KR100513429B1 - Treatment system and Nutrient Removal of Wastewater using Media Separator - Google Patents

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KR100513429B1
KR100513429B1 KR10-2003-0062494A KR20030062494A KR100513429B1 KR 100513429 B1 KR100513429 B1 KR 100513429B1 KR 20030062494 A KR20030062494 A KR 20030062494A KR 100513429 B1 KR100513429 B1 KR 100513429B1
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Abstract

가. 청구범위에 기재된 고안이 속하는 기술분야. end. The technical field to which the invention described in the claims belongs.

본 발명은 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 영양염류 정화방법 및 그 처리장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 폐수중에 함유된 유기물을 질소 제거를 위한 탈질반응시 필요한 유기탄소원으로 제공하여 유기물의 정화효율을 향상시키고, 스트루바이트(MgNH4PO4·6H2O) 결정화에 의해 질소 및 인을 순차적으로 제거함으로서 효과적이고 경제적으로 운영이 가능토록 된 고농도 영양염류 함유 폐수 정화방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for purifying nutrients in wastewater using a median separator and a treatment apparatus thereof. More particularly, the organic matter contained in the wastewater is provided as an organic carbon source for denitrification to remove nitrogen, thereby improving the purification efficiency of the organic matter. The present invention relates to a high concentration of nutrient-containing wastewater purification method and an apparatus for efficiently and economically operating by sequentially removing nitrogen and phosphorus by struvite (MgNH 4 PO 4 .6H 2 O) crystallization.

나. 고안이 해결하려는 기술적 과제.I. The technical problem the invention is trying to solve.

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 문제점과 탈질화에 필요한 전자공여체(유기물)를 별도로 공급하여야 하는 문제점이 있었다. Conventionally, physicochemical and biological purification methods have been used to remove nitrogen and phosphorus contained in sewage and wastewater. However, the physicochemical purification method has a large amount of chemicals, a large amount of waste sludge generated and a large amount of organic matter. There is a cost problem, and there is a lower problem than the biological purification in terms of stability of the purified water, and the biological purification method requires the aerobic and anaerobic process because the nitrification required in the aerobic condition and the denitrification required in the anoxic condition should proceed. If the concentration of nitrogen is high, such as industrial wastewater, the purification time by microorganism is very long, so the investment cost of initial equipment cost is big and the operating conditions to create the environment for microbial growth are difficult. Problem that requires skill There has been a problem in that an electron donor (organic material) necessary for denitrification must be separately supplied.

다. 고안의 해결방법의 요지.All. The gist of the solution of the invention.

미생물이 부착 생장하는 유동성담체(Media)를 이용하여 유입된 폐수 중에 유기물을 제거하고 스트루바이트 결정화를 이용하여 질소 및 인을 제거한 후 후속하는 탈질 반응시 폐수중에 함유된 유기물을 전자공여체로 제공함으로서 장치의 단순화와 비용의 절감을 꾀하고 미생물을 이용하여 재차 잔존하는 유기물을 제거할 수 있도록 한 것이다.By removing the organics from the influent wastewater by using the medium that microorganisms attached and growing, and removing nitrogen and phosphorus by using struvite crystallization, the organic matter contained in the wastewater is provided to the electron donor during the subsequent denitrification reaction. In order to simplify the device and reduce the cost, the microorganisms can be used to remove the remaining organic matter.

Description

메디아 분리장치를 이용한 폐수의 영양염류 정화방법 및 그 처리장치 {Treatment system and Nutrient Removal of Wastewater using Media Separator}Method for purifying nutrients in wastewater using median separator and treatment device {Treatment system and Nutrient Removal of Wastewater using Media Separator}

본 발명은 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 영양염류 정화방법 및 그 처리장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 폐수중에 함유된 유기물을 질소 제거를 위한 탈질반응시 필요한 유기탄소원으로 제공함으로서 유기물의 정화효율을 향상시키고, 스트루바이트(MgNH4PO4·6H2O) 결정화를 통해 질소 및 인을 순차적으로 제거함으로서 효과적이고 경제적으로 운영이 가능한 고농도의 영양염류를 함유한 폐수의 정화방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for purifying nutrients in wastewater using a median separator and a treatment apparatus thereof. More particularly, the organic matter contained in the wastewater is provided as an organic carbon source for denitrification to remove nitrogen, thereby improving the purification efficiency of the organic matter. The present invention relates to a method for treating wastewater containing high concentrations of nutrients which can be efficiently and economically operated by sequentially removing nitrogen and phosphorus through struvite (MgNH 4 PO 4 · 6H 2 O) crystallization and its treatment apparatus. will be.

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. In general, nitrogen and phosphorus contained in sewage and waste water cause eutrophication of rivers, deplete dissolved oxygen and act as toxic to aquatic organisms such as fish and cause odors, making it difficult to use as a constant. When it was introduced into the sea, it was a cause of red tide, and in severe cases, it was decayed at the bottom of the water, causing odor and water pollution, which required the removal of nitrogen and phosphorus from sewage and wastewater.

종래에는 하수나 폐수중에 포함된 질소 및 인 등을 제거하기 위해서 물리화학적인 정화방법과 생물학적인 정화방법이 함께 이용되어져 왔다. Conventionally, a physicochemical purification method and a biological purification method have been used together to remove nitrogen and phosphorus contained in sewage or wastewater.

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.As a physicochemical purification method for treating nitrogen or phosphorus, which are representative nutrients, ammonia degassing, ion exchange using selective adsorption, and precipitation using chemicals such as Alum (coagulant) are used. However, the physicochemical treatment method has the advantage that the purification treatment is selective and rapid, while in order to remove all organic matter, nitrogen and phosphorus, excessive chemical cost is consumed and the amount of waste sludge generated is high, which requires a large treatment cost. There was a problem that it is difficult to expect stable treated water quality.

