KR101177757B1 - 수소가스를 이용한 상수도 원수의 질산성 질소제거 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수소가스를 이용한 고농도 질산성 질소의 탈질 공정에서 수소가스의 이용율을 높여, 경제적으로 양질의 수돗물을 생산하는 상수도 원수의 처리방법에 관한 것으로, 강변 여과수의 집수정 외부에 원통형 스트레이너와 원통형 격벽으로 구성하고 상부를 밀폐한 혐기 탈질조를 설치하고; 상기 혐기 탈질조의 하부 내부에는 커다란 자갈 또는 자갈 모양의 접촉재를 충전하여 탈질 생물막을 형성하고; 상기 탈질 생물막의 하부에 수소가스 산기관을 설치하고; 상기 혐기 탈질조의 상부를 덮개로 밀폐하고, 덮개의 하부 공간에 있는 순환가스를, 정수장에서 공급하는 수소가스와 혼합하고; 순환가스 공급장치에 공급하여 가압하고; 순환가스 공급장치의 토출구와 수소가스 산기관을 순환가스 공급관으로 연결하여서, 물에 용해되지 않고 배출되는 수소가스를 수소 가스 산기관에 반복하여 재순환 시킴으로써, 수소가스의 이용율을 높게 한다.

수소가스 탈질, 강변 여과수, 질산성 질소.

Description

수소가스를 이용한 상수도 원수의 질산성 질소제거 방법 및 장치{A method and apparatus for remove nitrate in raw water use of hydrogen}

본 발명은 고농도의 질산성 질소를 포함한 상수도 원수의 처리 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수소가스를 이용한 탈질 공정에서 수소가스의 이용효율을 높인 수소가스를 이용한 질산성 질소를 포함한 원수의 처리방법 및 장치에 관한 것이다.

상수도 원수 중 특히 강변 여과수는 강이나 하천의 둔치 지하층에서 강이나 하천의 물이 생물학적 분해작용과 대수층의 모래의 여과작용을 거치면서 정화된 매우 깨끗한 물이다.

그러나 강변 여과수를 상수도 원수로 취수하기 위한 강이나 하천의 둔치 또는 그 인근지역의 농경지로부터, 그리고 산림과 같은 자연환경으로부터 발생한 질소가 질산성 질소의 형태로 물속에 녹아 있는 경우가 많이 있다.

질산성 질소는 유아에게 청색증을 유발하는 유해물질로서, 수돗물에는 10mg/L이하로 규제하고 있으며, 대부분의 하천 표류수를 이용하는 정수장의 수돗물에는 질산성 질소가 대략 2mg/L정도로 낮게 포함되어 있으므로, 강변 여과수를 원 수로 한 수돗물에도 질산성 질소의 농도는 상기와 같이 낮은 수준으로 유지하는 것이 바람직한 것이다.

강변 여과수로부터 질산성 질소를 제거하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있는데, 메탄올이나 에탄올 또는 아세트산 같은 유기물을 첨가하는 방법은 비용도 많이 들고, 또 수돗물이 많은 사람이 먹는 공공수도라는 점을 고려할 때, 상기 첨가물이 화공약품이라는 것 때문에 수돗물의 재료에 투입하는 것은 정서적으로 받아들이기 어려운 것이다.

다른 방법으로는 입상의 유황을 이용한 황 탈질 방법이 있는데 이 방법은 유황이 물속에서 황산기로 변화하여 수돗물의 황산기를 증가시키므로, 적절하지 않다는 지적이 있다.

수소가스를 이용한 탈질은 수돗물에 아무런 물리적 화학적 잔류물을 남기지 않으므로 가장 이상적인 것이지만, 수소가스의 물에 대한 용해도가 매우 낮아서, 질산성 질소가 고농도로 포함된 경우에는 처리기술상의 문제가 발생하였다.

따라서, 질소가스를 이용하여 고농도의 질산성 질소를 제거하는 공정에서 수소가스를 효과적으로 이용하는 방안이 필요하게 되었다.

