KR100709932B1 - 배수처리장치 및 배수처리방법 - Google Patents

Abstract

이 배수처리장치는, 과산화수소를 함유하는 질소배수를 마이크로나노 버블 반응조 (18) 에서 마이크로나노 버블로 처리함으로써 다음 단의 탈질소조 (3) 와 질화조 (11) 에서의 미생물의 활성도를 높이는 것에 의해 미생물 처리 효율을 향상시킬 수 있어, 탈질소조 (3) 와 질화조 (11) 의 규모를 축소할 수 있게 된다. 따라서, 이 배수처리장치에 의하면, 과산화수소를 함유하는 질소배수의 처리효율을 향상시킬 수 있고, 배수처리를 위한 이니셜 코스트를 저감시킬 수 있으며, 러닝 코스트도 저감시킬 수 있다.

배수처리장치, 질소배수, 마이크로나노 버블 반응조, 미생물 처리

Description

배수처리장치 및 배수처리방법{WASTEWATER TREATMENT DEVICE AND WASTEWATER TREATMENT METHOD}

도 1 은 본 발명의 배수처리장치의 제 1 실시형태를 모식적으로 나타내는 도면.

도 2 는 본 발명의 배수처리장치의 제 2 실시형태를 모식적으로 나타내는 도면.

도 3 은 본 발명의 배수처리장치의 제 3 실시형태를 모식적으로 나타내는 도면.

도 4 는 본 발명의 배수처리장치의 제 4 실시형태를 모식적으로 나타내는 도면.

도 5a 는 상기 제 1∼제 4 실시형태에서의 질소배수의 질소 농도가 2000ppm 이고 과산화수소 농도가 10ppm 인 경우의 예시적인 타이밍차트.

도 5b 는 상기 제 1∼제 4 실시형태에서의 질소배수의 질소 농도가 4000ppm 이고 과산화수소 농도가 20ppm 인 경우의 예시적인 타이밍차트.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 조정조 2 : 조정조 펌프

3, 3V : 탈질소조 4A, 4B : 분리벽

5, 15A, 15B : 산기관 6, 14 : 경계판

7 : 탈질소조용 블로우 10 : 반송오니펌프

11, 11N, 11V : 질화조 12 : 호기부

13 : 반혐기부 16, 116 : 액중막

18 : 마이크로나노 버블반응조 20, 24 : 공기 흡기관

28 : 액중막 커버 29 : 산기관 커버

31, 35 : 배관 33A, 33B : 밸브

본 발명은 배수처리장치 및 배수처리방법에 관한 것이다. 일례로서, 본 발명은 2004년 4월부터 시행된 수질오탁방지법의 일부개정에 의한 질소의 총량규제에 대한 대응으로서, 주로 반도체공장에서 배수되는 과산화수소를 함유하는 고농도 질소 배수 (排水; wastewater) (과산화수소를 함유하는 고농도 암모니아 함유 배수 등), 아미노에탄올 함유 배수에 함유되는 질소의 고도처리가 가능하고, 동시에 에너지절약과 이니셜 코스트, 러닝 코스트 및 메인터넌스 코스트를 삭감할 수 있는 배수처리장치 및 배수처리방법에 관한 것이다.

종래, 고농도 질소 배수, 구체적 일례로는 약 3000ppm 정도의 고농도 암모니아 함유 배수와 같은 고농도 질소 배수는 생물 독성이 높기 때문에, 일반적으로는 미생물 처리할 수 없었다.

질소 함유 배수가 미생물 처리되어 있는 경우는, 암모니아 농도가 수백 ppm 으로 낮은 농도에서의 처리가 일반적이었다.

그 때문에, 3000ppm 이상의 고농도 암모니아 함유 배수는 물리적 방법으로서의 증발 캔을 사용하여 1/10 정도까지 농축하여, 그 농축액을 산업 폐기물로서 처분하고 있었다. 이 증발 캔으로 농축하여 산업 폐기물로서 공장에서 배출하는 방법에서는 농축물이 산업 폐기물에 해당한다. 따라서, 사업소에서 나온 산업 폐기물의 증가를 초래함과 함께, 그 산업 폐기물로서의 농축액의 처분방법이 일반적으로는 소각이라는 점에서, 중유 등의 연료의 사용에 의한 대기오염 등의 과제가 있었다. 또한, 증발 캔으로 처리하는 방법은 에너지를 다량으로 소비하고, 또한 플랜트 설비가 커지기 때문에, 이니셜 코스트, 러닝 코스트 및 메인터넌스 코스트가 크다는 과제가 있었다.

또, 다른 종래 기술로서, 일본 공개특허공보 2000-308900호에 있어서, 생물 처리법이 개시되어 있다. 이 종래 기술의 생물 처리법에 의하면, 암모니아성 질소를 고농도로 함유하는 배수를 처리할 때 발생하는 아질산성 질소에 의한 처리 효율 저하를 방지하여 안정적으로 처리할 수 있다. 이 생물 처리법은, 구체적으로는 아질산성 질소에 내성이 있는 독립영양세균을 사용한 생물학적 탈질소법에 의해 아질산성 질소를 질소가스로 환원하여 배수로부터 제거한다.

이 암모니아 함유 배수의 처리방법에서는, 질화조, 탈질소조, 자외선 산화조나 질화조, 광촉매 자외선 산화조, 탈질소조, 자외선 산화조에서의 처리가 개시되어 있다.

또한 다른 하나의 종래 기술로서, 일본 특허 제3467671호에 있어서 다른 생물 처리법이 기재되어 있다.

이 생물 처리방법은, 원수조 내의 유기성 배수를 송액 펌프에 의해 탈질소조 및 질화조로 차례로 보냄과 함께 양 조 사이에서 순환시키는 것에 의해, 유기성 배수 중에 함유되는 암모니아 상태 질소를 생물학적 질화 및 탈질소반응을 이용하여 질소가스로 환원하여 제거하고, 다시 흡인펌프를 사용하여 질화조 내의 배수 중에 침지된 여과막 유닛에 의해 오니 (汚泥; sludge) 와 처리수를 분리하는 질화 탈질소방법이다.

이 질화 탈질소방법의 특징으로서, 탈질소조로부터 질화조로 보내는 도관을 도중에 분지시켜서 분지부의 선단을 탈질소조 내에 개구시켜, 탈질소조로부터 질화조로 보내지는 유기성 배수의 일부를 탈질소조 내의 유기성 배수 중에 내뿜게 하고 있다. 즉, 이 질화 탈질소방법에서는 배수를 송액 펌프에 의해 탈질소조 및 질화조로 순서대로 보냄과 함께 양 조 사이에서 순환시킨다.

또, 또 다른 종래 기술로서, 특허 제3095620호에 있어서 다른 생물 처리법이 기재되어 있다.

