KR100733823B1 - 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법 - Google Patents

바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바실러스 군집의 우점배양을 이용한 하·폐수 고도처리장치에 있어서, 처리대상이 되는 유기성 폐수가 유입되어, 상기 폐수와 바실러스 군집이 접촉하여 유기물, 질소 및 인이 제거되는 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC,100); 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC,100)에서 유출된 처리수가 유입되어, 호기와 부분 무산소 상태가 공존하여 미생물에 의해 상기 처리수의 잔류 유기물, 질소 및 인이 제거되는 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200); 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)에서 유출된 처리수를 다시 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)로 반송하는 제1반송수단(300); 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수가 유입되어, 영양세포로 된 바실러스 군집을 가온을 통하여 포자화 하는 포자배양조(400); 및 상기 포자배양조(400)에서 생성된 바실러스 포자를 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC,100)로 반송하는 제2반송수단(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 침전조가 필요 없어 부지면적의 효율적인 사용이 가능하고, 체류시간을 단축시킬 수 있어 경제성이 확보된다. 또한 호기성 생물 여과(BAF)공정조의 역세척수를 이용하여 별도로 형성된 포자배양조에서 선택적으로 바실러스를 포자화 함으로써 공정을 단순화 시키고, 바실러스 군집의 우점배양을 촉진하여 유기물, 질소 및 인의 제거효율을 향상시킬 수 있다.
바실러스, 우점배양, 고도처리, 포자화

Description

바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법{Compact Apparatus and Method for Wastewater Treatment using Genus Bacillus}
도 1은 종래 기술에 따른 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 처리장치 및 방법을 나타낸 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 처리 장치의 장치 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 처리 장치를 이용한 폐수 처리 방법의 공정 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 포자배양조의 구성을 나타낸 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 회전원판형 바실러스 접촉조 (RBC) 200: 호기성 생물 여과(BAF)공정조
300: 제1반송수단 310: 유출수 저장조
320: 시간제어기 400: 포자배양조
410: 히팅재킷 420: 교반기
430: 온도제어기 500: 제2반송수단
510: 상등액 반송펌프 520: 슬러지 반송펌프
본 발명은 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 저류지, 여러 단의 반응지, 침전지 대신 회전원판형바실러스 접촉조(RBC), 호기성 생물 여과(BAF)공정조, 포자배양조를 이용하여 처리함으로써 유기물, 질소 및 인의 처리효율을 향상시킨 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법에 관한 것이다.
우리 나라의 용수원은 대부분 지표수에 의존하며 이중 호소수에 대한 의존도가 40%에 달할 정도로 매우 높다. 하지만 이러한 호소수의 영양상태가 현재 대부분 중영양 상태에서 부영양 상태로 진행되고 있으며 이와 같은 상태가 계속된다면 금세기 말에는 모든 호소수는 상수원 등 각종 용수원으로 부적합할 것이라는 전망이다. 이러한 호소수의 부영양화의 주원인은 과다한 질소와 인의 존재이다.
질소와 인이 부영양화를 일으키는 것을 막기 위해 정부는 96년 1월 1일부터 하수 및 폐수처리시설의 방류수 기준에 질소와 인을 포함시켜(총질소 60 mg/L이하, 총인 8 mg/L이하) 관리하고 있으나, 이 값은 우리 나라의 일반적인 도시하수에 함유된 질소와 인 농도보다 높아 매우 비현실적인 규제치임을 알 수 있다. 하지만 선진 외국의 경우 방류수의 질소, 인 규제치가 엄격하여 미국의 경우 州마다 다르나 평균값이 각각 3 mg/L, 0.5mg/L 이하이고 가까운 일본의 경우도 평균값이 각각 12 mg/L, 0.5 mg/L 이하이다.
