KR100419888B1 - 하향류식 슬러지층 여과를 이용한 고농도 활성슬러지 공법및 그 장치 - Google Patents

Abstract

부상 분리된 슬러지층을 이용한 하향류식 고액분리 단위공정을 조합한 고농도 활성슬러지 공정의 운전을 통해 하폐수중의 유기물, 영양염류, 입자상 물질 등을 효과적으로 제거하기 위한 수처리 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치가 개시된다. 이러한 방법은 상향으로 발생되는 미세 기포에 의해 슬러지를 부상시켜 부상 농축 슬러지층을 형성시키는 단계 및 부상 농축 슬러지층에 활성슬러지를 포함한 고형물 혼합액을 하향으로 유입시킴으로써 고액분리하는 단계를 포함한다. 또한, 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에는 처리 대상 원수가 유입되는 활성슬러지 반응조 및 활성슬러지 반응조로부터의 슬러지를 유입시켜 고액분리를 수행하기 위한 슬러지 여과조로서 미세 기포를 발생시킴으로써 농축 슬러지를 부상시키기 위한 기포 발생 수단을 포함하는 슬러지 여과조가 포함된다. 이러한 방법 및 장치를 통해, 폭기조 용적과 소요 부지 면적을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 유기물, 영양염류의 제거 효율 및 특히 생물학적 질산화율을 향상시킬 수 있으며, 또한 슬러지 팽화현상이나 미소 플록의 발생에 따른 유출수질의 악화를 극복할 수 있고, 종래의 침전 공정에 비해 고액분리에 필요한 부지면적을 상당히 감소시킬 수 있다.

Description

하향류식 슬러지층 여과를 이용한 고농도 활성슬러지 공법 및 그 장치 {ACTIVATED SLUDGE PROCESS WITH HIGH BIOMASS CONCENTRATION USING A DOWNFLOW SLUDGE BLANKET FILTRATION}

본 발명은 활성슬러지를 이용한 생물학적 하폐수 처리 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 부상 분리된 슬러지층을 이용한 하향류식 고액분리 단위공정을 조합한 고농도 활성슬러지 공정의 운전을 통해 하폐수중의 유기물, 영양염류, 입자상 물질 등을 효과적으로 제거하기 위한 수처리 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

하수 중의 유기물, 질소, 인 등을 제거하는 생물학적 하수 처리 공정에서 활성슬러지라 불리는 미생물 집합은 가장 핵심적인 역할을 수행하는 생물학적 고형물이다. 이러한 활성슬러지를 이용한 하수 처리 공정(활성슬러지 공정)의 운전 효율은 유입 하수의 유기물을 포함한 오염 물질의 농도 부하 및 유량 부하, 반응조의 활성슬러지 농도 및 상태, 수리학적 체류시간과 고형물 체류시간 등에 의해 큰 영향을 받는다. 특히, 활성슬러지의 농도는 전형적인 활성슬러지 공정 뿐만 아니라 질소 및 인 제거를 포함한 하수 고도처리공정에서도 매우 중요한 운전인자로서 인식되고 있다. 그러나, 기존의 고액분리 방법 중 가장 보편적으로 사용되는 중력침전으로는 반응조의 활성슬러지 농도를 적절히 조절하거나 고농도로 유지할 수가 없다. 특히 간헐적으로 발생하는 슬러지 팽화현상(bulking)이나 침전조에서 탈질에 의해 발생하는 질소가스에 의한 슬러지 재부상과 이에 따른 고액분리 효율의 저하및 활성슬러지의 과다 유실 문제는 중력침전에서 가장 대처하기 곤란한 문제점으로 지적되고 있다.

