KR20010044313A - 질소, 인, 휘발성유기화합물을 제거하거나 미생물을살균하기 위하여 생물학적 처리공정의 최종침전지나처리수에 설치한 태양광촉매시스템 - Google Patents
질소, 인, 휘발성유기화합물을 제거하거나 미생물을살균하기 위하여 생물학적 처리공정의 최종침전지나처리수에 설치한 태양광촉매시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 하수와 폐수의 질소, 인, 난분해성유기물질을 제거하거나 처리된 방류수를 중수로 이용하기 위해 하수 및 오폐수처리장의 최종침전조나 처리수조에 태양광이나 자외선(UV)를 이용한 광촉매장치를 설치하여 최종처리수의 미생물을 소독하고 최종방류수의 난분해성유기물질을 처리하기 위한 공법에 관한 것이다. 구체적으로 설명하면 광촉매제를 태양광이나 UV를 조사하여 산소라디칼이나 OH-를 발생시켜 미생물을 살균하고 처리되지 못한 난분해성유기물질을 분해하는 장치를 말한다. 이에 따른 구성은 티탄늄 광촉매장치를 하수나 오폐수의 최종침전지나 처리수조에 설치하여 산소라디칼이나 OH-를 발생시켜 미생물을 살균하고 난분해성유기물질을 분해제거한다.
Description
본 발명은 생물학적 처리공정의 최종침전지나 처리수조에 태양광에너지나 UV를 이용한 광촉매시스템을 설치하여 최종처리수가 방류되기전에 하수와 오폐수의 질소, 인, 난분해성유기물질을 제거하고 미생물을 살균하는 것이다. 구체적으로 설명하면 티타늄촉매로 성형한 담체을 투명관에 넣거나 티타늄졸을 코팅한 투명관을 하수나 오폐수를 처리하는 최종침전지나 처리수조에 설치하여 질소, 인, 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 소독하기 위한 것이다. 이에 따른 구성은 태양광을 받으면 산소라디칼이나 OH-를 발생시키기 위한 광촉매시스템, 광촉매졸을 코팅하는 유리관이나 투명관, 티탄늄광촉매담체를 넣은 투명관과 이들을 최종침전지에 부착하는 지지대로 볼 수 있다. 현재까지의 하수나 오폐수처리는 난분해성유기물질을 처리하는 장치를 도입하지 못했으며 하수처리장이나 오폐수처리장의 미생물을 처리하는 소독조가 있으나 염소소독한 처리수가 수질을 악화시키므로 사실상 가동되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 하천의 수질기준이 강화되고 하천물이나 호소수를 상수원수로 사용되는 지역에서는 미생물이 처리되지 못하고 난분해성물질을 포함하고 있는 하수나 오폐수처리장의 처리수가 상수원수로 유입될 경우 수질을 악화시키는 원인이 되고 있다. 현재 하수처리장에는 미생물을 살균하기 위한 염소소독조가 있으나 염소소독에 의한 물고기의 폐사등의 우려가 있어 가동되고 못하고 있는 실정이다. 또한 하수처리장이나 오폐수처리장에 설치되어 있는 염소소독은 미생물을 살균하는 과정에서 물속에 있는 유기물질과 반응하여 발암성물질인 트리할로메탄(THM)이나 유기염소계화합물을 발생시켜 인체에 해를 끼치게 된다. 본 발명은 하수나 오폐수처리장의 최종침전지나 처리수를 배출하는 조에 태양광이나 UV를 이용한 태양광촉매시스템을 설치하여 난분해성물질을 분해 제거하고 미생물을 소독하고자 한다. 종래의 유기물이나 질소,인을 제거하기 위한 활성슬러지법이나 혐기, 무산소, 호기공정의 생물학적 처리공정을 변화시키지 않고 최종침전지에 태양광촉매시스템을 설치하여 휘발성유기물질(VOC)을 분해 제거하고 미생물을 소독하고자 한다.
따라서 본 발명에서는 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 태양광촉매시스템을 생물학적 처리공정의 최종침전지나 처리수조에 넣어서 태양광이나 자외선(UV)을 조사하면 티탄늄광촉매에 의한 산소라디칼이나 OH-를 발생시켜 미생물을 살균하고 난분해성유기물질을 분해제거하는 공정을 만들고 장치를 발명하고자 한다.