그러므로 우리 나라 역시 앞으로 한정적인 수자원에 대한 보호정책이 강화되고 세계화되는 흐름을 예상한다면 추후에 질소와 인의 규제치는 더 한층 강화될 것이라 생각된다. 하지만 현재 하,폐수 처리시설은 획일적으로 표준활성슬러지 공법을 적용하고 있는 실정이며, 이 처리법은 유기물과 고형물질 제거가 목적이기 때문에 질소와 인의 제거효율은 평균 20∼30%에 지나지 않는다. 질소와 인을 효과적으로 처리하는 방법에는 여러 가지가 있다. 염소주입법이나 암모니아 스트리핑, 선택적 이온교환법 등은 질소를 제거하기 위한 효과적인 물리/화학적 방법이며 Lime, Alum, FeCl3, FeSO4 등을 이용하여 인산염 형태로 침전,제거시키는 응집처리법은 효과적인 화학적인 처리방법이다. 하지만 이러한 물리/화학적 처리법은 처리단가가 높고 시설유지비가 매우 많이 소요된다는 단점이 있다.
또한, 생물학적 질소, 인 동시 제거법에는 A2 /O공법, Bardenpho 공법, UCT공법, VIP공법, SBR 등이 있으며 이들의 처리 원리는 모두 혐기성, 무산소, 호기성 상태에서 질산화(질산화균에 의해 암모니아성 질소가 질산성 질소로 산화되는 반응), 탈질화(탈질화균에 의해 질산성 질소가 질소가스로 환원되는 반응), 럭슬리 업테이크(Luxury Uptake)(호기성 상태에서 미생물들이 에너지 저장의 개념으로 인을 축적하는 반응), 인 방출(혐기성 상태에서 미생물내부에 저장하였던 인을 외부로 방출하는 반응)들을 이용하여 대상폐수내 질소와 인을 처리하는 것이다.
그러나 이러한 공법들은 다량의 공기를 주입하여 암모니아 질소를 질산화시킨 후 혐기성 상태를 유지하는 반응조로 반송하여 탈질하는 것이므로 혐기성 상태 에서의 반응조에서 유기물질이 부패하여 악취가 발생하게 되거나 암모니아 질소를 산화시키는데 많은 에너지가 소요되어 유지관리비가 많이 들며, 수질 및 수온 변동에 민감한 반응을 일으켜 안정된 수질을 얻을 수 없으며, 혐기성 소화나 호기성 소화 후 10~20배 정도의 희석수가 필요하기 때문에 시설비가 많이 들며, 처리 공정이 복잡하여 고도의 운전기술을 습득하여야 하는 어려움이 있다.
이러한 점을 고려하여, 최근에는 단간균 형태이며 성장에 적합하지 않은 환경에서 내생포자를 만드는 그람양성 통성 혐기성 세균인 바실러스 군집(Genus Bacillus)을 우점배양하여 하,폐수에 포함된 유기물, 질소 및 인을 제거하는 바실러스를 이용한 하,페수 고도처리기술이 개발되었다. 즉, 다수개의 실로 분할 구성된 반응조를 점감포기방식(공기주입량을 점차 감소시키는 방식)으로 포기하여, 최종적으로 무산소 상태를 조성하고, 무산소 상태에서 포자화된 바실러스 포자를 다시 반응조로 반송함으로써 포자->균체->포자의 라이프 사이클을 반복하여 반응조내에 일전 균체수의 이상을 유지하여 폐수 속에 포함되어 있는 유기물, 질소 및 인을 제거하는 것이다.
예를 들어, 종래 기술에 따른 바실러스 군집을 이용한 하,폐수 처리장치 및 방법은 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 반응조(15)를 3개의 실로 분할 구성하고, 제1실은 용존산소를 0.5~1.0mg/ℓ로 유지하고, 제2실은 용존산소를 0.1 mg/ℓ이하로 유지하며, 제3실은 공기를 전혀 주입하지 않고 침전을 방지하면서 용존산소가 0mg/ℓ가 되도록하여 바실러스균을 완전히 포자화시킨 다음, 침전지(17)의 슬러지 중 일부를 다시 반응조(15)로 반송시켜 바실러스균이 포자->발아->영양세포->포자의 과정을 반복하면서 질소 및 인을 섭취하도록 하는 것이다.