지금까지 고농도 활성슬러지 공정의 운전을 위해 개발된 방법으로는 침지형 막을 이용한 활성슬러지 공정 (MBR; membrane bioreactor), 순산소 폭기 공정 및 대표적인 부착성장공법인 담체를 이용한 바이오필터 공법 등이 있다. 활성슬러지 공정에서 미생물을 고농도로 유지할 경우, 폭기조 내에서의 유기물 처리능력의 상승으로 단위 용적당 유기물 부하율을 증가시킬 수 있기 때문에 폭기조 용적을 50∼75%까지 감소시킬 수 있고, 이에 따른 소요 부지 면적도 대폭 줄어들게 된다. 뿐만 아니라, 질산화 미생물 농도의 증가에 따라 질산화율이 급격히 향상될 것으로 기대되어, 암모니아성 질소의 제거효율이 극대화될 수 있다. 또한 F/M 비 (food to microorganisms)가 낮아 슬러지의 자기 산화가 활발히 진행되어 잉여슬러지의 발생량이 줄어들 것으로 예상된다. 그러나, MBR 공정이나 바이오필터 공법과 같은 경우에는 막 또는 담체의 구입에 따른 초기비용이 매우 클 뿐만 아니라, 장기간 운전시 활성슬러지 또는 슬러지 분비물에 의한 폐색이 발생하고 이에 따라 압력손실이 커지게 된다. 따라서, 주기적인 세척 또는 역세척이 반드시 수반되어야 하는 단점이 있다. 순산소를 이용한 폭기공법의 경우에는 활성슬러지를 고농도로 유지하기 위해서 매우 양호한 슬러지의 침전성이 항상 확보되어야 하기 때문에 안정적인 운전이 불가능하고, 폭기조의 미생물 농도 또한 8,000 mg/L 이상으로는 유지하기 어렵다고 알려져 있다. 더불어 순산소를 공급하기 위해 추가적인 비용이 든다는 단점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하향류식 슬러지층 여과를 이용하여 경제적이고 효율적인 고농도 활성슬러지 공정 및 고도처리공정을 제공하여 하폐수 처리장의 신축 또는 개보수시 유기물 및 질소와 인의 제거에 필요한 생물반응조의 용적을 감소시키고, 유입 오염물 부하율을 높여서 효과적인 운전이 가능하도록 하며, 넓은 부지면적과 긴 체류시간을 요구하는 2차 침전지의 비경제성을 획기적으로 개선시키는 데에 있다.

도 1은 본 발명에 따라 슬러지층 여과를 이용한 고농도 활성슬러지 공정을 개략적으로 도시한 도면; 및

도 2는 본 발명에 따라 슬러지층 여과 공정을 조합한 고농도 활성슬러지 고도처리공정의 예를 나타낸 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 활성슬러지 반응조 11 : 처리 대상 원수 유입 라인

12 : 활성슬러지 고형물 혼합액 이송 라인

13 : 농축 슬러지 반송 라인 14 : 처리수 유출 라인

15 : 슬러지 배출 라인 16 : 슬러지 여과조

17 : 농축 슬러지층 18 : 미세 기포 발생 장치

19 : 미세 기포 21 : 혐기조

22 : 무산소조 23 : 폭기조

24 : 슬러지 여과조 25 : 처리 대상 원수 유입 라인

26 : 질산화액 내부 반송 라인 27 : 농축 슬러지 반송 라인

28 : 처리수 배출 라인 29 : 슬러지 배출 라인

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

(A) 상향으로 발생되는 미세 기포에 의해 슬러지를 부상시켜 부상 농축 슬러지층을 형성시키는 단계;

(B) 상기 부상 농축 슬러지층에 활성슬러지, 고형물 또는 이들의 혼합물을 하향으로 유입시킴으로써 고액분리하는 단계;

(C) 상기 부상 농축 슬러지의 일부를 활성슬러지 반응조로 반송시키는 단계; 및

(D) 필요에 따라, 상기 부상 농축 슬러지의 일부를 배출시키는 단계를 포함하여, 활성슬러지를 이용한 생물학적 하폐수 처리 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은,

(A) 하폐수가 유입되는 활성슬러지 반응조; 및

(B) 상기 활성슬러지 반응조로부터의 슬러지를 유입시켜 고액분리를 수행하기 위한 슬러지 여과조로서, 미세 기포를 발생시킴으로써 슬러지를 부상 농축시키기 위한 미세 기포 발생 수단, 부상 농축 슬러지의 일부를 상기 활성슬러지 반응조로 반송시켜 활성슬러지 반응조 내에서의 활성슬러지의 농도를 높게 유지시키기 위한 슬러지 반송 수단 및 필요에 따라 상기 활성슬러지 반응조의 적정 고형물 농도를 유지시키기 위해 슬러지를 배출시키기 위한 슬러지 배출 수단을 포함하는 슬러지 여과조를 포함하여, 활성슬러지를 고액분리하는 장치를 제공한다.

