KR100698385B1

KR100698385B1 - 담체가 충진된 ａ2/ｏ 변형반응조를 이용한 오폐수 내유기물 및 질소 화합물 제거방법

Info

Publication number: KR100698385B1
Application number: KR20060006822A
Authority: KR
Inventors: 이태진; 박상민
Original assignee: 보람환경개발(주)
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2007-03-23

Abstract

본 발명은 A²/O 변형반응조를 이용한 오폐수 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 질산 화합물을 포함하는 질산 상등액과 새로운 유입 오폐수를 함께 탈질반응시키는 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법에 관한 것이다.

본 발명의 오폐수 처리방법은 담체를 충진시킨 탈질반응조 내에 질산 상등액과 유입수를 동시에 유입하여 탈질반응조의 탈질에 필요한 탄소원을 보충함으로써 탈질반응조 내의 담체에 부착되어 있는 탈질 미생물을 활성화시키고, 별도의 처리과정 없이도 완전한 탈질을 할 수 있는 장점이 있으며, 더 나아가 경제적인 측면에서 효과를 얻을 수 있다.

탈질반응, 질산상등액, 오폐수, A2/O, 질산화, 담체

Description

담체가 충진된 Ａ2/Ｏ 변형반응조를 이용한 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법 {A REMOVAL METHOD OF ORGANICS AND NITROGEN COMPOUNDS OF WASTEWATER USING POROSIT MEDIA A2/O PROCESS}

도 1은 본 발명의 오폐수 처리공정에 사용되는 A²/O변형 반응조를 도시한 개략도.

도 2는 탈질 반응조의 암모니아성 질소 화합물의 농도 변화를 도시한 그래프.

도 3은 탈질 반응조의 질산성 질소 화합물의 농도 변화를 도시한 그래프.

도 4는 탈질반응조에 유입 오폐수를 유입하지 않고 운전시 암모니아성 질소 화합물의 농도 변화를 도시한 그래프.

도 5는 탈질반응조에 유입 오폐수를 유입하지 않고 운전시 질산성 질소 화합물의 농도 변화를 도시한 그래프.

도 6은 탈질반응조에 유입되는 오폐수와 질산상등액의 유량대비에 따른 COD 농도 변화를 도시한 그래프.

도 7은 탈질반응조에 유입되는 오폐수와 질산상등액의 유량대비에 따른 질산성 질소 화합물의 농도를 도시한 그래프.

*도면의 주요한 부호에 대한 설명*

1. 유입 펌프 2. 포기 반응조 3. 탈질 반응조

4, 5. 반송 펌프 6. 산기 장치 7. 침전조

[산업상 이용분야]

본 발명은 A²/O의 변형 반응조를 이용하여 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물을 제거하는 방법에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 탈질반응조의 탈질에 필요한 탄소원을 유입 오폐수로부터 보충함으로써 탈질반응조 내의 담체에 부착되어 있는 탈질 미생물을 활성화시키는 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거하는 방법에 관한 것이다.

[종래기술]

근래에 이르러 국민생활 수준의 향상과 함께 전분야에 걸쳐 급속도로 산업이 발달함에 따라 이에 대한 반대급부로서의 환경오염 문제가 심각하게 대두되고 있으며, 특히 발생량에 있어서 기하급수적인 증가추세를 나타내고 있는 도시하수, 산업폐수 등의 수질 오염 물질은 생태계 파괴 등의 많은 문제점을 나타내고 있다.

일반적으로 산업폐수 및 도시하수 등의 수질 오염물질에는 유기성 오염물질뿐만 아니라 질소, 인 등의 영양염류 물질이 다량 함유되어 있으며, 이중 유기성 오염물질을 제거하기 위한 방법으로서 종래에는 표준활성슬러지법 및 혐기성 소화공법 등이 주로 사용되고 있다.

그러나 상기 유기성 오염물질을 제외한 질소, 인 등의 영양염류 물질은 재래적 방법으로는 잘 처리되지 않기 때문에 대부분 미처리 상태로 방류되어 지표수의 부영양화 및 음용수 수질 저하를 초래하여 왔다.