이 생물 처리방법에서는, 유기물을 함유하는 원수 (原水) 가 유입되는 탈질소조와, 이 탈질소조의 탈질소조 혼합액이 유입되는 질화조, 이 질화조의 질화액을 상기 탈질소조로 순환시키는 질화액 순환유로, 및 상기 질화조 내에 배치한 질화조 산기장치를 구비한 생물학적 질소 제거장치에 의한 처리를 한다.

보다 자세하게는, 이 생물학적 질소 제거장치에서는 탈질소조에 유입하는 원 수 중의 부유물질을 포착하여 제거하는 탈질소균 고정화 담체 충전 존을 탈질소조 내에 형성하고 있다. 또한, 원수 도입유로 및 질화액 순환유로를 탈질소조의 탈질소균 고정화 담체 충전 존의 하방 위치에 연통시켜, 탈질소조의 저부에 탈질소균 고정화 담체 충전 존에서 포착하여 제거한 부유물질을 퇴적하기 위한 오니 호퍼부 (hopper section) 를 형성하여 오니 호퍼부에 호퍼 산기장치를 형성하고 있다.

그러나 상기 서술한 바와 같이, 종래에는 3000ppm 정도의 고농도 암모니아 함유 배수는 생물 독성이 높기 때문에, 일반적으로는 미생물 처리는 되지 않았다. 즉, 생물독성이 높기 때문에, 미생물 처리할 수 없는 고농도 암모니아 배수는 농축법이나 기화분리법으로 처리되고 있었다. 이 때문에, 농축법에서는 에너지의 다량소비와 농축액에 의한 산업 폐기물의 증가라는 문제가 있고, 또한 기화분리법에서는 에너지의 다량소비에 더하여 암모니아 이외의 아질산이나 질산을 처리할 수 없다는 결점도 있다.

한편, 또 다른 종래 기술로서, 나노 버블을 이용한 처리방법 및 처리장치가 일본 공개특허공보 2004-121962호에 기재되어 있다.

이 종래 기술은, 나노 버블이 갖는 부력의 감소, 표면적의 증가, 표면활성의 증대, 국소 고압장 (高壓場) 의 생성, 정전분극의 실현에 의한 계면활성작용과 살균작용 등의 특성을 활용한 것이다. 보다 구체적으로는, 이 종래 기술에서는 그들이 서로 관련됨으로써 더러움 성분의 흡착기능, 물체 표면의 고속세정기능, 살균기능에 의해 각종 물체를 고기능, 저환경 부하로 세정할 수 있어, 오탁수를 정화할 수 있는 것을 개시하고 있다.

또한, 또 다른 종래 기술로서 일본 공개특허공보 2003-334548호에는 나노기포의 생성방법이 기재되어 있다.

이 종래 기술에서는, 액체 중에서 (1) 액체의 일부를 분해가스화하는 공정, (2) 액체 중에서 초음파를 인가하는 공정 또는 (3) 액체의 일부를 분해가스화하는 공정 및 초음파를 인가하는 공정을 갖는 것을 개시하고 있다.

그런데, 상기 2개의 종래 기술에서는 나노 버블을 이용한 오탁수의 정화 또는 나노 버블을 이용하여 고체 표면의 더러움을 제거하는 것을 개시하고 있지만, 질소배수를 미생물로 처리하는 경우의 처리효율이나 처리수질을 향상시키는 기술에 대해서는 개시하지 않고 있다.

그래서 본 발명의 과제는, 과산화수소를 함유하는 질소배수의 처리효율을 향상시킬 수 있음과 함께, 컴팩트화와 러닝 코스트 저감을 실현할 수 있는 배수처리방법 및 배수처리장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 배수처리방법은, 과산화수소를 함유하는 질소배수를 마이크로나노 버블로 처리하는 마이크로나노 버블 처리공정; 및

상기 질소배수를 상기 마이크로나노 버블 처리공정으로 처리한 피처리수를, 액중막을 사용하여 미생물 처리하는 미생물 처리공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 배수처리방법에 의하면, 과산화수소를 함유하는 질소배수를 마이 크로나노 버블로 처리함으로써, 다음 단의 미생물 처리공정에서의 미생물의 활성을 높여 처리효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 이 미생물 처리공정에서 사용하는 처리조의 규모를 축소할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 질소배수의 처리효율을 향상시킬 수 있고, 배수처리를 위한 이니셜 코스트를 저감시킬 수 있으며, 러닝 코스트도 저감시킬 수 있다.

여기에서, 3종류의 버블에 대하여 설명한다.

(ⅰ) 통상의 버블 (기포) 은 물 속을 상승하여 마침내는 표면에서 펑하고 터져 소멸된다.

(ⅱ) 마이크로버블은 직경이 50마이크론 (㎛) 이하인 미세기포이며, 물 속에서 축소되어 마침내는 소멸 (완전용해) 된다.

(ⅲ) 나노 버블은 마이크로버블보다도 더 작은 버블로 직경이 수 100㎚ 이하 (예를 들어 직경이 100∼200㎚) 이며, 언제까지나 물 속에 존재하는 것이 가능한 버블이라 불린다.

따라서, 여기에서는 마이크로나노 버블이란 상기 마이크로버블과 나노 버블이 혼합된 버블이다.

또, 일 실시형태의 배수처리장치는, 과산화수소를 함유하는 질소배수가 도입됨과 함께 상기 질소배수를 마이크로나노 버블로 처리하는 마이크로나노 버블 반응조;

상기 마이크로나노 버블 반응조로부터의 피처리수가 도입되는 탈질소조; 및

상기 탈질소조로부터의 피처리수가 도입됨과 함께 액중막 (液中膜) 을 갖고, 상기 피처리수를 미생물 처리하는 질화조를 구비한다.

이 실시형태의 배수처리장치에서는, 과산화수소를 함유하는 질소배수를 마이크로나노 버블 반응조에서 마이크로나노 버블로 처리하는 것에 의해 다음 단의 탈질소조와 질화조에서의 미생물의 활성을 높여 처리효율을 향상시킬 수 있고, 탈질소조와 질화조의 규모를 축소할 수 있게 된다. 따라서, 이 실시형태에 의하면, 질소배수의 처리효율을 향상시킬 수 있고, 배수처리를 위한 이니셜 코스트를 저감시킬 수 있으며, 러닝 코스트도 저감시킬 수 있다.

또한, 일 실시형태의 배수처리장치는 상기 마이크로나노 버블 반응조의 전단에 배치됨과 함께 상기 질소배수가 도입되어 상기 질소배수의 수질과 수량을 조정하는 조정조를 갖고,

상기 마이크로나노 버블 반응조는 상기 조정조에서 수질과 수량이 조정된 질소배수가 도입된다.

이 실시형태의 배수처리장치에 의하면, 조정조에 의해 수질과 수량이 조정된 질소배수를 마이크로나노 버블 반응조에 도입하기 때문에, 마이크로나노 버블에 의한 질소배수의 처리를 효율적으로 실시할 수 있다.