그러나, 상술한 종래 기술에 따른 바실러스균을 이용한 하,폐수 고도처리장치 및 방법은 반응조의 과대한 설계에 따라 체류시간이 불필요하게 길어지게 되고, 내생 포자를 형성하는데 많은 시간을 필요로 하게 된다. 또한, 일반적으로 바실러스균은 사상체를 형성하기 때문에 침전조에서 슬러지가 부상하게 되는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 저류지, 여러 단의 반응지, 침전지 대신 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC), 호기성 생물 여과(BAF)공정조 및 포자배양조를 이용하여 처리함으로써 유기물, 질소 및 인의 처리효율을 향상시킨 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 여러 개의 실로 구성된 반응조 대신 호기성 생물 여과(BAF)공정조를 설치함으로써, 체류시간을 단축하고, 부지 소요를 줄여 경제성을 확보할 수 있는 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반응조에서 포자를 형성하여 침전조로 반송하는 대신 호기성 생물 여과(BAF)공정조의 역세척수를 이용하여 별도로 형성된 포자배양조에서 선택적으로 바실러스를 포자화 함으로써 바실러스 군집의 우점 배양을 촉진할 수 있는 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
바실러스 군집의 우점배양을 이용한 하·폐수 고도처리장치에 있어서,
처리대상이 되는 유기성 폐수가 유입되어, 상기 폐수와 바실러스 군집이 접촉하여 유기물, 질소 및 인이 제거되는 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC,100); 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC,100)에서 유출된 처리수가 유입되어, 호기와 부분 무산소 상태가 공존하여 미생물에 의해 상기 처리수의 잔류 유기물, 질소 및 인이 제거되는 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200); 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)에서 유출된 처리수를 다시 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)로 반송하는 제1반송수단(300);상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수가 유입되어, 영양세포로 된 바실러스 군집을 가온을 통하여 포자화 하는 포자배양조(400); 및 상기 포자배양조(400)에서 생성된 바실러스 포자를 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC,100)로 반송하는 제2반송수단(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치를 제공한다.
본 발명은 또한,
바실러스 군집의 우점배양을 이용한 하·폐수 고도처리방법에 있어서,
처리대상이 되는 폐수를 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100) 내에 투입하여 상기 폐수를 바실러스 군집과 접촉하게 하여, 상기 폐수의 유기물, 질소 및 인을 제거하고, 처리된 유출수를 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100) 외부로 배출하는 제1단계; 상기 제1단계에서 유출된 처리수를 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200) 내에 투입하여 미생물에 의해 상기 처리수의 잔류 유기물, 질소 및 인을 제거하고, 처리된 유출수를 제1반송수단(300)에 의해 반송하는 제2단계; 상기 제2단계에서 반송되어 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)에서 처리된 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수를 포자배양조(400) 내에 투입하여, 영양세포로 된 바실러스를 가온을 통하여 포자화 하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 생성된 바실러스 포자를 제2반송수단(500)에 의해 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100)로 반송하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명자들은 고효율 하·폐수 고도처리장치를 확립하기 위하여 예의 연구한 결과, 저류지, 여러 단의 반응지, 침전지 대신 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC), 호기성 생물 여과(BAF)공정조 및 포자배양조로 고도처리장치를 구성하고, 호기성 생물 여과(BAF)공정조의 역세척수를 이용하여 별도로 형성된 포자배양조에서 선택적으로 바실러스를 포자화 함으로써 공정을 단순화 시키고, 바실러스 군집의 우점배양을 촉진하여 유기물, 질소 및 인의 제거효율을 향상시킬 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
이하, 본 발명의 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 이를 이용한 하·폐수 처리방법을 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치의 장치 구성을 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치를 이용한 하·폐수 처리 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2에 따르면, 본 발명에 따른 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리 장치는, 호기성 공정인 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100), 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)와 포자배양조(400)을 이용하여 처리함으로써 공정을 단순화하였다.
