KR100470956B1

KR100470956B1 - 유기성 폐기물의 혐기성 발효액 및 고농도 미생물반응기를 이용한 하수·폐수 종말 처리장 방류수의영양염류제거 방법

Info

Publication number: KR100470956B1
Application number: KR10-2001-0064855A
Authority: KR
Inventors: 장호남; 임성진; 이우기; 김동진
Original assignee: 이원바이오텍주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2005-02-21
Also published as: KR20030033279A

Abstract

본 발명은 유기성 폐기물로부터 혐기성 발효를 통해 제조된 유기산을 탄소원으로 활용하여 폐수, 하수 및 오수(이하, '폐하수'라 함) 중의 질소와 인을 효과적으로 제거하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 우리나라 폐하수가 탄소(C)/질소(N) 비율이 낮아 탈질, 탈인이 원활하지 않은 문제점을 해결하기 위한 것이다. 우리나라에서 통상적으로 채택하고 있는 활성오니법으로 처리된 폐하수의 방류수 수질이 현재는 최고 질소 50 ppm, 인 5 ppm인 것을 선진국기준인 질소 10 ppm, 인 1 ppm 이하로 수질을 향상시키는 방법으로 고농도 미생물법을 이용하는 것이다. 탄소원으로서 비용이 많이 소요되는 메탄올을 사용하지 않고 저렴한 유기산을 사용하며 또 시설비를 절약하기 위해 많은 반응조의 수를 최소화 하는 공법이다. 구체적인 예를 들면, 고농도 미생물법인 충전탑에 하수의 수질이 질소 28.6 ppm, 인 0.12 ppm인 방류수에 유기성 폐기물로부터 혐기성 발효를 통해 제조된 유기산을 첨가하면 충전탑 유입수의 수질은 질소 28.7 ppm, 인 0.33 ppm이 된다. 충전탑 통과 후의 유출수의 수질은 질소 7.9 ppm, 인 0.20 ppm으로서 질소와 인은 각각 72.5%, 39.4%가 제거되었다. 이때 탄소/질소 비율에 따라 탈질율은 66.7%-100%까지 조절가능 했고 충전탑의 탈질능력은 질소(N)기준으로 1.01 kg/(㎥·일) 이었다. 본 발명은 신규로 건설되는 폐하수처리장에 적용 가능함은 물론 기존에 운영되고 있는 활성오니법을 이용한 폐하수처리장의 방류수의 수질향상에 적용이 가능해 폐하수의 고도처리에 비용절감과 편의성을 함께 제 공하게 될 것이다.

Description

유기성 폐기물의 혐기성 발효액 및 고농도 미생물 반응기를 이용한 하수·폐수 종말 처리장 방류수의 영양염류제거 방법 {Method for Biological Nutrient Removal in Effluent from Waste Water Treatment Plant Using Anaerobic Fermentation Broth from Organic Wastes and High Density Microbial Cell Reactor}

본 발명은 유기성 폐기물로부터 유기산이 주성분인 탄소원을 제조하여 폐수, 하수 및 오수(이하, '폐하수'라 함) 중의 질소와 인을 효과적으로 제거하기 위해 효과적으로 활용하는 방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 탄소원의 농도가 낮아 생물학적으로 질소, 인 제거가 어려운 폐하수의 방류수에 저비용인 상기 유기산 탄소원을 효과적으로 첨가하여 방류수의 수질을 선진국 방류수 기준 수준인 질소 10 ppm, 인 1 ppm 이하가 되도록 하는 방법에 관한 것이다.

