KR20010025729A - A method for simultaneous removal of nitrogen and phosphorus in the sewage and waste water - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided is an advanced wastewater treatment method for removing nitrogen and phosphate simultaneously, which is characterized in that a Plug Flow Reactor separator(2) operated under anoxic state is adopted as a bio-adsorption basin, RIDs are installed in a nitrification basin(6), HBC or RID is installed in a stabilization basin(12) causing luxury-uptake of phosphates by microorganisms for shortening HRT and minimizing operation cost. CONSTITUTION: The system consists of: a PFR separator(2) in which return sludge(22) from a final settling basin(14) is adsorbed biologically under anoxic condition; a primary settling basin(4) in which liquid/solid separation of mixed liquor that is pretreated in the PFR separator is carried out; a nitrification basin(6) which supernatant separated in the primary settling tank and return sludge(18) from the final settling tank flow into, and ammonia is oxidized to nitrite by RIDs; a preliminary anoxic basin(8) into which return sludge(20) from the final settling tank and sedimental sludge separated in the primary settling tank flow, so that NOx-N contained in the return sludge is denitrified and microorganisms release excess phosphate from their cell tissues to mixed liquor; an anoxic basin(10) in which nitrified supernatant flowed from the nitrification tank and denitrified mixed liquor flowed from the preliminary anoxic basin are mixed, and then complete denitrification is carried out; a stabilization basin in which remaining organics and ammonia are completely oxidized, and also luxury up-take of phosphates into cell tissues of microorganisms happens; the final settling basin in which microorganism sludge is settled for return sludge(22, 18, 16) and excess sludge is discarded. In this system, PSA(Pressure Swing Adsorption) type oxygen generator is optionally installed in the stabilization basin for increasing oxygen transmission efficiency so that HRT is reduced drastically and deodorizing effect can be accompanied. Further, in front of either the final settling basin or the PFR separator, chemical coagulants such as Al3+, Fe3+ are optionally injected to accelerate flocculation and remove soluble phosphates so that the primary settling basin can be operated stably.

Description

회전원판이 설치된 질산화조를 이용하는 하수 또는 폐수의 질소 및 인의 동시 제거 방법{A METHOD FOR SIMULTANEOUS REMOVAL OF NITROGEN AND PHOSPHORUS IN THE SEWAGE AND WASTE WATER}METHODS FOR SIMULTANEOUS REMOVAL OF NITROGEN AND PHOSPHORUS IN THE SEWAGE AND WASTE WATER}

본 발명은 하수 또는 폐수의 질소 및 인의 동시 제거방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 PFR 분리조, 일차 침전조, 질산화조, 준혐기성 완충 무산조, 무산소조, 안정화조 및 최종 침전조를 포함하여 이루어지는 반응조를 이용하여 하수 또는 폐수의 질소 및 인의 동시 제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for the simultaneous removal of nitrogen and phosphorus from sewage or wastewater. More specifically, the present invention relates to a method for simultaneously removing nitrogen and phosphorus from sewage or wastewater using a reaction tank including a PFR separation tank, a primary precipitation tank, a nitrification tank, a quasi-anaerobic buffer anoxic tank, an anoxic tank, a stabilization tank, and a final precipitation tank.

종래 접촉조, 일차 침전조, 인방출조, 질산화조, 탈질조, 인방출조, 인흡수조 및 최종 침전조로 이루어지는 반응조를 이용하여 이루어지는 오폐수를 처리하는 방법이 알려져 있었다. 예를 들면, 대한민국 특허 공개 제2000-0040351호(도1 참조)에는, 오폐수를 호기성 조건의 접촉조에서 유입시켜 유기물을 미생물을 부착시켜 유기물질을 미생물에 부착시킨 후 생성된 혼합액 전부를 1차 침전조로 보내어 미생물슬러지와 상징수(上澄水)를 분리한 다음 미생물슬러지의 일부는 폐기하고, 나머지는 완전 밀폐형 혐기성조건의 인방출조로 보내고, 상징수는 담체가 충전된 질산화조로 유입시켜 상징수 내 암모니아성 질소를 질산성 질소로 산화시킨 후 미생물 슬러지와 분리된 상징수를 탈질조로 유입시킨 다음, 이 상징수를 인방출조에서 유입시킨 혼합액전부와 최종 침전조에서 반송된 미생물슬러지와 혼합하여 상징수내에 함유된 질산성 질소를 환원시켜 질소가스로 대기중으로 탈기시킨 후 혼합액 전부를 인흡수조로 유입시킨 다음, 인을 미생물체내에 흡수시킨 후 혼합액전부를 최종침전조로 보낸 다음 미생물슬러지와 상징수로 분리한 후 미생물슬러지의 일부를 접촉조로 반송하고 또 일부를 탈질조로 반송하며 나머지는 폐기하고 상징수를 배출하는 것을 특징으로 하는 미생물 접촉을 이용한 오폐수를 처리하는 방법에 관하여 기술하고 있다. 또한, 질산화조에 담체 대신 막을 설치함으로써 질산화침전조를 생략할 수 있는 방법과 인흡수조에 막을 설치함으로써 최종 침전조를 생략할 수 있는 방법도 기술하고 있다.Conventionally, a method for treating wastewater using a reaction tank consisting of a contact tank, a primary precipitation tank, a phosphorus discharge tank, a nitrification tank, a denitrification tank, a phosphorus discharge tank, a phosphorus absorption tank, and a final precipitation tank has been known. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2000-0040351 (see FIG. 1) discloses that waste water is introduced from a contact tank under aerobic conditions to attach organic matter to microorganisms, thereby attaching organic matter to the microorganisms, and then, all of the resulting mixed solution is firstly applied. It is sent to the settling tank to separate the microbial sludge and the supernatant water, and then a part of the microbial sludge is discarded, and the rest is sent to the phosphorus discharge tank under the completely closed anaerobic condition. After oxidizing ammonia nitrogen to nitrate nitrogen, the microbial sludge and the supernatant separated into the denitrification tank are mixed, and the supernatant is mixed with the whole mixed liquid introduced from the phosphate discharge tank and the microbial sludge returned from the final settling tank. Nitrogen-containing nitrogen is reduced, degassed into the atmosphere with nitrogen gas, and then all of the mixed solution is introduced into a phosphorus absorption tank. After absorbing into the organism, the mixed liquid is sent to the final settling tank, and then separated into microbial sludge and supernatant water, and then a part of the microbial sludge is returned to the contact tank, and a part is returned to the denitrification tank, and the rest is discarded and the symbol water is discharged. It describes a method for treating wastewater using microbial contact. In addition, a method for omitting the nitric oxide precipitation tank by providing a membrane instead of a carrier in the nitrification tank and a method for omitting the final precipitation tank by installing a membrane in the phosphorus absorption tank are also described.

또한, 대한민국 특허 제0242795호에는 제1호기성조, 제1침전조, 제2호기성조, 혐기성조, 무산소조 및 제3호기성조로 이루어지는 반응조를 이용한 미생물을 이용한 질소와 인의 동시 처리방법에 관하여 기술하고 있다. 그 외의 생물흡착(biosorption) 방법 및 응집제 투입에 의한 방법들에 관한 문헌으로 예를 들면, Journal of energy, Heat and mass transfer, Vol. 18, 267∼274, 1996, "New processes for the removal of carbon and ammonia from wastewater"; Water research Vol. 17, No. 11, pp. 1591∼1594, 1983, "Sorption of organic by selenastrum capricornutum"; JWPCF, Vol. 59, NO.4, pp. 191∼198, 1987, "Removal of hazardous organic pollutants by biomass adsorption"; 1996년 연강재단 지원연구보고서, 제4회, 환경학술논문집, pp. 453∼461, 1997, 유기물 질소 인 동시제거를 위한 기존 하수처리 공정 개선에 관한 연구 "활성슬러지에 의한 유기물질의 흡착특성" 등이 있다.In addition, Korean Patent No. 022795 describes a method for simultaneously treating nitrogen and phosphorus using a microorganism using a reaction tank consisting of a first aerobic tank, a first settling tank, a second aerobic tank, an anaerobic tank, an anaerobic tank, and a third aerobic tank. Other biosorption methods and methods by flocculant injection are described, for example, in Journal of energy, Heat and mass transfer, Vol. 18, 267-274, 1996, "New processes for the removal of carbon and ammonia from wastewater"; Water research Vol. 17, No. 11, pp. 1591-1594, 1983, "Sorption of organic by selenastrum capricornutum"; JWPCF, Vol. 59, NO.4, pp. 191-198, 1987, "Removal of hazardous organic pollutants by biomass adsorption"; 1996 Yonkang Foundation Research Report, 4th, Environmental Research Papers, pp. 453-461, 1997, Study on Improvement of Existing Sewage Treatment Process for Simultaneous Removal of Organic Nitrogen Phosphorus.

그러나, 종래의 생물흡착 방법들은 다음과 같은 문제점이 있었다.However, conventional biosorption methods have the following problems.

(1) 생물흡착조는 호기성 조건에서 짧은 체류시간(HRT)(20∼60분) 내에 미생물이 유기물질을 흡착하므로 침전조에서 슬러지 침강속도가 느리고, 슬러지가 침전조 웨어로 유출되거나 인위적인 슬러지 인발라인이 필요하였다.(1) The bioadsorption tank has a slow sludge settling rate in the settling tank because the microorganism adsorbs organic material within a short residence time (HRT) (20 to 60 minutes) under aerobic conditions, and the sludge leaks out to the settler ware or requires an artificial sludge drawing line. It was.

(2) 생물흡착조를 호기성 조건의 완전혼합탱크 반응기(CSTR) 형태로 운전할 경우 호기성 산화에 의한 슬러지벌킹과 플럭 파괴 현상 때문에 생흡착 효율이 낮고, 일차 침전조의 유출수에 부유물질(SS) 유출과 이에 따른 질산화조의 부유물질(SS) 부하증가로 질산화박테리아의 질산화 억제현상이 생기며 동시에 질산화 미생물을 폐기시키는 인발라인이 추가되어 슬러지발생량이 높다.(2) When the bioadsorption tank is operated in the form of a CSTR in aerobic conditions, the biosorption efficiency is low due to sludge bulging and flocculation due to aerobic oxidation, and the discharge of suspended solids (SS) As a result, an increase in the load of suspended solids (SS) in the nitrification tank causes nitrification inhibition of the nitric oxide and at the same time, a draw line for discarding nitrifying microorganisms is added, thereby generating high sludge.