한편, 생물학적 정화 처리방법으로는 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.Meanwhile, A / O, A 2 / O, UCT, VIP, Bardenpho, etc. have been developed and widely applied as biological purification treatment methods. Since nitrification required in aerobic conditions and denitrification required in anoxic conditions must be carried out, aerobic and anaerobic requirements must be met, and when the concentration of nitrogen is high, such as industrial wastewater, the purification time by microorganisms is very long. As a result, the investment burden of the initial equipment cost is large, and the operating conditions for creating an environment necessary for the growth of microorganisms are difficult, requiring a skill for operation.

한 예로, 섭씨 20도의 온도조건에서 pH가 7인 경우 폐수중 질소의 농도가 300mg/L일 경우 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.For example, when the pH is 7 at a temperature of 20 degrees Celsius, when the concentration of nitrogen in the wastewater is 300 mg / L, unionized free-ammonia is a microorganism involved in nitrification by maintaining 1.18 mg / L. Nitrobacter is in the range of 0.1-1.0mg / L reported to be inhibited, which is inhibited by growth, and the nitrification rate is very slow.In case of high nitrogen concentrations in wastewater such as livestock wastewater, microorganisms cause toxic damage. There was a problem that the biological purification of nitrogen is very difficult to receive.

한편, 유기물의 탈질 반응을 위해 반드시 아세테이트나 메탄올 등의 유기물을 전자공여체를 주입하여야 하는 번거로움이 있었다. On the other hand, for the denitrification of organic matter, there is a hassle to inject an electron donor with organic matter such as acetate or methanol.

특히, 폐수중 유기물을 탈질 반응에 이용하기 위해 종래의 부유성 정화 공정에서는 혐기성 반응조에 후속하는 침전조를 형성하여 미생물과 폐수를 분리하는 조작을 필요로 함으로서 설비가 복잡해지는 단점이 있었다. (참고문헌: Water Science and Technology, Vol 40, NO 4-5, 1999, UK, G.Bortone, S.M.Libelli, A.Tilche and J.Wanner, Anoxic Phosphate Uptake in the DEPHANOX Process, pp.177-186)In particular, in order to use the organic matter in the waste water for the denitrification reaction, the conventional flotation purification process has a disadvantage in that the facility is complicated by forming a sedimentation tank following the anaerobic reaction tank to separate the microorganism and the waste water. (Reference: Water Science and Technology, Vol 40, NO 4-5, 1999, UK, G.Bortone, S.M.Libelli, A.Tilche and J.Wanner, Anoxic Phosphate Uptake in the DEPHANOX Process, pp.177-186)

따라서, 근래에는 물리화학적 정화방법과 생물학적 정화방법을 연계시켜 유기물과 질소 및 인 등의 영양염류를 동시에 제거하기 위한 하수 및 폐수 정화방법의 개발이 꾸준히 시도되어지고 있는 실정이고, 폐수중에 함유된 유기물을 전자공여체로 최대한 활용할 수 있는 정화방법의 개발이 요구되어지는 것이었다. Therefore, in recent years, the development of sewage and wastewater purification methods for simultaneously removing organic matters and nutrients such as nitrogen and phosphorus by linking physicochemical and biological purification methods has been continuously attempted, and organic matter contained in wastewater It was required to develop a purification method that can be used as an electron donor.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 물리화학적인 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, The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to combine the physicochemical wastewater purification treatment method and biological wastewater purification treatment method to quickly remove organic matter, nitrogen and phosphorus contained in sewage or wastewater. In order to provide a waste water purification method and treatment device that can be purified, stable and economical,

본 발명의 목적은 미생물이 부착 생장하는 유동성담체(Media)를 이용하여 유입된 폐수 중에 유기물을 흡수 흡착시켜 농도를 낮춘 후, 스트루바이트 결정화를 이용하여 질소 및 인을 제거하고 후속하여 진행되는 탈질 반응시 유동성담체에 흡수 흡착된 유기물이 전자공여체로 제공됨으로서 장치의 단순화를 꾀하여 비용을 절감하고 미생물의 호흡에 의해 잔존하는 유기물을 제거함으로서 처리효율의 향상을 이루도록 한 것이다.An object of the present invention is to lower the concentration by absorbing and adsorbing the organic matter in the wastewater introduced by using a fluid carrier (Media) that the microorganisms adhere to grow, remove nitrogen and phosphorus by using struvite crystallization and subsequently denitrification As the organic material absorbed and adsorbed to the fluid carrier during the reaction is provided as an electron donor, the device is simplified to reduce the cost and to improve the treatment efficiency by removing the remaining organic material by the respiration of microorganisms.

