KR20010028800A - Process for Biological Treatment of Waste Water with Zeolite Powder - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided is a method for treating sewage and wastewater using powdered zeolite, which can remove high concentration nitrogen without additional installation of a zeolite ion-exchange or regeneration device and enhance settling property of sludge. CONSTITUTION: The sewage and wastewater treatment method is characterized in that, i) the reaction tank consists of an aerobic tank, an anoxic tank or an anaerobic tank, and a settling tank, in order; and ii) sewage and wastewater are flowed into the anoxic tank or the anaerobic tank, sent to the settling tank with powdered zeolite, and returned to the aerobic tank.

Description

분말형 제올라이트를 이용한 하/폐수의 처리 방법 {Process for Biological Treatment of Waste Water with Zeolite Powder}Process for Biological Treatment of Waste Water with Zeolite Powder

본 발명은 생물학적 처리조 내에서 분말형 제올라이트를 사용하는 하수 및 폐수의 처리 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 호기조, 혐기조, 및 침전조의 순서로 이루어지는 생물학적 처리조에서 분말형 제올라이트를 사용하여 연속적으로 순환하게 함으로써 하수 및 폐수 내에 존재하는 유기물 뿐만 아니라, 질소 및 인을 제거하는 하수 및 폐수의 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating sewage and wastewater using powdered zeolites in biological treatment tanks. More specifically, the present invention is a sewage that removes nitrogen and phosphorus as well as organic matter present in sewage and wastewater by continuously circulating using powdered zeolite in a biological treatment tank consisting of an aerobic, anaerobic, and sedimentation tanks. And a method for treating wastewater.

종래의 대부분의 하/폐수 처리장은 활성 슬러지 공법이 적용/운영되고 있으나, 이 공정은 주로 유기물의 제거를 주 목적으로 하는 공정으로써, 최근 심각한 사회 문제인 호소의 부영양화의 유발물질로 알려져 있는 질소와 인의 제거공정으로는 적합하지 않다. 따라서, 이들 활성슬러지 공법을 대체할 수 있는 신공법 개발을 위한 노력들이 선진 각국에서 행해지고 있는 바, 그 예로써 하나의 무산소조와 하나의 호기조를 배열한 A/O법, 혐기조, 무산소조와 하나의 호기조를 배열한 방법인 A2/O법, 포스트립법 (Phostrip), 바텐포법 (Bardenpho), VIP법, 연속회분식법 (SBR) 등이 알려져 있다. 그러나, 이들 공정들은 고농도의 질소나 인을 함유한 폐수처리에 있어서는 그 제거 효율이 제한적이며, 공정을 수행하기 위하여 너무 큰 부지가 필요할 뿐만 아니며, 반응기의 안정적인 조업의 어려움 등의 문제점을 갖는다.Most conventional sewage / wastewater treatment plants are using / operated sludge process, but this process is mainly for the removal of organic matter, and it is the process of nitrogen and phosphorus, which are known to cause eutrophication of appeal, which is a serious social problem recently. It is not suitable as a removal process. Therefore, efforts are being made in developed countries to replace these activated sludge methods. For example, A / O method, anaerobic tank, anaerobic tank and one aerobic tank, which have one anaerobic tank and one aerobic tank, Arranged methods such as the A 2 / O method, the postrip method, the Bardenpho method, the VIP method, and the continuous batch method (SBR) are known. However, these processes have limited removal efficiency in wastewater treatment containing high concentrations of nitrogen or phosphorus, not only needing a large site for carrying out the process, but also difficulty in stable operation of the reactor.