(3) 최종 침전조에서 반송된 슬러지 내에 질산성 질소(NOx-N)(NO3-N + NO2-N) 농도가 3∼4mg/l 정도 포함되어 있어 호기성 조건으로 운전되는 생물흡착조에서는 탈질반응이 진행되지 않고 일차 침전조에서 탈질반응이 진행되어 슬러지 부상현상이 예상되며, 동시에 일차 침전조에서 이송된 침전슬러지가 혐기성조로 유입될 경우 전자수용체인 NO3-N가 인방출을 억제한다.(3) Denitrification in a biosorption tank operated under aerobic conditions because the sludge returned from the final settling tank contains about 3 to 4 mg / l of NO x -N (NO 3 -N + NO 2 -N) concentrations. Sludge flotation is expected due to denitrification in the primary sedimentation tank, and at the same time, when the sludge transported from the primary sedimentation tank enters the anaerobic tank, the electron acceptor NO 3 -N inhibits phosphorus release.

(4) 생물흡착조의 역할이 미생물을 이용한 유기물질 흡착이라면 생물화학적 생흡착보다는 물리화학적 흡착, 즉 등온흡착반응식에 의한 반응기작이 주로 작용하며 용존성 유기물질의 흡착보다는 입자상 유기물질의 흡착으로 파악되어야 한다. 따라서 호기성조건하에서 생분해되기 쉬운 용존성 유기물질(RBDCOD: Readily biodegradable organic materials)의 탈질 전자공여체 작용과 미생물의 흡착을 동시에 진행시키기 어렵다.(4) If the role of the biosorption tank is adsorption of organic substances using microorganisms, physicochemical adsorption, ie, isothermal adsorption reaction, is mainly performed rather than biochemical biosorption, and the adsorption of particulate organic materials is more important than adsorption of dissolved organic materials. Should be. Therefore, it is difficult to simultaneously proceed with the denitrification electron donor action and the adsorption of microorganisms of Readily biodegradable organic materials (RBDCOD) which are prone to biodegradation under aerobic conditions.

(5) 혐기성 조건에서 인을 방출하기 위해 구성한 인방출조는 호기성조로 운전된 생물흡착조의 잔류 질산성 질소(NOx-N)로 인해 불완전한 인방출이 진행되며, 동시에 가용화된 유기질소(organic-nitrogen)가 유발되어 암모니아성 질소(NH4-N)가 후속 반응조로 유출된다.(5) Phosphorus release tanks configured to release phosphorus under anaerobic conditions undergo incomplete phosphorus release due to residual nitrogen nitrate (NOx-N) in bioadsorption tanks operated in aerobic tanks, and at the same time, solubilized organic nitrogen. Ammonia nitrogen (NH 4 -N) flows into the subsequent reactor.

(6) 기존 방법은 암모니아성 질소를 질산성질소로 산화시키기 위해 질산화조를 부유상 공정으로 적용하고 있어 과량의 산소공급에 따른 동력비용이 높고 설비 자체가 복잡하여 유지관리가 매우 힘들다. 또한, 난분해성 유기화합물과 같은 산업폐수 및 축산폐수가 합류되어 유입되면 부착식 미생물 담체가 투입된 질산화조에 충격부하를 유발하고, 질산화반응이 쉽게 억제되므로 고농도 산소를 공급하여 산소확산계수를 높게 유지시켜야 한다. 또한, 미생물 생성계수가 높아(Yt : 0.45∼0.75) 슬러지발생량이 부착공정 슬러지보다 많아 슬러지를 폐기시켜야 함으로 슬러지처리 공정이 추가되어야 하며, 침전조가 운영될 경우 슬러지 침강효율이 매우 저조하다(SV30 > 750ml/l).(6) The existing method uses nitric oxide as a floating-phase process to oxidize ammonia nitrogen to nitrate nitrogen, which is very difficult to maintain due to high power costs and excessive complexity of the facility itself. In addition, when industrial wastewater and livestock wastewater, such as hardly decomposable organic compounds, are introduced and introduced, it causes an impact load on the nitrification tank to which the adherent microbial carrier is injected, and nitrification reaction is easily suppressed, so that the oxygen diffusion coefficient must be maintained by supplying high concentration oxygen. do. In addition, the sludge generation process has to be added because the sludge generation rate is higher than the attachment process sludge (Yt: 0.45 ~ 0.75) and the sludge treatment process has to be added. 750 ml / l).

(7) 부착공정(attached sludge system)은 부유공정(suspended sludge system) 보다 미생물 체류시간(SRT)이 길고 일시적인 비활성 미생물의 탈리가 쉽게 진행되어 유출수 중의 인농도를 높이는 부정적인 문제점이 있었다.(7) The attached sludge system has a negative problem of increasing the phosphorus concentration in the effluent due to the longer microbial retention time (SRT) than the suspended sludge system and the easy removal of temporary inactive microorganisms.

본 발명은 상기와 같은 생물흡착을 이용한 방법의 문제점을 해결하기 위하여 생물흡착조를 호기성 조건이 아닌 무산소 조건의 플러그 흐름 반응기형(plug flow reactor separator: PFR 분리조)으로 운전하고, 질산화조에 회전원판(RID: rotating immersion disks)을 설치하고 인을 흡수시키는 역할을 하는 안정화조에는 미생물 담체(HBC) 또는 회전원판(RID)을 설치하여 각 반응조에서의 체류시간을 줄이고 소요동력을 최소화하여 궁극적으로 효율적으로 하폐수의 질소 및 인을 동시에 제거할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention operates a biosorption tank in a plug flow reactor separator (PFR separation tank) of anoxic conditions, not aerobic conditions, in order to solve the problems of the method using the biosorption as described above, the rotating disc in the nitrification tank (RID: rotating immersion disks) and the stabilization tank that absorbs phosphorus are installed by microbial carrier (HBC) or rotating disc (RID) to reduce the residence time in each reactor and ultimately minimize the power required It is an object of the present invention to provide a method for simultaneously removing nitrogen and phosphorus from sewage water.

또한, 최종 침전조에서 반송된 슬러지를 무산소조로 반송하지 않고 준혐기성 완충 무산소조와 질산화조로 반송시켜 준혐기성 완충 무산소조에서 반송슬러지내 질산성질소를 제거하며, 회전원판(RID)이 설치된 질산화조 유출수 중에 잔류 산소가 소진될 수 있도록 반송라인을 구성한다.In addition, the sludge returned from the final settling tank is returned to the anaerobic buffered anoxic tank and the nitrification tank without returning the sludge to the anoxic tank to remove nitrate nitrogen in the conveying sludge from the semi-anaerobic buffered anoxic tank, and remains in the nitrate tank effluent with the rotating disc (RID) installed. The return line is configured to exhaust oxygen.

또한, 준혐기성 완충무산소조를 설치하여 혐기성 조건처럼 완전 밀폐하지 않고 개방(open)시킨 상태에서 고농도 슬러지 층에 의해 형성된 국부 혐기성 상태에서 탈질 및 인방출이 가능하도록 한다.In addition, a quasi-anaerobic buffered anaerobic tank is installed to allow denitrification and phosphorus release in a locally anaerobic state formed by a high concentration of sludge layer in an open state without being completely sealed like anaerobic conditions.

또한, 상기 미생물 담체가 설치된 안정화조에는 순산소제조설비를 설치하여 산소공급속도를 증가시켜 안정화조에서의 체류시간을 감소시키는 동시에 반응속도를 증가시키고 슬러지 발생량을 최소화하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the stabilization tank in which the microbial carrier is installed is provided with a pure oxygen production facility to increase the oxygen supply rate to reduce the residence time in the stabilization tank, while increasing the reaction rate and to minimize the amount of sludge generated. do.

또한, 상기 PFR 분리조 또는 최종 침전조 전단에서 미생물 응집제를 첨가하여 일차 침전조 및 최종 침전조에서의 침전을 촉진시켜 체류시간을 단축시키는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a method of shortening the residence time by adding microbial flocculant at the front of the PFR separation tank or the final precipitation tank to promote precipitation in the primary precipitation tank and the final precipitation tank.

도1은 종래 미생물 접촉을 이용한 오 폐수의 처리방법(대한민국 특허 공개 제2000-0040351호)에 사용되는 공정 흐름도이고,1 is a process flow chart used in a conventional method for treating wastewater using microbial contact (Korean Patent Laid-Open Publication No. 2000-0040351),

도2는 본 발명의 회전원판(RID)이 설치된 질산화조 및 부유상 안정화조를 이용하는 공정 흐름도이고,2 is a process flow diagram using a nitrification tank and a floating bed stabilization tank in which a rotating disc (RID) of the present invention is installed;

도3은 본 발명의 회전원판(RID)이 설치된 질산화조 및 미생물 담체(HBC)가 설치된 안정화조를 이용하는 공정 흐름도이고,3 is a process flow diagram using a nitriding tank equipped with a rotating disc (RID) of the present invention and a stabilization tank equipped with a microbial carrier (HBC),

도4는 본 발명의 회전원판(RID)이 설치된 질산화조 및 안정화조를 이용하는 공정 흐름도이다.Figure 4 is a process flow diagram using the nitrification tank and the stabilization tank in which the rotating disc (RID) of the present invention is installed.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

2 : PFR 분리조 4 : 일차 침전조2: PFR separation tank 4: primary settling tank

6 : 질산화조 8 : 준혐기성 완충 무산소조6: nitrification tank 8: quasi-anaerobic buffer anoxic tank

10 : 무산소조 12 : 안정화조10: anoxic tank 12: stabilization tank

14 : 최종 침전조14: final sedimentation tank

16 : 일차 침전조에서 준혐기성 완충 무산소조로 이송되는 슬러지 라인16: Sludge line transferred from primary settling tank to semi-anaerobic buffered anaerobic tank

18 : 최종 침전조에서 질산화조로 반송되는 반송 슬러지 라인18: conveying sludge line conveyed from final settling tank to nitrification tank