식품 폐수, 축산 폐수와 같은 고농도 유기성 폐수는 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100)로 유입되어, 바실러스 군집과 접촉하여 대부분의 유기물, 질소 및 인이 처리된다.
상기 회전원판형 바실러스 접촉조(Rotating Biological Contactor: RBC) (100)는 회전하는 원판에 바실러스를 부착시켜서 수중과 대기를 번갈아 순환하게 하여 대기 중의 산소를 수중으로 전달함으로써, 질산화 및 탈질 반응을 통해 오염물질을 정화시키는 것으로서, 운전관리가 쉽고 간편하며, 부착성장공정이므로 슬러지 발생량이 적고, 소요 동력비가 저렴하여 경제적이다.
상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100)에서 처리된 유출수는 호기성 생물 여과(Biological Aerated Filter: BAF)공정조(200)로 투입된다. 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)에서는 호기와 부분 무산소 상태가 공존하여 잔류 유기물, 질소 및 인이 제거된다. 구체적으로, 오존산화 공정에 의하여 생분해성 COD로 전환된 유기물이 미생물에 의해 제거되고, 잔류하는 아질산성 질소(NO2-N) 및 질산성 질소(NO3-N)가 탈질미생물에 의해 제거됨과 동시에 부유물질(Suspended Solid:SS)는 여과작용에 의해 제거된다.
본 발명은 호기성 생물여과(BAF) 공정조를 도입함으로써 침전조가 필요 없어 부지 소요가 적고, 체류시간을 단축시켜 고농도 미생물 유지가 가능하다.
상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)에서 처리된 유출수는 제1반송수단(300)에 의해 다시 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)로 유입되고, 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수는 포자배양조(400)으로 유입된다.
상기 제1반송수단(300)은 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)로부터 유출된 처리수를 일시 저장하는 유출수 저장조(310); 및 상기 호기성 생물 여과(BAF) 공정조 역세척수의 역세척 주기를 조정하기 위한 시간 제어기(320)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)로부터 유출된 처리수는 유출수 저장조(310)에 일시 저장되고, 저장된 처리수 중 일부만이 다시 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)로 유입되어 처리된 후 역세척수로 배출된다.
상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척 시 탈리된 바실러스균의 영양세포는 포자배양조(400)로 유입되어 포자화 된 후 제2반송수단에 의해 다시 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100)로 반송된다. 이렇게 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 주기적인 역세척을 실시함으로써 포자배양조(400)에서 배양된 포자화 미생물의 우점이 가능하다.
포자배양조(400)는 바실러스를 이용한 폐수처리시 유기물과 접촉하여 발아된 바실러스균을 포자화시켜 다시 반송하는 역할을 하는데, 포자배양조(400)로 유입되는 바실러스균은 내생 포자를 형성하기 가장 좋은 온도로 가온 된다. 바실러스균을 충분히 가온을 하게 되면, 일반적인 박테리아는 사멸하게 되며, 바실러스는 내생 포자를 형성하여 생존하게 된다. 이렇게 형성된 내생 포자는 처리공정의 회전원판형(RBC) 바실러스 접촉조(100)로 반송을 하여 바실러스균의 우점화를 촉진하게 된다.
상기 포자배양조(400)에 유입된 역세척수를 일정기간(10 내지 12시간) 동안 체류시키면, 시간이 경과함에 따라 상등액과 침전되는 슬러지가 생성된다.
