KR20010067161A - Manufacturing method of bioceramic media for native microorganisms and disposal system of sewage and waste water using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of bio ceramic media for removing nitrogen and phosphorus is provided, which can remove nitrogen, phosphorus and organic carbon by more than 95% and also can decompose nonbiodegradable organic matter at high efficiency and can keep stable treatment performance even in changing condition of flow amount and water quality. CONSTITUTION: The method comprises as follows: (i) blend foam shale and loess with an additive: (ii) extrude the mixture; (iii) dry the extrudate; and (iv) calcinate the dried extrudate for producing bio ceramic media, the media being selected from a group consisting of Fe, NaO3, CO2, SiO2 and CaO, 5-10mm in size, 150-200micrometer in thickness and a fluidized bed.

Description

질소, 인 제거용 바이오 세라믹 담체의 제조방법 및 그를 이용한 오, 하수처리 공정{Manufacturing method of bioceramic media for native microorganisms and disposal system of sewage and waste water using the same}Manufacturing method of bioceramic media for native microorganisms and disposal system of sewage and waste water using the same

본 발명은 오, 하수를 고도로 처리할 수 있는 접촉 여재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 국내에 다량으로 분포하는 자연 재료를 이용하여 환경 및 생체친화적이며 기존의 제품보다 탈질, 탈인 및 부유 물질의 제거 성능이 우수한 질소, 인 제거용 바이오 세라믹 담체의 제조방법 및 그를 이용한 오, 하수 처리 공정을 제공하는 것이다.The present invention relates to a contact medium capable of highly treating sewage and sewage. More specifically, it is environmentally and bio-friendly and removes denitrification, dephosphorization and suspended solids from natural products using natural materials distributed in large quantities in Korea. It is to provide a method for producing a bio-ceramic carrier for nitrogen and phosphorus removal having excellent performance and a sewage treatment process using the same.

현재의 오, 하수를 고도 처리할 수 있는 상당수의 접촉 여재들은 고가의 수입품으로 경제적인 부담이 크기 때문에 염화비닐 및 유기화학제품 등으로 비효율적인 여재를 만들어 적용하는 실정에 있다.A large number of contact media that can treat high levels of sewage and sewage are expensive imports and have a high economic burden. Therefore, inefficient media are made of vinyl chloride and organic chemicals.

문제의 상기 여재들은 환경친화적인 제품이 아닌 화학 제품으로 독성 및 정전기 발생 등으로 미생물의 부착 성장이 힘들어 처리 효율이 떨어지며 외부인자 변동에 약해 슬러지 팽화/부상이 흔히 발생하고 넓은 부지 면적이 소요되며, 특히 오, 하수 처리에 있어서 가장 중요한 질소, 인 및 부유 물질의 제거 효율이 미비하여 향후 총량규제에 못 미치고 있어 현재는 이를 처리하기 위해 1차 유기물질의 처리 후 막대한 예산을 들여 별도의 3차 고도 처리시설을 설치하여 왔다.The media in question are chemical products, not environmentally friendly products, which are difficult to grow due to toxic and static electricity, which makes it difficult to treat microorganisms. In particular, the removal efficiency of nitrogen, phosphorus, and suspended solids, which are the most important for sewage and sewage treatment, is not enough to meet the total amount regulation in the future. Treatment facilities have been established.

부영양화를 가속시킬 수 있는 질소나 인의 제거는 수자원 보호를 위해 반드시 수행되어야 할 공정이다. 비교적 낮은 에너지를 소비하면서 높은 효율로 처리할 수 있는 방법이 생물학적 처리 방법이다.Removal of nitrogen or phosphorus, which can accelerate eutrophication, is a process that must be performed to protect water resources. Biological treatment is a method that can be treated with high efficiency while consuming relatively low energy.

오, 폐수의 처리에는 물리적, 화학적, 생물학적 처리 방법이 있다. 그 중 가장 고도로 처리할 수 있는 공정이 생물학적 처리 공정이며 여기에 핵심적인 역할을 수행하는 것이 미생물이다. 그리고, 우리의 자연과 토양 속의 헤아릴 수 없이 다양한 토착 유효 미생물을 이용하는 것이 이상적인 폐수 처리의 차세대 공법이다. 사람도 여러 가지 환경이 맞아야 살아가듯이 미생물 또한 살아 움직이는 생물이기에 적당한 먹이와 생활 환경을 만들어 주지 않으면 살아갈 수 없기 때문에 적합한 영양소와 산소, pH 등의 서식 환경을 만족시켜 주어야 왕성한 활동으로 인하여 안정되고 좋은 수질을 얻는데 응용할 수 있다.Oh, there are physical, chemical and biological treatments for wastewater treatment. The most highly treatable process is the biological process, and microorganisms play a key role here. And using innumerable indigenous microbes in our nature and soil is the next generation of ideal wastewater treatment. As people live in various environments, microorganisms are living organisms, so they cannot live without proper food and living environment. Therefore, it is necessary to satisfy the habitat environment such as proper nutrients, oxygen, pH, etc. It can be applied to obtain water quality.

