KR100391136B1

KR100391136B1 - 바실러스 종 혼합균에 의한 하.폐수 처리장치 및 방법

Info

Publication number: KR100391136B1
Application number: KR1019990039726A
Authority: KR
Inventors: 성기문; 조연제
Original assignee: 성기문
Priority date: 1999-09-15
Filing date: 1999-09-15
Publication date: 2003-07-12
Also published as: KR19990084125A

Abstract

본 발명은 하.폐수중에 함유된 질소 및 인의 제거기술이 미약한 현실로 인하여 정체된 호수 및 해안에 부영양화, 적조현상을 유발시켜 자연환경 훼손과 인간생활에 막대한 손실을 주던 문제점을 해결하기 위한 하.폐수 처리 기술에 관한 것으로서, 특히 현재까지의 질소 및 인의 제거기술이 많이 적용되었으나 그 처리효율에 비해 시설비 및 시설유지비가 많이 소요되어 기피하고 있는 실정을 감안하여 기존보다 기대이상의 처리효율과 하.폐수 처리시설비와 비슷하며 그 유지비가 훨씬 적게들고, 또한 기존에 설치된 하.폐수시설을 약간만 보완하여 적용시킬 수도 있는 등의 공법인 바실러스 종 혼합균에 의한 하.폐수 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 전처리시설과 저류지, 반응지, 침전지, 소독지, 슬러지농축지, 슬러지저류지 및 탈수기 공정을 이용하여 하.폐수를 처리함에 있어서, 반응지과정에서 바실러스 종 혼합균의 미생물활성제를 반응지에 투여하는 한편 상기 반응지에 침전지의 슬러지를 반송하되 바실러스 종 혼합균이 사상체-포자화-발아-사상체의 과정을 반복하면서 질소 및 인이 함유된 유기성 폐수를 처리하도록 한 것임을 그 구성적 특징으로 한다.

Description

바실러스 종 혼합균에 의한 하.폐수 처리장치 및 방법{Bacteria group of bacillus spp in treating equipment and method for sewage and waste water}

일반적으로 본 발명이 적용되는 기술분야는 수질환경보전법 제2조 동법시행규칙 제6조에서 규정하고 있는 수질오염방지시설로서, 이 분야의 종래기술은 1976년 국내 최초로 건설된 청계하수처리장에서 부터 현재까지 전국에 건설된 하수처리장은 일부 소규모 처리장을 제외하고는 대부분이 표준활성슬러지 기술을 적용한 2차처리시설로서 유기물과 부유물질만 제거한 후 방류시킬뿐 부영양화 및 적조현상의 원인이 되는 질소 및 인의 제거는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다.

이에 대해 정부에서는 1996년 1월 1일부터 수질 방류기준을 강화하기에 이르렀는 바, 즉 질소 및 인까지 수질방류기준에 적합한 시설을 갖추도록 하였다. 그러나, 질소 및 인의 제거기술이 미약한 국내실정으로서는 선진 해외기술이라 하여 무분별하게 도입하여 실시하려는 단계에 와있다. 이러한 선진 해외기술의 경우 실용화된 공법중 A/O, A²/O. Bardenpho, VIP, uct, SBR 등이 있으나, 이들 공법의 원리는 질소를 질산화시킨후 무산소상태에서 탈기하는 방법으로 질소를 제거시키고, 혐기성상태에서 인의 방출을 늘린후 호기성상태에서 인을 미생물이 과잉섭취케 함으로서 제거하는 메카니즘(mechanism)이다.

