KR100823318B1 - Denitrification process and producing method of the pellet for sulfur oxidation denitrification of nitrate and nitrite - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 물, 폐수에 함유되어 있는 질산성질소 및 아질산성질소를 질소가스로 탈질하여 질소를 제거하기 위한 탈질용 담체와 이러한 담체를 충진하여 질소제거를 수행하기 위한 질산성질소 및 아질산성질소의 황산화탈질용 담체와 이의 제조 방법과 이의 미생물 식종 방법 및 이를 이용한 폐수의 탈질처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황을 산화함과 동시에 탈질하는 기능이 있는 미생물을 이용하기 위한 황산화탈질용 담체의 개량을 통하여 질소처리성능을 향상시키는 폐수의 탈질처리 방법 즉, C/N비가 낮은 오수, 하수, 폐수 중에 함유된 질소성분을 메탄올과 같은 유기탄소원의 첨가 없이 제거하는 질산성질소 및 아질산성질소의 황산화탈질용 담체와 이의 제조 방법과 이의 미생물 식종 방법 및 이를 이용한 폐수의 탈질처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a denitrification carrier for removing nitrogen by denitrifying nitrogen and nitrite nitrogen contained in water and wastewater with nitrogen gas, and a nitrate nitrogen and nitrite nitrogen for carrying out nitrogen removal by filling such a carrier. The present invention relates to a carrier for sulfate denitrification, a method for preparing the same, a method for seeding microorganisms thereof, and a method for denitrification of wastewater using the same, and more particularly, for the use of a microorganism having a function of oxidizing and denitrating sulfur. Nitrogen nitrogen and nitrite properties to remove nitrogen from wastewater, sewage, and wastewater with low C / N ratio without adding organic carbon sources such as methanol. Carbosulfide denitrification carrier, preparation method thereof, microbial planting method and wastewater denitrification method using the same will be.
일반적으로 폐수 중에 함유되어 있는 질소제거를 위해 가장 많이 이용되고 있는 방법은, 종속영양미생물을 이용한 질산화와 탈질에 의한 생물학적 질소제거법이다.In general, the most widely used method for removing nitrogen contained in wastewater is biological nitrogen removal by nitrification and denitrification using heterotrophic microorganisms.
암모니아성 질소(NH4 +-N)가 독립영양미생물에 의해 아질산성 질소(NO2 --N) 또는 질산성 질소(NO3 --N)로 전환하는 과정으로, 암모니아 질소에서 아질산성 질소로 산화될 때는 Nitrosomonas , Nitrosococcus , Nitrosobacillus등의 미생물이 관여하며, 아질산성 질소에서 질산성 질소로 산화될 때는 Nitrobacter , Nitrosocystis등이 관여한다. Ammonia nitrogen (NH 4 + -N) is converted to nitrite nitrogen (NO 2 -- N) or nitrate nitrogen (NO 3 -- N) by autotrophic microorganisms, from ammonia nitrogen to nitrite nitrogen when oxidized, and the microorganism such as Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosobacillus engaged, when it is oxidized to nitrate-nitrogen in the nitrite is involved such as Nitrobacter, Nitrosocystis.
그러나, 독립영양미생물의 증식속도는 종속영양미생물에 비해 매우 늦으며, 미생물증식량도 적다.However, the rate of proliferation of autotrophic microorganisms is much slower than that of heterotrophs, and the microbial growth rate is low.
Nitrosomonas와 Nitrobacter의 세포생성율은 0.15mg-cell/mg-NH4 +-N, 0.02mg-cell/mg-NO2 --N이며, 산소소비율은 3.22mg -O2/mg-NH4 +-N, 1.11mg-O2/mg-NO2 --N, 그리고 알칼리도의 감소량은 7.14mg -Alkalinity/ mg-NH4 +-N이다. 즉, 질산화반응은 산소가 필요하며, 다량의 질산화균을 반응조내에 확보ㆍ유지시키지 않으면 안된다. With Nitrosomonas Nitrobacter cell production rate was 0.15mg-cell / mg-NH 4 + -N, 0.02mg-cell / mg-NO 2 -- N, and oxygen consumption rate was 3.22mg -O 2 / mg-NH 4 + -N, 1.11 The reduction in mg-O 2 / mg-NO 2 -- N and alkalinity is 7.14mg -Alkalinity / mg-NH 4 + -N. In other words, the nitrification reaction requires oxygen, and a large amount of nitrification bacteria must be secured and maintained in the reaction tank.
또한 다량의 알칼리도도 필요하므로 저하되는 pH를 조절하기 위해 pH buffer가 요구된다. 여기에 온도, BOD/TKN비, 암모니아성 질소농도 등도 질산화반응에 영향을 준다.In addition, a large amount of alkalinity is required, so a pH buffer is required to control the lowering pH. Temperature, BOD / TKN ratio, and ammonia nitrogen concentration also affect nitrification.
탈질은 용존산소(DO)가 존재하지 않는 상태에서 질산성 질소 또는 아질산성 질소 등이 존재하는 상태(무산소상태 ; Anoxic condition)에서 Pseudomonas , Bacillus, Micrococcus등의 종속영양미생물에 의해 질산성 질소나 아질산성 질소가 질소가스(N2)로 전환되는 과정을 말한다. 탈질은 질산성 질소가 아질산성 질소로 변환하는 과정과 아질산성 질소가 NO와 N2O를 경유하여 N2가스로 전환하는 과정으로 이루어진다. Denitrification is carried out by heterotrophic microorganisms such as Pseudomonas , Bacillus, and Micrococcus in the absence of dissolved oxygen (DO) and in the presence of nitrate nitrogen or nitrite nitrogen (anoxic condition). Refers to the process of converting nitrogen to nitrogen gas (N 2 ). Denitrification consists of the conversion of nitrate nitrogen to nitrite nitrogen and the conversion of nitrite nitrogen to N 2 gas via NO and N 2 O.
탈질반응에서는 2.3-3.0mg as CaCO3/mg-N정도의 알칼리도가 생성된다. 질산화와 탈질을 동시에 수행하는 시스템에서는 질산화에서 저하되는 알칼리도를 어느 정도 높여줄 수 있다. Denitrification produces an alkalinity of 2.3-3.0 mg as CaCO 3 / mg-N. In a system that simultaneously performs nitrification and denitrification, the alkalinity lowered in nitrification can be increased to some extent.
그러나, 종래의 종속영양미생물을 이용한 탈질반응에서는 전자공여체로서 유기탄소원을 필요로 한다. However, conventional denitrification using heterotrophic microorganisms requires an organic carbon source as an electron donor.
현재 가장 일반화되어 있는 질소제거법은 현탁활성슬러지를 이용한 순환식 질산화ㆍ탈질법이다. 이 방법은 무산소조-호기조로 이루어지며 폐수를 순환시킴에 의해 무산소조에서는 탈질, 호기조에서는 질산화가 일어나게 한다. At present, the most common nitrogen removal method is circulating nitrification and denitrification using suspended activated sludge. This method consists of an anaerobic tank and an aerobic tank. By circulating the waste water, denitrification in the anoxic tank and nitrification occur in the aerobic tank.