오염된 유입수에는 많은 영양 물질(유기물, 무기물, 특히 질소와 인)이 함유되어 원생동물, 식물성 조류(algae)와 균류(bacteria와 fungi)의 증식이 활발하고, 이들의 호흡 작용에 의해 수중 용존 산소(DO)가 제거되는 탈산소(deoxygenation) 현상이 가속화되어 생물의 사체가 꾸준히 퇴적하여 영양 염류가 용출되므로 부영양화(eutrophication) 현상이 일어나 녹조와 적조 현상이 발생하며, 급, 만성적인 유독성 물질과 생축적(bio-accumu lation)성 중금속들로 인해 어패류의 급사 등 자연 생태계 파괴로 인한 환경에 미치는 영향은 심각해지게 된다. 이로 인해 각종 용수로서의 가치 저하는 물론, 관광 자원으로서의 가치도 잃게 된다.Contaminated influent contains many nutrients (organic, inorganic, especially nitrogen and phosphorus), so proliferation of protozoa, vegetable algae and fungi (bacteria and fungi), and their respiration effect Deoxygenation, which removes (DO), accelerates, corpses of organisms steadily accumulate, and nutrients are eluted, resulting in eutrophication, resulting in green algae and red tide. The bio-accumu- lation heavy metals exacerbate the environmental impact of the destruction of natural ecosystems, such as the sudden death of fish and shellfish. As a result, the value of the water as well as the tourism resources are lost.

질소는 단백질, 핵산 등 세포 물질의 중요 구성성분으로 작용하며, 여러 종류의 산화 상태로 존재한다. 질소의 무기염(암모늄염, 질산염, 아질산염)은 용해도가 크므로 생태계에 희석된 수용액 상태로 널리 분포하고 있으며, 생태계의 일차 생산에 중요한 제한 요인으로 작용한다. 생체나 사체 내의 유기 질소 화합물 또한상대적으로 적으나 활발히 순환되는 질소 저장소 중의 하나이다. 무기 질소는 1) 공업, 도시 하수에 의한 오염, 2) 비료의 사용 후 농업 용수의 유출, 3) 질소 고정균(cyanobacteria 등)에 의한 질소고정, 4) 강우에 의하여 대기 중의 질소 화합물이 용해되어 질산성비의 형태로 유입된다.Nitrogen acts as an important component of cellular substances such as proteins and nucleic acids, and exists in various oxidation states. Nitrogen inorganic salts (ammonium salts, nitrates, nitrites) are solubilized that they are widely distributed in dilute aqueous solutions and are important limiting factors for the primary production of ecosystems. Organic nitrogen compounds in living bodies or dead bodies are also relatively small but one of the circulating nitrogen reservoirs. Inorganic nitrogen can be dissolved in 1) industrial and municipal sewage, 2) runoff of agricultural water after fertilizer use, 3) nitrogen fixation by nitrogenous bacteria (cyanobacteria, etc.), and 4) rainfall. It comes in the form of acid rain.

이렇게 유입된 질소 중 암모늄염(NH4 +)은 미생물에 의한 산화 작용으로 질산염(NO3 -) 상태로 된다. 이것은 다량의 산소를 필요로 하는 과정이므로 BOD 측정시 질소성(nitrogenous) BOD로 나타난다. 또한, 암모늄염이나 질산염은 R-NH2의 형태로 세포내의 질소성 유기물로 전환될 수도 있다. 따라서 암모니아는 질소원으로 세균, 균류 및 조류에 의하여 세포내의 물질로 전환되거나(또는 동화; assimil ation) 또는 아질산염, 질산염으로 산화 즉, 질산화(nitrification)된다. 특정한 환경에서 어느 쪽으로 많이 이용되는 가는 다른 물질, 특히 탄소원의 존재에 달려있다.The ammonium salt (NH 4 + ) in the nitrogen introduced in this way is nitrate (NO 3 ) state due to oxidation by microorganisms. This is a process that requires a large amount of oxygen, so it appears as nitrogenous BOD when measuring BOD. In addition, ammonium salts or nitrates may be converted to nitrogenous organic substances in cells in the form of R-NH 2 . Thus, ammonia is converted to (or assimilation) or oxidized to nitrites, nitrates, or nitrification, by the bacteria, fungi and algae as a nitrogen source. Which one is widely used in a particular environment depends on the presence of other materials, especially carbon sources.

탈질은 혐기성 조건 또는 낮은 산소 분압 하에서만 일어나지만, 산소가 존재하는 조건에서도 종종 진행되는 것이 확인되는데, 이것은 무산소 상태의 미세구조(예를 들어, 토양 입자)에서 일어나는 것으로 생각된다. 또한 탈질은 강이나 흐르는 물보다는 정체된 물에서 흔히 일어나고 호수 물의 순환(turnover)이 일어나는 봄, 가을보다는 여름, 겨울에 정체 현상이 일어날 때 부영양호의 심수층에서 높은 탈질을 나타낸다.Denitrification occurs only under anaerobic conditions or low oxygen partial pressures, but it is often seen that oxygen also exists in the presence of oxygen-free microstructures (eg soil particles). In addition, denitrification is more common in stagnant water than in rivers or flowing water, and when the congestion occurs in summer and winter rather than spring and fall, where lake turnover occurs, high denitrification occurs in the eutrophic lake.