이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 의한 하향류식 슬러지층 여과를 이용한 고농도 활성슬러지 공법은 슬러지의 상태와 관계없이 항상 안정적으로 고액분리가 가능한 슬러지층 여과를 이용함으로써 활성슬러지 반응조의 미생물 농도를 고농도로 일정하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 필요할 경우 반응조의 농도 조절이 쉽기 때문에 (도 2에 제시한 바와 같은) 생물학적 질소, 인 제거 공법을 포함하여 모든 생물학적 하폐수 처리공정에 적용이 가능하다.

본원에서 사용되는 용어 "활성슬러지 고형물 혼합액"은 활성슬러지와 고형물의 혼합액을 의미하는 것으로서, 경우에 따라 활성슬러지, 고형물 또는 이들의 혼합물로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 기술된다.

도 1을 보면, 1차 침전조 또는 고액 분리조(도시되지 않음)로부터의 유출수는 처리 대상 원수 유입 라인(11)을 통해 활성슬러지 반응조(10)로 유입된다. 활성슬러지 반응조(10)로 유입된 유입수는 고농도 활성슬러지(미생물)에 의해 1차적으로 처리된다. 이때, 활성슬러지 반응조(10)에서의 고형물 농도는 지나치게 높게유지되어서는 않되지만 안정적인 운전을 위해 허용되는 범위내에서 가능한 한 높게 유지되는 것이 바람직하다. 이러한 고형물 농도 범위는 당업자라면 충분히 인지하고 있을 것이다.

이후, 활성슬러지 반응조(10)로부터의 활성슬러지를 포함한 고형물 혼합액은 활성슬러지 고형물 혼합액 이송 라인(12)을 통해 슬러지 여과조(16)로 이송된다.

한편, 상기한 활성슬러지 고형물 혼합액의 슬러지 여과조(16) 내로의 이송 과정중에 또는 이송 이전에, 슬러지 여과조(16)에서는 이의 하단부로부터 미세 기포 발생 장치(18)에 의해 다량의 미세 기포(19)가 상향으로 발생되며, 상향으로 발생되는 다량의 미세 기포(19)는 슬러지 여과조(16) 내로 하향으로 유입되는 활성슬러지 고형물 혼합액과 접촉하게 된다. 이때, 다량의 미세 기포(19)를 발생시키기 위해 전기분해, 가압부상법 등이 이용될 수 있으며, 기포를 발생시킬 수만 있다면 어떠한 다른 방법 및 장치도 이용될 수 있다. 이후, 상향으로 발생되는 미세 기포(19)와 슬러지 여과조(16) 내로 유입되는 활성슬러지 고형물 혼합액은 상호 접촉하여 활성슬러지 플록을 수면으로 부상시킴으로써 운전 개시 1시간 이내에 도 1에 도시된 바와 같은 부상 농축된 슬러지층(17; 도면에 도시된 다른 구성 요소와의 혼란을 방지하기 위해 비어있는 상태로 도시되어 있지만 실제로는 블랭킷(blanket) 형태로 적층되어 있는 구조로 이해하여야 함)을 형성하게 된다. 이러한 과정에서, 상향으로 발생되는 미세 기포(19)는 하향으로 유입되는 활성슬러지 고형물 혼합액을 부상시키려는 경향을 보일 것이고, 이와 반대로 활성슬러지 고형물 혼합액은 중력의 작용에 의해 하향으로 가라앉으려는 경향을 보일 것이다. 그 결과로써, 슬러지 여과조(16) 내에서, 활성슬러지 고형물 혼합액의 일부는 부상된 상태로 농축되어진 부상 농축 슬러지층(17)을 형성하게 되고, 나머지 일부와 부상 농축 슬러지층(17)으로 새로이 유입되는 활성슬러지 고형물 혼합액의 일부는 부상 농축 슬러지층(17)의 동적 여과 작용에 의해 처리수(유출수)와 슬러지로 고액분리된다.

이후, 부상 농축 슬러지층(17)을 통과한, 즉, 최종적으로 처리된 유출수는 슬러지 여과조(16) 하단의 처리수 유출 라인(14)을 통해 배출되고, 고액분리된 슬러지는 슬러지 반송 라인(13)을 통해 활성슬러지 반응조(10)로 반송되어 안정적인 고형물 농도의 유지를 가능하게 한다. 다른 한편으로, 고액분리된 슬러지는 활성슬러지 반응조(10)에서의 적정 고형물 농도를 유지하기 위해 슬러지 배출 라인(15)을 통해 배출되기도 한다.

