KR100513428B1 - 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화방법 및 그 처리장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 고안이 속하는 기술분야.

본 발명은 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화방법 및 그 처리장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 미생물이 부착 생장하는 유동성 담체인 메디아(Media)를 이용하여 유기물을 제거하고, 스트루바이트(MgNH₄PO₄·6H₂O) 결정화에 의해 질소 및 인을 순차적으로 제거함으로서 효과적이고 경제적으로 운영이 가능토록 된 고농도 폐수 정화방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.

나. 고안이 해결하려는 기술적 과제.

종래에 하수나 폐수중에 포함된 질소 및 인 등을 제거하기 위해서는 물리화학적 정화방법과 생물학적 정화방법이 이용되어져 왔으나, 물리화학적 정화방법은 약품비의 과다와 발생된 폐슬러지량이 많고 유기물을 제거하는데 있어서 많은 비용이 요구되며 정화수질의 안정성 면에서 생물학적 정화에 비해 낮은 문제점이 있었고 생물학적 정화방법은 질소 제거시 호기성 조건에서 요구되는 질산화 반응과 무산소 조건에서 요구되는 탈질산화가 진행되어야 하기 때문에 호기 및 혐기의 필요조건을 갖추고 있어야 하고 산업폐수와 같이 질소의 농도가 높을 경우에는 미생물에 의한 정화시간이 매우 길게 요구됨으로서 초기 설비비의 투자부담이 큰 단점과 미생물 생육에 필요한 환경을 조성하기 위한 운전조건이 까다로워 운전에 숙련을 요하는 문제점이 있었다.

다. 고안의 해결방법의 요지.

미생물이 부착 생장하는 유동성담체(Media)를 이용하여 유입된 폐수 중에 유기물을 제거하고 스트루바이트 결정화를 이용하여 질소 및 인을 제거한 후 미생물을 이용하여 재차 잔존하는 유기물을 제거토록 한 것이다.

Description

메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화방법 및 그 처리장치 {Treatment system and Method for Purifying Wastewater using Media Separator}

본 발명은 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화방법 및 그 정화장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 미생물이 부착 생장하는 유동성 담체인 메디아(Media)를 이용하여 유기물을 제거하고, 스트루바이트(MgNH₄PO₄·6H₂O) 결정화에 의해 질소 및 인을 순차적으로 제거함으로서 효과적이고 경제적으로 운영이 가능토록 된 고농도 폐수 정화방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 하수나 폐수에 포함되어 있는 질소 및 인은 하천의 부영양화를 일으키고, 용존산소를 고갈시켜 어류 등의 수생생물에 독성으로 작용하고 냄새를 유발하여 상수로서의 이용을 곤란하게 하는 특성이 있으며, 연안바다로 유입되었을 때는 적조현상의 원인이 되고, 심할 경우 수저부에서 부패하고 악취의 발생과 함께 수질오염이 유발됨으로서 하수나 폐수중에 포함된 질소 및 인의 제거를 필요로 하였다.

종래에는 하수나 폐수중에 포함된 질소 및 인 등을 제거하기 위해서 물리화학적 정화방법과 생물학적 정화방법이 함께 이용되어져 왔다.

대표적인 영양염류인 질소나 인 등을 처리하기 위한 물리화학적 정화 처리방법으로는 암모니아 탈기법, 선택적 흡착 방법을 이용하는 이온교환법, Alum (응집제)과 같은 화학약품 등을 이용하여 침전 제거시키는 방법이 이용되어 왔으나, 물리화학적 처리방법은 그 정화처리가 선택적이고 신속하다는 장점이 있는 반면, 유기물이나 질소 및 인을 모두 제거하기 위해서는 약품비가 과다하게 소모되고 발생된 폐 슬러지의 양이 많아 많은 처리비용이 요구되며 안정적인 처리수질을 기대하기 곤란한 문제점이 있었다.

