KR100758697B1 - 목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수처리방법 및 이를 채용한 폐수처리장치 - Google Patents

목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수처리방법 및 이를 채용한 폐수처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분뇨 또는 축산폐수를 유입시켜 반응을 수행하는 원수조; 상기 원수조 단계를 거친 처리수를 유입시켜 인 방출을 유도하는 혐기조; 상기 혐기조를 거친 처리수를 미생물 처리 반응을 수행하는 포기조; 상기 포기조를 거친 처리수를 유입시켜 침전하는 침전조; 및 상기 침전조에서 침전된 슬러지의 미생물을 활성화하는 활성조를 포함하는 폐수처리 방법에 있어서, 상기 원수조 및 포기조에 목(죽)초액 조성물을 투입하고, 상기 침전지에서 침전된 슬러지의 일부를 혐기조로 반송하고, 상기 활성조에서 발생된 슬러지의 일부를 상기 혐기조로 반송하는 것을 특징으로 하는 목(죽)초액을 이용한 폐수 처리방법을 제공한다. 목(죽)초액 조성물로 인한 악취제거효율이 높아 단일 수처리 공정으로 악취제거 가능한 공법으로 악취제거나 초산균을 이용한 하·폐수 고도처리에 사용될 수 있다.

Description

목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수처리방법 및 이를 채용한 폐수처리장치{Method for treating waste water using wood vinegar composition and a waste water treatment apparatus employing the method}
도 1은 본 발명에 따른 목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수처리 공정을 간단히 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 목(죽)초액 조성물을 이용하여 폐수처리의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 결과를 항목별로 나타낸 도면이다.
본 발명은 일반적으로 폐수처리방법 및 폐수처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수처리방법 및 이를 채용한 폐수처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 폐수처리공정은 유입폐수를 원수조로 유입하고, 이를 침전시킨 후, 포기조에서 미생물을 이용하여 처리시킨 후에 다시 침전지에서 침전 및 방류시 키는 방법을 채택하고 있다. 이때 생산되는 찌꺼기를 슬러지라고 하며, 이는 농축, 혐기성 소화과정 및 탈수과정을 거쳐서 처리된다.
폐수처리장 슬러지 처리공정에서 발생하는 반류수 (side stream)는 상대적으로 작은 양이지만 고농도이기 때문에, 수처리 계통에 충격부하를 유발하므로 전체 폐수처리효율에 많은 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 반류수는 전체 유입유량 대비 작은 유량이지만, 유입 폐수 유기물 부하의 13 내지 33%, 질소 부하의 5 내지 47%, 인 부하의 13 내지 46% 가량을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, 각 슬러지 처리계통에서 발생하는 반류수는 폐수처리장에 충격부하를 유발시킬 경우에는 방류수 수질을 악화시킨다.
종래에는 반류수 처리를 위한 방법으로서, 슬러지 처리과정에서 발생된 반류수 전량을 침사지로 이송하여 처리하여 왔으나, 이 경우 이송된 반류수는 최초 침전지의 효율을 저하시켜 포기조에 유기물, 질소 및 인의 과부하를 초래하였다. 또한, 강우시 1차 처리수를 우회시키는 경우에 유입 원수보다 높은 농도의 유출수를 방류시키는 등의 많은 문제점들을 야기하고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허공보 제2002-0063502호에는 '개량된 하수처리방법'이 개시되어 있다. 상기 방법은 반류수를 1차 침전지가 아닌 무산소조 또는 호기조로 반송시키고, 상기 무산소조에는 부유성 매체 (media)를 투입하여 탈질반응을 촉진시키고, 상기 호기조의 후단에는 응결지 역할을 하는 반응조를 설치하여 응결 시간을 확보하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기 종래기술은 기존의 포기조를 그대로 활용하는 장치 또는 방법 들이 아니며, 따라서 별도의 희석 공정 또는 다른 고도처리시설의 설치를 요하게 되므로 기존 폐수처리시설의 증·개축을 필요로 하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 목(죽)초액을 이용한 폐수처리방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 목(죽)초액을 이용한 폐수 처리장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