본 발명은 상수도 원수, 특히 강변 여과수 중에 포함된 고농도 질산성 질소를 수소가스를 이용하여 제거함에 있어서, 수소가스의 이용효율을 높인, 수소가스를 이용한 수소를 이용한 상수도 원수의 질산성 질소 제거 방법 및 장치를 제공하 는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 ,

강변 여과수의 집수정 외부에 동심원상으로 원통형 스트레이너와 원통형 격벽으로 구성하고 상부를 밀폐한 혐기 탈질조를 설치하고;

상기 혐기 탈질조의 하부에는 커다란 자갈 또는 자갈 모양의 접촉재를 충전하여 탈질 생물막을 형성하고;

상기 탈질 생물막의 하부에 수소가스 산기관을 설치하고;

상기 혐기 탈질조의 상부를 덮개로 밀폐하고, 덮개의 하부 공간에 있는 순환가스를, 정수장에서 공급하는 수소가스와 혼합하고;

순환가스 공급장치에 공급하여 가압하고;

순환가스 공급장치의 토출구와 수소가스 산기관을 순환가스 공급관으로 연결하여서, 물에 용해되지 않고 배출되는 수소가스를 수소 가스 산기관에 반복하여 재순환 시킴으로써, 수소가스의 이용율을 높게 한 수소가스를 이용한 상수도원수의 질소제거 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 상수도 원수 특히 강변 여과수 원수 중에 포함된 고농도의 질산성 질소를 제거하는데 수소가스를 사용하고, 수소가스의 이용율을 높임으로써, 경제적으로 양질의 수돗물을 생산하게 하는 효과가 있다.

질산성 질소가 고농도로 포함된 강변 여과수 또는 상수원수의 처리공정은 일반적으로 도 1에 표시한 것과 같이 구성한다.

취수시설(100)에서 취수한 원수는 혐기 탈질조(200)에서 질산성 질소를 제거하고, 산화조(300)에서 물속에 포함된 철 및 망간 등 금속물질과 유기물을 산화시켜서, 대부분의 유기물은 물과 탄산가스로 분해하여 제거하고, 철분과 망간성분은 산화시켜서 침전가능한 물질로 바꾸고, 생물막 여과지(400)에서 철 박테리아의 작용과 여과층의 여과작용으로 철과 망간을 제거한다.

입상활성탄 여과지(500)은 미량의 미분해 유기물, 맛 냄새원인 물질을 흡착하여 제거한다.

소독지(600)에서는 염소를 적정량 주입하여, 물속에 포함된 세균 및 바이러스, 원생동물을 사멸시켜서 먹기에 안전한 수돗물을 생산한다.

혐기 탈질조(200)에서 질산성 질소를 제거하는 방법은 수소가스를 탈질 세균의 전자 공여체로 제공하여 탈질을 하는 것이 가장 이상적이다.

왜냐하면 수소가스는 전자공여체로 이용된 후에 수질에 아무런 영향을 남기지 않기 때문이다.

그러나 수소가스를 이용하여 탈질을 하는 데에는 수소가스가 물에 잘 용해되지 않고, 용해농도도 낮기 때문에 고농도 질산성 질소를 포함한 원수의 탈질이 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 도 2에 표시한 것과 같이 혐기 탈질조(200)의 상부를 덮개 (205)로 밀폐하고, 혐기 탈질조(200)의 내부에 입자상의 모래, 또는 플라스틱, 또는 세 라믹으로 탈질 생물막(220)을 형성하고, 탈질 생물막의 하부에는 수소가스를 공급하기 위한 수소가스 산기관(230)을 설치한다.

원수는 혐기 탈질조(200)의 상부로 유입시키고, 처리된 원수는 혐기 탈질조(200)의 하부로 유출되게 한다.

