KR100449583B1 - 호기성생물학적개량하수처리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명 기술은 개량 생물학적 하수처리 및 기계적으로 일부처리된 기안정된 하수처리에 대하여 한 개의 탱크내에서 부유활성슬러지와 부착막 생물량을 광범위하게 작동시켜 생물학적으로 질소와 인의 성분들을 분해시키는 기술이며 그러한 방법으로 바이오스테이지에서 바로 정화된 물을 얻을 수 있다. 본 기술은 그러한 방법으로 특징되고 한 개의 바이오탱크내에서 산소주입을 조정 또는 조절하여 서로 다른 산소환경조건을 형성한다. 즉 수면 근처의 호기성지역과 바닥근처의 무산소지역으로 나누어지며 불연속적으로 한 개 또는 그 이상의 전환지역으로 전체가 연결되는 것이다. 바이오탱크는 전체 부유활성슬러지와 3kg/m3 이상의 부착막 생물량을 합한 총농축 생물량으로 작동된다. 따라서 한 바이오탱크내에서 개량된 생물학적 질산화 및 탈질화와 개량된 생물학적 인섭취를 동시에 집중처리할 수 있고 더 좋은 장점으로는 집중적인 부착막 표면에 산소 주입을 위한 셀 세그먼트 접촉폭기조를 작동하는 것이다.

Description

호기성 생물학적 개량 하수처리방법{PROCESS FOR THE THOROUGHGOING AEROBIC BIOLOGICAL PURIFICATION OF WASTE WATER}
본 발명은 활성 슬러지 시스템과 잠수회전체 활성화 프로세스를 조합한 합성시스템을 이용한 생물학적 하수처리방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 청구범위 제 1항에 의거하여 과잉 인의 제거와 함께 질산화 및 탈질화를 통해 동시에 처리하는 공정에 대한 것이다.
하수처리장에서 질소와 인을 제거하기 위하여서는 생물학적 기법이 대부분 질소성분의 제거(질산화/탈질화)를 위해 활용된다. 많은 경우 인은 하수에 화학적 방법으로(화공약품, 철화합물을 사용한 응집제, 명반 또는 칼슘 콤파운드)을 첨가하여 제거시킨다.
인제거를 위한 생물학적 방법은 작년에야 겨우 개발되었다. 이 방법들은 활성슬러지의 미생물세포에 포집되지 못한 인을 활성화된 슬러리 조직에서 인산염 합성을 높이는 식으로 이루어진다.
(참조: ATV(1989): Biologische Phosphorentfernung, Journal "Korrespondenz Abwasser" 36, PP 337-348(1989) and kunst, s., "Untersuchungen zur biologischen Phosphorelimination im Hinblick auf ihre abwassertechnische Nutzung", Institute for water pollution degradation of the University of the city Hannover, publication number 77(1990)
질소와 인성분을 제거하기 위한 모든 기술은 개량 하수처리 또는 3차 처리라고 불린다.
활성화탱크내의 잠수회전체인 부착막 반응기는 논문 DE-A 29.14.689 또는 DE-A 31.40.372에서 잘 알려져 있다. 앞에서 언급한 바와 같이 잠수회전식 생물학적 접촉폭기기와 같은 소위 RBC시스템(회전식 생물학적 접촉기)부착판 반응기에 속한다. 회전시스템은 부착판기법을 위하여 공기와 물외 싸이클을 바꾸어 주는 일을 한다. 접촉기는 중심축 주위를 회전하고 플라스틱 또는 유사물질로 만들어진 판이나 디스크로 구성되어 있다. 접촉폭기기의 설치나 작동은 위에서 언급된 논문에 기술되어있다. 부착막 반응기는 거기에서 대기가 중심축의 주위를 회전하는 회전식 생물학적 접촉폭기기에 의하여 수증으로 갇히거나 포집되는데 살수여상과 같은 방법으로 사용될 수 있다. 질소성분의 산화(질산화)를 위한 미생물은 부착막에서 성장하게되고 양질의 질산화가 보장된다.
