KR101323711B1 - Method for enhancing wastewater denitrification efficiency by using alkaline water for pH control and wastewater processing apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 pH 조절용 알칼리수를 이용한 폐수의 탈질 효율을 향상시키는 방법 및 이를 이용한 폐수처리장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 전기석 컬럼장치를 포함하는 폐수처리장치내의 전기석 컬럼장치를 반복적으로 통과시킴으로써 알칼리수를 얻을 수 있어, 폐수처리 장치 내 질산화조의 pH 수치 상승 효율이 매우 우수하므로 질산화조 내의 질산화 반응을 일으키는 미생물들이 살기 알맞은 pH 환경을 조성할 수 있어, 폐수 처리 장치의 질산화 공정에 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 전기석 컬럼장치를 이용함으로써 종래 추가로 공급되는 NaOH와 같은 강염기성 시약의 사용으로 인한 부대비용이 소모되는 문제점 및 이들 시약에 의한 환경오염 문제를 해결할 수 있다.The present invention relates to a method for improving the denitrification efficiency of wastewater using alkaline water for pH adjustment and a wastewater treatment apparatus using the same. By repeatedly passing the tourmaline column apparatus in the wastewater treatment apparatus including the tourmaline column apparatus according to the present invention, the alkaline water can be obtained, and the microorganism causing the nitrification reaction in the nitric oxide tank is excellent because the pH value raising efficiency of the nitrification tank in the wastewater treatment apparatus is very excellent. It is possible to create a suitable pH environment to live in, it can be usefully used in the nitrification process of the wastewater treatment apparatus. In addition, by using a tourmaline column apparatus, it is possible to solve the problem that the additional costs due to the use of a strong base reagent such as NaOH, which is conventionally additionally supplied, and the problem of environmental pollution by these reagents.
Description
본 발명은 pH 조절용 알칼리수를 이용한 폐수의 탈질 효율을 향상시키는 방법 및 이를 이용한 폐수처리장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for improving the denitrification efficiency of wastewater using alkaline water for pH adjustment and a wastewater treatment apparatus using the same.
학문적으로 축산폐수란 "가축분뇨와 가축을 사육하는 과정에서 발생하는 축사 청소수, 가축 소독액 등 폐수가 가축분뇨와 함께 섞여있는 상태를 통틀어 일컫는 것"으로 볼 수 있으며, 오수·분뇨 및 축산폐수에 관한 법률 제2항 제3호에서는 "가축분뇨와 축산폐수배출시설을 청소한 물이 가축분뇨에 섞인 것"으로 축산폐수를 정의하고 있다. Academicly, livestock wastewater is "totally refer to the state where wastewater, such as livestock wastewater and livestock disinfectant, generated during the process of raising livestock manure and livestock is mixed with livestock manure. Article 2 (3) of the Act defines livestock wastewater as "livestock manure and livestock wastewater cleaning facilities mixed with livestock manure."
이러한 가축분 중에는 질소와 인과 같은 영양염류 함량이 높기 때문에 정화가 되지 않고 인근 수계에 유입되면 수질오염을 유발하고, 또한, 가축분뇨는 풍부한 유기물과 영양원이 있는 부패성 물질이기 때문에 악취와 병원균의 전파와 같은 위생문제도 일으키게 된다. 이에, 상기 문제점을 해결하고자 규제대상농가에 축산분뇨처리시설 설치비를 지원하는 등 축산폐수로 인한 수질오염방지를 위해 많은 노력을 기울여왔다. These livestock meals contain high levels of nutrients such as nitrogen and phosphorus, so they are not purified and cause water pollution if they enter the nearby water system.In addition, livestock manure is a perishable substance with abundant organic matter and nutrients. Hygiene problems also arise. Therefore, in order to solve the above problems, a lot of efforts have been made to prevent water pollution due to livestock wastewater, such as subsidizing livestock waste treatment facilities to regulated farms.
그러나, 아직도 소규모 농가에서는 축산폐수가 적정하게 처리되지 않고 있는 것이 현실이다. 이러한 문제를 발생시키는 요인으로는 먼저, 외국의 경우, 축산농가의 가축 사육두수가 방대하고 이에 따라 효율적인 폐수처리가 가능하지만, 국내의 영세한 소규모 축산농가는 규모면에서 작아 이에 따른 경제적 문제로 인하여 축산폐수를 간이처리시설을 이용 처리하고 있는 실정이다. 상기 간이처리시설의 경우 대부분 축산폐수를 부패조(Septic Tank)를 거쳐 방류하거나 혹은 희석 후, 방류하고 있는데, 부패조의 처리 효율이 낮은 실정 이어서 적정한 처리를 하지 못하고 있는 실정이며, 또한, 축산폐수 처리 및 이용기술의 개발이 미흡하다.
However, the reality is that livestock wastewater is not properly treated in small farms. First of all, in the foreign countries, the number of livestock raising of livestock farmers is large and efficient wastewater treatment is possible. However, small domestic livestock farms in Korea are small in size and therefore economic problems Livestock wastewater is being treated using a simple treatment facility. Most of the above simple treatment facilities discharge livestock wastewater through a eptic tank or after dilution, and discharge the livestock wastewater. And the development of the use technology is insufficient.
축산폐수는 유효하게 이용되는 경우가 적으며, 특히 돼지는 분의 양에 비하여 뇨의 양이 많으므로 더욱 문제가 크다. 축산폐수의 정화처리는 유효하게 이용될 수 있는 토지가 없거나, 악취발생과 살포시기 등의 문제가 있어 토양환원이 어려운 경우에 적용된다. 정화처리에는 폐수내의 현탁 및 용해된 물질을 제거하기 위해 많은 에너지가 필요하며 자원활용과 에너지 절약의 관점에서는 최선의 방법은 아니나, 차선책으로 선택할 수 있다.Livestock wastewater is rarely used effectively, especially since pigs have a large amount of urine compared to the amount of minutes. The treatment of livestock wastewater is applied when there is no land that can be effectively used, or when it is difficult to reduce soil due to problems such as odor occurrence and spreading season. The purification process requires a lot of energy to remove suspended and dissolved substances in the waste water, and is not the best option from the point of view of resource utilization and energy saving, but may be the next best option.
축산폐수는 오염부하량이 높고, 오염성분이 뇨보다 분에 압도적으로 많으며, 질소농도가 높고 악취가 강하다는 특징이 있다. 분뇨의 주된 악취성분은 암모니아,황화수소, 휘발성 지방산이다. 특히, 저류조나 혐기상태의 분뇨는 악취가 강하게 발생한다. 그러나, 이러한 악취성분은 호기성 상태에서 처하면 빨리 산화·분해될 수 있다.Livestock wastewater is characterized by high pollutant loads, more predominantly pollutants than urine, high nitrogen concentrations and strong odors. The main malodorous components of manure are ammonia, hydrogen sulfide and volatile fatty acids. In particular, storage tanks or anaerobic manure are strongly odorous. However, these malodorous components can be rapidly oxidized and decomposed when placed in an aerobic state.