상기의 목적을 이루기 위해서 본 발명은 폐수중에 포함된 영양염류 정화방법에 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 폐수 중에 잔류하는 질소 및 인을 제거하기 위해미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아에 접촉시켜 질산화 반응을 유도하는 질산화단계(300);와 상기 질산화단계(300)를 지난 폐수에 상기 메디아분리단계(110)에서 분리된 메디아와 혼합시켜 메디아에 흡착된 유기물을 전자공여체로 이용하여 혐기성(嫌氣性) 상태에서 일어나는 탈질화단계(400);와 상기 탈질화단계(400)에 후속되어 메디아에 부착된 유기물과 혼합된 폐수 중에 잔존하는 유기물이 함께 분해되는 유기물분해단계(500);와 상기 유기물분해단계(500)를 지나면서 유기물이 제거된 메디아를 분리하여 유기물흡착단계(100)로 이송하는 메디아회수단계(510); 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(610);를 포함하는 침전단계(600);로 이루어진다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for purifying nutrients contained in wastewater, inducing the adsorption of organic matter in an anaerobic state by contacting the introduced wastewater with a medium, which is a fluid carrier that grows with microorganisms. Organic material adsorption step (100); and the median separation step (110) for separating the media adsorbed a certain amount of organic material while passing through the organic material adsorption step (100); and hydrogen in the wastewater after the organic material adsorption step (100) A struvite crystallization step (200) for removing nitrogen and phosphorus by injecting an ion concentration (pH) regulator and magnesium (Mg +2 ); and a predetermined amount of organic matter and nitrogen by passing through the struvite crystallization step (200) And nitric acid which induces nitrification reaction by contacting the media, which is a fluid carrier, in which microorganisms are attached and grow to remove nitrogen and phosphorus remaining in the wastewater introduced by phosphorus removal. Step 300 and the nitrification step 300 is mixed with the media separated in the media separation step 110 in the wastewater that occurs in the anaerobic state by using the organic material adsorbed on the media as an electron donor Denitrification step 400; and organic material decomposition step 500 which is followed by the denitrification step 400 and the organic matter remaining in the wastewater mixed with the organic material attached to the media is decomposed together; and the organic material decomposition step 500 A media recovery step 510 which separates the media from which the organic matter is removed and passes to the organic material adsorption step 100 while passing through the media; And the sludge conveying step 610 of passing through all the above steps to precipitate and remove the suspended matter and some desorbed microorganisms contained in the purified wastewater from which organic matter, nitrogen and phosphorus have been removed, and return some of the sludge to the organic matter adsorption step 100. It consists of; precipitation step (600) comprising.

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.The organic material adsorption step 100 is a microorganism grown by using an organic material by mixing a certain amount of fluid carrier (Example: Linde brand name Linpor-12x12x15mm) into the anaerobic reaction tank (1) in which the inflow of air is blocked This is to provide a place where it can be attached and grow, and the organic matter contained in the introduced wastewater is absorbed or adsorbed by the microorganisms so that the concentration in the wastewater is lowered.

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. The degree of adsorption of organic matter, which indicates the concentration of organic matter in the wastewater, may vary slightly depending on the characteristics of the influent wastewater or the activity of the microorganisms, but when the age of the microorganism (age of the microorganism) is 14 and 25 days, The adsorption rate of organic matter was shown, in which the reaction time was 40 minutes.

이때, 혐기성반응조(1)에는 적절한 교반장치를 형성하여 유입된 폐수와 메디아가 충분히 혼합된 상태를 유지시켜 균일한 접촉이 이루어지도록 함으로서 유기물 농도의 균질화를 이루도록 하는 것이다. At this time, the anaerobic reaction tank (1) is to form a suitable stirring device to maintain a state in which the influent wastewater and the media are sufficiently mixed to achieve a uniform contact to achieve homogenization of the organic concentration.

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 폐수와 분리된 후 탈질화단계(400)인 무산소반응조(4)로 보내진다.Waste water passing through the organic matter adsorption step (100) anaerobic reaction tank (1) is sent to the struvite crystallization tank (2), which is a struvite crystallization step (200) for removing nitrogen and phosphorus, and the media is formed in the pipeline. After being separated from the wastewater through a separation device (7), such as a screen, it is sent to the anoxic reaction tank (4), which is a denitrification step (400).

상기 스트루바이트 결정화조(2)로 유입된 폐수에는 최적의 상태에서 스트루바이트 결정이 일어날 수 있도록 수산화나트륨(NaOH) 등의 수소이온농도(pH) 조절제와 함께 마그네슘을 주입한다.Wastewater introduced into the struvite crystallization tank 2 is injected with magnesium with a hydrogen ion concentration (pH) regulator such as sodium hydroxide (NaOH) so that struvite crystals can occur in an optimal state.

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.As is well known, the struvite crystal formed by combining Mg: NH 4 : PO 4 in a molar ratio of 1: 1: 1 has a high specific gravity, so that precipitation is rapid and the resulting precipitate can be used as a soil improver and fertilizer. It can be a useful substance.

이때, 스트루바이트 결정화에 필요한 반응시간은 2분 이내로 요구되며 결정을 원활하게 회수하고 콤팩트화된 처리장치를 제작할 수 있도록 스트루바이트 결정화 반응조(11)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.At this time, the reaction time required for struvite crystallization is required within 2 minutes, and the struvite crystallization tank 2 under the struvite crystallization reactor 11 so as to smoothly recover the crystal and produce a compacted processing apparatus. It is preferable to form a, and the lower portion of the struvite crystallization tank (2) is to form an inclined surface or to form a suitable withdrawal device such as a valve or a solid transfer pump so that the precipitated struvite crystal can be easily recovered .

특히, 스트루바이트 결정화 반응조(11)에는 유입된 폐수와 주입한 수소이온농도 조절제 및 마그네슘이 신속하고 충분히 혼합되어질 수 있도록 교반장치를 형성함이 바람직하다.In particular, the struvite crystallization reaction tank 11 preferably forms an agitating apparatus so that the introduced wastewater, the injected hydrogen ion concentration regulator, and magnesium can be quickly and sufficiently mixed.

상기 스트루바이트 결정화 단계(200)를 통과한 폐수의 질소 및 인 제거 효율은 통상 80%이상을 나타내었다.Nitrogen and phosphorus removal efficiencies of the wastewater that passed through the struvite crystallization step 200 were typically 80% or more.

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.According to the experiment, it was observed that 81 and 83% of nitrogen and 98% and 93% of phosphorus were removed using MgCl 2 and Mg (OH) 2 as magnesium sources. (Reference: Korean Society of Environmental Engineering, Vol 22 , No. 4, 2000.4, KOREA, Won-Seon Won et al., Removal of Nitrogen and Phosphorus by Struvite Crystallization, pp. 599-607). Tunay et al. (Ref .: 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) At pH 8.5, nitrogen and phosphorus showed 87% and 90.2% removal, respectively.