그러나, 이 방법은 반응조를 각각 별도로 설치하지 않으면 안 되므로 넓은 설치부지가 요구되며 호기조 용량을 크게 해야만 한다.However, this method requires a separate installation of the reaction tank, so a large installation site is required and the aerobic capacity must be increased.
반응조 용적이 작으면서 안정된 처리수를 얻기 위해서 현탁활성슬러지 대신에 활성슬러지 또는 질산화균이나 탈질균을 고정화한 담체를 충진하는 방법도 이용 되고 있다. 그러나 담체비용이 높다는 단점이 있다.In order to obtain stable treated water with a small reaction tank volume, a method of filling activated sludge or a carrier immobilized with nitrifying or denitrifying bacteria is used instead of suspending activated sludge. However, there is a disadvantage that the carrier cost is high.
단일조에서 질산화ㆍ탈질을 행하는 방법으로는, 회분식 활성슬러지법(SBR process)이 있다. 이 공정은 활성슬러지법의 변법으로 [유입-반응-침전-방류-대기]의 5과정을 하나의 반응조에서 순차적으로 행하여 침전공정에서는 폭기를 중지하여 무산소조를 만들어 탈질을 수행한다. As a method of nitrifying and denitrifying in a single bath, there is a batch activated sludge process (SBR process). This process is a variation of the activated sludge method, and five processes of [inflow-reaction-precipitation-discharge-atmosphere] are sequentially performed in one reactor, and in the precipitation process, aeration is stopped to form an oxygen-free tank to perform denitrification.
이 공정은 장치가 간단하고 유지관리가 용이하며 설치 및 운전비용도 낮다는 이점이 있다. 다만 반응조에 스컴이 축적되기 쉬우며 상등수의 배출장치가 필요하다. This process has the advantage of a simple device, easy maintenance and low installation and operating costs. However, scum is easy to accumulate in the reactor and a discharge device of supernatant is required.
그리고, 위에 기술한 어떤 방법도 질소농도가 높으면서 유기물농도가 낮은, 즉 C/N비가 낮은 폐수인 경우에는, 질산화에 필요한 산소공급에 많은 에너지가 요구되며, 탈질을 위해서는 전자공여체를 첨가하지 않으면 안 된다. In addition, if any of the above-described methods are wastewater having a high nitrogen concentration and a low organic matter concentration, that is, a low C / N ratio, much energy is required for oxygen supply for nitrification, and an electron donor must be added for denitrification. do.
일반적으로 가장 많이 사용되고 있는 것은 메탄올이다. 그러나 메탄올 첨가의 경우에는 적절한 첨가량의 제어가 곤란하고 메탄올 자체의 독성 때문에 처리수에 메탄올이 잔존해서는 안 된다. The most commonly used is methanol. However, in the case of methanol addition, it is difficult to control the proper amount of addition and methanol should not remain in the treated water due to the toxicity of methanol itself.
메탄올양은 처리해야할 질소량의 3배 이상이 필요한 것으로 알려져 있으나, 폐수종류 및 폐수성상에 따라 실제로는 5~10배가 필요하므로 유지비용을 무시할 수 없다. It is known that the amount of methanol requires more than three times the amount of nitrogen to be treated. However, the maintenance cost cannot be ignored because it is actually required 5 to 10 times depending on the type of wastewater and the wastewater phase.
상기 기술한 단점을 보완한 새로운 기술로 최근 주목받고 있는 것이 황을 이용한 탈질법이다. A new technique that supplements the above disadvantages is the denitrification using sulfur.
황을 이용한 탈질은, Thiobacillus denitrificans로 대표되는 황산화미생물 이 최종수용체로서 NO2 -, NO3 -, NO, N2O를 사용하면서 일어나는 탈질반응이다. Denitrification using sulfur, Thiobacillus The sulfated microorganisms represented by denitrificans as a final receptor NO 2 -, NO 3 -, a denitrification takes place, using the NO, N 2 O.
황산화탈질반응의 최종산물은 SO4 2 -로 O2, NO2 -, NO3 -, NO, N2O가 황산화의 최종수소수용체로 사용되나, 최종수소수용체로서는 NO2 -나 NO3 -보다 O2를 선호하므로 황산화탈질반응은 O2가 존재하지 않고 NO2 -나 NO3 -가 존재하는 무산소상태에서만이 기대할 수 있다.The final product of the sulfated denitrification is SO 4 2 - in O 2, NO 2 -, NO 3 -, NO, N 2 O is, but using as the final hydrogen acceptor of sulfation, as the final hydrogen acceptor NO 2 - or NO 3 Since O 2 is more preferred, desulfurization and denitrification can only be expected in an oxygen-free state where no O 2 is present and NO 2 - or NO 3 - is present.
T. denitrificans는 절대화학독립영양미생물로 CO2, HCO3 -, CO3 2 -등의 무기탄소를 탄소원으로 이용하여 생육한다. T. denitrificans의 황산화반응에서는 SO, S2-, S2O3 2 -, S4O6 2 -, SO3 2 -가 수소공여체로서 이용되므로 산화수가 적은 황화합물이 탈질효율이 높다. T. denitrificans is an absolute chemical autotrophic microorganisms CO 2, HCO 3 -, CO 3 2 - and grow using inorganic carbon such as a carbon source. The sulfation of the T. denitrificans S O, S 2-, S 2 O 3 2 -, S 4 O 6 2 -, SO 3 2 - is a high denitrification efficiencies are low oxidation state sulfur compounds so used as a hydrogen donor.
T. denitrificans에 의한 황산화탈질반응에 있어서 수소수용체로서 황화합물의 비용을 전자당량당 약품비용으로 비교한 결과, SO가 가장 경제적인 수소공여체라고 보고 되어 있다(Bisogni, J. J.r. & Driscoll, C. T. Jr. : Denitrification using thiosulfate and sulfide, J. Environ. Eng. Div. Proc. ASCE, Vol. 103, p. 593~604(1977)). In the sulfate denitrification by T. denitrificans , the cost of sulfur compound as a hydrogen acceptor is compared with the chemical cost per electron equivalent, and it is reported that S O is the most economic hydrogen donor (Bisogni, JJr & Driscoll, CT Jr. Denitrification using thiosulfate and sulfide, J. Environ. Eng. Div. Proc. ASCE, Vol. 103, p. 593-604 (1977)).
SO는 자원이 풍부하고 가격이 저가이며, 저장이 쉽고 취급성이 좋으며, 독성 이 없는 등의 장점이 있으나, 물에 쉽게 용해되지 않는다는 단점이 있다. S O has the advantages of abundant resources, low cost, easy storage, good handling and no toxicity, but it does not dissolve easily in water.
