KR100441208B1

KR100441208B1 - 생물 여과 기술을 이용하는 회분식 폐수처리장치 및 이를이용한 폐수처리방법

Info

Publication number: KR100441208B1
Application number: KR10-2001-0065671A
Authority: KR
Inventors: 정용대; 이재진; 어경해; 박종복
Original assignee: 삼성엔지니어링 주식회사
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2004-07-22
Also published as: AU2002301606B2; US6790347B2; GB0224568D0; KR20030033602A; GB2382344B; JP2003126890A; GB2382344A; CN1231420C; US20030111412A1; CN1413925A; JP4125941B2

Abstract

본 발명의 일태양에 따른 폐수처리장치는 기저부 및 상기 기저부로부터 소정 거리 이격된 상부에 위치하며 상기 기저부와 함께 하부챔버를 형성하는 플레이트;

역세를 하기 위하여 역세전에 상기 하부챔버내의 물 및 슬러지를 배출하기 위하여 상기 기저부에 설치된 배출구; 상기 플레이트에 의해 상기 플레이트 상부에 지지되고 그 상부층은 상부챔버의 기저부를 형성하는 여재층; 상기 하부챔버에 처리하고자 하는 폐수를 도입하기 위하여 상기 하부챔버에 연결된 폐수 도입 수단; 운전 공기를 상기 플레이트 상부의 여재층에 공급하는 운전 공기 도입수단; 상기 플레이트로부터 소정 거리 이격된 상부에 위치하며, 상기 운전 공기 도입수단과 연통하는 복수개의 통기관에 장착되는 복수개의 산기 장치; 역세시에 역세공기를 상기 하부챔버에 공급하는 역세 공기 도입 수단; 역세시에 역세수를 상기 하부챔버에 공급하는 역세수 도입 수단; 상기 플레이트를 통과하여 상기 하부챔버로부터 상기 여재층까지 뻗어 있는 복수개의 노즐; 상기 여재층을 통과한 처리수를 배출하기 위한 처리수 배출 수단; 및 상기 여재층을 통과한 처리수를 상기 하부챔버로 반송하기 위한 반송수 도입수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 폐수처리장치는 회분식, 생물여과 방식의 폐수처리장치로서 이를 이용하여 폐수를 회분식으로 처리하면 유기오염물, 부유성 오염물질, 질소 및 인을 효율적으로 제거할 수 있다.

Description

생물 여과 기술을 이용하는 회분식 폐수처리장치 및 이를 이용한 폐수처리방법{Batch style waste water treatment apparatus using biological filtering process and waste water treatment method using the same}

본 발명은 생물 여과 공정을 이용한 폐수 처리 장치 및 이를 이용한 폐수 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생물 여과 기술을 이용하는 회분식 폐수처리장치 및 이를 이용한 폐수처리방법에 관한 것이다.

생물학적 하폐수의 처리기술중의 하나로서 부유성장법이 있다. 이는 부유성장 미생물을 이용하는 방식으로서 하폐수와 미생물을 반응조에서 혼합하고 반응조의 하부에서 공기를 공급함으로써 폐수와 미생물의 접촉을 원활하게 해주는 방법이다. 반응조내의 미생물은 공급되는 공기중의 산소를 이용하여 오염물질을 제거한다. 이러한 부유성장법 중의 하나로서 연속 회분식 처리기술(sequencing batch reactor : 이하, SBR 방법)이 있다.

도 1은 SBR 방법에 의한 폐수처리 공정을 설명하기 위한 회분식 반응조의 모식도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 반응조(1)내에 처리하고자 하는 폐수를 충진수위(H_i)까지 채운 후, 폐수를 교반하면서 폭기장치(3)를 이용하여 폭기하면서 반응시킨다. 이어서 반응이 완료되면 슬러지를 침전시키고 반응조의 수위가 배출수위(H_o)가 될때까지 상등수를 처리수로서 디캔팅(decanting)하여 배출한다. 이어서 마지막으로 새로운 폐수를 반응조에 유입시키기 전에 사이클 타임을 조절하기 위하여 일정시간 동안 모든 장치의 동작을 멈춘다.

이와 같은 SBR 방법은 연속식 활성 슬러지 공정을 변형한 기술로서 반응조내의 미생물군(bacteria consortia)에 비정상상태의 환경 압력(unsteady state environment pressure)을 가함으로써 미생물을 선택(microbial selection)을 하여 연속식 활성 슬러지 공정에서 발생할 수 있는 충격부하에 의한 영향, 침전지에서의 침강성, 2차 침전지에 의한 부지면적증가 등의 문제점을 보완한 기술이다.

이와 같은 SBR 기술은 충격부하의 완충능력 및 슬러지의 침강성이 우수한 장점이 있으나 다음과 같은 문제점이 있다.

(1) 폐수충전(wastewater filling) → 반응(react) →침전(settle) →배출(draw) →운전정지(idle)의 복잡한 단계로 이루어져 반응시간이 길다.

(2) 처리수 배출을 위한 디캔터(decanter)가 필요하므로 비경제적이고 안정성이 불량하다.

(3) 유량제어가 사이클 타임이 길어서 어렵다.

(4) 악취발생이 많고 부유하는 스컴(scum)이 발생하므로 고액분리가 어렵다.

(5) 배출 또는 디캔팅할 때 슬러지가 유출되기 쉽다.

생물학적 하폐수의 처리기술의 다른 방법으로서 연속식 생물여과 방법이 있다.

도2는 연속식 생물여과 방법을 설명하기 위한 연속식, 생물여과방식의 폐수처리장치를 나타낸다.

도 2를 참조하여 폐수중의 질소제거반응을 설명한다. 먼저 처리하고자 하는 폐수를 탈질 반응조(5)의 폐수공급수단(2)을 통하여 무산소 조건에서 하부챔버(7)에 유입시킨 후 여재층(9)을 상향통과시킨다. 이때 폐수중의 유기물과 여재층(9)에 서식하는 탈질미생물을 이용하여 질산화 반응조(11)에서 내부반송수단(23)를 통하여 반송된 질산성 질소가 탈질된다.