이러한 이유로 원폐수로부터 질소, 인 등의 영양염류 물질을 제거하기 위한 화학적, 생물학적 방법에 관한 연구가 소개되고 있는바, 표준활성슬러지법에 의하여 유기성 오염물질을 제거한 원폐수로부터 질소를 제거하기 위한 화학적 방법으로서는 이온교환칼럼을 통과시켜 암모니아이온을 선택적으로 치환하는 방법과 pH를 높여서 암모니아를 자유암모니아 상태로 변화시킨 뒤 탈기탑에서 산화시켜 기체상태로 휘산시키는 방법 등이 있다.

이와 함께 화학적으로 인을 제거하기 위한 방법으로서는 원폐수내에 용해성 인산[PO₄ ^3-]형태로 존재하는 인을 염화제이철, 황산알루미늄 또는 소석회 등응 응집제로써 사용하여 침전시킨 후 제거하는 응집침전법 등이 있다.

그러나 상기한 화학적인 영양염류 제거방법은 처리공정 상의 효율성이 하락하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 처리액 내의 영양염류 물질의 농도를 부영양화 방지 효과를 나타낼 정도의 만족스러운 상태로 낮추기 위해서는 다량의 화학약품을 사용하여야 하기 때문에 비경제적인 문제점이 있으며, 이러한 화학적 처리 과정을 완료한 후의 처리물질은 2차 적인 오염물질로서 남게되는 문제점이 있다.

따라서, 최근에는 상기 화학적 처리방법의 문제점을 고려하여 원폐수에 함유된 질소, 인 등의 영양염류 물질을 제거하기 위한 방법으로서 미생물을 이용하는 생물학적인 처리방법이 크게 각광을 받고 있다.

생물학적인 질소제거는 질산화/탈질법을 기본 공정으로 하여 질산화 미생물에 의하여 암모니아성 질소를 산화시켜 질산성 질소로 변화시킨 후 분자상태의 산소(O₂)가 없는 무산소 또는 준혐기성조건하에서 탈질화 미생물에 의하여 질소가스로 변화시킴으로서 제거하는 방법이며, 생물학적인 인제거 방법은 활성슬러지법을 수정한 생물학적 탈인법으로서 이 방법의 기본 원리는 슬러지 내의 미생물군이 혐기성 조건에서 인을 용출(Release)하고 호기성 조건하에서 슬러지 내의 유기성 물질을 분해하는 과정을 통하여 인축적 미생물(poly-P microorganisms)이 인을 과잉섭취(luxury uptake)하는 현상을 이용한 것이다.

이러한 생물학적인 영양염류 제거 원리를 응용한 방법의 예로는 포스트립(Phostrip), 바텐포 공정(Badenpho process), 혐기/호기처리 방법 등이 있으며, 이러한 방법들 중에서 혐기/호기(A/O)처리 방법은 표준 활성슬러지 공정과 매우 유사할 뿐만 아니라 공정자체가 여타방법에 비하여 매우 간단하기 때문에 가장 널리 이용되는 폐수처리 방법중의 하나이다.

이러한 혐기/호기(A/O) 처리방법은, 반송 활성슬러지가 유입폐수와 함께 혼합되어 먼저 혐기성조를 지나 호기성조를 경유함으로서 슬러지내에 함유된 인이 혐기성조건에서 용출되고, 호기성조건에서 인 축적 미생물에 의하여 과잉섭취되어 소 모되는 것으로 최종적으로 고농도의 인을 함유한 잉여슬러지를 폐기함으로서 궁극적으로 폐수내의 인을 제거하는 공정에 의한 것이다.

그러나 상기 혐기/호기(A/O)방법은 폐수내에 존재하는 영양염류 중 인제거를 주목적으로 하여 개발된 것으로서, 만일 질소제거를 위하여 호기성조로부터 생성된 산화질소를 혐기성조에 유입시킬 경우 유입된 산화질소의 작용으로 혐기성조에서의 인 용출작용이 방해받게 됨으로서 호기성조에서의 인축적 미생물에 의한 인제거가 이루어지지 않는 문제점이 발생한다.