축산폐수의 정화처리방법은 물리적 처리, 화학적 처리, 생물학적 처리로 나눌 수 있으며, 일반적으로 전·후처리로 물리적, 화학적 방법이 병행된 생물학적 처리방법이 대부분 적용되고 있으며, 생물학적 반응메커니즘을 이용한 생물학반응기의 폐수처리 방법에는 혐기성 미생물을 이용한 혐기소화, 단순폭기, 준혐기처리, 살수여상, SBR 등의 다양한 형태의 처리방법이 있고, 처리하고자 하는 성분, 즉 농도가 높아 주처리 대상이 되는 성분을 고려하여 처리시스템에 반영한다. Livestock wastewater treatment can be divided into physical treatment, chemical treatment, and biological treatment. Generally, biological treatment methods in which both physical and chemical methods are combined with pre- and post-treatment are generally applied, and biological reactor using biological reaction mechanism. Wastewater treatment methods include various types of treatment methods such as anaerobic digestion, simple aeration, quasi-anaerobic treatment, water spraying, and SBR using anaerobic microorganisms. To be reflected in the processing system.
종래 대한민국 공개특허 제2009-0100962호에서는 축산폐수에 초임계 상태로 오존을 혼합하여 축산폐수에 포함된 항생제 등 맹독성물질을 산화시킨 후에 미생물의 활성을 현저하게 증가시킬 수 있는 축산폐수 처리장치를 개시하고 있고, 또한, 대한민국 제2004-0026405호에서는 축산폐수 원수를 미생물 처리하여 저장하는 공정; 미생물 처리 후 저장된 폐수에 산화제를 투입하여 산화시키면서 미세한 입자로 고속분해 하는 공정; 상기 산화와 고속분해공정을 거친 처리수에 교반을 통해 산소를 투입하여 생물학적 반응을 일으키는 산화처리 공정; 상기 산화처리 공정을 거친 처리수에 응집제를 주입하여 슬러지로 응집시키는 공정; 상기 응집공정에서 발생한 슬러지를 분리하는 공정; 상기 슬러지가 분리된 처리수를 침전시키는 공정; 상기 침전 후 처리수를 분류하기 위해 저장하는 공정; 상기 저장된 처리수가 액화비료로 사용되어지는 공정; 또는 상기 분류저장 공정 후 중산소 접촉하여 살균, 소독된 후 방류되거나 소독, 청소용으로 사용되어지는 공정을 포함하는 축산폐수처리장치에 대하여 개시하고 있으며, 일반적으로 생물반응기 형태와 종류도 약간의 차이가 있긴 하나, 축산폐수를 처리하기 위한 생물 반응조의 설계는 초기의 높은 COD와 후단 처리의 효율성을 감안하여 혐기조를 이용, 소화를 시키고, 이후 유기성분이 상당량 감소한 폐수는 상대적으로 시간대비 처리량이 많은 폭기조와 준혐기조를 거쳐 질소는 가스 상태로 제거하고, 인은 슬러지 상태로 배출을 유도하여 처리하고 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0100962 discloses a livestock wastewater treatment apparatus capable of significantly increasing the activity of microorganisms after oxidizing a highly toxic substance such as antibiotics contained in the livestock wastewater by mixing ozone in a supercritical state. In addition, the Republic of Korea No. 2004-0026405 process for storing microbial treatment of livestock wastewater; High-speed decomposition into fine particles while oxidizing by adding oxidant to the stored wastewater after microbial treatment; An oxidation treatment step of causing a biological reaction by adding oxygen to the treated water that has undergone the oxidation and high-speed decomposition process through stirring; Injecting a flocculant into the treated water that has undergone the oxidation treatment to agglomerate with sludge; Separating the sludge generated in the flocculation step; Precipitating the treated water from which the sludge is separated; Storing the treated water after the precipitation for sorting; A process in which the stored treated water is used as a liquefied fertilizer; Or it discloses a livestock wastewater treatment apparatus comprising a process that is used for disinfection, sterilization, sterilization, disinfection after contact with the oxygen storage after the classification and storage process, generally bioreactor type and type is slightly different However, the design of the bioreactor for the treatment of livestock wastewater is carried out using an anaerobic tank in consideration of the high COD and the efficiency of the post-treatment in the early stages. Nitrogen is removed in a gaseous state through a semi-anaerobic tank, and phosphorus is treated by inducing emissions to a sludge state.
질소처리의 경우는 체내 단백질과 아미노산 등에 의해 생성된 암모니아성-질소 형태가 최초의 기원이 되고, 이후 아질산성-질소를 거쳐 질산성-질소로의 그 형태가 바뀌게 된다. 이를 위해서 폭기조에서 공기를 충분히 폭기하여, 질산화반응이 쉽게 유도되도록 한다. 이때 질산화 균주에 의해 질산화가 진행될 때는 미생물에 의해 비교적 분해가 쉬운 BOD의 농도는 최대한 낮아야 질산화가 수월해진다. 이후 질산성-질소로 변환된 질소는 준혐기 환경에서 다시 아질산성-질소로 바뀌고, 탈질미생물에 의해 최종 질소가스 형태로 배출된다. 탈질의 원활한 반응을 위해 탄소공급원으로써 유기물(메탄올, 아세트산 등)이 충분히 보충되어야한다. In the case of nitrogen treatment, the form of ammonia-nitrogen produced by proteins and amino acids in the body is the first origin, and then the form of nitric acid-nitrogen is changed through nitrite-nitrogen. To this end, the air is aerated sufficiently in the aeration tank so that nitrification is easily induced. At this time, when nitrification is progressed by nitrification strains, nitrification is facilitated when the concentration of BOD, which is relatively easy to decompose by microorganisms, is as low as possible. Nitrogen converted to nitrate-nitrogen is then converted back to nitrite-nitrogen in a quasi-anaerobic environment and released by the denitrification microorganisms in the form of final nitrogen gas. For a smooth reaction of denitrification, organic matter (methanol, acetic acid, etc.) should be sufficiently supplemented as a carbon source.