다른 한편으로 폭기 및 부유성장기법의 혼합을 위하여 접촉폭기기를 사용하는것이 가능하고 별도의 혼합장비가 필요치 않다. 단지 하나의 탱크에서 인제거 기술과 질산화/탈질화를 통합처리하는 것이 성공되지 못한다고 알려져 있고 하나의 탱크에서 생물학적 과잉 인섭취를 통합하여 질산화/탈질화를 동시에 처리하는 것이 불가능하다. 그럼에도 불구하고 부착막기법과 활성슬러지기법이 조합된 합성기법이 한 탱크내에서 작동되는 생물학적 개량하수처리를 위한 기술의 활용이 가능하다. 이 기법은 하수 및 저농도 폐수에도 작동한다. 질소성분 및 인의 공해는 생물학적으로 높은 효율을 갖도록 분해되고 따라서 유출수의 질이 청구범위 제 1항의 특성을 달성한다. 각 개의 청구항에서 공정을 변경하는 이점이 보호되어 진다. 위에서 언급한 종류들의 기술은 산소조절장비를 사용하여 바이오탱크의 서로 다른 환경지역에서 서로 다른 산소조건으로 작동한다. 수표면 근처에서 호기성 지역이 형성되고 바이오탱크 바닥에서는 혐기성 환경이 될 것이다. 다른 산소환경을 가진 지역의 확장은 고정되지 않고 전환지역이 형성된다. 이 기술의 또 다른 특성은 미생물체의 총량이 부유성장 슬러지와 부착막 미생물로 구성되고 바이오탱크 수중에서 ㎥당 3kg이상의 건조고형물이 된다. 그러므로 하수정화를 위하여 개량된 생물학적 인제거(과잉 인섭취)와 동시에 질산화 및 탈질화의 동시처리를 보장하는 것이 가능하나 통합하여 다른 지역이나 다른 바이오 탱크의 수위에서의 다른 산소환경과 보통 미생물체의 높은 응집력으로 처리되고 따라서 결정적이고 상승효과적인 효율에 영향을 주고 보다 경제적인 운전과 저렴한 유지관리비에 있어서, 다른 잘 알려진 기법들과 비교된다.
도면에서(첨부 도면참조) 두 개의 셀 세그먼트 접촉폭기기와 최종침전지의 단면이 설치되어 있는 바이오탱크의 단면을 보여 주고 있다.
청구된 발명은 한 바이오탱크의 다른 지역에서나 한 개의 활성슬러지 탱크내에서 다른 산소환경으로 작동된다. 다른 지역에서의 정화기법은 이러한 산소환경에 의해 영향을 받는다. 유기탄소성분들은 산소환경이 독립된 상태에서 항상 분해될 것이다. 주로 진보된 정화기법들 즉 질산화, 탈질화 및 생물학적 인 섭취는 다른 특수 부하율로 작동되도록 영향을 받는다. 고 효율 질산화는 호기성지역에서 이루어지고 바이오탱크의 수표면 근처에 위치한다. 이 지역의 호기성환경은 용존산소나 화학적 결합산소의 경우에 암모니아 성분의 질산화과정에서 발생되는 질산염에 의해 결정된다. 이 공정과 반대로 탈질화과정들은 혐기성 지역에서 처리된다. 이 지역은 바이오탱크 바닥근처에서 형성된다. 혐기성환경이 지배적인 혐기성지역은 부분 또는 전체 용해산소나 화학적 결합산소의 결핍에 의해서 형성된다. 청구된 발명에 따르면 다른 호기성 및 혐기성 환경지역이 하나 이상의 전환지역으로 연결되어 있다. 전환지역을 연속적으로 형성하는 것이 있는가 하면 불연속적으로도 형성된다. 본 발명에 따르면 하나 이상의 전환지역에서 산소환경은 항상 한 가지 방법으로 형성되고 용존산소농도는 0.5mg/l보다 크게 될 것이다. 이러한 환경은 개량된 생물학적 인섭취에 영향을 준다. 때로는 무산소환경이 바이오탱크 바닥에 깔려있을 수 있는데 용존산소나 화학적 결합산소의 부분 또는 전체적 결핍에 의하여 형성된다(탈질화 직후). 이러한 환경은 탈질화 및 생물학적 인섭취를 촉진시킨다. 잘 알려진 지식에 반하여 이 발명은 놀라운 경험이었고 단지 한가지 방법으로 한 개의 바이오탱크 내에서 다른 산소환경을 조절하거나 변화시킬 수 있고 단지 한 탱크 내에 하나의 기술로서 미생물에 압력을 가하여 질산화/탈질화 및 개량된 생물학적 인섭취를 동시에 이루는 것이다.