그러나, 이들 공법들은 질소 및 인의 제거효율이 70∼80%정도이며, 수온 및수질 변동에 민감한 반응을 일으켜 안정된 수질을 얻을 수 없다. 또한 질산화시키는데 엄청난 동력을 요하며, 공정이 복잡하여 시설의 운전에 있어서 고도의 기술을습득하여야 한다. 그리고 각 공정에서 발생되는 악취를 제거하기 위한 시설을 별도로 설치해야 함은 물론 악취에 의한 시설의 부식이 상당한 편이며 이에 대한 시설유지비도 많이 소요된다. 또한 우리나라의 하수의 경우 하수관거 보급율이 낮고 하수배제방식에 있어서 대부분이 합류식 관거로 되어 있어 유입하수의 유기물농도가매우 낮아 기존 선진 외국에서 개발된 생물학적 질소 및 인 제거기술을 국내 하수에 적용할때 질소 및 인의 안정적인 제거가 어려운 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 표준활성화슬러지 기술의 문제점을 해결하고, 또 공정이 복잡하고 시설비 및 유지비가 많이 드는 선진 해외기술인 질소 및 인 제거기술 효율을 보완하며, 특히 유기물 및 부유물질 제거는 물론 질소 및 인을 경제적이고 효과적으로 제거함과 동시에 처리과정중에 발생하는 악취도 별도의 시설없이 완벽하게 제거하는 한편, 처리과정에서 부수적으로 발생되는 슬러지도 탈수효율이 양호케 함으로써 최종 탈수 슬러지의 부피도 상당히 감소시킬수 있고 처분될 슬러지는 퇴비화하여 농작물에 직접 사용할 수 있는 등의 다양한 효과를 지닌 바실러스 종 혼합균에 의한 하.폐수 처리장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 대한 바실러스 종 혼합균에 의한 하.폐수 처리장치 및 방법을 나타낸 공정도,

도 2는 본 발명이 적용된 포자형성에 수반되는 세포학적 모식도,

도 3은 본 발명에 대한 바실러스 종 혼합균의 생활환,

도 4는 본 발명에 의한 유기성 폐수처리의 메카니즘,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:유입관, 2:전처리시설,

3:전처리시설 유출수, 4:유량조정지,

5:유량조정지 폭기장치, 6:유량조정지 유출수,

7:반응지, 8:반응제1지,

9:반응제2지, 10:반응제3지,

11:반응지 폭기장치, 12:반응제3지 교반장치,

13:반응지 유출수, 14:침전지,

15:반송슬러지, 16:전처리시설 슬러지이송,

17:잉여슬러지, 18:침전지 유출수,

19:소독지, 20:방류수,

21:슬러지농축지, 22:유출 농축슬러지,

23:분리액, 24:농축슬러지 저류지,

25:탈수기유입 농축슬러지, 26:탈수기,

27:탈리액, 28:슬러지케익,

29:미생물활성제조, 30:미생물활성제,

31:응집제조, 32:응집제.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전처리시설과 저류지, 반응지, 침전지, 소독지, 슬러지농축지, 슬러지저류지 및 탈수기 공정을 이용하여 하.폐수를 처리함에 있어서, 반응지과정에서 바실러스 종 혼합균의 미생물활성제를 반응지에 투여하는 한편 상기 반응지에 침전지의 슬러지를 반송하여 바실러스 종 혼합균이 사상체-포자화-발아-사상체의 과정을 반복하면서 질소 및 인이 함유된 유기성 폐수를 처리하도록 한 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 반응지로 침전지에서의 슬러지를 유입량 대비 50∼100%정도 가변적으로 보내어 반응지내의 혼합부유고형물의 농도를 2,000 ㎎/ℓ∼ 4,000 ㎎/ℓ로 유지케 하되 전처리시설로 유입량 대비 5%정도를 반송시키도록 한 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 반응지는 3실로 나뉘어져 있으며 제1지는 용존산소 를 0.5㎎/ℓ∼1.0㎎/ℓ로 유지하며 제2지는 용존산소를 0.1㎎/ℓ 이하로 유지하고 제3지는 공기를 전혀 주입하지 않고 침전을 방지하기 위하여 기계적교반을 하면서 용존 산소가 0㎎/ℓ가 되도록 하여 바실러스 종 혼합균을 완전히 포자화시킨 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 반응지에서 침전지로 유입되는 과정에서 응집제를 투여하여 제거가 덜 된 인 성분을 공침시켜 제거하도록 한 특징이 있다.