하폐수, 분뇨 또는 축산폐수를 유입시켜 반응을 수행하는 원수조; 상기 원수조 단계를 거친 처리수를 유입시켜 인 방출을 유도하는 혐기조; 상기 혐기조를 거친 처리수의 탈질 반응을 수행하는 무산소조; 상기 무산소조를 거친 처리수를 미생물 처리 반응을 수행하는 포기조; 상기 포기조를 거친 처리수를 유입시켜 침전하는 침전조; 및 상기 침전조에서 침전된 슬러지의 미생물을 활성화하는 활성조를 포함하는 폐수처리 방법에 있어서,
상기 원수조, 포기조, 및 활성조 중에서 선택된 하나 이상에 목(죽)초액 조성물을 투입하고, 상기 침전지에서 침전된 슬러지의 일부를 혐기조로 반송하고, 상기 활성조에서 발생된 슬러지의 일부를 상기 원수조, 혐기조, 무산소조, 및 포기조 중에서 선택된 하나 이상으로 반송하는 것을 특징으로 하는 목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수 처리방법을 제공한다.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
하폐수, 분뇨 또는 축산폐수를 유입시켜 반응을 수행하는 원수조; 상기 원수조 단계를 거친 처리수를 유입시켜 인 방출을 유도하는 혐기조; 상기 혐기조를 거친 처리수의 탈질 반응을 수행하는 무산소조; 상기 무산소조를 거친 처리수를 미생물 처리 반응을 수행하는 포기조; 상기 포기조를 거친 처리수를 유입시켜 침전하는 침전조; 및 상기 침전조에서 침전된 슬러지의 미생물을 활성화하는 활성조를 포함하는 폐수처리 장치에 있어서,
상기 원수조, 포기조, 및 활성조 중에서 선택된 하나 이상에 목(죽)초액 조성물을 투입하고, 상기 침전지에서 침전된 슬러지의 일부를 혐기조로 반송하고, 상기 활성조에서 발생된 슬러지의 일부를 상기 원수조, 혐기조, 무산소조, 및 포기조 중에서 선택된 하나 이상으로 반송하는 것을 특징으로 하는 목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수 처리장치를 제공한다.
이하, 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 목(죽)초액을 이용한 폐수처리방법을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명은 표준 활성 슬러지 공법을 변형한 방법으로서 원수조, 혐기성조, 무산소조, 포기조, 침전조, 및 활성조로 구성되며, 침전조 반송 슬러지의 일부 및 활성조 슬러지 일부를 원수조, 혐기조, 무산소조, 포기조, 및 활성조(단, 활성조 슬러지는 활성조로 재유입되지 않음) 중에서 선택된 하나 이상의 반응조에 유입한다. 목(죽)초액 조성물을 원수조, 포기조, 및 활성조 중에서 선택된 하나 이상에 투입하여 목(죽)초액 조성물의 화학적·생물학적 역할로 폐수를 처리하는 공정이다. 질소와 인 등의 영양염류 및 유기물을 고효율로 제거하는 공법으로 목(죽)초액 조성물로 인한 악취제거효율이 높아 단일 수처리 공정으로 악취제거를 할 수 있다.
원수조에 투입되는 목(죽)초액 조성물의 함량은 전체 수처리 함량을 기준으로 하여 0.001 내지 0.1부피%인 것이 바람직하다. 상기 원수조에 투입되는 목(죽)초액 조성물의 함량이 전체 함량 중 0.001부피% 미만인 경우에는 원수조에서 다량 발생되는 암모니아, 황화합물 등의 악취물질의 제거효과가 낮아 바람직하지 못하고, 0.1부피%를 초과하는 경우에는 악취물질의 제거효과가 크게 나타나지만 경제적인 측면에서 바람직하지 못하다.
또한, 포기조에 투입되는 목(죽)초액 조성물의 함량은 전체 수처리 함량을 기준으로 하여 0.0002 내지 0.02부피%인 것이 바람직하다. 상기 포기조에 투입되는 목(죽)초액 조성물의 함량이 전체 함량 중 0.0002부피% 미만인 경우에는 목(죽)초액 활성미생물의 활성 촉진 측면에서 바람직하지 못하고, 0.02부피%를 초과하는 경우에는 목(죽)초액 주입에 따른 경제적인 측면에서 바람직하지 못하다.
상기 포기조는 복수의 처리실로 구성될 수 있으며, 상기 목(죽)초액 조성물은 혐기조와 무산소조를 거친 처리수가 처음으로 도달하는 처리실에 투입될 수 있다. 포기조는 하나 이상의 처리실로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 1 내지 4개의 처리실을 포함하고, 이러한 처리실에 목(죽)초액 조성물을 투입할 수 있고, 혐기조와 무산소조를 통과한 처리수가 처음으로 도달하는 처리실에 목(죽)초액 조성물을 투입하는 것이 목(죽)초액 활성미생물의 발육 촉진으로 유기물과 영양염류 제거의 면에서 바람직하다.