일반적으로, 하/폐수 중에 존재하는 암모니아성 질소를 생물학적으로 제거하는 방법은 호기성 조건하에서 질산화균, 예를 들면 나이트로조모나스 (Nitrosomonas) 또는 나이트로박터 (Nitorbacter)에 의하여 암모니아 질소를 질산성 질소로 전환시키고, 이후 전환된 질산성 질소를 혐기 혹은 무산소조건 하에서 탈질균의 작용에 의해 질소 기체로 환원하는 질화-탈질화 과정에 의하여 수행된다. 이러한 과정이 원활하게 이루어지기 위해서는, 먼저 호기조에서 질산화균에 의해 암모니아성 질소의 질산성 질소 형태로의 전환이 잘 이루어져야 하며, 또한 혐기조 혹은 무산소조에서 탈질화 과정이 원활하게 이루어져야 한다. 그런데, 일반적으로 피혁폐수, 축산폐수, 화학폐수, 침출수 원수 등과 같이 암모니아성 질소 농도가 500 - 2500 mg/l 범위인 고농도의 질소함유 폐수의 경우, 고농도 암모니아에 의하여 질산화균의 활동이 저해되고, 또한 암모니아 농도에 비해 부족한 유기물 양 등으로 인하여 질산화 자체가 잘 이루어지지 않아, 질소 제거에 어려움이 있어 왔다.In general, a method for biologically removing ammonia nitrogen present in sewage / wastewater is carried out by nitrifying bacteria such as nitrosomonas or nitrobacter under aerobic conditions. It is carried out by a nitriding-denitrification process in which the converted nitrate nitrogen is reduced to nitrogen gas by the action of denitrification bacteria under anaerobic or anoxic conditions. In order to facilitate this process, first, the ammonia nitrogen should be converted into the nitrate nitrogen form by nitrifying bacteria in the aerobic tank, and the denitrification process should be performed smoothly in the anaerobic tank or anoxic tank. However, in the case of high nitrogen containing wastewater having ammonia nitrogen concentration in the range of 500-2500 mg / l, such as leather wastewater, livestock wastewater, chemical wastewater, and raw leachate, the activity of nitrifying bacteria is inhibited by the high concentration ammonia, In addition, due to the insufficient amount of organic matter compared to the ammonia concentration, nitrification itself is not well made, there has been a difficulty in removing nitrogen.

한편, 생물학적 인의 제거방법으로는 기존 혐기-호기 조건으로 운전하는 처리 공정에 의하여, 미생물로 하여금 혐기조건에서 방출한 것 이상의 인을 호기조건에서 섭취토록 하는 인의 과잉섭취를 이용한 공정이 개발 실용화되고 있으나, 상기와 같은 고농도의 암모니아성 질소함유 폐수의 경우에는 과다한 질산성 질소가 미생물 내에 축적된 인의 방출을 방해하므로써 인의 제거 또한 어려운 실정이다.On the other hand, as a method of removing biological phosphorus, a process using an excess intake of phosphorus to allow microorganisms to ingest in aerobic conditions more than that released by anaerobic conditions by a treatment process operated under an anaerobic-aerobic condition has been developed and put into practical use. In the case of the ammonia nitrogen-containing wastewater of high concentration, the removal of phosphorus is also difficult because excessive nitrate nitrogen prevents the release of phosphorus accumulated in the microorganism.

이러한 문제점을 해결하고자 하는 노력의 일환으로, 암모니아에 대한 천연 제올라이트의 뛰어난 선택성을 이용하여 하/폐수의 생물학적 폐수처리를 위한 연구가 활발이 진행되고 있다 (참조. 대한민국 특허공고 제97-2624호, 제97-2628호, 제97-9650호, 제97-11327호, 제97-11330호, 대한민국 특허공개 제99-15977호 및 제99-18076호).In an effort to solve this problem, researches for biological wastewater treatment of sewage / wastewater using the excellent selectivity of natural zeolite for ammonia are being actively conducted (see Korean Patent Publication No. 97-2624, 97-2628, 97-9650, 97-11327, 97-11330, Korean Patent Publication Nos. 99-15977 and 99-18076.

상기 선행 기술 문헌에서 설명되고 있는 방법은 일반적으로 외부에 별도로 제올라이트 필터 반응기 또는 제올라이트 재생조 등을 설치하고, 여기에 암모니아성 질소를 함유한 원수 또는 처리수, 질산화조의 미생물을 포함하는 반송수, 제올라이트 재생수 등을 유입시켜, 암모니아를 미리 이온교환하여 제거시키거나 혹은 원수와 질산화조의 미생물을 동시에 제올라이트 반응조로 보내어 이온교환과 질산화를 유발시키는 등의 방법을 사용하여 암모니아 농도를 감소시키는 것으로 이루어진다. 그러나, 이러한 방법의 경우 상기 설명한 바와 같이, 필수적으로 추가의 제올라이트 반응조가 필요하여 비경제적이며, 제올라이트 반응조내에서 막힘 현상 등이 발생할 수 있다.The method described in the above prior art document is generally provided with a zeolite filter reactor or a zeolite regeneration tank, etc., separately from the outside, raw water or treated water containing ammonia nitrogen, return water containing microorganisms of nitrification tank, zeolite Regeneration water or the like is introduced to reduce ammonia concentration by using a method such as ion exchange and removal of ammonia in advance, or by sending microorganisms of raw water and nitrification tank to a zeolite reaction tank to cause ion exchange and nitrification at the same time. However, in the case of such a method, as described above, an additional zeolite reactor is essentially required, which is uneconomical, and clogging may occur in the zeolite reactor.