20 : 최종 침전조에서 준혐기성 완충 무산소조로 반송되는 반송 슬러지 라인20: Return sludge line returned from the final settling tank to the quasi-anaerobic buffer anoxic tank

22 : 최종 침전조에서 PFR 분리조로 반송되는 반송 슬러지 라인22: Return sludge line returned from final settling tank to PFR separation tank

본 발명의 하수 또는 폐수의 질소 및 인의 동시 제거 방법은, 하ㆍ폐수 및 최종침전조로부터 반송되는 반송슬러지(22)를 무산소 조건의 플러그 흐름 반응기형 분리조(plug flow reactor separator: PFR separator)(2)로 유입 및 혼합하여 생물흡착시키는 단계; 상기 플러그 흐름 반응기형 분리조에서 일정 시간 동안 체류된 혼합액 전부를 일차 침전조(4)로 보내어 고액분리하는 단계; 상기 일차 침전조(4)에서 고액분리된 혼합액 중 상징수 및 최종침전조(14)로부터 반송되는 반송슬러지(18)는 회전원판(RID)이 설치된 질산화조(6)로 이송 및 혼합하여 암모니아성 질소를 질산성 질소로 산화시키는 단계; 상기 일차 침전조(4)에서 고액분리된 혼합액 중 침전된 침전슬러지(16) 및 상기 최종침전조로부터 반송되는 반송슬러지(20)는 준혐기성 완충 무산소조(8)로 이송 및 혼합하여 반송슬러지 내에 잔존하는 질산성 질소(NOx-N)를 탈질 및 인을 미생물체 외부로 방출시키는 단계; 상기 질산화조(6)에서 질산화된 상징수를 무산소조(10)로 이송하여 상기 준혐기성 완충 무산소조(8)로부터 연통된 공간을 통하여 유입되는 상기 탈질된 혼합액과 혼합시켜 완전 탈질시키는 단계; 상기 완전 탈질된 혼합액을 안정화조(12)로 이송하여 잔여 유기물질 및 암모니아성 질소를 완전 산화시키고 인을 미생물체 내에 흡수시키는 단계; 상기 안정화조(12)에서 완전 산화되고 미생물 체내에 인이 흡수된 상기 혼합액 전부를 최종침전조(14)로 이송하여 상징수 및 미생물슬러지로 분리시키고, 상기 상징수는 전부 외부로 방류하고 상기 미생물슬러지는 일부는 상기 무산소 조건의 플러그 흐름 반응기형 분리조, 질산화조 및 완충 무산소조로 반송(22, 18, 16)하고 나머지는 폐기하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다(도2 참조).Simultaneous removal of nitrogen and phosphorus from the sewage or wastewater according to the present invention is carried out by returning the sludge returned from the sewage / wastewater and the final settling tank 22 to a plug flow reactor separator (PFR separator) under anoxic conditions (2). Incorporating and admixing the bio-adsorbed); Sending all of the mixed liquid stayed in the plug flow reactor type separation tank for a predetermined time to the primary settling tank (4) for solid-liquid separation; The conveying sludge 18 conveyed from the supernatant water and the final sedimentation tank 14 among the solid-liquid separated liquid mixture in the primary sedimentation tank 4 is transported and mixed to the nitrification tank 6 in which the rotating disc RID is installed to mix ammonia nitrogen. Oxidizing with nitrate nitrogen; The precipitated sludge 16 precipitated in the mixed liquid separated from the solid-liquid separated liquid in the primary settling tank 4 and the conveying sludge 20 conveyed from the final settling tank are transported and mixed to the quasi-anaerobic buffer anoxic tank 8 to remain in the conveyed sludge. Acidic nitrogen (NOx-N) to denitrify and release phosphorus out of the microorganism; Transporting the nitrified symbolic water in the nitrification tank (6) to the anoxic tank (10) and mixing it with the denitrified mixed liquid introduced through the space communicated from the semi-anaerobic buffer anoxic tank (8) to completely denitrify; Transferring the completely denitrified mixture to the stabilization tank 12 to completely oxidize residual organic matter and ammonia nitrogen and to absorb phosphorus into the microorganism; All of the mixed solution completely oxidized in the stabilization tank 12 and phosphorus absorbed in the microorganism body is transferred to the final settling tank 14 to be separated into supernatant water and microbial sludge, and the supernatant water is discharged to the outside and the microbial sludge The part is characterized in that it comprises the step (22, 18, 16) of returning to the plug flow reactor type separation tank, nitrification tank and buffered anoxic tank under the anoxic conditions and discarding the rest (see Fig. 2).

본 발명의 방법에 사용되는 각 반응조는 모두 플러그흐름반응기(PFR: 일방향 압출형반응기)가 기본으로 사용된다.Each reactor used in the method of the present invention is basically a plug flow reactor (PFR: one-way extrusion reactor).

본 발명의 방법에 사용되는 각 반응조는 PFR 분리조(2), 일차 침전조(4), g회전원판이 설치된 질산화조(6), 준혐기성 완중 무산소조(8), 무산소조(10), 안정화조(12) 및 최종 침전조(14)를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 방법을 상기 반응조에서 일어나는 반응을 중심으로하여 설명하면 다음과 같다.Each reaction tank used in the method of the present invention is a PFR separation tank (2), a primary precipitation tank (4), a nitrification tank (6) equipped with a g-rotating disc, a quasi-anaerobic moderate anoxic tank (8), an oxygen-free tank (10), stabilization tank ( 12) and the final settling tank 14. The method of the present invention will be described with reference to the reaction occurring in the reactor as follows.

(1) 무산소 조건의 PFR 분리조(2)에서 생물흡착시키는 단계(1) biosorption in an anoxic PFR separation tank (2)

본 PFR 분리조(2)에서는 하ㆍ폐수 및 최종침전조로부터 반송되는 반송슬러지(22)를 유입 및 혼합시켜 무산소 조건에서 생물흡착시킨다.In this PFR separation tank 2, the return sludge 22 conveyed from the sewage and wastewater and the final sedimentation tank is introduced and mixed to be biosorbed under anoxic conditions.

본 분리조는 무산소조건이며 플러그흐름 방식으로 운전되므로 슬러지벌킹 및 플럭파괴가 적다. 본 분리조(2)에서는 반응조 내의 슬러지를 혼합시키기 위하여 수중믹서, 라인믹서 또는 교반기를 사용하며, 일차 침전조 외곽에 트라프를 설치하거나 관거형태의 PFR 분리조를 구성하는 경우에는 교반기를 생략할 수도 있다.This separation tank is anoxic and operates with plug flow, so sludge bulking and flocculation are low. In this separation tank (2), an underwater mixer, a line mixer, or an agitator is used to mix the sludge in the reaction tank, and when the trap is installed outside the primary sedimentation tank or a conduit-type PFR separation tank, the agitator may be omitted. have.

본 PFR 분리조(2)는 상기와 같이 무산소조건에서 운전되므로 최종 침전조에서 반송되는 슬러지 내에 잔존하는 질산성 질소(NO3-N)를 짧은 시간, 예를 들면 30분의 체류시간 내에 완전 탈질화시킨다. 이렇게 함으로써 일차 침전조 내에서의 슬러지 부상현상이 예방될 수 있다. 최종 침전조로부터 반송되는 반송슬러지(22)의 양은 원수유량에 대하여 20∼25 용량%인 것이 바람직하다.Since the PFR separation tank 2 is operated under anoxic conditions as described above, the complete denitrification of nitrate nitrogen (NO 3 -N) remaining in the sludge returned from the final settling tank within a short time, for example, a residence time of 30 minutes. Let's do it. This will prevent sludge flotation in the primary settling tank. It is preferable that the quantity of the conveying sludge 22 conveyed from a final precipitation tank is 20-25 volume% with respect to raw water flow volume.

본 PFR 분리조(2) 내의 미생물농도(MLSS)는 약 2,000∼2,500 mg/l로 유지되며 용존성 유기물질은 미생물(MLSS)에 흡착하게 된다. 이 경우 흡착은 예를 들면, 프로인틀리히(Freundlich) 등온흡착이론에 의하여 예측될 수 있다.The microbial concentration (MLSS) in the PFR separation tank (2) is maintained at about 2,000 to 2500 mg / l and dissolved organic matter is adsorbed to the microorganism (MLSS). Adsorption in this case can be predicted by, for example, Freundlich isotherm theory.

본 PFR 분리조(2)는 탈질반응 외에도 원수중의 입자상 유기물질(particulate organic materials)을 최종 침전조 반송슬러지와 혼합시키고, 이를 미생물체에 흡착시켜 궁극적으로 탄소(carbon)와 질소(nitrogen)가 분리된 상태가 되게 한다. 탄소와 질소가 분리된 상태의 원수는 질산화조에서의 C/N 비를 1∼2로 낮게 유지시키며 질산화박테리아를 우점화시켜 질산화속도를 단축시키게 한다.In addition to the denitrification reaction, the PFR separation tank 2 mixes particulate organic materials in raw water with the final settling tank return sludge, adsorbs them to microorganisms, and ultimately separates carbon and nitrogen. To be in a state. Raw water with carbon and nitrogen separated keeps the C / N ratio at 1 ~ 2 low in the nitrification tank and predominates the nitric oxide to reduce nitrification rate.

또한, 본 PFR 분리조(2) 전단에서 적절한 혼합수단 예를 들면, 라인믹서(line mixer)를 이용하여 응집제인 알럼(Al3+) 또는 철염(Fe3+)을 원수 내의 용해성 인산성 인(soluble PO4 3--P) 농도에 대하여 1:1로 주입할 수 있다. 이는 유기물질의 흡착율을 높여 미생물의 흡착과 플럭 형성을 향상시키고 용존성 인을 제거하여 인의 부하를 저감시켜 일차 침전조(4)에서 안정적인 침전이 일어날 수 있도록 한다.In addition, using a suitable mixing means, for example, a line mixer at the front of the PFR separation tank 2, flocculant alum (Al 3+ ) or iron salt (Fe 3+ ) is dissolved in raw water. It can be injected in a 1: 1 ratio to soluble PO 4 3- -P) concentration. This improves the adsorption rate of organic substances, improves the adsorption and floc formation of microorganisms, and removes dissolved phosphorus to reduce the load of phosphorus so that stable precipitation can occur in the primary settling tank (4).