이렇게 생성되는 상등액과 슬러지는 제2반송수단에 의해 회전원판형(RBC) 바실러스 접촉조(100)로 반송된다. 이때, 바실러스균의 포자를 반송하는 상기 제2반송수단은, 상기 포자배양조(400)로 유입된 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조의 역세척수를 일정시간 체류시켜 생성된 상등액을 반송시키기 위한 상등액 반송펌프(410); 및 상기 포자배양조(400)에서 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조의 역세척수를 일정시간 체류시켜 생성된 침전 슬러지를 반송하기 위한 슬러지 반송펌프(420)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 포자배양조(400)의 구성을 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 포자배양조(400)는, 상기 포자배양조에 유입된 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조의 역세척수를 일정시간 체류시켜 생성된 상등액을 반송한 후 침전된 슬러지를 설정온도로 일정시간 가온하여 포자화 하기 위한 히팅재킷(410); 상기 슬러지를 교반하기 위한 교반기(420); 및 상기 포자배양조 내부의 온도를 측정하여 포자화된 바실러스의 생성온도를 유지하기 위한 온도 제어기(430)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 교반기를 이용하여 침전된 바실러스의 침적 및 가온의 효율을 높이기 위해 설정된 속도(20~30rpm)으로 바실러스의 교반을 유지하고, 히팅재킷을 통해 교반이 이루어지고 있는 바실러스를 설정된 온도(80 내지 90℃) 및 시간(2 내지 3시간) 동안 가온하여 포자화하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바실러스균을 이용한 하·폐수 고도처리장치에 의하면, 호기성 생물 여과(BAF)공정조를 도입함으로써 짧은 체류시간으로 처리가 가능하고, 침전조 없이도 부유 고형물의 처리가 효율적으로 이루어져, 부지면적의 효율적인 사용이 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바실러스균을 이용한 하·폐수 고도처리방법은 도 2에 도시된 하·폐수 고도처리장치에 적용될 수 있다.
처리대상이 되는 폐수는 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100) 내에 투입되어 바실러스균과 접촉하고, 처리된 유출수는 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC,100) 외부로 배출된다.(제1단계)
바실러스 군집은 유기물질은 물론이고 난분해성의 셀룰로오즈, 단백질, 전분 및 지방 등도 가수분해시켜 증식하고, 오폐수의 처리시에 발생하는 악취성분인 암모니아, 황하수소 그리고 아민(Amine)류 등을 직접섭취 또는 분해하여 악취성분을 제거 한다. 바실러스균의 특성은 내생포자를 형성하는 특성을 가지므로 주변의 환경조건이 변화하더라도 기존의 오폐수의 처리에 적용하고 있는 미생물균에 비하여 환경조건의 변화에 잘 적응할 수 있으며, 활성슬러지 중에서 바실러스 종 혼합균이 사상체→포자화→발아→사상체의 과정을 반복하여 생존하므로 고농도의 균체를 유지할 수 있다.
상기 제1단계에서 유출된 처리수는 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200) 내로 투입되어 미생물에 의해 상기 처리수의 유기물, 아질산성 질소 및 질산성 질소를 제거되고, 처리된 유출수는 제1반송수단(300)에 의해 다시 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200) 내로 반송된다.(제2단계)
회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100)로부터 배출되어 유입되는 부유 고형물 및 바실러스균은 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)에서 여과되므로, 유출수로의 영양세포 유출 방지 및 유출수의 탁도 개선이 가능하다. 이때, 호기성 조건하에서 암모니아성 질소가 효율적으로 제거되고, 생물막에 의한 부분 무산소화로 인해 탈질도 일어날 수 있으며, 동시에 부유물질의 제거가 가능하여, 생물학적 처리와 물리적 처리를 동시에 만족할 수 있다.
상기 제2단계에서 반송되어 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)에서 처리된 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수는 포자배양조(400) 내로 투입되어, 영양세포로 된 바실러스는 가온을 통하여 포자화 된다.(제3단계)
종래에는 생물반응조에서 포자를 형성하여 침전조의 미생물을 반송함으로써 바실러스의 우점화를 도모하는 반면, 본 발명은 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수를 이용하여 포자배양조(400)에서 선택적으로 포자를 형성하여 바실러스의 우점을 촉진할 수 있고, 기존의 분리막 및 각 반응조에서의 DO 점감 포기 대신 포자배양조(400)에서 가온을 통해 포자화 함으로써 짧은 시간 내에 포자를 형성, 처리할 수 있다.