상기 활성조에 투입되는 목(죽)초액 조성물의 함량은 전체 수처리 함량을 기준으로 하여 0.001 내지 0.1부피%인 것이 바람직하다.
또한 침전조에서 침전된 슬러지의 미생물을 활성화하는 활성조에 목(죽)초액 을 투입하면 목(죽)초액으로 활성화된 미생물을 원수조, 혐기성조, 무산소조, 및/또는 포기조에 주입하면 탈질균의 영양원이 되며, 목(죽)초액을 원수조나 포기조에 주입하지 않아도 되는 장점이 있다.
상기 목(죽)초액 조성물은 상기 원수조, 포기조, 및 활성조 중에서 선택된 하나 이상에 투입되어 암모니아, 황화수소, 또는 메틸머르캅탄과 접촉하여 이를 용해, 흡착, 산화시킴으로써 악취물질을 제거할 수 있다.
상기 침전조에서 침전된 슬러지 중 혐기조로 반송되는 함량은 최초 원수조 폐수 투입량을 기준으로 하여 20 내지 200부피%, 바람직하게는 20 내지 100부피%일 수 있다. 침전된 슬러지 중 혐기조로 반송되는 함량이 20부피% 미만인 경우에는 낮은 슬러지 농도와 높은 F/M비로 인한 인 방출을 저해하여 바람직하지 못하고, 80부피%를 초과하는 경우에는 혐기상태에서 인 방출효과를 높일 수 있으나, 낮은 F/M 비를 초래하여 유기물 제거에 바람직하지 못하다.
상기 활성조에서 발생된 슬러지 중 상기 원수조로 반송되는 함량은 활성조의 전체 함량을 기준으로 하여 10 내지 100부피%일 수 있다. 활성조에서 발생된 슬러지 중 원수조로 반송되는 함량이 10부피% 미만인 경우에는 활성화된 미생물의 낮은 농도로 공정중 악취제거에 바람직하지 못하고, 100부피%를 초과하는 경우에는 공정중 악취제거는 크게 나타나지만 집수조의 기능 측면에서 바람직하지 못하다.
상기 활성조에서 발생된 슬러지 중 상기 혐기조, 무산소조, 및 포기조 중에서 선택된 하나 이상으로 반송되는 함량은 활성조의 전체 함량을 기준으로 하여 10 내지 90부피%일 수 있다. 활성조에서 발생된 슬러지 중 상기 혐기조, 무산소조, 및 포기조 중에서 선택된 하나 이상으로 반송되는 함량이 10부피% 미만인 경우에는 활성화된 미생물의 낮은 농도로 공정중 악취제거와 영양염류 제거에 바람직하지 못하고, 90부피%를 초과하는 경우에는 혐기성 상태에서 인방출과 탈질균의 유기원을 높일 수 있으나, 낮은 F/M비로 인한 유기물 제거와 경제적 측면에서 바람직하지 못하다.
목(죽)초액 조성물을 이용하여 폐수처리를 하면, 유기물 및 질소, 인의 제거와 동시에 악취를 제거, 포기조 별로 포기량의 변화로 유입부하 변동에 안정적 처리 가능, 탈수시 약품투입량 절감 및 슬러지 침강성 향상 등의 특징이 있다.
또한 목(죽)초액 조성물 투입으로 인한 미생물의 활성 및 악취를 저감하고, 후단공정에서도 슬러지 부패를 억제하여 악취발생을 감소시키는 기술로서 단일공정으로 이루어지는 큰 장점을 가지고 있다. 즉 배양조 슬러지를 전처리시설에 일부 반송하여 사전악취가 제거되고, 농축조 및 슬러지 저류조의 슬러지 부패를 방지하여 악취발생이 제거되며, 탈취시설이 필요 없으므로 초기시설비가 절감되는 효과를 나타내었다.