이미 알려진 개량된 생물학적 인섭취 방법은 화학적 방법이 첨가되거나 전체 무산소 환경을 갖기 위해서 분리탱크를 추가하여 작동하여야 한다. 이 발명에서는 한 탱크내에서 한 개의 기술로서 작동이 가능하나 회수수량에 의하여 추가요구수량을 과감히 줄일 수 있다. 이러한 용수는 정화처리장에서 처리해야 하는 하수의 두배가 보통이다.
이미 알려진 기술로서도 역시 개량된 생물학적 인섭취와 동시에 질산화/탈질화를 이루는 경우가 있으나 청구된 발명과 비교하여 보면 이러한 기술들의 기법들은 준(유사)동시기법으로 부르는 것이 좋을 것이다. 알려진 기술들이 같은 탱크내에서 다른 산소환경으로 역시 질산화 및 탈질화를 시도하나 같은 탱크 또는 환경적 조건이 엄격히 분리된 일부분의 탱크에서 시간을 달리하거나 바꾸는 데 적합하다. 이 발명에서는 산소조건의 전환으로 몇 개의 다른 환경지역을 만들어 낼 수 있다. 아무도 이전에는 그러한 전환지역 조건을 깨닫지 못하였다. 이 발명은 하나의 단순하고 확실한 기술로서 그것을 깨닫게 하였다.
발명 기술의 작동방법에서 두가지 변화의 주된 특성은 미생물이 계속적으로변화되고 있는 환경조건에서 활동하여야 한다는 것이다. 이 변화는 현저히 보통때와 같은 매분마다 보다 짧은 시간내에서 일어날 것이다. 알려진 기술에서는 변화가 분리된 탱크에서 몇시간 후에 일어나게 될 것이다. 발전된 변화에서는 추가혼합장치가 필요치 않는데 이는 접촉폭기기가 효율적인 폭기 뿐만 아니라 혼합장비의 역할까지도 이루기 때문이다. 위에서 언급한데로 상승효과 작용이 포함된 효과들을 사용하여(다른 산소환경 조건들과 높은 활성생물체농도)높은 효율, 공정의 높은 안정성, 보다 경제적인 운전과 저비용의 유지관리비가 다른 잘 알려진 기술들과 비교된다. 특별히 아래의 장점들은 알려진 기술들과 비교하여 발명 기술의 특성을 나타낸다.
- 통합시스템으로서 부유활성슬러지와 부착막 미생물체의 특수한 분해 특성을 활용한 높은 정화 효율.
- 총미생물의 높은 농도에 의존하는 높은 수리학적 부하율로서 처리되는 것까지도 개선된 생물학적 분해성과,
- 활성슬러지 질의 개선 즉 저 슬러지지수, 보다 나은 침전 특성.
- 50%의 높은 미생물농도를 사용하여 보다 나은 공정변화에 대한 적용성.
- 저성장 미생물농도에 의한 슬러지 일령의 증가.