질산화의 생물반응 메커니즘은 유입된 폐수 내부에 존재하는 NH4 +이온이 O2(1.5몰)와 결합해 아질산성-질소인 NO2 -를 생성하고, 부산물로 2몰의 수소이온(H+)과 240-350 KJ에 달하는 에너지를 발생시킨다. 내부에서 생긴 수소이온은 암모니아성 질소의 양에 비례하여 조내에서 꾸준히 증가하게 되는데 이는 조 내부의 pH를 낮추는 원인이 되며, 질산화균의 성장 조건은 대부분의 미생물과 같은 pH 6-8 범위이다. NH3 +-N이 약 700 mg/ℓ의 성상을 보이는 폐수의 경우, 하루에 처리용량이 조의 용량대비 50% 정도 유입되면, pH는 5이하로 떨어지고, 이에 질산화 효율은 급격히 낮아지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 pH를 중성으로 유지시키기 위해서 NaOH와 같은 알칼리제가 사용되었으나, 추가로 공급되는 약제의 사용으로 인해 부대비용이 소모되는 문제점이 있다.
The bioreaction mechanism of nitrification combines NH 4 + ions in the influent wastewater with O 2 (1.5 moles) to form nitrite-nitrogen NO 2 − , and as a by-
이에, 본 발명자들은 폐수 처리 중, pH가 일정농도 이상으로 높아져 산성화된 질산화조 내에 화학약품 대신 전기석을 사용함으로써, 질산화조 내를 중화상태로 유지하고, 화학약품 사용에 따른 경제적 비용을 줄일 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the present inventors can use the tourmaline instead of the chemical in the acidified nitrification tank because the pH is increased to a certain concentration or higher during the wastewater treatment, thereby maintaining the neutralization in the nitrification tank and reducing the economic cost of using the chemical. It was confirmed that the present invention was completed.
본 발명의 목적은 pH 조절용 알칼리수를 이용하여 탈질 효율이 향상된 폐수처리방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a wastewater treatment method of improved denitrification efficiency using alkaline water for pH adjustment.
본 발명의 다른 목적은 탈질 효율이 향상된 폐수처리장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus having improved denitrification efficiency.
본 발명의 또 다른 목적은 알칼리수의 pH 조절 방법을 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a pH adjusting method of alkaline water.
상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명은 The present invention to solve the above object
전기석 컬럼조 상부에 물을 유입시키는 단계(단계 1);Introducing water into the tourmaline column bath (step 1);
상기 단계 1의 전기석 컬럼조 상부의 물을 내부에 전기석이 충진된 컬럼을 통과시키면서 pH 조절용 알칼리수를 제조하는 단계(단계 2);Preparing alkaline water for pH adjustment while passing water in the tourmaline column bath of step 1 through a column filled with tourmaline therein (step 2);
상기 단계 2에서 제조된 알칼리수를 알칼리수 저장조에 저장하는 단계(단계 3); Storing the alkaline water prepared in
상기 단계 3의 알칼리수를 폐수 및 질산화미생물을 포함하는 폭기조에 유입시켜 질산화 반응에 의한 폭기조 내의 폭기조 내의 pH 저하를 방지하는 단계(단계 4); 및Introducing the alkaline water of
상기 단계 4에서 질산화 반응을 통해 발생된 질소가 제거된 폐수를 유출시키는 단계(단계 5)를 포함하는 pH 조절용 알칼리수를 이용하여 탈질 효율이 향상된 폐수처리방법을 제공한다.It provides a wastewater treatment method of improved denitrification efficiency using the pH adjustment alkaline water comprising the step (step 5) of flowing out the wastewater from which the nitrogen generated through the nitrification step is removed in
또한, 본 발명은 알칼리수를 제조하는 전기석 컬럼조;In addition, the present invention is a tourmaline column bath for producing alkaline water;
상기 전기석 컬럼조와 연결되고, 상기 전기석 컬럼조에서 제조된 pH 조절용 알칼리수를 저장하는 알칼리수 저장조; 및An alkaline water storage tank connected to the tourmaline column bath and storing alkaline water for pH adjustment prepared in the tourmaline column bath; And
상기 알칼리수 저장조와 연결되고, 탈질이 요구되는 폐수 및 질산화미생물을 포함하는 폭기조를 포함하는 탈질 효율이 향상된 폐수처리장치를 제공한다.It is connected to the alkaline water storage tank, and provides a waste water treatment apparatus having an improved denitrification efficiency including an aeration tank containing waste water and nitrification microorganisms that require denitrification.
나아가, 본 발명은 전기석 컬럼조 상부에 물을 유입시키는 단계(단계 1);Furthermore, the present invention includes the step of introducing water into the tourmaline column bath (step 1);
상기 단계 1의 전기석 컬럼조 상부의 물을 내부에 전기석이 충진된 컬럼을 통과시키면서 pH 조절용 알칼리수를 제조는 단계(단계 2);Preparing alkaline water for pH adjustment while passing water in the tourmaline column bath of step 1 through a column filled with tourmaline therein (step 2);
상기 단계 2에서 제조된 알칼리수를 알칼리수 저장조에 저장하는 단계(단계 3); 및Storing the alkaline water prepared in
상기 단계 3의 알칼리수를 단계 1의 전기석 컬럼조로 반복 순환시켜 알칼리수의 알칼리도를 최대화하는 단계(단계 4)를 포함하는 알칼리수의 pH 조절 방법을 제공한다.
It provides a pH control method of the alkaline water comprising the step (step 4) of maximizing the alkalinity of the alkaline water by circulating the alkaline water of
본 발명에 의한 전기석 컬럼장치를 포함하는 폐수처리장치내의 전기석 컬럼장치를 반복적으로 통과시킴으로써 알칼리수를 얻을 수 있어, 폐수처리 장치 내 질산화조의 pH 수치 상승 효율이 매우 우수하므로 질산화조 내의 질산화 반응을 일으키는 미생물들이 살기 알맞은 pH 환경을 조성할 수 있어, 폐수 처리 장치의 질산화 공정에 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 전기석 컬럼장치를 이용함으로써 종래 추가로 공급되는 NaOH와 같은 강염기성 시약의 사용으로 인한 부대비용이 소모되는 문제점 및 이들 시약에 의한 환경오염 문제를 해결할 수 있다.
By repeatedly passing the tourmaline column apparatus in the wastewater treatment apparatus including the tourmaline column apparatus according to the present invention, the alkaline water can be obtained, and the microorganism causing the nitrification reaction in the nitric oxide tank is excellent because the pH value raising efficiency of the nitrification tank in the wastewater treatment apparatus is very excellent. It is possible to create a suitable pH environment to live in, it can be usefully used in the nitrification process of the wastewater treatment apparatus. In addition, by using a tourmaline column apparatus, it is possible to solve the problem that the additional costs due to the use of a strong base reagent such as NaOH, which is conventionally additionally supplied, and the problem of environmental pollution by these reagents.