그리고 황산화탈질미생물은 응집성이 없어 미생물의 집적과 고액분리가 어렵다고 알려져 있다(バイオテクノロジ-活用の高機能型活性汚泥法). 또한 황산화반응의 최종산물인 SO4 2 -가 pH를 저하시키는 문제도 있다.Sulfation denitrification microorganisms are known to be difficult to accumulate and solid-liquid separation of microorganisms due to their cohesiveness. (Biotecro noroji- 活用 の 高 機能 型 活性 汚泥 法) In addition, there is a problem that SO 4 2 −, which is the final product of the sulfated reaction, lowers the pH.
국내의 황을 이용한 탈질 기술로는 「응집침전 및 입상황을 이용한 생물막여과 하수처리기술」, 「황탈질공정을 이용한 알칼리도 첨가형 하 · 폐수 고도처리기술」, 「SPAD공법」등이 있다. 이들 공정들은 황을 이용한다는 면에서는 유사하나 각각 다르다. 「응집침전 및 입상황을 이용한 생물막여과 하수처리기술」의 경우, 입상황(So)를 충진시킨 무산소반응조에 폐수를 하향류(Down-Current)로 유입시키고, 탈질반응시 소모되는 알카리의 일부를 보충해주기 위하여 정량펌프로 일정량씩 탄산나트륨(Na2CO3)을 생물막여과(질산화조)의 처리수가 입상황탈질조로 이송되는 배관에 Line Mixing으로 혼합되도록 투입하여 사용하며, 알카리제의 투입은 pH와 연동운전으로 투입한다고 한다.Domestic denitrification techniques include biofilm filtration sewage treatment technology using flocculation sedimentation and granular conditions, alkalinity addition type sewage and wastewater treatment technology using sulfur denitrification, and SPAD method. These processes are similar in terms of using sulfur but are different. Biofilm filtration sewage treatment technology using flocculation sedimentation and granular conditions, wastewater flows down-current into an oxygen-free reaction tank filled with granular conditions (S o ), and a part of alkali consumed during denitrification reaction. In order to supplement this, a fixed amount of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) is added to the pipe where the treated water of the biofilm filtration (nitrification tank) is transferred to the granular denitrification tank to be mixed by Line Mixing. It is said to be put into interlocking operation with.
황탈질공정을 이용한 알칼리도 첨가형 하 · 폐수 고도처리기술?의 경우에는 입상황(So)를 충진시킨 황탈질조에 폐수를 상향류(Up-Current)로 유입시키고, 탈질반응 시 소모되는 알카리의 일부를 보충해주기 위하여 알칼리도 물질 충전조를 두어 석회석, 조개껍질, 굴껍질, 계란껍질, 돌로마이트, 탄산마그네슘 등을 포함한 탄산계 알칼리도 물질을 충전하고 용출된 알칼리도 물질을 정량펌프로 황탈질조에 투입시 킨다고 한다. In the case of advanced alkaline treatment of sewage and wastewater using the denitrification process, wastewater is introduced into the denitrification tank filled with granular conditions (S o ) by up-current, and a part of alkali consumed during denitrification reaction. In order to compensate for this problem, an alkaline material filling tank is installed to fill carbonic acid-based alkali material including limestone, clam shell, oyster shell, egg shell, dolomite, magnesium carbonate, etc. do.
상기 2가지의 공법은 알칼리도 물질을 외부에서 투입하며, 「SPAD공법」의 경우에는 알칼리도 물질을 외부에서 투입하지 않고 입상황과 limestone을 층으로 충진한 황접촉조에 메탄올을 투입하여 독립영양 탈질과 종속영양 탈질을 동시에 이용하고자 한 공법이다. The two methods are used to inject alkaline materials from the outside, and in the case of the SPAD method, methanol is added to the sulfur contact tank filled with granular and limestone layers without introducing alkaline materials from the outside. It is a method to use nutrient denitrification at the same time.
황을 이용한 일본특허출원 평4-9119호는, 폐수중의 질소와 인을 동시에 제거하는 기술로 기존의 호기-혐기활성슬러지법에 황을 첨가하여 황탈질을 행한 것이다.Japanese Patent Application No. Hei 4-9119 using sulfur is a technique for removing nitrogen and phosphorus in wastewater at the same time and desulfurization by adding sulfur to the existing aerobic-anaerobic activated sludge process.
상기 기술한 황탈질공법들은 기존의 황탈질공법의 탈질시 알칼리도가 파괴되며 특히 고농도의 질산성질소를 함유하고 알칼리도가 낮은 폐수의 경우 pH가 떨어져 탈질이 더 이상 진행되지 않는다는 단점을 보완하기 위해 외부에서 알칼리도 물질을 투입하거나, 메탄올을 소량 투입하거나, 반응조 내에 황과 함께 충진시키는 방법을 채택한 것이다. The above-mentioned denitrification methods destroy alkalinity during denitrification of the conventional denitrification method, and especially in the case of wastewater containing high concentration of nitrate nitrogen and low alkalinity, the pH is lowered so that denitrification does not proceed anymore. In this case, a method of adding an alkalinity substance, adding a small amount of methanol, or filling with sulfur in a reactor is adopted.
그러나 외부에서 알칼리도 물질이나 메탄올을 투입 시 반응조 내부에 황만이 존재하므로 초기 적용 시 황탈질균의 보유가 어려우며, 투입되는 알칼리도가 낮을 경우에는 탈질이 안 되며 SO4 2 -생성량이 많아지면서 pH가 낮아져 탈질이 더 이상 진행되지 않거나, 질산성질소나 아질산성질소의 농도가 높은 경우에는 탈질이 곤란하다. However, since only sulfur exists inside the reactor when the alkali material or methanol is added from the outside, it is difficult to retain the denitrifying bacteria during the initial application. When the alkalinity is low, the denitrification is not possible and the pH is lowered as the amount of SO 4 2 - is increased. Denitrification is difficult when denitrification no longer progresses or when the concentration of nitrate or nitrite is high.
그리고 투입되는 알칼리도와 용출되는 황의 비율이 맞지 않을 경우 알칼리도 물 질중의 Ca2+와 황이 산화되면서 생성되는 SO4 2 -이 반응하여 석고(CaSO4)를 형성하여 바닥에 가라앉아 굳게 되면서 유입을 방해하게 된다. And when the ratio of the alkalinity and sulfur dissolution is not matched, Ca 2+ in the alkalinity material reacts with SO 4 2 - generated by oxidation of sulfur to form gypsum (CaSO 4 ), which sinks to the bottom and hardens the inflow. .
최근에 공보된 일본 특허공개 2002-66592호에서는 탈질처리제를 황과 석회석을 혼합하여 프레스에 의해 입자 제조하는 방법이 제안되기도 하였다. In Japanese Patent Laid-Open No. 2002-66592 published recently, a method of producing particles by pressing a denitrification agent by mixing sulfur and limestone has been proposed.