또한, 제올라이트에 의한 암모니아의 이온교환이 포화된 경우에는, 제올라이트의 재생을 위하여 염화나트륨 등의 물질을 첨가하는 화학적 방법, 또는 생물학적 처리조내의 미생물을 반송하여 제올라이트를 처리하는 생물학적 재생 방법이 사용된다. 그러나, 이러한 화학적 방법은 간단하지만, 재생 비용이 많이 들며, 더욱이 재생을 위한 화학약품의 사용에 따른 환경 오염의 문제가 제기되며, 생물학적 재생방법의 경우 경제적이긴 하지만, 재생에 필요한 부대시설을 설치해야 하고, 질산성 또는 아질산성 질소를 함유한 폐수가 발생한다는 문제점이 있다.In addition, when ion exchange of ammonia by zeolite is saturated, a chemical method of adding a substance such as sodium chloride for regeneration of the zeolite, or a biological regeneration method of treating the zeolite by returning microorganisms in the biological treatment tank is used. However, these chemical methods are simple, but they are expensive to recycle, and moreover, they pose a problem of environmental pollution due to the use of chemicals for regeneration, and biological regeneration methods, although economical, require the installation of additional facilities needed for regeneration. In addition, there is a problem in that wastewater containing nitric acid or nitrite nitrogen is generated.

따라서, 상기 문제점을 해결하고자 제올라이트와 관련된 부대 장치의 추가 설치없이 종래의 활성슬러지 공정의 간단한 운전상의 변화와 일정량의 분말형 제올라이트의 투입만으로 저농도 뿐만 아니라, 특히 피혁, 축산, 침출수 등의 고농도 질소 함유 폐수의 처리 효율을 높일 수 있는 새로운 생물학적인 하/폐수 처리 방법이 제안되었다. 즉, 혐기조 혹은 무산소조, 호기조 및 침전조의 순서로 구성되는 일련의 생물학적 처리조 내에 분말형 제올라이트를 일정량 투입한 후, 하/폐수의 흐름에 따라, 이들 분말형 제올라이트 및 슬러지가 각각의 반응조를 거치면서, 유기물의 제거 및 탈질, 탈인 반응을 수행하고, 계속해서 분말형 제올라이트는 슬러지와 함께 반송되어 각각의 반응조에서 생물학적으로 재생되는 경제적인 생물학적 하/폐수처리 방법이 제안되었다 (참조. 대한민국 특허출원 제98-8257호).Therefore, in order to solve the above problems, a simple change in the operation of the conventional activated sludge process and the addition of a certain amount of powdered zeolite without the additional installation of the auxiliary device related to the zeolite, as well as low concentration, especially high concentration nitrogen, such as leather, livestock, leachate, etc. New biological sewage / wastewater treatment methods have been proposed to increase the efficiency of wastewater treatment. That is, after a certain amount of powdered zeolite is introduced into a series of biological treatment tanks consisting of anaerobic or anaerobic tanks, aerobic tanks and sedimentation tanks, the powdered zeolites and sludges pass through the respective reaction tanks according to the flow of sewage and wastewater. An economical biological sewage / wastewater treatment method has been proposed in which organic matter is removed, denitrified and dephosphorized, and then the powdered zeolite is returned together with the sludge to be biologically regenerated in each reactor (see Korean Patent Application No. 98-8257).

하지만, 이 경우에도 질산화 및 침전성이 향상되기는 하였으나 질소 제거 효율면에서는 만족스럽지 못하였다.However, in this case, although nitrification and precipitation were improved, they were not satisfactory in terms of nitrogen removal efficiency.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 설명한 바와 같이 제올라이트와 관련된 추가의 부대 장치를 설치할 필요가 없으며, 질소 제거 효율 또한 높은 제올라이트를 사용한 생물학적 하/폐수 처리 방법을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a biological sewage / wastewater treatment method using a zeolite which does not require the installation of additional accessory equipment related to the zeolite as described above and which also has a high nitrogen removal efficiency.

상기 본 발명의 목적은 반응조가 폭기조, 혐기조 또는 무산소조 및 침전조의 순서로 구성되며, 제올라이트 분말 및 하/폐수를 혐기조 또는 무산소조에 공급하는 하/폐수 처리 방법에 의하여 달성될 수 있다.The object of the present invention is the reaction tank consists of aeration tank, anaerobic tank or anaerobic tank and settling tank, it can be achieved by the sewage / wastewater treatment method of supplying zeolite powder and sewage / waste water to the anaerobic tank or anoxic tank.