한 탱크를 갖는 많은 기존 기법들은 간헐(불연속)폭기 즉 질산화(호기성)를 위한 폭기시간과 무폭기(혐기)시간에 작동된다. 일반적으로 분리된 혼합기구는 무폭기 시간을 위해 필요하다. 발명의 이점은 다른 정화기법들을 위한 최적 분해환경이 이렇게 복합적이고 동시적 처리기술에 의하여 제공될 이러한 기법들 중의 하나가 아닌 것으로 관찰되는 것이다. 다른 잘 알려진 기법들은 탱크의 일부분과 무폭기 분리로 나누어져 있다. 일반적으로 보조기구가 무폭기시 탱크를 혼합시키는 것이 좋다. 이 발명의 장점은 분리를 할 필요가 없고 추가 기구가 필요 없으며 단순히 동일한 동작순서에 화학물질들이 필요없다. 3kg/㎥이상의(부유성장슬러지와 부착막 미생물 합계)의 건조 고형분의 생물체농도로 기술을 작동할 수 있다. 바람직하게는 변경은 4kg/㎥에서 8kg/㎥까지 건조고형분 총미생물을 증가할 수 있다. 그러한 미생물 농도는 다른 잘 알려진 기술에서 알려진 수치보다 높다. 10kg/㎥까지도 이 발명을 사용할 수 있다. 최적 기법은 5-7kg/㎥까지의 농도에 이르는 것이다. 이 발명의 하나의 특징은 다른 공정을 위해 필요한 산소환경이 단지 한 탱크내에서 동시에 일어난다는 것이다. 실제로 호기성환경 공정은 발명의 특징적 변화로서 1-4mg/l폭으로 용해산소 농도로 작동한다는 것이다. 최적상태는 1-3mg/l폭이다. 본 발명의 유리한 조건으로 혐기공정은 0.5mg/l미만의 용해산소농도를 유지한다. 또 하나의 장점은 0mg/l의 화학 결합된 산소성분 농도로 작동되는 공정인 것이다. 발명을 이해하기 위해서는 아래 사실이 특별히 고려되어야 한다. 산소주입을 조정 및 조절함으로써 발명은 모든 공정이 포함되는데, 이 공정들은 수표면 주위의 호기성지역과 무산소지역이 형성되도록 전환되는 바이오탱크 바닥 주변의 혐기성 지역에서 한가지 방법으로 한 바이오탱크에서 다른 산소 환경을 작동한다. 세 지역 호기성, 혐기성, 무산소의 변화 뿐만 아니라 호기성과 혐기성의 두지역의 변화가 발명의 장점을 달성하는데 충분하다. 특별히 산소환경지역의 전환은 연속 유수상태에서 행해지는 장점이 있다. 이 발명의 다른 환경지역은 탱크내부를 칸막이하여 분리시키는 것이 아니라 그 탱크내에서 수위의 서로 다른 지역에서 이루어진다. 실제로 전체 탱크부피의 1/2에서 3/4까지 좋은 조건으로는 2/3-3/4까지에서 호기성지역이 작동된다. 더욱이 본 발명에 따라 나머지 부피인 전체부피의 1/4-1/2까지, 바람직하게는 전체부피의 1/4-1/3까지에서는 무산소 조건으로 작동되는 것이 바람직하다.
예상하건대, 하나 또는 비교적 그 이상의 다른 전환지역에서 용존산소농도는 탱크바닥의 무산소지역으로 부터 수표면의 호기성지역으로 증가될 것이다. 실제로 이 전환지역에서의 용존산소농도는 0.5-1mg/l의 폭으로 유지되어야 한다. 발명의 변화는 전환지역에서 용존산소농도가 0-0.5mg/l까지의 폭으로 고려되는 것이다. 다른 산소환경조건을 가지고 발명기술이 작동되기 위해서는 용존산소의 주입을 조절하고 용존산소농도를 조절하는 것이 필요하다. 실제로 무산소지역에서나 실제값을 찾아 내기 위해서 짧은 시간의 공간에서 연속적으로 용존산소농도를 조절하는