산업이 고도화되고 인구 집중현상이 심화됨에 따라, 수역으로 유입되는 질소와 인의 양은 더욱 증가하고 있다. 이러한 영양성분의 유입은 하천의 자정작용에 악영향을 끼쳐서 부영양화를 일으키는 주된 원인으로 인식되고 있다. 현재, 우리나라의 방류수 수질기준을 살펴보면, 하수종말처리장이 총질소 60 ppm, 총인 8 ppm 이하이며, 분뇨종말처리장과 폐수종말처리장의 경우는 총질소 120 ppm, 총인 16 ppm 이하여서 질소와 인이 각각 0.2∼0.3 ppm, 0.01∼0.02 ppm의 농도에서도 부영양화를 일으킬 수 있다는 사실에 비하면 지나치게 높은 것이 사실이다. 그러나 대부분의 종말처리장들이 유기물의 제거에 초점을 맞추어 설계되었기 때문에 질소와 인의 제거를 위한 별도시설의 확충이 요구되고 있다. 우리나라 2001년 1/4분기의 하수 종말 처리시설 수질 분석결과를 보면 180개의 처리장에서 활성오니법으로 처리된 폐하수 방류수의 수질이 현재는 최고 질소 50 ppm, 인 5 ppm에 이르고 있다. 그러나 대부분의 처리장은 질소가 30 ppm이하, 인이 1 ppm이하이거나 1 ppm을 약간 상회하는 것으로 보고되고 있다(참조: 환경부 부서/관리분야 홈페이지). 현재 환경부에서는 방류수 수질기준을 점차 선진국 수준으로 강화하고 있으며, 그 일환으로 하수처리장 방류수 수질기준을 팔당 특별대책지역과 잠실권역 하수처리장은 2001년, 4대강 수계는 2004년, 기타지역은 2008년부터 각각 질소 20 ppm 이하, 인 2 ppm 이하로 강화할 예정으로 있다.

생물학적 질소제거는 암모니아성 질소의 산화와 이를 질소가스로 환원시킴으로 해서 이루어지는데 산화질소를 질소 가스로 환원시키는 탈질반응에 전자공여체로 유기 탄소원이 필요하다. 이것을 충당하기 위해 유입수에 들어있는 유기물질을 이용하기 위하여 반응조를 복잡하게 조합하거나 순환을 시킴으로 해서 공정이 복잡해지는 경우가 많고 이런 방법을 사용하여도 처리율이 낮은 경우에는 외부에서 유기 탄소원을 공급해주어야 하는 경우가 대부분이다. 이와 같은 유기 탄소원으로 메탄올, 포도당, 아세트산 등을 이용한 탈질반응에 대한 연구가 많이 진행되었는데, 이중 아세트산에 의한 탈질율이 가장 높은 것으로 알려져 있다(참조: Tam N.F.Y., Wong Y.S. and Leung G., Wat. Res., 26(9):1229-1236(1992)). 현재로서는 상품화된 유기물을 전자공여체로 사용할 경우 메탄올이 가장 경제적이기 때문에 널리 이용되고 있으나, 폐하수 처리장의 운전비용을 절감하기 위해서는 메탄올의 대체품을 찾는 것이 매우 시급한 실정이다.

한편, 인의 경우에는 혐기성 상태에서 균체중의 유기물 저장과 동시에 인의 방출이 시작되고 호기성 상태에서 다중인산염의 형태로 인을 과잉섭취하여 저장함으로 해서 제거가 이루어진다(참조: Levin G.V and Shapiro J., J. WPCF., 37:800(1965)). 이처럼 혐기와 호기 조건을 반복해서 조성해줌으로써, 미생물이 인을 방출하는 것보다도 많은 양의 인을 섭취하여 인이 제거되는데, 인 제거에 관련된 균체들이 탄소원으로 아세트산과 같은 짧은 지방산(short chain fatty acid)를 필요로 하기 때문에, 유입 원수 내에 존재하는 유기물의 조성이 상당히 중요한 인자로 인식되고 있다(참조: Fuhs G.W. and Chen M., Microbiol. Ecol., 2:119-138(1975)).