이어서, 제1 배출수단(10)을 통하여 탈질조(5)를 통과한 처리수를 질산화 반응조(11)의 하부챔버(13)로 유입시킨다. 이때 운전공기 도입수단(17)을 통하여 질산화 반응조(11) 내에 공기가 공급된다. 하부챔버(13)에 유입된 폐수는 여재층(15)을 상향통과하면서 이에 함유된 유기질소와 암모니아성 질소가 질산화 미생물에 의하여 질산화된다.

마지막으로 질산화 반응조(11)를 통과한 처리수는 제2 배출수단(19)을 통하여 별도의 저류조(21)에 배출된다. 저류조(21)는 처리가 완료된 처리수를 배출한다. 한편 역세시에는 저류조(21)로부터 처리수를 역세수 도입수단(25)에 의하여 탈질 반응조(5)와 질산화 반응조(11)의 하부챔버(7, 13)로 유입시켜 여재층(9, 15)을 세척한다. 이후 역세에 사용된 처리수는 역세수 배출수단(27)에 의하여 침전조 또는 침사지로 배출된다.

이와 같은 원리로 작동하는 연속식 생물여과 방법은 여재층의 물리적 여과 기능만을 이용하는 연속식 물리적 여과 기술에 비하여 여과층의 물리적 여과 기능 뿐만 아니라 여과층에 서식하는 미생물에 의한 생물학적 분해을 동시에 이용하여폐수를 처리하기 때문에 폐수를 경제적이며 효과적으로 처리할 수 있다.

그러나 연속식 생물여과 방법에도 다음과 같은 문제점이 존재한다.

(1) 미생물막의 인방출 및 과잉섭취기작에 의한 생물학적 인 제거가 불가능하다.

(2) 하나의 반응조내에서 질소와 인을 동시에 제거할 수 없다.

(3) 반응조가 2 이상 필요하다.

(4) 고농도 폐수의 경우에는 여재층에 클로깅(clogging)이 발생할 가능성이 높아 고농도 폐수 처리에는 적용하기 어렵다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 SBR 방법 및 연속식 생물여과 방법의 문제점을 제거하기 위하여 회분식, 생물여과 방식의 폐수처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 폐수처리장치를 이용하여 폐수를 처리하는 방법을 제공하는 것이다.

도2는 연속식 생물여과 방법을 설명하기 위한 연속식, 생물여과방식의 폐수터리장치를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 제1 태양에 따른 폐수처리장치의 단면도를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 제3 태양에 따른 폐수 처리 장치의 단면도를 나타낸다.

도 5는 본 발명의 제2 태양에 따른 폐수처리장치의 단면도를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 제4 태양에 따른 폐수 처리 장치의 단면도를 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30 : 반응조 32 : 플레이트

34 : 역세공기 도입수단 35 : 운전공기 도입수단

36 : 역세공기 블로워 38 : 운전공기 블로워

40, 40' : 폐수도입수단 45 : 수위조절장치

48 : 처리수 배출 수단 46 : 복수개의 노즐

42 : 산기장치 44 : 복수개의 통기관

50 : 여재층 57 : 반송수 도입수단

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 아래에서 설명하는 본 발명의 제1 태양에 따른 폐수 처리 장치를 제공한다.

즉, 본 발명의 제1 태양에 따른 폐수 처리 장치는,

기저부 및 상기 기저부로부터 소정 거리 이격된 상부에 위치하며 상기 기저부와 함께 하부챔버를 형성하는 플레이트;

역세를 하기 위하여 역세전에 상기 하부챔버내의 물 및 슬러지를 배출하기 위하여 상기 기저부에 설치된 배출구;

상기 플레이트에 의해 상기 플레이트 상부에 지지되고 그 상부층은 상부챔버의 기저부를 형성하는 여재층;

상기 하부챔버에 처리하고자 하는 폐수를 도입하기 위하여 상기 하부챔버에 연결된 폐수 도입 수단;

운전 공기를 상기 플레이트 상부의 여재층에 공급하는 운전 공기 도입수단;

상기 플레이트로부터 소정 거리 이격된 상부에 위치하며, 상기 운전 공기 도입수단과 연통하는 복수개의 통기관에 장착되는 복수개의 산기 장치;

역세시에 역세공기를 상기 하부챔버에 공급하는 역세 공기 도입 수단;

역세시에 역세수를 상기 하부챔버에 공급하는 역세수 도입 수단;

상기 플레이트를 통과하여 상기 하부챔버로부터 상기 여재층까지 뻗어 있는 복수개의 노즐;

상기 여재층을 통과한 처리수를 배출하기 위한 처리수 배출 수단; 및

상기 여재층을 통과한 처리수를 상기 하부챔버로 반송하기 위한 반송수 도입수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한 상기 제1 태양에 따른 폐수 처리 장치의 변형으로서 아래에서 설명하는 본 발명의 제2 태양에 따른 폐수 처리 장치를 제공한다.

즉, 본 발명의 제2 태양에 따른 폐수 처리 장치는,

운전 공기를 상기 플레이트 상부의 여재층에 공급하는 운전 공기 도입 수단;

상기 여재층을 통과한 처리수를 배출하기 위한 배출 수단;