혐기 탈질조(200)의 상부에 설치한 덮개(205)에서 순환 가스배관(260)을 설치하고, 정수장의 압축수소가스 공급장치(도시하지 않음)로부터 수소를 공급하는 수소공급 배관 (240)과 상기 순환 가스배관(260)은 혼합관(245)에서 함께 연결하여 순환가스 공급장치(250)에 연결한다.

순환가스 공급장치(250)의 토출구는 순환가스 공급관(255)에 연결하고, 순환가스 공급관(255)의 다른 끝은 혐기 탈질조(200)의 하부에 설치한 수소가스 산기관(230) 연결하여, 정수장에서 공급한 수소가스와,혐기 탈질조에서 발생하는 순화가스가 혼합된 순환가스를 혐기 탈질조의 하부에 설치한 수소가스 산기관(230)으로 공급한다.

혐기 탈질조(200)의 하부에 설치한 수소가스 산기관(230)에 공급한 순환가스(즉, 정수장에서 공급한 수소가스와 혐기 탈질조(200)에서 발생한 낮은 농도의 수소가스 및 질소가스가 혼합된 가스)는 수소가스 산기관(230)을 통하여 탈질 생물막(220)을 통과하면서 일부는 직접 물에 용해하고, 또 일부는 탈질 생물막(220)의 표면에 부착하여, 물에 용해되고 남은 수소가스는 수면을 통하여 혐기 탈질조 (200)의 상부에 설치한 덮개(205)의 하부에 모이게 된다.

탈질 생물막에서 미생물의 작용으로 탈질을 하면, 질산성 질소는 질소가스로 전환되어 수면 위로 떠오른다.

그러므로 혐기 탈질조의 덮개 하부에 모인 순환 가스는 용해되지 않고 떠오른 수소가스와 탈질 과정에서 발생한 질소가스로 구성되어 있다.

덮개(205)의 하부에 모인 순환 가스는 순환 가스배관(260)을 통하여, 혼합관(245)에서 정수장으로부터 압송된 수소가스와 함께 혼합되고, 순환가스 공급장치(250)에 흡입되어서, 가압한 후에 순환가스 공급관(255)를 통하여 혐기 탈질조(200)의 하부에 설치한 수소가스 산기관(230)으로 공급되면서 반복하여 순환을 계속하면서, 원수 중에 용해되므로 수소가스를 한번 만 탈질 생물막에 통과시키는 것보다 수소가스의 이용율이 크게 높아진다.

본 발명의 다른 실시 예는 도4에 표시한 것과 같다.

혐기 탈질조를 통과한 수소가스는 여러 번 순환하는 과정에서 혐기 탈질조에서 발생한 질소가스(N₂)와 혼합되어 수소가스의 농도가 낮아진다.

상기와 같은 경우에는 수소가스와 질소가스가 혼합된 순환가스를 순환 가스배관(260)을 통하여 제습기(285)에 공급하고, 제습기(285)에서 순환가스 중의 수분을 제거하여 건조시 킨 다음에,수소선별 멤브레인 장치(290)에서 수소가스만을 분리하여,이 수소가스와 정수장에서 압송된 수소가스를 혼합하여, 순환가스 공급장치(250)에서 가압하여, 혼합가스 공급관(255)를 통하여 혐기 탈질조 (200)의 하부에 설치한 수소가스 산기관(230)에 연결하여 수소가스를 공급한다.

배기관(206)은 혐기 탈질조(200)에서 발생한 질소가스와 탄산가스를 대기중 으로 배출하기 위한 것이며, 화기에 의한 폭발을 방지하기 위하여, 지상에서 4m이상 높이까지 연장하여 설치하고, 옥외의 개방된 대기중에 배출한다.

수소가스 산기관(230)은 미세기포 또는 극 미세기포(기포 지름이 10～100미크론 이내의 작은 기포)를 발생하는 것이 바람직하나 1～3mm크기의 기포를 내는 산기관도 사용이 가능하다.