본 발명의 하/폐수 처리 방법에서, 반응조는 폭기조, 혐기조 또는 무산소조, 및 침전조의 순서로 구성되며, 제올라이트 분말 및 하/폐수 원수는 혐기조 또는 무산소조에 공급된다.In the sewage / wastewater treatment method of the present invention, the reaction tank is composed of an aeration tank, an anaerobic tank or an anaerobic tank, and a settling tank, and zeolite powder and sewage / wastewater raw water are supplied to the anaerobic tank or anoxic tank.

본 발명의 방법에 따라, 분말형 제올라이트는 혐기조 또는 무산소조에 유입되는 하/폐수의 암모니아성 질소 농도에 따라 일정량 투여되며, 하/폐수의 암모니아성 질소는 이들 분말 제올라이트에 이온교환된다. 암모니아성 질소와 이온교환된 분말형 제올라이트는 침전조를 거쳐 호기조로 이송되고 호기조에서 질산화균들에 의해 다시 아질산성 또는 질산성 질소로 전환되며, 전환된 아질산성 또는 질산성 질소는 혐기조 또는 무산소조로 이송되고 탈질화균에 의하여 탈질화되면서 질소 기체로 배출되게 된다. 또한, 상기 호기조에서의 아질산성 또는 질산성 질소로의 전환에 의하여 제올라이트는 재생된다.According to the method of the present invention, the powdered zeolite is administered in a certain amount according to the ammonia nitrogen concentration of the sewage / wastewater flowing into the anaerobic tank or the anaerobic bath, and the ammonia nitrogen of the sewage / wastewater is ion exchanged to these powder zeolites. The powdered zeolite ion-exchanged with ammonia nitrogen is transferred to the aerobic tank via the settling tank and converted into nitrous or nitrate nitrogen by the nitrifiers in the aerobic tank, and the converted nitrous or nitrate nitrogen is transferred to the anaerobic tank or anoxic tank. And denitrified by denitrification bacteria and discharged into nitrogen gas. In addition, the zeolite is regenerated by conversion to nitrous or nitrate nitrogen in the aerobic tank.

따라서, 본 발명의 하/폐수 처리 방법에 따라, 제올라이트의 이온교환과 생물학적 재생 기작을 통해 하/폐수중의 유기물 뿐만 아니라, 질소 및 인, 특히 질소의 제거 효율을 경제적으로 높일 수 있고, 슬러지의 침전성을 향상시킬 수 있어 제올라이트의 효과를 최대한 이용할 수 있다.Therefore, according to the sewage / wastewater treatment method of the present invention, it is possible to economically increase the removal efficiency of nitrogen and phosphorus, especially nitrogen, as well as organic matter in the sewage / wastewater through ion exchange and biological regeneration mechanisms of zeolites. Precipitation can be improved and the effect of zeolite can be utilized to the maximum.

일반적으로, 종래의 생물학적 처리 반응조는 그 기능과 작용에 따라 혐기조 또는 무산소조, 호기조, 및 침전조 등의 순서로 구성되거나, 또는 동일한 단일 반응조를 사용하여 상기한 혐기, 무산소, 호기 등의 상태를 조성함으로써 운전되었다.In general, conventional biological treatment reactors are configured in the order of anaerobic tanks or anaerobic tanks, aerobic tanks, and settling tanks according to their functions and functions, or by using the same single reactor to form the above-described anaerobic, anaerobic, aerobic, etc. states. Was driven.

그러나, 이와 달리 본 발명에 따른 반응조는 호기조, 혐기조 또는 무산소조, 및 침전조 등의 순서로 구성된다. 지금까지, 하/폐수의 생물학적 처리 방법에서는 반응조를 호기조 및 무산소조 또는 혐기조의 순서로 운전하게 되면, 무산소조에서의 탈질 과정에 의하여 생성된 질소 기체에 의해 침전성이 떨어져 원활한 고액 분리가 이루어지기 어려웠으며, 또한 암모니아성 질소 제거 효율도 반송비에 의존할 수 밖에 없었다.However, in contrast, the reaction tank according to the present invention is configured in the order of aerobic tank, anaerobic tank or anoxic tank, and precipitation tank. Up to now, in the biological treatment method of sewage / wastewater, when the reaction tank is operated in the order of aerobic and anaerobic tanks or anaerobic tanks, it is difficult to achieve a smooth solid-liquid separation due to sedimentation by nitrogen gas generated by the denitrification process in the anoxic tank. In addition, the ammonia nitrogen removal efficiency was inevitably dependent on the return ratio.