탈질 작용을 할 수 있는 세균은 일부 슈도모나스(Pseudomonas), 모락셀라 (Moraxella), 스피릴륨(Spirillum), 파라코쿠스(Paracocus), 티오바실러 스(Thiob acillus), 바실러스(Bacillus)종 등을 포함한 종속 영양 세균과 일부 화학 독립 영양 세균 등에 극히 제한되어 있다. 탈질에 의해 질산염 이온은 아질산염 이온을 거쳐 산화 질소(NO), 아산화질소(N2O), 질소 분자(N2)로 바뀐다. 그러므로 탈질은 질소고정 생물이 아닌 생물이 동화하여 이용할 수 있는 형태의 질소를 제거하는 역할을 하며, 이러한 원리는 부영양화와 조류의 대발생을 유발하는 질소원을 폐수를 통해 배출되기 전에 제거한다는 점에서 산업적으로 매우 유용하게 응용될 수 있다. 탈질 과정의 각 단계는 서로 다른 요소에 의해 촉매되며 N2의 생성률은 에너지를 공급하는 유기화합물의 공급이 적절할 때 높아진다.Bacteria capable of denitrification is including some Pseudomonas (Pseudomonas), morak Cellar (Moraxella), RY rilryum (Spirillum), para nose kusu (Paracocus), tea Mr sealer's (Thiob acillus), Bacillus (Bacillus) species such as It is extremely limited in heterotrophic bacteria and some chemically autotrophic bacteria. By denitrification, nitrate ions are converted into nitrogen oxides (NO), nitrous oxide (N 2 O), and nitrogen molecules (N 2 ) via nitrite ions. Therefore, denitrification serves to remove nitrogen in a form that can be assimilated and used by non-nitrogen-fixing organisms, and this principle is industrial because it removes nitrogen sources that cause eutrophication and algae generation before they are discharged through wastewater. It can be very usefully applied. Each step of the denitrification process is catalyzed by different elements and the production rate of N 2 is increased when the supply of energy-producing organic compounds is adequate.

질소는 많은 미생물과 식물이 생장하는데 반드시 필요한 원소이다. 그러나, 다량으로 존재할 때에는 다음과 같은 문제점이 나타난다. 먼저 다른 영양염, 즉 인산염(PO4 3-)이 같이 존재하면 세포 내의 물질로 전환(동화)되어 조류의 대발생(algae bloom)을 유발시킬 수 있으며, 또 질화 과정을 거치면서 산소를 다량 소모하여 수계에서 무산소 상태를 만들기도 한다. 암모니아는 그 자체가 독성이 있어 1 mg/L 이상이면 수생 생물에게 독성을 나타내고 아질산염(NO2 -)은 혈액 중의 헤모글로빈과 결합하여 태아에게 치명적인 메티모글로비네미아(methemoglobinemia), 즉 청색증(blue baby syndrome)이라는 질병을 유발시킨다. 질산염(NO3 -)도 태아의 장내 세균에 의하여 아질산염으로 환원되어 같은 효과를 나타낸다. 아질산염은 또 아민과 반응하여 발암 물질인 니트로스아민(nitrosamine)을 만들며, 질산염도 환원되어 같은 반응을 한다. 이러한 이유로 우리나라를 비롯한 세계 여러 나라는 질소를 각 형태별로 기준치를 정하여 수질을 관리한다.Nitrogen is an essential element for many microorganisms and plants to grow. However, when present in large quantities, the following problems arise. First, when other nutrients, phosphates (PO 4 3- ), are present together, they can be converted (assimilated) into substances within the cell, causing algae bloom, and consuming a large amount of oxygen during the nitriding process. It also creates anaerobic conditions in the water system. The ammonia that is itself toxic, it 1 mg / L or higher indicates toxicity to aquatic life nitrite (NO 2 -), in combination with hemoglobin in the blood as a fatal methicillin Moguls fetus TOV MIA (methemoglobinemia), i.e., cyanosis (blue baby syndrome). Nitrate (NO 3 ) is also reduced to nitrite by the intestinal bacteria of the fetus and shows the same effect. Nitrite also reacts with amines to produce carcinogens nitrosamines, and nitrates are reduced to react in the same way. For this reason, Korea and many other countries in the world manage the water quality by setting the standard value for each type of nitrogen.