또한, 일 실시형태의 배수처리장치는, 상기 마이크로나노 버블 반응조는 마이크로나노 버블 발생기를 갖고,

상기 질화조로부터 상기 액중막을 경유하여 처리수를 상기 마이크로나노 버블 발생기에 송수하는 송수부를 갖는다.

이 실시형태의 배수처리장치에 의하면, 송수부는 처리수를 상기 질화조로부 터 상기 액중막을 경유하여 마이크로나노 버블 반응조가 갖는 마이크로나노 버블 발생기에 송수한다. 즉, 액중막을 이용한 고농도 미생물 장치가 되는 질화조로부터의 액중막 처리수 (전해질을 함유한 물) 를 마이크로나노 버블 발생기에 송수한다. 이로 인해, 이 마이크로나노 버블 발생기는 마이크로나노 버블 반응조에서 매우 미소한 기포 (마이크로나노 버블) 를 안정적이고 효율적으로 공급할 수 있다.

또, 일 실시형태의 배수처리장치에서는, 상기 질화조는 마이크로나노 버블을 발생시켜 상기 액중막을 세정하는 마이크로나노 버블 세정부를 갖는다.

이 실시형태의 배수처리장치에 의하면, 액중막의 표면을 마이크로나노 버블 세정부가 발생시키는 마이크로나노 버블에 의해 세정하여, 약점인 사용시간의 경과와 함께 액중막의 투과수량이 저하하는 것을 막아 투과수량을 확보할 수 있다.

또한, 일 실시형태의 배수처리장치에서는, 상기 질화조는, 상기 액중막에 공기를 토출하여 상기 액중막을 세정하는 산기관 (散氣管; air diffusing pipe) 을 갖고, 상기 마이크로나노 버블 세정부가 발생시키는 마이크로나노 버블과 상기 산기관이 토출하는 공기가 혼합된 혼합버블로 상기 액중막을 세정한다.

이 실시형태의 배수처리장치에 의하면, 마이크로나노 버블 세정부가 발생시키는 마이크로나노 버블과 산기관이 토출하는 큰 공기의 기포 2 종류의 버블을 혼합하여 상기 질화조의 액중막을 세정할 수 있다. 따라서, 이 2 종류의 버블 각각의 특징을 발휘하여 2 종류의 버블에 의한 상승효과를 기대할 수 있어, 액중막을 보다 확실하게 세정할 수 있다. 즉, 산기관으로부터의 공기의 기포가 액중막을 향해 이동함으로써 세정효과가 우수한 마이크로나노 버블을 상기 액중막으로 유도할 수 있다.

또한, 일 실시형태의 배수처리장치에서는, 상기 산기관은 상기 액중막의 하방에 배치되어 있음과 함께, 상기 마이크로나노 버블 세정부는 상기 액중막과 상기 산기관 사이에 배치되어 있고,

상기 산기관에 부착되어 상기 산기관이 토출하는 공기를 상기 마이크로나노 버블 세정부에 안내하는 제 1 가이드; 및

상기 액중막에 부착되어 상기 마이크로나노 버블 세정부가 발생시키는 마이크로나노 버블과 상기 산기관이 토출하는 공기를 상기 액중막으로 유도하는 제 2 가이드를 갖는다.

이 실시형태의 배수처리장치에 의하면, 상기 제 1 가이드와 제 2 가이드에 의해 마이크로나노 버블 세정부가 발생시키는 마이크로나노 버블과 산기관이 발생시키는 기포를 낭비없이 액중막에 접촉시킬 수 있어, 액중막을 보다 확실하게 세정할 수 있다.

또한, 일 실시형태의 배수처리장치에서는, 상기 질화조는 상하방향에 2단 이상으로 배치된 복수의 액중막을 갖는다.

이 실시형태의 배수처리장치에 의하면, 질화조에 있어서 최하단의 액중막에 대하여 필요한 공기량으로 2단째 이상의 액중막을 세정할 수 있기 때문에, 세정에 필요한 공기량을 대폭 삭감시킬 수 있다. 또한, 질화조에 있어서 복수의 액중막을 상하방향에 2단 이상으로 배치하였기 때문에 질화조의 설치바닥면적을 저감시 킬 수 있어, 공간을 절약한 장치로 할 수 있다.

또한 일 실시형태의 배수처리장치에서는, 상기 마이크로나노 버블 반응조는 상기 질소배수와 아미노에탄올 함유 배수가 혼합된 배수가 도입된다.

이 실시형태의 배수처리장치에 의하면, 과산화수소를 함유한 질소배수 중의 질소를 탈질소할 때의 수소공여체로서 아미노에탄올 함유 배수를 이용할 수 있다. 따라서, 수소공여체로서 메탄올을 사용하는 경우에 비하여 약품 비용을 삭감시킬 수 있다.

또한 일 실시형태의 배수처리장치에서는, 상기 탈질소조는,

상부, 하부, 이 상부와 하부 사이에 배치된 분리벽, 상하방향으로 연장되는 경계판, 및 상기 경계판과 상기 분리벽 사이에 배치된 산기관을 갖고,

상기 질화조는,

상부, 하부, 이 상부와 하부 사이에 배치된 분리벽, 상하방향으로 연장되는 경계판, 및 상기 경계판과 상기 분리벽 사이에 배치된 산기관을 갖는다.

이 실시형태의 배수처리장치에 의하면, 상기 탈질소조와 질화조에서는 상기 경계판과 산기관의 조합에 의한 에어리프트의 원리가 작용하여 경계판을 따른 수류가 생긴다. 이로 인해, 탈질소조와 질화조에서는 피처리수의 MLSS 농도가 15000ppm 이상의 농도라 해도 조 내의 교반을 할 수 있다.

또한, 일 실시형태의 배수처리장치에서는, 상기 탈질소조는 생물 처리된 처리수 또는 생물 처리후에 발생한 오니가 도입된다.

이 실시형태의 배수처리장치에 의하면, 탈질소조에 생물 처리된 처리수 또는 생물 처리후에 발생한 오니가 도입되기 때문에, 탈질소조에서의 미생물 활성을 증강시킬 수 있다. 즉, 고농도로 미생물을 배양하기 위해서는 생물 처리된 처리수 또는 생물 처리후에 발생한 오니 중의 미네랄을 필요로 한다. 이 미네랄이 부족하면 미생물의 활성 부족을 초래한다. 또한, 전해질이온의 기초가 되는 생물 처리된 처리수 또는 생물 처리된 오니를 탈질소조에 투입함으로써 전해질이 풍부한 처리수로 할 수 있다.

또한, 일 실시형태의 배수처리장치에서는, 상기 질화조에서의 피처리수의 미생물 농도를 MLSS (혼합액 현탁물질) 농도로 15000ppm 이상으로 한다.

이 실시형태의 배수처리장치에 의하면, 질화조에서의 피처리수의 미생물 농도를 MLSS 농도로 15000ppm 이상으로 하기 때문에, 미생물에서 살균성을 나타내는 과산화수소나 생물독성을 나타내는 암모니아성 질소를 미생물 처리할 수 있다.