그리고, 본 발명은 바실러스 중 혼합균의 배양 및 증식을 위하여 산화칼슘 25∼38%, 규산 25∼35%, 황산마그네슘 7~15%, 산화알미늄 7∼15%, 산화마그네슘 5∼9%, 황산망간 1∼5%, 산화티타니움 1∼3%, 산화철 0.1∼1.0%, 유황 0.1∼1.0%, 이산화망간 0.1∼1.0%, 삼산화인 0.01∼0.05%, 기타물질 1∼5%의 조성으로 된 미생물활성제를 BOD 1kg당 0.02kg∼0.04kg을 물에 용해하여 정량적으로 투여하도록 한 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 하.폐수 처리방법은 유입되는 하.폐수중에 함유된 협잡물 또는 부유물을 제거하기 위한 전처리시설과, 상기 전처리시설로부터 유입되는 하.폐수를 정해진 양으로 공급되도록 조절하는 유량조정지(대용량의 경우는 생략해도됨)에 체류하면서 유량 및 균등한 수질로 된 상태에서 반응조로 유입되어 반응지안에서 주종을 이루며 서식하고 있는 바실러스 종 혼합균은 유입 하.폐수와 주입 공기에 의하여 혼합되면서 오염물질을 영양원으로 하여 배양.증식되고 플록을 형성한다음 침전지로 유입되어 일정시간동안 정체하면서 고액분리가 되어 상징수는 소독지로 유입되어 소독된 후 방류되고, 침전된 슬러지의 일부는 반응제1지로 반송되어 반응지내의 미생물 농도를 일정하게 유지시키며, 그중 소량의 슬러지는 전처리시설로 보내어져 악취를 감소시키고 나머지 슬러지는 슬러지 농축지로 보내어져 농축된 다음 저류조에서 체류된 후 탈수기로 유입되어 탈수된 후 케익상태로 폐기된다.

또한, 본 발명에 있어 주체로 활동하는 미생물은 바실러스 속 중에서 바실러스 종들인데, 그중에서도 그룹 I 에 속하는 바실러스 안스라시스(B.antharcis), 바실러스렌투스(B.lentus), 바실러스 리체니포미스(B.licheniformis), 바실러스메가터리움(B.megaterium), 바실러스퍼미러스(B.pumilus), 바실러스서브티리스(B.subti lis), 바실러스더링지엔시스(B.thuringiensis)와 그룹 Ⅱ에 속하는 바실러스알베이 (B.alvei),바실러스아조토픽산스(B.azotofixans),바실러스매세란스(B.macerans),바실러스 포리믹사(B.polymyxa), 바실러스 파필리에(B.popilliae)와 그룹Ⅲ에 속하는 바실러스 코아글란스(B.coagulans),바실러스 스테아로더모필러스(B.stearo thermophilus)와 그룹Ⅳ에 속하는 바실러스 파스퇴리(B.pasteurii), 바실러스스패리커스(B.sphaericus)와 미확인 그룹의 바실러스 패스티디오서스(B.fastidi osus)등의 혼합균체와 먹이 사슬에 의하여 나타나는 원생동물 (예:버티셀라 (Vorti cella),에피티스티리스(Epistylis),오페규라리아(Opercularia),카세시움(Carchesium),쥬타니움(Zoothaniam), 포도피리야(Podophrya)등)과 후생동물 (예:로타리아(Rot oria),레파델라(Lepadella), 코루레라(Colurella), 레케니(Lecone), 채토노토스 (Chaetonous),디프로케스터(Diplogaster) 등이 공존하면서 왕성하게 활동을 한다.

한편, 본 발명에 있어 가장 핵심이 되는 공정은 반응지에서 이루어지는데, 이때의 반응지(7)는 칸을 막아 3개로 구분시킨다.