인산염의 주된 저장소는 해양과 물 생태계의 퇴적토이며, 생체, 사체의 유기 물질 내에 다량으로 존재한다. 인은 모든 생체의 필수 원소이며, 생물계에서 가장 풍부한 인의 형태는 인산염(PO4 3--P)이다. 세포 내 인이 가장 많이 존재하는 곳은 핵산, ATP 분자, 세포막의 주요 성분인 인지질이다. 인의 과다 공급은 질소원과 더불어 철, 마그네슘, 알루미늄과 염을 형성하여 침전되기도 하며, 이 때 불용성 침전물인 FePO4는 혐기성 조건에서 철 환원 세균에 의해 3가 철 이온이 2가 철 이온으로 환원됨으로써 용해되기도 한다.The main reservoir of phosphate is the sediment of marine and water ecosystems, and is present in large quantities in living and dead organic matter. Phosphorus is an essential element of all living things, and the most abundant form of phosphorus in the living world is phosphate (PO 4 3- -P). The largest concentration of phosphorus in cells is nucleic acid, ATP molecules, and phospholipids, which are the major components of cell membranes. An excess supply of phosphorus is precipitated by forming salts with iron, magnesium and aluminum together with the nitrogen source. In this case, insoluble precipitate FePO 4 is dissolved by reducing trivalent iron ions to divalent iron ions by iron reducing bacteria under anaerobic conditions. Sometimes.

질소와 인은 처리된 폐수 배출시 고려해야 할 주요 영양 염류이다. 질소와 인을 포함한 배출수는 호수와 저수지의 부영양화를 가속시킬 수 있고, 얕은 하천에서 조류와 수생 식물의 성장을 과도하게 촉진할 수 있다. 뿐만 아니라 수자원의 용존 산소를 고갈시키고, 수중 생물에 독성을 유발하고 암모니아의 경우 염소소독의 효율에 영향을 끼치며, 공공 보건상의 위해를 야기하고, 하수 재사용시 적합성에 영향을 끼치는 등의 부정적 영향을 나타낸다는 문제점이 있다.Nitrogen and phosphorus are the major nutrients to be considered when discharging treated wastewater. Effluents containing nitrogen and phosphorus can accelerate eutrophication of lakes and reservoirs, and can excessively promote algal and aquatic plant growth in shallow rivers. In addition, it has the negative effects of depleting dissolved oxygen in water resources, causing toxicity to aquatic organisms, affecting the efficiency of chlorine disinfection in ammonia, causing public health hazards, and affecting compatibility in sewage reuse. There is a problem.

따라서, 상기의 문제점을 해결하고 "죽어가는 물"과 "죽은 물"을 경제적이고 효율적인 방법으로 100 % 정화 환원시키는 방법을 연구 개발하여야 할 필요성이 있는 것이다.Therefore, there is a need to solve the above problems and research and develop a method for purifying and reducing 100% of "dying water" and "dead water" in an economical and efficient manner.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 토착 미생물을 증식시키고 또한 영양 물질 인자의 제거를 목적으로 한 생체 친화적이며 독소제거, 분해력, 정화력이 우수한 부재를 이용하여 질소, 인 및 부유 물질까지 제거하는 기능을 가진 다공성 세라믹 담체를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to remove nitrogen, phosphorus and suspended solids by using a bio-friendly, toxin removal, decomposability, and purification ability for the purpose of multiplying indigenous microorganisms and eliminating nutritional substance factors It is an object to provide a porous ceramic carrier having a function.

또한 본 발명은 상기 다공성 세라믹 담체를 이용하여 효율적인 오, 하수 처리 공정을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an efficient sewage and sewage treatment process using the porous ceramic carrier.

도 1은 본 발명의 바이오 세라믹 담체의 단면을 나타낸 것이고,1 is a cross-sectional view of the bioceramic carrier of the present invention,

도 2는 본 발명의 바이오 세라믹 담체를 이용한 탈질, 탈인조를 나타낸 것이고,Figure 2 shows the denitrification, dephosphorization using the bio-ceramic carrier of the present invention,

도 3은 본 발명의 바이오 세라믹 담체의 일실시예에 따른 제조 공정도를 나타낸 것이고,Figure 3 shows a manufacturing process diagram according to an embodiment of the bio-ceramic carrier of the present invention,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 바이오 세라믹 담체의 설치 방법을 나타낸 것이고,Figure 4 shows the installation method of the bio-ceramic carrier prepared according to an embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 바이오 세라믹 담체를 사각의 트러스 후레임내에 설치하는 방법을 나타내는 평면도 및 측면도를 나타낸 것이고,Figure 5 shows a plan view and a side view showing a method for installing a bio-ceramic carrier prepared in accordance with another embodiment of the present invention in a square truss frame,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 바이오 세라믹 담체(유동성 5 - 10 mm)를 쇠 격자(Steel Grating) 위에 스텐망을 깔고 설치하는 방법을 나타낸 것이고,FIG. 6 illustrates a method of installing and laying a stainless steel mesh on a steel grating of a bio-ceramic carrier (fluid 5 to 10 mm) prepared according to another embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 바이오 세라믹 담체와 토양미생물을 이용한 질소, 인 제거 및 유기물처리공정을 나타낸 것이고,Figure 7 shows the nitrogen, phosphorus removal and organic matter treatment process using the bio-ceramic carrier and soil microorganism of the present invention,