도 1은 본 발명에 따른 물의 알칼리화 장치와 폐수의 질산화 장치를 연계한 폐수처리장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실험예의 시간에 따른 알칼리수의 pH 변화를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 물의 알칼리화 장치를 나타내는 도면이다. 1 is a schematic diagram of a wastewater treatment system in which an alkalizing apparatus for water and a nitrification apparatus for wastewater are connected according to the present invention.
2 is a view showing the pH change of alkaline water with time of the experimental example of the present invention.
3 is a view showing an alkalizing apparatus for water according to the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은The present invention
전기석 컬럼조 상부에 물을 유입시키는 단계(단계 1);Introducing water into the tourmaline column bath (step 1);
상기 단계 1의 전기석 컬럼조 상부의 물을 내부에 전기석이 충진된 컬럼을 통과시키면서 pH 조절용 알칼리수를 제조하는 단계(단계 2);Preparing alkaline water for pH adjustment while passing water in the tourmaline column bath of step 1 through a column filled with tourmaline therein (step 2);
상기 단계 2에서 제조된 알칼리수를 알칼리수 저장조에 저장하는 단계(단계 3); Storing the alkaline water prepared in
상기 단계 3의 알칼리수를 폐수 및 질산화미생물을 포함하는 폭기조에 유입시켜 질산화 반응에 의한 폭기조 내의 폭기조 내의 pH 저하를 방지하는 단계(단계 4); 및Introducing the alkaline water of
상기 단계 4에서 질산화 반응을 통해 발생된 질소가 제거된 폐수를 유출시키는 단계(단계 5)를 포함하는 pH 조절용 알칼리수를 이용하여 탈질 효율이 향상된 폐수처리방법을 제공한다.
It provides a wastewater treatment method of improved denitrification efficiency using the pH adjustment alkaline water comprising the step (step 5) of flowing out the wastewater from which the nitrogen generated through the nitrification step is removed in
본 발명의 상기 단계 1은 전기석 컬럼조 상부에 물을 유입시키는 단계로서, 상기 전기석 컬럼조는 내부가 전기석 입자로 충진되고, 컬럼 양끝에 전기석 입자가 세어나가지 않도록 입자보다 직경이 작은 직포로 막아 물만이 통과할 수 있도록 제조한 컬럼이 하나 이상 설치될 수 있다.
Step 1 of the present invention is a step of introducing water to the top of the tourmaline column tank, the tourmaline column tank is filled with tourmaline particles inside, the water is blocked by a woven fabric of smaller diameter than the particle so that the tourmaline particles do not count at both ends of the column One or more columns may be installed to allow passage.
본 발명의 상기 단계 2는 상기 단계 1의 전기석 컬럼조 상부의 물을 내부에 전기석이 충진된 컬럼을 통과시키면서 pH 조절용 알칼리수를 제조하는 단계이다.
상기 전기석은 표층에 영구적으로 전기분극을 띄고 있어, 물과 같은 극성물질이나 이온을 띄는 물질들도 이온으로 쉽게 분리하고, 전기석의 입자 크기가 작을수록 대전되는 전압도 높아진다. 일반적으로 전기석에서 물은 전기석에서 발생한 기전력 때문에 수소이온(H+)과 수산기(OH-)로 분리되고 수소이온은 대부분 기체 수소로 바뀌어 대기중으로 날아가고, 용액 내부의 수산기의 농도가 차츰 높아져 pH 수치가 상승하여 알칼리화되는 원리를 이용하는 것이다.
The tourmaline is permanently polarized on the surface layer, so that polar substances such as water or ionic substances are easily separated into ions, and the smaller the size of the tourmaline, the higher the voltage charged. In general, since the electromotive force generated in the water tourmaline in tourmaline hydrogen ions (H +) and hydroxyl (OH -) is separated and the hydrogen ions most of the gas to fly into the change in the hydrogen atmosphere, the concentration of hydroxyl groups within the solution increases gradually pH value to It uses the principle of rising and alkalizing.
본 발명에 따른 상기 컬럼 내부에 충진되는 전기석 입자의 평균 직경은 0.01-0.1 mm인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05-0.07 mm인 것을 사용할 수 있다. The average diameter of the tourmaline particles filled in the column according to the present invention is preferably to use 0.01-0.1 mm, more preferably 0.05-0.07 mm can be used.
전기석 컬럼을 이용하여 물을 알칼리화하는 효율을 높이기 위해서는 물과 접촉되는 전기석의 표면적이 커야하므로 입자가 최대한 작은 전기석 입자를 사용하여야한다. 반면, 상기 범위를 벗어나는 경우, 전기석 입자의 평균 직경이 0.01 mm 미만일 경우에는 입자의 크기가 너무 미세하여 전기력과 반델발스 힘 등의 인력으로 입자들끼리 서로 응집하는 현상이 발생하여 물과 충분한 접촉효율을 만들어내지 못하는 문제점이 있고, 0.1 mm를 초과하는 경우에는 물과 접촉하는 표면적이 부족한 문제점이 있다(제조예 1-5 참조).
In order to increase the efficiency of alkalizing water using a tourmaline column, the surface of the tourmaline in contact with the water must be large, so that the tourmaline particles having the smallest particle size should be used. On the other hand, if the average diameter of the tourmaline particles is less than 0.01 mm, the particle size is so fine that the particles agglomerate with each other due to attraction force such as electric force and vandelwald force, resulting in sufficient contact efficiency with water. There is a problem that can not be produced, if there is more than 0.1 mm there is a problem that the surface area in contact with water is insufficient (see Production Example 1-5).
또한, 본 발명에 따른 상기 전기석은 컬럼내에 10-20 cm의 높이로 충진하여 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10-15 cm의 높이로 충진하여 사용할 수 있다.In addition, the tourmaline according to the present invention is preferably used to fill the column to a height of 10-20 cm, more preferably can be used to fill the height of 10-15 cm.
상기 범위를 벗어나는 경우, 10 cm이하의 높이로 충진되는 경우, pH가 10.5이하로 제조되는 문제점이 있다(제조예 6-11 참조). If it is out of the above range, when filled to a height of 10 cm or less, there is a problem that the pH is manufactured to 10.5 or less (see Preparation Example 6-11).
상기 범위를 벗어나게되면 최대 pH는 더 이상 상승하지 않게 되며, 충진되는 전기석만 더 많이 소모되게 되므로 경제적이지 않게 된다.
Outside the above range, the maximum pH does not rise anymore, and because only the tourmaline to be filled is consumed more, it is not economical.
본 발명의 상기 단계 3은 상기 단계 2에서 제조된 알칼리수를 알칼리수 저장조에 저장하는 단계로서, 이때, 본 발명에 따른 상기 전기석 컬럼조는 전기석을 통과하여 생성된 알칼리수를 반복적으로 순환시킴으로써 폭기조로 투입되는 알칼리수의 알칼리도를 최대로 유지시킬 수 있다.