상기 여재층을 통과한 처리수를 상기 하부챔버로 반송하기 위하여 상기 하부챔버에 연결된 반송수 도입 수단; 및

처리하고자 하는 폐수를 상기 하부챔버에 도입하기 위하여 상기 반송수 도입수단에 연결된 폐수 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 폐수 처리 장치에 있어서, 상기 여재층은정상 운전시에는 처리하고자 하는 폐수, 처리수 또는 이들의 혼합수가 운전 공기와 함께 또는 운전 공기가 없이 상향 통과하고, 역세시에는 역세공기와 역세수가 상향 통과하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 폐수 처리 장치에 있어서, 상기 산기장치는 정상 운전시에는 미세한 버블형태의 운전 공기를 균일하게 공급하여 미생물의 성장에 최적조건이 형성되도록 하고, 역세시에는 상기 공기 공급을 차단하더라도 처리 폐수의 역류를 방지할 수 있는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 폐수 처리 장치에 있어서, 상기 노즐은 정상 운전시에는 처리하고자 하는 폐수, 상기 처리수 또는 이들의 혼합수를, 역세시에는 역세공기와 역세수를 상기 하부챔버로부터 상기 여재층에 공급하며, 역세공기 주입시 상기 하부챔버에 소정높이의 공기층을 형성할 수 있는 수단을 구비하여 여재층을 팽창시키기에 충분한 압력의 역세공기를 균등하게 공급하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 폐수 처리 장치에 있어서, 상기 여재층이 상기 플레이트의 상부면으로부터 상기 산기장치를 덮고 있는 소정 높이의 지지층에 의해 지지되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 폐수 처리 장치는 상기 상부챔버의 수위를 자동적으로 조절하기 위한 수위 조절 장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 폐수 처리 장치에 있어서, 상기 상부챔버의 측면은 상기 상부챔버에 채워지는 처리수의 용량을 극대화 하기 위하여 테이퍼링되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 폐수 처리 장치는 상기 반송수 도입수단을 통하여 처리수를 유입시켜 이를 일시 저장한 후, 상기 유입된 처리수를 상기 하부챔버에 공급하기 위한 저류조를 더 포함할 수 있는데, 이는 각각 본 발명의 제3 및 제4 태양에 따른 폐수 처리 장치에 해당한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

(a) 공기가 공급되지 않는 조건에서 본 발명의 제1 태양 또는 제3 태양에 따른 폐수처리장치의 폐수 도입 수단을 통하여 처리하고자 하는 폐수를 상기 하부챔버에 유입시킨 후 상기 여재층을 상향통과시켜서 상기 상부챔버의 충진수위까지 채우는 단계;

(b) 무산소 조건에서 상기 상부챔버에 채워진 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 상기 폐수중의 유기물과 상기 여재층내의 탈질미생물을 이용하여 이전 사이클의 잔존 질산성 질소를 탈질시키고, 또한 상기 폐수중의 유기물과 상기 여재층내의 종속 인제거 미생물을 이용하여 인방출반응을 진행시키는 단계;

(c) 상기 운전공기 도입수단을 통하여 공기를 공급하면서 상기 상부챔버로부터 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 유기질소와 암모니아성 질소를 질산화 미생물을 이용하여 질산화시키고, 종속 인제거 미생물을 이용하여 인 과잉섭취반응을 진행시키는 단계; 및

(d) 상기 상부챔버로부터 상기 처리수 배출 수단을 통하여 처리수를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법을 제공한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한,

(a) 공기가 공급되지 않는 조건에서 본 발명의 제2 또는 제4 태양에 따른 폐수처리장치의 상기 반송수 도입수단에 연결된 상기 폐수 도입 수단을 통하여 처리하고자 하는 폐수를 상기 하부챔버에 유입시킨 후 상기 여재층을 상향통과시켜서 상기 상부챔버의 충진수위까지 채우는 단계;

(b) 무산소조건에서 상기 상부챔버에 채워진 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 상기 폐수중의 유기물과 상기 여재층내의 탈질미생물을 이용하여 이전 사이클의 잔존 질산성 질소를 탈질시키고, 또한 상기 폐수중의 유기물과 상기 여재층내의 종속 인제거 미생물을 이용하여 인방출반응을 진행시키는 단계;

(c) 상기 운전공기 도입수단을 통하여 공기를 공급하면서 상기 상부챔버로부터 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후, 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 유기 질소와 암모니아성 질소를 질산화 미생물을 이용하여 질산화시키고, 종속 인제거 미생물을 이용하여 인 과잉섭취반응을 진행시키는 단계; 및

(d) 상기 처리수 배출 수단을 통하여 유기물, 질소, 및 인이 제거된 처리수를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법을 제공한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한,

(a) 본 발명의 제1 태양 또는 제3항 태양에 따른 폐수처리장치의 운전공기 도입수단을 통하여 공기를 공급하면서 처리하고자 하는 폐수를 상기 폐수도입수단을 통하여 상기 하부챔버에 유입시킨 후 상기 여재층을 상향통과시켜서 상기 상부챔버의 충진수위까지 채우는 단계;

(b) 상기 폐수처리장치의 운전공기 도입수단을 통하여 공기를 공급하면서 상기 상부챔버로부터 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 유기 질소와 암모니아성 질소를 질산화 미생물을 이용하여 질산화시키는 단계; 및

(c) 상기 처리수 배출수단을 통하여 상기 질산화 단계를 거친 처리수를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법을 제공한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한,

(a) 공기를 공급하면서 본 발명의 제2 또는 제4 태양에 따른 폐수처리장치의 상기 반송수 도입수단에 연결된 상기 폐수 도입 수단을 통하여 처리하고자 하는 폐수를 상기 하부챔버에 유입시킨 후 상기 여재층을 상향통과시켜서 상기 상부챔버의 충진수위까지 채우는 단계;

(b) 상기 폐수처리장치의 운전공기 도입수단을 통하여 공기를 공급하면서 상기 상부챔버로부터 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 유기질소와 암모니아성 질소를 질산화 미생물을 이용하여 질산화시키는 단계; 및

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한

(a) 본 발명의 제1 태양 또는 제3 태양에 따른 폐수처리장치의 상기 폐수도입수단을 통하여 처리하고자 하는 폐수를 무산소 조건에서 상기 하부챔버에 유입시킨 후 상기 여재층을 상향통과시켜서 상기 상부챔버의 충진수위까지 채우는 단계;

(b) 무산소 조건에서 상기 상부챔버에 채워진 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 상기 폐수중의 유기물과 상기 여재층내의 탈질미생물을 이용하여 이전 사이클의 잔존 질산성 질소를 탈질시키는 단계;

(c) 상기 운전공기 도입수단을 통하여 공기를 공급하면서 상기 상부챔버로부터 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 유기질소와 암모니아성 질소를 질산화 미생물을 이용하여 질산화시키는 단계; 및

(d) 상기 처리수 배출수단을 통하여 상기 질산화 단계를 거친 처리수를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법을 제공한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한,