상기 슬러지 여과조(16)의 상단에는 슬러지의 자동 배출을 위한 다양한 형태의 위어(weir)가 설치될 수 있다.

본 발명의 방법을 실시할 때에, 슬러지 여과조(16)에서 일단 부상 농축 슬러지층(17)이 형성되면 미세 기포(19)는 이 층을 유지하는데 주로 사용된다. 부상 농축 슬러지층(17)에서 활성슬러지의 일부가 탈리되는 경우에도 상승하는 미세 기포(19)에 의해 재차 부상하게 되므로 유출수에 포함되어 유실될 염려는 전혀 없다. 따라서, SS(suspended solids) 제거율은 전형적인 활성슬러지 공정에 비해 상당히 높다. 또한, 미세 기포는 공정 개시 초기를 제외하고는 슬러지층의 계면 유지에만 사용되므로, 일반적인 부상 분리에 비해 약 1/2 이하의 동력만이 소요된다. 따라서, 부상 분리와 비교할 때, 본 발명에 의한 공법은 매우 저렴한 동력비로 운전하는 것이 가능하고, 앞서 언급한 몇몇 고농도 활성슬러지 공법에 비해 초기설치비용이 매우 저렴할 뿐만 아니라 유지관리비용 측면에서도 경제적인 공법이다.

고농도로 활성슬러지 공정을 운전하였을 경우, 활성슬러지 반응조의 MLSS(mixed liquor suspended solids) 농도, 적정 유기물 부하율, 유기물 제거율 및 유출수 SS 농도 등을 대표적인 고농도 활성슬러지 공정인 MBR 공법, 순산소 활성슬러지 공법 및 바이오필터 공법에 대해 본 발명에 따라 하향류 슬러지층을 이용한 고농도 활성슬러지 공법과 비교하여 하기 표 1에 제시하였다.

고농도 활성슬러지 공법별 운전조건 및 처리효율 비교

	MBR(막분리 활성슬러지)	순산소 활성슬러지	바이오필터	고율 폭기법	본 발명 방법
반응조 MLSS(mg/L)	7,000∼15,000	3,000∼8,000	-	4,000∼10,000	5,000∼12,000
BOD 용적 부하율(kgBOD/m3·day)	0.2∼1.2	1.6∼3.2	0.08∼1.6	1.6∼16	0.2∼12
F/M 비(kgBOD/kgMLSS·day)	0.05∼0.5	0.25∼1.0	-	0.4∼1.5	0.05∼1.0
반송슬러지율(%, 유입유량대비)	-	25∼50	-	100∼500	25∼50
유기물제거율(%)	95%	85∼95	65∼90	75∼90	95%
SS 제거율(%)	95%	85∼95	65∼90	75∼90	95%

본 발명에 의해 고농도 미생물을 포함하는 활성슬러지 공정 또는 하수고도처리 공정이 안정적으로 운전될 경우, 우선 활성슬러지 반응조의 용적이 감소되거나 유입 유량과 오염물질의 부하율을 증가시킬 수 있다. 또한 기존의 침전조를 대체하는 효과도 있기 때문에 처리장 소요부지를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 활성슬러지 공정을 채택한 대부분의 하폐수처리장에서는 슬러지 팽화현상이나 미소플록이 발생할 경우, 운전이 어려워지거나 아예 중단되는 사태가 발생하기도 한다. 이러할 경우, 유출수의 수질이 순간적으로 악화되는 것은 아니며, 오히려 수질 자체는 양호해진다는 보고가 많다. 그러나, 슬러지 팽화현상이나 미소플록의 증가가 지속될 경우, 슬러지 유실로 인해 유출수 수질이 급격히 악화되어 운전 자체가 불가능해지는 것이다. 본 발명에 의한 공법은 하폐수처리장의 이러한 불안정성을 완벽하게 개선할 수 있으며, 활성슬러지 반응조(10)의 미생물 농도를 재래식 활성슬러지 공법이 채택하고 있는 2,000∼4,000 mg/L의 3배 이상으로 유지시켜 생물학적 유기물 제거, 질산화, 탈질, 인제거 및 기타 오염물질의 제거율을 향상시키고자 하는 것이다. 이를 위해 조합된 하향류식 슬러지층 여과조(16)에서는 미세 기포(19)를 이용하여 운전 초기 15,000∼30,000 mg/L 정도의 고농도 슬러지층을 형성하고, 형성된 부상 농축 슬러지층(17)의 계면을 유지하며, 부상 농축 슬러지층(17)으로부터 탈리된 입자를 부상 농축 슬러지층(17)으로 재부상시켜 안정적인 유출수 수질을 확보한다. 부상 농축 슬러지층(17)의 상단부에서 농축된 활성슬러지는 재차 활성슬러지 반응조(10)로 반송되어 활성슬러지 반응조(10)의 안정적인 미생물 농도를 유지하게 된다. 뿐만 아니라, 활성슬러지 반응조(10)의 적절한 고형물 농도 및 고형물 체류시간(SRT; solids retention time)을 유지하기 위하여 부상 농축 슬러지층(17)으로부터 배출되는 잉여슬러지는 다량의 미세 기포(19)를 함유하고 있기 때문에 탈수성이 뛰어나 슬러지의 최종 처분비용을 감소시킬 수 있다.