상기 스트루바이트 결정화단계(200)를 지난 폐수는 질산화반응조(3)로 유입되어 별도로 주입된 미생물이 생장하는 메디아(13)와 혼합되어 잔존하는 질소와 인의 질산화 반응이 일어나는 질산화단계(300)가 일어난다. The wastewater passing through the struvite crystallization step 200 is introduced into the nitrification tank 3 and mixed with the media 13 in which microorganisms are separately injected to grow the nitrification step 300 where nitrification of the remaining nitrogen and phosphorus occurs. Happens.

이때, 질산화 반응을 수행하는 질산화균(Nitrifying bacteria)은 성장률이 낮고 긴 체류시간을 요구하기 때문에 질산화반응조(3)내에서 축적된 상태로 계속적인 질산화 반응을 수행하게 되는 것이고, 질산화반응조(3)에 유입된 폐수는 유기물의 농도가 낮기 때문에 질산화균의 농축이 가능한 것으로, 이는 질산화반응조(3)내에 존재하는 미생물중 유기물을 분해하는 종속영양 미생물(Heterotrohics)의 개체수를 줄이고 질산화 균에 해당되는 독립영양 미생물(Autotrophics)의 수를 증가시킴으로서 잔존하는 질소의 제거를 가능하게 하는 것이다. At this time, since nitrifying bacteria which perform nitrification have a low growth rate and require a long residence time, the nitrifying bacteria are continuously carried out in the nitrification state in the nitrification tank 3, and the nitrification tank 3 The wastewater introduced into the nitrate is able to concentrate because of its low concentration of organic matter, which reduces the number of heterotrophic microorganisms (Heterotrohics) that decomposes organic matter among the microorganisms present in the nitrification tank (3) Increasing the number of autotrophics allows the removal of residual nitrogen.

상기 질산화단계(300)를 지난 폐수는 탈질화단계(400)인 무산소반응조(4)로 유입되어 유기물흡착단계(100)인 혐기성반응조(1)에서 유기물이 흡수 흡착된 채 이송되어진 메디아(13)와 혼합된다.The wastewater passing through the nitrification step 300 is introduced into the anoxic reaction tank 4 which is a denitrification step 400 and is transported with the organic matter absorbed and adsorbed in the anaerobic reaction tank 1 which is the organic material adsorption step 100. Mixed with

질소를 제거하는 방법은 우선 폐수에 함유되어 있는 질소성분이 대부분 유기질소 및 암모니아성 질소이므로 이를 제거하기 위해 질산화 반응(Nitrification)과 탈질산화 반응(Denitrification)이 요구되어진다. 질산화 반응은 자가영양 미생물(Autotrophics)에 의한 호기성 조건이 요구되며, 암모니아성 질소가 질산성 질소로 산화되는 반응이다. 반면 탈질산화 반응은 종속영양 미생물(Heteroptophics)의한 무산소 조건이 요구되며, 질산성 질소가 환원되어 질소가스로 변화되는 반응이다. 또한 원활한 탈질반응을 위해서는 탈질반응을 위한 전자공여체(유기물)를 필요로 하며 폐수정화공법에서는 외부에서 전자공여체(예, 아세테이트, 메탄올 등)를 주입하기도 한다. 하지만 폐수 중에 포함되어 있는 유기물을 탈질반응에 전자공여체로 이용한다면 경제적인 정화방법이 될 수 있는 것으로 메디아(13)에 흡수 흡착된 유기물은 탈질반응에 필요한 전자공여체로 작용토록 되는 것이다.In order to remove nitrogen, first, since most nitrogen components in wastewater are organic nitrogen and ammonia nitrogen, nitrification and denitrification are required to remove them. Nitrification requires aerobic conditions by autotrophic microorganisms, and ammonia nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen. On the other hand, denitrification requires anoxic conditions by heterotrophic microorganisms (Heteroptophics), and is a reaction in which nitrate nitrogen is reduced to nitrogen gas. In addition, an electron donor (organic material) for denitrification is required for a smooth denitrification reaction, and in the wastewater purification method, an electron donor (eg, acetate, methanol, etc.) is injected from the outside. However, if the organic matter contained in the wastewater is used as an electron donor for the denitrification reaction, it can be an economical purification method. The organic material absorbed and adsorbed on the media 13 will act as an electron donor for the denitrification reaction.

상기 탈질화단계(400)를 지난 폐수는 메디아(13)와 함께 유기물분해단계(500)를 수행하는 후폭기반응조(5)로 유입되어 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 메디아(13)에 부착된 미생물의 호흡에 따라 잔존하는 유기물과 폐수중에 잔류하는 유기물의 분해 작용이 일어나도록 되는 것이다.After the denitrification step 400, the wastewater is introduced into the post-aeration reaction tank 5 performing the organic decomposition step 500 together with the media 13 to perform aeration directly on the water surface using an agitator or the post-aeration reaction tank. Organic matter remaining in accordance with the respiration of the microorganisms attached to the media (13) by causing aeration is carried out by injecting air generated from a compressed air generator such as a compressor through the diffuser installed in the bottom of (5) And decomposition of organic matter remaining in the waste water will occur.

일정한 시간이 경과되어 유기물의 분해가 완료된 폐수는 침전단계(600)인 침전조(6)로 보내진다.After a certain time has elapsed, the wastewater in which the decomposition of organic matter is completed is sent to the settling tank 6, which is a precipitation step 600.