이 방법은 회분식 및 연속식으로 성형이 가능하므로 생산면에서 효율성이 우수하다. 그러나 프레스만으로 제조할 경우, 분말끼리의 결합력이 약하여 수중에서 쉽게 분산되어 유출되는 단점이 있다. This method can be molded batchwise and continuously, resulting in high production efficiency. However, when manufacturing only the press, there is a disadvantage in that the bonding strength between the powders are weak and easily dispersed in water and spilled.
상기 기술한 황산화탈질용 담체의 단점을 보완하고자 개발된 것이 일체형 담체이며, 본 출원인의 특허 제 0503134호에서 사용한 황과 탄산칼슘의 혼합체(So+CaCO3 : 이하 “SC 펠렛”이라함)인 황산화탈질용 담체가 있다. It was developed to compensate for the above disadvantages of the sulfidation denitrification carrier, which is an integrated carrier, and a mixture of sulfur and calcium carbonate (S o + CaCO 3 used in the applicant's patent No. 0503134). (Hereinafter referred to as "SC pellet") is a carrier for sulfate denitrification.
이 SC 펠렛은 적절한 비율의 황과 탄산칼슘과 같은 알칼리성 물질을 혼합ㆍ용융시켜 균질하게 만든 후, 수중에서 급냉시켜 탄산가스 등을 제거하면서 공극을 형성한 후, 건조, 파쇄, 분급과정을 통해 제조한 것이다. SC pellets are prepared by mixing and melting alkaline materials such as sulfur and calcium carbonate in an appropriate ratio to make them homogeneous, and then quenching them in water to form voids while removing carbon dioxide, followed by drying, crushing, and classification. It is.
그리고 이 SC 펠렛에 인을 제거할 수 있는 기능을 첨가한 본 출원인의 특허 제 0448891호의 담체가 있다. And there is the carrier of the applicant's patent No. 0448891 which added the function which can remove phosphorus to this SC pellet.
이 SC 펠렛은, 질소처리성능이나 운전의 용이함, 효율의 안정성 등에서 기존의 황입자를 사용하던 황산화탈질기술에 비해 매우 우수한 효과를 나타내고 있다. This SC pellet has a very excellent effect compared to the conventional sulfidation denitrification technology using sulfur particles in terms of nitrogen treatment performance, ease of operation, stability of efficiency, and the like.
그러나 초기에 충진해야하는 담체의 량이 유입수의 질소농도 및 유량에 따라 다 르므로 대용량, 고농도의 경우 비용면에서 불리한 점이 있었다. However, since the amount of the carrier to be initially charged depends on the nitrogen concentration and the flow rate of the influent, there was a disadvantage in terms of cost in the case of a large capacity and a high concentration.
본 발명에서는 상술한 황산화탈질용 담체의 처리성능 및 안정성 등 기술적인 문제점, 프레스 이용 시의 결합력의 문제, 그리고 위에 서술한 것과 같이 본 출원인의 선행 특허 제 0503134호, 특허 제 0448891호의 담체가 지니고 있던 대용량, 고농도에서의 비용증가의 단점을 극복하기위해, 황산화탈질용담체의 담체 1kg당 제거하는 질소량을 극대화할 수 있는 황산화탈질용 담체를 제조하는데 있다. In the present invention, the technical problems such as the treatment performance and stability of the above-mentioned desulfurization denitrification carrier, the problem of bonding strength when using a press, and the carriers of the prior patent Nos. 0503134 and 0448891 of the applicant as described above In order to overcome the disadvantages of the large capacity, the increase of the cost at a high concentration, it is to prepare a sulfidation denitrification carrier that can maximize the amount of nitrogen removed per 1kg of the desulfurization denitrification carrier.
즉, 담체당 제거하는 질소량이 증가하면 충진하는 담체량을 감소시킬 수 있으므로 비용, 설치부지면적 등을 대폭적으로 저감시킬 수 있다.That is, when the amount of nitrogen removed per carrier increases, the amount of carrier to be charged can be reduced, so that the cost, installation area and the like can be significantly reduced.
본 발명의 최종 목적은 질산성질소 및 아질산성질소를 함유한 C/N비가 낮은 폐수, 즉, 원래부터 유기물농도가 낮고 질소농도(특히 질산성질소나 아질산성질소)가 상대적으로 높은 폐수나 폐수처리과정에서 유기물은 제거되었으나 질소는 거의 제거되지 않고 배출되는 폐수, 예를 들면, 혐기공정을 거친 축산폐수, 화학공장 폐수, 반도체 및 전자공장 폐수, 도금폐수, 매립지 침출수, 농업배수, 양식장 폐수, 퇴비화시설의 배출수, 음식물소화 탈리액, 하수, 마을하수, 질산성질소에 오염된 지하수, 등의 질소제거를 위한 새로운 개념의 고성능 황산화탈질용 담체와 이의 제조방법과 그 미생물 식종 및 이를 이용한 폐수의 탈질처리방법을 제공하기 위한 것에 특징이 있다. The final object of the present invention is to treat wastewater having a low C / N ratio containing nitrogen nitrate and nitrite nitrogen, that is, wastewater or wastewater treatment having a low organic matter concentration and a relatively high nitrogen concentration (especially nitrogen nitrate or nitrite nitrogen). The organic matter is removed but the nitrogen is hardly removed. For example, livestock wastewater, anaerobic livestock waste, chemical plant wastewater, semiconductor and electronics plant wastewater, plating wastewater, landfill leachate, agricultural drainage, aquaculture wastewater, composting A new concept of high performance sulfate denitrification carriers for the removal of nitrogen from the facility's effluent, food digestion desorption, sewage, village sewage, groundwater contaminated with nitrate nitrogen, methods for its preparation, planting of the microorganisms and denitrification of wastewater using the same It is characterized by providing a treatment method.
이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용을 실시 예를 들어 설명하겠지만, 본 발명의 권리범위가 이들 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the specific configuration and operation of the present invention will be described with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited only to these Examples and the present invention will be described in detail below.
본 발명의 황산화탈질용 담체는, 중량비로 황(SO) 20~70wt%, 탄산칼슘(CaCO3), 산화마그네슘(MgO), 돌로마이트(CaMg(CO3 )2), 마그네사이트(MgCO3)에서 적어도 한 종류 이상을 선택하여 조성하는 알칼리성물질 70~10wt%, 황토 5~10wt%, 생분해성으로서 친수성이 있는 아크릴 변성 에틸렌 아세트비닐 공중합체 수지 5~10wt%로 조성한다.The carrier for sulfidation denitrification of the present invention is 20 to 70 wt% of sulfur (S O ), calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium oxide (MgO), dolomite (CaMg (CO 3 ) 2 ), magnesite (MgCO 3 ) 70-10 wt% of alkaline substances, 5-10 wt% of ocher, and 5-10 wt% of acryl-modified ethylene acetvinyl copolymer resin having hydrophilic properties as biodegradable.