도 1 : 유입수를 혐기조에 넣고 호기조의 내부반송수를 혐기조에 넣고 외부산반송슬러지를 혐기조에 넣고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 공정
도 2 : 유입수와 외부반송슬러지를 혐기조에 넣고 호기조의 내부반송수를 무산소조에 넣고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 공정
도 3 : 유입수와 호기조의 내부반송수를 무산소조에 넣고 외부반송슬러지를 혐기조에 넣고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 공정
도 4 : 유입수와 호기조의 내부반송수, 외부반송수를 무산소조에 넣고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 공정
도 5 : 유입수와 외부반송수를 혐기조에 넣고 호기조를 운영하고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 공정
도 6 : 유입수와 외부반송수를 호기조에 넣고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 활성슬러지 공정
상기목적을 달성하기 위하여 티타늄졸을 유리관이나 스테인레스스틸에 코팅하고 하수나 오폐수를 처리하는 최종침전지의 상부에 설치한다. 태양광촉매시스템은 활성슬러지법의 최종침전지, 질소와 인을 제거할 수 있는 혐기, 무산소,호기공정의 최종침전지나 무산소조와 호기조를 가지고 있는 공정의 최종침전지를 비롯한 하수나 오폐수를 처리하는 공정의 최종침전지에 설치한다. 최종침전지에 설치하는 장치는 원형이며 태양광이 조사될수 있도록 투명하게 되어 있으며 투명관에는 티탄늄 광촉매로 성형한 담체를 넣어 태양광이나 UV가 조사되면 산소라디칼이나 OH-이 발생되어 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하도록 되어있다.
실시예 1 : 유입수를 혐기조에 넣고 호기조의 내부반송수를 혐기조에 넣고 외부산반송슬러지를 혐기조에 넣고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 공정
혐기조, 무산소조, 호기조로 구성한 공정에서 혐기조의 인 용출현상이 필요없을때는 호기조의 내부반송수를 혐기조로 보내 무산소조로 운영하여 탈질효과를 높인다. 호기조에서는 질산화가 일어났으며 질산화된 내부반송수가 무산소조에 유입되어 탈질현상이 나타나 질소를 제거하였다. 최종침전지에 설치된 태양광촉매시스템에서는 처리수가 방류되기전에 태양광촉매시스템에서 발생한 산소라디칼이나 OH-에 의해 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하였다.
실시예 2 : 유입수와 외부반송슬러지를 혐기조에 넣고 호기조의 내부반송수를 무산소조에 넣고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 공정
혐기조, 무산소조, 호기조로 구성한 공정에서 혐기조에서는 인의 용출현상이, 호기조에서는 인의 과잉섭취현상이 나타났다. 과잉섭취된 인을 포함한 슬러지는 폐기시키므로써 인을 제거하였다. 또한 호기조에서는 질산화가 일어났으며 질산화된 내부반송수가 무산소조에 유입되어 탈질현상이 나타나 질소를 제거하였다. 최종침전지에 설치된 태양광촉매시스템에서는 처리수가 방류되기전에 태양광촉매시스템에서 발생한 산소라디칼이나 OH-에 의해 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하였다.
실시예 3 : 유입수와 호기조의 내부반송수를 무산소조에 넣고 외부반송슬러지를 혐기조에 넣고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 공정
슬러지탈질조, 무산소조, 호기조로 구성한 공정으로 호기조에서는 질산화가 일어났으며 질산화된 내부반송수가 무산소조에 유입되어 탈질현상이 나타나 질소를 제거하였다. 슬러지탈질조로 유입된 외부반송슬러지는 탈질되어 질산성질소와 인이 용출되었으며 무산소조에 유입되어 유입된 원수에 의해 제거되었다. 최종침전지에 설치된 태양광촉매시스템에서는 처리수가 방류되기전에 태양광촉매시스템에서 발생한 산소라디칼이나 OH-에 의해 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하였다.