전형적인 생물적 폐수처리 방법에는 일반적으로 유기물 제거와 질화작용 그리고 탈질화 작용이 순서대로 진행된다. 질화작용은 탄소원이 제거된 상태에서 일어나고, 탈질화 작용에는 유기물이 있어야 하므로 이때에는 메탄올을 주로 첨가해 준다. 목(죽)초액 조성물과 메탄올의 미생물 활성도를 비교해 보면, 수처리제로서 목(죽)초액 조성물과 메탄올의 미생물 활성도는 비슷한 수준을 나타낸다. 그러나, 메탄올은 자체가 가진 COD 농도가 높아 잔존 유기 탄소원이 분해되지 않고, 방류수 의 수질을 높이는 역할을 하고 있는 것을 볼 수 있다. 반면에 목(죽)초액 조성물로 처리한 공법에서는 미생물의 활성도가 높아져 유기 탄소원을 최대한으로 활용하여 영양염류의 높은 제거율을 보였으며, 탈취효과와 환경친화적인 수처리 영양원으로의 역할을 행할 수 있다. 또한 한번의 주입으로 인한 미생물의 활성도가 오래 지속되어 주기적으로 주입해야 하는 메탄올에 비해 경제적으로 더 우위에 있는 것으로 나타났다.
Figure 112006036356889-pat00001
본 발명에 따르면, 축산분뇨처리시 고농도의 유기물질과 악취 등으로 어려움을 겪고 있거나, 처리효율이 불량한 기존시설에 적용하면, 기존시설의 일부 장치만을 신설함으로써 악취처리까지 할 수 있는 신공법으로 개조될 수 있다.
본 발명에 따른 목(죽)초액 조성물은 통상의 목(죽)초액 제조방법에 의해 제조되어질 수 있고, 아래에 일예를 개시하며 목(죽)초액 조성물의 제조방법이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로는 녹색식물을 가마솥에서 상압 또는 감압 상태로 열분해, 가온, 또는 증류하고, 이때 발생하는 증기를 포집하고 이를 냉각 및 응축한 다음 상기 냉각 또는 응축된 목(죽)초액 속에 함유된 유분을 회수하기 위하여 유수분리한다. 상기 녹색식물은 참나무, 대나무, 향나무, 편백나무, 측백나무, 화백나무, 올리브나무, 가문비나무, 감나무, 밤나무, 사과나무, 배나무, 복숭아나무, 포도나무, 유자나무, 귤나무, 앵두나무, 생강나무, 대추나무, 매실나무, 모과나무, 무화과나무, 살구나무, 석류나무, 은행나무, 호두나무, 사철나무, 박달나무, 비자나무, 두충나무, 느티나무, 단풍나무, 동백나무, 닥나무, 벚나무, 아카시나무, 오리나무, 소나무, 전나무, 잣나무, 피나무, 삼나무, 자작나무, 팽나무, 음나무, 사시나무, 뽕나무, 산초나무, 상수리나무, 육계나무, 버들나무, 무궁화나무, 오갈피나무, 오미자나무, 물푸레나무, 두릅나무, 생강나무, 오리나무, 오동나무, 박달나무, 등나무, 칡나무, 백리향나무, 산수유나무, 녹차나무, 개나리, 진달래, 민들레, 만병초, 어성초, 볏짚, 보리짚, 갈대, 마늘, 양파, 풀, 및 쑥 등에서 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다. 이러한 녹색식물을 직접 또는 간접 열분해하거나, 가마솥에서 상압 또는 감압 상태에서 가온, 증류, 또는 덖고, 가온, 증류, 또는 덖음 단계에서 발생하는 증기를 포집하고 이를 냉각 및 응축한다. 이어서, 냉각 또는 응축된 목(죽)초액 속에 함유된 유분을 회수하기 위하여 유수분리하고, 유수 분리물을 화학적 안정화를 위하여 숙성하여 목(죽)초액 속에 함유된 이물질을 분리 및 여과한다. 상기 목(죽)초액 내부의 유해성분을 제거하기 위하여 교반 및 증발하고, 목(죽)초액에서 발생된 증기를 회수하기 위하여 증류하여 목(죽)초액 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 일구현예에 의하면, 하폐수, 분뇨 또는 축산폐수를 유입시켜 반응을 수행하는 원수조; 상기 원수조 단계를 거친 처리수를 유입시켜 인 방출을 유도하는 혐기조; 상기 혐기조를 거친 처리수의 탈질 반응을 수행하는 무산소조; 상기 무산소조를 거친 처리수를 미생물 처리 반응을 수행하는 포기조; 상기 포기조를 거친 처리수를 유입시켜 침전하는 침전조; 및 상기 침전조에서 침전된 슬러지의 미생물을 활성화하는 활성조를 포함하는 폐수처리 장치에 있어서,
상기 원수조, 포기조, 및 활성조 중에서 선택된 하나 이상에 목(죽)초액 조성물을 투입하고, 상기 침전지에서 침전된 슬러지의 일부를 혐기조로 반송하고, 상기 활성조에서 발생된 슬러지의 일부를 상기 원수조, 혐기조, 무산소조, 및 포기조 중에서 선택된 하나 이상으로 반송하는 것을 특징으로 하는 목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수 처리장치를 제공한다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 국한되는 것은 아니다.