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 오, 하수 처리 공정을 도시한 것이고,8 illustrates a sewage and sewage treatment process according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 오, 하수 처리 시스템을 구성하는 비중 처리조를 나타낸 것이고,Figure 9 shows the specific gravity treatment tank constituting the sewage, sewage treatment system of the present invention,

도 10은 본 발명의 오, 하수 처리 시스템을 구성하는 생물여과 장치를 나타낸 것이고,10 shows a biofiltration device constituting the sewage treatment system of the present invention,

도 11은 본 발명의 오, 하수 처리 시스템을 구성하는 생물접촉 산화조를 나타낸 것이고,11 shows a biocontact oxidation tank constituting the sewage treatment system of the present invention,

도 12는 본 발명의 오, 하수 처리 시스템의 상부 여재층 단면을 나타낸 것이고,12 is a cross-sectional view of the upper media layer of the sewage treatment system of the present invention,

도 13은 본 발명의 오, 하수 처리 시스템의 하부 여재층 단면을 나타낸 것이고,13 is a cross-sectional view of the lower media layer of the sewage treatment system of the present invention,

도 14는 본 발명의 오, 하수 처리 시스템의 조경맨홀도를 도시한 것이고,14 shows a landscape manhole diagram of the sewage and sewage treatment system of the present invention,

도 15는 본 발명의 바이오 세라믹을 이용하여 실험한 시험 장치를 나타낸 것이고,15 shows a test apparatus experimented with the bioceramic of the present invention,

도 16은 본 발명의 실험예에 의한 부유 물질(SS)의 제거 정도를 나타낸 것이고,Figure 16 shows the degree of removal of suspended solids (SS) according to the experimental example of the present invention,

도 17은 본 발명의 실험예에 의한 BOD 농도의 변화를 나타낸 것이고,Figure 17 shows the change in the BOD concentration according to the experimental example of the present invention,

도 18은 본 발명의 실험예에 의한 COD 농도의 변화를 나타낸 것이고,18 shows a change in the COD concentration according to the experimental example of the present invention,

도 19는 본 발명의 실험예에 의한 총질소량(T-N)의 변화를 나타낸 것이고,19 shows a change in total nitrogen (T-N) according to the experimental example of the present invention,

도 20은 본 발명의 실험예에 의한 총인량(T-P)의 변화를 나타낸 것이다.20 shows the change in total phosphorus (T-P) according to the experimental example of the present invention.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 발포 혈암 및 황토를 포함하는 바이오 세라믹 담체를 제공한다.In order to achieve the object as described above, the present invention provides a bio-ceramic carrier comprising foamed shale and loess.

또한, 본 발명은In addition, the present invention

a) 발포 혈암 및 황토를 첨가제와 배합하는 공정;a) combining foamed shale and loess with additives;

b) 상기 혼합물을 압출 성형하는 공정;b) extruding the mixture;

c) 상기 압출 성형물을 건조하는 공정; 및c) drying the extrusion molding; And

d) 상기 건조 공정 후 소성하는 공정d) baking after the drying step

을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 세라믹 담체의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a bio-ceramic carrier comprising a.

또한 본 발명은In addition, the present invention

a) 원수 펌프조에서 유입된 오수를 삼중차단막을 설치하여 비중에 의하여 상승, 하강하는 침전성 부유 협잡물을 침전, 분리시켜 처리하는 비중 처리조;a) a specific gravity treatment tank for installing sewage flowed from the raw water pump tank to settle and separate sedimentary suspended contaminants rising and falling by specific gravity by installing a triple barrier membrane;

b) 상기 비중 처리조와 연결되어 있으며, 유동성 바이오 세라믹 담체를 충전하여 응집, 침전, 여과기능으로 오, 하수의 슬러지와 과잉 증식된 미생물을 제거하는 생물 여과조; 및b) a biological filtration tank connected to the specific gravity treatment tank to remove the sludge and the overgrown microorganisms by the flocculation, sedimentation, and filtration functions by filling a flowable bio-ceramic carrier; And