그러나, 본 발명의 방법에 있어서는 일정량의 분말형 제올라이트를 반응조에 투입하면, 각각의 생물학적 반응조인 혐기조 또는 무산소조, 및 호기조내에서 분말형 제올라이트와 미생물이 안정된 형태의 플록을 형성하여 침전성이 향상되고, 무산소조에 유입된 암모니아성 질소는 제올라이트에 이온교환되고 침전조에서 고액 분리되어 호기조로 반송되게 된다. 반송된 제올라이트에 이온교환된 암모니아성 질소는 질산화 기작에 의해 질산성 질소로 전환되며, 이때 제올라이트의 재생이 이루어진다. 한편, 제올라이트에서 아질산성 또는 질산성 질소로 전환된 질소는 다시 무산소조로 유입되어 탈질균에 의해 질소 기체로 환원되어 대기상으로 완전히 제거되며, 이때 하/폐수에 함유된 유기물은 탈질균에 의한 탈질과정에서 탄소원으로 이용되어 제거된다. 또한, 중금속은 제올라이트에 흡착되거나 미생물에 의해, 인은 미생물에 의해 제거되게 된다.However, in the method of the present invention, when a certain amount of powdered zeolite is added to the reaction tank, in the anaerobic or anoxic tank, which is a biological reaction tank, and the aerobic tank, the powdered zeolite and microorganisms form a stable floc, thereby improving precipitation. In this case, the ammonia nitrogen introduced into the anoxic tank is ion exchanged to the zeolite, solid-liquid separated from the settling tank, and returned to the aerobic tank. The ammonia nitrogen ion-exchanged to the returned zeolite is converted to nitrate nitrogen by the nitrification mechanism, whereby the zeolite regeneration is performed. On the other hand, nitrogen converted to nitrous or nitrate nitrogen from zeolite is introduced into an anoxic tank, reduced to nitrogen gas by denitrification bacteria, and completely removed to the atmospheric phase. At this time, organic matter contained in sewage / wastewater is denitrified by denitrification bacteria. It is used as a carbon source in the process and removed. In addition, heavy metals are adsorbed to the zeolite or by the microorganisms, phosphorus is removed by the microorganisms.

따라서, 상기와 같이 본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 하/폐수 중에 존재하는 질소, 인, 중금속 및 유기물 등을 경제적이고 효과적으로 제거할 수 있다.Thus, by using the method according to the present invention as described above, it is possible to economically and effectively remove nitrogen, phosphorus, heavy metals and organic substances, etc. present in the sewage / waste water.

상기 본 발명의 방법에서, 침전조에서 호기조로의 반송비는 본 방법을 효율에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 반송비가 0.5 미만이면 침전조에 슬러지와 제올라이트를 장시간 머물게하여 슬러지의 부패와 제올라이트의 원활한 재생을 저해할 수 있으며, 5 이상이면 무산소조에 너무 많은 산소를 공급하게 되어 탈질을 저해할 수 있다. 따라서, 반송비는 0.5 내지 5의 범위가 바람직하다.In the above method of the present invention, the return ratio from the settling tank to the aerobic tank greatly affects the efficiency of the method. In general, when the return ratio is less than 0.5, sludge and zeolite may be kept in the settling tank for a long time to inhibit sludge decay and smooth regeneration of the zeolite, and when 5 or more, too much oxygen may be supplied to the anoxic tank to inhibit denitrification. Therefore, the conveyance ratio is preferably in the range of 0.5 to 5.