실시예
질산화세균의 계수 및 동정
목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수처리 공법의 포기조의 질산화 세균의 수 및 우점도를 조사하고자 실험을 진행하였다. 유기물 분해속도를 촉진시키는 목(죽)초액 조성물의 활성도를 알아보는데 목적이 있으며, 축산폐수에 목(죽)초액 조성물을 첨가하여 질산화 세균의 활성 및 억제 등의 변화를 조사하였다. 질산화세균의 계수는 집적배양 후 희석 빈도법으로 하며 무기배지를 함유한 시험관에 일정한 희석계열의 토양현탁액을 접종, 배양 후 시험관 중에 질산화세균의 생육 유무를 아질산 및 질산의 생성 또는 아질산의 소실을 조사하여 최적확수(MPN: Most Probable Number) 계산법에 의하여 계수하였다. 질산화세균의 분리는 무기배지에 집적배양하여 질산화세균을 우점시킨 후 다시 무기배지를 사용하여 분리하였다.
1) 암모니아산화세균의 계수
배지 및 시약
배지는 암모니아 산화세균 계수 배지를 조제하여 3㎖ 시험관에 분주하고 1기압하에서 15분간 autoclave 살균하였다.
Griess - llosvay 시약은 술파닐산 0.5g을 아세트산 20㎖와 증류수 100㎖ 혼합액에 용해시킨 후 여과한 설파닐산 시약과 나프틸아민 0.1g을 증류수 100㎖에 용해하여 냉각시키고 빙초산 300㎖를 가하여 여과한 나프틸아민 시약을 사용전에 두 시약을 동량으로 혼합하여 사용하였다. 그리고 아연분말을 준비하였다.
조작
토양현탁액을 만들어 최고희석배율의 희석현탁액을 1㎖씩 각각 5개의 시험관에 접종한다. 같은 방법으로 낮은 희석배율의 희석현탁액 1㎖씩을 접종하여 시료 1점당 25개의 시험관을 접종하고, 이때 2∼3개의 무접종시험관과 함께 28∼30로 4주간 배양하였다.
배양 후 Griss - llosvary 시약 1∼2방울을 시험관에 떨어뜨려 적색 또는 갈색으로 발색되는 것은 암모니아 산화 세균의 생육에 의한 NO2 -의 축적을 의미한다. 2∼3분 후 미발색 시험관에 소량의 아연분말을 가해서 적색으로 산화되는 것은 일단 생성된 NO2 -가 공존하는 아질산화세균에 의해 NO3 -까지 산화된 것을 의미한다. 발색된 시험관수를 희석 단계별로 기록하여 최적확수(MPN: Most Probable Number)법으로 시료 중의 암모니아 산화 세균수를 산출한다. 동시에 배양한 무접종 시험관에도 Griess - llosvary 시약을 떨어뜨려 질산화세균의 오염 또는 시약이나 기구의 화학적 오염 등을 확인하고 이들의 오염이 없더라도 때로는 공기 중의 아질산에 의한 오염으로 발색될 수 있다. 이런 경우에는 그 색을 대조하여 오염된 것보다 강하게 발색된 시험관수를 기록하였다.
2) 아질산화세균의 계수
배지와 시약
배지는 아질산화 세균계수 배지를 조제하여 3㎖ 시험관에 분주하고 1기압하에서 15분간 autoclave 살균하였다.
조작
사용하는 배지를 제외하고 암모니아 산화 세균의 계수식에 준한다. Griess - llosvay 시약을 1∼2방울 떨어뜨려 발색되지 않는 것은 아질산 산화세균의 생육에 의해 NO2 -가 소멸된 것이므로 무발색 시험관을 기록하여 최적확수(MPN: Most Probable Number) 법으로 시료 중 아질산화세균수를 산출하였다.