c) 상기 생물 여과조와 연결되어 있으며, 저부에 산기관이 있으며, 상기 상기관 상부에 본 발명의 질소, 인 제거 바이오 세라믹 담체를 충전하고 용존산소를 공급하여 오, 하수의 질소, 인을 처리하는 접촉 산화조를 포함하는 바이오 세라믹 담체를 이용한 오, 하수 처리 공정을 제공한다.c) is connected to the biological filtration tank, there is an acid pipe at the bottom, and the nitrogen, phosphorus removal bio-ceramic carrier of the present invention is filled in the upper part of the tube and dissolved oxygen is supplied to treat nitrogen and phosphorus in sewage. Provided is a sewage and sewage treatment process using a bio-ceramic carrier including a catalytic oxidation tank.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 토착 미생물 담체(Native Microorganism Bio Ceramic Media)는 지구의 표면을 덮고 있는 토양권 내의 수십만종에 달하는 토착 미생물에 의해 각종 유기물 및 질소, 인등이 99 % 이상 자연 정화되는 현상과 팽창 혈암에서 발생되는 원적외선이 미생물의 생리 작용을 돕고 열에너지를 발생시켜 유해 물질을 분해하는 광전 효과와 황토의 녹조 및 적조 현상을 제거하는 기능에 기초하고 있다.Native microorganism bio ceramic media of the present invention is a phenomenon that occurs in the expansion of shale and phenomena in which various organic substances, nitrogen, phosphorus, etc. are naturally purified by more than 99% by hundreds of thousands of indigenous microorganisms in the soil area covering the earth's surface. Far-infrared rays are based on the photoelectric effect of helping microbial physiology and generating heat energy to decompose harmful substances and to remove green algae and red tide.

구체적으로는 토착, 토양 미생물을 고착 활성화시켜 수질을 고도로 정화시킬 수 있는 천연 소재인 발포 혈암(강원도 화천군 계성리산) 및 황토를 주재료로 하고 질소, 인을 제거할 수 있는 성분을 부재로 첨가하여 고온으로 발포, 소성하여 만든 다공질의 미생물 서식 담체로서 내구성이 영구적이며 담체 표면에 미생물 막의 부착과 탈리가 원활하여 호기, 혐기성 우점 미생물이 공존하여 생물학적으로 유기물을 흡착, 분해하고 담체 내의 성분이 녹아 산화되어 다량의 인과 질소를 제거시키는 기능성 담체이다.Specifically, foaming shale (Gyeseongrisan, Hwacheon-gun, Hwacheon-gun, Gangwon-do) and ocher, which are natural materials that can highly purify water quality by fixing and activating indigenous and soil microorganisms, and nitrogen and phosphorus are added as components, and high temperature is added. It is a porous microbial culture carrier made by foaming and sintering. It is durable and permanently adheres and detaches microbial membrane on the surface of the carrier, so that aerobic and anaerobic dominant microorganisms coexist, and biologically adsorbs and decomposes the organic matter. It is a functional carrier that removes large amounts of phosphorus and nitrogen.

상기의 세라믹 담체는 단립 구조로서 단립 상호간의 미세 공간이 공기의 통로 또는 저장소로서 이용되고, 궁극적으로 미생물의 활동과 성장을 원활하게 하는 토착 미생물의 좋은 서식 공간이 된다.The ceramic carrier is a monolithic structure, and the microcavities between the single grains are used as passages or reservoirs of air, and ultimately, it is a good habitat for indigenous microorganisms that facilitates microbial activity and growth.

또한, 부영양화의 원인인 질소, 인의 제거에 관여하는 임의성 미생물은 비증식 속도가 느려 부착성장이 힘들기 때문에 상기 담체를 충진시켜 임의성 미생물을 고착시켜 안정된 증식이 가능하다. 기존의 오, 폐수 처리 시설에 적용시킬 경우 사용치 않는 시설보다 3 내지 5 배의 처리 효율을 기대할 수 있으며, 신설시 폭기조 면적을 약 1/3로 축소시킬 수 있으며, 개조시 처리장의 시설 변경없이 담체를 충진하여 처리효율을 담체 충진 전보다 고도로 처리할 수 있는 여재로서 담체의 특성에 의해 별도의 시설없이 질소, 인을 획기적으로 제거할 수 있는 경제적인 담체이다.In addition, the random microorganisms involved in the removal of nitrogen and phosphorus, which is the cause of eutrophication, have a low non-proliferative rate, so that adhesion growth is difficult. When applied to existing wastewater treatment facilities, the treatment efficiency can be expected to be 3 to 5 times higher than the unused facilities, and when the new facility is newly reduced, the area of the aeration tank can be reduced to about one third. It is an economical carrier that can significantly remove nitrogen and phosphorus without additional facilities by the characteristics of the carrier as a medium that can process the treatment efficiency by filling the carrier than before the carrier filling.

상기 바이오 세라믹 담체는 도 1에서 나타난 바와 같이, 단립 토양의 구조를 응용하여 토착 미생물의 부착 성장을 활성화시킬 수 있는 천연 팽창 혈암 및 황토, 부재를 소성하여 만든 내구성 및 비표면적이 큰 다공질의 미생물서식지로서, 유기물 및 토착 미생물이 표면에 부착하며 이로 인하여 담체 표면에 호기성 미생물막이 형성되어 호기성 소화로 질산화반응이 일어나고, 내부의 미세 공극에는 혐기성 미생물막이 형성되며 혐기 상태에서 혐기성 소화에 의한 탈질반응과 함께 담체의 성변에 의한 가스화가 되어 탈질이 이루어지며 담체 내의 특수한 성분이 녹아 이온화하여 인을 무기질화하여 제거한 후 미생물의 탈리는 내생 호흡 및 수류에 의해서 이루어지며 산성수는 약알칼리성으로 교환시킨다.As shown in Figure 1, the bio-ceramic carrier is a porous microbial habitat having a high durability and specific surface area made by firing natural expanded shale and loess, which are made by applying a structure of single-grain soil to activate adhesion growth of indigenous microorganisms. As the organic matter and indigenous microorganisms adhere to the surface, the aerobic microbial membrane is formed on the surface of the carrier, which causes nitrification by aerobic digestion, and the anaerobic microbial membrane is formed in the micropores inside, and with denitrification by anaerobic digestion in anaerobic Degassing is achieved by gasification of the carrier, and special components in the carrier are dissolved and ionized to remove phosphorus by mineralizing it, and desorption of microorganisms is accomplished by endogenous breathing and water flow, and acidic water is exchanged to weak alkaline.