음식물 쓰레기는 전체 생활폐기물 중에서 28-31% 정도를 차지하며 생활폐기물 중에서 가장 배출량이 많다. 또한 재활용되고 있는 캔이나 종이류를 제외하면 생활폐기물 중에서 차지하는 비율이 50-60%에 달한다. 우리나라는 해마다 약 8조원에 달하는 음식물을 쓰레기로 낭비하고 있으며, 이는 심각한 환경오염문제를 유발하고 있다. 음식물쓰레기는 거의 유기물질로서 이를 매립할 경우 악취 및 침출수 문제를 야기 시키고, 소각시에는 대기오염물질인 다이옥신을 발생시킨다. 이와 같은 음식물쓰레기를 재활용하기 위한 방안으로 마련된 종래의 기술로 혐기성 발효에 의해 유기산이 포함된 발효액을 얻은 후, 이를 질소와 인의 제거를 위한 외부 탄소원으로 첨가해주는 등의 시도가 있었다. 폐하수 처리장의 경우는 연속 운전이 필수이므로 이에 대한 다단계 연속 반응조를 이용한 기술개발이 있었다(한국특허 등록번호 10-0274534-0000, 한국특허 출원번호 10-1998-0042471, 한국특허 출원번호 10-1998-0043419). 소규모 하수처리에서는 음식물 쓰레기 유기산을 이용한 순차적 회분반응조 (sequencing batch reactor, SBR) 기술 개발이 있었다(한국특허 등록번호 10-297925-0000). 그러나 이러한 장치들은 우리나라에 많은 폐하수 처리시설들이 활성오니법을 채택하고 있어 신규로 건설되는 시설들에 적용이 가능할지 모르나 기본적으로 국내의 폐하수 처리시설과 수질이 이러한 질소·인 기술이 처음 개발된 선진국과 상이하여 많은 반응조를 필요로 하는 등 현실적으로 적용에 어려움이 발생하여 잘 활용되지 못하고 있는 실정이다.

따라서 당 업계에서는 상기 종래기술이 가지고 있는 각 문제점들을 해결하기 위하여 유기성 폐기물 유래의 유기산을 간편하고 효율적인 방법으로 활용하고자 한다. 2001년 현재 질소·인 제거시설을 갖추지 못한 채 운영되어 앞으로 선진국 수준(질소 10 ppm, 인 1 ppm)으로 강화될 기준을 만족시키지 못하고 있는 기존의 전 국 대도시 및 중소도시의 폐하수종말처리장에 적용할 기술개발에 대한 필요성이 급격히 대두되고 있다.

이에, 본 발명자들은 종래의 질소·인 제거기술들이 지나치게 많은 반응조를 필요로 하는 점에 착안했다. 우리나라 폐하수처리장의 방류수의 수질의 특성을 연구하여 최소한의 시설을 첨가하여 방류수의 수질을 선진국 기준인 질소 10 ppm, 인 1 ppm 이하로 향상시킬 수 있는 방법을 연구하였다. 이러한 시설들은 일일 처리량이 작게는 수천톤에서 크게는 100만톤에 이르는 대형시설이라 연속적인 방법의 채택이 불가피하다는 점을 감안하였다. 따라서 현재 개발되어 있는 각종 기술 예를 들면 소규모 폐수처리에 적합한 SBR기술(한국특허 등록번호 10-297925-0000), 대형 하수 처리장에 적용될 수 있는 다단계 반응조 기술(한국특허 등록번호 10-0274534-0000)은 과도한 시설비가 또 메탄올을 이용하는 기술들은 과도한 운영비가 들것으로 예상된다.

따라서 반응기의 효율을 올리는 방법으로는 최근 많이 개발되고 있는 고농도 미생물 반응기를 활용할 필요가 있다(Lee C.W. and Chang H.N., Biotechnol. Bioeng., 29:1105-1112(1987)). 미생물반응기를 연속으로 운전할 경우 고체체류시간(solid retention time, SRT)을 수리학적 체류시간 (hydraulic retention time, HRT) 보다 크게 할 수 없다. 또 한편으로는 반응기의 생산성을 증가시키기 위해서는 반응조 내 미생물의 농도를 높일 필요성이 있으며 대표적인 예가 활성오니조에서 미생물을 재순환하는 공정이다. 본 발명에서는 충전탑과 막을 이용한 미생물 고 농도 반응기를 활용하고자 한다. 미생물이 호기성이고 성장속도가 빨라 산소요구가 많은 경우는 산소 공급이 반응속도를 제한하여 산소공급이 어려운 충전탑 등을 활용할 수 없으나 탈질 반응은 혐기성이라 충전탑의 활용이 가능하고 또 동시에 플러그플로우 형(plug flow) 반응기라 반응의 효율을 올리는 데도 적합하다. 또 다른 형태의 미생물 고농도 반응기는 한외 여과 막을 이용한 형태로(한국특허 등록번호 10-124039-0000) 반응기의 용적을 수분의 1로 축소시킬 수 있는 장점이 있다. 두 반응기의 특징은 반응기내 고농도로 미생물을 축적할 수 있다는 점이며 실제 현장 적용에서는 이 두 가지 형태의 반응기를 혼합하여 사용하면 더욱 더 반응효율을 높일 가능성은 얼마든지 있다. 이러한 여러 가지 기술을 검토한 결과 반응기의 제작이 용이하고 운전의 간편성이 뛰어난 충전탑을 선정하여 폐하수 종말처리장의 방류수의 수질을 검토하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