폐수처리장치
실시예 1
원수조, 혐기조, 무산소조, 격벽에 의해 4개의 분리된 공간으로 형성된 포기조, 및 침전조를 연결하여 설치하고, 상기 침전조에 활성조를 연결하고 상기 침전조 및 활성조에서 혐기조를 연결하는 반송 라인을 설치하였다. 이와 함께 목(죽)초액 조성물을 폐수총량의 0.1부피%를 원수조에 투입하고, 0.01부피%를 상기 포기조의 제1실에 투입시킴으로써 본 발명에 따른 폐수처리장치를 제조하였다.
비교예 1
원수조, 혐기조, 무산소조, 격벽에 의해 4개의 분리된 공간으로 형성된 포기조, 및 침전조를 연결하여 설치하고, 상기 침전조에 활성조를 연결하고 상기 침전조 및 활성조에서 혐기조를 연결하는 반송 라인을 설치하여 폐수처리장치를 제조하였다.
실시예 1 및 비교예 1에 따른 폐수처리 장치가 사용된 반응조건을 하기 표 2에 나타내었다:
설계 인자 운전조건
수리학적 체류시간(일) 혐기조 포기조 활성조
2.5-3 7.5-9 1
SRT(일) 15-25
F/M비 (kgBOD/kgMLSS·일) 0.5-0.55
MLSS(mg/l) 6,200-7,400 10,000-13,000
내부반송율(%) 침전조 활성조
40-50% 55-70%
SRT (Solids Retention Time) : 평균 체류 시간
F/M비는 BOD 슬러지 부하를 의미한다.
MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) : 활성 오니 처리 공정에서 포기조 중의 부유물질의 농도
폐수처리장치를 이용한 성능 실험
pilot 장치의 운전은 2004년 5월부터 계속하여 운전중에 있으며 2004년 12월까지 8개월 연속운전 동안에 26회 시료채취를 실시하였으며, 운전 중 수온의 영향을 피하기 위하여 11월부터 온실을 하여 온도를 평균 32℃를 유지하며 운전하였다.
기존 공법의 운전은 표준 활성슬러지공법을 변형한 공법으로 원수조, 혐기성조, 무산소조, 포기조, 침전조, 활성조로 구성되며, 침전조 반송 슬러지의 일부를 활성조를 거쳐 혐기성조에 유입되는 공법으로 5월부터 9월초까지 약 4개월을 운전하여 제거율의 안정성을 확보하였다. 이후 본 발명의 목(죽)초액 조성물 공법으로 운전하였으며, 본 발명의 목(죽)초액 조성물공법은 종래 공법의 원수조와 포기조에 목(죽)초액 조성물을 투입하여 목(죽)초액 조성물의 생화학적 역할로 처리공정에서 질소와 인 등의 영양염류, 유기물의 고효율 제거 및 악취 제거효과까지 얻어내어 활용성이 기대되는 공법이다.
실험 결과
1) 암모니아 산화세균계수
본 발명의 목(죽)초액 조성물 공법은 포기조 2, 3실에서 암모니아 산화세균수가 기존의 공법보다 약 10배 정도 많은 것으로 나타났으며, 이것은 목(죽)초액 조성물이 암모니아 산화세균의 활성을 촉진시킨 결과로 볼 수 있다.
본 발명의 목(죽)초액 조성물을 사용하는 공법의 경우 포기조 1실에서 암모니아 산화세균이 미검출된 것은 산성인 목(죽)초액 조성물(pH가 3)을 1실에 투입한 영향으로 판단되며, 2, 3실에서는 급속히 증식되어 활성을 나타내고 있으며, 4실에서는 암모니아의 산화가 감소되는 것으로 판단된다. 포기조의 각 실에 대한 암모니아 산화세균의 결과를 하기 표 3에 나타내었다:
Figure 112006036356889-pat00002
2) 아질산 산화세균 계수