한편, 상기 담체의 구성성분은 다음의 표 1과 같다.On the other hand, the components of the carrier are shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

종류Kinds 주 성 분Main component 원적외선 전방사율Far infrared ray forward mortality 구성비(%)Composition ratio (%) 발포혈암Effervescent shale SiO248 %, Al2O335 %, No2OSiO 2 48%, Al 2 O 3 35%, No 2 O 0.90-0.960.90-0.96 20 내지 4020 to 40 황 토Ocher SiO262 %, Al2O322 %, Fe2O34 %SiO 2 62%, Al 2 O 3 22%, Fe 2 O 3 4% 0.85-0.920.85-0.92 30 내지 5030 to 50 백 운 석Dolomite CO247.9 %, CaO 30 %, MgO 21.7 %CO 2 47.9%, CaO 30%, MgO 21.7% 0.87-0.910.87-0.91 5 내지 155 to 15 혼 화 제Admixture Fe, CO2, CaOFe, CO 2 , CaO 15 내지 2015 to 20

또한, 본 발명에서는 상기 바이오 세라믹 담체의 생물막 두께가 150 내지 200 ㎛인 바이오 세라믹 담체를 제공한다.The present invention also provides a bio-ceramic carrier having a biofilm thickness of 150 to 200 μm.

상기와 같이 본 발명의 바이오 세라믹 담체는 담체 최대의 비표면적 보유로 내부 공간은 입자간 미세 간극의 집합으로 형성되었기 때문에 토착 미생물의 환경을 극대화시켜 고농도의 다종, 다량 미생물이 부착 성장되어 산화와 환원의 불균일이 일어나 화학 변화와 함께 담체의 표면에 호기성 생물막이 형성되고, 내부의 혐기성 미생물 막이 두껍게 형성되어 오수 속의 잡다한 유기물이 흡착 분해되어 무기물로 전환됨과 동시에 질소, 인의 제거가 가능하다.As described above, in the bioceramic carrier of the present invention, since the internal space is formed as a set of fine gaps between particles by retaining the maximum specific surface area of the carrier, maximizing the environment of indigenous microorganisms and attaching and growing high-density and large-scale microorganisms leads to oxidation and reduction. Due to the non-uniformity of the aerobic biofilm is formed on the surface of the carrier with chemical changes, the anaerobic microbial film inside the thick is formed, miscellaneous organic matter in the sewage is adsorbed and decomposed into inorganic matter, and nitrogen and phosphorus can be removed.

또한, 본 발명은 산화 가능한 유기 기질의 탄소를 더욱 포함하는 바이오 세라믹 담체를 제공한다.The present invention also provides a bio-ceramic carrier further comprising carbon of an oxidizable organic substrate.

도 2에서 보는 바와 같이, 오수 속에 포함된 유기성 질소(Organic-N)나 암모니아성 질소(NH4 +), 아질산성 질소(NO3 -)는 토양을 5 mm 통과할 때 모든 질소는 산성질소가 된다. 산성 질소를 탈질시키기 위해서는 질소의 5배에 달하는 탄소원이 필요하기 때문에 본 담체 내에 피트 등과 같은 산화 가능한 자연 유기 기질의 탄소를 함유시켜 암모니아와 함께 산화하면서 탈질이 이루어진다.As shown in FIG. 2, the organic nitrogen (Organic-N) or the ammonium nitrogen contained in the wastewater (NH 4 +), nitrite nitrogen (NO 3 -) are when they pass through the soil 5 mm all nitrogen nitrate is do. Since denitrification of acidic nitrogen requires five times as much carbon as nitrogen, denitrification occurs by oxidizing with ammonia by containing carbon of an oxidizable natural organic substrate such as pits in the carrier.

또한, 본 발명은 상기 바이오 세라믹 담체가 Fe, NaO3, CO2, SiO2및 CaO로 이루어진 군에서 선택되는 것을 더욱 포함하는 것인 바이오 세라믹 담체를 제공한다.The present invention also provides a bio-ceramic carrier, wherein the bio-ceramic carrier further comprises one selected from the group consisting of Fe, NaO 3 , CO 2 , SiO 2, and CaO.