덮개(205)의 하부 공간에는 잔류 수소가스 농도계(203)을 설치하여, 잔류수소가스 농도가 설정치(예를 들면 10％) 이하가 되면 정수장에서 순환가스 공급장치(250)로 공급하는 수소가스의 양을 자동제어하도록 한다.

상기와 같은 과정을 반복하면서, 수소가스는 혐기 탈질조를 순환하기 때문에 수소가스 이용율이 높아진다.

도 2 및 도 4에 표시한 부호 270은 가스 유량계로서 각각의 배관을 통과하는 수소가스의 양을 측정하여, 수소가스와 순환가스의 공급 비율을 조정하는데 이용하기 위한 것이다.

혐기 탈질조의 탈질 생물막(220)에서 탈질이 진행되어 탈질 세균의 양이 증가하면 탈질 생물막의 공극을 막아서 물에 대한 저항이 커지므로, 이때는 혐기 탈질조의 하부에 설치한 스트레이너(235)를 통하여 세척수 또는 세척수와 공기를 공급하여 세척을 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 도 3에 표시한 것과 같다.

강변 또는 하천의 둔치에 강변 여과수를 취수하기 위한 수직 우물통(100)을 설치한다. 수직 우물통의 아랫부분은 스트레이너 구조로 하고, 윗부분은 원통형의 격벽 구조로 하고, 우물통의 바닥에는 취수용 수중펌프(110)을 설치한다.

수직 우물통의 외부에는 동심원상으로, 수직 우물통과 같은 깊이로 원통형의 혐기 탈질조(200)을 설치한다.

혐기 탈질조(200)의 구조는 하부는 견고한 구조의 스트레이너(210)를 설치하고 그 상부는 견고한 격벽구조로 한다.

혐기 탈질조(200)의 내부에는 큰 자갈 또는 플라스틱 또는 세라믹 구형체를 충전하여 탈질 생물막 (220)을 형성하고, 탈질 생물막 (220)의 하부에 수소가스의 공급을 위하여 수소가스 공급관(240)과 수소가스 공급관에 연결하여 수소가스 산기관 (230)을 설치한다.

혐기 탈질조(200)는 상부를 덮개(205)로 밀폐하고, 덮개(205)의 하부 공간에서 순환 가스배관(260)을 설치하고 순환 가스 배관은 정수장에서 수소를 공급하는 수소가스 공급배관(240)과 함께 혼합관(245)에 연결하고, 혼합관은 순환가스 공급장치(250)에 연결한다.

순환가스 공급장치(250)의 토출구는 순환가스 공급관(255)에 연결하고 순환가스 공급관(255)은 탈질 생물막의 하부에 있는 수소가스 산기관(230)에 연결한다.

정수장에서 수소가스를 공급하면 순환가스 공급장치(250)에서 가압하여 수소가스 산기관(230)에 공급하고, 수소가스 산기관(230)을 통과한 수소가스는 일부는 원수중에 용해되고 일부는 탈질 생물막에 부착하여 용해되며, 용해되지 않은 수소가스는 혐기 탈질조(200)의 상부 공간으로 올라와서, 순환 가스배관(260)을 통하여, 혼합관(245)에서 정수장에서 공급한 수소가스와 혼합되어서, 순환가스 공급장치(250)로 흡입되어, 순환가스 공급장치(250)에서 가압되고 다시 혐기 탈질조(200)의 수소가스 산기관(230)으로 공급되며 이런 과정을 반복하면서, 수소 가스는 계속해서 물에 용해된다.

혐기 탈질조(200)의 탈질 생물막(230)에는 탈질세균이 다량 부착하여 서식하면서, 수소가스를 전자공여체로 이용하여, 원수 중의 질산성 질소를 질소가스로 전환하여 제거하면서, 수소가스를 계속 소비하기 때문에 원수 중의 수소가스 농도는 급격히 낮아지게 되는데, 여기에 다시 정수장에서 공급한 수소가스와 순환가스 중에 포함된 수소가스가 공급되면 다시 포화농도로 용해되면서 탈질 작용을 계속하게 된다.