본 발명의 배수처리방법에 의하면, 과산화수소를 함유하는 질소배수를 마이크로나노 버블로 처리함으로써, 다음 단의 미생물 처리공정에서의 미생물 처리효율을 향상시킬 수 있고, 이 미생물 처리공정에서 사용하는 처리조의 규모를 축소할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 질소배수의 처리효율을 향상시킬 수 있고, 배수처리를 위한 이니셜 코스트를 저감시킬 수 있으며, 러닝 코스트도 저감시킬 수 있다.

본 발명은, 이하의 상세한 설명과 첨부한 도면에 의해 더 완전하게 이해된다. 상세한 설명과 도면은 예증으로서만 주어지며, 따라서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

이하, 본 발명을 도시한 실시형태에 의해 상세하게 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 1 에 본 발명의 배수처리장치의 제 1 실시형태를 모식적으로 나타낸다. 이 제 1 실시형태의 배수처리장치는, 조정조 (1), 마이크로나노 버블 반응조 (18) , 탈질소조 (3), 및 질화조 (11) 를 구비한다.

이 조정조 (1) 에는, 과산화수소를 함유하는 고농도 질소 배수와 아미노에탄올 함유 배수가 도입된다. 이 조정조 (1) 에서는, 도입되는 각 배수의 수량과 수질이 조정된다. 이 조정조 (1) 에 도입되는 배수로는, 예를 들어 반도체공장에서의 CMP (Chemical Mechanical Polishing) 공정에서 발생하는 과산화수소 함유 고농도 질소 배수나 아미노에탄올 함유 배수가 있다. 또한, 이 과산화수소 함유 고농도 질소 배수로는 과산화수소 함유 고농도 암모니아 함유 배수가 있다.

이 조정조 (1) 에 아미노에탄올 함유 배수를 도입함으로써, 유해 물질인 아미노에탄올을 처리할 뿐만 아니라 다음 단의 탈질소조 (3) 에서 상기 아미노에탄올 중의 질소처리와 함께 상기 아미노에탄올을 수소공여체로서 이용할 수 있다. 이로 인해, 탈질소조 (3) 에서의 수소공여체로서 메탄올을 사용하는 경우에 비하여 약품 비용을 절약할 수 있다. 또한, 조정조 (1) 에는 조정조 펌프 (2) 가 설치되어 있고, 이 조정조 펌프 (2) 에 의해 조정조 (1) 로부터 마이크로나노 버블 반응조 (18) 에 피처리수를 도입한다.

이 마이크로나노 버블 반응조 (18) 는, 그 내부에 마이크로나노 버블 발생기 (19) 가 설치되어 있다. 마이크로나노 버블 발생기 (19) 에는, 공기 흡입관 (20) 과 처리수의 송수관 (21) 이 접속되어 있다. 이 공기 흡입관 (20) 과 송수관 (21) 으로부터 마이크로나노 버블 발생기 (19) 에 공기와 처리수가 도입된다. 이 마이크로나노 버블 발생기 (19) 는, 상기 도입된 공기와 처리수를 기초로 마이크로나노 버블을 발생시킨다. 또, 이 마이크로나노 버블 발생기 (19) 로는, 일례로서, 시판되고 있는 것이라면 제조자를 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 주식회사 나노플라스틱네트연구소의 제품을 채용할 수 있다. 또한, 상기 마이크로나노 버블 발생기 (19) 로는 세이카산업 주식회사의 마이크로버블수 제조장치를 선정하여 마이크로버블을 발생시키는 발생기로서 전용하더라도 특별히 문제는 없다.

이 마이크로나노 버블 반응조 (18) 에서는, 과산화수소를 함유하는 고농도 질소 배수 중의 암모니아성 질소나 아질산성 질소가 마이크로나노 버블에 의해 산화되고 단시간 내에 일부가 질산성 질소로 변화한다. 그리고, 마이크로나노 버블 반응조 (18) 가 내장하는 마이크로나노 버블 발생기 (19) 로부터 발생된 마이크로나노 버블에 의해 산화된 처리수는 배관 (31) 에 의해 탈질소조 (3) 의 하부 (8) 에 도입된다.

이 탈질소조 (3) 에는, 상기 마이크로나노 버블 반응조 (18) 로부터의 피처리수뿐만 아니라, 배관 (35) 으로부터 생물 처리된 처리수 또는 생물 처리후에 발생한 오니가 도입되어 있다. 이 생물 처리된 처리수 또는 생물 처리후에 발생한 오니에 포함되는 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 미량요소에 의해 탈질소조 (3) 나 질화조 (11) 에서의 조 내 모든 미생물의 활성을 촉진시킬 수 있다. 특히 질화조 (11) 에서는, 설치된 액중막 (16) 을 사용하여 피처리수를 고농도 미생물 처리하기 때문에, 상기 피처리수에 상기 미량요소가 함유되어 있어 미생물의 활성을 높여 미생물에 의한 처리를 안정화시킬 수 있다. 또, 마이크로나노 버블 반응조 (18) 로부터의 피처리수는 중력에 의해 미생물 농도가 고농도로 되어 있는 탈질소조 (3) 의 하부 (8) 에 도입되기 때문에, 피처리수가 하부 (8) 의 미생물에 주는 자극을 억제할 수 있다. 이로 인해 미생물에 의한 처리를 안정화시킬 수 있다.

또, 탈질소조 (3) 에는 상부 (9) 와 하부 (8) 의 경계를 이루는 분리벽 (4A) 이 내벽에 설치되어 있다. 또한, 탈질소조 (3) 에는 조 내의 가로방향의 대략 중앙에서 상하방향으로 연장되는 경계판 (6) 이 배치되어 있다. 이 경계판 (6) 과 분리벽 (4A) 사이에 산기관 (5) 이 배치되어 있다. 이 산기관 (5) 은 탈질소조용 블로워 (blower) (7) 에 접속되어 있다. 이 탈질소조 (3) 에서는, 상기 경계판 (6) 과 산기관 (5) 의 조합에 의한 에어리프트의 효과를 발생시킬 수 있다. 즉, 산기관 (5) 이 토출하는 공기의 기포에 의해 경계판 (6) 을 따른 수류가 생긴다. 즉, 이 탈질소조 (3) 에서는, 도 1 에서 경계판 (6) 의 우측 산기관 (5) 이 설치된 에어리어에서는 상승 수류 (W1) 가 생기고, 경계판 (6) 의 좌측 에어리어에서는 하강 수류 (W2) 가 생긴다. 이로 인해, 탈질소조 (3) 에서는 피처리수의 MLSS (혼합액 현탁물질 (Mixed Liquor Suspended Solid)) 농도가 15000ppm 이상의 농도라 해도 조 내의 교반을 할 수 있다. 즉, 이 탈질소조 (3) 에서는 탈질소조 (3) 내에 교반을 할 수 없는 부분, 이른바 데드 스페이스가 생기지 않도록 경계판 (6) 과 산기관 (5) 을 설치하여, 에어리프트 방식에 의한 탈질소조 (3) 전 체의 교반을 실시하고 있다.