(2) 일차 침전조에서 고액분리하는 단계(2) solid-liquid separation in the primary settling tank

일차 침전조(4)에서는 무산소 조건의 PFR 분리조(2)에서 이송된 혼합액을 고액분리시키고 침전된 침전슬러지 전량을 준혐기성 완충무산소조(8)로 이송하며 상징수는 질산화용 회전원판(RID)이 설치된 질산화조(6)로 보내어 질산화 반응이 진행되도록 한다.In the primary sedimentation tank (4), the liquid mixture separated from the PFR separation tank (2) under anoxic conditions is solid-liquid separated, and the total amount of the precipitated sludge is transferred to the quasi-anaerobic buffer anoxic tank (8). It is sent to the nitrification tank (6) installed so that the nitrification reaction proceeds.

본 침전조(4) 내의 수리학적 체류시간(HRT)은 2.0∼2.5 시간이며, 수면적 부하는 25∼30 m3/m2일 이다.The hydraulic residence time (HRT) in the sedimentation tank 4 is 2.0 to 2.5 hours, and the surface area load is 25 to 30 m 3 / m 2 days.

종래의 생물흡착(biosorption)조를 이용하는 고도처리공법은 생물흡착조(2)를 호기성조건으로 운전하기 때문에 슬러지벌킹으로 슬러지 침강속도가 느려 슬러지 침전층(blanket)이 침전조 2/3 지점까지 상승하는 경우가 잦아 슬러지를 인발하거나, 혐기성조로 이송되는 침전슬러지 비율을 높게 유지하여 암모니아성 질소량이 높게되어 질소제거효율이 저감되는 단점이 있었다.In the conventional biosorption tank using an advanced biosorption tank, the biosorption tank 2 is operated under aerobic conditions, so the sludge settling rate is slowed by sludge bulking, and the sludge blanket layer rises to 2/3 of the settling tank. In many cases, drawing sludge or maintaining the ratio of precipitated sludge to be transferred to the anaerobic tank has a high amount of ammonia nitrogen to reduce the nitrogen removal efficiency.

(3) 회전원판(RID)이 설치된 질산화조(6)에서 질산화시키는 단계(3) nitrifying in a nitrification tank (6) having a rotating disc (RID) installed

본 질산화조(6)에는 상기 일차 침전조(4)에서 고액 분리된 혼합액 중 상징수와 최종 침전조로부터 반송되는 반송 슬러지(18)가 이송되어 혼합되어진다. 본 질산화조(6)에서는 질산화세균에 의하여 암모니아성 질소가 질산성 질소로 산화되게 된다.The nitrification tank 6 is conveyed and mixed with the supernatant water and the return sludge 18 conveyed from the final settling tank in the mixed liquor separated from the solid solution in the primary settling tank 4. In this nitrification tank 6, ammonia nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen by nitrifying bacteria.

일차 침전조(4)로부터 이송되는 상징수는 낮은 C/N 비 조건, 예를 들면 1∼2이기 때문에 회전원판(RID)에 부착된 나이트로박터(Nitrobacter) 또는 나이트로조모나스(Nitrosomonas)와 같은 질산화박테리아에 의하여 짧은 시간 내에 99% 이상이 질산화된다. 상기 질산화에 소비되는 시간은 바람직하기로는 1∼2.5시간이다.Since the symbol water conveyed from the primary sedimentation tank 4 is of low C / N ratio conditions, for example, 1 to 2, such as Nitrobacter or Nitrosomonas attached to the RID, More than 99% nitrification in a short time by the nitrification bacteria. The time spent for nitrification is preferably 1 to 2.5 hours.

본 질산화조(6)에 설치된 회전원판(RID)은 미생물 체류시간을 길게하기 때문에 종속영양생물의 슬러지 발생량이 매우 낮다(Yt < 0.0488). 특히, 기존의 송풍기를 이용하여 질산화조에 공기를 주입하는 방식과는 달리 질산화용 회전원판(RID)을 사용함으로써 동력비용을 1/4∼1/6까지 단축할 수 있고 질산화조를 지하에 설치할 수 있어 소요부지를 적게할 수 있다.The rotational disc (RID) provided in the nitrification tank 6 has a very low sludge generation rate of heterotrophic organisms since the retention time of microorganisms is extended (Yt <0.0488). In particular, unlike the conventional method of injecting air into the nitrification tank using a blower, by using a rotary nitriding disc (RID), the power cost can be reduced by 1/4 to 1/6, and the nitrification tank can be installed underground. Therefore, it takes less land.

본 질산화조(6)의 질산화용 회전원판(RID)의 유출수 내에 존재하는 미생물은 대부분 깨끗한 수질에서 관찰되는 stalked ciliates와 Rotifers 등으로 무산소조(10) 및 안정화조(12)를 지나면서 최종 침전조(14)에서 분리되므로 부유물질(SS) 유출은 문제가 없다. 질산화조(6) 유출수 내에서 관찰된 미생물에는 수도모나스(Pseudomonas), 바실러스(Bacillus), 노카디아(Nocardia), 스트렙토마이세스(Streptomyces) 등이 포함된다.The microorganisms present in the effluent of the nitrification rotary disk (RID) of the nitrification tank 6 are stalked ciliates and rotifers, which are mostly observed in clean water, and pass through the anoxic tank 10 and the stabilization tank 12, and the final precipitation tank 14 (SS) outflow is not a problem because it is separated from. Microorganisms observed in the nitrate 6 effluent include Pseudomonas, Bacillus, Nocardia, Streptomyces, and the like.

최종 침전조로부터 반송되는 슬러지(18)의 양은 원수유량에 대하여 약 5 중량%인 것이 바람직하며 간헐적으로 질산화조를 종균하거나 겨울철 무산소조(10)의 유출 상징수 중에 포함된 용존산소를 소진시키기 위해 반송한다.The amount of sludge 18 returned from the final settling tank is preferably about 5% by weight relative to the raw water flow rate and is intermittently returned to the nitrification tank or to exhaust the dissolved oxygen contained in the outflow symbol water of the winter anaerobic tank 10. .

(4) 준혐기성 완충무산소조(8)에서의 질산성 질소의 탈질 및 미생물체 외부로 인을 방출시키는 단계(4) denitrification of nitrate nitrogen in the quasi-anaerobic buffered anaerobic tank (8) and release of phosphorus out of the microorganism;

본 준혐기성 완충 무산소조(8)에는 상기 일차 침전조(4)에서 고액분리된 혼합액 중 침전된 침전슬러지(16)와 최종침전조로부터 반송되는 반송슬러지(20)가 이송 및 혼합되어 고농도 미생물 농도(7,000∼10,000mg/L) 상태 하에서 반송슬러지 내에 잔존하는 질산성 질소(NOx-N)를 탈질시킨 후 짧은 시간 내에 인을 미생물체 외부로 방출시키게 된다. 일차 침전조로부터 이송되는 슬러지(16)의 양은 원수유량에 대하여 약 20∼25 용량%, 최종 침전조로부터 반송되는 슬러지(20)는 원수유량에 대하여 약 5∼10 용량%인 것이 바람직하다.In the quasi-anaerobic buffered anoxic tank 8, the precipitated sludge 16 precipitated in the mixed liquid separated from the solid-liquid separated liquid in the primary precipitation tank 4 and the return sludge 20 conveyed from the final settling tank are transferred and mixed to obtain a high concentration of microorganisms (7,000- Under the condition of 10,000 mg / L), phosphorus is released to the outside of the microorganism within a short time after denitrification of nitrate nitrogen (NOx-N) remaining in the return sludge. The amount of sludge 16 conveyed from the primary settling tank is preferably about 20 to 25% by volume based on the raw water flow rate, and the sludge 20 conveyed from the final settling tank is about 5 to 10% by volume relative to the raw water flow rate.

본 준혐기성 무산소조(8)는 무산소조(10)와 같이 완전 밀폐된 상태로 운전되는 것이 아니고 개방형(open)으로 운전되고 고농도 슬러지가 교반되기 때문에 준혐기성 조건하에서도 인방출이 가능하게 된다. 본 준혐기성 완충 무산소조(8)와 무산소조(10)는 서로 연결되어 있어 수질조건과 운전상황에 따라 무산소조로 활용가능하다. 또한, 표 1에서와 같이 국내 원수 수질 총인 농도는 3mg/l 이하로 유입되기 때문에 인방출을 위해 혐기성조건의 인방출조를 유지하는 것은 비효율적이다.The quasi-anaerobic anoxic tank (8) is not operated in a completely closed state like the anoxic tank (10), but is operated in an open type (open) and the high concentration of sludge is agitated, so that it can be discharged under semi-anaerobic conditions. The quasi-anaerobic buffer anoxic tank (8) and the anaerobic tank (10) is connected to each other can be used as an anaerobic tank depending on the water quality conditions and operating conditions. In addition, as shown in Table 1, the concentration of domestic raw water quality phosphorus is less than 3mg / l, it is inefficient to maintain the phosphorus discharge tank in anaerobic conditions for phosphorus release.

상기 준혐기성 완충 무산소조는 수리학적 체류시간(HRT)이 30분, 미생물 농도(MLSS)는 7,000∼10,000mg/l, pH는 6.7∼7.1 mg/l로 유지되는 것이 바람직하며, 이 경우 미생물 농도가 기존 혐기성 반응조 보다 2.5배 이상 높게 유지되므로 개방형 상태하에서도 인산성 인(PO4 3--P)의 농도가 3.5∼5.6 mg/l로 일차 침전조 유출수의 0.5∼1.5 mg/l 보다 3 배 이상으로 인방출을 유도할 수 있다.The semi-anaerobic buffer anoxic tank has a hydraulic retention time (HRT) of 30 minutes, microbial concentration (MLSS) of 7,000 to 10,000 mg / l, pH is preferably maintained at 6.7 to 7.1 mg / l, in this case the microbial concentration is Since it is maintained at 2.5 times higher than the existing anaerobic reactor, the concentration of phosphorus phosphate (PO 4 3- -P) is 3.5-5.6 mg / l even under the open state, more than 3 times higher than 0.5-1.5 mg / l of the primary sedimentation effluent. Phosphorous release can be induced.