그렇기 때문에 상온, 대기압에서 수소가스의 물에 대한 용해도는 2.0mg/L로 매우 낮지만, 계속해서 순환하며 원수 중의 수소가스가 소비되는 대로 다시 포화상태로 수소가스가 용해되며, 이런 과정을 거치면서 공급된 수소가스는 대부분 물에 용해됨으로, 수소 이용율이 높아지는 것이다.

배수펌프(700)는 탈질 생물막(220)에 탈질 세균이 다량 서식할 경우 탈질 생물막(220)에 세척용 공기를 불어 넣어서 탈리된 탈질 세균과 부유물질이 포함된 슬라리 상의 물을 배출수처리장치로 이송하기 위한 펌프이다.

수직 우물통 주위에 설치한 혐기 탈질조에서도 역시 상기 도 4에 표시한 것처럼 제습기(285)에서 순환가스를 건조하고 수소 선별 멤브레인 장치(290)에서 수소 가스만을 선별하여, 재순환시킴으로써, 질소 이용율을 높일 수 있다.

덮개 하부공간에 설치한 잔류수소가스 농도계(203)를 이용하여, 정수장에서 공급하는 수소가스량을 조절하는 방법은 도 5 에 표시한 것과 같다.

덮개(205)의 하부공간에 있는 잔류수소가스 농도계(203)에서 가스 중의 수소가스 농도를 신호선(294)을 통하여 제어반(295)에 전송한다.

잔류 수소가스 농도 신호를 받은 제어반(295)에서는 잔류수소가스 농도기준치를 설정(예를 들면 10％ 또는 100,000mg/L)하고, 잔류 수소가스 농도가 상기 설정한 값보다 적거나 많으면 자동조절밸브(280a)에 조절 신호를 발송하여, 적은 경우에는 열리는 신호, 많은 경우에는 닫히는 신호를 발송하여 수소가스 공급량을 조절함으로써, 잔류수소가스 농도가 일정하게 되도록 자동적으로 조절한다.

도 1 은 본 발명의 처리공정을 나타낸 구성도.

도 2 는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 구성도.

도 3 은 본 발명의 혐기 탈질조의 구조를 나타낸 구성도.

도 4 는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 구성도.

도 5 는 본 발명의 잔류수소가스 농도를 일정하게 유지하기 위한 장치의 구성도.

Claims (7)

1. 고농도 질산성 질소를 포함한 상수도 원수를 처리하는 정수시설에서의 질산성 질소 제거 방법에 있어서,

   강변 여과수의 집수정 외부에 원통형 스트레이너와 원통형 격벽으로 구성하고 상부를 밀폐한 혐기 탈질조(200)를 설치하고;

   상기 혐기 탈질조(200)의 상부는 덮개(205)로 밀폐하고;

   상기 혐기 탈질조(200)의 하부에는 지름이 큰 자갈 또는 자갈 모양의 접촉재를 충전하여 탈질 생물막(220)을 형성하고;

   상기 탈질 생물막(220)의 하부에 수소가스 산기관(230)을 설치하고;

   상기 혐기 탈질조(200)의 상부에는 순환 가스 배관(260)을 설치하여, 정수장에서 공급하는 수소가스 배관(240)과 혼합관(245)에서 연결하여, 순환가스 공급장치(250)에 연결하고, 순환가스 공급장치(250)에서 수소가스와 순환가스의 혼합가스를 가압하여, 수소가스 산기관(230)에 공급해서, 물에 용해되지 않고 배출되는 수소가스를 수소가스 산기관(230)에 반복하여 재순환 시키고;

   제습기(285)에서 순환가스 중의 수분을 제거하여 순환 가스를 건조하고, 수소 선별 멤브레인 장치(290)에서 순환가스 중의 수소가스만을 선별하여 정수장에서 공급하는 수소가스와 혼합하고, 수소가스 산기관(230)에 반복 순환하며 공급하고;