이러한 혐기/호기(A/O)공정의 문제점을 개선한 방법으로서 혐기/준혐기/호기(A²/O) 처리공정이 소개된 바 있으며, 이러한 혐기/준혐기/호기(A²/O) 공정은 혐기성조와 호기성조 사이에 탈질을 위한 준혐기성조를 별개로 구성함으로서 질소제거를 위한 산화질소를 준혐기성조에 직접 유입시킬 수 있어 폐수 처리시 인제거 및 탈질을 함께 유도 할 수 있을 뿐만 아니라 인제거를 위한 혐기성 조건에서의 인 용출에 관계되는 산화질소의 영향을 감소시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.

상기 준혐기성조에서 탈질화에 관여하는 미생물은 대부분 임의성 종속영양미생물(Heterotorophs)로서 반드시 탄소 영양원을 필요로 하게 되는데, 종래에는 메탄올, 아세트산 등의 유기탄소원을 외부에서 주입하여 사용하였다. 그러나, 이러한 순수 화학 물질로서의 유기 탄소원은 비교적 고가인 관계로 인하여 처리 비용이 과다하게 소요되는 비경제적인 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 질산 화합물을 포함하는 질산 상등액과 유기탄소원을 포함하는 새로운 유입 오폐수를 함께 탈질반응조에 공급하여 별도의 유기탄소원을 필요로 하지 않는 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, a) 유입 오폐수를 혐기화된 담체가 충진된 탈질반응조에 유입시키는 단계; b) 상기 탈질반응조를 통과한 오폐수를 포기반응조에 유입시켜 포기하는 단계; c) 상기 포기된 오폐수를 침전조에 유입하고, 침전된 슬러지와 상등액으로 분리시키는 단계; 및 d) 상기 침전된 슬러지를 포기반응조에 반송시키고, 상기 상등액을 새로운 유입 오폐수와 함께 탈질반응조에 유입하여 탈질반응시키는 단계를 포함하는 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 A²/O의 변형 반응조를 이용하여 오/폐수내 유기물 및 질소

화합물을 제거하는 방법에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 포기반응조 내에서는 유기물 및 질소산화물의 산화의 지속적으로 함으로써 질산화를 촉진한 다음 질산상등액을 담체가 충진된 탈질반응조로 유기물과 함께 탈질을 조장함으로써 오/폐수중 유기물질과 질소화합물을 효과적으로 제거하는 개선된 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 오폐수 처리공정에 사용되는 A²/O 변형 반응조를 도시한 개략도이다. 도 1의 구성을 참조하면, 유입 오폐수는 유입펌프(1)에 의하여 탈질반응조(3)에 유입된다. 상기 탈질반응조의 형태는 특별히 한정되지 않으나, 오폐수의 원활한 흐름을 위하여 바닥이 둥근형태로 된 원통형인 것이 바람직하다.

상기 탈질반응조의 내부는 혐기화된 담체로 충진되어 있는 것이 바람직하고, 상기 담체는 혐기성 탈질화 미생물을 포함하는 슬러지를 담지하고 있는 것이 바람직하며, 상기 혐기성 탈질화 미생물은 슈도모나스(Pseudomonas), 마이크로코커스(Micrococcus), 아크로모박터(Achromobacter), 및 바실루스(Bacillus)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 더 바람직하다.

상기 담체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 비표면적 40 m²/g이상인 무기 담체인 것이 바람직하다.

상기 탈질반응조(3)를 통과한 오폐수는 포기반응조(2)로 유입된다. 이 때, 상기 오폐수는 자유낙하 방식으로 유입될 수 있으며, 유입펌프를 이용하여 유입될 수도 있다. 상기 포기반응조(2)에는 오폐수에 산소를 공급하도록 산기장치(6)가 장착되어 있으며, 포기반응조(2)의 내부에 활성슬러지를 포함한다.