것이 바람직하다. 더욱 바람직한 것은 호기성 지역에서 연속적으로나 짧은 시간안에 용존산소농도의 추가적 조정을 하는 것이다. 이러한 조정수단으로 상품화된 산소감지기를 장착한다. 실제값에 따라 계속해서 언급한데로 짧은 시간안에 측정되고 그 실제값은 거의 산소주입을 조절함에 의해서 설정값이 되게 한다. 바람직한 설정값 또는 다른 지역에서의 산소농도에 대한 설정폭은 위에서 언급되었다. 농도설정값에 대한 산소주입조절은 전문가들에게 잘 알려진 많은 기술들로 가능하다. 발명은 한 개의 단순하고 저비용으로 충분한 장비를 특별하게 마련하는 것을 생각한다. 산소주입은 셀 세그먼트 접촉폭기기에 의하여 영향을 받는다. 특수 접촉폭기기들의 상세한 내용은 논문 DE-A 29.14.689, DE-A 31.40.372 또는 DE-A 34.11.865(CN 10 467)에서 기술되어 있다. 실제로 설정산소값에 이르기 위해서는 산소주입이 측정된 실제값에 의존한 접촉폭기기의 회전수에 의하여 조절된다. 특히 바람직하게는 접촉폭기기 위에 더하여 바이오탱크내에서 실제 산소값을 측정함에 의하여 이루어진다. 개별적 정화공정들을 위한 다른 환경조건들은 똑같은 바이오탱크내에서 동시에 일어난다. 접촉폭기기를 작동하여 기술의 두가지 변화는 위 설명의 결론으로서 특별히 언급되어야 한다. 기술의 첫번째 변화에서 단지 두개의 환경조건인 호기성 지역과 무산소지역이 바이오 탱크내에서 이루어지는 것이다. 호기성 환경은 항상 접촉폭기기의 중앙 또는 바로 우측에 있고 접촉폭기기의 회전수와 무관한 수표면 아래 지역에 있다. 항상 높은 질산화 효율이 가능하다. 바이오 탱크 바닥이나 접촉폭기기에 더 나아가 일부분적으로 무산소 환경은 탈질화를 이루게 한다. 용존산소농도는 조절이 가능하므로 무산소환경은 혐기성도 얻을 수 있으나 꼭 그렇지만은 않다. 발명기술의 두번째 변화에는 모든 환경 즉 호기성,무산소, 혐기성 조건이 형성된다. 원리적으로 작동방법은 첫번째 변화와 같다. 똑같은 접촉폭기기를 장착하여 바이오탱크 크기를 확장하면 무산소환경지역이 증가된다. 혐기성 환경은 이 지역의 추가부분에서 이루어진다.
발명기술의 개선된 경제성은 아래와 같다.
- 저비용의 유지관리비
- 높은 산소주입과 낮은 전력소모
- 서비스의 높은 안정성
- 접촉폭기기의 간단한 기계장치
이 발명은 정화처리장을 위해 건설된 한 예에서 상세하게 설명된다.
발명기술의 바이오탱크(10)는 2개의 회전식 셀 세그먼트 폭기기(30)으로 장치되어 있다. 접촉폭기기의 세그먼트들은 중앙축 주위에 좌우 또는 방사형태로 장치되어 있다. 접촉폭기기를 회전시키기 위하여 이 도면에서는 상세도가 없는 단지 단상 전기모터 운전시스템(40)을 사용하고 있다. 산소 감지기(50)는 산소의 실제값을 측정하기 위하여 바이오탱크 액상내부에 장치된다. 실측치에 따라 접촉폭기기의 회전수를 조절하기 위하여 감지기는 모터 운전시스템을 조절한다. 예를 들면 셀 세그먼트 접촉폭기기(30)가 한 예이다. 하수는 유입구(60)를 통과하여 바이오탱크 안으로 흐른다. 바이오탱크내의 호기성 환경지역(70)은 수표면 근처에서 형성된다. 이 지역내에서 용해산소농도는 보통 1.0mg/l이상이다. 바이오탱크 밑바닥 가까이 또 다른 환경지역(80)이 형성되고 이 지역에서 무산소 조건이 존재한다. 용해산소농도는 보통 0.5mg/l이상이다. 도면에서와 같이 호기성 지역과 무산소지역 사이에 전환지역(90)이 존재하는데 이 지역에서의 용해산소농도는 0.5-1.0mg/l의 범위이다. 이 전환지역의 연장은 두 밝은 선으로 예를 들어 표시되어 있다. 처리수는 바이오탱크(10)의 밖으로 흘러서 유출구(100)을 통과하여 최종침전지(20)으로 유출된다.