이때, 흡수 흡착된 유기물이 모두 분해되어진 메디아(13)는 반송관을 따라 유기물흡착단계(100)를 수행하는 혐기성반응조(1)로 반송되는 메디아회수단계(510)에 따라 새로이 유입된 폐수와 혼합되어짐으로서 반복적으로 사용된다.At this time, the media 13 in which all of the absorbed organic substances are decomposed is mixed with the newly introduced wastewater according to the media recovery step 510 returned to the anaerobic reaction tank 1 performing the organic adsorption step 100 along the return pipe. It is used repeatedly.

상기 침전조(6)는 탈리된 미생물이나 부유물과 정화수를 분리하여 정화가 완료된 폐수와 생성된 폐슬러지를 배출할 수 있도록 하는 것이다.The settling tank 6 is to separate the desorbed microorganisms or suspended matter and purified water so as to discharge the wastewater and the waste sludge produced.

이때, 침전조(6)로 침전된 미생물중 일부는 슬러지반송단계(610)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.At this time, some of the microorganisms precipitated in the settling tank (6) is returned to the anaerobic reaction tank (1) performing the organic material adsorption step (100) through the sludge conveying step 610 to purify the wastewater without newly injecting microorganisms It is possible to prevent the lack of microorganisms needed to.

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. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the most preferred embodiment of the present invention. First, in describing each of the drawings, only the same components have the same reference numerals as much as possible even if shown on different drawings.

제2도는 본 발명의 제1실시 예에 따른 폐수의 처리장치를 나타낸 개략도이다. 2 is a schematic view showing an apparatus for treating wastewater according to a first embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 영양염류 처리장치는 미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아(13)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(11)와 상기 스트루바이트 결정화 반응조(11)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(10)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)에 후속하며 유입된 폐수가 별도로 주입된 미생물이 생장하는 메디아(13)와 혼합되어 잔존하는 질소와 인의 질산화 반응이 일어나는 질산화반응조(3)와 상기 질산화반응조(3)에 후속하여 통과한 폐수와 상기 혐기성 반응조(1)로부터 분리장치(7)를 통해 분리 배출된 메디아(13)가 혼합되는 무산소반응조(4)와 상기 무산소반응조(4)에 후속하며 메디아(13)와 함께 유입된 폐수에 폭기를 행하는 후폭기반응조(5) 및 상기 후폭기반응조(5)에 후속되어 부유물과 탈리된 미생물의 침전을 유도하여 고액분리를 행하고, 일부의 미생물을 혐기성 반응조(1)로 반송하기 위한 반송관을 포함하는 침전조(6)로 이루어지는 구성이다.As shown, the nutrient treatment device of the wastewater using the median separator of the present invention is anaerobic reactor (1) and the anaerobic reactor (1) is mixed with the wastewater in which the media (13), which is a fluid carrier to grow microorganisms are attached ( It is connected to 1) and positioned below the struvite crystallization reactor 11 and the struvite crystallization reactor 11 including a hydrogen ion concentration (pH) regulator and a magnesium (Mg +2 ) injector. The struvite crystallization tank 2 in which precipitation of the true byte crystals occurs, and the struvite storage tank 10 connected to the lower part of the struvite crystallization tank 2 and extracting and storing the struvite crystals, and the struts Nitrification tank (3) following the bite crystallization tank (2) and mixed with the media (13) in which the inflowed wastewater grows separately injected microorganisms (3). In the anoxic reactor (4) and the anoxic reactor (4) in which the wastewater passed after the nitrification reactor (3) and the media (13) separated and discharged through the separator (7) from the anaerobic reactor (1) are mixed. Subsequently, the post-aeration reactor 5 and the post-aeration reactor 5 for aeration of the wastewater introduced together with the median 13 are followed by the post-aeration reactor 5 to induce sedimentation of suspended matter and desorbed microorganisms to perform solid-liquid separation. It is a structure which consists of the precipitation tank 6 containing a conveying pipe for conveying to the anaerobic reaction tank 1. As shown in FIG.

이때, 혐기성 반응조(1)와 스트루바이트 결정화 반응조(11)와 질산화반응조(3)와 무산소반응조(4) 및 후폭기반응조(5)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(6)의 저부에는 침전된 스트루바이트 결정이나 폐슬러지의 수집을 위해 경사면을 형성하거나 밸브나 인입펌프 등의 인출장치를 형성할 수 있는 것이다.At this time, the anaerobic reactor (1), the struvite crystallization reactor (11), the nitrification reactor (3), the anoxic reactor (4), and the post-aeration reactor (5) were provided with a stirring device to form an inflow wastewater, median, inflow wastewater, and hydrogen. The ion concentration regulator and magnesium (Mg +2 ) can be completely mixed, and the bottom of the struvite crystallization tank (2) and the settling tank (6) collects precipitated struvite crystals or waste sludge. In order to form an inclined surface or a drawer such as a valve or an inlet pump can be formed.

특히, 메디아(13)가 투입되는 혐기성 반응조(1)와 질산화반응조(3) 및 후폭기반응조(5)에는 폐수와 메디아(10)를 분리하기 위한 분리장치(7)나 스크린(12)을 형성하여 메디아(13)의 유출을 방지할 수 있는 것으로, 상기 분리장치(7) 및 스크린(12)은 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.In particular, in the anaerobic reactor (1), nitrification reactor (3) and post-aeration reactor (5) into which the media (13) is introduced, a separator (7) or a screen (12) for separating the wastewater and the media (10) is formed. In order to prevent the outflow of the media (13), the separator (7) and the screen (12) has a mesh having a gap smaller than the standard of the media (10) at the branching position of the branch pipe ( It can be realized by various methods such as being formed by inserting a mesh).

한편, 스트루바이트 결정화 반응조(11)는 그 반응시간이 전체 정화시간에 비하여 극히 짧은 것으로 그 규격 또한 소형이므로 스트루바이트 결정화조(2)의 내부 공간에 형성토록 할 수 있는 것이다.On the other hand, the struvite crystallization tank 11 can be formed in the inner space of the struvite crystallization tank 2 because its reaction time is extremely short compared to the entire purification time and its size is also small.