본 발명에 따라, 처리하고자 하는 하/폐수는 먼저 무산소조 또는 혐기조에 유입된다. 무산소조 또는 혐기조에 유입된 하/폐수의 암모니아성 질소는 제올라이트에 이온교환되고 침전조에서 고액분리되어 분리된 슬러지는 호기조로 반송되고 상등수는 처리수로 방류된다. 반송된 제올라이트에 이온교환된 암모니아성 질소는 호기조에서 질산화 미생물에 의해 화학적, 생물학적 기작으로 아질산성 또는 질산성 질소로 전환되어 제올라이트에서 액상으로 방출되며, 이에 따라 제올라이트의 연속적인 재생이 이루어진다. 한편, 액상으로 방출된 아질산성 또는 질산성 질소는 무산소조 또는 혐기조로 이동되어 탈질 미생물에 의해 질소 기체로 환원되어 대기상으로 방출 제거되며, 유입된 하/폐수의 유기물(COD, BOD)은 무산소조 또는 혐기조의 탈질화 과정에서 탄소원으로 이용되어, 제거된다. 호기조에서 재생된 제올라이트는 무산소조 또는 혐기조로 이동하여 유입되는 하/폐수의 암모니아성 질소와 다시 이온교환될 수 있다.According to the invention, the sewage / wastewater to be treated is first introduced into an anaerobic or anaerobic tank. The ammonia nitrogen of the sewage / wastewater introduced into the anaerobic or anaerobic tank is ion exchanged to the zeolite, solid-liquid separated from the sedimentation tank, and the sludge separated is returned to the aerobic tank and the supernatant is discharged to the treated water. The ammonia nitrogen ion-exchanged in the returned zeolite is converted into nitrite or nitrate nitrogen by chemical and biological mechanisms by nitrifying microorganisms in an aerobic tank and is released in the liquid phase from the zeolite, thereby achieving continuous regeneration of the zeolite. On the other hand, the nitrous or nitrate nitrogen released into the liquid phase is moved to an anoxic tank or anaerobic tank and reduced to nitrogen gas by the denitrification microorganism to be removed and released to the atmosphere. It is used as a carbon source in the denitrification process of the anaerobic tank and is removed. The zeolite regenerated in the aerobic tank may be ion exchanged again with the ammonia nitrogen of the sewage / wastewater flowing into the anaerobic or anaerobic tank.

따라서, 본 발명의 방법에서는 상기와 같은 화학적-생물학적 연속 기작이 수행됨으로써 추가적인 제올라이트 재생을 위한 부가적인 시설을 설치할 필요가 없으며, 단일 공정으로서 호기조에서 제올라이트 재생이 가능하므로 반응조에 투여된 제올라이트를 인위적으로 재생할 필요가 없다. 즉, 종래 제올라이트를 이용한 공정의 경우 사용된 제올라이트를 재생하기 위하여 별도의 화학적 방법 또는 생물학적 재생 방법을 사용하여야 했으나, 본 발명에 따른 방법에서는 반응조내에서 일어나는 생물학적 기작, 즉 질산화, 탈질화 등의 미생물 기작에 의하여 제올라이트가 연속적으로 재생되므로써, 이에 따른 부대시설이 필요없고, 또한 제올라이트가 그 표면에 미생물의 성장에 필요한 안정적인 장소를 제공하므로써, 제올라이트를 중심으로 안정적인 플럭이 형성되어 침전성이 향상되므로 보다 안정적이고 경제적으로 하/폐수를 처리할 수 있다.Therefore, in the method of the present invention, by performing the chemical-biological continuous mechanism as described above, there is no need to install additional facilities for regenerating the zeolite, and since the zeolite regeneration is possible in the aerobic tank as a single process, the zeolite administered to the reactor is artificially There is no need to play. That is, in the case of a process using a zeolite, a separate chemical method or a biological regeneration method should be used to regenerate the zeolite used, but in the method according to the present invention, a microorganism such as a biological mechanism occurring in a reaction tank, that is, nitrification and denitrification, etc. Since the zeolite is continuously regenerated by the mechanism, there is no need for additional facilities, and since the zeolite provides a stable place necessary for the growth of microorganisms on its surface, a stable floc is formed around the zeolite, thereby improving precipitation. Stable and economical treatment of sewage / wastewater.

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 분말형 제올라이트는 양이온 교환능을 가진 임의의 형태의 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 MO.AlxOy.mSiO2.nH2O (M은 알칼리 토금속)으로 표시되는 함수 알루미늄을 주성분으로 하는 천연 제올라이트이다.Powdered zeolites that can be used in the process of the invention can be used in any form with cation exchange capacity, preferably represented by MO.Al x O y .mSiO 2 .nH 2 O (M is alkaline earth metal) It is a natural zeolite based on hydrous aluminum.

사용되는 분말형 제올라이트는 10 내지 100 ㎛의 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다. 일반적으로, 입자 크기가 10 ㎛ 미만이면 폐수 처리 공정에서 제올라이트 입자가 반응조 내에 잔류하지 못하고 유출될 가능성이 높으며, 100 ㎛를 초과하면 반응조내에서 자유 유동이 어렵고 펌프의 막힘이나 손상을 가져올 수 있다.The powdered zeolite to be used preferably has a particle size of 10 to 100 μm. In general, when the particle size is less than 10 μm, the zeolite particles are not likely to remain in the reactor in the wastewater treatment process and are more likely to flow out. If the particle size is larger than 100 μm, free flow in the reactor may be difficult and may cause clogging or damage of the pump.