한편, 생물학적 정화 처리방법은 A/O, A²/O, UCT, VIP 및 Bardenpho 등이 개발되어 널리 적용되어지고 있으며, 정화수질의 안정성이 높고 경제적으로 정화가 가능한 장점이 있으나, 질소 제거시 호기성 조건에서 요구되는 질산화 반응과 무산소 조건에서 요구되는 탈질산화가 진행되어야 하기 때문에 호기 및 혐기의 필요조건을 갖추고 있어야 하고 산업폐수와 같이 질소의 농도가 높을 경우에는 미생물에 의한 정화시간이 매우 길게 요구됨으로서 초기 설비비의 투자부담이 큰 단점과 미생물 생육에 필요한 환경을 조성하기 위한 운전조건이 까다로워 운전에 숙련을 요하는 문제점이 있었다.

한 예로, 섭씨 20도의 온도조건에서 pH가 7인 경우 폐수중 질소의 농도가 300mg/L이라고 가정한다면 이때 이온화되지 않은 암모니아성 질소(free-ammonia)는 1.18mg/L를 유지함으로서 질산화에 관여하는 미생물인 Nitrobacter는 저해를 받는다고 보고된 0.1-1.0mg/L의 범위에 놓이게 됨으로서 성장에 저해(inhibition)을 받아 질산화 반응속도가 매우 느려지며 축산폐수와 같이 폐수 중의 질소농도가 높을 경우에는 미생물이 독성 피해를 받아 질소의 생물학적 정화 처리가 매우 곤란해지는 문제점이 있었다.

따라서, 근래에는 물리화학적 정화방법과 생물학적 정화방법을 연계시켜 유기물과 질소 및 인 등의 영양염류를 동시에 제거하기 위한 하수 및 폐수 정화방법의 개발이 꾸준히 시도되어지고 있는 실정인 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 물리화학적 폐수정화 처리방법과 생물학적 폐수정화 처리방법을 결합하여 하수 또는 폐수중 함유되어 있는 유기물과 질소 및 인을 신속하고 안정적이며 경제적으로 정화할 수 있도록 된 폐수정화방법 및 처리장치를 제공하기 위한 것으로,

본 발명의 목적은 미생물이 부착 생장하는 유동성담체(Media)를 이용하여 유입된 폐수 중에 유기물을 제거하고 스트루바이트 결정화를 이용하여 질소 및 인을 제거한 후 미생물을 이용하여 재차 잔존하는 유기물을 제거함으로서 처리효율의 향상을 이루도록 한 것이다.

상기의 목적을 이루기 위해서 본 발명은 유기물과 질소 및 인을 함유하는 하수 또는 폐수정화방법에 있어서, 유입된 폐수를 미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아에 접촉시켜 혐기성(嫌氣性) 상태로 유기물의 흡착을 유도하기 위한 유기물흡착단계(100);와 상기 유기물흡착단계(100)를 지나면서 일정량의 유기물이 흡착된 메디아를 분리하는 메디아분리단계(110);와 상기 유기물흡착단계(100)를 지난 폐수에 수소이온농도(pH) 조절제 및 마그네슘(Mg⁺²)을 주입하여 질소 및 인을 제거하기 위한 스트루바이트 결정화단계(200);와 상기 스트루바이트 결정화단계(200)를 지남으로서 일정량의 유기물과 질소 및 인이 제거되어 유입된 폐수에 상기 메디아분리단계(110)에서 분리된 메디아와 혼합시켜 호기성(好氣性) 상태에서 잔존하는 유기물과 같이 분해를 유도하는 유기물분해단계(300);와 상기 유기물분해단계(300)를 지나면서 유기물이 제거된 메디아를 분리하여 유기물흡착단계(100)로 이송하는 메디아회수단계(310); 및 상기 모든 단계를 지남으로서 유기물과 질소 및 인이 제거된 정화된 폐수에 포함된 부유물과 일부 탈리된 미생물을 침전 제거하고 일부의 슬러지를 유기물흡착단계(100)로 반송하는 슬러지반송단계(410);를 포함하는 침전단계(400);로 이루어진다.