또, 상기 탈질소조용 블로워 (7) 는 타이머 등에 의해 원하는 설정이 이루어진 간헐운전을 기본으로 하고 있다.

단, 이 탈질소조 (3) 의 측벽에는 분리벽 (4A) 이 설치되어 있기 때문에, 탈질소조 (3) 의 상부 (9) 와 탈질소조 (3) 의 하부 (8) 를 비교한 경우, 탈질소조 (3) 의 상부 (9) 쪽이 상기 에어리프트 효과에 의한 교반이 원활하게 진행되고 있다. 이 탈질소조 (3) 의 하부 (8) 는 어느 정도의 교반은 필요하지만, 탈질소조 (3) 의 하부 (8) 에서는 자연침강에 의한 침강으로 미생물을 고농도로 농축하기 때문에, 탈질소조 (3) 의 상부 (9) 에 비하면 교반은 적은 것이 좋다.

이 탈질소조 (3) 의 하부 (8) 에는, 질화조 (11) 가 갖는 반혐기부 (semi-anaerobic section; 13) 의 하부 호퍼부 (26) 에 접속된 반송배관 (L10) 및 반송오니펌프 (10) 를 경유하여, 하부 호퍼부 (26) 로부터 미생물을 포함한 고농도 반송오니가 다량으로 도입된다. 이 반송배관 (L10) 과 반송오니펌프 (10) 가 구성하는 반송부에 의해 질화조 (11) 하부의 반혐기부 (13) 의 반혐기성 오니를 공기 중의 산소에 전혀 노출시키는 일없이 탈질소조 (3) 의 하부 (8) 에 이동시킬 수 있다.

이 탈질소조 (3) 에 도입된 고농도 질소 배수는 아미노에탄올 함유 배수 중의 아미노에탄올을 수소공여체로 하여 하부 (8) 에서 혐기적으로 처리된 후, 탈질소조 (3) 의 상부 (9) 로 유동하고 이 상부 (9) 로부터 자연스럽게 흘러내려 질화조 (11) 하부의 반혐기부 (13) 에 도입된다.

이 질화조 (11) 는, 상부의 호기부 (aerobic section; 12) 와 하부의 반혐기부 (13) 를 갖는다. 또한 이 질화조 (11) 는 조 내벽에 부착된 분리벽 (4B) 을 갖는다. 이 분리벽 (4B) 은 호기부 (12) 과 반혐기부 (13) 의 경계를 이룬다. 이 호기부 (12) 에는 액중막 (17) 이 배치되어 있다. 또한 이 질화조 (11) 는, 조 내의 가로방향의 중앙부에서 상하방향으로 연장되는 경계판 (14) 을 갖는다. 이 경계판 (14) 은 상하방향의 대략 상반에 걸쳐 존재하고 있다. 도 1 에 있어서, 이 경계판 (14) 의 우측 에어리어에 액중막 (16) 이 설치되어 있다. 이 액중막 (16) 에는 처리수를 도출하기 위한 중력배관 (17) 이 접속되어 있다. 또한, 이 액중막 (16) 과 경계판 (14) 사이에는 산기관 (15A) 이 배치되고, 이 산기관 (15A) 은 질화조용 블로워 (30) 에 접속되어 있다. 이 산기관 (15A) 과 경계판 (14) 의 조합에 의해 에어리프트의 효과가 발생하고, 산기관 (15A) 이 토출하는 공기에 의해 경계판 (14) 을 따른 수류가 생긴다. 즉, 이 질화조 (11) 에서는, 도 1 에 있어서 경계판 (6) 의 우측 에어리어에서는 상승 수류 (W11) 가 발생하고, 경계판 (6) 의 좌측 에어리어에서는 하강 수류 (W12) 가 발생한다. 이로 인해, 질화조 (11) 에서는 피처리수의 MLSS 농도가 15000ppm 이상인 농도라 해도 조 내의 교반을 할 수 있다.

이 질화조 (11) 에서는, 액중막 (16) 이 설치되어 있어서, 피처리수 중의 미생물은 질화조 (11) 에 머물거나 상기 서술한 반송오니펌프 (10) 에 의해 탈질소조 (3) 의 하부 (8) 에 반송되거나 한다. 이 반송오니펌프 (10) 에 의한 탈질소조 (3) 의 하부 (8) 에 대한 반송오니의 이송은 통상의 펌프를 이용한 방법이고, 다량 의 반송오니를 공기에 노출시키는 일없이 이송할 수 있기 때문에, 반송오니의 혐기성을 확실하게 유지할 수 있다.

또한 이 액중막 (16) 으로부터는, 중력배관 (17) 을 통하여 처리수가 유출되는 한편, 송수펌프 (22) 와 송수배관 (21) 을 통하여 마이크로나노 버블 반응조 (18) 의 마이크로나노 버블 발생기 (19) 에 송수된다. 그리고, 이 액중막 (16) 에는 송수펌프 (23) 와 송수배관 (25) 이 접속되고, 이 송수펌프 (23) 와 송수배관 (25) 은 액중막 (16) 의 하방에 배치된 마이크로나노 버블 발생기 (27) 에 접속되어 있다. 따라서, 이 액중막 (16) 으로부터의 처리수는 상기 송수펌프 (23) 와 송수배관 (25) 을 통하여 상기 마이크로나노 버블 발생기 (27) 에 도입된다. 이 마이크로나노 버블 발생기 (27) 에는 공기 흡입관 (24) 이 접속되고, 이 공기흡입관 (24) 으로부터의 공기가 공급된다.

한편, 상기 반송오니펌프 (10) 에 의해 반혐기부 (13) 의 하부 호퍼부 (26) 로부터 탈질소조 (3) 의 하부 (8) 에 반송된 미생물오니는, 탈질소조 (3) 의 상부 (9) 를 통하여 다시 질화조 (11) 의 반혐기부 (13) 에 되돌아가, 순환하게 된다. 양 조를 미생물오니가 순환함으로써 양 조의 미생물 농도가 거의 동일한 농도로 유지된다. 그런데, 미생물 농도가 MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) 농도로 15000ppm 이상으로 높으면 통상의 교반기, 수중 교반기 및 순환펌프에 의한 교반으로는 교반할 수 없는 데드 스페이스가 발생한다. 이에 반하여, 이 실시형태에서는 경계판 (14) 과 산기관 (15A) 의 조합에 의해 경계판 (14) 을 따른 수류를 발생시키고 에어리프트 방식에 의한 조 내 전체의 교반을 실시하여, 교반을 실시할 수 없는 데드 스페이스의 발생을 막고 있다.