그 첫째, 반응제1지(8)에서는 이동성 간균인 바실러스 종 혼합균이 잘 살 수 있는 환경을 조성해주어야 한다. 반응제1지(8)에서는 주입 공기량을 조절하여 용존산소(DO)를 1.0~0.5㎎/ℓ로 유지하여주면 산화환원전위(ORP)는 200∼250mV가 되며 바실러스 종 혼합균이 알칼리성 물질을 섭취하여 수소이온농도(PH)가 6.0~6.9로 조정된다. 혼합부유고형물(MLSS)농도는 2,000∼4000 ㎎/ℓ로 유지해야 되므로 침전지 ( 14)에서의 반송슬러지로서 가변적으로 양을 조절한다. 이렇게 하면 바실러스 종 혼합균의 생활환경이 좋아져 혼합균체의 농도가 10⁶∼10⁹개/㎖로 되면서 높은 농도의 유기물 및 영양염류에 대한 요구량이 더욱 커지게 됨과 더불어 오염물질의 제거가 효과적으로 이루어지게 된다. 즉, 세포구성물질을 C₅₀H₈₇O₂₃N₁₂P라고 가정할때 1kg의 세포를 합성하는데 0.12kg의 질소와 0.025kg의 인이 필요로 하기 때문이다. 바실러스 종 혼합균들은 탄소원 및 에너지원으로서 주로 유기물을 이용하나, 일부 바실러스 종(예:바실러스 리체니포미스, 바실러스패스티디오스, 바실러스 파스퇴리등)은 요소, 요산, 푸린 및 암모늄염을 분해하여 질소원 및 에너지원으로 이용하여 성장하며, 생물학적 인의 섭취는 용존산소(DO)가 0.1mg/ℓ에서 고분자인(poly-p)합성이 시작되며 용존산소(DO)가 0.5mg/ℓ일때 인 섭취가 최대로 되어 하.폐수중의 유기물, 질소 및 인이 효과적으로 제거된다. 바실러스 종 혼합균체들의 세포 구성물질은 탄소 50%, 산소 20%, 질소 14%, 인 3%를 차지하고 있다. 또한 바실러스 종혼합균들은 대수성장을 하면서 카탈라제(catalase)와 수퍼옥사이드 디스부 타제(sper oxide dism utase) 등의 강력한 가수분해 효소 등을 분비하여 분해가 어려운 다당류, 핵산, 단백질 및 지질을 분해 가능하게 하여 전자공여체로서 사용하게 하며 이들 효소는 유독한 산소 유도체를 파괴하는 역할을 한다. 한편, 기존 모든 하.폐수의 생물학적 처리방법에서 질소를 제거하는 방법으로 폭기조의 용존산소를 2∼3㎎/ℓ로 유지시키면서 질소를 질산화 시킨다음 혐기.무산소과정을 거치면서 질소가스로 유도하여 제거시키는바, 이는 질소 1kg당 용존산소를 4.457kg을 소비하는 결과를 초래하여 결국, 엄청난 동력을 부담하게 된다. 그러나 본 발명에서는 반응지(7)의 용존산소를 1㎎/ℓ이하로 유지하기 때문에 질산화 미생물과 종속영양미생물(바실러스 종혼합균) 사이의 경쟁에서 질산화미생물이 타격을 받음으로서 질산화가 전혀 일어나지 않음으로 동력을 절감하고 하.폐수속에 함유되어 있는 유화수소(H₂S), 아민기화합물, 암모늄염 및 암모니아성질소 등이 그대로 섭취되어 세포의 구성물질로 전환된다. 반응지내로 표 1과 같은 미생물활성제를 유입 생물화학적산소요구량 (BOD) 1kg당 하루에 0.02kg∼0.04kg을 물에 용해하여 투여함으로써 바실러즈 종 혼합균들의 사상체화(filament)의 성장과 포자화의 유도 및 촉진을 시킨다. 이때의 주입 미생물활성제에 대한 성상중 규산은 사상체의 성장에 관여하며 인의 섭취를 원활하게 하고 마그네슘은 포자화 과정에서 리보솜, 포자막, 핵산 등의 구조를 안정화시키는데 관여하고 여러가지 효소, 특히 인산전이 효소의 활성에도 필요하며, 망간은 많은 효소의 활성제로 작용하며 미생물에 유독한 산소유도체를 해독하는데 중요한 역활을 갖는 불균등화 효소 (수퍼옥사이드 디스무타제)의 분비에 간여하며, 칼슘은 포자형성시 표피의 성분으로 소요되며, 나머지 인성분과 결합하여 침전되므로서 인제거에도 관여한다.

[표 1]

미생물활성제의 성상

여기서 적용온도범위는 10∼45 ℃이나 최적온도범위는 20∼35 ℃이다. SV는 50∼70% 사이이며 SV1는 100정도가 적당하다. 따라서 반응지내의 미생물상은 사상체를 형성하고 있는 바실러스 종 혼합균과 반송되어온 포자, 그리고 먹이사슬에 의하여 나타나는 원생동물 및 후생동물 등이 함께 공존한다.