   상기 덮개(205)의 하부 공간에는 잔류 수소가스 농도계(203)을 설치하여, 잔류수소가스 농도가 설정치 이하가 되면 정수장에서 순환가스 공급장치(250)로 공급하는 수소가스의 양을 자동제어하도록 하고;

   상기 순환 가스 배관(260)과 상기 수소가스 배관(240)을 통과하는 수소가스의 양을 각각 측정하여 수소가스와 순환가스의 공급 비율을 조정하고;

   탈질 생물막에 탈질 세균이 다량 서식할 경우 탈질 생물막에 세척용 공기를 불어 넣어서 탈리된 탈질 세균과 부유물질이 포함된 슬라리 상의 물을 배출수처리장치로 이송하는;

   것을 특징으로 하는 수소가스를 이용한 상수도 원수의 질산성 질소 제거방법.
2. 고농도 질산성 질소를 포함한 상수도 원수를 처리하는 정수시설에서의 질산성 질소 제거 방법에 있어서,

   취수장치에서 이송한 원수 중의 질산성 질소를 탈질하여 제거하기 위한 혐기 탈질조(200)를 설치하고;

   혐기 탈질조(200)의 상부는 덮개(205)로 밀폐하고;

   혐기 탈질조(200)의 내부에는 탈질 생물막(220)을 형성하고;

   탈질 생물막(220)의 하부에는 수소가스 산기관(230)을 설치하고;

   덮개(205)의 하부 공간에 순환 가스 배관(260)을 설치하고;

   순환 가스배관(260)과 정수장에서 공급하는 수소가스 배관(240)을 혼합관(245)에서 연결하여, 순환가스 공급장치(250)에 연결하고;

   순환가스 공급장치(250)에서 수소가스와 순환가스의 혼합가스를 가압하여, 혐기 탈질조(200)의 하부에 설치한 수소가스 산기관(230)으로 공급하여서, 물에 용해되지 않고 배출되는 수소가스를 수소가스 산기관(230)에 반복하여 재순환 시키고;

   제습기(285)에서 순환가스 중의 수분을 제거하여 순환 가스를 건조하고, 수소 선별 멤브레인 장치(290)에서 순환가스 중의 수소가스만을 선별하여 정수장에서 공급하는 수소가스와 혼합하고, 수소가스 산기관(230)에 반복 순환하며 공급하고;

   상기 덮개(205)의 하부 공간에는 잔류 수소가스 농도계(203)을 설치하여, 잔류수소가스 농도가 설정치 이하가 되면 정수장에서 순환가스 공급장치(250)로 공급하는 수소가스의 양을 자동제어하도록 하고;

   상기 순환 가스 배관(260)과 상기 수소가스 배관(240)을 통과하는 수소가스의 양을 각각 측정하여 수소가스와 순환가스의 공급 비율을 조정하고;

   탈질 생물막에 탈질 세균이 다량 서식할 경우 탈질 생물막에 세척용 공기를 불어 넣어서 탈리된 탈질 세균과 부유물질이 포함된 슬라리 상의 물을 배출수처리장치로 이송하는;

   것을 특징으로 하는 수소가스를 이용한 상수도 원수의 질산성 질소 제거방법.
3. 삭제
4. 수직 우물통 외부에 동심원상으로 원통형 격벽을 설치하고, 상부는 덮개(205)로 밀폐하고, 원통형 격벽의 하부에는 스트레이너(210)를 설치하고, 내부에는 자갈 모양의 입상물질로 탈질 생물막(220)을 형성한 혐기 탈질조(200);

   탈질 생물막(220)의 하부에 설치한 수소가스 산기관(230);

   덮개(205)의 하부공간에 설치하여, 순환가스를 이송하는 순환 가스배관(260);

   정수장에서 수소가스를 공급하는 수소가스 배관(240)과 순환 가스배관(260)을 연결하는 혼합관(245);

   순환가스와 수소가스의 혼합가스를 가압하는 순환가스 공급장치(250);