또, 이 질화조 (11) 에도 측벽에는 분리벽 (4B) 이 설치되어 있기 때문에, 호기부 (12) 와 반혐기부 (13) 를 비교한 경우, 호기부 (12) 쪽이 교반이 원활하게 진행되고 있다. 반혐기부 (13) 는 어느 정도의 교반은 필요하지만, 반혐기부 (13) 에서는 자연침강에 의한 침강으로 미생물을 고농도로 농축하기 때문에, 호기부 (12) 와 비교하여 교반은 적은 것이 좋다. 이러한 탈질소조 (3) 와 질화조 (11) 에서의 양 조의 미생물 농도로는 MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) 로 15000ppm 이상을 유지한다.

또한, 액중막 (16) 에는 제 2 가이드로서의 액중막 커버 (28) 가 부착되어 있다. 이 액중막 커버 (28) 에 의해, 마이크로나노 버블 발생기 (27) 로부터 발생한 마이크로나노 버블이 상방향에 모여 상승하기 때문에, 액중막 (16) 을 효율적으로 세정할 수 있다. 또한, 마이크로나노 버블 발생기 (27) 의 하방에는 산기관 (15B) 이 배치되어 있다. 이 산기관 (15B) 은 질화조용 블로워 (30) 에 접속되어 있다. 이 산기관 (15B) 에는 제 1 가이드로서의 산기관 커버 (29) 가 설치되어 있다. 이 산기관 커버 (29) 는, 질화조용 블로워 (30) 로부터 공급되어 산기관 (15B) 에서 토출되는 공기를, 상방의 마이크로나노 버블 발생기 (27) 를 경유하여 효율적으로 액중막 (16) 에 보냄으로써 액중막 (16) 의 세정효과를 보다 높일 수 있다.

또, 액중막 (16) 을 세정하기 위한 마이크로나노 버블 발생기 (27) 의 운전과 질화조용 블로워 (30) 의 운전은 따로따로 독립하여 운전해도 상관없고, 양자를 동시운전해도 된다. 양자를 동시운전하면, 산기관 (15B) 으로부터의 기포와 마이크로나노 버블 발생기 (27) 가 발생시키는 마이크로나노 버블 양자에 의해 세정효과가 한층 더 높아진다. 어느 것을 선택할 것인지는 액중막 (16) 의 상태를 보고 결정하면 된다.

또, 원래로 되돌아가서, 상기 서술한 탈질소조 (3) 에는 혐기성 정도를 측정하기 위하여 산화환원 전위계 (도시생략) 가 설치되어 있다. 탈질소조 (3) 내에서는 반송오니펌프 (10) 에 의해 질화조 (11) 의 반혐기부 (13) 로부터 도입된 처리수 중의 질산성 질소가 수소공여체인 아미노에탄올의 존재 하에서 혐기성 미생물에 의해 질소가스까지 환원 처리된다. 상기 피처리수 중의 질산성 질소는 과산화수소 함유 고농도 질소 배수로서의, 과산화수소 함유 고농도 암모니아 배수나 아미노에탄올이 마이크로나노 버블 반응조 (18) 와 질화조 (11) 의 호기부 (12) 에서 미생물에 의해 분해되어 질산성 질소로 변화한 것이다.

또, 탈질소조 (3) 내에서는 아미노에탄올 이외의 유기물은 혐기성 미생물에 의해 생물학적으로 분해 처리된다. 다음으로, 탈질소조 (3) 의 탈질소조 상부 (9) 로부터 유출된 피처리수는, 상기 서술한 바와 같이 질화조 (11) 의 하부인 반혐기부 (13) 에 도입된다. 여기에서 혐기부란 용존산소가 전혀 없는 상태이고, 호기부란 용존산소가 수 ppm 으로 유지되어 있는 상태이고, 반혐기부란 용존산소가 0ppm 이거나 용존산소가 존재하고 있더라도 0.5ppm 정도로 정의한다.

또한, 질화조 (11) 상부의 호기부 (12) 에서는, 산기관 (15A) 에서 토출하는 공기에 의해 수류가 발생하는데, 질화조 (11) 로 분리벽 (4B) 를 설치함으로써 그 수류가 하부의 반혐기부 (13) 에 대하여 다소는 영향을 주지만 호기부 (12) 보다 많이는 영향을 주지 않게 할 수 있다. 질화조 (11) 내의 미생물 농도가 고농도이기 때문에, 도 1 에 나타내는 정도의 크기의 분리벽 (4B) 이라 해도, 호기부 (12) 에서의 수류에 의한 반혐기부 (13) 에 대한 영향을 최소한으로 할 수 있다.

또한 이 실시형태에서는, 탈질소조 (3) 과 질화조 (11) 사이에 설치된 반송오니펌프 (10) 와 반송오니배관 (L10) 에 의한 순환시스템에 있어서, 질화조 (11) 에 하부의 반혐기부 (13) 를 형성하였다. 따라서, 탈질소조 (3) 로 혐기성 미생물에 의해 처리된 처리수와 함께 질화조 (11) 로 이동해 오는 혐기성 미생물을, 스트레이트로 직접 호기부 (12) 에 도입하는 것은 아니라, 반혐기부 (13) 를 거쳐 호기부 (12) 에 도입한다. 이로 인해, 질화조 (11) 로 이동해 오는 혐기성 미생물에 대한 환경 스트레스를 적게 할 수 있다. 이 혐기성 미생물에 대한 환경 스트레스가 적은 것이 질소를 처리할 때의 처리효율을 향상시킬 수 있다.

또, 질화조 (11) 에서는 반혐기부 (13) 에 특유한 미생물이 번식하여, 혐기성 미생물 및 호기성 미생물뿐만 아니라 반혐기부 (13) 에 번식하는 각종 미생물에 의해 처리수를 처리함으로써 미생물 처리효율을 종합적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 이 반혐기부 (13) 를 형성함으로써 반혐기부 (13) 에서 번식하는 미생물이 오니의 감용화 (減容化) 에 도움이 되는 것을 발견하였다. 또한, 이 반혐기부 (13) 에는 폭기 설비 (aerating equipment) 로서의 산기관이 설치되어 있지 않으므로 폭기되어 있지 않지만, 폭기되어 있는 상부의 호기부 (12) 의 다소의 수류의 영향을 받아 반혐기부의 조건인 용존산소가 0ppm 이거나 용존산소가 존재하고 있더라 도 0.5ppm 정도가 된다. 이로 인해 반혐기부 (13) 에서는 반혐기성이 유지된다.

또, 액중막 (16) 을 세정하기 위한 산기관 (15B) 과 마이크로나노 버블 발생기 (27) 가 반혐기부 (13) 에 설치되어 있지만, 마이크로나노 버블량이나 산기관 (15) 으로부터의 토출공기량을 조정하여 반혐기 상태를 유지하면 된다. 이들에 의해, 반혐기 상태에서도 약간 용존산소 농도가 높은 반혐기 상태로 하는 것이 가능하다. 또한, 액중막 (16) 으로는 평막 타입과 중공사막의 2 종류가 시판되고 있지만 어느 쪽을 채용해도 된다. 또, 이 액중막 (16) 을 통과한 처리수는 액중막 (16) 과 연결되어 있는 중력배관 (17) 으로부터 중력에 의해 자연스럽게 흘러나온다. 즉, 이 중력배관 (17) 은 헤드 차이를 이용하여 처리수를 유출시키는 방식이기 때문에, 전력을 필요로 하지 않아 에너지 절약 운전이 가능해진다. 또한, 액중막 (16) 의 투과수량이 저하된 경우, 즉 처리수량이 저하된 경우에는 액중막 (16) 자체를 하이포아염소산 소다 등으로 세정하고 있다.