실시예 4 : 유입수와 호기조의 내부반송수, 외부반송수를 무산소조에 넣고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 공정
혐기조, 무산소조, 호기조로 구성한 공정에서 혐기조에서는 인의 용출현상이, 호기조에서는 인의 과잉섭취현상이 나타났다. 과잉섭취된 인을 포함한 슬러지는 폐기시키므로써 인을 제거하였다. 또한 호기조에서는 질산화가 일어났으며 질산화된 내부반송수가 무산소조에 유입되어 탈질현상이 나타나 질소를 제거하였다. 최종침전지에 설치된 태양광촉매시스템에서는 처리수가 방류되기전에 태양광촉매시스템에서 발생한 산소라디칼이나 OH-에 의해 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하였다.
실시예 5 : 유입수와 외부반송수를 혐기조에 넣고 호기조를 운영하고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 공정
혐기조, 호기조로 구성한 공정에서 혐기조에서는 인의 용출현상이, 호기조에서는 인의 과잉섭취현상이 나타났다. 과잉섭취된 인을 포함한 슬러지는 폐기시키므로써 인을 제거하였다. 농도가 높은 유기물이 혐기조에서 분해되어 농도가 떨어져 호기조에 유입되어 질산화를 촉진시켰다. 최종침전지에 설치된 태양광촉매시스템에서는 처리수가 방류되기전에 태양광촉매시스템에서 발생한 산소라디칼이나 OH-에 의해 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하였다.
실시예 6 : 유입수와 외부반송수를 호기조에 넣고 최종처리수는 광촉매시스템을 한 활성슬러지 공정
호기조로 구성한 활성슬러지공정의 최종침전지에 태양광촉매시스템을 설치하여 처리수가 방류되기전에 태양광촉매시스템에서 발생한 산소라디칼이나 OH-에 의해 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하였다.
반응조 조건반응인자 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | |
반응조용적부하량 (kg BOD/㎥.d) | TBOD | 0.31-1.24 | 0.31-1.24 | 0.31-1.24 | 0.31-1.24 | 0.31-1.24 | 0.31-1.24 |
T-N | 0.1-0.41 | 0.1-0.41 | 0.1-0.41 | 0.1-0.41 | 0.1-0.41 | 0.1-0.41 | |
T-P | 0.01-0.03 | 0.01-0.03 | 0.01-0.03 | 0.01-0.03 | 0.01-0.03 | 0.01-0.03 | |
F/M Ratio | (kgTBOD/ kgMLSS.d) | 0.2-2.38 | 0.2-2.38 | 0.2-2.38 | 0.2-2.38 | 0.2-2.38 | 0.2-2.38 |
HRT(day) | HRT(hr) | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
반응조 조건 반응인자 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | |
TBOD | 유입수(mg/l) | 81 | 81 | 81 | 81 | 81 | 81 |
처리수(mg/l) | 6.1 | 6.9 | 8.9 | 8.8 | 7.9 | 6.8 | |
처리효율(%) | 92.5 | 91.5 | 89.0 | 89.1 | 90.2 | 91.6 | |
CODMn | 유입수(mg/l) | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 |
처리수(mg/l) | 6.0 | 6.8 | 8.3 | 8.1 | 8.6 | 7.5 | |
처리효율(%) | 90.8 | 89.5 | 87.2 | 87.5 | 86.8 | 88.5 | |
SS | 유입수(mg/l) | 89 | 89 | 89 | 89 | 89 | 89 |
처리수(mg/l) | 7.2 | 7.5 | 9.4 | 9.9 | 8.7 | 8.7 | |
처리효율(%) | 91.9 | 91.6 | 89.9 | 88.9 | 90.2 | 90.2 | |
TN | 유입수(mg/l) | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 25.1 |
처리수(mg/l) | 7.6 | 8.4 | 7.1 | 7.6 | 14.4 | 14.1 | |
처리효율(%) | 69.7 | 66.5 | 71.7 | 69.7 | 42.6 | 43.8 | |
TP | 유입수(mg/l) | 2.56 | 2.56 | 2.56 | 2.56 | 2.56 | 2.56 |
처리수(mg/l) | 1.10 | 0.98 | 1.02 | 0.94 | 0.92 | 1.22 | |
처리효율(%) | 57.0 | 61.7 | 60.2 | 63.3 | 64.1 | 52.3 |
본 발명은 생물학적 처리공정인 활성슬러지법과 질소,인제거를 위한 혐기,무산소,호기공정이나 생물막담체를 사용한 공정의 최종침전조에 태양광에너지나 UV를 이용한 광촉매시스템을 설치하여 최종처리수가 방류되기전에 하수와 오폐수의 질소, 인, 휘발성유기물질(VOC)을 제거하고 미생물을 살균하여 하천수의 수질을 보호할 수 있으며 음용수로 사용하는 정수장 원수의 수질을 깨끗하게 하므로 국민건강에 이바지 한다. 기존의 염소소독과는 달리 발생한 산소라디칼이나 OH-에 의한 난분해성물질과 미생물의 살균은 태양광을 이용하므로써 에너지의 절감을 가져오고 기존의 하수나 오폐수처리장의 최종침전지나 처리수조에 이용하므로써 비용이 절감되는 효과가 있다.