둘째, 반응제2지(9)에서는 바실러스 종 혼합균이 포자화되는 예비단계로 상기 반응제1지의 미생물의 영양원으로서 유기물 및 무기영양염류의 급격한 부족현상인 빈영양상태하에서 사상체화한 바실러스 종 혼합균이 생존수단으로서 일직선의 막대모양의 세포들은 나쁜 환경에 의하여 강한 저항성을 가진 세포1개당 1개의 포자를 형성하기 시작한다. 이때, 용존산소가 존재하면 포자형성이 늦어지므로 주입공기량을 급속히 줄여 용존산소가 0.1 ㎎/ℓ이하로 되도록 조절을 한다. 이렇게 유기물질 및 무기영양염류가 줄어들고 용존산소가 감소되어 생활환경이 악화됨과 더불어 내생포자가 형성되기 시작하면 주변에 점착물질이 생성되어 포자가 서로 엉켜 붙으면서 주변의 부유물질을 부착시켜 프록(floc)이 점점 커지고 비중이 늘어난다. 또한 원생동물류는 응집되지 않은 분산된 균체를 섭취하고 후생동물류는 침전되지 않은 미생물 덩어리를 섭취한다. 포자형성과정은 도 2에 나타내었다. 여기서, (a)는 영양세포:2개의 핵체(n)를 함유, (b)는 핵물질의 응집, (c)는 격막형성시작, (d)는 격막형성완료, (e)는 전포자주위에 새로운 벽이 생장, (f)는 포자피층의 합성,(g)는 포자각의 합성, (h)는 포자의 유리, W는 세포벽, m은 세포막, n은 핵, c는 피층, sc는 포자각이다.

이 상태에서 특기할 만한 사항은 포자가 형성된 후 정체기에 들어갔을 때 박시트라신(bacitracin), 포리마이신(polymyxin). 티로시딘(tyrocidin),그라미시 딘(granicidin), 서라우딘(ciraulin) 등의 항생물질을 다량 분비함으로서 대장균 및 일반세균 등을 용균.사멸시켜 처리수에 대한 소독효과를 유발시킨다. 특히 바실러스 더링지엔시스(B.thuringiensis)는 포자형성기간동안 독성을 띈 결정 단백질 (crystali neprotein)을 생성하는데 이는 슬러지에 함유되어 곤충(파리.모기등)이발생하고 성장하는 것을 방해하기도 하며, SV는 40∼50%정도가 되도록 한다.

셋째, 반응제3지(10)에서 바실러스 종 혼합균들은 주변 생활환경이 최악의 상태로 되어 거의 모든 균체의 영양세포는 포자를 형성하여 고액분리가 쉽게 일어날 수 있을 정도의 상태로 바뀐다(내생포자형성능력은 영양증식중에서는 결코 일어나지 않는다). 한편, 침강을 방지하기 위하여 기계적으로 교반할 수 있는 수중교반기를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 포자화되는 시간은 주변여건에 따라 20분에서 몇시간에 걸쳐 진행된다.

이와같이 바실러스 종 혼합균은 처음에 사상체를 형성하면서 분열을 계속하여 대수성장을 하다가 주변여건이 나빠지면 포자를 형성하고 다시 주변여건이 좋아지면 발아를 하여 사상체를 형성하는 과정을 되풀이하면서 하.폐수의 처리가 이루어진다.

이러한 바실러스 종 혼합균의 생활환을 도 3에 나타내었다.

한편, 하.폐수의 처리과정에서 유화수소(H₂S), 메르갚탄(mercoptan), 및 각종 질소화합물이 섭취 제거되므로 악취가 발생하지 않아 별도의 탈취설비가 필요치않는데, 이때 투입조 및 전처리조시설에서의 악취를 줄이기 위하여 슬러지의 일부를 전처리시설로 보내는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 대한 메카니즘(mechanism)을 도 4에 나타내었다.

본 발명의 실시예를 도 1을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유입관(1)을 통하여 유입되는 하.폐수는 전처리시설(2)에서 협잡물및비교적 부피가 큰 부유물질이 제거된 다음 유량조정지(4)에 유입되어 일정시간체류하면서 수질이 균등해진 하.폐수를 일정량씩 반응지(7)로 유입시킨 다음 함유된 유기물 및 무기영양염류는 고농도로 배양된 바실러스 종 혼합균과 접촉하면서 신진대사에 의하여 섭취 및 산화분해가 일어나면서 바실러스 종 혼합균을 사상체 형태로 대수성장시킨다.