상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 정화장치는 스트루바이트 결정화조(2)에서 질소 및 인의 제거가 일어나고 잔존하는 질소 및 인은 질산화반응조(3) 및 무산소반응조(4)를 지나면서 폐수중에 함유된 유기물을 이용하여 탈질화 반응에 의해 제거되어지는 것이고, 후폭기반응조(5)에서 유기물의 제거가 진행되어 폐수중에 함유된 유기물과 질소 및 인을 제거할 수 있도록 되는 것이다.In the wastewater purification apparatus using the media separation apparatus of the present invention having the above configuration, nitrogen and phosphorus are removed from the struvite crystallization tank (2), and the remaining nitrogen and phosphorus are nitridation tank (3) and anoxic reactor (4). It is to be removed by the denitrification reaction using the organic matter contained in the waste water while passing through, and the organic matter is removed in the post-aeration reactor (5) to remove the organic matter, nitrogen and phosphorus contained in the waste water. .

제3도는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 폐수의 처리장치를 나타내는 개략도이다. 3 is a schematic view showing an apparatus for treating wastewater according to a second preferred embodiment of the present invention.

제3도에 따르면, 본 발명의 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 영양염류 처리장치는 미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아(13)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(11)와 상기 스트루바이트 결정화 반응조(11)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(10)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)에 후속하며 유입된 폐수가 별도로 주입된 미생물이 생장하는 메디아(13)와 혼합되어 잔존하는 질소와 인의 질산화 반응이 일어나는 질산화반응조(3)와 상기 질산화반응조(3)에 후속하여 통과한 폐수와 상기 혐기성 반응조(1)로부터 분리장치(7)를 통해 분리 배출된 메디아(13)가 혼합되어 일정한 시간 배분에 따라 폭기 및 비폭기가 반복되는 간헐폭기 반응조(8) 및 상기 간헐폭기반응조(8)에 후속하며 메디아(13)와 함께 유입된 폐수에 폭기를 행하는 후폭기반응조(5) 및 상기 후폭기반응조(5)에 후속되어 부유물과 탈리된 미생물의 침전을 유도하여 고액분리를 행하고, 일부의 미생물을 혐기성 반응조(1)로 반송하기 위한 반송관을 포함하는 침전조(6)로 이루어지는 구성이다.According to FIG. 3, an apparatus for treating nutrients in wastewater using the median separator of the present invention is an anaerobic reactor (1) and the anaerobic reactor, in which the media (13), which is a fluid carrier that grows with microorganisms, is mixed with the wastewater. It is connected to (1) and located below the struvite crystallization reactor 11 and the struvite crystallization reactor 11 including a hydrogen ion concentration (pH) regulator and a magnesium (Mg +2 ) injector. The struvite crystallization tank 2 in which precipitation of struvite crystals occurs, and the struvite storage tank 10 connected to the lower part of the struvite crystallization tank 2 to draw out and store the struvite crystals, and the stock Nitrification tank (3), which is followed by TrueBit crystallization tank (2) and mixed with media (13) in which microorganisms in which the inflowed wastewater is separately injected are grown, Intermittent aeration in which the wastewater passed after the substrate oxidation tank 3 and the media 13 separated and discharged from the anaerobic reactor 1 through the separator 7 are mixed, and the aeration and non-aeration are repeated according to a predetermined time distribution. Post-aeration reactor (5) followed by the intermittent aeration reactor (8) and the intermittent aeration reactor (8) and aeration to the wastewater introduced with the media (13); It is a structure which consists of the precipitation tank 6 containing the conveyance pipe for inducing precipitation of solid_liquid and performing solid-liquid separation, and conveying some microorganisms to the anaerobic reaction tank 1. As shown in FIG.

상기 간헐폭기 반응조(8)는 운영방식에 따라 교반기를 이용하여 수 표면에 직접 폭기를 행하거나 간헐폭기 반응조(8)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 반복적으로 일어나며 전력비를 절감할 수 있는 것이다. The intermittent aeration reaction tank 8 performs aeration directly on the surface of the water using a stirrer according to the operation method or the air generated from the compressed air generator such as a compressor through an acid pipe installed at the bottom of the intermittent aeration reaction tank 8. Repetitive times for operating the aeration device by a method such as injection or the like to perform aeration or stopping the operation of the aeration device to maintain a non-aeration state are 1 hour / 1 hour, 2 hours / 1 hour and 2 hours, respectively. It can be operated in hours / 2 hours, etc. This operation method is a method for removing the nitrogen and phosphorus in the low concentration of effluent removed in the sturubite crystallization tank (2) according to the waste water properties, for example, ammonia Assuming that nitrogen and phosphorus are introduced at 100 mg / L and 10 mg / L, respectively, and 90% are removed from the struvite crystallization tank (2), nitrogen and phosphorus are theoretically between 10 mg / L and 1 mg / L. In order to maximize the removal of nitrogen and phosphorus in this case, it is to be introduced into the hull aeration reactor (5), the nitrification and denitrification reaction required for nitrogen removal occurs repeatedly and can reduce the power cost.

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.By nitrifying bacteria (Nitrosomonas & Nitrobacter) the ammonia nitrogen and organic nitrogen in aerobic conditions by microbial nitrification in the anoxic conditions by (deformation of ammonia to nitrate form) and denitrification bacteria to nitrate (Pseudomonas, Paracoccus Denitrifiers etc.) and to be used as an electron acceptor instead of oxygen converted to nitrogen gas will which can be removed by radiation (denitrification) into the atmosphere, which is to keep under an anaerobic condition and an aerobic condition to shift the waste water removed in the anaerobic conditions, micro-organisms (Acinetobacter) In the subsequent aerobic conditions, the phosphorus is removed from the wastewater in such a way that the microorganisms excessively ingest the phosphorus and then remove the microorganisms by a certain amount, thereby maximizing nitrogen and phosphorus removal efficiency.