반송슬러지는 최종침전지(20)로부터 바이오탱크(10) 내부로 향하는 입구(140)까지 출구(120)을 통과하여 회송된다. 잉여슬러지는 출구(130)을 통과하여 반송슬러지로부터 수거된다. 유출구(110)을 통과한 정화수는 최종침전지를 벗어날 수 있다. 본 발명기술에서 이미 언급된 셀 세그먼트와 파이프 세그먼트 접촉폭기기가 사용된다. 두가지의 접촉폭기기는 모두 사실상 통합시스템이고 활성슬러지와 부착막기법을 조합한 것이다. 접촉폭기기는 여러개의 세그먼트(챔버:조)로 구성되고 접촉기들은 바이오탱크내의 고정 위치에 설치된다. 접촉기들은 모든 시간동안 잠수될 수 있거나 전표면 또는 부분표면이 시간별로 잠수될 수 있다. 하수의 정화는 한편으로는 혼합된 액상 속의 부유활성 슬러지에 의해 영향을 받고 다른 한편으로는 접촉기들의 표면적에 붙어 있는 생물막의 부착막 미생물에 의해 영향을 받는다. 그들 단점을 포함하여 각 공정의 장점은 이러한 기술을 조합하는 것이다. 미생물을 위한 산소 공급이 휠의 저속 회전에 의해서 확신되고 이것은 전기적 주파수가 수표면 위의 기어를 조절함에 의해 영향을 받는다. 세그먼트가 회전하는 동안 수표면 위의 챔버들을 가지고 잠수하자마자 혼합된 조내부의 액체는 밖으로 나오게 되고 그때에 세그먼트는 대기공기로 가득차게 된다. 생물학적 하수처리에 필요한 산소는 부착막의 젖은 표면에서 용해된다. 이렇게 매우 큰 면적이 직접 공기의 부분압력으로 노출되기 때문에 산소농도의 직접적 유입이 달성된다. 산포에 의해 산소는 농축농도에 따라 생물막으로 침투된다. 세그먼트가 혼합된 액체속으로 다시 잠수되는 동안 공기는 더 이상 빠져나갈 수 없고 세그먼트 내부에 갇히게 된다. 회전과정에서 공기는 바이오탱크의 밑바닥으로 밀려 내려간다. 이러한 방법으로 공기는 더욱더 압력을 받게 된다. 하부로 회전하는 동안 공기의 일부는 빠져나갈 수 있고 중간 미세기포의 형태나 미세기포들이 세그먼트 모양에 의해 일어나는 폭기조의 중앙으로 채널을 형성한다. 결과적으로 기포들은 반대편 세그먼트를 통하여 수표면에 다다르게 된다. 이러한 휠의 회전으로 혼합된 파도(소용돌이)는 바이오탱크내에 동질의 혼합에 영향을 준다. 혼합된 액체속에서 모든 활성 슬러지의 처음 것은 항상 충분한 산소를 공급받는다. 접촉폭기기가 위로 회전하는 동안 부분적으로 공기가 채워진 세그먼트들은 부력을 일으켜서 회전에 필요한 추진력을 감소시킨다. 단지 잠시 동안에 남아있는 공기가 물속으로 풀어지게 된다. 세그먼트들 안에 있는 표면적의 부착막은 대기를 지날 때 포화상태까지 산소를 공급한다. 강제 연행공기는 회전하는 동안 세그먼트 내부에 있는 판이나 디스크의 모든 내부표면에 다시 접촉하게 된다. 고정상막의 이러한 모든 미생물에 의하여 회전하는 동안 혼합 액체속에 역시 산소를 공급한다. 강제 연행되는 공기는 판이나 디스크들의 특수한 축표면을 접촉한다. 이러한 축표면으로 인하여 산소공급을 위한 헤아릴 수 없는 전환지역이 형성된다. 이 결과 부착막과 부유활성슬러지 두 성상을 위한 산소 공급이 균등하게 일어난다. 발명기술의 효과를 나타내기 위하여 시범 정화처리장에서 얻은 측정결과를 설명하여 본다. 그 처리장은 특별히 개량된 질산화를 위해 고안된 것이다. 총생물량은 활성슬러지와 부착막 생물량의 합이 5∼10kg/m3 건조고형분의 범위이다. 평균 바이오스테이지의 소모전력은 5.6kW였고 탱크용량은 240m3이었으며 그 용량 부하는 BOD5 0.7kg/m3·d의 값에 달했다. 바이오탱크의 수심은 약 4m였고 설치된 셀 세그먼트 접촉폭기기의 직경은 4.25m였다. 탱크 밑바닥과 접촉폭기기의 회로에서 최저지점과의 간격은 0.25m이었고 접촉폭기기 꼭대기는 바이오탱크 수표면 아래 회로에서 최고지점까지 0.5m 정도이었다. 용해산소농도는 바이오탱크액상 셀 세그먼트 접촉폭기기 근처의 5개 관찰지점에서 시판되는 산소센서를 사용하여 측정되었다.