상기 포기반응조(2)에서 오폐수의 용존산소량은 2mg/L이상을 유지하는 것이 바람직하다. 이와 같이 포기하여 포기반응조(2)내의 오폐수에 산소를 공급하면 활성슬러지가 균일하게 조성되고, 활성슬러지에 포함된 미생물에 의하여 오폐수 내의 유기물이 이산화탄소와 같은 무기 탄소로 산화되고, 질소 화합물은 아질산, 또는 질산 이온으로 산화된다.

이때 용존산소량은 2mg/L 이상인 것이 바람직하다. 용존산소량이 2 mg/L 미만이면 미생물이 유기물을 산화시키거나, 질소를 산화시키는데 제한을 받게 되므로 바람직하지 않다. 따라서 용존산소량이 이보다 낮을 경우에는 포기량을 늘려 오폐수에 산소의 공급을 늘려주어야 한다.

상기 포기반응조(2) 내에서 미생물에 의해 발생하는 유기물의 산화반응은 하기 반응식 1과 같고, 질소 화합물의 질산화반응은 아래 반응식 2와 같으며, 상기 포기반응조에 공급되는 산소와 상기 반응식 2에서 생성되는 수소이온의 환원반응은 반응식 3과 같다.

유기물 + xH₂O → yCO₂ + 미생물 + ze^-(유기물 산화)

상기 반응식에서 x, y, 및 z는 정수이다.

NH₄ ⁺+ 3H₂O → N0₃ ^- + 10H⁺ + 8e^-(질산화)

O₂ + 4H⁺ + 4e^- → 2H₂O(환원)

이 때, 상기 포기반응조(2) 내부의 pH는 활성슬러지에 포함된 미생물의 활동에 적절한 범위로 조절하는 것이 바람직하다. 따라서, 포기반응조의 pH 범위를 7 내지 9로 유지하는 것이 바람직하며, 7.5 전후의 pH로 유지하는 것이 더 바람직하 다.

또한, 상기 포기반응조(2)의 활성슬러지의 MLSS 농도는 1800 내지 3000 mg/L인 것이 바람직하며, 2300 내지 2600 mg/L인 것이 활성슬러지 공정의 적정 부하량(Food/MLSS, F/M)비를 유지하기에 더 바람직하다. 상기 적정 부하량(F/M)비는 0.2??0.6 ㎏·BOD/㎏·MLSS·day로 유지되는 것이 바람직하다(하수처리설계, 동화기술(2004)). 상기 MLSS 농도가 1800 mg/L 미만인 경우에는 상기 적정(F/M)비가 너무 높게 되고, 3000 mg/L를 초과하는 경우에는 상기 적정(F/M)비가 너무 낮아지게 된다.

상기 포기반응조의 활성슬러지에 포함된 미생물은 호기성 질산화 미생물인 것이 바람직하며, 니트로소모나스(Nitrosomonas), 및 니트로박터(Nitrobacter) 등의 질산화 미생물 중에서 선택되는 1종 이상인 것이 더 바람직하다.

상기 포기반응조(2)에서 산화처리된 오폐수는 침전조(7)에 유입되어 침전된 슬러지와 상등액으로 분리된다. 이 때, 분리된 슬러지는 반송펌프(5)에 의해 다시 포기반응조(2)로 반송되어 포기반응조 내의 슬러지를 유지시켜주고, 상기 상등액은 반송펌프(4)에 의해 새로운 유입 오폐수와 함께 다시 탈질반응조(3)에 유입되어 상기와 같은 탈질공정을 거치게 된다.

이 때, 상기 상등액에는 질산성 질소화합물이 다량 함유되어 있고, 상기 유입 오폐수에는 유기물이 다량 함유되어 있으므로, 상기 유입 오폐수의 유기물이 질산성 질소화합물의 탈질반응에 필요한 탄소공급원으로서의 역할을 한다.