   순환가스 공급장치(250)의 토출구에서 수소가스 산기관(230)까지 연결하는 순환 가스 공급관(255);

   혐기 탈질조(200)의 덮개(205)의 하부공간의 잔류 수소가스 농도를 측정하는 잔류 수소가스 농도계(203);

   순환 가스배관(260)의 후단에 설치하여 순환 가스 중의 습기를 제거하는 제습기(285);

   상기 제습기(285)를 통과한 순환 가스 중의 수소가스만을 선별하여 통과시키는 수소가스 멤브레인 장치(290);

   잔류수소가스 농도계(203)로부터 잔류수소가스 농도를 전송받아서, 잔류수소가스 농도 설정치와 같아지도록 수소가스 배관(240)의 자동 조절밸브(280a)에 조절신호를 발생하여, 잔류 수소가스 농도를 일정하게 유지하기 위한 제어반(295);

   순환 가스 배관(260)과 수소가스 배관(240)을 통과하는 수소가스의 양을 각각 측정하여, 수소가스와 순환가스의 공급 비율을 조정하기 위하여, 상기 순환 가스 배관(260)과 상기 수소가스 배관(240)에 각각 설치된 가스 유량계(270); 및

   탈질 생물막(220)에 탈질 세균이 다량 서식할 경우 탈질 생물막(220)에 세척용 공기를 불어 넣어서 탈리된 탈질 세균과 부유물질이 포함된 슬라리 상의 물을 배출수처리장치로 이송하기 위하여 설치된 배수펌프(700);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소가스를 이용한 상수도 원수의 질산성 질소 제거장치.
5. 상부는 덮개(205)로 밀폐하고, 내부에는 자갈 모양의 입상물질로 탈질 생물막(220)을 형성한 혐기 탈질조(200);

   탈질 생물막(220)의 하부에 설치한 수소가스 산기관(230);

   통수와 세척을 하기 위하여, 탈질 생물막(220)의 하부에 설치한 스트레이너(210);

   덮개(205)의 하부공간에 설치하여, 순환가스를 이송하는 순환 가스배관(260);

   정수장에서 수소가스를 공급하는 수소가스 배관(240)과 순환 가스배관(260)을 연결하는 혼합관(245);

   순환가스와 수소가스의 혼합가스를 가압하는 순환가스 공급장치(250);

   순환가스 공급장치(250)의 토출구에서 수소가스 산기관(230)까지 연결하는 순환 가스 공급관(255);

   혐기 탈질조(200)의 덮개(205)의 하부공간의 잔류 수소가스 농도를 측정하는 잔류 수소가스 농도계(203)

   순환 가스배관(260)의 후단에 설치하여 순환 가스 중의 습기를 제거하는 제습기(285);

   상기 제습기(285)를 통과한 순환 가스 중의 수소가스만을 선별하여 통과시키는 수소가스 멤브레인 장치(290);

   잔류수소가스 농도계(203)로부터 잔류수소가스 농도를 전송받아서, 잔류수소가스 농도 설정치와 같아지도록 수소가스 배관(240)의 자동 조절밸브(280a)에 조절신호를 발생하여, 잔류 수소가스 농도를 일정하게 유지하기 위한 제어반(295);

   순환 가스 배관(260)과 수소가스 배관(240)을 통과하는 수소가스의 양을 각각 측정하여, 수소가스와 순환가스의 공급 비율을 조정하기 위하여, 상기 순환 가스 배관(260)과 상기 수소가스 배관(240)에 각각 설치된 가스 유량계(270); 및

   탈질 생물막(220)에 탈질 세균이 다량 서식할 경우 탈질 생물막(220)에 세척용 공기를 불어 넣어서 탈리된 탈질 세균과 부유물질이 포함된 슬라리 상의 물을 배출수처리장치로 이송하기 위하여 설치된 배수펌프(700);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소가스를 이용한 상수도 원수의 질산성 질소 제거장치.
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