상기 준혐기성 완충 무산소조(8)의 유출수는 화학적 산소요구량(SCODcr) 농도는 65∼95 mg/l, 질산성 질소(NO3 --N)는 < 0,2 mg/l가 바람직하며, 이를 무산소조(10)로 유출시킬 경우 잔류한 유기물질로 무산조에서 비탈질속도(SDNR)(spedific denitrification rate)를 0.15∼0.35 gNO3 --N/gVSS 일( > 15℃에서)까지 높게 유도할 수 있다.The effluent water of the semi-anaerobic buffered anoxic tank (8) has a chemical oxygen demand (SCODcr) concentration of 65 to 95 mg / l, and nitrate nitrogen (NO 3 -- N) of <0,2 mg / l, which is preferably an anoxic tank. If spilled at (10), residual organic material can lead to a high SDNR (spedific denitrification rate) from 0.15 to 0.35 gNO 3 -- N / gVSS days (> 15 ° C) .

(5) 무산소조(10)에서 완전 탈질시키는 단계(5) complete denitrification in the anoxic tank (10)

본 무산소조(10)에서는 질산화용 회전원판(RID)이 설치된 질산화조(6)로부터 상징수 및 상기 준혐기성 완충 무산소조(8)에서 슬러지혼합액이 이송 및 혼합되어 잔류한 질산성 질소를 탈질박테리아에 의해 N2로 환원시켜 탈질시킨다.In this oxygen-free tank 10, the supernatant water and the sludge mixture in the quasi-anaerobic buffered anoxic tank 8 are transferred and mixed from the nitrification tank 6 in which the rotary disc for nitrification (RID) is installed. Denitrification by reduction to N 2 .

상기 무산조에서의 체류시간은 2.0∼2.5 시간, 미생물 농도(MLSS)는 3,000∼4,500 mg/l, DO 는 < 0.2 mg/l, pH는 7.,1∼7.5, 산화환원전위(ORP)는 -100mV 이하로 유지되는 것이 바람직하다.The residence time in the anaerobic tank is 2.0 to 2.5 hours, the microorganism concentration (MLSS) is 3,000 to 4,500 mg / l, the DO is <0.2 mg / l, the pH is 7., 1 to 7.5, and the redox potential (ORP) is It is desirable to remain below -100 mV.

상기 무산소조(10)에서 발견된 박테리아에는 바실러스 디나이트리피칸스(Bacillus Denitrificans), 마이크로코커스 디나이트리피칸스(Micrococcus Denitrificans), 수도모나스 수체니(Pseudomonas Stutzeni), 아크로모박터(Achromobacter) 등이 포함된다.The bacteria found in the anaerobic tank 10 include Bacillus Denitrificans, Micrococcus Denitrificans, Pseudomonas Stutzeni, Achromobacter, and the like. .

(6) 안정화조(12)에서 인을 미생물체 내에 흡수시키는 단계(6) absorbing phosphorus into the microorganism in the stabilization tank 12

안정화조(12)에는 상기 무산소조(10)에서 이송된 슬러지 혼합액을 호기성 조건으로 운전하는 반응조이다. 본 안정화조(12)에서는 상기 무산소조(10)에서 탈질반응이 완료된 후 잔류한 유기물질과 암모니아성 질소가 산화되고 준혐기성 완충 무산소조(8)와 무산소조(10)에서 방출된 인이 미생물에 의하여 흡수된다. 인을 흡수하는 미생물은 인축적 미생물(PAO: phosphorus accumulating organism)이라고도 한다.The stabilization tank 12 is a reaction tank for operating the sludge mixed liquid transferred from the anoxic tank 10 under aerobic conditions. In the stabilization tank 12, the organic substance and ammonia nitrogen remaining after the denitrification reaction is completed in the anoxic tank 10 are oxidized and phosphorus released from the semi-anaerobic buffered anoxic tank 8 and the anoxic tank 10 is absorbed by the microorganism. do. Phosphorus-absorbing microorganisms are also called phosphorus accumulating organisms (PAOs).

본 안정화조(12)에는 미생물 담체(HBC)를 설치할 수 있다(도3 참조). 미생물 담체를 설치할 경우 기존의 부유상 시스템의 수리학적 체류시간(HRT)를 반으로 줄일 수 있으며, 최대 20분까지 단축할 수 있다.The stabilization tank 12 can be provided with a microbial carrier (HBC) (see Fig. 3). The installation of a microbial carrier can reduce the hydraulic retention time (HRT) of an existing suspended bed system by half and can be reduced by up to 20 minutes.

상기와 같이 안정화조(12)에 미생물 담체를 설치하는 경우에는 PSA(pressure swing adsorption) 순산소 제조설비를 추가로 설치할 수 있다. 상기 PSA 순산소제조설비를 설치하는 경우 기존 송풍기(blower) 보다 높은 산소전달효율을 얻을 수 있기 때문에 수리학적 체류시간(HRT)을 획기적으로 줄일 수 있다. 또한, 미생물 농도를 고농도로 유지할 수 있어 난분해성 폐수에 효과적으로 적용할 수 있으며 반응조를 완전 밀폐하여 악취 휘산을 억제할 수 있다.When the microorganism carrier is installed in the stabilization tank 12 as described above, a pressure swing adsorption (PSA) pure oxygen production facility may be additionally installed. When the PSA pure oxygen production facility is installed, the hydraulic residence time (HRT) can be drastically reduced since an oxygen transfer efficiency can be obtained higher than that of a conventional blower. In addition, it is possible to maintain a high concentration of microorganisms can be effectively applied to difficult-degradable wastewater and to suppress the odor volatilization by completely sealing the reaction tank.

또한, 본 안정화조(12)에는 회전원판(RID)이 설치될 수 있다(도4 참조). 회전원판을 설치할 경우 기존의 부유상 시스템의 수리학적 체류시간(HRT)를 반으로 줄일 수 있으며, 최대 20분까지 단축할 수 있다.In addition, the stabilization tank 12 may be provided with a rotating disc (RID) (see Figure 4). The installation of a rotating disc can reduce the hydraulic residence time (HRT) of an existing suspended bed system in half and can be reduced by up to 20 minutes.

(7) 최종 침전조(14)에서 고액분리하여 최종 처리수를 방류하는 단계(7) discharging the final treated water by solid-liquid separation in the final settling tank (14)

최종 침전조(14)에서는 안정화조(12)에서 완전 산화되고 미생물 체내에 인이 흡수된 상기 혼합액 전부가 이송되어지고 이를 상징수 및 미생물슬러지로 분리시키고, 상기 상징수는 전부 외부로 방류하고 상기 미생물슬러지는 일부는 상기 무산소 조건의 PFR 분리조, 질산화조 및 완충 무산소조로 반송(22, 18, 20)하고 나머지는 방류하게 된다. 상기에서 PFR 분리조, 질산화조 및 완충 무산소조로 반송(22, 18, 20)되는 반송비는 각각 원수유량 대비 20∼25 용량%, 5∼10 용량%, 약 5 용량%인 것이 바람직하다. 최종 침전조에서의 수리학적 체류시간(HRT)은 약 2.5∼약 3.5 시간이 바람직하다.In the final sedimentation tank 14, all of the mixed liquid which is completely oxidized in the stabilization tank 12 and phosphorus absorbed into the microorganism body is transferred and separated into supernatant water and microbial sludge, and the supernatant water is discharged to the outside and the microorganism is discharged. Part of the sludge is returned (22, 18, 20) to the PFR separation tank, the nitrification tank, and the buffer anoxic tank under anoxic conditions, and the rest is discharged. It is preferable that the conveyance costs returned to the PFR separation tank, the nitrification tank, and the buffer anoxic tank (22, 18, 20) are 20-25% by volume, 5-10% by volume, and about 5% by volume, respectively. The hydraulic retention time (HRT) in the final settling bath is preferably about 2.5 to about 3.5 hours.

또한, 본 최종 침전조(14) 전단에서 라인믹서(line mixer)를 이용하여 응집제인 알럼(Al3+) 또는 철염(Fe3+)을 원수 내의 용해성 인산성 인(soluble PO4 3--P) 농도에 대하여 1:1로 주입할 수 있다. 이는 유기물질의 흡착율을 높여 미생물의 흡착과 플럭 형성을 향상시키고 용존성 인을 제거하여 인의 부하를 저감시켜 최종 침전조(14)에서 안정적인 침전이 일어날 수 있도록 한다.In addition, the flocculant alum (Al 3+ ) or iron salt (Fe 3+ ) was dissolved in raw water by using a line mixer in front of the final settling tank 14 (soluble PO 4 3- -P). It can be injected 1: 1 in concentration. This increases the adsorption rate of the organic material to improve the adsorption and floc formation of the microorganisms and to remove the dissolved phosphorus to reduce the load of phosphorus so that the stable precipitation in the final precipitation tank 14 can occur.

실시예Example

실시예1Example 1

[대한민국 내 하ㆍ폐수 원수의 성상분석][Feature Analysis of Sewage and Wastewater Sources in Korea]

대한민국 내 약 154개 하수종말처리장 유입수질을 1999년 10월 1일∼2000년 3월 31일까지 분석한 결과 유입수의 C/N 비는 2.67∼3.24이고, C/P 비는 34.8∼40.1이었다.As a result of analyzing the inflow water quality of about 154 sewage treatment plants in Korea from October 1, 1999 to March 31, 2000, the influent C / N ratio was 2.67 ~ 3.24 and the C / P ratio was 34.8 ~ 40.1.