황은 황산화탈질반응을 위한 주성분이며, 알칼리성물질은 황산화탈질반응에 필요한 알칼리도 공급과 탈질 시 발생되는 pH의 저하를 방지하고 중성(6~8)을 유지하기 위한 성분이다. 황토는 미생물에 미량원소를 제공하면서 냄새성분을 흡착하는 역할을 하며, 수지는 담체구성성분을 뭉치게 하는 가교역할을 한다.Sulfur is the main component for the desulfurization and denitrification reaction, and alkaline substance is a component for maintaining the neutrality (6 ~ 8) and preventing the lowering of pH generated during the supply of alkalinity and denitrification. Ocher serves to adsorb odor components while providing microelements to microorganisms, and resins act as crosslinks to aggregate carrier components.
알칼리성물질은 처리대상 하ㆍ폐수의 종류 및 성상에 따라 사용되는 성분과 비율이 달라지며, 3~4종류를 배합하여 제조한다.Alkaline substances have different proportions and components used depending on the type and nature of the sewage and wastewater to be treated.
처리대상 폐수 내에 칼슘성분이 많은 경우에는 황과 마그네사이트가 주성분이 되며 폐수의 질산성질소 및 아질산성질소의 농도에 따라 돌로마이트 및 탄산칼슘이 부성분으로 첨가된다. 칼슘성분이 적은 경우에는 황과 탄산칼슘이 주성분이 되며 돌로마이트 및 마그네사이트가 부성분으로 첨가된다. 질소(N)와 함께 인(P)의 처리가 필요한 경우에는 황과 탄산칼슘 또는 산화마그네슘이 주성분이 되고 마그네사이트 및 돌로마이트가 부성분으로 첨가된다.In the case of a large amount of calcium in the wastewater to be treated, sulfur and magnesite are the main components, and dolomite and calcium carbonate are added as secondary components depending on the concentrations of nitrate nitrogen and nitrite nitrogen in the wastewater. If the calcium component is small, sulfur and calcium carbonate are the main components, and dolomite and magnesite are added as secondary components. When phosphorus (P) is to be treated together with nitrogen (N), sulfur and calcium carbonate or magnesium oxide are the main components, and magnesite and dolomite are added as secondary components.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
표1. Table 1.
실시예. 하ㆍ폐수의 종류 및 성상에 따른 본 발명 담체의 제조를 위하여 표 1과 같이 조성하여 아래에서 기술한 방법에 의하여 담체-1에서 담체-8까지를 제조하였다.Example. For the preparation of the carrier according to the type and properties of sewage and waste water, the composition as shown in Table 1 was prepared by the carrier-1 to the carrier-8 by the method described below.
혼합기에 원료를 비율별로 넣은 후, 전체중량에 대해 물 15wt%를 투입하여 400~1,000rpm으로 균질하게 혼합하고, 혼합기 측면의 배출구를 통해 혼합된 원료를 배출시켜, pellet 성형기에 투입하여 연속적으로 원통형으로 성형한다. After adding the raw materials to the mixer by the ratio, 15wt% of water is added to the total weight and mixed homogeneously at 400 ~ 1,000rpm, and the mixed raw materials are discharged through the outlet of the mixer side and put into the pellet molding machine to continuously cylindrical Molding
성형된 담체는 100~105℃ 건조기에서 12~24시간 건조한 후 상온에서 자연풍으로 냉 각하면서 건조시키고, 2~6Φ x 4~8mm의 선별기를 통해 크기별로 선별하여 포장함에 의해 완료된다.The molded carrier is dried by drying in a 100 ~ 105 ℃ dryer for 12 to 24 hours and then cooled by natural wind at room temperature, and finished by sorting by size through a 2 ~ 6Φ x 4 ~ 8mm sorting machine.
이때 성형기는 교반속도가 너무 느리면 균일하게 혼합되지 않으며, 너무 빠르면 중앙부분만 혼합이 되고 성형기 벽면에 원료가 붙으면서 균일한 혼합이 이루어지지 않는다. 건조기의 온도와 건조시간은 담체의 건조경도 및 습윤경도 기준을 맞추기 위한 최적조건으로 100℃이하이면 건조시간을 더 길게 하여야만 하며, 110℃이상이 되면 주원료인 황이 녹게 된다. At this time, the molding machine is not uniformly mixed if the stirring speed is too slow, and only the center part is mixed if it is too fast, and uniform mixing is not performed while the raw material is attached to the wall of the molding machine. The temperature and drying time of the dryer is an optimal condition for meeting the drying and wet hardness standards of the carrier. If the drying temperature is lower than 100 ° C, the drying time should be longer. If the drying temperature is higher than 110 ° C, sulfur, the main raw material, will melt.
건조기에서는 인위적으로 온도를 높여 수분을 증발에 의해 제거하나 건조기에서 건조한 후 상온에 두면 증발되지 않은 일부의 수분이 서서히 증발된다. 또한 건조기에서 건조 후의 담체의 온도가 다소 높으므로 건조기에서 건조 후 상온에서 자연풍으로 냉각시키면서 자연적인 건조를 수행한다.In the dryer, the temperature is artificially raised to remove moisture by evaporation, but when dried in the dryer and left at room temperature, some of the unevaporated water is gradually evaporated. In addition, since the temperature of the carrier after drying in the dryer is rather high, natural drying is performed while cooling in a natural wind at room temperature after drying in the dryer.
위에 기술한 방법으로 제조된 담체는, 겉보기비중이 0.7~1.3 g/cm3, 건조한 후 10일 후의 건조 경도가 5.0이상, 물속에 1일 동안 담가두었다가 꺼내 측정한 습윤 경도가 1.0이상이어야 하며, 물속에 10일 동안 담가두었다가 꺼내 측정한 습윤 경도는 0.8이상이어야 한다. The carrier prepared by the above-described method should have an apparent specific gravity of 0.7-1.3 g / cm3, a dry hardness of 10 or more after drying, 5.0 or more, and a wet hardness measured and taken out after soaking in water for 1 day. After soaking for 10 days, the measured wet hardness should not be less than 0.8.
건조 경도는 포장, 운반, 충진 시 부서질 우려와 물속에 충진하였을 때 일정한 강도를 유지하면서 서서히 일정량이 용출되어야 하기 때문에 5.0이상이어야 하며, 습윤 경도가 앞에서 서술한 기준보다 낮으면 물속에서 일정한 경도를 유지하지 못하고 압력 등에 의해 부서지기 쉽고, 물속에서 담체 성분이 서서히 용출되어야하는데 습윤경도가 너무 높으면 용출이 원활하지 않아 처리성능이 저하하게 된다.The dry hardness should be 5.0 or higher because of the possibility of breakage during packing, transportation and filling, and a certain amount must be slowly eluted while maintaining a constant strength when filled in water.If the wet hardness is lower than the above-mentioned standard, the hardness is constant in water. It is not easy to maintain and breaks due to pressure, and the carrier component must be slowly eluted in water. If the wet hardness is too high, the elution is not smooth and the treatment performance is lowered.