이때, 상기 포자배양기(400)의 교반기(420)를 이용하여 침전된 바실러스의 침적 및 가온의 효율을 높이기 위해 설정된 속도(20~30rpm)으로 바실러스의 교반을 유지하고, 히팅재킷(410) 및 온도제어기(430)을 통해 교반이 이루어지고 있는 바실러스를 설정된 온도(80 내지 90℃)를 유지하여 일정시간(2 내지 3시간) 동안 가온하여 포자화한다.
상기 제3단계에서 생성된 바실러스 포자는 제2반송수단(200)에 의해 상기 회전원판형(RBC) 바실러스 접촉조(100)내로 반송된다.(제4단계)
상기 포자배양조(400)에 유입된 역세척수를 일정기간(10 내지 12시간) 동안 체류시키면, 시간이 경과함에 따라 상등액과 침전되는 슬러지가 생성된다. 이때, 포자배양조(400)에서 생성된 바실러스 포자를 반송하기 위하여, 상등액과 침적 슬러지는 나누어 반송되는 것이 바람직하고, 유기물이 포함된 상등액은 40 내지 60%정도 반송되는 것이 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치 및 하·폐수 고도처리방법에 의하면, 침전조가 필요 없어 부지면적의 효율적인 사용이 가능하고, 체류시간을 단축시킬 수 있어 경제성이 확보된다. 또한 호기성 생물 여과(BAF)공정조의 역세척수를 이용하여 별도로 형성된 포자배양조에서 선택적으로 바실러스를 포자화 함으로써 공정을 단순화 시키고, 바실러스 군집의 우점배양을 촉진하여 유기물, 질소 및 인의 제거효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 바실러스 군집의 우점배양을 이용한 하·폐수 고도처리장치에 있어서,
    처리대상이 되는 유기성 폐수가 유입되어, 상기 폐수와 바실러스 군집이 접촉하여 유기물, 질소 및 인이 제거되는 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC,100);
    상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC,100)에서 유출된 처리수가 유입되어, 호기와 부분 무산소 상태가 공존하여 미생물에 의해 상기 처리수의 잔류 유기물, 질소 및 인이 제거되는 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200);
    상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)에서 유출된 처리수를 다시 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)로 반송하는 제1반송수단(300);
    상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수가 유입되어, 영양세포로 된 바실러스 군집을 가온을 통하여 포자화 하는 포자배양조(400); 및
    상기 포자배양조(400)에서 생성된 바실러스 포자를 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC,100)로 반송하는 제2반송수단(500)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1반송수단(300)은,
    상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)로부터 유출된 처리수를 일시 저장하는 유출수 저장조(310); 및
    상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조 역세척수의 역세척 주기를 조정하기 위한 시간 제어기(320)
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 포자배양조(400)는,
    상기 포자배양조(400)에 유입된 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수를 일정시간 체류시켜 생성된 침전 슬러지를 설정온도로 일정시간 가온하여 포자화 하기 위한 히팅재킷(410);
    상기 슬러지를 교반하기 위한 교반기(420); 및
    상기 포자배양조(400) 내부의 온도를 측정하여 포자화된 바실러스의 생성온도를 유지하기 위한 온도 제어기(430)
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치.
  4. 제1항에 있어서, 제2반송수단(500)은,
    상기 포자배양조(400)로 유입된 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조의 역세척수를 일정시간 체류시켜 생성된 상등액을 반송시키기 위한 상등액 반송펌프(510); 및
    상기 포자배양조(400)에서 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수를 일정시간 체류시켜 생성된 침전 슬러지를 반송하기 위한 슬러지 반송펌프(520)
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리장치.
