자의 순환을 통해 인 제거에 소모되는 응집제인 황산 반토나 황산 제이철 등의 양을 인농도의 약1/2정도로 처리가 가능하며 본 단계에서 동시에 처리수 중의 현탁 고형 성분에 관해서도 제거가 이루어짐으로써 처리수의 수질을 더욱 우수하게 정화되며 특히 본 단계는 화학적으로 인을 제거함으로써 처리수중의 인의 농도에 대한 제어가 용이하고 인의 재방출 우려가 없으며 화학 처리시 응집에 사용되는 원수가 인 이외의 물질의 함량이 거의 없어 약품의 투여량이 적으며 약품투여 즉시 처리효과가 나타난다.
제 5단계에서는 탈인조 유출수(14)를 후오존 처리조(15)에서 잔류 유기물의 농도에 1 내지 2배의 오존을 주입하여 처리 함으로써 미처리된 난분해성 유기물의 제거와 색도의 제거를 제거하고, 제 6단계에서는 잉여 슬러지 오존 처리조(17)에서 잉여 슬러지를 약 50-100mg/L의 주입율로 오존 처리하여 탈수기를 거쳐 처리된 슬러지의 함수율을 75-85%로 오존 처리를 하지 않은 경우보다 5-10% 함수율을 낮추는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 99%이상의 액체산소나 압력순환식 흡착장치(pressure swing adsorption이하 PSA장치)를 이용하여 얻어진 85-93%의 고농도 산소를 이용하여 오존 발생기의 도입 기체로 이용하여 약6-9%의 고농도의 오존을 발생시켜 전오존, 후오존, 슬러지의 오존처리시 오존에 의한 처리효율을 높이는 동시에 오존의 발생 단가를 낮추며, 전오존 처리를 통해 원폐수의 생분해도를 향상시키며, 후오존 처리를 통해 난분해성 유기물을 산화 분해시키는 동시에 폐수중의 색도를 제거하여 처리수의 수질의 향상을 이루며, 잉여 슬러지를 오존 처리함으로써 잉여 슬러지의 함수율을 낮춤으로써 잉여슬러지의 처리 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 99%이상의 액체산소나 압력순환식 흡착장치(pressure swing adsorption이하 PSA장치)를 이용하여 얻어진 85-93%의 고농도 산소와 상기의 오존처리 공정에서 회수한 약80-90%의 고농도 산소를 이용하여 산소접촉장치에서 접촉시켜 높은 용존산소를 갖는 폐수를 유입시키며 반응조 상부에 슬러지 유출을 방지하는 분리장치를 가진 상향류형 호기조를 두어 침전조를 생략하도록 하며 무산소조로부터의 슬러지 유입이 없어 반응조내 슬러지를 호기성 질산화 미생물로 특성화 할 수 있으며 동시에 반응기 내부의 플러그 흐름을 갖도록 하여 기존 혼합형 반응기에 비하여 월등한 성능의 향상이 있다.
아울러, 본 발명에서는, 인제거시 슬러지 블란케트형이나 슬러지 순환형 등의 고속 응집 침전지를 이용함으로써 침전지의 용량을 축소하는 동시에 인의 제거시 소요되는 약품의 소모량을 최소화 하는 동시에 처리수중의 현탁고형 성분에 관해서도 제거가 이루어짐으로써 처리수의 수질을 더욱 우수하게 정화하는 동시에 화학적으로 인을 제거함으로써 처리수중의 인의 농도에 대한 제어가 용이하고 인의 재방출 우려가 없으며 약품투여 즉시 처리효과가 있다.
본 발명에서는 난분해성 유기물, 질소, 인제거시 전오존과 후오존 처리를 하여 난분해성 유기물의 제거율을 높이며, 질소의 제거에 관여하는 미생물이 유기물 제거에 작용하는 미생물보다 증식속도가 늦게 일어나는 점을 극복하기 위하여 각 반응기내의 미생물이동을 억제하여 각 단계별 적정 미생물의 우점종화를 이룩하는 동시에 상향류형 반응기를 이용하여 플러그흐름을 만들고 미생물 농도를 높여 반응속도를 상승시키며, 화학적 인의 제거로 인의 안정적 제거를 유지하며, 잉여 슬러지의 오존처리로 폐기되는 탈수슬러지의 함수율을 낮추는 것이 가능하였다.