따라서, 상기 유입 오폐수와 상등액은 적절한 유량대비를 유지하여야 하며, 바람직하게는 2:1 내지 1:4, 더 바람직하게는 2:1 내지 1:2의 유량대비를 유지하는 것이 좋다. 상기 유량대비가 2:1 미만으로 유입오폐수의 양이 많은 경우에는 효율이 좋지 못하고, 1:4를 초과하여 상등액의 양이 많은 경우에는 탄소원의 부족으로 탈질효율이 저하될 염려가 있다.

이와 같이 탈질반응조로 유입된 오폐수와 상등액의 질산성 질소화합물은 질산이온 및 아질산 이온으로 해리되고, 하기 반응식 4에 따라 질소기체로 환원되어 제거된다.

2NO₃ ^- + 12H⁺ + 10e^- → N₂ + 6H₂O

이러한 공정은 오폐수 내의 질산화합물 농도가 일정 수준 이하로 떨어질 때까지 탈질반응조-포기반응조-침전조의 처리를 연속적으로 순환 반복하는 것이 바람직하다.

상기 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법의 각 단계에서는 지속적으로 질산화합물의 농도를 측정하여 적절한 오폐수 방출 시기를 결정한다.

이 때, 방출되는 오폐수의 질산화합물 농도는 특별히 한정되지 않으나, 포기반응조(2)에 유입되는 오폐수의 질산화합물 농도가 1 ppm 이하로 떨어진 후에, 침전조(7)로부터 상등액의 일부를 새로운 유입 오폐수와 함께 탈질반응조(3)에 유입하여 오폐수 처리 공정을 진행시키고, 나머지 상등액을 외부로 배출하는 것이 바람직하다.

이 때, COD:TKN(유기질소+암모니아성 질소)의 적정비를 약 10:1(Nitrogen Control, EPA 1993) 이내의 범위로 유지하는 것이 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물을 제거하기에 바람직하다

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

(오폐수 처리장치의 준비)

도 1에 도시한 것과 같은 구성을 가지는 오폐수 처리장치를 준비하였다. 상기 오폐수 처리장치의 포기반응조는 24.5㎝×16.5㎝×30㎝의 크기로 제작되었으며, 탈질반응조는 지름 6㎝, 높이 52㎝이고, 하단부로부터 2cm높이는 둥근형태로 구성되며, 탈질반응조내에 유입을 위한 반송라인의 흡입구는 탈질반응조의 하단부 중앙에 위치시켰다.

상기 탈질반응조에는 경기도 'U' 하수처리장의 반송슬러지를 담지체에 담지시킨 후, 충진하여 혐기성 탈질화 미생물을 활성화시켰으며, 상기 포기반응조에는 상기 반송슬러지를 바닥에 채운 후, 호기성미생물을 활성화시켰다.

비교예 1 (탈질반응조의 암모니아성 질소, 및 질산성 질소의 제거효율 확인)

유입펌프(1)를 이용하여 탈질반응조(3)에 오폐수를 2.4 mg/L의 유량으로 일정하게 유입하였다. 상기 반응조의 유입 오폐수로는 암모니아성 질소농도가 10 mg/L인 합성폐수를 사용하였으며, 폐수의 성상유지를 위해 냉장 보관한 것을 사용하였다. 상기 합성폐수의 성상은 하기 표 1과 같다.

[표 1]

성 분	함 량(mg/L)
글루코오스(Glucose)	200±20
NH₄Cl	10±2
K₂HPO₄	15
KH₂PO₄	30
KNO₃	20
NaHCO₃	2.5
Nutrient Solution	1 mL/L

상기 표 1에서 Nutrient Solution은 90g MgSO₄·7H₂O, 6g CaCl·2H₂O, 1.5g FeCl₃·6H₂O, 6.5gMnCl₂·4H₂O, 1.7g ZnSO₄·7H₂O, 0.1g CuCl₂·2H₂O, 1.9g CoCl₂·2H₂O, 6.5g NiSO₄·6H₂O, 0.1g H₃BO₃, 0.6g (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O, 1g yeast를 1L의 물에 용해한 것을 사용하였다.