결국, 본 발명의 주된 목적은 폐하수 종말 처리장의 방류수의 질소와 인을 선진국 기준인 질소 10 ppm, 인 1 ppm 이하로 제거하는데 외부 탄소원으로 유기성 폐기물의 혐기성 발효 산물인 유기산을 이용하고 또 간편한 고농도 미생물 반응기인 충전탑을 현실적인 실예로 제공하는 것이다.

본 발명은 (1) 유입수의 특성, (2) 탈질용 충전탑, (3) 탈인용 반응조, (4) 음식물 쓰레기를 이용한 유기산 발효조 및 저장조로 구성된다[도 1]. 본 발명이 잘 적용되는 (1) 유입수는 탄소/질소비율이 낮고 초기 인의 농도가 낮은 특성을 가진 폐하수 혹은 이들 처리장의 방류수이다. 그리고 질소가 암모니아성(NH ₄ ⁺)이 아닌 NO ₂ ^- 나 NO ₃ ^-의 형태로 존재해야 한다. 이러한 이유로 폐하수가 호기성 과정을 거친 상태이어야 한다.

(2) 탈질공정은 도 1에 표시된 충전탑(A)에 상향식으로 공급한다. 충전탑은 무산소 상태로 운전되어야 하며 전자공여체로 유기탄소원이 공급되어야 한다. 충전탑은 반응조 단위 용적당 탈질능력이 뛰어난 것으로 알려져 있다(참조: 신승훈 등, 한국생물공학회지, 16:337-343(2001)). 산소의 용해도가 불과 8 ppm 정도에 불과하기 때문에 산소는 소모되어 충전탑은 곧 무산소 상태로 변한다. 또한 반응조의 효율을 볼 때 완전혼합조에 비해 플러그 플로우(plug flow)형 반응기이므로 낮은 농도에서도 전환율이 높다. 끝으로 고정화 담체에 미생물이 고정화되어 있어 고농도 미생물 반응기로서 적합하다.

여기에 공급되는 (4) 유기산 용액은 음식물 쓰레기, 풀, 톱밥, 볏짚 및 폐지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기성 폐기물을 준 연속식 반응기에서 혐기 발효시켜서 얻게 되는데, 질소와 인 제거에 효율이 높은 유기산인 아세트산과 부티르산의 비율이 높고 용존성 COD중에서 유기산이 차지하는 비율이 높은 혐기성 발효액 이다[도 1, C]. 이와 같은 유기산 용액을 산화질소 형태의 질소를 포함하는 폐하수의 탈질을 위한 탄소원으로 사용하게 된다. 즉, 충전탑과 같은 고농도 미생물 반응기를 무산소 조건으로 운전하면서 전술한 유입수의 특성을 갖춘 같은 폐하 수에 탈질을 위한 탄소원으로 유기성 폐기물의 혐기성 발효액을 첨가하는 것이다. 이 때, 유기산 용액은 폐하수중의 잔존 탄소원을 포함하여 대략 탄소(C)/질소(N) 비가 2.5-5.5 정도가 되도록 첨가하고, 이와 같은 유기산 용액을 탄소원으로 탈질과정이 일어나서 질소의 농도를 10 ppm 이하로 낮추게 되는 것이다. 본 질소·인 처리장치와 유기산 생산시설 등은 많은 설치장소를 요구하지 않아 신규시설은 물론 기존처리시설의 질소.인 방류수 수질향상에 적합하다. (3) 인 농도가 1 ppm 이상인 경우는 탈질조에 이어 폭기조 충전탑[도 1, B]을 설치하여 인을 추가로 제거할 수도 있다

이하, 실시 예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시 예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 국한되지 않는다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