상기 전기석 컬럼조에 의해 생성된 알칼리수를 공기 중 노출시간에 따른 pH 변화를 확인한 결과, 시간이 경과함에 따라 pH가 10.7에서 8.0으로 중성에 가까워지는 것으로 나타났다(실험예 1 및 도 2 참조).As a result of confirming the pH change according to the exposure time of the alkaline water generated by the tourmaline column bath in air, the pH was found to be close to neutral from 10.7 to 8.0 (see Experimental Example 1 and FIG. 2).
이에, 본 발명에 따른 상기 전기석을 통과하여 생성된 알칼리수를 반복적으로 순환시킴으로써 알칼리수의 알칼리도를 최대로 유지시킬 수 있고, 종래 폭기조 내의 알칼리화를 위해 추가로 공급되는 수산화나트륨(NaOH) 등의 약제의 사용으로 인한 부대비용이 소모되는 문제점을 해결할 수 있다.
Accordingly, by repeatedly circulating the alkaline water generated through the tourmaline according to the present invention, it is possible to maintain the alkalinity of the alkaline water to the maximum, and use of a drug such as sodium hydroxide (NaOH), which is additionally supplied for alkalizing in the conventional aeration tank. This can solve the problem of the additional costs caused by.
본 발명의 상기 단계 4는 상기 단계 3의 알칼리수를 폐수 및 질산화미생물을 포함하는 폭기조에 유입시켜 질산화 반응에 의한 폭기조 내의 폭기조 내의 pH 저하를 방지하는 단계로서, 상기 폭기조 내의 pH는 알칼리수에 의해 6-8로 유지되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 폭기조 내의 pH는 질산화 반응을 일으키는 미생물들이 살기 알맞은 pH 환경을 조성하기 위한 단계로서, 폐수처리시, 질산화 공정의 효율을 높일 수 있는 장점이 있다(실시예 참조).
At this time, the pH in the aeration tank is a step for creating a pH environment suitable for the microorganisms causing nitrification reaction, there is an advantage that can increase the efficiency of the nitrification process during waste water treatment (see Example).
본 발명의 상기 단계 5는 상기 단계 4에서 질산화 반응을 통해 발생된 질소가 제거된 폐수를 유출시키는 단계이다. 이때, 상기 폐수는 폭기조내에서 질산성-질소로 변환된 질소가 준혐기 환경에서 다시 아질산성-질소로 바뀌고, 탈질미생물에 의해 최종 질소가스 형태로 배출되어 암모니아성 질소가 제거된 상태로 배출될 수 있다.
또한, 본 발명은In addition,
알칼리수를 제조하는 전기석 컬럼조;Tourmaline column bath for producing alkaline water;
상기 전기석 컬럼조와 연결되고, 상기 전기석 컬럼조에서 제조된 pH 조절용 알칼리수를 저장하는 알칼리수 저장조; 및An alkaline water storage tank connected to the tourmaline column bath and storing alkaline water for pH adjustment prepared in the tourmaline column bath; And
상기 알칼리수 저장조와 연결되고, 탈질이 요구되는 폐수 및 질산화미생물을 포함하는 폭기조를 포함하는 탈질 효율이 향상된 폐수처리장치를 제공한다.
It is connected to the alkaline water storage tank, and provides a waste water treatment apparatus having an improved denitrification efficiency including an aeration tank containing waste water and nitrification microorganisms that require denitrification.
이하, 본 발명에 따른 폐수처리장치를 도 1을 참조하여 상세히 설명하면, 물 유입관(1)을 통해 물이 전기석이 충진되어 있는 전기석 컬럼조(3)의 양끝에 입자가 세어나가지 않도록 전기석 입자보다 직경이 작은 직포(2)로 설계되어 있는 컬럼조의 상부를 통과하여 전기석 컬럼조를 통해 알칼리수가 생성된 뒤, 알칼리수 운송관(4)을 통해 알칼리수 저장조(5)에 저장된다. 이때, 밸브(6)를 조절하여 상기 알칼리수 저장조의 알칼리수를 알칼리수 순환관(7)을 통해 다시 컬럼조 상부로 보내거나, 알칼리수 투입관(8)을 통해 폐수(질소포함) 유입관(9)이 연결되고, 질소를 포함하는 폐수가 들어있는 폭기조(10) 내로 알칼리 수를 투입한다. 상기 폭기조에는 폐수의 질산화가 잘 일어날 수 있도록 하는 교반부재(11)와 교반장치(임펠러)(12)가 포함되어 있고, 질산화가 완료되어 질소가 제거된 폐수는 폐수(질소제거) 유출관(13)으로 유출된다.
Hereinafter, the wastewater treatment apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1, so that the particles are not counted at both ends of the
본 발명의 폐수처리장치에 있어서, 상기 전기석 컬럼조는 내부에 전기석이 충진된 컬럼을 하나이상 포함할 수 있고, 이때, 상기 전기석의 평균 직경은 0.01-1.0 mm인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 더욱 바람직하게는 0.05-0.07 mm인 것을 사용할 수 있다. In the wastewater treatment apparatus of the present invention, the tourmaline column tank may include at least one column filled with tourmaline therein, wherein the average diameter of the tourmaline is preferably 0.01-1.0 mm, more preferably Preferably, 0.05-0.07 mm can be used.
전기석 컬럼을 이용하여 물을 알칼리화하는 효율을 높이기 위해서는 물과 접촉되는 전기석의 표면적이 커야하므로 입자가 최대한 작은 전기석 입자를 사용하여야한다. 반면, 상기 범위를 벗어나는 경우, 전기석 입자의 평균 직경이 0.01 mm 미만일 경우에는 입자의 크기가 너무 미세하여 전기력과 반델발스 힘 등의 인력으로 입자들끼리 서로 응집하는 현상이 발생하여 물과 충분한 접촉효율을 만들어내지 못하는 문제점이 있고, 0.1 mm를 초과하는 경우에는 물과 접촉하는 표면적이 부족한 문제점이 있다(제조예 1-5 참조).
In order to increase the efficiency of alkalizing water using a tourmaline column, the surface of the tourmaline in contact with the water must be large, so that the tourmaline particles having the smallest particle size should be used. On the other hand, if the average diameter of the tourmaline particles is less than 0.01 mm, the particle size is so fine that the particles agglomerate with each other due to attraction force such as electric force and vandelwald force, resulting in sufficient contact efficiency with water. There is a problem that can not be produced, if there is more than 0.1 mm there is a problem that the surface area in contact with water is insufficient (see Production Example 1-5).