여기서 유량조정지(4)는 유입되는 하.페수의 수량 및 수질이 일정하다면 생략할 수도 있다. 그리고 반응제1지(8)에 소량의 미생물활성제를 투여하여 바실러스종 혼합균의 영양세포 분열에 의한 사상체의 성장을 촉진하고 포자화와 포자의 발아를 촉진하도록 한다.

또한, 용존산소(DO)를 1mg/ℓ 이하가 되도록 공기량을 조정하며, 혼합부유고형물(MLSS)의 농도를 2,000∼4,000mg/ℓ 가 되도록 반송슬러지(15)양을 가변적으로 조절하며 유입시킨다. 수소이온농도(PH)는 6.0~6.9 수온은 20∼35 ℃에서 최적의 상태를 유지하며 이때의 바실러스 종 혼합균의 농도는 10⁶∼ 10⁹개/㎖가 되면서 유기물질 및 무기영양염류를 영양원으로서 섭취하게 됨과 더불어 하.폐수중에 있는오염물질들이 제거됨으로서 반응제2지(9)로 유입되면 바실러스 종 혼합균의 영양원이 거의 고갈되어 생활환경이 나쁘게 됨과 더불어 생존을 위하여 포자를 형성하기시작하는데, 이를 더욱 촉진시키기 위하여 폭기량을 대폭줄여 용존산소(DO) 0.1mg/ℓ이하가 되도록 한다.

그런후 반응제3지(10)에서는 나머지 바실러스 종 혼합사상체를 가능한 모두를 포자화시키기 위하여 공기를 전혀 주입시키지 않고 용존산소(DO)를 최대한 줄여주기 위하여 반응제3지교반장치(12)를 가동하여 침강을 방지시키면서 균체의 생활환경을 최악의 상태로 유지시키면 거의 모든 균체들은 포자화가 된다.

그리고, 포자화가 진행되면서 분비되는 항생물질에 의하여 대장균 및 일반세균류는 대부분 사멸하고 포자화가 끝나면 포자 주변에 점착물질을 분비하는데, 이로 인하여 포자간에 서로 엉켜붙고 주변의 부유물질을 부착시켜 커다란 프록(floc)을 형성하여 비중이 늘어남으로서 고액분리가 잘 이루어진다.

다음 공정인 침전지(14)에서는 일정시간 체류하면서 고액분리가 일어나는데상징수(18)는 소독지(19)를 거쳐 방류(20)되며 침강된 슬러지의 일부는 반응제1지 (8)로 유입량 대비 50∼100% 정도로 반송되는데, 이는 반응제1지(8)의 바실러스 종혼합균의 혼합부유고형물(MLSS)의 농도를 조절하기 위하여 가변적으로 운전하며 유입량대비 약 5%의 잉여슬러지(17)는 전처리시설(2)로 보내어져 악취를 줄여주는 역할을 하게되며 잉여슬러지(17)는 슬러지농축지(21)로 보내어져 농축된 슬러지(22)는 농축슬러지저류지(24)에서 저류되었다가 일정량씩 탈수기(26)로 유입되어 탈수한 다음 슬러지케익(28)상태로써 반출되어 소각, 매립 또는 퇴비화에 이용되며 탈리액(27)은 전처리시설(2)로 보내어져 재처리된다. 따라서 주민 혐오시설로서 지역주민들에게 철저하게 배척당하고 있는 하.폐수처리시설에서 발생하는 악취가 전공정을 통하여 바실러스 종 혼합균에 의하여 섭취.분해됨으로서 별도의 탈취설비를 설치하지 않아도 됨은 당연하다.

이상에서 설명한 본 발명의 공정과 기존처리공정 비교를 표 2에 나타내었다.

[표 2]

신공정과 기존공정과의 비교

<실시예 1>

다음의 표 3과 같은 성상을 갖고 있는 하수를 1일 30㎥ 처리하는 경우를 예를 든다.

[표 3]

하수 및 처리수의 성상 단위 ㎎/ℓ

도 3의 성상을 가지며 전처리시설(2)을 거친 하수는 유량조정지(4) 수질이 균등화된 다음 반응지(7)에서 바실러스 종 혼합균에 의한 생물학적처리를 한 후 침전지(14)에서 고액분리된 후 상징수(침전지유출수)(18)는 소독지(19)를 거쳐 방류(20)된다. 처리효율은 표 3에서 보는 바와 같이 BOD 98.0%,SS 98.2%,COD 98.5%, T-N 98.1% ,T-P 100%의 높은 수치를 나타내었다. 또한 침강된 슬러지는 유입량 대비 5%정도는 전처리시설(2)로 보내었고, 반응제1지(8)로는 50∼100%를 반응지(7)의 혼합부유고형물의 농도에 따라 가변적으로 반송하였으며, 잉여슬러지는 슬러지농축조(21)로 보내었다. 이에 대한 운전조건은 표 4와 같다.