상기 본 발명에 따른 하/폐수 처리 방법에 있어서, 생물학적 반응조의 구성을 편의상 호기조, 무산소조 또는 혐기조 및 침전조의 순서로 설명하였으나, 이는 본 발명을 보다 명확히 설명하기 위한 것으로서 각각의 생물학적 반응조의 구성은 처리하고자 하는 하/폐수의 성상 및 개별 처리장의 조건에 따라, 다양하게 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 생물학적 반응조는 일반적으로 호기조, 혐기조 혹은 무산소조 및 침전조의 순서로 이루어지나, 고농도의 질소 및 인을 제거할 필요가 있을 경우에는 호기조, 혐기조 혹은 무산소조가 반복될 수 있다. 또한, 각각의 반응조는 하나의 단일 반응조에 간막으로 구성될 수도 있으며, 혹은 각각의 반응조로 개별적으로 구분되어 구성될 수 있다. 즉, 연속 회분식 반응조 또는 단일 반응조의 운전 순서 또는 방법의 변경 등도 본 발명에 포함된다.In the sewage / wastewater treatment method according to the present invention, the configuration of the biological reaction tank was described in order of aerobic tank, anoxic tank, or anaerobic tank and settling tank for convenience, but this is to more clearly explain the present invention, and each biological reactor was treated. Depending on the characteristics of the sewage / wastewater to be desired and the conditions of the individual treatment plant, it may be variously configured. In other words, the biological reaction tank according to the present invention generally consists of an aerobic tank, an anaerobic tank or an anaerobic tank and a precipitation tank, but when it is necessary to remove high concentrations of nitrogen and phosphorus, the aerobic tank, anaerobic tank or anoxic tank may be repeated. In addition, each reactor may be composed of a membrane in one single reactor, or may be separately divided into each reactor. That is, the change of the operation sequence or method of a continuous batch reactor or a single reactor is also included in this invention.

한편, 폐슬러지의 형태로 폐기되는 슬러지양은 전체 반응조의 슬러지 체류시간이 일정하게 유지되도록 폐기하고, 폐기된 슬러지에 포함되어 있는 분말 제올라이트 양 만큼 또는 전체 반응기의 효율상 필요한 양을 고려하여, 외부에서 추가로 분말형 제올라이트를 반응조에 공급할 수 있다.On the other hand, the amount of sludge to be disposed in the form of waste sludge is disposed so that the sludge residence time of the entire reaction tank is kept constant, and in consideration of the amount necessary for the efficiency of the entire reactor or the amount of powder zeolite included in the waste sludge, In addition, powdery zeolite can be supplied to the reactor.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention are described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention for the purpose of understanding the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

<실시예><Example>

본 발명의 방법에 따라, 반응조로는 2리터의 무산소조 및 6리터의 폭기조로 구성된 총 8리터의 반응조를 사용하였으며, 반응비는 3Q로 운전하였다. 하/폐수 시료로는 고농도의 암모니아성 질소를 함유하고 있는 국내의 J 피혁조합 처리장에 유입되는 피혁폐수 (원수의 총 질소: 300 - 500 mg/l)와 N 화학공장에서 발생하는 화학폐수 (원수의 총질소: 800 - 1,000 mg/l)를 사용하여, 약 2개월동안 실험하였다. 탈질에 필요한 유기물이 부족하여 외부 탄소원으로 메탄올(methanol)을 이용하였다.According to the method of the present invention, a total of 8 liters of reaction tanks consisting of 2 liters of anoxic tank and 6 liters of aeration tank was used, and the reaction ratio was operated at 3Q. Sewage / wastewater samples include leather wastewater (total nitrogen: 300-500 mg / l) and domestic chemical wastewater from N chemical plants that enter the J leather treatment plant containing high concentrations of ammonia nitrogen. Total nitrogen: 800-1,000 mg / l), for about 2 months. Methanol was used as an external carbon source due to the lack of organic materials for denitrification.

실험 결과 90이상의 높은 총질소 제거효율을 얻을 수 있었으며, 슬러지의 침강성이 향상됨을 육안으로 확인할 수 있었다. 또한, 유기물, 총 인 및 부유물질도 안정적으로 제거되었으며, 제올라이트의 추가적인 투여없이 생물학적으로 안정적이고 연속적으로 제올라이트가 재생됨을 확인할 수 있었다. 실험 결과를 하기 표 1에 요약하였다.As a result, high total nitrogen removal efficiency of more than 90 was obtained, and the sedimentation of sludge was improved visually. In addition, organic matter, total phosphorus and suspended solids were also stably removed, and it was confirmed that zeolites were biologically stable and continuously recycled without additional administration of zeolites. The experimental results are summarized in Table 1 below.