또한 본 발명에 따른 상기 전기석은 컬럼내에 10-20 cm의 높이로 충진되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10-15 cm의 높이로 충진될 수 있다.In addition, the tourmaline according to the present invention is preferably filled in a column of a height of 10-20 cm, more preferably may be filled to a height of 10-15 cm.
상기 범위를 벗어나는 경우, 10 cm이하의 높이로 충진되는 경우, 제조된 알칼리수의 pH가 10.5이하로 제조되는 문제점이 있다(제조예 6-11 참조).
If it is out of the above range, when filled to a height of 10 cm or less, there is a problem that the pH of the prepared alkaline water is prepared to 10.5 or less (see Preparation Example 6-11).
나아가, 본 발명의 폐수처리장치에 있어서, 상기 폭기조는 질산화 반응의 효율을 증가시키기 위한 교반장치를 더 포함할 수 있다.
Furthermore, in the wastewater treatment apparatus of the present invention, the aeration tank may further include a stirring device for increasing the efficiency of the nitrification reaction.
또한, 상기 전기석 컬럼조는 전기석을 통과하여 생성된 알칼리수를 반복적으로 순환시킴으로써 폭기조로 투입되는 알칼리수의 알칼리도를 최대로 유지시킬 수 있다.In addition, the tourmaline column tank can maintain the alkalinity of the alkaline water introduced into the aeration tank by circulating the alkali water generated through the tourmaline repeatedly.
상기 전기석 컬럼조에 의해 생성된 알칼리수를 공기 중 노출시간에 따른 pH 변화를 확인한 결과, 시간이 경과함에 따라 pH가 10.7에서 8.0으로 중성에 가까워지는 것으로 나타났다(실험예 1 및 도 2 참조).As a result of confirming the pH change according to the exposure time of the alkaline water generated by the tourmaline column bath in air, the pH was found to be close to neutral from 10.7 to 8.0 (see Experimental Example 1 and FIG. 2).
이에, 본 발명에 따른 상기 전기석을 통과하여 생성된 알칼리수를 반복적으로 순환시킴으로써 알칼리수의 알칼리도를 최대로 유지시킬 수 있고, 종래 폭기조 내의 알칼리화를 위해 추가로 공급되는 수산화나트륨(NaOH) 등의 약제의 사용으로 인한 부대비용이 소모되는 문제점을 해결할 수 있다.
Accordingly, by repeatedly circulating the alkaline water generated through the tourmaline according to the present invention, it is possible to maintain the alkalinity of the alkaline water to the maximum, and use of a drug such as sodium hydroxide (NaOH), which is additionally supplied for alkalizing in the conventional aeration tank. This can solve the problem of the additional costs caused by.
나아가, 상기 폭기조 내의 pH는 알칼리수에 의해 6-8로 유지하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 폭기조 내의 pH는 질산화 반응을 일으키는 미생물들이 살기 알맞은 pH 환경을 조성하기 위한 것으로서, 폐수처리시, 질산화 공정의 효율을 높일 수 있는 장점이 있다(실시예 참조).
Furthermore, the pH in the aeration tank is preferably maintained at 6-8 by alkaline water. At this time, the pH in the aeration tank is to create a pH environment suitable for the microorganisms causing nitrification reaction, there is an advantage that can increase the efficiency of the nitrification process during waste water treatment (see Examples).
또한, 본 발명의 상기 폭기조 내 질산화미생물은 니트로소모나스(Nitrosomonas) 또는 니트로박토르(Nitrobactor)를 사용할 수 있다.
In addition, the nitrifying microorganisms in the aeration tank of the present invention may use nitrosomonas or nitrobactor.
나아가, 본 발명은 Further,
전기석 컬럼조 상부에 물을 유입시키는 단계(단계 1);Introducing water into the tourmaline column bath (step 1);
상기 단계 1의 전기석 컬럼조 상부의 물을 내부에 전기석이 충진된 컬럼을 통과시키면서 pH 조절용 알칼리수를 제조는 단계(단계 2);Preparing alkaline water for pH adjustment while passing water in the tourmaline column bath of step 1 through a column filled with tourmaline therein (step 2);
상기 단계 2에서 제조된 알칼리수를 알칼리수 저장조에 저장하는 단계(단계 3); 및Storing the alkaline water prepared in
상기 단계 3의 알칼리수를 단계 1의 전기석 컬럼조로 반복 순환시켜 알칼리수의 알칼리도를 최대화하는 단계(단계 4)를 포함하는 알칼리수의 pH 조절 방법을 제공한다.
It provides a pH control method of the alkaline water comprising the step (step 4) of maximizing the alkalinity of the alkaline water by circulating the alkaline water of
이하, 본 발명을 제조예 및 실시예에 의하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Production Examples and Examples.
단, 하기 제조예 및 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 제조예 및 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
However, the following Preparation Examples and Examples are merely to illustrate the present invention, the contents of the present invention is not limited by the following Preparation Examples and Examples.
<< 제조예Manufacturing example 1 내지 5> 전기석 크기에 따른 1 to 5> according to tourmaline size pHpH 의 변화Change of
본 발명의 폐수처리 장치(도 1 참조)의 질산화조 내의 환경을 알칼리화 시키기 위한 부분인 전기석(토르말린, Tourmaline) 충진 컬럼에 있어서, 전기석의 크기에 따른 pH 변화를 측정하기 위하여 하기 실험을 수행하였다.In the tourmaline (Tormaline) filling column, which is a part for alkalizing the environment in the nitrification tank of the wastewater treatment apparatus (see FIG. 1) of the present invention, the following experiment was performed to measure the pH change according to the size of the tourmaline.
먼저, 전기석의 평균직경이 7.5 mm(표면적: 약 40 cm2), 5.5 mm(표면적: 약 55 cm2), 0.115 mm(표면적: 약 2,600 cm2), 0.058 mm(표면적: 약 5,600 cm2) 및 0.018 mm(표면적: 약 16,500 cm2)로 입자크기가 다른 시료 30 g을 각각의 컬럼에 충진하고, 증류수를 분당 0.1 ℓ의 속도로 10 ℓ를 통과시킨 후, pH를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.First, the average diameter of tourmaline is 7.5 mm (surface area: about 40 cm 2 ), 5.5 mm (surface area: about 55 cm 2 ), 0.115 mm (surface area: about 2,600 cm 2 ), 0.058 mm (surface area: about 5,600 cm 2 ) And 30 g of samples having different particle sizes at 0.018 mm (surface area: about 16,500 cm 2 ) were charged to each column, and distilled water was passed through 10 L at a rate of 0.1 L per minute, and then the pH was measured. The results are shown in Table 1 below.