미생물의 식종에 있어서는, 반응조 유효부피의 60~70%를 담체로 충진하고, 유효부피의 10~20% 량의 하수처리장의 슬러지를 투입하고, 1주일간 정치한 후, 1주일간 내부순환하여 황산화탈질미생물을 순응시키면서 담체에 부착시킨다. In planting microorganisms, 60 to 70% of the effective volume of the reaction tank is filled with a carrier, 10 to 20% of the sludge of the sewage treatment plant is added to the effective volume, and left to rest for one week, followed by internal circulation for one week, and sulfated. The denitrifying microorganism is attached to the carrier while acclimating.
순응, 부착 후에는 반응조 하부의 배출구를 통해 부착되지 않고 부유되어 있는 슬러지를 배출시켜 제거하고 난 후, 연속적으로 폐수를 유입시켜 운전한다.After acclimation and attachment, the sludge that is suspended is not removed through the outlet of the lower part of the reactor and is removed. Then, the wastewater is continuously introduced and operated.
본 발명의 황산화탈질용 담체는 충진형으로 사용하며, 비중이 0.7~1.3 사이이므로 내부순환 등에 의해 유량을 일시적으로 증가시킴에 의해 담체가 미세하게 움직이게 된다. The carrier for sulfidation and denitrification of the present invention is used as a filling type, and the specific gravity is between 0.7 and 1.3 so that the carrier moves finely by temporarily increasing the flow rate due to internal circulation.
이 미세한 움직임에 의해 담체 사이에 끼어 있는 질소가스와 같은 기체는 물의 흐름에 따라 상부로 탈기되며, 슬러지 등과 같은 SS는 입자크기에 따라 상부 또는 하부로 움직이게 된다. Due to this fine movement, a gas such as nitrogen gas sandwiched between carriers is degassed upward according to the flow of water, and SS such as sludge moves upward or downward depending on the particle size.
이러한 현상은 담체와 폐수와의 접촉을 원활하게 해주므로 탈질성능을 높고 안정적으로 유지하는데 도움을 준다. 또한 황산화탈질미생물은 독립영양미생물로서 증식속도가 늦기 때문에 SS증가량이 매우 적다. This phenomenon facilitates contact between the carrier and the wastewater, which helps to maintain high and stable denitrification performance. Sulfation denitrification microorganisms are independent nutrient microorganisms, and their growth rate is low, so the amount of SS increase is very small.
따라서 기존의 황입자를 사용하는 방법과는 달리 역세척이 필요 없다.Therefore, unlike conventional methods using sulfur particles, no backwashing is required.
<< 시험예Test Example 1> 합성폐수를 이용한 실험 1> Experiment with synthetic wastewater
위 실시예 1에 의하여 8종류의 담체를 각각의 반응기에 반응기 유효용량의 70%씩 충진시킨 후, 반응기에 수돗물에 질산칼륨(KNO3)을 투입하여 조제한 질산성질 소(NO3-N)농도 200mg/L의 합성폐수를 90%(v/v) 투입한 후 슬러지를 10%(v/v) 식종하여 1주일간 정치시키고 1주일간 내부순환 시킨 다음, 정치시켜 담체에 부착되지 못하고 반응기 내에 부유되어 있거나 반응기 하부에 침전된 슬러지는 슬러지 배출구를 통해 배출시켰다. After filling eight kinds of carriers in each reactor by 70% of the reactor effective capacity according to Example 1, the concentration of nitrogen nitrate (NO 3 -N) prepared by adding potassium nitrate (KNO 3 ) to tap water into the reactor After 90% (v / v) of 200mg / L synthetic wastewater was injected, 10% (v / v) of sludge was planted and left to rest for 1 week, and then internally circulated for 1 week. Sludge precipitated at the bottom of the reactor was discharged through the sludge outlet.
이 기간 동안 2일에 1회 시료를 채수하여 분석하고 질산성질소가 90%이상 제거되면 질산칼륨을 투입하여 질산성질소농도를 약 200mg/L이 되도록 하였다.During this period, samples were taken once every two days and analyzed. When more than 90% of nitrate was removed, potassium nitrate was added to obtain a concentration of about 200 mg / L.
미생물의 순응이 완료된 다음, 각각의 반응조에 질산성질소농도 5mg/L의 합성폐수를 각각 투입하고 정치된 상태에서 회분식으로 1일 후 처리수를 분석하여 탈질성능을 평가하는 실험을 각 농도별로 5회씩 수행하였다. After the acclimatization of the microorganisms was completed, a synthetic wastewater with a nitrate nitrogen concentration of 5 mg / L was added to each reactor, and the treated water was analyzed in batch form one day after analysis. It was done once.
5mg/L의 실험이 종료된 후, 순차적으로 질산성질소농도 10, 20, 30, 50, 70, 100, 120mg/L의 합성폐수를 제조하여 5mg/L의 실험과 동일한 방법으로 회분실험을 수행하였으며, 결과는 표 2과 같았다.After the 5mg / L experiment was completed, the synthetic wastewater with nitrate concentrations of 10, 20, 30, 50, 70, 100, and 120mg / L was sequentially prepared, and the batch experiment was performed in the same manner as the 5mg / L experiment. The results are shown in Table 2.
회분실험이 완료된 후에는 각 반응조에 연속적으로 질산성질소농도가 100, 300, 500mg/L인 합성폐수를 유입시키면서 탈질성능을 평가하였다.After the batch test was completed, the denitrification performance was evaluated while continuously introducing synthetic wastewater having nitrate nitrogen concentrations of 100, 300, and 500 mg / L into each reactor.
표 2. 합성폐수를 이용한 회분실험 결과(5회 평균값)Table 2. Batch test results using synthetic wastewater (average of five times)
탈질성능평가 연속실험의 결과, 탈질성능(mg-NO3-N/kg-Pellet/일)은, 질산성질소 100mg/L일 때 381mg-NO3-N/kg-Pellet/일, 300mg/L일 때 464mg-NO3-N /kg-Pellet/일, 500mg/L일 때 769mg-NO3-N/kg-Pellet/일이었으며, 회분실험의 결과와 마찬가지로 초기의 질산성질소농도가 높을수록 높은 경향을 보였다(표 3 참조). Denitrification Performance As a result of the continuous experiment, the denitrification performance (mg-NO 3 -N / kg-Pellet / day) is 381mg-NO 3 -N / kg-Pellet / day, 300mg / L when the nitrate is 100mg / L when one 464mg-NO3-N / kg- Pellet / day, 500mg / day when L 769mg-NO 3 -N / kg- Pellet / day was, similarly to the results of the batch experiments the higher of the initial nitrate small farmers even higher tendency (See Table 3).
표 3. 합성폐수를 이용한 연속실험 결과Table 3. Continuous test results using synthetic wastewater
평가실험이 완료된 후의 각 담체의 겉보기비중은 1.03~1.15이었으며, 습윤 경도는 1.09~1.34의 범위이었다.The apparent specific gravity of each carrier after the evaluation experiment was completed was 1.03-1.15, and the wet hardness was in the range of 1.09-1.34.