도 2에는 본 발명에 따른 부상 농축 슬러지층에 의한 여과 공정을 조합한 고농도 활성슬러지 고도처리공정의 예가 도시되어 있다. 이러한 고농도 활성슬러지고도처리공정에 대해서는 앞에서도 충분히 설명되었을 뿐만 아니라 본 발명의 명세서를 숙지한 당업자라면 충분히 인지할 수 있는 정도이므로 여기서는 더 이상 설명하지 않기로 한다. 다만, 도 2에 나타내어진 도면부호 21은 혐기조를, 도면부호 22는 무산소조를, 도면부호 23은 폭기조를, 도면부호 24는 슬러지 여과조를, 도면부호 25는 처리 대상 원수 유입 라인을, 도면부호 26은 질산화액 내부 반송 라인을, 도면부호 27은 농축 슬러지 반송 라인을, 도면부호 28은 처리수 배출 라인을 나타내는 것이며 도면부호 29는 슬러지 배출 라인을 나타내는 것이다. 여기에서, 도 2에 도시된 슬러지 여과조(24)는 도 1에 도시된 슬러지 여과조(16)와 동일하거나 거의 유사한 것으로 이해되어야 하며, 도 2에 도시된 혐기조(21), 무산소조(22) 및 폭기조(23)는 도 1에 도시된 활성슬러지 반응조(10)의 한 형태일 수 있다는 것도 이해되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 하향류식 슬러지층 여과를 이용한 고농도 활성슬러지 공법은 하폐수 중의 유기물, 영양염류 및 입자상물질 등을 효과적으로 제거하기 위한 수처리 공정으로서 기대되는 효과는 다음과 같다.

첫째, 고농도의 생물학적 고형물을 안정적으로 고액분리할 수 있으므로 활성슬러지 반응조의 MLSS 농도를 원하는 수준으로 높게 유지할 수 있다는 점이다. 활성슬러지 반응조의 미생물 농도를 높게 유지할 경우, 상기 표 1에 제시한 바와 같이 높은 용적부하와 유기물 부하율에 대해 운전이 가능하며, 따라서 반응조 내에서의 수리학적 체류시간을 단축시킬 수 있다. 고율 폭기법에서는 반응조에서의 MLSS를 4,000∼10,000 mg/L 정도로 유지하기 위해 유입유량 대비 약 100∼500%의 슬러지 반송율이 필요하다고 알려져 있으나[참고문헌 : 폐수처리 단위조작, 1998, 제2판; 서명교 외], 본 발명에 의한 공법은 중력침전이 아닌 부상농축을 채택하고 있으므로 슬러지 반송유량을 대폭 감소시켜 수리학적 변화에 따른 생물학적 반응의 불안정성을 획기적으로 개선시킬 수 있다.