본 발명의 조성물 공법은 포기조 2실에서 아질산화 산화세균수에 의해서 아질산화가 가장 촉진되며, 종래의 방식은 3실에서 아질산화가 가장 촉진된 것으로 나타났다. 종래 공법의 경우 포기조 1실에서 아질산화 산화세균이 미검출된 것은 암모니아 산화세균에 의한 암모니아 산화가 주도적으로 진행되고 있는 것으로 판단된다. 포기조의 각 실에 대한 아질산 산화세균의 결과를 하기 표 4에 나타내었다:
Figure 112006036356889-pat00003
실시예 1 및 비교예 1의 조성물 공법의 유입수에 대한 오염물질별 처리효율을 표 5에 나타내었다:
Figure 112006036356889-pat00004
SS : 현탁 물질 (Suspended Solids)
BOD : 생화학적 산소 요구량 (Biochemical Oxygen Demand)
COD : 화학적 산소 요구량 (Chemical Oxygen Demand)
T-N : 총 질소 (Total Nitrogen)
T-P : 총 인 (Total Phosphate)
먼저 실시예 1의 오염물질별 처리효율을 살펴보면, SS는 99.28∼99.78%(평균 99.53%), BOD는 99.61∼99.80%(평균 99.76%), COD는 94.77∼97.31%(평균 96.30%), T-N은 81.00∼89.61%(평균 85.74%), T-P는 68.31∼89.59%(평균 82.11%)의 처리효율을 나타냈으며, 동절기 온도 저하로 인한 질산화 미생물의 활성도 저해를 막기 위하여 온실을 만들어 온도 32℃를 유지하여 주었다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 목(죽)초액 조성물을 이용한 오염물질의 처리결과를 나타낸다. 도 2는 실시예 1에 따른 원수 및 방류수의 BOD를 나타낸 그래프이고, 도 3은 실시예 1에 따른 원수 및 방류수의 SS를 나타낸 그래프이고, 도 4는 실시예 1에 따른 원수 및 방류수의 COD를 나타낸 그래프이고, 도 5는 실시예 1에 따른 원수 및 방류수의 T-N을 나타낸 그래프이고, 도 6은 실시예 1에 따른 원수 및 방류수의 T-P를 나타낸 그래프이다.
비교예 1의 오염물질별 처리효율을 살펴보면, SS는 65.69 ∼ 99.53%(평균 94.42%), BOD는 96.71∼99.10%(평균 99.07%), COD는 83.44∼97.31%(평균 91.52%), T-N은 44.18∼94.86%(평균 81.00%), T-P는 42.56∼90.78%(평균 68.31%)의 처리효율을 나타냈으며, 하절기(우천시) 낮은 처리효율을 제외하면 처리효율은 안정하였다.
질소의 제거효율을 검토하면, 수온이 높아질수록 질소제거효율이 증가하는 경향을 나타냈고, C/N(BOD/TKN)비가 증가함에 따라 T-N의 처리효율도 증가하는 경향을 나타내었다. F/M비가 증가함에 따라 T-N의 처리효율도 증가되는 것으로 확인되었다. 인의 제거효율은 비교예 1보다 실시예 1의 공법이 탁월한 제거율을 보여 영양염류의 제거율에 효과적인 것으로 판명되었다.
실시예 1은 579ℓ/일의 처리를 하고 있어, 비교예 1은 481ℓ/일을 처리하였다. 실시예 1이 비교예 1에 비하여 처리효율면에서 우수한 것으로 보이고, 제거율의 차이가 작은 SS, BOD 및 COD는 처리량의 측면에서 실시예 1이 더 안정적인 것으로 판단된다. 이는 목(죽)초액 조성물 주입으로 인한 미생물활성 촉진 영양염류, 유기물 제거 시간단축과 슬러지 개량으로 슬러지 탈수능 및 침강성이 향상되어 안정적인 처리가 가능함으로 나타낸다.