<< 시험예Test Example 2> 축산폐수 2> livestock wastewater
축산폐수는 T-N농도가 높고, 칼슘, 마그네슘 등의 농도가 높다. 이에 위에 기술한 실시예 1의 결과를 토대로, 위 제조한 담체-4, 담체-6, 및 담체-8을 사용하여 양돈농장의 축산폐수를 대상으로 본 발명의 담체성능실험을 수행하였다. Livestock wastewater has a high T-N concentration and high concentrations of calcium and magnesium. Based on the results of Example 1 described above, using the carrier-4, carrier-6, and carrier-8 prepared above was carried out the carrier performance test of the livestock wastewater of pig farms.
본 축산폐수처리장에는 장기폭기법의 반응조가 설치되어 있으며, 장기폭기 후의 축산폐수의 질소성분은 다음과 같았다(표 4).The livestock wastewater treatment plant is equipped with a long-term aeration reactor and the nitrogen content of livestock wastewater after long-term aeration is as follows (Table 4).
표 4. 장기 폭기 후의 축산폐수의 질소성분 및 농도Table 4. Nitrogenous Components and Concentrations of Livestock Wastewater after Long-term Aeration
동일 용량의 반응조 3개(A, B, C)를 준비하여 반응조 유효부피의 70%를 각각의 담체(A반응조 : 담체-4, B반응조 : 담체-6, C반응조 : 담체-8)로 충진하고 폐수를 90%(v/v) 투입한 후 슬러지를 10%(v/v) 식종하여 1주일간 정치시키고, 1주일간 내부순환 시킨 다음, 정치시켜 슬러지 배출구를 통해 반응조 내의 폐수와 슬러지를 전량 배출시켰다. Three reactors of the same capacity (A, B, C) were prepared and 70% of the effective volume of the reactor was filled with each carrier (A reactor: carrier-4, B reactor: carrier-6, C reactor: carrier-8). 90% (v / v) of wastewater and 10% (v / v) of sludge are planted and left to rest for 1 week, circulating for 1 week, and then left to rest and discharge all the wastewater and sludge in the reactor through the sludge outlet. I was.
새로운 폐수를 유입시켜 회분상태에서 24시간동안의 질소성분의 농도변화를 살펴보았다. 질소성분이 100% 제거된 시점에서 분석을 중지하였다. 회분실험을 수행한 결과를 표 5에 나타내었다.A new wastewater was introduced to investigate the change of nitrogen concentration during the 24 hours under the batch condition. The analysis was stopped when the nitrogen component was 100% removed. The results of the batch experiments are shown in Table 5.
표 5. 축산폐수 회분실험 결과Table 5. Livestock Wastewater Batch Test Results
* ND : 불검출, * - : 미분석 * ND: Not detected, *-: Not analyzed
상기 결과에서 담체의 탈질성능(mg-NO3-N & NO2-N /kg-Pellet/일)은, A 반응 조가 446 mg-N/kg-Pellet/일, B 반응조가 711 mg-N/kg-Pellet/일, C 반응조가 738 mg-N/kg-Pellet/일로 나타났다.In the above results, the denitrification performance of the carrier (mg-NO 3 -N & NO 2 -N / kg-Pellet / day), A reaction tank is 446 mg-N / kg-Pellet / day, B reaction tank is 711 mg-N / kg-Pellet / day, C reactor was found to be 738 mg-N / kg-Pellet / day.
기존의 당사의 일체형 황산화탈질담체의 경우, 축산페수의 탈질성능은, 200~400 mg-N/kg-Pellet/일이었다. In the case of the existing monolithic sulfate denitrification carrier of our company, the denitrification performance of livestock waste water was 200-400 mg-N / kg-Pellet / day.
일반적인 황담체의 경우에는, 축산폐수와 같은 고농도의 질산성질소처리에는 실제 적용한 예가 없으며, 실험실 결과에서는 70~170 mg-N/kg-Pellet/일로 알려져 있다.In the case of general yellow carriers, there is no practical application for the treatment of high concentrations of nitric acid such as livestock wastewater, and laboratory results are known to be 70-170 mg-N / kg-Pellet / day.
<< 시험예Test Example 3> 반도체폐수 3> Semiconductor Wastewater
반도체폐수는 제품의 산세척과정에서 질산성질소가 배출된다. Semiconductor wastewater releases nitrate nitrogen during product pickling.
따라서 고농도와 저농도를 분리하여 처리하는 경우와, 혼합하여 처리하는 경우가 있다. 따라서 질산성질소의 농도는 각 공장의 상황에 따라 50~1,000mg/L로 매우 다양하다.Therefore, there are cases where high and low concentrations are separated and treated, and mixed and treated. Therefore, the concentration of nitrate is 50 ~ 1,000mg / L depending on the situation of each plant.
본 시험예 3에서는 저농도 폐수를 대상으로 실험하였다. In Experiment 3, low concentration wastewater was tested.
담체는 담체-1과 담체-2를 사용하였다.As the carrier, carrier-1 and carrier-2 were used.
각 반응조 유효부피의 70%를 담체로 충진하고 폐수를 90%(v/v) 투입한 후 슬러지를 10%(v/v) 식종하여 1주일간 정치시키고 1주일간 내부순환 시킨 다음, 정치시켜 슬러지 배출구를 통해 반응조 내의 폐수와 슬러지를 전량 배출시켰다. Fill the 70% of the effective volume of each reactor with the carrier, add 90% (v / v) of the wastewater, plant the sludge 10% (v / v), let it stand for 1 week, circulate internally for 1 week, and then settle the sludge outlet Through to discharge all the waste water and sludge in the reactor.
새로운 폐수를 유입시켜 연속적으로 처리하였다.Fresh wastewater was introduced and treated continuously.
처리대상 폐수의 총질소(T-N)농도가 75mg/L이었으며, 질산성질소가 62mg/L로 대부분을 차지하고 아질산성질소가 10mg/L 함유되어 있었다. 1주일간 처리대상 폐수를 유입시켜 순응시킨 후, 체류시간(HRT) 2시간과 4시간으로 하여 연속 운전하였다. The total nitrogen (T-N) concentration of the wastewater to be treated was 75mg / L, nitrate nitrogen was 62mg / L and most of the nitrite nitrogen was 10mg / L. The wastewater to be treated was allowed to flow in for one week, followed by continuous operation with a residence time (HRT) of 2 hours and 4 hours.
그 결과, 담체-1을 충진한 반응조 D는, 체류시간 4시간에서 처리수의 총질소가 평균 5.6 mg/L로 92.53%가 제거되었다. As a result, 92.53% of the reaction tank D filled with the carrier-1 had an average of 5.6 mg / L of total nitrogen of the treated water at a residence time of 4 hours.
이 중에서 질산성질소는 평균 2.5 mg/L로 약 95.97%가 제거되었으며, 아질산성질소는 100% 제거되었다. Nitrogen nitrate was 2.5 mg / L, about 95.97% was removed, and nitrous nitrogen was 100%.