(a) 본 발명의 제2 태양 또는 제4 태양에 따른 폐수처리장치의 상기 반송수 도입수단에 연결된 상기 폐수 도입 수단을 통하여 처리하고자 하는 폐수를 무산소 조건에서 상기 하부챔버에 유입시킨 후 상기 여재층을 상향통과시켜서 상기 상부챔버의 충진수위까지 채우는 단계;

(c) 상기 운전공기 도입수단을 통하여 공기를 공급하면서 상기 상부챔버로부터 상기 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 유기질소와 암모니아성 질소를 질산화 미생물을 이용하여 질산화시키는 단계; 및

본 발명에 따른 폐수 처리 방법에 있어서, 상기 처리하고자 하는 폐수를 상기 폐수처리장치에 공급하기 전에 먼저 침전조에 유입시켜 폐수중의 부유 고형물의 일부를 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 폐수 처리 방법에 있어서, 상기 처리수 배출단계 이후에 상기 역세공기 도입수단과 상기 복수개의 노즐을 통해 역세공기를 상기 하부챔버로부터 상기 여재층에 공급하여 상기 여재층을 팽창시킨 후, 역세공기 공급을 중단하고 상기 역세수 도입수단과 상기 복수재의 노즐을 통해 역세수를 공급하여 여재층을 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 폐수 처리 방법에 있어서, 상기 역세수는 본 발명의 제1 내지 제4 태양에 따른 폐수 처리 장치중 어느 일태양에 따른 폐수처리장치에서 배출된 처리수인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 폐수 처리 방법에 있어서, 상기 각 단계가 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)에 의한 자동운전되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 회분식 생물여과방식의 폐수처리장치를 이용하여 폐수를 처리하면 종래의 연속식 생물여과 방법에서 달성할 수 없었던 생물학적 인제거가 가능하며, 하나의 반응조내에서 질소와 인을 동시에 제거할 수 있어서 운전조작이 간편해진다. 또한 처리수의 수질도 종래의 SBR 방법이나 연속식 생물여과 방법에 비하여 더욱 우수하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 제1 태양에 따른 폐수처리장치의 단면도로서, 반응조 (30), 플레이트(32), 운전공기 도입수단(35), 역세공기 도입수단(34), 폐수도입수단(40), 수위조절장치(45), 처리수 배출 수단(48), 복수개의 노즐(46), 복수개의 산기장치(42), 복수개의 통기관(44), 반송수 도입수단(57), 상부챔버(62) 등을 포함한다.

반응조(30)의 기저부(31)는 플레이트(32)와 함께 하부챔버(33)를 형성하고, 플레이트(32)는 유입폐수가 노즐(46)을 통해서만 플레이트(32) 상부로 유입될 수 있도록 반응조(30) 내벽에 밀착하여 설치되어 있다.

플레이트 상부에는 여재층(50)이 위치하며, 여재층(50)은 소정높이의 지지층(52)에 의해 지지될 수 있다. 여재층(50)의 표면층 상부는 상부챔버(62)를형성한다. 지지층(52)은 자갈과 같은 재료로 이루어지며, 지지층(52)의 높이는 반응조(30)내 산기장치(42)의 높이에 따라 결정되는데, 운전 공기가 여재층(50)에 전반적으로 균일하게 공급될 수 있도록 산기장치와 여재가 직접 접촉하지 않도록 한다. 또한, 지지층(52)은 보다 고가인 여재의 낭비를 방지하기도 한다.

본 발명의 장치에 사용될 수 있는 여재는 미생물의 탈착과 부착이 용이한 재질로서 클레이가 주로 사용되며, 석탄회(fly ash)를 사용하기도 한다. 폐수처리시 여재의 안정적인 정착과 역세시 여재층의 팽창효과를 고려할 때, 여재의 비중은 1 ~ 2 가 바람직하고, 여재의 크기는 폐수처리용량, 여과효율 및 취급적성을 고려하여 적당한 공극율을 갖도록 선택하며, 예를 들면 그 직경이 2 ~ 8mm인 것이 바람직하다.

반응조의 측벽에는 하부챔버(33)에 처리하고자 하는 폐수를 도입하는 폐수도입수단(40), 운전공기를 플레이트 상부의 여재층(50)에 공급하는 운전공기 도입수단(35), 역세시에 역세공기를 하부챔버(33)에 공급하는 역세공기 도입수단(34), 역세시에 역세수를 하부챔버에 공급하는 역세수 도입수단(41), 처리수를 배출하기 위한 처리수 배출수단(48), 여재층을 통과한 처리수를 하부챔버로 반송하기 위한 반송수 도입수단(57)이 설치되어 있다. 또한 운전공기 도입수단(35)에는 운전공기 블로워(38)이 연결되어 있고, 역세공기 도입수단(34)에는 역세공기 블로워(36)가 연결되어 있다.

본 발명에 따른 폐수처리장치는 역세전에 하부챔버(33)내의 물 및 슬러지를 배출하기 위하여 기저부(31)에 배출구(60)가 설치되어 있다. 수위조절장치(45)는상부챔버(62)내의 수위가 충진수위(H_i)에 도달하면 폐수도입수단(40)의 펌프(미도시)를 중단시키고 밸브(미도시)를 닫고, 상부챔버(62)내의 수위가 배출수위(H_o)에 도달할 때까지 처리수 배출수단(48)에 의하여 처리수를 역세수 저장조(54)로 배출하거나 반송수 도입수단(57)으로보낸다.

반송수 도입수단(57)은 처리수 배출수단(48)으로부터 처리수를 하부챔버(33)로 반송시키며, 역세배수 배출수단(55)은 역세에 사용된 처리수를 역세배수 침전조(미도시)로 보낸다. 역세배수 침전조(미도시)에서는 그 하부에 가라앉은 슬러지를 배출하여 폐기하고, 상등수는 폐수가 반응조(30)에 유입되기 전에 머무르는 침전조(미도시)로 보낸다.

처리수 배출수단(48)에 설치되어 있는 밸브(미도시)는 배치식으로 운전되는 본 발명에 따른 폐수처리장치에 있어서 모든 폐수처리단계가 완료되어 처리수를 역세수 저장조(54)로 배출할 때에만 열리고 그외의 단계에서는 닫혀 있다.