상기 유기물흡착단계(100)는 공기의 유입이 차단된 혐기성반응조(1)에 일정량의 유동성담체인 메디아(실시 예; Linde社의 상품명 Linpor - 12x12x15mm)를 투입하여 혼합시켜 유기물을 이용하여 생장하는 미생물이 부착되어 성장할 수 있는 장소를 제공하게 되는 것이고, 유입된 폐수 중에 포함된 유기물은 미생물에 흡수되거나 흡착됨으로서 폐수중의 농도가 낮아지게 되는 것이다.

폐수중의 유기물 농도를 나타내는 유기물의 흡착 정도는 유입된 폐수의 성상이나 미생물의 활성도에 따라 약간씩 달라질 수 있으나 미생물의 일령(미생물의 나이)이 14일 및 25일일 때 각각 51% 및 54.5%의 유기물 흡착율을 보였다, 이때, 반응(체류)시간은 40분이 소요되었다.

이때, 혐기성반응조(1)에는 적절한 교반장치를 형성하여 유입된 폐수와 메디아가 충분히 혼합된 상태를 유지시켜 균일한 접촉이 이루어지도록 함으로서 유기물 농도의 균질화를 이루도록 하는 것이다.

상기 유기물흡착단계(100)인 혐기성반응조(1)를 지난 폐수는 질소와 인을 제거하기 위한 스트루바이트 결정화단계(200)인 스트루바이트 결정화조(2)로 보내지고, 메디아는 관로에 형성된 스크린 등의 분리장치(7)를 통해 분리된 후 유기물분해단계(300)인 호기성반응조(3)로 유입된다,

상기 스트루바이트 결정화조(2)로 유입된 폐수에는 최적의 상태에서 스트루바이트 결정이 일어날 수 있도록 수산화나트륨(NaOH) 등의 수소이온농도(pH) 조절제와 마그네슘을 주입한다.

이미 널리 알려진 바와 같이 Mg : NH₄ : PO₄ 가 1 : 1 : 1의 몰(mol)비로 결합되어 생성되는 스트루바이트 결정은 비중이 높아 침전이 빠르고 생성된 침전물은 토양개량제 및 비료로 활용될 수 있는 유용한 물질이다.

이때, 스트루바이트 결정화에 필요한 반응시간은 2분 이내로 요구되며 결정을 원활하게 회수하고 콤팩트화된 정화장치를 제작할 수 있도록 스트루바이트 결정화 반응조(9)의 하방에 스트루바이트 결정화조(2)를 형성함이 바람직한 것이고, 스트루바이트 결정화조(2)의 하부에는 침전된 스트루바이트 결정을 쉽게 회수할 수 있도록 경사면을 형성하거나 밸브나 고형물 이송펌프 등의 적당한 인출장치를 형성할 수 있는 것이다.

특히, 스트루바이트 결정화 반응조(9)에는 유입된 폐수와 주입한 수소이온농도 조절제 및 마그네슘이 충분히 혼합되어질 수 있도록 교반장치를 형성함이 바람직하다.

상기 스트루바이트 결정화 단계(200)를 통과한 폐수의 질소 및 인의 제거효율은 통상 80%이상을 나타내었다.

실험에 따르면, 마그네슘원으로 MgCl2 및 Mg(OH)2를 이용시 질소는 81 및 83%가 제거되었으며, 인은 98% 및 93%가 각각 제거됨이 관찰되었다.(참고문헌: 대한환경공학회지, Vol 22, No 4, 2000.4, KOREA, 원성연 등, Struvite 결정화에 의한 질소 및 인의 제거, pp. 599-607). Tunay 등은(참고문헌: Water Science and Technology, Vol. 36, No.2-3, 1997, UK, O.Tunay, I. Kabdasli, D. Orhon and S. Kolcak, Ammonia removal by magnesium ammonium phosphate precipitation in industrial wastewater, pp.225-228) pH 8.5에서 질소 및 인이 각각 87% 및 90.2% 제거율을 나타내었다.