표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 전기석의 평균직경이 0.018-0.115 mm인 경우, pH가 9.6-10.7로 확인되었고, 특히, 제조예 4의 전기석의 평균직경이 0.058 mm인 경우, pH가 10.6-10.7로 확인되었다.As shown in Table 1, when the average diameter of the tourmaline according to the present invention is 0.018-0.115 mm, the pH was confirmed as 9.6-10.7, in particular, when the average diameter of the tourmaline of Preparation Example 4 is 0.058 mm, the pH is 10.6-10.7 was confirmed.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 전기석이 입경이 너무 크거나 작을 경우, pH 값이 낮은 문제점이 있다.
As shown in Table 1, when the tourmaline is too large or small particle size, there is a problem that the pH value is low.
따라서, 본 발명에 따른 최적화된 입자크기의 전기석을 사용할 경우, 폐수처리 장치 내 질산화조의 pH 수치 상승 효율이 매우 우수하므로 질산화조 내의 질산화 반응을 일으키는 미생물들이 살기 알맞은 pH 환경을 조성할 수 있어, 폐수 처리 장치의 질산화 공정에 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, when using the optimized particle size tourmaline according to the present invention, since the pH value rise efficiency of the nitrification tank in the wastewater treatment device is very excellent, it is possible to create a suitable pH environment for microorganisms causing nitrification reaction in the nitrification tank, waste water It can be usefully used in the nitrification process of the treatment apparatus.
<< 제조예Manufacturing example 6 내지 11> 전기석 6-11> tourmaline 충진Filling 컬럼column 높이에 따른 According to height pHpH 의 변화Change of
전기석의 충진 컬럼 높이에 따른 pH의 변화를 측정하기 위하여 하기 실험을 수행하였다. The following experiment was carried out to measure the change in pH according to the packed column height of tourmaline.
본 발명에 따른 pH 상승효과가 우수한 제조예 4의 평균직경이 0.058 mm인 전기석을 5 cm, 10 cm, 15 cm 및 20 cm의 높이로 컬럼에 충진하여, 증류수 10 ℓ를 통과시킨 후, pH를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.After preparing a tourmaline having an average diameter of 0.058 mm having a high pH synergistic effect according to the present invention in a column at a height of 5 cm, 10 cm, 15 cm and 20 cm, passing 10 L of distilled water, Measured. The results are shown in Table 2 below.
표 2에 나타낸 바와 같이, 충진량에 상관없이 pH는 유사하게 나타났으며, 특히, 본 발명에 따른 제조예 4의 전기석의 충진 컬럼의 높이가 10-15 cm인 경우, pH가 10.6-10.7로 확인되었다.
As shown in Table 2, the pH was similar regardless of the filling amount, in particular, when the height of the packed column of tourmaline of Preparation Example 4 according to the present invention is 10-15 cm, the pH is confirmed to be 10.6-10.7 It became.
따라서, 본 발명에 따른 최적화된 입자크기의 전기석을 10-15 cm의 높이로 충진하여 사용할 경우, 폐수처리 장치 내 질산화조의 pH 수치 상승 효율이 매우 우수하므로 질산화조 내의 질산화 반응을 일으키는 미생물들이 살기 알맞은 pH 환경을 조성할 수 있어, 폐수 처리 장치의 질산화 공정에 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, when the optimized particle size tourmaline packed with a height of 10-15 cm is used, microorganisms causing nitrification in the nitrification tank are suitable for living because the efficiency of raising the pH value of the nitrification tank in the wastewater treatment apparatus is very excellent. Since pH environment can be created, it can be usefully used for the nitrification process of a wastewater treatment apparatus.
<< 실험예Experimental Example 1> 알칼리수의 공기 중 노출 시간에 따른 1> According to the exposure time of alkaline water in the air pHpH 변화 change
본 발명에 따른 전기석 컬럼장치에 의해 생성된 알칼리수의 공기 중 노출 시간에 따른 pH 변화를 확인하기 위하여 전기석 컬럼장치에 의해서 생성된 알칼리수를 상온에 30일 동안 방치하고, pH를 측정하여 하기 표 3 및 도 2에 나타내었다.In order to check the pH change according to the exposure time of the alkaline water generated by the tourmaline column apparatus according to the present invention in air, the alkaline water generated by the tourmaline column apparatus was left at room temperature for 30 days, and the pH was measured by the following Table 3 and 2 is shown.
표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 전기석 컬럼장치에 의해 생성된 알칼리수를 저장조에 보관할 경우, 약 5일 후, pH가 10.0 이하로 떨어지고, 30일 후, pH가 8.0으로 중성에 가까워져 시간이 경과함에 따라 pH가 감소하는 것으로 나타났다(도 2 참조). As shown in Table 3, when the alkaline water produced by the tourmaline column apparatus according to the present invention is stored in a storage tank, after about 5 days, the pH drops to 10.0 or less, and after 30 days, the pH approaches 8.0 and is neutral. The pH was shown to decrease with time (see FIG. 2).
상기 문제점은 본 발명에 따른 전기석 컬럼장치를 이용하여 반복적으로 통과시킴으로써 알칼리수를 얻을 수 있으므로 폐수처리 장치 내 질산화조의 pH 수치 상승 효율이 매우 우수하므로 질산화조 내의 질산화 반응을 일으키는 미생물들이 살기 알맞은 pH 환경을 조성할 수 있어, 폐수 처리 장치의 질산화 공정에 유용하게 사용될 수 있다.
The problem is that the alkaline water can be obtained by repeatedly passing through the tourmaline column apparatus according to the present invention, so the efficiency of the pH value rise of the nitrification tank in the wastewater treatment system is very excellent, so that the microorganism causing the nitrification reaction in the nitrification tank is suitable for living. It can be formed and can be usefully used for nitrification of the wastewater treatment apparatus.
<< 실시예Example > 전기석을 이용한 질산화 반응 장치 내 알칼리화 공정> Alkalization Process in Nitrification Equipment Using Tourmaline
본 발명의 기술에 해당하는 물의 알칼리화 장치를 하기와 같이 구성하여 공정을 운전하였다(도 1 참조). The water alkalizing apparatus corresponding to the technique of the present invention was configured as follows to operate the process (see FIG. 1).
먼저, 전기석(토르말린; Tourmaline) 컬럼조의 전기석은 (주)WJ에서 중국으로부터 수입한 전기석을 평균 입경이 0.058 mm로 파쇄하여 사용하였다. 물의 알칼리화 효율과 공정의 표준화 및 유지보수의 편리를 위한다는 관점에서, 컬럼을 이용해 전기석 100 g을 10-15 cm의 높이로 채운 후, 컬럼 양끝에 입자가 세어나가지 않도록 입자보다 직경이 작은 부직포를 이용하여 물만 통과할수록 설계하였다.First, the tourmaline of tourmaline columnar was used by crushing the tourmaline imported from China from WJ Co., Ltd. with an average particle diameter of 0.058 mm. From the viewpoint of alkalizing efficiency of water and convenience of process standardization and maintenance, a column is filled with 100 g of tourmaline to a height of 10-15 cm, and a nonwoven fabric having a smaller diameter than the particles is used to prevent particles from counting at both ends of the column. By using only water passing through the design.