  5. 바실러스 군집의 우점배양을 이용한 하·폐수 고도처리방법에 있어서,
    처리대상이 되는 폐수를 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100) 내에 투입하여 상기 폐수를 바실러스 군집과 접촉하게 하여, 상기 폐수의 유기물, 질소 및 인을 제거하고, 처리된 유출수를 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100) 외부로 배출하는 제1단계;
    상기 제1단계에서 유출된 처리수를 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200) 내에 투입하여 미생물에 의해 상기 처리수의 잔류 유기물, 질소 및 인을 제거하고, 처리된 유출수를 제1반송수단(300)에 의해 반송하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 반송되어 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)에서 처리된 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수를 포자배양조(400) 내에 투입하여, 영양세포로 된 바실러스를 가온을 통하여 포자화 하는 제3단계; 및
    상기 제3단계에서 생성된 바실러스 포자를 제2반송수단(500)에 의해 상기 회전원판형 바실러스 접촉조(RBC, 100)로 반송하는 제4단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제4단계는,
    상기 포자배양조(400) 내에 유입되는 상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수를 일정시간 체류시켜 생성되는 상등액을 반송하는 단계; 및
    상기 호기성 생물 여과(BAF)공정조(200)의 역세척수를 일정시간 체류시켜 침전된 슬러지를 설정된 온도로 일정 시간 가온하여 포자화시킨 후 반송하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바실러스 군집을 이용한 하·폐수 고도처리방법.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102765855A (zh) * 2012-07-16 2012-11-07 煤炭工业济南设计研究院有限公司 涂装废水处理方法及装置
CN103304098A (zh) * 2013-06-19 2013-09-18 江苏大学 一种基于火山岩填料曝气生物滤池的污水处理系统
KR20140136832A (ko) * 2013-05-21 2014-12-01 주식회사 환경21 슬러지에 의한 효율 저하 방지 기능을 갖는 혐기성 소화조
CN112811612A (zh) * 2021-02-22 2021-05-18 青海洁神环境能源产业有限公司 一种单组式b-baf滤池装置及污水脱氮处理方法
CN112811611A (zh) * 2021-02-22 2021-05-18 青海洁神环境能源产业有限公司 一种双组式b-baf滤池装置及污水脱氮处理方法
CN115215502A (zh) * 2021-04-14 2022-10-21 中国石油天然气集团有限公司 煤层气采出水的净化方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11188376A (ja) 1997-12-25 1999-07-13 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 油脂含有排水の処理装置
KR100364622B1 (ko) 2001-01-22 2002-12-16 한라산업개발 주식회사 회전원판이 설치된 질산화조를 이용하는 하수 또는 폐수의질소 및 인의 동시 제거 방법
KR100468997B1 (ko) 2002-08-17 2005-01-29 주식회사 에코다임 슬러지 배출억제형 상향류 혐기반응조를 갖는 폐수처리장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11188376A (ja) 1997-12-25 1999-07-13 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 油脂含有排水の処理装置
KR100364622B1 (ko) 2001-01-22 2002-12-16 한라산업개발 주식회사 회전원판이 설치된 질산화조를 이용하는 하수 또는 폐수의질소 및 인의 동시 제거 방법
KR100468997B1 (ko) 2002-08-17 2005-01-29 주식회사 에코다임 슬러지 배출억제형 상향류 혐기반응조를 갖는 폐수처리장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102765855A (zh) * 2012-07-16 2012-11-07 煤炭工业济南设计研究院有限公司 涂装废水处理方法及装置
CN102765855B (zh) * 2012-07-16 2014-07-23 煤炭工业济南设计研究院有限公司 涂装废水处理方法
KR20140136832A (ko) * 2013-05-21 2014-12-01 주식회사 환경21 슬러지에 의한 효율 저하 방지 기능을 갖는 혐기성 소화조
KR101590014B1 (ko) * 2013-05-21 2016-02-01 변강익 슬러지에 의한 효율 저하 방지 기능을 갖는 혐기성 소화조
CN103304098A (zh) * 2013-06-19 2013-09-18 江苏大学 一种基于火山岩填料曝气生物滤池的污水处理系统
CN112811612A (zh) * 2021-02-22 2021-05-18 青海洁神环境能源产业有限公司 一种单组式b-baf滤池装置及污水脱氮处理方法
CN112811611A (zh) * 2021-02-22 2021-05-18 青海洁神环境能源产业有限公司 一种双组式b-baf滤池装置及污水脱氮处理方法
CN115215502A (zh) * 2021-04-14 2022-10-21 中国石油天然气集团有限公司 煤层气采出水的净化方法

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