상기 오폐수의 탈질반응조의 체류시간을 10 시간 및 6 시간으로 각각 조절하고, 각각의 체류시간에서의 처리수의 암모니아성 질소의 농도 변화를 관찰하였다. 이 때, 오폐수 처리 및 암모니아성 질소의 농도의 측정을 각각 체류시간별로 15회 반복하였으며, 그 결과를 도 2에 도시하였다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이 체류시간 10 시간 및 6 시간에서의 암모니아성 질소의 농도는 매회 측정시마다 10 mg/L로 암모니아성 질소의 제거율이 0%로 나타났다. 따라서, 탈질반응조의 처리만으로는 암모니아성 질소의 제거 효과가 없는 것을 확인하였다.

또한, 탈질반응조에서의 체류시간을 6시간으로 하여 처리한 오폐수 내의 질산성 질소의 농도를 관찰하였다. 이 때, 오폐수 처리 및 질산성 질소의 농도 측정은 5회 반복하였으며, 그 결과를 도 3에 도시하였다. 도 3에서 알 수 있듯이, 탈질반응조를 거친 오폐수의 질산성 질소의 농도는 0으로, 탈질반응조의 처리만으로 질산성 질소의 제거효율이 100%로 나타난 것을 확인하였다.

비교예 2 (유입 오폐수와 질산상등액을 따로 처리하는 방법)

도 1에서 나타낸 포기반응조(2)에 암모니아성 질소 농도 26 내지 32 ㎎/L인 경기도 'U'하수처리장의 오폐수를 7.2 mL/mim의 양으로 유입시켜 포기반응조에서 처리한 후, 이를 침전조(7)에 유입시켜 침전시키고, 질산 상등액을 탈질반응조(3)에 3.3 mL/min로 유입시킨 후, 탈질반응조에서 체류시간은 6시간 이었다.

상기 처리과정을 거친 처리수의 암모니아성 질소 농도를 측정하여 그 결과를 도 4에 도시하였으며, 상기 포기반응조 처리수의 질산성 질소 농도를 측정하여 그 결과를 도 5에 도시하였다. 이 때, 오폐수의 처리와 측정과정을 15회 반복하였다.

상기 도 4에서 알 수 있듯이, 탈질반응조 내에서의 처리수는 암모니아성 질소가 모두 산화되어 암모니아성 질소의 농도가 0 mg/L인데 반하여, 도 5에서 확인 할 수 있듯이 질산성 질소화합물의 농도는 25 내지 30 mg/L를 유지하여 질산성 질소화합물의 제거효율(탈질율)이 좋지 못한 것을 알 수 있다. 이처럼 탈질율이 떨어지는 이유는 탈질에 필요한 탄소원의 부족으로 인하여 탈질 반응조 내의 탈질반응이 효과적으로 이루어지지 않기 때문이다.

실시예 1 (유입 오폐수와 질산상등액을 함께 처리하는 방법)

도 1과 같은 구성의 탈질반응조(3)에 질소 농도 28 내지 32 ㎎/L인 경기도 'U'하수처리장의 오폐수를 7.2 mL/mim의 양으로 유입시키고, 이를 다시 포기반응조(2)에 유입시켜 포기하였다.

상기 포기된 오폐수를 침전조(7)에 유입하여 침전된 슬러지와 상등액으로 분리시킨 후, 침전된 슬러지를 포기반응조에 반송시키고, 새로운 유입 오폐수와 상기 상등액을 유량대비 2:1로 혼합하여 탈질반응조(3)에 유입하여 탈질반응시켰다.

실시예 2 (유입 오폐수와 질산상등액을 함께 처리하는 방법)

상기 새로운 유입 오폐수와 상등액의 유량대비를 1:1로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 탈질반응시켰다.

실시예 3 (유입 오폐수와 질산상등액을 함께 처리하는 방법)

상기 새로운 유입 오폐수와 상등액의 유량대비를 1:2로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 탈질반응시켰다.