둘째, 활성슬러지 반응조의 미생물 농도가 증가할 경우, 질산화 미생물의 농도 또한 증가하여 암모니아성 질소의 제거율 또는 질산화율의 증가를 꾀할 수 있다. 독립영양미생물인 질산화균의 경우, 암모니아성 질소 또는 암모니아성 질소의 질산화에 따라 생성되는 아질산성 질소를 에너지원으로 사용하기 때문에 유입수의 부하율 상승에 따라 증가된 암모니아성 질소를 이용하여 그 개체수가 급격하게 증가하기 때문이다. 슬러지층 여과 공정을 생물학적 질소·인제거와 같은 고도처리공법에 적용할 경우, 미생물 농도 증가에 따른 질소·인제거 효율 향상과 모든 반응조의 용적을 획기적으로 감소시킬 수 있다.

셋째, 앞서 기술한 바와 같이 고농도로 유지되는 종속영양미생물의 양에 비해 유입 유기물의 양이 적으므로 F/M 비가 감소하여, 미생물의 자기 산화율이 증가된다. 자기산화된 미생물은 대부분 SBCOD (slowly biodegradable COD)이고 [참고문헌: Biological wastewater treatment, 1999, 2nd Ed.; Grady Daigger], 이는 가수분해과정을 거쳐 RBCOD (readily biodegradable COD)로 전환된 뒤, 다른 종속영양미생물에 의해 섭취되므로 잉여슬러지 발생량이 감소하며, 이에 따라 슬러지 처분비용 또한 상당히 감소될 것으로 기대된다.

넷째, 활성슬러지 반응조의 용적 감소와 기존의 중력 침전조 대체 효과에 따른 처리장 부지가 획기적으로 감소될 수 있다. 중력침전조의 경우, 넓은 부지면적과 비교적 긴 체류시간을 요구하는 반면 하향류식 슬러지층 여과조는 중력침전조에 비해 약 2∼3배 이상의 표면적부하율과, 30분 이하의 체류시간으로 운전이 가능하기 때문에 소요되는 부지면적을 상당히 줄일 수 있다. 또한 슬러지층 여과조의 동적여과 기능과 탈리된 고형물의 재부상효과에 의해 유출수의 입자상 물질의 농도를 5 mg/L 이하로 유지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

1. 활성슬러지를 이용한 생물학적 하폐수 처리 방법에 있어서,

   (A) 상향으로 발생되는 미세 기포에 의해 슬러지를 부상시켜 부상 농축 슬러지층을 형성시키는 단계; 및

   (B) 상기 부상 농축 슬러지층에 활성슬러지, 고형물 또는 이들의 혼합물을 하향으로 유입시킴으로써 고액분리하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, (C) 상기 부상 농축 슬러지의 일부를 활성슬러지 반응조로 반송시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 부상 농축 슬러지의 일부를 배출시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 미세 기포가 지속적으로 발생됨을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 부상 농축 슬러지층은 미세 기포를 발생시킨 후에 활성슬러지 반응조로부터 소정량의 활성슬러지를 포함한 고형물 혼합액을 유입시킴으로써 형성됨을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 미세 기포가 전기분해 또는 가압부상법에 발생됨을 특징으로 하는 방법.
7. 활성슬러지를 고액분리하는 장치에 있어서,

   (A) 하폐수가 유입되는 활성슬러지 반응조; 및

   (B) 상기 활성슬러지 반응조로부터의 슬러지를 유입시켜 고액분리를 수행하기 위한 슬러지 여과조를 포함하며,

   상기 슬러지 여과조에는 미세 기포를 발생시킴으로써 슬러지를 부상 농축시키기 위한 미세 기포 발생 수단이 포함됨을 특징으로 하는 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 슬러지 여과조는 부상 농축 슬러지의 일부를 상기 활성슬러지 반응조로 반송시켜 활성슬러지 반응조 내에서의 활성슬러지의 농도를 높게 유지시키기 위한 슬러지 반송 수단을 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 슬러지 여과조는 상기 활성슬러지 반응조의 적정 고형물 농도를 유지시키기 위해 슬러지를 배출시키기 위한 슬러지 배출 수단을 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 활성슬러지 반응조가 무산소조, 혐기조및 호기조 중의 하나 또는 이들의 조합임을 특징으로 하는 장치.
11. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 슬러지 여과조의 상단에 슬러지의 자동 배출을 위한 위어(weir)가 설치됨을 특징으로 하는 장치.
12. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 미세 기포 발생 수단이 전기 분해 또는 가압부상 장치임을 특징으로 하는 장치.