이상에서 설명한 경제적이고 효율적인 본 발명의 특징을 종합하면,
1) 난분해성 유기물, 질소, 인의 동시제거가 가능할 뿐만 아니라 기존의 공정보다 유기물 농도가 낮은 공정에서도 우수한 질소, 인의 제거율을 보이며,
2) 각 단계별로 슬러지 이동을 최소화 하여 각 단계별 적정 미생물을 우점종화 하였으며,
3) 호기조에 오존처리에서 배출되는 고농도 산소를 이용함으로써 산소의 이용율을 높이며 상향류형 반응기의 도입으로 질산화 효율을 높이고,
4) 인의 화학적 처리로 처리의 안정화를 이룩하였으며,
5) 후오존의 처리로 색도의 제거가 가능하고
6) 잉여 슬러지의 오존 처리로 슬러지의 함수율을 낮추었다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명한다.
실시예 1
K석유화학 폐수를 이용하고, 본 발명에 따른 처리방법을 이용하였으며, K석유화학 폐수는 NO3: 600 - 700ppm CODcr : 1,600 - 1,700ppm으로 질소산화물에 비하여 유기물의 농도가 낮은 폐수이다. 본 실시예에서는 부족한 COD를 글루코스를 이용하여 첨가하면서 실시했다. (본 실험은 25℃에 항온조건에서 실시했으며, 상향류 무산소조 SS :15,000 - 20,000 ppm, 상향류 폭기조 : 8,000 - 11,000ppm이다).
비교예 1
기존의 처리장치인 무산소조, 폭기조, 침전조로 구성된 혼합형 반응기를 이용한다는 것만 제외하고 실시예 1과 동일하였다. (본 실험은 25℃에 항온조건에서 실시했으며, 혼합형 무산소조 : 6,000 - 8,000ppm, 혼합형 폭기조 : 6,000 - 7,000ppm이다).
| COD/N 비 | 비교예 1 | 실시예 1 | ||
| 질소부하량(㎏TN/m3D) | 유출수 T-N(ppm) | 질소부하량(㎏TN/m3D) | 유출수 T-N(ppm) | |
| 8765 | 2.22.22.21.5 | 10 이하10 이하10 이하50-100 | --5.55.5 | --10 이하10 이하 |
| 4 | - | - | 4.5 | 10 이하 |
| 3.53 | -- | -- | 21 | 10 이하200 이하 |
실시예 1의 경우, 유기물 농도가 충분한 경우 약 2.5배의 속도상승이 있었으며 COD/N비가 낮은 경우 더욱 현저한 속도차이를 나타냈다. 실시예 1의 경우 산소를 이용한 상향류 폭기조는 질소산화물의 제거가 덜 이루어진 경우에도 양호한 고액분리로 인하여 유출수중 SS함유량이 20ppm이하로 유지가 가능하나 비교예 1의 경우 침전조에서 슬러지 부상으로 인해 유출수의 SS함량이 40 - 100 ppm에 이르러 수질이 악화되는 현상이 나타난다.
실시예2
암모니아성질소 : 100 - 216ppm, COD : 50 - 100ppm의 원수를 조제하여 순산소를 이용한 상향류 호기조를 운전한 결과를 표 2에 나타내었다. 운전시작후 약 10 - 15일 후에 완전화 질산화를 나타내며 호기조내 SS농도는 8,000 - 10,000ppm이다.
| 질소부하(㎏NH4/m3D) | 원수 NH4농도(ppm) | 유출수 NH4농도 | 유출수 DO | 유출수 SS 농도(ppm) |
| 0.20.40.60.91.1251.375 | 100100108130216216 | 10 이하10 이하3243 | 3.43.0 - 3.53.2 - 3.73.5 - 4.53.7 - 4.33.9 - 4.8 | 10 이하10 이하10 이하10 이하10 - 1510 - 20 |
| 1.5 | 216 | 7 | 5 - 6 | 15 - 30 |
본 발명의 실시예 2의 결과 1.375kgNH4/m3D의 부하까지 약 95%이상의 높은 효율을 보이며 유출수중 SS의 양도 20ppm이하로 인의 제거가 불필요시 침전조를 생략하는 것도 가능한 결과를 나타낸다. 또한 반송수의 DO는 약 3 - 5ppm사이로 유지하는 것이 적당하다.