상기 실험의 결과로부터 지금까지는 목(죽)초액의 활용 용도가 의약품, 식품, 농업 등에서 일부 활용되었으나, 목(죽)초액을 악취제거나 초산균을 이용한 하·폐수 고도처리 등의 환경산업에 활용할 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 폐수처리 방법은 원수조와 포기조에 목(죽)초액 조성물을 투입하여 목(죽)초액 조성물을 이용하여 화학적·생물학적 처리공정에 의하여 질소와 인 등의 영양염류 및 유기물을 고효율로 제거하는 공법으로서 수처리시 목(죽)초액 조성물은 유기영양원으로서 활용가능하다. 따라서, 목(죽)초액 조성물로 인한 악취제거효율이 높아 단일 수처리 공정으로 악취제거 가능한 공법으로 악취제거나 초산균을 이용한 하·폐수 고도처리에 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 하폐수, 분뇨 또는 축산폐수를 유입시켜 반응을 수행하는 원수조; 상기 원수조 단계를 거친 처리수를 유입시켜 인 방출을 유도하는 혐기조; 상기 혐기조를 거친 처리수의 탈질 반응을 수행하는 무산소조; 상기 무산소조를 거친 처리수를 미생물 처리 반응을 수행하는 포기조; 상기 포기조를 거친 처리수를 유입시켜 침전하는 침전조; 및 상기 침전조에서 침전된 슬러지의 미생물을 활성화하는 활성조를 포함하는 폐수처리 방법에 있어서,
    상기 원수조, 포기조, 및 활성조 중에서 선택된 하나 이상에 목(죽)초액 조성물을 투입하고, 상기 침전지에서 침전된 슬러지의 일부를 혐기조로 반송하고, 상기 활성조에서 발생된 슬러지의 일부를 상기 원수조, 혐기조, 무산소조, 및 포기조 중에서 선택된 하나 이상으로 반송하는 것을 특징으로 하는 목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수 처리방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원수조에 투입되는 목(죽)초액 조성물의 함량은 전체 수처리 함량을 기준으로 하여 0.001 내지 0.1부피%인 것을 특징으로 하는 폐수 처리방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 포기조에 투입되는 목(죽)초액 조성물의 함량은 전체 수처리 함량을 기준으로 하여 0.0002 내지 0.02부피%인 것을 특징으로 하는 폐수 처리방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 활성조에 투입되는 목(죽)초액 조성물의 함량은 전체 수처리 함량을 기준으로 하여 0.001 내지 0.1부피%인 것을 특징으로 하는 폐수 처리방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 목(죽)초액 조성물은 상기 원수조, 포기조, 및 활성조 중에서 선택된 하나 이상에 투입되어 암모니아, 황화수소, 또는 메틸머르캅탄과 접촉하여 이를 용해, 흡착, 산화시킴으로써 악취물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 침전지에서 침전된 슬러지 중 혐기조로 반송되는 함량은 최초 원수조 폐수 투입량을 기준으로 하여 20 내지 200부피%인 것을 특징으로 하는 폐수 처리방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 활성조에서 발생된 슬러지 중 상기 원수조로 반송되는 함량은 활성조의 전체 함량을 기준으로 하여 10 내지 100부피%인 것을 특징으로 하는 폐수 처리방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 활성조에서 발생된 슬러지 중 상기 혐기조, 무산소조, 및 포기조 중에서 선택된 하나 이상으로 반송되는 함량은 활성조의 전체 함량을 기준으로 하여 10 내지 90부피%인 것을 특징으로 하는 폐수 처리방법.
  9. 하폐수, 분뇨 또는 축산폐수를 유입시켜 반응을 수행하는 원수조; 상기 원수조 단계를 거친 처리수를 유입시켜 인 방출을 유도하는 혐기조; 상기 혐기조를 거친 처리수의 탈질 반응을 수행하는 무산소조; 상기 무산소조를 거친 처리수를 미생물 처리 반응을 수행하는 포기조; 상기 포기조를 거친 처리수를 유입시켜 침전하는 침전조; 및 상기 침전조에서 침전된 슬러지의 미생물을 활성화하는 활성조를 포함하는 폐수처리 장치에 있어서,
    상기 원수조, 포기조, 및 활성조 중에서 선택된 하나 이상에 목(죽)초액 조성물을 투입하고, 상기 침전지에서 침전된 슬러지의 일부를 혐기조로 반송하고, 상기 활성조에서 발생된 슬러지의 일부를 상기 원수조, 혐기조, 무산소조, 포기조, 및 활성조 중에서 선택된 하나 이상으로 반송하는 것을 특징으로 하는 목(죽)초액 조성물을 이용한 폐수 처리장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010148044A2 (en) * 2009-06-16 2010-12-23 University Of Massachusetts A method to reduce sludge generation in wastewater treatment systems
WO2012138108A1 (ko) * 2011-04-05 2012-10-11 Kim Jin-Hong 천연 살균 탈취제

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002113485A (ja) 2000-10-05 2002-04-16 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 有機性排水の処理方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002113485A (ja) 2000-10-05 2002-04-16 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 有機性排水の処理方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010148044A2 (en) * 2009-06-16 2010-12-23 University Of Massachusetts A method to reduce sludge generation in wastewater treatment systems
WO2010148044A3 (en) * 2009-06-16 2011-04-21 University Of Massachusetts A method to reduce sludge generation in wastewater treatment systems
US9422178B2 (en) 2009-06-16 2016-08-23 University Of Massachusetts Wastewater treatment system to reduce sludge generation
WO2012138108A1 (ko) * 2011-04-05 2012-10-11 Kim Jin-Hong 천연 살균 탈취제

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