또한, 이 제 1 실시형태에서는, 마이크로나노 버블을 질화조 (11) 에서 발생시킴으로써 질화조 (11) 에서의 산소의 용해효율이 대폭 증가하여, 질화조용 블로워 (30) 의 운전시간을 대폭 삭감시켜 에너지 절약을 달성할 수 있다. 즉, 마이크로나노 버블의 효과에 의해, 질화조 (11) 를 위한 블로워 (30) 를 간헐운전으로 한 경우에도 질화조 (11) 상부의 호기부 (12) 의 용존산소를 유지할 수 있었다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 도 2 에 본 발명의 배수처리장치의 제 2 실시형태를 나타낸다. 이 제 2 실시형태는, 질화조 (11N) 가 액중막 (16) 의 상단에 배치된 2단째의 액중막 (116) 을 갖는 점만이 상기 서술한 제 1 실시형태와 다르다.

이 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태에서는 액중막 (16) 이 수평으로 1단 설치되어 있던 것에 반하여, 액중막 (16 과 116) 이 입체적으로 2단으로 설치되어 있다. 이로 인해, 제 2 실시형태에서는 질화조 (11N) 에서 하단의 액중막 (16) 에 대하여 필요한 공기량으로 2단째의 액중막 (116) 을 세정할 수 있기 때문에, 세정에 필요한 공기량을 대폭 삭감할 수 있다. 또한, 질화조 (11N) 에서 복수의 액중막 (16, 116) 을 상하방향으로 2단 배치하였기 때문에, 질화조 (11N) 의 설치바닥면적을 저감시킬 수 있어 스페이스를 절약한 장치로 할 수 있다. 즉, 이 제 2 실시형태에서는 입체적으로 2단 설치된 액중막 (16, 116) 에 의해 액중막 (16) 의 하부에서 상승해 오는 마이크로나노 버블이나 세정용 공기를 입체적으로 유효하게 이용할 수 있다는 이점이 있다. 또, 이 제 2 실시형태에서는 2단 구성의 액중막을 구비하였지만, 상하방향으로 3단 이상으로 배치한 액중막을 구비해도 된다.

(제 3 실시형태)

다음으로, 도 3 에 본 발명의 배수처리장치의 제 3 실시형태를 나타낸다. 이 제 3 실시형태에서는, 탈질소조 (3V), 질화조 (11V) 에 염화비닐리덴 충전물 (32A, 32B) 을 충전한 점만이, 탈질소조 (3), 질화조 (11) 에 충전물이 충전되지 않은 제 1 실시형태와 다르다. 따라서, 이 제 3 실시형태에서는 제 1 실시형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 제 1 실 시형태와 다른 부분을 설명한다.

이 제 3 실시형태에서는, 탈질소조 (3V) 는 경계판 (6) 으로 구획된 2개의 에어리어 중 산기관 (5) 이 배치되어 있지 않은 에어리어에 염화비닐리덴 충전물 (32A) 이 배치되어 있다. 또한, 질화조 (11V) 는 경계판 (6) 으로 구획된 2개의 에어리어 중 산기관 (15A) 이 배치되어 있지 않은 에어리어에 염화비닐리덴 충전물 (32B) 이 배치되어 있다.

이 제 3 실시형태에서는, 탈질소조 (3V), 질화조 (11V) 에서 염화비닐리덴 충전물 (32A, 32B) 이 존재함으로써 조 전체로 미생물 농도를 높일 수 있다. 게다가, 염화비닐리덴 충전물 (32A, 32B) 에 미생물이 부착되어 번식하여, 미생물의 안정화를 달성할 수 있고, 고농도 질소 배수의 질소처리능력을 향상시킬 수 있다. 따라서, 과산화수소 함유 고농도 질소 배수에서의 질소처리효율을 높일 수 있다. 또, 염화비닐리덴 충전물 (32A, 32B) 을 각 수조 (3V, 11V) 전체에 배치함으로써 미생물 농도가 각 수조의 전체에서 고농도가 된다.

이 배수처리장치에는, 시운전으로부터 시간의 경과와 함께 염화비닐리덴 충전물 (32A, 32B) 에 미생물이 번식한다. 이로 인해, 이 염화비닐리덴 충전물 (32A, 32B) 표면의 미생물 농도는 30000ppm 이상이 되어 질소의 처리효율 상승으로 이어진다. 이 염화비닐리덴 충전물 (32A, 32B) 의 재질은 강고하고 화학물질의 해를 입지 않는 염화비닐리덴이며, 반영구적으로 사용할 수 있다. 이 염화비닐리덴 충전물 (32A, 32B) 로는, 바이오코드, 링레이스, 바이오멀티리프, 바이오모듈 등의 상품이 있지만, 배수의 성상에 맞춰 선정하면 된다. 이 질화조 (11V) 의 호기부 (12) 에서는 처리수 중인 암모니아성 질소가 호기성 미생물에 의해 분해산화되어 질산성 질소나 아질산성 질소가 된다.

또, 이 제 3 실시형태의 염화비닐리덴 충전물 (32A, 32B) 과 상기 서술한 제 2 실시형태의 입체적으로 2단 설치된 액중막 (16, 116) 을 조합하면 된다.

(제 4 실시형태)

다음으로, 도 4 에 본 발명의 배수처리장치의 제 4 실시형태를 나타낸다. 이 제 4 실시형태는, 송수부가 송수펌프 (22), 송수관 (21) 에 더하여 송수관 (121) 을 가짐과 함께 송수관 (21) 에 밸브 (33A) 가 형성되고, 송수관 (121) 에 밸브 (33B) 가 형성되어 있다. 이 송수관 (121) 은 송수펌프 (22) 에 접속된 송수관 (21) 으로부터 분지되어 조정조 (1) 의 상부까지 연장되어 있다. 이 제 4 실시형태는 이 점만이 제 1 실시형태와 다르다. 따라서, 이 제 4 실시형태에서는 제 1 실시형태와 동일한 부분에 대해서는 같은 부호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 제 1 실시형태와 다른 부분을 설명한다.