구분division 암모니아성 질소(NH4 +-N)Ammonia Nitrogen (NH 4 + -N) 총질소(T-N)Total Nitrogen (T-N) 화학적 산소요구량(CODcr)Chemical oxygen demand (CODcr) 총인 (T-P)Total Person (T-P) 부유물질(SS)Suspended solids (SS) 침강성(SVI)Settleability (SVI) 피혁폐수Leather wastewater 유입수(mg/L)Influent (mg / L) 340340 360360 620*620 * 1010 140140 1010 유출수(mg/L)Effluent (mg / L) 2828 3535 180180 33 4040 제거율 ()Removal rate () 9292 9090 7171 7070 7171 화학폐수Chemical wastewater 유입수(mg/L)Influent (mg / L) 360360 1,0001,000 270*270 * 1010 1One 2626 유출수(mg/L)Effluent (mg / L) 4040 7070 7070 66 3030 제거율 ()Removal rate () 8989 9393 7474 4040 -- *: 외부탄소원을 제외한 값임.*: The value excludes external carbon sources.

유기물 제거 효율을 증가시키기 위해서는 추가적인 호기조 혹은 물리화학적 처리조를 본 공정과 병행하여 운전할 수 있고, 이 경우 높은 질소제거 효율과 유기물 제거효율을 얻을 수 있는 것으로 사료된다.In order to increase the efficiency of organic matter removal, additional aerobic or physicochemical treatment tanks can be operated in parallel with this process. In this case, high nitrogen removal efficiency and organic matter removal efficiency can be obtained.

본 발명에 따라, 제올라이트와 관련된 추가의 부대 장치를 설치할 필요가 없으며, 질소 제거 효율 또한 높은 제올라이트를 사용한 생물학적 하/폐수 처리 방법이 제공된다.According to the present invention, there is no need to install additional accessory equipment related to the zeolite, and a biological sewage / wastewater treatment method using a zeolite having a high nitrogen removal efficiency is provided.

Claims (6)

반응조가 호기조, 무산소조 또는 혐기조, 및 침전조의 순으로 구성되고, 무산소조 또는 혐기조에 분말형 제올라이트가 첨가되며, 하/폐수 원수는 무산소조 또는 혐기조에 유입되어 첨가된 분말형 제올라이트와 함께 침전조로 이송된 뒤, 호기조로 반송되는 것을 특징으로 하는 생물학적 폐수 처리 방법.The reactor consists of an aerobic tank, an anaerobic tank or anaerobic tank, and a settling tank, and powdered zeolite is added to the anaerobic tank or anaerobic tank, and the sewage / wastewater is transferred to the settling tank along with the powdered zeolite introduced by adding to the anoxic tank or anaerobic tank. , Biological wastewater treatment method characterized in that returned to the aerobic tank. 호기, 무산소 또는 혐기성 상태 및 침전 조건이 반복되는 연속회분식 생물학적 반응조에서, 무산소 또는 혐기성 상태에서 분말형 제올라이트 및 하/폐수를 유입시키는 것을 특징으로 하는 생물학적 폐수 처리 방법.A method of treating biological wastewater, characterized by introducing powdered zeolite and sewage / wastewater in an anaerobic or anaerobic state in a continuous batch biological reactor in which aerobic, anaerobic or anaerobic conditions and precipitation conditions are repeated. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 분말형 제올라이트가 MO.AlxOy.mSiO2.nH2O (M은 알칼리 토금속)으로 표시되는 함수 알루미늄을 주성분으로 하는 천연 제올라이트인 것을 특징으로 하는 방법.3. The powdery zeolite according to claim 1 or 2, wherein the powdered zeolite is a natural zeolite having a hydrous aluminum as a main component represented by MO.Al x O y .mSiO 2 .nH 2 O (M is an alkaline earth metal). How to. 제1항에 있어서, 분말형 제올라이트의 직경이 10 ㎛ - 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the diameter of the powdered zeolite is 10 μm-100 μm. 제1항 또는 제2항에 있어서, 투입 하/폐수의 암모니아성 질소에 대한 제올라이트의 이온교환능에 따른 적정량의 0.5∼5배의 범위로 분말형 제올라이트를 투여하는 것을 특징으로 하는 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the powdered zeolite is administered in a range of 0.5 to 5 times the appropriate amount according to the ion exchange capacity of the zeolite to the ammonia nitrogen of the charged / waste water. 제1항 또는 제2항에 있어서, 슬러지 폐기에 따른 제올라이트 손실분을 추가적으로 보충하여 주는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 or 2, further comprising supplementing zeolite loss due to sludge disposal.
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