표1. 대한민국 내 하수처리장 원수의 성상Table 1. Characteristics of Raw Water from Sewage Treatment Plant in Korea

분석기간Analysis period 생물학적 산소요구량(BOD)(mg/l)Biological Oxygen Demand (BOD) (mg / l) 화학적 산소요구량(CODMN)(mg/l)Chemical Oxygen Demand (COD MN ) (mg / l) 부유물질(SS)(mg/l)Suspended matter (SS) (mg / l) 총질소(TN)(mg/l)Total Nitrogen (TN) (mg / l) 총인(TP)(mg/l)Total phosphorus (TP) (mg / l) 1999.10.1∼12.311999.10.1-12.31 93.993.9 55.155.1 126.1126.1 35.135.1 2.72.7 2000.1.1∼3.312000.1.1-3.31 116.2116.2 65.365.3 122.8122.8 35.735.7 2.92.9

표1과 같은 원수수질을 근거로 T하수처리장에서 조사된 원수 중 질소농도 성상은 다음과 같다.Based on the raw water quality as shown in Table 1, the nitrogen concentration characteristics of raw water irradiated at T sewage treatment plant are as follows.

총질소(TN) : 35.5∼40.0 mg/lTotal nitrogen (TN): 35.5-40.0 mg / l

암모니아성 질소(NH4-N) : 18.5∼25.4 mg/lAmmonia nitrogen (NH 4 -N): 18.5 to 25.4 mg / l

유기질소(organic-nitrogen) : 13∼15.2 mg/lOrganic Nitrogen: 13-15.2 mg / l

질산성 질소(NOx-N) : 1.6∼4 mg/lNitrate Nitrogen (NOx-N): 1.6 to 4 mg / l

따라서, 원수 중의 입자상 유기물질에 포함된 질소농도는 약 13 mg/l 이상으로 나타났다.Therefore, the nitrogen concentration contained in particulate organic matter in raw water was found to be about 13 mg / l or more.

[무산소 조건의 PFR 분리조의 적용결과][Application Result of PFR Separation Tank in Anaerobic Condition]

상기 T하수처리장에 유입되는 원수를 무산소 조건(25rpm으로 교반)의 PFR 분리조(2)로 운전한 경우와 호기성 조건(산기관 설치, Q = 2l air/min)의 PFR 분리조로 운전한 경우의 결과를 비교하였다.When the raw water flowing into the T sewage treatment plant is operated in a PFR separation tank (2) in anoxic conditions (agitated at 25 rpm) and in a PFR separation tank in an aerobic condition (mounting of an engine, Q = 2 l air / min). The results were compared.

운전조건은 다음과 같았다.The operating conditions were as follows.

반응조 및 용적: 5l 아크릴 반응조, 온도 = 20℃, 원수 대 슬러지혼합율 = 1 : 0.3, pH = 7.2, 호기성조의 용존산소농도(DO)= 0.5∼1.0 mg/l, 반응시간 = 30분, 분석은 30분 정침 후 상징수를 분석하는 방식으로 하였다. 원수의 총 화학적 산소요구량(total CODcr) 농도 = 150 mg/l, 원수 총질소(TN) 농도 = 35 mg/l이었다. 분석결과는 표2와 같다.Reactor and volume: 5l acrylic reactor, temperature = 20 ° C, raw water to sludge mixing ratio = 1: 0.3, pH = 7.2, aerobic dissolved oxygen concentration (DO) = 0.5-1.0 mg / l, reaction time = 30 minutes After 30 minutes of settling, the symbol number was analyzed. Total CODcr concentration of raw water = 150 mg / l and raw nitrogen (TN) concentration = 35 mg / l. The analysis results are shown in Table 2.

표2. PFR 분리조의 무산소 조건과 호기성 조건 운전의 결과비교Table 2. Comparison of the Results of Operation of Anaerobic and Aerobic Conditions in PFR Separators

(유입수 : T하수처리장 침사지 전)(Inflow: before sewage treatment at T sewage treatment plant)

구분division 슬러지부피(SV30)(ml/l)Sludge Volume (SV30) (ml / l) 화학적 산소요구량(CODcr)(mg/l)Chemical Oxygen Demand (CODcr) (mg / l) 유기성질소(org-N)(mg/l)Organic Nitrogen (org-N) (mg / l) 질산성 질소(NO3-N)(mg/l)Nitrate Nitrogen (NO 3 -N) (mg / l) 총부유물질(TSS)(mg/l)Total Floating Substance (TSS) (mg / l) pHpH 무산소조건(25rpm교반)Anaerobic condition (25 rpm stirring) 450450 5555 1.51.5 0.10.1 4545 7.57.5 호기성조건(Q=2l/min)Aerobic condition (Q = 2l / min) 850850 8080 3.33.3 3.83.8 7676 6.96.9

표2에서 볼 수 있는 바와 같이 입자상 유기물질 내에 포함된 유기 질소는 무산소 조건의 PFR 분리조(2)에서 최종 침전조 반송슬러지(22)와 혼합하여 입자상 유기물질과 함께 흡착시킨 후 일차 침전조에서 고액분리한 결과 95% 이상의 유기 질소가 제거되어 가용성 암모니아만이 질산화조로 유입되는 것을 알 수 있었다. 또한, 일차 침전조 유출수의 질산성 질소(NO3-N)의 농도는 0.2mg/l으로 대부분 탈질되는 것을 알 수 있었다.As can be seen in Table 2, organic nitrogen contained in the particulate organic material is mixed with the final settling tank return sludge 22 in an oxygen-free PFR separation tank (2) and adsorbed with the particulate organic material, and then solid-liquid separation in the primary precipitation tank. As a result, more than 95% of organic nitrogen was removed and only soluble ammonia was introduced into the nitrification tank. In addition, it was found that the concentration of nitrate nitrogen (NO 3 -N) in the primary sedimentation tank effluent was mostly denitrified to 0.2 mg / l.

실시예2Example 2

본 실시예에서는 질산화용 회전원판(RID)이 설치된 질산화조(6)의 운전결과를 분석하였다.In this embodiment, the operation results of the nitrification tank 6 in which the nitric oxidation rotary disc (RID) is installed were analyzed.

운전조건은 다음과 같았다.The operating conditions were as follows.

질산화용 회전원판(RID)의 재질은 폴리프로필렌, 디스크 두께는 2mm, 디스크 직경은 2m, 디스크 간격은 10∼15mm이었다. 운전 온도는 20∼22℃, pH는 7.0∼7.2, 용존 산소 농도(DO)는 4∼6mg/l, 수리학적 체류시간(HRT)은 1.5∼2시간, 디스크 표면적 질소 부하는 2∼6gN/m2일이었다.The material for the nitriding rotation disc (RID) was polypropylene, the disk thickness was 2 mm, the disk diameter was 2 m, and the disk spacing was 10 to 15 mm. Operating temperature is 20-22 ° C, pH is 7.0-7.2, dissolved oxygen concentration (DO) is 4-6 mg / l, hydraulic retention time (HRT) is 1.5-2 hours, disk surface area nitrogen load is 2-6 gN / m It was 2 days.

운전결과 질산화 효율은 99%이었으며, 최종 침전조 반송슬러지가 투입되기 전의 질산화조 최종 단계 전단의 상징수 유출수의 암모니아성 질소(NH4-N) < 0.2mg/l, 질산성 질소(NOx-N)는 20∼23mg/l, 가용성 킬달질소(TKN) < 1.0mg/l이었다. 총 화학적 산소요구량(TCODcr) <74mg/l, 부유물질 화학적 산소요구량(SCODcr) < 25mg/l, 부유물질량(SS) < 68 mg/l이었다.As a result of the operation, the nitrification efficiency was 99%, and the ammonia nitrogen (NH4-N) <0.2mg / l and the nitrogen nitrate (NOx-N) in the supernatant effluent at the final stage of the nitrification tank before the final settling tank return sludge was 20-23 mg / l, soluble Kjeldahl nitrogen (TKN) <1.0 mg / l. Total chemical oxygen demand (TCODcr) <74 mg / l, suspended solids chemical oxygen demand (SCODcr) <25 mg / l, suspended solids amount (SS) <68 mg / l.

실시예3Example 3

본 실시예는 준혐기성 완충 무산소조(8)의 실제 운전결과에 관한 것이다.This embodiment relates to the actual operation results of the quasi-anaerobic buffered anaerobic tank 8.

체류시간(HRT)을 30분, 미생물 농도는 7,000mg/l∼10,000mg/l, pH는 6.7∼7.1 mg/l로 유지하였다. 개방형으로 운전되었으며 교반을 하였다.The retention time (HRT) was maintained for 30 minutes, the microbial concentration was 7,000 mg / l to 10,000 mg / l, and the pH was 6.7 to 7.1 mg / l. It was operated open and stirred.

준혐기성 완충 무산소조 유출수 중의 인산성 인(PO4 3--P) 농도는 3.5∼5.6mg/l이었으며, 이는 일차 침전조 유출수의 인 농도인 0.5∼1.5mg/l의 3배에 해당하는 것으로 인의 방출이 있었음을 알 수 있었다. 또한, 화학적 산소요구량(SCODcr) 농도는 65∼95 mg/l, 질산성 질소(NO3-N)는 < 0.2mg/l이었다.Phosphorous phosphorus (PO 4 3- -P) concentration in the semi-anaerobic buffered anaerobic effluent was 3.5 to 5.6 mg / l, which is three times the concentration of 0.5 to 1.5 mg / l of the primary leachate effluent. I could see that there was. The chemical oxygen demand (SCODcr) concentration was 65 to 95 mg / l, and the nitrate nitrogen (NO 3 -N) was <0.2 mg / l.

따라서, 위의 준혐기성 완충 무산소조의 유출수가 무산소조로 유출될 경우 잔류한 유기물질로 무산소조에서의 비탈질속도(SDNR)를 0.15∼0.35 gNO3-N/gVSS일(>15℃)까지 높게 유도할 수 있었다.Therefore, if the effluent from the above-mentioned anaerobic buffered anoxic tank flows out into the anoxic tank, the denitrification rate (SDNR) in the anoxic tank can be induced as high as 0.15 to 0.35 gNO 3 -N / gVSS days (> 15 ° C). Could.

실시예4Example 4

본 실시예는 무산소조(10)의 실제 운전결과에 관한 것이다.This embodiment relates to the actual operation results of the anaerobic tank 10.