도 4는 본 발명의 제3 태양에 따른 폐수 처리 장치의 단면도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 도 4의 제3 태양에 따른 폐수 처리 장치는 도 3의 제1 태양에 따른 폐수처리장치와 비교할 때 저류조(49)가 더 설치되어 있는 점에서만 다르다. 저류조(49)는 반송수 도입수단(57)을 통하여 처리수를 유입시켜 이를 일시 저장한 후, 상기 유입된 처리수를 하부챔버(33)에 공급하기 위한 것이다. 이와 같이 저류조(49)를 더 설치하면 상부챔버(62)의 상부여유고(free board)가 낮아져 반응조(30)의 높이를 낮출 수 있는 이점이 있다. 그 밖에 도 3에 표시된 참조부호와 동일한 참조부호는 도 3의 경우와 동일한 부재를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 도 5의 제2 태양에 따른 폐수처리장치는 도 3의 제1 태양에 따른 폐수처리장치와 비교할 때 폐수도입수단(40')이 직접 반응조(30)에 연결되어 있지 않고 반송수 도입수단(57)에 연결되어 있는 점에서만 다르다. 따라서 처리하고자 하는 폐수는 반송수 도입수단(57)을 통하여 반응조(30)에 공급되게 된다. 폐수가 반송수 도입수단(57)을 통하여 반응조(30)에 공급될 때에는 반송수 도입수단(57)에 설치되어 있는 밸브(미도시)는 잠기어 있는 상태가 된다. 그 밖에 도 3에 표시된 참조부호와 동일한 참조부호는 도 3의 경우와 동일한 부재를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 제4 태양에 따른 폐수 처리 장치의 단면도를 나타낸다. 도 6를 참조하면, 도 6의 제4 태양에 따른 폐수 처리 장치는 도 5의 제2 태양에 따른 폐수처리장치와 비교할 때 저류조(49)가 더 설치되어 있는 점에서만 다르다. 저류조(49)의 역할은 위에서 설명한 바와 같고, 그 밖에 도 5에 표시된 참조부호와 동일한 참조부호는 도 5의 경우와 동일한 부재를 나타낸다.

본 발명의 제1 내지 제4 태양에 따른 폐수처리장치에 있어서, 상부챔버(62)의 측면은 깔대기 형상과 같이 테이퍼링될 수 있는데, 이에 의하여 상부챔버(62)에 채워지는 처리수의 용량이 극대화될 수 있다. 이외에도 상부챔버(62)의 한쪽 측면만이 테이퍼링되어도 1회의 배치처리에서 처리할 수 있는 처리수의 용량을 증가시킬 수 있다.

아래에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 폐수처리장치를 이용한 회분식 폐수처리방법을 설명한다. 이에 의하여 본 발명에 따른 폐수처리장치의 구조 및 작동원리가 보다 분명해질 것이다.

(1) 유기물 및 고형물 제거, 질산화, 탈질 및 탈인을 위한 폐수처리방법

폐수도입수단(도 3 및 도 4의 40 또는 도 5 및 도 6의 40')을 통하여 공기가 공급되지 않는 조건에서 처리하고자 하는 폐수를 하부챔버(33)에 유입시킨 후 여재층(50)을 상향통과시켜서 상부챔버의 충진수위(H_i)까지 채운다. 폐수는 복수개의 노즐(46)을 통하여 균등분배되어 지지층(52)과 여재층(50)을 차례로 상향통과하여 상부챔버(62)로 이동된다. 수위조절장치(45)는 상부챔버(62)내의 수위가 충진수위(H_i)에 도달하면 폐수도입수단(40, 40')의 펌프(미도시)를 중단시키고 밸브(미도시)를 닫는다.

한편 폐수는 먼저 하부챔버(33)에 공급되기 전에 1차적으로 침사지 또는 침전조(미도시)를 거쳐 부유성 고형물의 일부를 제거하는 것이 역세주기를 길게할 수 있다는 점에서 바람직하다.

이어서 무산소 조건에서 상부챔버(62)에 채워진 폐수를 반송수 도입수단(57)을 통하여 하부챔버(33)로 반송시킨 후 여재층(50)을 상향통과하도록 순환시킨다. 폐수가 하부챔버(33)로부터 여재층(50)에 들어가기 전에 폐수는 복수개의 노즐장치(46)를 통하여 플레이트(32) 상부로 상향이동한다.

폐수가 여재층(50)을 상향이동할 때 폐수중의 부유성 고형물은 여재층(50)에 의해 걸러지며, 여재층내의 탈질미생물은 폐수중의 유기물을 이용하여 이전 사이클의 잔존 질산성 질소를 질소 가스로 전환시켜 질소를 제거하며 탈질시킨다.

여재층(50)의 하부에서 종속 인제거 미생물은 폐수중의 유기물을 이용하여 인방출반응을 진행시킨다. 인방출 반응을 진행시키기 위해서는 용존산소가 없어야 한다. 인방출 미생물의 세포내에 포함되어 있는 ATP는 인을 방출하면서 ADP로 되는데, 인방출미생물은 이때 발생되는 에너지를 이용하여 유기물을 PHB(Polyhydroxybutyrate) 형태로 세포내에 저장한다.

위 단계가 종료되면, 운전공기 블로워(38)을 작동시켜 운전공기 도입수단(35)을 통하여 공기를 공급하면서, 상부챔버(62)로부터 폐수를 반송수 도입수단(57)을 통하여 하부챔버(33)로 반송시킨 후 여재층(50)을 상향통과하도록 순환시킨다. 운전공기 도입수단(38)을 통해 공급되는 공기는 복수개의 통기관(44)에 장착된 복수개의 산기장치(42)를 통해 미세한 버블형태로 여재층 전반에 걸쳐 균등하게 분배될 수 있도록 상향 공급된다.