상기 실시예 1 내지 3의 처리방법에서, 탈질반응조에 유입된 오폐수/상등액의 탈질반응 후, 유기물의 소비량을 측정하기 위하여, COD를 측정하였으며, 그 결과를 도 6에 도시하였다.

도 6에서 확인할 수 있듯이 오페수 내의 COD는 유입수와 질소화합물의 2:1 유량대비에서는 60%, 1:1의 유량대비는 65% 1:2의 유량대비는 75%로 증가 하였으며, 이로부터 탈질반응조에 유입되는 오폐수와 질산상등액의 유량대비에서 질산상등액의 유량이 클수록 많은 양의 유기물이 탈질반응에 소모된다는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 1 내지 3의 처리방법에서, 탈질반응조에 유입된 오폐수/상등액의 탈질반응 후, 포기반응조 및 침전조를 거쳐 유출되는 유출수의 질산성 질소화합물의 농도를 측정하였으며, 그 결과를 도 7에 도시하였다.

도 7에서 확인할 수 있는 것처럼, 유입수와 질소화합물의 유량대비에서 질산상등액의 유량이 증가할수록 남아있는 질산성 질소화합물이 적은 것으로부터 질산성 질소화합물의 제거율이 개선되는 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 오폐수 담체를 충진시킨 탈질반응조 내에 질산 상등액을 유입시키는 동시에 유입수를 유입하여 탈질반응조의 탈질에 필요한 탄소원을 보충함으로써 탈질반응조 내의 담체에 부착되어 있는 탈질 미생물을 활성화시키고, 별도의 처리과정 없이도 완전한 탈질을 할 수 있는 장점이 있으며, 더 나아가 경제적인 측면에서 효과를 얻을 수 있다.

Claims

a) 유입 오폐수를 혐기화된 담체가 충진된 탈질반응조에 유입시키는 단계

b) 상기 탈질반응조를 통과한 오폐수를 포기반응조에 유입시켜 포기하는 단계;

c) 상기 포기된 오폐수를 침전조에 유입하고, 침전된 슬러지와 상등액으로 분리시키는 단계; 및

d) 상기 침전된 슬러지를 포기반응조에 반송시키고, 상기 상등액을 새로운 유입 오폐수와 함께 탈질반응조에 유입하여 탈질반응시키는 단계

를 포함하는 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법.
제1항에 있어서, 상기 제거방법은 상기 d) 단계의 포기반응조에 유입되는 오폐수의 질산화합물 농도가 1 ppm 이하로 떨어진 후에, 침전조로부터 상등액의 일부를 새로운 유입 오폐수와 함께 탈질반응조에 유입하고, 나머지 상등액을 배출하는 것인 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법.
제1항에 있어서, 상기 포기반응조는 활성슬러지의 MLSS 농도가 1800 내지 3000 mg/L인 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법.
제1항에 있어서, 상기 d) 단계의 탈질반응조에 새로이 유입되는 오폐수와 상 등액의 유입비는 중량비로 2:1 내지 1:4인 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법.
제1항에 있어서, 상기 b) 내지 d)의 단계는 연속적으로 순환 반복되는 것인 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법.
제1항에 있어서, 상기 포기반응조는 오폐수 내의 용존 산소량이 2 mg/L 이상을 유지하도록 산소를 공급하는 것인 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법.
제1항에 있어서, 상기 포기반응조는 오폐수 내의 pH를 7 내지 9로 유지하는 것인 오폐수 내 유기물 및 질소 화합물 제거방법.
혐기화된 담체로 충진된 탈질반응조;

호기성 미생물을 포함하는 활성슬러지를 포함하며, 기포 발생을 위한 산기장치가 장착되어 있는 포기반응조; 및

포기반응된 오폐수로부터 침전된 슬러지와 상등액으로 분리시키는 침전조;

를 포함하며, 상기 탈질반응조에는 침전조와 연결된 상등액 유입부와 유입 오폐수 유입부가 형성되어 있는 A²/O 변형 반응조.