상기 스트루바이트 결정화단계(200)를 지난 폐수는 유기물분해단계(300)인 호기성반응조(3)로 유입되어 유기물흡착단계(100)인 혐기성반응조(1)에서 유기물이 흡수 흡착된 채 이송된 메디아와 혼합되어진다.

이때, 호기성반응조(3)에서는 교반기를 이용하여 수 표면에 직접 폭기를 행하거나 후폭기반응조(5)의 바닥에 설치된 산기관을 통해 콤프레셔 등의 압축공기 발생장치에서 발생된 공기를 주입하는 등의 방법을 통해 폭기가 이루어지도록 함으로서 메디아에 부착된 미생물의 호흡에 따라 흡수 흡착된 유기물과 폐수중에 잔류하는 유기물의 분해 작용이 일어나도록 되는 것이다.

일정한 시간이 경과되어 유기물의 분해가 완료된 폐수는 침전단계(400)인 침전조(4)로 이송된다.

이때, 흡수 흡착된 유기물이 모두 분해되어진 메디아(10)는 반송관을 따라 유기물흡착단계(100)를 수행하는 혐기성반응조(1)로 반송되는 메디아회수단계(310)에 따라 새로이 유입된 폐수와 혼합되어짐으로서 반복적으로 사용된다.

상기 침전조(4)는 탈리된 미생물이나 부유물과 정화수를 분리하여 정화가 완료된 폐수와 생성된 폐슬러지를 배출할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 침전조(4)로 침전된 미생물중 일부는 슬러지반송단계(410)를 통해 유기물흡착단계(100)를 수행하는 혐기성반응조(1)로 반송시켜 줌으로서 신규로 미생물을 주입하지 않고도 폐수를 정화하는데 필요로 하는 미생물이 부족하지 않도록 할 수 있는 것이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 가장 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다.

제2도는 본 발명의 제1실시 예에 따른 폐수의 처리장치를 나타낸 개략도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 처리장치는 미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아(10)가 유입된 폐수와 혼합되는 혐기성 반응조(1)와 상기 혐기성 반응조(1)에 관 접속되어지고 수소이온농도(pH) 조절제 및 마그네슘(Mg⁺²) 주입장치를 포함하는 스트루바이트 결정화 반응조(9)와 상기 스트루바이트 결정화 반응조(9)의 하방에 위치되어 스트루바이트 결정의 침전이 일어나는 스트루바이트 결정화조(2)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)의 하부에 관 접속되어 스트루바이트 결정을 인출 저장하는 스트루바이트 저장조(8)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)에 후속하고 혐기성 반응조(1)로부터 분리장치(7)를 통해 분리 배출된 메디아(10)와 스트루바이트 결정화조(2)를 통과한 폐수가 혼합되는 호기성 반응조(3) 및 상기 호기성 반응조(3)에 후속되어 부유물과 탈리된 미생물의 침전을 유도하여 고액분리를 행하고, 일부의 미생물을 혐기성 반응조(1)로 반송하기 위한 반송관을 포함하는 침전조(4)로 이루어지는 구성이다.

이때, 혐기성 반응조(1)와 스트루바이트 결정화 반응조(9) 및 호기성 반응조(3)에는 교반장치를 형성하여 유입 폐수와 메디아 및 유입 폐수와 수소이온농도 조절제 및 마그네슘(Mg⁺²)이 완전하게 혼합되어질 수 있도록 할 수 있는 것이고, 스트루바이트 결정화조(2) 및 침전조(4)의 저부에는 침전된 스트루바이트 결정이나 폐슬러지의 수집을 위해 경사면을 형성하거나 밸브나 인입펌프 등의 인출장치를 형성할 수 있는 것이다.