실시예 3
K군의 축산처리장 폐수를 가지고 실험을 하였고, 정상화 기간은 약 15 - 30일 소요되었으며 본 발명의 처리방법으로 시험하였다. 전오존과 후오존 투여량은 각각 50, 75mg/L로 유지 했으며 무산소조와 호기조 체류시간 비율을 1:4로 했으며 본 발명의 총체류시간은 약 18 - 24시간으로 실험을 실시했으며, 내부반송비는 4배로 유지했다. 또한, 황산 반토의 주입율을 25 내지 30으로 유지하였다. 그 결과를 하기의 표 3에 기재하였다.
실시예 4
무산소조와 호기조 체류시간 비율을 1:3으로 하는 것만 제외하고 실시예 3과 동일하게 실시하여 그 결과를 하기의 표 3에 기재하였다.
비교예 2
A2/O공정으로 실험하였고, 총체류시간을 48 - 60시간으로 실험을 실시했으며 내부반송비는 각각 4배로 같게 유지했다. 또한 황산 반토의 주입율을 25-30으로 유지 했다. 그 결과를 하기의 표 3에 기재하였다.
| CODCr | CODMn | 총 질소 | 총 인 | BOD | SS | |
| 원수 | 3500 - 4500 | 1500 - 2200 | 240 - 300 | 45 - 60 | 2000 - 2450 | 250 - 400 |
| 실시예 3 | 35 - 50 | 20 - 33 | 25 - 45 | 2.7 - 4.2 | 15 - 24 | 5 이하 |
| 실시예 4 | 36 - 55 | 21 - 32 | 25 - 44 | 2.9 - 4.5 | 15 - 24 | 5 이하 |
| 비교예 2 | 65 - 102 | 55- 73 | 32 - 51 | 4.8 - 6.5 | 45 - 10 | 20 - 50 |
실시예 3 및 4와 비교예 2의 처리수의 수질은 유기물과 인의 경우 본 발명이우수하고, 질소 제거율은 거의 비슷하나, 체류시간에서 본 발명의 효과가 약 3배이상 빠른 속도를 나타낸다.
유기물, 질소, 인의 함유한 도시하수, 축산폐수, 식품폐수, 기타 공장폐수를 처리함에 있어서 COD/N 비가 3.5이상이며, COD/P의 비가 낮거나 완전하고 안정적인 인의 제거에 특히 유용한 폐수처리 방법이며 특히 부지의 제한이 있는 곳과 폐수처리장이 신설되는 처리장에 유용하다.
Claims (1)
- 유기물 뿐만 아니라 질소와 인을 함유한 도시하수, 생활하수, 축산폐수, 공장 폐수 등의 처리방법에 있어서,유입수(1)를 전오존 처리조(2)에서 오존 주입율 30 내지 100㎎/L로 접촉시켜 폐수중의 난분해성 유기물의 생분해도를 높이는 제 1 단계,이어서, 전오존 처리 유출수(3)와 질산화가 이루어진 내부 반송수(4)를 상향류식 무산소조(5)에 유입시켜 질산성 질소와 아질산성 질소를 질소가스의 형태로 환원시키는 환원반응을 일으켜 폐수중의 산화 질소성분을 제거하고 유기물질을 제거하는 제 2 단계,무산소조 유출수(8)와 호기조 반송수(25)를 산소 접촉 장치로 유입시켜 고농도 산소폭기에 의하여 과폭기 상태로 상향류식 호기조(11)에 유입시켜 잔류유기물 처리와 암모니아성 질소와 유기성 질소의 질산화가 일어나도록 하는 제 3단계,호기조 유출수(12)를 슬러지 블라케트형이나 슬러지 순화형 등의 고속 응집 침전조(탈인조)(13)를 이용하여 1 내지 2시간 체류시켜 인을 제거하는 제 4단계,탈인조 유출수(14)를 후오존 처리조(15)에서 잔류 유기물의 농도에 1내지 2배의 오존을 주입하여 처리 함으로써 미처리된 난분해성 유기물의 제거와 색도의 제거를 제거하는 제 5단계, 및 후오존 처리조 유출수(16)을 잉여 슬러지 오존 처리조(17)에 유입시켜, 잉여 슬러지를 약 50-100mg/L의 주입율로 오존 처리하는 제 6단계로 이루어진 폐수 처리방법.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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