노즐(46)을 통하여 지지층(52)과 여재층(50)으로 들어간 폐수가 여재층(50)을 상향이동할 때 폐수중의 부유성 고형물은 여재층(50)에 의해 걸러지며, 이러한 호기성 조건에서 질산화 미생물은 공급되는 산소를 이용하여 폐수중의 유기질소와 암모니아성 질소를 질산화시켜 질산성 질소로 전환시킨다.

한편 인을 방출하였던 종속 인제거 미생물은 축적되었던 PHB의 일부를 산소를 이용하여 산화하여 과잉으로 에너지를 축적한다. 에너지를 얻는 산화과정에서 외부에 존재하는 폐수중의 무기인과 가수분해되어 무기인으로 전환된 유기인과 세포로부터 방출된 무기인은 과잉으로 섭취되어 고분자인의 형태로 미생물내에 저장되었다가 역세시에 고형물의 형태로 제거되게 된다.

위의 단계가 종료되면, 반송수 도입수단(57), 운전공기 도입수단(35), 운전공기 블로워(38)가 작동을 멈추고 처리수 배출수단(48)의 밸브(미도시)가 열리고 펌프(미도시)가 작동하여 상부챔버(62)의 수위가 배출수위(H_o)가 될 때까지 처리수가 역세수 저장조(54)로 이송된다.

위의 단계가 종료되면, 다음 배치의 폐수를 반응조(30)에 유입시키기 전에 모든 장치의 동작을 멈추고 일정시간 폐수장치를 정지한다. 이는 새로운 폐수를 반응조내에 충진하기 전에 반응시간을 조절하고 또한 미생물의 내생호흡에 의한 산소소모로 여과층의 상태를 무산소의 상태로 유지하기 위한 것이다.

이러한 아이들(idle) 공정의 완료후에는 다음으로 새로이 처리될 폐수를 반응조에 유입시킨 후 상술한 단계들이 반복되게 된다.

한편 여재층(50)은 부유성 고형물이나 과다성장된 미생물 찌꺼기로 많이 끼어있기 때문에 일정한 기간 동안 폐수처리장치를 운전한 후, 예를 들면 2일마다 역세될 필요가 있다.

역세단계에서는, 먼저 배출구(60)을 개방하여 하부챔버(33)내의 물 및 슬러지를 배출한다. 이어서 반응조(30)의 하부챔버(33)에 역세공기를 역세공기 블로워(36) 및 역세공기 도입수단(34)을 이용하여 공급하며, 역세공기는 노즐(46)을 통해 여재층(50)으로 공급된다. 이때 하부챔버(33)에는 노즐(46)에 의해 일정 높이의 공기층이 형성되기 때문에 여재층(50)을 팽창시키기에 충분한 압력의 공기가 균등하게 공급될 수 있다. 이어서 역세수 도입수단(41)을 통해 역세수를 하부챔버(33)에 공급한다. 하부챔버(33)로 유입된 역세수는 복수개의 노즐(30)을 통해 팽창된 여재층(50)으로 공급된다. 이러한 과정을 순서와 시간을 조절하여 여재층 내부에 갇힌 오염물질을 효과적으로 제거하여 여재층(50)을 세척한다.

(2) 유기물과 고형물 제거 및 질산화를 위한 폐수처리방법

운전공기 도입수단(35)을 통하여 공기를 공급하면서 처리하고자 하는 폐수를 폐수도입수단(도 3 및 도 4의 40 또는 도 5 및 도 6의 40')을 통하여 하부챔버(33)에 유입시킨 후 여재층(50)을 상향통과시켜서 상부챔버의 충진수위(H_i)까지 채운다. 수위조절장치(45)는 상부챔버(62)내의 수위가 충진수위(H_i)에 도달하면 폐수도입수단(40, 40')의 펌프(미도시)를 중단시키고 밸브(미도시)를 닫는다.

한편, 폐수는 먼저 하부챔버(33)에 공급되기 전에 1차적으로 침사지 또는 침전조(미도시)를 거쳐 부유성 고형물의 일부를 제거하는 것이 역세주기를 길게할 수 있다는 점에서 바람직하다.

위 단계가 종료되면, 운전공기 블로워(38)을 작동시켜 운전공기 도입수단(35)을 통하여 공기를 공급하면서, 상부챔버(62)로부터 폐수를 반송수 도입수단(57)을 통하여 하부챔버(33)로 반송시킨 후 여재층(50)을 상향통과하도록 순환시킨다. 운전공기 도입수단(35)을 통해 공급되는 공기는 복수개의 통기관(44)에 장착된 산기장치(42)를 통해 미세한 버블형태로 여재층 전반에 걸쳐 균등하게 분배될 수 있도록 상향 공급된다.

노즐(46)을 통하여 지지층(52)과 여재층(50)으로 들어간 폐수가 여재층(50)을 상향이동할 때 폐수중의 부유성 고형물은 여재층(50)에 의해 걸러지며, 이러한 호기성 조건에서 질산화균은 공급되는 산소를 이용하여 폐수중의 유기질소와 암모니아성 질소를 질산화시켜 질산성 질소로 전환시킨다.

위의 단계가 종료되면, 반송수 도입수단(57), 운전공기 도입수단(35), 운전공기 블로워(38)가 작동을 멈추고 처리수 배출수단(48)의 밸브(미도시)가 열리고 펌프(미도시)가 작동하여 상부챔버(62)의 수위가 배출수위(Ho)가 될 때까지 처리수가 역세수 저장조(54)로 이송된다.

이러한 질산화 공정의 완료후에는 다음으로 처리될 폐수를 반응조에 유입시킨 후 상술한 단계들이 반복되게 된다.

역세 단계는 위 (1) 유기물 및 고형물 제거, 질산화, 탈질 및 탈인을 위한 폐수처리방법에서와 동일하게 진행된다.

(3) 유기물과 고형물 제거 및 탈질과 질산화를 위한 폐수처리방법

폐수도입수단(도 3 및 도 4의 40 또는 도 5 및 도 6의 40')을 통하여 무산소 조건에서 처리하고자 하는 폐수를 하부챔버(33)에 유입시킨 후 여재층(50)을 상향통과시켜서 상부챔버의 충진수위(Hi)까지 채운다. 수위조절장치(45)는 상부챔버(62)내의 수위가 충진수위(H_i)에 도달하면 폐수도입수단(40, 40')의 펌프(미도시)를 중단시키고 밸브(미도시)를 닫는다.