특히, 메디아(10)가 투입되는 혐기성 반응조(1)와 호기성 반응조(3)에는 폐수와 메디아(10)를 분리하기 위한 분리장치(7)(11)를 형성하여 메디아(10)의 유출을 방지할 수 있는 것으로, 상기 분리장치(7)(11)는 분기관의 분기 되어지는 위치에 메디아(10)의 규격보다 작은 간극(目)을 가지는 메쉬(mesh)망 등을 삽입시켜 형성할 수 있는 등 다양한 방법으로 실현할 수 있는 것이다.

한편, 스트루바이트 결정화 반응조(9)는 그 반응시간이 전체 정화시간에 비하여 극히 짧은 것으로 그 규격 또한 소형이므로 스트루바이트 결정화조(2)의 내부 공간에 형성토록 할 수 있는 것이다.

상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화장치는 스트루바이트 결정화조(2)에서 질소 및 인의 제거가 일어나고 호기성 반응조(3)에서 유기물의 제거가 진행되어 폐수중에 함유된 유기물과 질소 및 인을 제거할 수 있도록 되는 것이다.

제3도는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 폐수의 처리장치를 나타내는 개략도이다.

제3도에 따르면, 본 발명의 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 처리장치는 미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아(10)가 유입된 폐수와 혼합되는 혐기성 반응조(1)와 상기 혐기성 반응조(1)에 관 접속되어지고 수소이온농도(pH) 조절제 및 마그네슘(Mg⁺²) 주입장치를 포함하는 스트루바이트 결정화 반응조(9)와 상기 스트루바이트 결정화 반응조(9)의 하방에 위치되어 스트루바이트 결정의 침전이 일어나는 스트루바이트 결정화조(2)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)의 하부에 관 접속되어 스트루바이트 결정을 인출 저장하는 스트루바이트 저장조(8)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)에 후속하고 혐기성 반응조(1)로부터 분리장치(7)를 통해 분리 배출된 메디아(10)와 스트루바이트 결정화조(2)를 통과한 폐수가 혼합되어 일정한 시간 배분에 따라 폭기 및 비폭기가 반복되는 간헐폭기 반응조(5) 및 상기 간헐폭기 반응조(5)에 후속되어 부유물과 탈리된 미생물의 침전을 유도하여 고액분리를 행하고, 일부의 미생물을 혐기성 반응조(1)로 반송하기 위한 반송관을 포함하는 침전조(4)로 이루어지는 구성이다.

상기 간헐폭기 반응조(5)는 운영방식에 따라 교반기를 이용하여 수 표면에 직접 폭기를 행하거나 간헐폭기 반응조(5)의 바닥에 설치된 산기관을 통해 콤프레셔 등의 압축공기 발생장치에서 발생된 공기를 주입하는 등의 방법으로 이루어지는 통상의 폭기장치를 가동시켜 폭기를 행하거나 및 폭기장치의 가동을 중단시켜 비폭기상태를 유지케 하는 반복시간을 각각 1시간/1시간, 2시간/1시간 및 2시간/2시간 등으로 운영할 수 있는 것으로 이러한 운영방법은 폐수 성상에 따라 스투루바이트 결정화조(2)에서 제거되고 남아 있는 저농도의 유출되는 질소 및 인을 제거하기 위한 방법으로서, 일례로 암모니아성 질소 및 인이 각각 100mg/L 및 10mg/L로 유입되며, 스트루바이트 결정화조(2)에서 90%가 제거되었다고 가정하면 질소 및 인은 이론적으로 10mg/L 및 1mg/L가 간헐폭기 반응조(5)에 유입되게 되는 것으로, 이 경우 질소 및 인의 제거를 극대화하기 위해서는 질소 제거를 위해 요구되는 질산화 반응과 탈질산화 반응이 요구되는 것이다.