실시예 1 : 유기산 제조 실험 결과

산생성 미생물 슬러지의 확보를 위해 대전하수처리장의 혐기성 소화조 슬러지를 취득하여 산생성 미생물의 농화를 위해 적응시켰다. 사용한 음식물 쓰레기의 평균조성은 수분 함량이 80%, 전체고형물중 휘발성 고형물이 95%였다. 원소분석결과 탄소 47%, 산소 39%, 수소 7%, 그리고 질소는 3% 정도로 탄소에 비해서 질소의 비율이 상당히 낮은 것을 확인할 수 있었다. 혐기성 발효를 위한 반응기는 투명 아크릴로 제작하였으며 전체 부피는 2L 이고 pH 조절을 위한 pH 조절장치를 부착하였으며 모터와 임펠러를 장착하여 혼합이 가능하도록 하였다. 음식물의 투입량은 건 조중량 기준으로 9 g/(L·일)로 하였고 수력학적 체류 시간은 8일로 하였으며 배출과 유입은 하루에 한번씩 하는 준 연속식으로 혐기성 발효를 진행하였다. 온도는 항온조를 이용하여 35℃로 조절하였고 pH는 6.0으로 하였다. 발효 시작 후 수력학적 체류시간의 4-5배의 시간이 경과한 후부터는 정상 상태에 도달하는 것을 관찰할 수가 있었고, 모든 결과는 정상 상태에서의 결과이다. 유기성 폐기물 발효액의 조성은 굴절률 검출기(RI detector)가 장착된 HPLC(L-6000, Hitachi, Japan)와 Aminex HPX-87H(Richmond, BioRad Co., U.S.A) 컬럼(column)을 이용하여 분석하였으며, COD는 중크롬산칼륨(potassium dichromate) 방법을 이용하여 측정하고, 질소와 인의 농도는 표준방법(Standard method: 7th edition, APHA-AWWA-WDCF)의 방법을 따라서 측정하였다. 혐기성 발효의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

표 1에 따르면, 혐기성 발효액의 용존성 COD는 40,000 ppm 정도였으며, 이중 유기산이 차지하는 비율이 88-90% 정도였다. 또한, 전체 유기산의 농도 24.4-25.5 g/L 중에서 아세트산이 약 50%, 부티르산이 약 21%로 질소, 인 제거 효율이 높은 두 종류의 유기산의 비율이 상당히 높았으며 상대적으로 효율이 낮은 발러르산은 약 6%였고 카프론산은 검출되지 않았다. 암모니아의 농도는 35-51 ppm, 총인의 농도는 65-80 ppm 정도로 39,000-40,000 ppm의 용존성 COD에 비해서 500배 이상 낮기 때문에 발효액의 첨가에 따른 질소와 인의 부하량은 무시할만한 정도였다. 음식물쓰레기 중 발효 가능한 부분에 대한 총 유기산의 양으로 나타낸 수율은 0.36-0.37로 상당히 높은 값을 나타내었다.

실시예 2 : 충전탑을 이용한 탈질 실험 결과

도 2와 같이 높이 80 cm, 내경 4.0 cm의 충전탑을 사용하였다. 충전탑에는 60 cm 높이로 크기 4-7 mm의 세라믹 담체를 충전하였고 히팅 코일(heating coil)로 23±1℃로 유지하였다. 이 충전탑에는 표 2와 같은 조성을 가진 폐수를 10.1-16.3 L/일로 공급하였다.

NO ₃ ^--N 농도가 50-150 mg N/L에 따라 반응기 용적당 질소 부하량은 0.50-1.51 kg N/(㎥·일) 로 바뀌었다. 이 때의 탈질율은 66.7%에서 100%사이로 변했으며 자세한 결과는 표3과 같다.