관찰 1 지점은 밑바닥에서부터 0.5m와 수면에서부터 3.5m에 설치되었다.
관찰 2 지점은 밑바닥에서부터 1.5m와 수면에서부터 2.5m에 설치되었다.
관찰 3 지점은 밑바닥에서부터 2.5m와 수면에서부터 1.5m에 설치되었다.
관찰 4 지점은 밑바닥에서부터 3.45m와 수면에서부터 0.55m에 설치되었다.
관찰 5 지점은 밑바닥에서부터 3.95m와 수면에서부터 0.05m에 설치되었다.
생물량은 건조고형물 농도로 분석되었다. 용해산소농도의 실측치에 따라서 접촉폭기기의 회전수는, 표 1에 나타낸 실측치가 항상 측정 지점 1-5에서 측정되는 방식으로 매분마다 0.3에서 1.0 회전의 범위로 조정되었다. 농축은 거의 전 시간에 일정하게 산소 농축을 조절하는 결과를 얻었고 회전수를 조정하였다. 일년중 시험기간의 월별 평균치를 표 1에서 보여주고 있다.
측정지점 1O2 mg/l 측정지점 2O2 mg/l 측정지점 3O2 mg/l 측정지점 4O2 mg/l 측정지점 5O2 mg/l 건조 고형물kg/m3
1월 1.27 1.11 0.88 0.25 0.01 6.12
2월 1.35 1.15 0.80 0.20 0.01 7.32
3월 1.20 1.24 0.84 0.22 0.00 6.02
4월 1.29 1.18 0.80 0.27 0.01 7.72
5월 1.32 1.14 0.90 0.32 0.01 7.02
6월 1.36 1.16 0.90 0.30 0.01 6.92
7월 1.34 1.19 0.88 0.27 0.00 7.62
8월 1.38 1.20 0.90 0.40 0.01 6.52
9월 1.38 1.19 0.88 0.40 0.01 7.01
10월 1.31 1.15 0.89 0.34 0.00 7.02
11월 1.29 1.14 0.90 0.48 0.01 6.42
12월 1.40 1.20 0.90 0.47 0.01 6.32
정화처리장의 효율은 표 2에 기록된 수치와 같다. 처리장의 유입과 유출에 대한 아래의 매개변수들이 측정되었다.
BOD5 : 생물학적 산소요구량
COD : 화학적 산소요구량
PO4-P : 인산염 - 인산(Phosphates-Phosphorus)
NH4-N : 암모니아 질소(Ammonium Nitrogen)
NO2-N : 아질산염 질소(Nitrite Nitrogen)
NO3-N : 질산염 질소(Nitrate Nitrogen)
일년중 시험기간 동안의 월별 평균치를 표 2에서 보여주고 있다. 표 2에서의 결과를 보면 본 발명기술로서 고도 질산화와 탈질화가 고도 생물학적 인섭취까지 종합하여 처리되는 것을 볼 수 있다.