미생물에 의해 암모니아성 질소와 유기 질소를 호기성 조건에서 질산화균(Nitrosomonas & Nitrobacter)에 의해 질산화(암모니아를 질산염형태로 변형)시키고, 질산염을 탈질산화균(Pseudomonas, Paracoccus Denitrifiers 등)에 의해 무산소 조건에서 산소대신 전자수용체로서 이용하게 하여 질소 기체로 변환하여 대기 중으로 방출(탈질산화)시켜 제거할 수 있는 것이고, 인은 폐수를 교대로 혐기성 조건과 호기성 조건하에 유지시켜 혐기성 조건에서는 인 제거 미생물(Acinetobacter)로부터 인을 방출시키고, 후속되는 호기성 조건에서는 미생물이 인을 과다 섭취하도록 한 다음, 미생물을 일정량씩 제거시키는 방식으로 폐수중의 인을 제거되어짐으로서 질소 및 인의 제거효율을 극대화한 것이다.

제4도는 본 발명의 제3실시 예에 따른 폐수의 처리장치를 나타내는 개략도이다.

제4도에 따르면, 본 발명의 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 처리장치는 미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아(10)가 유입된 폐수와 혼합되는 혐기성 반응조(1)와 상기 혐기성 반응조(1)에 관 접속되어지고 수소이온농도(pH) 조절제 및 마그네슘(Mg⁺²) 주입장치를 포함하는 스트루바이트 결정화 반응조(9)와 상기 스트루바이트 결정화 반응조(9)의 하방에 위치되어 스트루바이트 결정의 침전이 일어나는 스트루바이트 결정화조(2)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)의 하부에 관 접속되어 스트루바이트 결정을 인출 저장하는 스트루바이트 저장조(8)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)에 후속하고 혐기성 반응조(1)로부터 분리장치(7)를 통해 분리 배출된 메디아(10)와 스트루바이트 결정화조(2)를 통과한 폐수가 혼합되어 일정한 시간 배분에 따라 폭기 및 비폭기가 반복되는 간헐폭기 반응조(5)와 상기 간헐폭기 반응조(5)에 후속하는 호기성 반응조(3) 및 상기 호기성 반응조(3)에 후속되어 부유물과 탈리된 미생물의 침전을 유도하여 고액분리를 행하고, 일부의 미생물을 혐기성 반응조(1)로 반송하기 위한 반송관을 포함하는 침전조(4)로 이루어지는 구성이다.

상기 호기성 반응조(2)는 정화수질의 안정성을 높이도록 하는 효과를 나타낸다.

제5도는 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 폐수의 처리장치를 나타내는 개략도로서, 도면에 따르면 제4도에 도시된 제3실시 예와 동일하지만 단지 간헐폭기 반응조(5)(6)가 복수개로 구비되어지는 구성이다.

이때, 복수개로 나뉘어진 간헐폭기 반응조(5)(6)은 첫 번째 간헐폭기 반응조(5)가 폭기로 운영되면 두 번째 간헐폭기 반응조(6)는 비폭기로 서로 폭기 및 비폭기를 바꾸어가며 운영하도록 하는 것으로 질소 및 인의 제거율을 보다 극대화시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 스트루바이트 결정화방법을 이용하여 폐수중 질소 및 인을 제거하고 메디아의 부착성 성장 미생물을 이용하여 유기물을 제거하기 때문에 유기물, 질소 및 인을 동시에 제거할 수 있으며, 부착성 미생물의 이용으로 발생 슬러지량을 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.

본 발명에 의한 폐수의 정화방법 및 처리장치는 부영양화의 원인이 되고 있는 질소 및 인의 정화가 가능하며, 유입폐수의 유기물을 미생물이 흡착하여 스트루바이트 결정화시 고순도의 스트루바이트의 생산이 가능한 폐수정화 방법 및 장치로서 결정화되어진 고순도의 스트루바이트는 비료나 토양개량제로 활용할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 본 발명은 부착성 성장 미생물을 이용하기 때문에 부유성 정화공법에 비해 발생 슬러지량을 줄일 수 있으며, 신속하게 정화되는 화학적 정화방법의 장점과 안정적인 정화수질의 기대가 가능한 생물학적 정화의 장점을 결합한 공정으로 고농도 산업폐수 및 축산폐수 등에 널리 활용할 수 있는 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 폐수 정화방법을 보이는 처리공정도.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 폐수 처리장치의 개략도.