[표 4]

운전조건

<실시예2>

다음은 표 5와 같은 성상을 갖고 있는 식품폐수를 1일 50㎥ 처리하는 경우를 예로 든다.

[표 5]

폐수및 처리수의 성상 단위 ㎎/ℓ

표 5에서 보는 바와 같은 성상을 갖고 있는 폐수를 본 발명의 처리공정에서처리한 결과 BOD 99.7%,SS 99.8%,COD 99.3%,n-H 98.9%, T-N 97.5% ,T-P 97.1%의 높은 처리효율을 나타내었다.

특히, 노르말헥산추출물질의 경우에는 유분처리공정을 거치지 않고도 상기와 같은 처리효율을 얻은데 대해서는 경이할만하다. 또한, 처리과정중 악취는 전혀 발생하지 않았다.

이에 대한 운전조건은 표 6과 같다.

[표 6]

운전조건

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 하.폐수를 고도처리까지 할 수 있는 방법으로서 바실러스 종 혼합균 중에서 각 하.폐수에 적용되는 균체만을 잘 살수있는 환경을 만들어 줌으로써 대수성장을 유도하여 하.폐수 중에 함유되어 있는 각종 유기물 및 질소 인을 에너지원으로 섭취하여 제거하는데, 이때 빈영양상태로 유지시키면서 용존산소를 감소시키면 포자를 형성하게 되어 침전지에서 고액분리가원만하게 이루어져 상징수는 방류시키고 침강된 슬러지는 농축.탈수하여 함수율이적은 케이크 상태로서 페기할 수 있다. 이러한 처리과정중 벌킹현상이 전혀 나타나지 않으며, 유기물 부하변동에 강하고 질소 및 인의 제거에 탁훨한 효과가 있고 용존산소를 낮게 유지시킴으로서 에너지 절약형이다.

본 발명은 특히, 별도의 악취제거시설이 필요없으며, 시설을 단순화시켜 운전이 쉽고, 공사비용도 적게 소요될뿐만 아니라 기존 생물학적처리시설도 약간만 변형시켜도 가능하는 등 다양한 특징을 지닌다.

Claims

전처리시설과 저류지, 반응지, 침전지, 소독지, 슬러지농축지, 슬러지저류지 및 탈수기 공정을 이용하여 하·폐수를 처리함에 있어서, 산화칼슘 25~38%, 규산 25~35%, 황산마그네슘 7~15%, 산화알미늄 7~15%, 산화마그네슘 5~9%, 황산망간 1~5%, 산화티타니움 1~3%, 산화철 0.1~1.0%, 유황 0.1~1.0%, 이산화망간 0.1~1.0%, 삼산화인 0.01~0.05%, 기타물질 1~5%의 조성으로 된 미생물활성제를 BOD 1kg당 0.02kg~0.04kg을 물에 용해하여 정량화 한 바실러스 종 혼합균을 반응지에 투여하되, 반응지로 침전지에서의 슬러지를 유입량 대비 50∼100%정도 가변적으로 보내어 반응지내의 혼합부유고형물의 농도를 2,000㎎/ℓ∼4,000㎎/ℓ로 유지하게 하고, 전처리시설로 유입량 대비 5%정도 반송할 뿐 아니라, 상기 반응지는 3실로 나뉘어 제1지는 용존산소 0.5㎎/ℓ∼1.0㎎/ℓ, 제2지는 용존산소 0.1mg/ℓ이하, 제3지는 공기를 전혀 주입하지 않고 침전을 방지하기 위하여 기계적교반을 하면서 용존산소가 0㎎/ℓ가 되도록 하여 바실러스 종 혼합균이 사상체-포자화-발아-사상체의 과정을 반복하면서 질소 및 인이 함유된 유기성 폐수를 처리하도록 한 것임을 특징으로 한 바실러스 종 혼합균에 의한 하.폐수 처리방법.
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