제4도는 본 발명의 제3실시 예에 따른 폐수의 처리장치를 나타내는 개략도이다. 4 is a schematic view showing an apparatus for treating wastewater according to a third embodiment of the present invention.

제4도에 따르면, 제3도에 도시된 제2실시 예와 동일하지만 단지 간헐폭기 반응조(8)(9)가 복수개로 구비되어지는 구성이다.According to FIG. 4, it is the same as the 2nd Embodiment shown in FIG. 3, but only the intermittent aeration reactors 8 and 9 are provided in multiple numbers.

이때, 복수개로 나뉘어진 간헐폭기 반응조(8)(9)는 첫 번째 간헐폭기 반응조(8)가 폭기로 운영되면 두 번째 간헐폭기 반응조(9)는 비폭기로 서로 폭기 및 비폭기를 바꾸어가며 운영하도록 하는 것으로 질소 및 인의 제거율을 보다 극대화시킬 수 있는 것이다.At this time, the intermittent aeration reactor (8) (9) divided into a plurality of the first intermittent aeration reactor (8) is operated by the aeration, the second intermittent aeration reactor (9) to operate by changing the aeration and non-aeration with each other in the non-aeration It will be able to maximize the removal rate of nitrogen and phosphorus.

본 발명은 스트루바이트 결정화방법을 이용하여 폐수중 질소 및 인을 제거한 후 탈질반응조로 이송되기 때문에 잔존하는 질소와 인을 폐수중에 포함된 유기물을 효과적으로 이용하여 탈질 효율을 증진시킬 수 있으며, 미생물과 분리된 폐수는 유기물이 적기 때문에 질산화반응조에서 질산화 균의 증식과 질산화 반응이 증진될 수 있는 장점이 있다. 또한 전체 공정에서 메디아를 이용함에 따라 슬러지 발생량을 줄일 수 있다. Since the present invention removes nitrogen and phosphorus from wastewater by using the struvite crystallization method, it is transported to a denitrification tank so that the nitrogen and phosphorus remaining can be effectively used to denitrify the organic matter contained in the wastewater. Since the separated wastewater is low in organic matter, there is an advantage in that the growth and nitrification of nitrifiers can be enhanced in the nitrification tank. In addition, the use of media in the overall process can reduce the amount of sludge generated.

본 발명에 의한 폐수의 영양염류 정화 방법 및 처리장치는 스트루바이트 결정화로 우선 제거하고 잔류된 질소 및 인을 생물학적 정화공정으로 제거하는 정화 방법으로 생물학적 정화시 질산화 균을 농축시켜 운영함으로서 빠른 질산화율의 기대가 가능하고 폐수중에 포함된 유기물을 최대한 탈질반응에 이용함에 따라 외부 전자공여체의 주입을 필요로 하지 않는 장점이 있는 것이다. The nutrient purification method and treatment apparatus for wastewater according to the present invention is a purification method that first removes by struvite crystallization and removes residual nitrogen and phosphorus by biological purification process, and operates by concentrating nitrifying bacteria during biological purification. It is expected that there is an advantage that does not require the injection of an external electron donor by using the organic matter contained in the waste water to the maximum denitrification reaction.

또한, 본 발명은 산업폐수와 같이 암모니아성 질소가 높아 미생물에 독성으로 작용하는 폐수 정화에도 적용이 가능한 장점이 있는 것이다.In addition, the present invention has the advantage that it can be applied to the waste water purification that acts as toxic to microorganisms because of high ammonia nitrogen, such as industrial wastewater.

도 1은 본 발명의 폐수 정화방법을 보이는 처리공정도.1 is a process chart showing the wastewater purification method of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 폐수 처리장치의 개략도.2 is a schematic view of a wastewater treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 폐수 처리장치의 개략도.3 is a schematic view of a wastewater treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 폐수 처리장치의 개략도.4 is a schematic view of a wastewater treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention.

도 5a 및 5b는 메디아와 폐수의 분리를 위한 분리장치의 개략도.5a and 5b are schematic views of a separator for separation of media and wastewater;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 혐기성 반응조 2: 스트루바이트 결정화조1: anaerobic reactor 2: struvite crystallization tank

3: 질산화 반응조 4: 무산소 반응조3: nitrification tank 4: anoxic reactor

5: 후폭기 반응조 6: 침전조5: post-aeration reactor 6: precipitation tank

7: 분리장치 8: 간헐폭기 반응조7: Separator 8: Intermittent Aeration Reactor

9: 제2간헐폭기 반응조 10: 스트루바이트 저장조9: second intermittent aeration reactor 10: struvite storage tank

11: 스트루바이트 결정화 반응조 12: 스크린 11: Struvite crystallization reactor 12: screen

13: 메디아 100: 유기물흡착단계13: Mediah 100: organic matter adsorption step

200: 스트루바이트 결정화단계 300: 질산화단계200: struvite crystallization step 300: nitrification step

400: 탈질화단계 500: 유기물분해단계400: denitrification step 500: organic decomposition step

600: 침전단계600: precipitation step

Claims (4)