담체-2를 충진한 반응조 E는, 체류시간 4시간에서 처리수 총질소가 평균 5.2 mg/L로 93.07%가 제거되었다. Reactor E filled with carrier-2 removed 93.07% of the total treated water nitrogen at an average of 5.2 mg / L at a residence time of 4 hours.
질산성질소는 2.6 mg/L로 약 95.81%가 제거되었으며, 아질산성질소는 100% 제거되었다. Nitrogen nitrate was 2.6 mg / L and about 95.81% was removed and nitrite nitrogen was 100%.
담체-1을 충진한 반응조 D의 경우, 체류시간 2시간에서는 처리수의 총질소가 평균 11.2 mg/L로 85.07%가 제거되었으며, 질산성질소는 평균 9.1 mg/L로 약 85.32%가 제거되었고, 아질산성질소는 100% 제거되었다.In the case of Reactor D filled with carrier-1, the total nitrogen of the treated water was removed by 11.2 mg / L on average, and 85.07% was removed by an average of 2 hours, and about nitrate was 9.1 mg / L on average, about 85.32%. Nitrous acid nitrogen was removed 100%.
담체-2을 충진한 반응조 E의 경우, 체류시간 2시간에서 처리수의 총질소가 평균 11.5 mg/L로 84.67%가 제거되었으며, 질산성질소는 평균 8.7 mg/L로 약 85.97%가 제거되었고, 아질산성질소는 100% 제거되었다. In the case of Reactor E filled with Carrier-2, total nitrogen of the treated water was removed at an average of 11.5 mg / L and 84.67% at 2 hours of retention time, and about 85.97% of nitrate was removed at an average of 8.7 mg / L. Nitrous acid nitrogen was removed 100%.
이상의 결과로 볼 때, 담체-1과 담체-2의 성능은 큰 차이가 없었다.In view of the above results, the performance of Carrier-1 and Carrier-2 was not significantly different.
<< 시험예Test Example 4> 하수 4> sewage
하수는 질소농도가 낮고, 질소와 인이 함유되어 있으므로 담체-3을 이용하여 실험을 수행하였다. Sewage had a low nitrogen concentration and contained nitrogen and phosphorus, so experiments were carried out using carrier-3.
반응조(F) 유효부피의 70%를 담체로 충진하고 하수를 90%(v/v) 투입한 후 슬러지를 10%(v/v) 식종하여 1주일간 정치시키고 1주일간 내부순환 시킨 다음, 정치시켜 슬러지 배출구를 통해 반응조 내의 하수와 슬러지를 전량 배출시켰다. 새로운 하수를 유입시켜 연속적으로 처리하였다.Fill 70% of the effective volume of the reactor (F) with the carrier, add 90% (v / v) of sewage, and plant the sludge 10% (v / v), let stand for 1 week, circulate internally for 1 week, and then All the sewage and sludge in the reactor were discharged through the sludge outlet. Fresh sewage was introduced and treated continuously.
처리대상 하수의 총질소(T-N)농도는 35mg/L이었으며, 질산성질소가 23mg/L, 암모니아성 질소가 8mg/L 함유되어 있었다. The total nitrogen (T-N) concentration of the sewage to be treated was 35 mg / L, 23 mg / L of nitrate nitrogen and 8 mg / L of ammonia nitrogen.
1주일간 처리대상 하수를 유입시켜 순응시킨 후, 체류시간(HRT) 2시간과 4시간으로 하여 연속 운전하였다. The sewage to be treated for 1 week was introduced and allowed to acclimatize, followed by continuous operation with a residence time (HRT) of 2 hours and 4 hours.
그 결과, 체류시간 2시간에서 처리수의 총질소가 평균 9.6 mg/L로 72.57%가 제거되었다. 이 중에서 질산성질소는 평균 1.4 mg/L로 약 93.91%가 제거되었다. As a result, 72.57% of the total nitrogen of the treated water was removed at an average of 9.6 mg / L at the residence time of 2 hours. Nitrate was averaged 1.4 mg / L and 93.91% was removed.
체류시간 1시간에서는 처리수의 총질소가 평균 12.5 mg/L로 64.29%가 제거되었으며, 질산성질소는 평균 3.1 mg/L로 약 86.52%가 제거되었다.At 1 hour of residence time, the total nitrogen of treated water was 12.5 mg / L on average and 64.29% was removed. On the other hand, the nitric nitrate was 3.1 mg / L on average and 86.52% was removed.
본 발명은 기존의 황산화탈질용 담체의 처리성능, 처리효율의 안정성, 대용량에서의 비용부담 등의 문제점을 해결하고자, 담체 1kg당 제거하는 질소량을 극대화할 수 있는 일체형 황산화탈질용 담체의 제조와 미생물의 식종방법 및 운전방법 에 관한 것이다. 담체 당 제거하는 질소량이 증가하면 충진하는 담체량을 감소시킬 수 있으므로 비용, 설치부지면적 등을 대폭적으로 저감시킬 수 있다.The present invention to solve the problems such as the treatment performance, stability of processing efficiency, cost burden in a large capacity, the production of a monolithic sulfate denitrification carrier that can maximize the amount of nitrogen removed per 1kg of carriers And a method of planting and operating microorganisms. If the amount of nitrogen removed per carrier is increased, the amount of carrier to be charged can be reduced, thereby significantly reducing the cost and installation area.
본 발명은 질산성질소 및 아질산성질소를 함유한 C/N비가 낮은 폐수, 즉, 원래부터 유기물농도가 낮고 질소농도(특히 질산성질소나 아질산성질소)가 상대적으로 높은 폐수나 폐수처리과정에서 유기물은 제거되었으나 질소는 거의 제거되지 않고 배출되는 폐수, 예를 들면, 혐기공정을 거친 축산폐수, 화학공장 폐수, 반도체 및 전자공장 폐수, 도금폐수, 매립지 침출수, 농업배수, 양식장 폐수, 퇴비화시설의 배출수, 음식물소화 탈리액, 하수, 마을하수, 질산성질소에 오염된 지하수, 등의 질소제거를 위한 새로운 개념의 고성능 일체형 황산화탈질용 담체와 이를 이용한 탈질처리방법의 제공하는 매우 유용한 발명이다. In the present invention, wastewater containing a low C / N ratio containing nitrate nitrogen and nitrite nitrogen, that is, organic matter in the wastewater or wastewater treatment process having a low organic matter concentration and a relatively high nitrogen concentration (especially nitrogen nitrate or nitrite nitrogen) Is removed but little nitrogen is removed, for example, livestock wastewater from anaerobic processes, chemical plant wastewater, semiconductor and electronics plant wastewater, plating wastewater, landfill leachate, agricultural drainage, aquaculture plant wastewater, and composting wastewater. It is a very useful invention to provide a high performance integrated monosulfide denitrification carrier and a denitrification method using the same for removing nitrogen from food digestion desorbent, sewage, village sewage, groundwater contaminated with nitrate nitrogen, and the like.
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