위 단계가 종료되면, 운전공기 블로워(38)을 작동시켜 운전공기 도입수단(35)을 통하여 공기를 공급하면서, 상부챔버(62)로부터 폐수를 반송수 도입수단(57)을 통하여 하부챔버(33)로 반송시킨 후 여재층(50)을 상향통과하도록 순환시킨다.

폐수가 여재층(50)을 상향이동할 때 폐수중의 부유성 고형물은 여재층(50)에 의해 걸러지며, 이러한 호기성 조건에서 질산화 미생물은 공급되는 산소를 이용하여 폐수중의 유기질소와 암모니아성 질소를 질산화시켜 질산성 질소로 전환시킨다.

이 단계가 종료되면, 반송수 도입수단(57), 운전공기 도입수단(35), 운전공기 블로워(38)가 작동을 멈추고 처리수 배출수단(48)의 밸브(미도시)가 열리고 펌프(미도시)가 작동하여 상부챔버(62)의 수위가 배출수위(H_o)가 될 때까지 처리수가역세수 저장조(54)로 이송된다.

위의 단계가 종료되면, 다음 배치의 폐수를 반응조(30)에 유입시키기 전에 모든 장치의 동작을 멈추고 일정시간 폐수장치를 방치한다. 이는 새로운 폐수를 반응조내에 충진하기 전에 유량을 조절하고 또한 미생물의 내생호흡에 의한 산소소모로 여과층의 상태를 무산소의 상태로 유지하기 위한 것이다.

이러한 아이들(idle) 공정의 완료후에는 다음으로 처리될 폐수를 반응조에 유입시킨 후 상술한 단계들이 반복되게 된다.

한편, 반송수 도입수단(57)의 도중에 저류조(49)가 설치되어 있는 본 발명의 제3 및 제 4 태양에 따른 폐수 처리 장치를 사용하여 폐수를 처리하는 경우에는, 상부챔버(62)가 아니라 저류조(49)에서 각 처리단계를 마친 처리수를 집수하므로 상부챔버(62)의 상부여유고(free board)가 낮아져 반응조(30)의 높이를 낮출 수 있는 이점이 있다.

이하에서는 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 예시하고자 하나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아님은 물론이다.

<실시예>

하수처리장의 하수를 대상으로 도 3의 장치를 이용하여 유기물 및 고형물을 제거하고 질산화, 탈질 및 탈인을 위한 폐수처리방법을 다음과 같은 조건하에 처리하였다.

지지층의 높이; 30cm

여재층의 높이; 3m

여재의 종류 및 크기 ; 클레이, 2 ~ 6mm

폐수 충진 유량; 여재층의 부피를 기준으로 67 ~ 133%

처리 시간(EBCT); 3 ~ 6시간

역세주기; 1회/2days

1차 침전조를 거친 하수를 유입수로, 본 발명의 장치를 거쳐 방출되는 처리수를 유출수로 하여 수질 검사를 하였다. 유입수 및 유출수의 유기물 농도는 SCODcr, 질소 농도는 암모니아성 질소(NH₄-N)와 총질소(T-N), 인농도는 Ortho-P으로 나타내었다(단위: mg/ℓ). 표준방법에 따라 분석하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.

항 목	SCODcr	NH₄-N	NO₃-N	T-N	Ortho-P
유입수(mg/ℓ)	178	20.1	0.5	20.6	6.4
유출수(mg/ℓ)	22	1.8	1.8	3.6	0.1
제거효율	87.6%	91.0%	-	82.5%	98.4%

표 1을 참조하면, 본 발명에 의한 회분식, 생물여과 방식의 폐수처리장치를 이용하여 폐수를 회분식으로 처리하면 생물학적 인제거가 가능하며, 하나의 반응조만으로도 질소와 인을 동시에 효율적으로 제거할 수 있음을 알 수 있다. 따라서 폐수 처리 장치의 운전조작이 간편해진다.

아래의 표 2는 본 발명에 따른 회분식, 생물여과 방식의 폐수처리장치를 이용하여 폐수를 회분식으로 처리하는 방식의 효율을 종래의 연속식, 생물여과방식의 폐수처리장치를 이용하여 폐수를 연속식으로 처리하는 방식의 그것과 비교한 것이다.

항목	연속식생물여과기술	회분식생물여과기술
공정조건	처리시간(hr)	2	4
	생물학적인제거기능	없음	있음
	운전방식	연속식	회분식
처리효율	BOD	90	95
	COD	80	90
	SS	95	97
	T-N	70	80
	NH₄-N	98	98
	T-P	50	90
	Ortho-P	20	90

여기서, BOD와 COD는 유기물 함량의 척도이며, SS는 부유물질의 척도이며, T-P는 총인을 나타낸다.

표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 회분식, 생물여과방식의 폐수처리장치를 이용하여 폐수를 회분식으로 처리하면 연속식 생물여과방식에 의한 폐수처리방법에 비하여 처리시간은 더 소요되지만, 유기물질과 부유물질, 질소 및 인을 효율적으로 제거할 수 있음을 알 수 있다. 특히 연속식 생물여과기술의 경우에는 인을 거의 제거할 수 없지만 본 발명에 따르면 인마저도 효율적으로 제거할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 회분식 폐수처리장치를 이용하여 폐수를 처리하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 미생물막의 인방출 및 과잉섭취기작에 의하여 생물학적으로 폐수중의 인을 제거할 수 있다.

(2) 하나의 반응조내에서 유기오염물, 부유성 오염물질, 질소 및 인을 효율적으로 제거할 수 있어 장치 구조 및 운전조작이 간편하며 처리수의 수질이 뛰어나다.

(3) 별도의 침전조를 필요로 하지 않기 때문에 좁은 부지면적에도 설치가능하다.

(4) 시스템의 안정성이 뛰어나 자동운전에 의한 인력절감 및 운전의 용이성을 꾀할 수 있다.