폐수 또는 하수중에 포함된 영양염류 정화방법에 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 폐수 중에 잔류하는 질소 및 인을 제거하기 위해미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아에 접촉시켜 질산화 반응을 유도하는 질산화단계(300);와 상기 질산화단계(300)를 지난 폐수에 상기 메디아분리단계(110)에서 분리된 메디아와 혼합시켜 메디아에 흡착된 유기물을 전자공여체로 이용하여 혐기성(嫌氣性) 상태에서 일어나는 탈질화단계(400);와 상기 탈질화단계(400)에 후속되어 메디아에 부착된 유기물과 혼합된 폐수 중에 잔존하는 유기물이 함께 분해되는 유기물분해단계(500);와 상기 유기물분해단계(500)를 지나면서 유기물이 제거된 메디아를 분리하여 유기물흡착단계(100)로 이송하는 메디아회수단계(510); 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(610);를 포함하는 침전단계(600);로 이루어짐을 특징으로 하는 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 영양염류 정화방법.In the nutrient purification method included in the wastewater or sewage, the organic matter adsorption step for inducing the adsorption of organic matter in an anaerobic state by contacting the introduced wastewater with the media, which is a fluid carrier that grows with microorganisms (100) And; a media separation step (110) for separating a media having a certain amount of organic matter adsorbed therethrough while passing through the organic material adsorption step (100); and a hydrogen ion concentration (pH) regulator in wastewater after the organic material adsorption step (100); The struvite crystallization step 200 for removing nitrogen and phosphorus by injecting magnesium (Mg +2 ); and the struvite crystallization step 200 to remove a certain amount of organic matter and nitrogen and phosphorus Nitrification step (300) of inducing nitrification reaction by contacting the medium, which is a fluid carrier, to which microorganisms are attached and grown to remove nitrogen and phosphorus remaining in the waste water; and the nitrification step Denitrification step 400 occurs in the anaerobic (400) by using the organic material adsorbed in the media by mixing with the media separated in the media separation step 110 in the wastewater past (300) as an electron donor; and the An organic material decomposition step 500 in which organic matter remaining in the wastewater mixed with the organic material attached to the media is decomposed together after the denitrification step 400; and the media from which the organic material is removed while the organic material decomposition step 500 passes. A media recovery step 510 for separating and transferring the organic material adsorption step 100; And the sludge conveying step 610 of passing through all the above steps to precipitate and remove the suspended matter and some desorbed microorganisms contained in the purified wastewater from which organic matter, nitrogen and phosphorus have been removed, and return some of the sludge to the organic matter adsorption step 100. Sedimentation step (600) comprising ;; nutrients purification method of wastewater using the median separator characterized in that consisting of. 미생물이 부착되어 생장하는 유동성담체인 메디아(13)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(11)와 상기 스트루바이트 결정화 반응조(11)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(10)와 상기 스트루바이트 결정화조(2)에 후속하며 유입된 폐수가 별도로 주입된 미생물이 생장하는 메디아(13)와 혼합되어 잔존하는 질소와 인의 질산화 반응이 일어나는 질산화반응조(3)와 상기 질산화반응조(3)에 후속하여 통과한 폐수와 상기 혐기성 반응조(1)로부터 분리장치(7)를 통해 분리 배출된 메디아(13)가 혼합되는 무산소반응조(4)와 상기 무산소반응조(4)에 후속하며 메디아(13)와 함께 유입된 폐수에 폭기를 행하는 후폭기반응조(5) 및 상기 후폭기반응조(5)에 후속되어 부유물과 탈리된 미생물의 침전을 유도하여 고액분리를 행하고, 일부의 미생물을 혐기성 반응조(1)로 반송하기 위한 반송관을 포함하는 침전조(6)로 구성됨을 특징으로 하는 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 영양염류 처리장치.The anaerobic reactor (1) and the anaerobic reactor (1), which are mixed with the influent wastewater, in which the media (13), which is a fluid carrier grown by microorganisms, is connected to the anaerobic reactor (1), and a hydrogen ion concentration (pH) regulator and magnesium (Mg +2 ) The struvite crystallization tank 11 including the injection device, and the struvite crystallization tank 2 and the struvbite located below the struvite crystallization reactor 11, where precipitation of struvite crystals occurs. It is connected to the lower part of the crystallization tank (2), the struvite storage tank (10) for extracting and storing the struvite crystals and the microorganisms separately injected with the wastewater introduced after the struvite crystallization tank (2) are grown. Separation from wastewater and subsequent anaerobic reaction tank (1) which are mixed with the media (13) and undergoes the nitrification reaction tank (3) where the residual nitrogen and phosphorus nitrification reactions occur, and the nitrification reaction tank (3). The anoxic reactor (4) into which the media (13) separated and discharged through the tooth (7) are mixed and the aerobic reactor (5) subsequent to the anoxic reactor (4) and performing aeration on the wastewater introduced with the media (13). And a sedimentation tank (6) including a return pipe for carrying out solid-liquid separation by inducing precipitation of suspended matter and detached microorganisms following the post-aeration reaction tank (5) and returning some of the microorganisms to the anaerobic reaction tank (1). Nutrients processing device of the wastewater using the median separator characterized in that. 제2항에 있어서, 상기 후폭기 반응조(5)가 일정한 시간 배분에 따라 폭기 및 비폭기가 반복되는 간헐폭기 반응조(8)로 운전되어짐을 특징으로 하는 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 영양염류 처리장치.The apparatus for treating nutrient salts in wastewater using a media separation device according to claim 2, wherein the post-aeration reactor (5) is operated as an intermittent aeration reactor (8) in which aeration and non-aeration are repeated according to a predetermined time distribution. 제2항에 있어서, 상기 후폭기 반응조(5) 전단에는 1개 이상의 간헐폭기 반응조(8)(9)가 더 구비되어짐을 특징으로 하는 메디아 분리장치를 이용한 폐수의 영양염류 처리장치.       3. An apparatus for treating nutrient salts in wastewater using a median separator according to claim 2, wherein at least one intermittent aeration reactor (8) (9) is further provided at the front end of the post aeration reactor (5).
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