도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 폐수 처리장치의 개략도.

도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 폐수 처리장치의 개략도.

도 5는 본 발명의 제4실시 예에 따른 폐수 처리장치의 개략도.

도 6a 및 6b는 메디아와 폐수의 분리를 위한 분리장치의 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 혐기성 반응조 2: 스트루바이트 결정화조

3: 호기성 반응조 4: 침전조

5: 간헐폭기 반응조 6: 제2 간헐폭기 반응조

7: 분리장치 8: 스트루바이트 저장조

9: 혼합반응조 10: 메디아

11: 스크린 100: 유기물흡착단계

200: 스트루바이트 결정화단계 300: 유기물분해단계

400: 침전단계

Claims (5)

1. 유기물과 질소 및 인을 함유하는 하수 또는 폐수정화방법에 있어서, 유입된 폐수를 미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아에 접촉시켜 혐기성(嫌氣性) 상태로 유기물의 흡착을 유도하기 위한 유기물흡착단계(100);와 상기 유기물흡착단계(100)를 지나면서 일정량의 유기물이 흡착된 메디아를 분리하는 메디아분리단계(110);와 상기 유기물흡착단계(100)를 지난 폐수에 수소이온농도(pH) 조절제 및 마그네슘(Mg⁺²)을 주입하여 질소 및 인을 제거하기 위한 스트루바이트 결정화단계(200);와 상기 스트루바이트 결정화단계(200)를 지남으로서 일정량의 유기물과 질소 및 인이 제거되어 유입된 폐수에 상기 메디아분리단계(110)에서 분리된 메디아와 혼합시켜 호기성(好氣性) 상태에서 잔존하는 유기물과 같이 분해를 유도하는 유기물분해단계(300);와 상기 유기물분해단계(300)를 지나면서 유기물이 제거된 메디아를 분리하여 유기물흡착단계(100)로 이송하는 메디아회수단계(310); 및 상기 모든 단계를 지남으로서 유기물과 질소 및 인이 제거된 정화된 폐수에 포함된 부유물과 일부 탈리된 미생물을 침전 제거하고 일부의 슬러지를 유기물흡착단계(100)로 반송하는 슬러지반송단계(410);를 포함하는 침전단계(400);로 이루어짐을 특징으로 하는 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화방법.
2. 미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아(10)가 유입된 폐수와 혼합되는 혐기성 반응조(1)와 상기 혐기성 반응조(1)에 관 접속되어지고 수소이온농도(pH) 조절제 및 마그네슘(Mg⁺²) 주입장치를 포함하는 스트루바이트 결정화 반응조(9)와 상기 스트루바이트 결정화 반응조(9)의 하방에 위치되어 스트루바이트 결정의 침전이 일어나는 스트루바이트 결정화조(2)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)의 하부에 관 접속되어 스트루바이트 결정을 인출 저장하는 스트루바이트 저장조(8)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)에 후속하고 혐기성 반응조(1)로부터 분리장치(7)를 통해 분리 배출된 메디아(10)와 스트루바이트 결정화조(2)를 통과한 폐수가 혼합되는 호기성 반응조(3) 및 상기 호기성 반응조(3)에 후속되어 부유물과 탈리된 미생물의 침전을 유도하여 고액분리를 행하고, 일부의 미생물을 혐기성 반응조(1)로 반송하기 위한 반송관을 포함하는 침전조(4)로 구성됨을 특징으로 하는 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 호기성 반응조(3)가 일정한 시간 배분에 따라 폭기 및 비폭기가 반복되는 간헐폭기 반응조(5)로 운전되어짐을 특징으로 하는 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 호기성 반응조(3) 전단으로 1개 이상의 간헐폭기 반응조(5)(6)가 더 구비되어짐을 특징으로 하는 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화장치.
5. 제2항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 침전조(4)의 전단에 위치되는 호기성/간헐폭기 반응조(3)/(5)/(6)에는 분리장치(7)가 더 구비되어짐을 특징으로 하는 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화장치.