Claims

기저부 및 상기 기저부로부터 소정 거리 이격된 상부에 위치하며 상기 기저부와 함께 하부챔버를 형성하는 플레이트;

역세를 하기 위하여 역세전에 상기 하부챔버내의 물 및 슬러지를 배출하기 위하여 상기 기저부에 설치된 배출구;

상기 플레이트에 의해 상기 플레이트 상부에 지지되고 그 상부층은 상부챔버의 기저부를 형성하는 여재층;

상기 하부챔버에 처리하고자 하는 폐수를 도입하기 위하여 상기 하부챔버에 연결된 폐수 도입 수단;

운전 공기를 상기 플레이트 상부의 여재층에 공급하는 운전 공기 도입수단;

상기 플레이트로부터 소정 거리 이격된 상부에 위치하며, 상기 운전 공기 도입수단과 연통하는 복수개의 통기관에 장착되는 복수개의 산기 장치;

역세시에 역세공기를 상기 하부챔버에 공급하는 역세 공기 도입 수단;

역세시에 역세수를 상기 하부챔버에 공급하는 역세수 도입 수단;

상기 플레이트를 통과하여 상기 하부챔버로부터 상기 여재층까지 뻗어 있는 복수개의 노즐;

상기 여재층을 통과한 처리수를 배출하기 위한 처리수 배출 수단;

상기 여재층을 통과한 처리수를 상기 하부챔버로 반송하기 위한 반송수 도입수단; 및

상기 상부챔버의 수위를 자동적으로 조절하기 위한 수위 조절 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 폐수도입수단은 상기 반송수 도입수단에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 여재층은 정상 운전시에는 처리하고자 하는 폐수, 처리수 또는 이들의 혼합수가 운전 공기와 함께 또는 운전 공기가 없이 상향 통과하고, 역세시에는 역세공기와 역세수가 상향 통과하는 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제1항에 있어서, 상기 산기장치는 정상 운전시에는 미세한 버블형태의 운전 공기를 균일하게 공급하여 미생물의 성장에 최적조건이 형성되도록 하고, 역세시에는 상기 공기 공급을 차단하더라도 처리 폐수의 역류를 방지할 수 있는 수단을 구비한 것을 특징으로하는 폐수 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 노즐은 정상 운전시에는 처리하고자 하는 폐수, 상기 처리수 또는 이들의 혼합수를, 역세시에는 역세공기와 역세수를 상기 하부챔버로부터 상기 여재층에 공급하며, 역세공기 주입시 상기 하부챔버에 소정높이의 공기층을 형성할 수 있는 수단을 구비하여 여재층을 팽창시키기에 충분한 압력의 역세공기를 균등하게 공급하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 여재층이 상기 플레이트의 상부면으로부터 상기 산기장치를 덮고 있는 소정 높이의 지지층에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 상부챔버의 측면은 상기 상부챔버에 채워지는 처리수의 용량을 극대화 하기 위하여 테이퍼링되어 있는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 폐수 처리 장치는 상기 반송수 도입수단을 통하여 처리수를 유입시켜 이를 일시 저장한 후, 상기 유입된 처리수를 상기 하부챔버에 공급하기 위한 저류조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
(a) 공기가 공급되지 않는 조건에서 청구항 제1항의 폐수처리장치의 폐수 도입 수단을 통하여 처리하고자 하는 폐수를 상기 하부챔버에 유입시킨 후 상기 여재층을 상향통과시켜서 상기 상부챔버의 충진수위까지 채우는 단계;

(b) 무산소 조건에서 상기 상부챔버에 채워진 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 상기 폐수중의 유기물과 상기 여재층내의 탈질미생물을 이용하여 이전 사이클의 잔존 질산성 질소를 탈질시키고, 또한 상기 폐수중의 유기물과 상기 여재층내의 종속 인제거 미생물을 이용하여 인방출반응을 진행시키는 단계;

(c) 상기 운전공기 도입수단을 통하여 공기를 공급하면서 상기 상부챔버로부터 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 유기질소와 암모니아성 질소를 질산화 미생물을 이용하여 질산화시키고, 종속 인제거 미생물을 이용하여 인 과잉섭취반응을 진행시키는 단계; 및

(d) 상기 상부챔버로부터 상기 처리수 배출 수단을 통하여 처리수를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
삭제
삭제
삭제
(a) 청구항 제1항의 폐수처리장치의 상기 폐수도입수단을 통하여 처리하고자 하는 폐수를 무산소 조건에서 상기 하부챔버에 유입시킨 후 상기 여재층을 상향통과시켜서 상기 상부챔버의 충진수위까지 채우는 단계;

(b) 무산소 조건에서 상기 상부챔버에 채워진 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 상기 폐수중의 유기물과 상기 여재층내의 탈질미생물을 이용하여 이전 사이클의 잔존 질산성 질소를 탈질시키는 단계;

(c) 상기 운전공기 도입수단을 통하여 공기를 공급하면서 상기 상부챔버로부터 폐수를 상기 반송수 도입수단을 통하여 상기 하부챔버로 반송시킨 후 상기 여재층을 상향통과하도록 순환시켜, 유기질소와 암모니아성 질소를 질산화 미생물을 이용하여 질산화시키는 단계; 및

(d) 상기 처리수 배출수단을 통하여 상기 질산화 단계를 거친 처리수를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
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제10항 또는 제14항에 있어서, 상기 처리하고자 하는 폐수를 상기 폐수처리장치에 공급하기 전에 먼저 침전조에 유입시켜 폐수중의 부유 고형물의 일부를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
제10항 또는 제14항에 있어서, 상기 처리수 배출단계 이후에 상기 역세공기 도입수단과 상기 복수개의 노즐을 통해 역세공기를 상기 하부챔버로부터 상기 여재층에 공급하여 상기 여재층을 팽창시킨 후, 역세공기 공급을 중단하고 상기 역세수 도입수단과 상기 복수재의 노즐을 통해 역세수를 공급하여 여재층을 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
제17항에 있어서, 상기 역세수는 상기 폐수처리장치에서 배출된 처리수인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
제10항 또는 제14항에 있어서, 상기 각 단계가 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)에 의한 자동운전에 의해 반복되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.