체류시간은 2.0∼2.5 시간, 미생물 농도(MLSS)는 3,000∼4,500mg/l, 산화환원전위(ORP : oxidation-reduction potential)는 -70mV∼-250mV, 용존산소는 0.2mg/l, pH는 7.1∼7.5로 유지되었다. 무산소조 최종 유출수를 30분 동안 정침하여 상징수를 분석한 결과는 다음과 같다.Retention time is 2.0 to 2.5 hours, microorganism concentration (MLSS) is 3,000 to 4,500 mg / l, oxidation-reduction potential (ORP: oxidation-reduction potential) is -70 mV to -250 mV, dissolved oxygen is 0.2 mg / l, pH is 7.1 Was maintained at -7.5. The result of analyzing the symbolic water by sanitizing the final anaerobic runoff for 30 minutes is as follows.

pH는 7.1∼7.5, 용존산소농도(DO)는 0mg/l, 화학적 산소요구량(CODcr)은 30∼45mg/l, 생물학적 산소요구량(BOD)은 25∼35mg/l, 가용성 총 질소(TN)는 5∼7mg/l, 질산성 질소(NOx-N)는 3∼4mg/l, 가용성 암모니아성 질소(NH4-N)는 2∼3mg/l, 슬러지 부피(SV30)는 420∼510ml/l, 비탈질속도(SDNR)는 0.15∼0.35 gNO-N/gVSS일(>15℃), 인산성 인(PO4 3--P)은 2.5∼4.5mg/l이었다.pH is 7.1-7.5, dissolved oxygen concentration (DO) is 0mg / l, chemical oxygen demand (CODcr) is 30-45mg / l, biological oxygen demand (BOD) is 25-35mg / l, soluble total nitrogen (TN) is 5-7 mg / l, nitrate nitrogen (NOx-N) 3-4 mg / l, soluble ammonia nitrogen (NH 4 -N) 2-3 mg / l, sludge volume (SV30) 420-510 ml / l, The denitrification rate (SDNR) was 0.15 to 0.35 gNO-N / gVSS day (> 15 ° C), and the phosphoric acid phosphorus (PO 4 3- -P) was 2.5 to 4.5 mg / l.

실시예5Example 5

본 실시예는 부유상 안정화조(12)가 설치된 안정화조의 실제 운전결과에 관한 것이다.This embodiment relates to the actual operation results of the stabilization tank in which the floating phase stabilization tank 12 is installed.

미생물 농도(MLSS)는 2500∼4000mg/l이었다. 결과는 표3과 같다.The microbial concentration (MLSS) was 2500-4000 mg / l. The results are shown in Table 3.

표3. 부유상 안정화조의 운전결과Table 3. Operation result of floating phase stabilization tank

구분division 화학적 산소요구량(CODcr)(mg/l)Chemical Oxygen Demand (CODcr) (mg / l) 생물학적 산소요규량(BOD)(mg/l)Biological Oxygen Requirements (BOD) (mg / l) 암모니아성 질소(NH4-N)(mg/l)Ammonia Nitrogen (NH 4 -N) (mg / l) 슬러지 부피(SV30)(ml/ml)Sludge Volume (SV30) (ml / ml) 인산성 인(PO4 3--P)(mg/l)Phosphoric Acid Phosphorus (PO 4 3- -P) (mg / l) 체류시간(HRT)(hr)Residence time (HRT) (hr) 부유상 공정Floating phase process <30<30 <12<12 3.5∼5.53.5 to 5.5 450/1000450/1000 0.2∼0.50.2 to 0.5 1One

실시예6Example 6

본 실시예는 미생물담체(HBC)와 회전원판(RID)이 안정화조(12)에 설치된 공정을 실제 운전한 결과에 관한 것이다. 안정화조에 설치된 미생물담체(HBC)는 용적 대비 6.8% 충진된 것으로 부유상 미생물 농도(MLSS)는 2,500∼4,000mg/L이었으며 담체 내에 부착된 미생물을 전량 탈리시켜 부유상 미생물농도로 환산할 경우 6,000∼8,000mg/l로 유지되어 안정화조 체류시간을 부유상 공정 보다 최대 1/3까지 단축가능하였다. 안정화조(12)에 설치된 회전원판(RID)은 폴리프로필렌(Polypropylene) 재질의 직경 2m, 두께 2mm, 원판간격 10mm로 회전모타에 의해 3rpm으로 회전되었으며 원판표면적 부하는 20g BOD /m2일, 2∼6gN/m2일로 설계되었다. 회전원판(RID)이 설치된 안정화조는 운전결과 잔류 암모니아성질소를 99% 질산화시킬 수 있었으며 송풍기 대신 사용되어 소음, 진동, 악취휘산이 없고 소요동력을 기존 송풍기(blower)보다 1/3까지 줄일 수 있었다.This embodiment relates to the result of actually operating a process in which the microbial carrier (HBC) and the rotating disc (RID) are installed in the stabilization tank 12. The microbial carrier (HBC) installed in the stabilization tank was filled with 6.8% of the volume. The suspended microorganism concentration (MLSS) was 2,500 to 4,000 mg / L, and the total amount of the microorganisms attached to the carrier was removed and converted to the suspended microbial concentration. Maintained at 8,000 mg / l, stabilization tank residence time can be shortened by up to 1/3 than the floating bed process. The rotating disk (RID) installed in the stabilization tank 12 was rotated at 3rpm by the rotating motor with a diameter of 2m, thickness of 2mm and disk spacing of 10mm of polypropylene, and the disk surface load was 20g BOD / m 2 days, 2 It was designed as -6 gN / m 2 days. The stabilization tank equipped with the rotating disc (RID) was able to nitrate the residual ammonia nitrogen by 99% as a result of operation, and it was used instead of the blower, so there was no noise, vibration, and odorous acid, and the required power could be reduced by 1/3 compared with the existing blower. .

표4. HBC 및 RID를 설치한 안정화조의 운전결과.Table 4. Operation result of stabilization tank equipped with HBC and RID.

구분division 화학적 산소요구량(CODcr)(mg/l)Chemical Oxygen Demand (CODcr) (mg / l) 생물학적 산소요구량(BOD)(mg/l)Biological Oxygen Demand (BOD) (mg / l) 암모니아성질소(NH4-N)(mg/l)Ammonia nitrogen (NH 4 -N) (mg / l) 슬러지 부피(SV30)(ml/ml)Sludge Volume (SV30) (ml / ml) 인산성 인(PO4 3--P)(mg/l)Phosphoric Acid Phosphorus (PO 4 3- -P) (mg / l) 체류시간(HRT)(hr)Residence time (HRT) (hr) HBCHBC < 27<27 < 9<9 1.5∼2.01.5 to 2.0 350/1000350/1000 0.3∼0.60.3 to 0.6 0.330.33 RIDRID < 35<35 < 11<11 0.3∼0.60.3 to 0.6 150/1000150/1000 0.7∼1.10.7 to 1.1 0.500.50

실시예7Example 7

본 발명의 회전원판(RID)이 설치된 질산화조를 이용한 질소 및 인의 동시제거 방법을 이용하여 파일롯 플랜트 운전결과는 다음 표4와 같다.Pilot plant operation using the simultaneous removal method of nitrogen and phosphorus using a nitric oxide tank equipped with a rotary disk (RID) of the present invention is shown in Table 4.

표4. 회전원판(RID)이 설치된 질산화조를 이용한 질소 및 인 동시제거 방법의 파일롯 플랜트 운전결과(방류수 기준)Table 4. Pilot Plant Operation Results of Simultaneous Removal of Nitrogen and Phosphorus Using Nitrification Tank with Rotating Disc (RID)

구분division 생물학적 산소요구량(BOD)(mg/l)Biological Oxygen Demand (BOD) (mg / l) 화학적 산소요구량(CODcr)(mg/l)Chemical Oxygen Demand (CODcr) (mg / l) 부유물질(SS)(mg/l)Suspended matter (SS) (mg / l) 총질소(TN)(mg/l)Total Nitrogen (TN) (mg / l) 총인(TP)(mg/l)Total phosphorus (TP) (mg / l) 처리용량(l/일)Capacity (l / day) AA 99 2828 1414 8.08.0 0.70.7 100100 BB 1313 3232 1717 1010 1.01.0 100100 CC 1515 3535 1818 1212 1.21.2 100100

A : 회전원판(RID)이 설치된 질산화조 및 미생물 담체(HBC)가 설치된 안정화조를 사용하는 경우.A: When using a nitrification tank equipped with a rotating disk (RID) and a stabilization tank equipped with a microorganism carrier (HBC).

B : 회전원판(RID)이 설치된 질산화조 및 부유공정의 안정화조를 사용하는 경우.B: When using nitriding tank equipped with rotating disc (RID) and stabilization tank of floating process.

C : 회전원판(RID)이 설치된 질산화조 및 회전원판(RID)이 설치된 안정화조를 사용하는 경우.C: In case of using nitrification tank with RID and stabilization tank with RID.

본 발명의 방법을 100m3/일 규모 파일롯 플랜트에서 적용하여 본 결과 단위 반응조 체류시간(HRT)은 PFR 분리조 : 0.5 시간, 일차 침전조 : 2.0 시간, 질산화조 : 2.0∼2.5 시간, 준혐기성 완충 무산소조 : 0.4시간, 안정화조 : 0.5 시간, 최종 침전조 : 2.5시간이었다.As a result of applying the method of the present invention in a 100 m 3 / day pilot plant, the unit reaction tank residence time (HRT) was PFR separation tank: 0.5 hour, primary precipitation tank: 2.0 hours, nitrification tank: 2.0-2.5 hours, semi-anaerobic buffered anoxic tank : 0.4 hour, stabilization tank: 0.5 hour, final precipitation tank: 2.5 hours.

여기에서, 침전조를 제외한 생물 반응조의 총 체류시간(HRT)는 5.9시간으로 질산화조와 무산소조를 최고 1시간까지 단축할 경우 4.9시간 내에 생물학적 질소 인을 제거하는 것이 가능하게 된다.Here, the total residence time (HRT) of the biological reaction tank excluding the precipitation tank is 5.9 hours, and when the nitrification and anoxic tanks are shortened up to 1 hour, biological nitrogen phosphorus can be removed within 4.9 hours.