유입 유출 유입 유출 유입 유출 유입 유출 유입 유출 유입 유출
일자 Q-유입 BOD5 BOD5 COD COD PO4-P PO4-P NH4-N NH4-N NO2-N NO2-N NO3-N NO3-N
평균치 건조한 공기 mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
4-500m3/d
1월 215 3 572 31 16.5 1.1 33.4 5.3 0.02 0.017 1.5 4.3
2월 190 ＜3 432 32 12.1 1 28.4 3.6 0.02 0.01 0.9 4
3월 200 ＜3 476 34 15.4 0.9 41.3 3.8 0.017 0.02 1.1 4.3
4월 250 3 510 37 18.9 1.2 27.4 5.8 0.18 0.017 1.6 3
5월 190 3 490 32 16.8 0.9 31.4 4 0.17 0.04 4 2.4
6월 220 ＜3 343 34 12.4 0.9 43.4 2.4 0.21 0.17 3.3 2.5
7월 230 3 422 35 11.8 0.7 41.3 3.2 0.17 0.16 3.2 1.8
8월 208 3 364 31 14.3 1 36.4 3 0.46 0.21 4.1 1.4
9월 190 3 491 36 11.8 1.2 38 4.3 0.34 0.28 2.2 1.4
10월 210 3 460 34 13.4 0.9 38.4 3.1 0.23 0.17 2.8 2.3
11월 190 3 417 36 13.4 1 39.4 4 0.43 0.23 3.4 4.5
12월 180 3 410 32 11.9 0.9 34.3 4.5 0.43 0.36 3.4 4.4

Claims (17)

  1. 개량 생물학적 하수처리와 기계적으로 일부 처리된 하수에 대하여 한 개의 탱크 내에서 질소와 인의 성분들을 정화처리한 물을 바로 바이오스테이지에서 얻을 수 있도록 생물학적으로 광범위하게 분해시키는 방법으로서,
    바이오탱크가 다른 산소환경조건이 되도록 산소주입을 조절 및 조정함으로써 수면근처의 호기성지역과 바닥근처의 무산소지역이 형성되고 이것들이 한 개 이상의 전환지역과 연결될 수 있고,
    바이오탱크는 부유활성슬러지와 3kg/㎥ 이상의 건조고형분 부착막생물량을 합한 총생물량 농도로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 총생물량 농도가 4-8kg 범위로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 호기성 환경지역에서 용해산소농도가 1-4mg/ℓ 범위로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 무산소 환경지역에서 용해산소농도가 0.5mg/ℓ 이하의 범위로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 화학반응된 농축산소, 즉 질산화질소가 0mg/ℓ 가까이 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전체 탱크 용량의 1/2에서 3/4 까지, 바람직하게는 2/3에서 3/4 까지 호기성 환경으로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전체 탱크용량의 1/4에서 1/2 까지, 바람직하게는 1/4에서 1/3까지 무산소 환경조건으로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 호기성 환경지역과 무산소 환경지역 사이가 하나의 띠로 연결된 전환지역에서 용존산소농도가 0.5mg/ℓ보다 크고 1mg/ℓ보다 작도록 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 호기성 환경지역과 무산소 환경지역 사이가 하나의 띠로 연결된 전환지역에서 용존산소농도가 0mg/ℓ보다 크고 0.5mg/ℓ보다 작도록 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 용해산소농도가 무산소 환경지역에서 지속적으로 실제값을 얻을 수 있도록 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 용해산소농도가 호기성 환경지역에서 지속적으로 실제값을 얻을 수 있도록 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 산소투입을 조절 및 조정함으로써 용해산소농도의 실제값이 설정값에 접근하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 셀 세그먼트 폭기조 또는 이와 비슷한 폭기조로서 산소가 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 용해산소농도의 실제값의 한 기능으로서 최적설정값을 조절하기 위하여 접촉 폭기조의 회전수를 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 용해산소농도의 실제값이 바이오탱크 액상내의 접촉폭기조 외부에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 산소투입을 조절 및 조정함으로써 용해산소농도의 실제값이 설정값에 접근하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 용해산소농도의 실제값이 바이오탱크 액상내의 접촉폭기조 외부에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
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