본 발명에 따라 설계된 전기석 컬럼조를 포함하는 폐수처리장치를 사용하여 축산폐수를 분해하는 실험을 수행하고, 비교군으로 전기석 컬럼조 대신 1N-NaOH 수용액을 이용하여 질산화조의 pH를 조절하여 축산폐수를 분해하는 실험을 수행하였다. 그 결과는 하기에 나타내었다.The experiment was performed to decompose livestock wastewater using a wastewater treatment apparatus including a tourmaline column tank designed according to the present invention, and to adjust the pH of the nitrification tank using a 1N-NaOH aqueous solution instead of the tourmaline column tank as a comparison group. An experiment to decompose was performed. The results are shown below.
이때, 사용된 축산폐수 시료의 성상은 TCOD 900 mg/ℓ, 암모니아성-질소는 약 900 mg/ℓ, 질산성 질소는 약 20 mg/ℓ 및 총질소는 약 750 mg/ℓ이다.
In this case, the used livestock wastewater sample is TCOD 900 mg / L, ammonia-nitrogen is about 900 mg / l, nitrate nitrogen is about 20 mg / l and total nitrogen is about 750 mg / l.
결과result
축산폐수의 분해 결과, 본 발명에 따라 설계된 폐수처리장치를 이용한 경우, pH 10.5-11의 알칼리수의 생성이 지속적으로 가능한 것으로 확인되었고, 질산화조의 pH를 6.0으로 조성하는데 250 ㎖의 알칼리수가 사용되었다. 한편, 대조군으로 사용된 1N-NaOH 수용액을 이용하여 질산화조의 pH를 6.0으로 조성하는데 30 ㎖의 1N-NaOH 수용액이 필요한 것으로 확인되어 NaOH의 계속적인 소모가 요구된다.As a result of the decomposition of the livestock wastewater, it was confirmed that when the wastewater treatment apparatus designed according to the present invention was used, the generation of alkaline water at pH 10.5-11 was continuously possible, and 250 ml of alkaline water was used to set the pH of the nitrification tank to 6.0. On the other hand, using the 1N-NaOH aqueous solution used as a control to determine the pH of the nitrification to 6.0 to 30 ml 1N-NaOH aqueous solution is required to continue the consumption of NaOH is required.
따라서, 본 발명에 따른 전기석 컬럼장치를 이용하여 반복적으로 통과시킴으로써 알칼리수를 얻을 수 있어, 폐수처리 장치 내 질산화조의 pH 수치 상승 효율이 매우 우수하므로 질산화조 내의 질산화 반응을 일으키는 미생물들이 살기 알맞은 pH 환경을 조성할 수 있어, 폐수 처리 장치의 질산화 공정에 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 전기석 컬럼장치를 이용함으로써 종래 추가로 공급되는 NaOH와 같은 강염기성 시약의 사용으로 인한 부대비용이 소모되는 문제점 및 이들 시약에 의한 환경오염 문제를 해결할 수 있다.Therefore, it is possible to obtain alkaline water by repeatedly passing through the tourmaline column apparatus according to the present invention, and since the pH value raising efficiency of the nitrification tank in the wastewater treatment system is very excellent, a microbe that causes nitrification reactions in the nitrification tank is suitable for living. It can be formed and can be usefully used for nitrification of the wastewater treatment apparatus. In addition, by using a tourmaline column apparatus, it is possible to solve the problem that the additional costs due to the use of a strong base reagent such as NaOH, which is conventionally additionally supplied, and the problem of environmental pollution by these reagents.
Claims (8)
상기 단계 1의 전기석 컬럼조 상부의 물을 내부에 평균 직경이 0.01-1.0 mm인 전기석이 충진된 컬럼을 통과시키면서 pH 조절용 알칼리수를 제조하는 단계(단계 2);
상기 단계 2에서 제조된 알칼리수를 알칼리수 저장조에 저장하는 단계(단계 3);
상기 단계 3의 알칼리수를 폐수 및 질산화미생물을 포함하는 폭기조에 유입시켜 질산화 반응에 의한 폭기조 내의 pH 저하를 방지하는 단계(단계 4); 및
상기 단계 4에서 질산화 반응을 통해 발생된 질소가 제거된 폐수를 유출시키는 단계(단계 5)를 포함하는 pH 조절용 알칼리수를 이용하여 탈질 효율이 향상된 폐수처리방법.
Introducing water into the tourmaline column bath (step 1);
Preparing alkaline water for pH adjustment while passing water of the tourmaline column bath of step 1 through a column filled with tourmaline having an average diameter of 0.01-1.0 mm;
Storing the alkaline water prepared in step 2 in an alkaline water storage tank (step 3);
Introducing the alkaline water of step 3 into an aeration tank including wastewater and nitrifying microorganisms to prevent a decrease in pH in the aeration tank by nitrification (step 4); And
Wastewater treatment method of the denitrification efficiency is improved by using a pH adjusting alkaline water comprising the step (step 5) of flowing out the wastewater from which the nitrogen generated through the nitrification reaction is removed in step 4.
The method of claim 1, wherein the tourmaline column bath comprises at least one column filled with tourmaline therein.
The method of claim 2, wherein the tourmaline is filled in a column of 5-30 cm in height.
The wastewater treatment method according to claim 1, wherein the tourmaline column tank keeps the alkalinity of the alkaline water introduced into the aeration tank by circulating the alkaline water generated through the tourmaline repeatedly.
상기 전기석 컬럼조와 연결되고, 상기 전기석 컬럼조에서 제조된 pH 조절용 알칼리수를 저장하는 알칼리수 저장조; 및
상기 알칼리수 저장조와 연결되고, 탈질이 요구되는 폐수 및 질산화미생물을 포함하는 폭기조를 포함하는 탈질 효율이 향상된 폐수처리장치.
A tourmaline column bath filled with tourmaline having an average diameter of 0.01-1.0 mm and producing alkaline water;
An alkaline water storage tank connected to the tourmaline column bath and storing alkaline water for pH adjustment prepared in the tourmaline column bath; And
The denitrification efficiency improved wastewater treatment apparatus including an aeration tank connected to the alkaline water storage tank and including wastewater and nitrifier microorganisms that require denitrification.
The wastewater treatment apparatus according to claim 6, wherein the tourmaline column tank keeps the alkalinity of the alkaline water introduced into the aeration tank by circulating the alkaline water generated through the tourmaline repeatedly.
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