Claims (6)
- 혐기조, 무산소조, 호기조로 구성한 공정으로 운영하다가 혐기조의 인 용출현상이 필요없거나 충분한 탈질을 필요로 할 때는 무산소조에 유입되던 내부반송수를 혐기조로 유입하여 운영하며 최종침전지나 처리수에 태양이나 자외선등(UV)을 이용한 태양광촉매시스템으로 방류되기전에 처리수에 포함된 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하는 공정과 장치
- 호기조에서는 질산화를 일으키고 호기조에서 질산화된 내부반송수를 무산소조에 넣어 탈질을 유도하고 유입수와 외부반송슬러지를 혐기조에 넣어 인의 용출을 유도하고 호기조에서는 인의 과잉섭취를 유도하여 인을 제거하는 혐기조, 무산소조, 호기조로 구성한 공정의 최종침전지나 처리수에 태양이나 자외선등(UV)을 이용한 태양광촉매시스템으로 방류되기전에 처리수에 포함된 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하는 공정과 장치
- 호기조에서는 질산화를 일으키고 호기조에서 질산화된 내부반송수와 유입수를 무산소조에 넣어 탈질을 유도하고 외부반송슬러지를 혐기조에 넣어 내생탈질을 촉진시킨 혐기조, 무산소조, 호기조 공정의 최종침전지나 처리수에 태양이나 자외선등(UV)을 이용한 태양광촉매시스템으로 방류되기전에 처리수에 포함된 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하는 공정과 장치
- 호기조에서는 질산화가 일어나며 질산화된 내부반송수가 무산소조에 유입되어 탈질현상이 나타나 질소를 제거하는 공정의 최종침전지나 처리수에 태양이나 자외선등(UV)을 이용한 태양광촉매시스템으로 방류되기전에 처리수에 포함된 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하는 공정과 장치
- 혐기조에서는 인의 용출현상이, 호기조에서는 질산화를 촉진시키고 인의 과잉섭취현상이 나타나 과잉섭취된 인을 포함한 슬러지는 폐기시키므로써 인을 제거하는 공정의 최종침전지나 처리수에 태양이나 자외선등(UV)을 이용한 태양광촉매시스템으로 방류되기전에 처리수에 포함된 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하는 공정과 장치
- 유기물을 제거하고 질산화를 일으키는 호기조로 구성한 활성슬러지공정의 최종침전지나 처리수에 태양이나 자외선등(UV)을 이용한 태양광촉매시스템으로 방류되기전에 처리수에 포함된 분해되기 어려운 난분해성유기물질을 분해하고 미생물을 살균하는 공정과 장치
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
KR20030084177A (ko) * | 2002-04-25 | 2003-11-01 | 한국화학연구원 | 이산화티탄이 나노구조로 함유된 제올라이트 광촉매와 그제조방법 및 이를 이용한 암모니아성 질소의 제거방법 |
KR101710554B1 (ko) * | 2016-05-09 | 2017-03-13 | 주식회사 후소엔지니어링 | 하수처리장 방류수의 처리장치 및 방류수 처리방법 |
CN112062265A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-11 | 广西大学 | 一种光催化和微生物同步降解可吸附有机卤化物中2,4,6-三氯苯酚的方法 |
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2001
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