실시예 3 : 하수/폐수 종말 처리장의 모형 방류수로부터 충전탑을 이용한 탈질 실험 결과

폐하수 종말 처리장의 처리방류수는 COD가 20-30 ppm으로 낮고, 총질소 농도가 선진국의 방류수 기준 10 ppm을 초과하는 10-30 ppm이고 인의 농도는 1.0 ppm로서 대부분의 경우 탈인 처리를 할 필요가 없는 경우가 많다. 표 4에는 순차적 회분반응조(SBR)를 이용하여 하수종말처리장의 방류수를 모사한 결과를 나타내었다. 즉 순차적 회분반응조(SBR)의 방류수가 충전탑의 유입수가 되는 셈이다. 이 실험에서는 유입수의 용존성 COD가 5 ppm, NO ₃ ^--N이 28.6 ppm, PO4 ^3--P가 0.12 ppm이다. 음식물 쓰레기의 혐기성 발효액을 COD/N=4의 비율로 첨가하였을 때는 총질소가 7.9 ppm 이었고 방류수의 총인은 0.20 ppm이었다. 충전탑 유입수에서 인의 농도가 0.12 ppm에서 0.33 ppm으로 증가한 것은 음식물 쓰레기 발효액에 포함된 인에 의한 것이다. COD/N=5로 했을 경우는 총질소는 1.5 ppm 이었고 총인은 0.20 ppm으로 선진국의 환경기준을 상회하는 결과를 얻었다. 이 실험에서는 용존성 COD가 5 ppm으로 충전탑으로 들어갔으나 탈질을 위한 탄소원의 추가로 충전탑 방류수는 18 ppm, 17 ppm으로 증가하는 것을 볼 수가 있어 탈질과 용존성 COD 증가는 서로 상반되는 결과를 낳을 수 있음을 알 수 있다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다 고 할 것이다.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 폐하수로부터 질소와 인의 제거 시에 외부 탄소원으로 유기성 폐기물의 혐기성 발효액을 이용하고 고농도 미생물 반응기를 활용한다.

기존의 탈질공정은 수개의 반응조로 구성되는 것이 특징이다. 물론 이는 유입수에 포함된 탄소원을 최대한 이용하자는 데 목적이 있다. 그러나 많은 반응조를 효율적으로 제어한다는 것은 쉬운 일이 아니며 시설비를 높일 가능성이 높다. 이러한 공정들은 이미 기존공정이 있는 시설에는 적용하기 힘든 어려움이 있다(참조: 환경부 2001, 관리 분야 홈페이지). 그러나 본 발명에 이용된 충전탑은 질소 처리를 위해 반응조 1기, 인의 추가 처리가 필요한 경우 폭기형 반응조 1기를 추가로 설치하면 충분하기 때문에 기존의 공정에 비해서 훨씬 간단하다.

음식물 쓰레기가 주류를 이루는 유기성 폐기물은 외국에서 선례를 찾아보기 힘든 우리나라만의 독특한 자원이다. 현재 활용에 많은 문제점을 안고 있는 퇴비 및 사료화의 대안으로 폐하수 처리장 방류수의 수질향상에 이러한 자원을 활용한다면 경제적으로나 또 음식물 쓰레기의 처리에 많은 환경적 잇 점을 제공할 것이다. 또한 질소·인 처리에 외국에서 많이 활용하고 있는 메탄올을 대신할 수 있다면 외화절약에도 많은 기여를 할 것이다.

도 1은 폐수·하수 처리장 방류수에 유기산을 첨가하여 고농도 미생물 반응기인 충전탑을 이용하여 고도의 탈질효과를 달성하는 방법에 대한 모식도이다.

도 2는 실시예 2에 사용된 탈질용 혐기성 충전탑에 대한 모식도 이다.

Claims

탈질 및 탈인용 미생물 반응기에 유기성폐기물의 혐기성 발효액을 첨가하여 생물학적으로 질소·인을 처리하는 방법에 있어서, 상기 미생물 반응기로 미생물 담체를 이용한 충전탑 형식 반응기, 막을 이용한 미생물 고농도 반응기 또는 상기 충전탑 형식과 막을 이용한 반응기를 혼합한 미생물 고농도 반응기를 사용하되, 용존성 COD가 30,000~50,000 ppm이고, 상기 용존성 COD중 유기산의 비율이 70~95%이며, 상기 유기산 중 아세트산 및 부티르산의 비율이 각각 20~55% 및 10~25%인 유기성폐기물의 혐기성 발효액을 상기 미생물 반응기에 상향식으로 첨가하여, 최종 방류수 내의 질소 및 인을 각각 10 ppm 및 1 ppm 이하로 감소시키는 것을 특징으로 하는 하·폐수 또는 하·폐수 처리장 방류수의 생물학적 질소·인 처리방법.
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