본 발명의 방법에 따르면, 기존의 하수종말처리장의 활성슬러지 생물반응조에서의 체류시간이 6 시간 이내가 되도록 개보수할 수 있다. 또한, 외부 탄소원의 공급 없이도 질소 및 인의 제거가 가능하다. 질산화용 회전원판(RID)을 설치함으로써 기존 동력비에 대하여 1/4∼1/6로 동력비를 줄일 수 있으며 완벽한 질소제거가 가능하다.According to the method of the present invention, the residence time in the activated sludge bioreactor of the existing sewage treatment plant can be renovated to be within 6 hours. It is also possible to remove nitrogen and phosphorus without supplying an external carbon source. By installing the rotational disc for nitrification (RID), the power cost can be reduced to 1/4 to 1/6 of the existing power cost, and complete nitrogen removal is possible.

본 발명에 따르면, PFR 분리조를 무산소 조건에서 운전함으로써 일차 침전조 내에서의 슬러지 부상현상을 예방할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent the sludge floating phenomenon in the primary settling tank by operating the PFR separation tank in anoxic conditions.

본 발명에 따르면, 질산화조에 회전원판(RID)을 설치함으로써 하ㆍ폐수의 질산화조에서의 체류시간을 단축할 수 있다. 또한, 동력비를 기존 동력비에 대하여 1/4∼1/6로 줄일 수 있으며 완벽한 질소제거가 가능하다.According to the present invention, by providing a rotary disk (RID) in the nitrification tank, it is possible to shorten the residence time of the sewage and waste water in the nitrification tank. In addition, the power costs can be reduced to 1/4 to 1/6 of the existing power costs, and complete nitrogen removal is possible.

본 발명에 따르면, 질산화조에 회전원판(RID)을 설치함과 동시에 안정화조에 미생물 담체(HBC) 또는 회전원판(RID)을 설치함으로써 하ㆍ폐수의 질산화조에서의 체류시간 뿐만 아니라 상기 안정화조에서의 체류시간을 단축할 수 있다.According to the present invention, by installing a rotating disk (RID) in the nitrification tank and at the same time by installing a microbial carrier (HBC) or a rotating disk (RID) in the stabilization tank, as well as the residence time in the nitrification tank of the waste water, The residence time can be shortened.

본 발명에 따르면, 안정화조에 회전원판(RID)을 설치하는 경우 미생물에 산소공급속도를 증가시키기 위하여 이들 반응조에 순수산소제조설비를 설치함으로써 상기 질산화조 또는 안정화조에서의 체류시간을 추가로 단축시킬 수 있다.According to the present invention, in the case of installing a rotating disk (RID) in the stabilization tank by installing pure oxygen production facilities in these reaction tanks to increase the oxygen supply rate to the microorganisms to further shorten the residence time in the nitrification tank or stabilization tank Can be.

본 발명에 따르면, PFR 분리조 또는 최종 침전조 전단에서 응집제 알럼(Al3+) 또는 철염(Fe3+)을 원수 내의 용해성 인산성 인(soluble PO4 3--P) 농도에 대하여 1:1로 주입함으로써 슬러지 형성을 촉진시켜 체류시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 과도한 인 부하를 방지할 수 있다.According to the invention, PFR-separating tank or the final sedimentation tank shear coagulant alum (Al 3+) or iron (Fe 3+) in the first relative to the soluble phosphate sex (soluble PO 4 3- -P) concentration in the raw water: 1 Injection can promote sludge formation and shorten the residence time, as well as prevent excessive phosphorus loading.

또한, 본 발명에 따르면 상기한 효과들의 상호 상승작용으로 처리속도가 빠르고 슬러지 발생량이 적으므로 하수처리장설치에 소요되는 부지를 최소화할 수 있다.In addition, according to the present invention it is possible to minimize the site required for the installation of the sewage treatment plant because the treatment speed is fast and the amount of sludge generated by the synergy of the above effects.

Claims (6)

하ㆍ폐수 및 최종침전조로부터 반송되는 반송슬러지를 무산소 조건의 플러그 흐름 반응기형 분리조(plug flow reactor separator: PFR separator)로 유입 및 혼합하여 생물흡착시키는 단계;Introducing and mixing the return sludge returned from the sewage / wastewater and the final sedimentation tank into a plug flow reactor separator (PFR separator) under anoxic conditions and bioadsorption; 상기 플러그 흐름 반응기형 분리조에서 일정 시간 동안 체류된 혼합액 전부를 일차 침전조로 보내어 고액분리하는 단계;Sending all of the mixed liquid stayed in the plug flow reactor type separation tank for a predetermined time to the primary settling tank for solid-liquid separation; 상기 일차 침전조에서 고액분리된 혼합액 중 상징수 및 최종침전조로부터 반송되는 반송슬러지는 고효율 질산화용 회전원판(RID)(rotating immersion disks)이 설치된 질산화조로 이송 및 혼합하여 암모니아성 질소를 질산성 질소로 산화시키는 단계;The return sludge returned from the supernatant water and the final settling tank in the solid-liquid separated liquid in the primary sedimentation tank is transported and mixed to a nitrification tank equipped with high efficiency rotary immersion disks (RID) to oxidize ammonia nitrogen to nitrate nitrogen. Making a step; 상기 일차 침전조에서 고액분리된 혼합액 중 침전된 침전슬러지 및 상기 최종침전조로부터 반송되는 반송슬러지는 준혐기성 완충 무산소조로 이송 및 혼합하여 반송슬러지 내에 잔존하는 질산성 질소(NOx-N)를 탈질시키는 단계;A step of denitrifying nitrogen nitrate (NOx-N) remaining in the conveying sludge by transferring and mixing the precipitated sludge precipitated in the solid-liquid separated liquid mixture in the primary precipitation tank and the final sludge returned to the semi-anaerobic buffer anoxic tank; 상기 질산화조에서 질산화된 상징수를 무산소조로 이송하여 상기 준혐기성 완충 무산소조로부터 연통된 공간을 통하여 유입되는 상기 탈질된 혼합액과 혼합시켜 완전 탈질시키는 단계;Transporting the nitrified symbolic water from the nitrification tank to the anoxic tank and mixing with the denitrified mixed solution introduced through the space communicated from the semi-anaerobic buffered anoxic tank to completely denitrify; 상기 완전 탈질된 혼합액을 안정화조로 이송하여 잔여 유기물질 및 암모니아성 질소를 완전 산화시키고 인을 미생물 체내에 흡수시키는 단계;Transferring the completely denitrified mixture to a stabilization tank to completely oxidize residual organic matter and ammonia nitrogen and to absorb phosphorus into the body of the microorganism; 상기 안정화조에서 완전 산화되고 미생물 체내에 인이 흡수된 상기 혼합액 전부를 최종침전조로 이송하여 상징수 및 미생물슬러지로 분리시키고, 상기 상징수는 전부 외부로 방류하고 상기 미생물슬러지는 일부는 상기 무산소 조건의 플러그 흐름 반응기형 분리조, 질산화조 및 완충 무산소조로 반송하고 나머지는 폐기하는 단계를 포함하여 이루어지는 하수 또는 폐수의 질소 및 인의 동시 제거 방법.Transfer all of the mixed solution completely oxidized in the stabilization tank and phosphorus absorbed in the microorganism body to the final settling tank, separated into supernatant water and microbial sludge, all the supernatant water is discharged to the outside and part of the microbial sludge is the anoxic condition A method of simultaneously removing nitrogen and phosphorus from sewage or wastewater comprising the steps of returning to a plug flow reactor type separation tank, a nitrification tank and a buffered anoxic tank and discarding the rest. 제1항에 있어서, 상기 안정화조는 미생물 담체(HBC)가 설치된 것임을 특징으로 하는 하수 또는 폐수의 질소 및 인의 동시 제거 방법.The method of claim 1, wherein the stabilization tank is a microbial carrier (HBC) is installed, characterized in that the simultaneous removal of nitrogen and phosphorus in sewage or waste water. 제2항에 있어서, 상기 미생물 담체(HBC)가 설치된 안정화조에 PSA 순수산소 제조설비를 설치하는 것을 특징으로 하는 하수 또는 폐수의 질소 및 인의 동시 제거 방법.3. The method for simultaneously removing nitrogen and phosphorus from sewage or wastewater according to claim 2, wherein a PSA pure oxygen production facility is installed in a stabilization tank in which the microbial carrier (HBC) is installed. 제1항에 있어서, 상기 안정화조는 회전원판(RID)이 설치된 것임을 특징으로 하는 하수 또는 폐수의 질소 및 인의 동시 제거 방법.The method of claim 1, wherein the stabilization tank is a rotary disk (RID) is installed, characterized in that the simultaneous removal of nitrogen and phosphorus in the sewage or wastewater. 제1항에 있어서, 상기 무산소 조건의 플러그 흐름 반응기형 분리조 또는 최종 침전조 전단에서 라인믹서(line mixer)를 이용하여 응집제인 알럼(Al3+) 또는 철염(Fe3+)을 원수 내의 용해성 인산성 인(soluble PO4 3--P) 농도에 대하여 1:1로 주입하는 것을 특징으로 하는 하수 또는 폐수의 질소 및 인의 동시 제거 방법.The method of claim 1, wherein the flocculant alum (Al 3+ ) or iron salt (Fe 3+ ) is dissolved in raw water using a line mixer in front of the plug-flow reactor type separation tank or the final settling tank under anoxic conditions. Simultaneous removal of nitrogen and phosphorus from sewage or wastewater, characterized in that 1: 1 injection to soluble PO 4 3- -P concentration. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PFR 질산화조로 이송되는 반송슬러지는 원수 대비 20∼25 용량%이고, 상기 질산화조로 이송되는 반송슬러지는 원수 대비 5∼10 용량%이고, 상기 준혐기성 완충무산소조로 이송되는 반송슬러지는 원수 대비 5∼10 용량%인 것을 특징으로 하는 하수 또는 폐수의 질소 및 인의 동시 제거 방법.The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the conveying sludge conveyed to the PFR nitrification tank is 20 to 25% by volume of the raw water, the conveying sludge conveyed to the nitrification tank is 5 to 10% by volume of the raw water, Simultaneous removal of nitrogen and phosphorus in sewage or wastewater, characterized in that the return sludge conveyed to the quasi-anaerobic buffer anoxic tank is 5 to 10% by volume of raw water.
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