이 제 4 실시형태에서는, 제 1 실시형태에서의 송수펌프 (22) 로부터의 처리수가 마이크로버블 발생기 (19) 에 송수되고 있던 것에 반하여, 마이크로버블 발생기 (19) 와 조정조 (1) 에 대한 2개의 송수관 (12 과 121) 에 의한 2계통의 송수루트를 구비한다. 따라서, 이 제 4 실시형태에서는 질화조 (11) 의 호기부 (12) 의 처리수를 송수펌프 (22) 로부터 조정조 (1) 에 도입하여, 최초의 조정조 (1) 로부터 시작되는 처리가 다시 반복된다. 이 반복 처리에 의해 처리수질이 향상되게 된다. 즉, 후단의 질화조 (11) 의 호기부 (12) 의 처리수 일부를 다시 조정 조 (1), 마이크로나노 버블 반응조 (18) 를 거쳐 탈질소조 (3) 로 반송하여 반복 처리함으로써 처리수질을 향상시킬 수 있다.

또, 송수펌프 (22) 로부터 마이크로버블 발생기 (19) 와 조정조 (1) 에 대한 도입량의 조정은 밸브 (33A 와 33B) 에 의해 실시한다.

그리고, 이 제 4 실시형태에서의 2개의 송수관 (12 과 121) 에 의한 2계통의 송수루트를 상기 서술한 제 3 실시형태나 제 2 실시형태와 조합해도 된다.

(실험예)

도 1 에 나타내는 제 1 실시형태의 배수처리장치와 동일한 구성의 실험장치를 제작하였다. 이 실험장치에서의 조정조 (1) 의 용량은 50리터, 마이크로나노 버블 반응조 (18) 의 용량은 20리터, 탈질소조 (3) 의 용량은 100리터, 질화조 (11) 의 용량은 200리터이다. 이 실험장치에 있어서, 약 2개월간에 의한 미생물의 훈양 종료후, 미생물 농도를 23000ppm 으로 하여 공장의 생산장치로부터 배수되는 질소 농도 3380ppm 의 과산화수소 함유 고농도 질소 배수를, 아미노에탄올 함유 배수와 함께 조정조 (1) 에 연속적으로 도입하였다. 또한, 탈질소조 (3) 에는 생물 처리된 오니를 도입하였다. 그리고, 1개월이 경과되어 수질이 안정되기를 기다려 중력배관 (17) 출구의 질소 농도를 측정하였더니 7ppm 이었다.

그리고, 도 5a 에 과산화수소를 함유하는 고농도 질소 배수의 질소 농도가 2000ppm 이고 과산화수소 농도가 10ppm 인 경우에, 상기 제 1∼제 4 실시형태에서의 각 조에서의 처리수 체류시간을 나타내는 타이밍차트의 일례를 나타낸다. 또한 도 5b 에 과산화수소를 함유하는 고농도 질소 배수의 질소 농도가 4000ppm 이 고 과산화수소 농도가 20ppm 인 경우에, 상기 제 1∼제 4 실시형태에서의 각 조에서의 처리수 체류시간을 나타내는 타이밍차트의 일례를 나타낸다.

본 발명은 이상과 같이 기재되어 있지만, 본 발명이 여러 방법으로 변경될 수 있는 것은 분명하다. 이러한 변경은 본 발명의 정신과 범위에서 일탈되는 것으로 보지는 않고, 당업자에게 분명한 개량은 모두 이하의 클레임 범위 내에 포함되는 것으로 해석된다.

본 발명에 따른 배수처리방법 및 배수처리장치에 의하면 과산화수소를 함유하는 질소배수의 처리효율을 향상시킬 수 있음과 함께, 컴팩트화와 러닝 코스트 저감을 실현할 수 있는 이점이 있다.

Claims (12)

1. 과산화수소를 함유하는 질소배수를 마이크로나노 버블로 처리하는 마이크로나노 버블 처리공정; 및

   상기 질소배수를 상기 마이크로나노 버블 처리공정으로 처리한 피처리수를, 액중막을 사용하여 미생물 처리하는 미생물 처리공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 배수처리방법.
2. 과산화수소를 함유하는 질소배수가 도입됨과 함께 상기 질소배수를 마이크로나노 버블로 처리하는 마이크로나노 버블 반응조;

   상기 마이크로나노 버블 반응조로부터의 피처리수가 도입되는 탈질소조; 및

   상기 탈질소조로부터의 피처리수가 도입됨과 함께 액중막을 갖고, 상기 피처리수를 미생물 처리하는 질화조를 구비하는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 마이크로나노 버블 반응조의 전단에 배치됨과 함께 상기 질소배수가 도입되어, 상기 질소배수의 수질과 수량을 조정하는 조정조를 갖고,

   상기 마이크로나노 버블 반응조는, 상기 조정조에서 수질과 수량이 조정된 질소배수가 도입되는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 마이크로나노 버블 반응조는 마이크로나노 버블 발생기를 갖고,

   상기 질화조로부터 상기 액중막을 경유하여 얻은 처리수를 상기 마이크로나노 버블 발생기에 송수하는 송수부를 갖는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 질화조는,

   마이크로나노 버블을 발생시켜 상기 액중막을 세정하는 마이크로나노 버블 세정부를 갖는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 질화조는,

   상기 액중막에 공기를 토출하여 상기 액중막을 세정하는 산기관을 갖고,

   상기 마이크로나노 버블 세정부가 발생시키는 마이크로나노 버블과 상기 산기관이 토출하는 공기가 혼합된 혼합버블로 상기 액중막을 세정하는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 산기관은 상기 액중막의 하방에 배치되어 있음과 함께, 상기 마이크로나노 버블 세정부는 상기 액중막과 상기 산기관 사이에 배치되어 있고,

   상기 산기관에 부착되어 상기 산기관이 토출하는 공기를 상기 마이크로나노 버블 세정부로 안내하는 제 1 가이드; 및

   상기 액중막에 부착되어 상기 마이크로나노 버블 세정부가 발생시키는 마이크로나노 버블과 상기 산기관이 토출하는 공기를 상기 액중막으로 유도하는 제 2 가이드를 갖는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 질화조는,

   상하방향에 2단 이상으로 배치된 복수의 액중막을 갖는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 마이크로나노 버블 반응조는,

   상기 질소배수와 아미노에탄올 함유 배수가 혼합된 배수가 도입되는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.
10. 제 2 항에 있어서,

    상기 탈질소조는,

    상부, 하부, 이 상부와 하부 사이에 배치된 분리벽, 상하방향으로 연장되는 경계판, 및 상기 경계판과 상기 분리벽 사이에 배치된 산기관을 갖고,

    상기 질화조는,

    상부, 하부, 이 상부와 하부 사이에 배치된 분리벽, 상하방향으로 연장되는 경계판, 및 상기 경계판과 상기 분리벽 사이에 배치된 산기관을 갖는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.
11. 제 2 항에 있어서,

    상기 탈질소조는 생물 처리된 처리수 또는 생물 처리 후에 발생하는 오니 (汚泥; sludge) 가 도입되는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.
12. 제 2 항에 있어서,

    상기 질화조에서의 조 내의 미생물 농도를 MLSS (혼합액 현탁물질) 농도로 15000ppm 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 배수처리장치.

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