이는 담체 내의 황토의 성분(Ca2+, Mg2+, K+, Na+)이 녹아 H+, Al3+와 결합하여 산성화되어 인산을 흡수(흡수 계수 100 gⓐ 2300 mg 이상 흡수)하여 고정시키며, Fe를 첨가하여 성분이 산화하면서 하기 반응식의 반응으로 인을 무기질화시켜 제거시킨다.It is fixed by dissolving ocher components (Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + ) in the carrier and combining them with H + and Al 3+ to acidify them to absorb phosphoric acid (absorption coefficient of 100 gⓐ over 2300 mg). Fe is added to remove phosphorus by mineralizing the reaction by the reaction of the following reaction.

[반응식][Scheme]

Ca2+, Fe2++ PO4 3-→Ca3(PO4)2, FePO4 Ca 2+ , Fe 2+ + PO 4 3- → Ca 3 (PO 4 ) 2 , FePO 4

또한, 본 발명의 바이오 세라믹 담체는 담체 표면 및 내부의 생물막에는 다종, 다량의 미생물군이 자연 증식하여 안정적인 생태계가 형성됨으로 슬러지가 고도의 토착 미생물에 의해 포식되고 과잉증식된 생물막은 내생 호흡 및 수류에 의해 탈리되어 별도의 탈리 시설이 필요 없다.In addition, the bio-ceramic carrier of the present invention is characterized in that the biofilm on the surface and the inside of the carrier is a multi-type, a large amount of microorganisms naturally proliferate to form a stable ecosystem, the sludge is fed by highly native microorganisms and the overgrown biofilm is endogenous breathing and water Desorption by means of a separate desorption facility.

또한, 본 발명은 상기 바이오 세라믹 담체가 크기가 5 내지 10 mm이고 유동상인 것인 바이오 세라믹 담체를 제공한다.In addition, the present invention provides a bio-ceramic carrier wherein the bio-ceramic carrier is 5 to 10 mm in size and is in fluid phase.

기존의 폴리에틸렌(PE) 제품의 유동성 여재와 달리 토착 미생물에 친화적인혈암을 이용하여 소성 발포된 다공질의 경량 세라믹 담체로서 고농도의 생물막이 형성되며 물의 흐름에 따라 각기 다른 비중으로 조 내부 상중하에 고루 분포하여 각종 유기물을 단시간에 고도로 흡착 분해, 여과시키는 생체친화성 여재이다.Unlike the flowable media of conventional polyethylene (PE) products, this is a porous, lightweight ceramic carrier that is plastic foamed using shale, which is friendly to indigenous microorganisms, to form a biofilm of high concentration and evenly distributed in the upper and lower parts of the tank with different specific gravity depending on the flow of water. It is a bio-compatible media that adsorbs, decomposes and filters various organic substances in a short time.

이러한 유동상의 담체는 구형으로 제작되어 저가로 대량 생산이 가능하며, 순수 천연 광물로 친수성이며 미생물 부착 및 탈리가 매우 원활하고 고강도의 가벼운 재질로 충격에 손실이 없으며 충진이 신속 간편하다는 장점이 있다.These fluidized carriers are spherical, so they can be mass-produced at low cost. They are hydrophilic as pure natural minerals, have very smooth microbial attachment and desorption, and are lightweight, high-strength.

본 발명의 바이오 세라믹 담체의 사양은 하기 표 2와 같다.Specifications of the bioceramic carrier of the present invention are shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

재질material 천연바이오세라믹Natural Bio Ceramics 유동상 여재Fluid bed media 크기size I형 φ150*200I type φ150 * 200 II형 φ50*50Type II φ50 * 50 III형 φ5 - 10 mmType III φ5-10 mm 비중importance 2.72.7 2.72.7 1 - 1.21-1.2 강도burglar 200 - 250 kg f/cm2 200-250 kg f / cm 2 200-250 kg f/cm2 200-250 kg f / cm 2 150-180 kg f/cm2 150-180 kg f / cm 2 공극율Porosity 75 - 80 %75-80% 75 - 80 %75-80% 85 %85%

이하, 본 발명의 바이오 세라믹 담체의 제조 공정을 설명한다.Hereinafter, the manufacturing process of the bioceramic carrier of this invention is demonstrated.

도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 황토 30 내지 50 %, 발포 혈암 20 내지 40 %, 백운석 5 내지 15 %, 혼화제 10 % 내지 20 %와 함께 배합한다. 그리고, 압력 0.25 내지 0.3 kgf/㎠의 조건으로 압출 성형한 후 건조하여 소성 온도 1000 내지 1300 ℃로 소성함으로써 본 발명의 바이오 세라믹 담체를 제조할 수 있다.As shown in Fig. 3, first, the mixture is combined with 30 to 50% ocher, 20 to 40% effervescent shale, 5 to 15% dolomite, and 10% to 20% admixture. The bioceramic carrier of the present invention can be produced by extrusion molding under a pressure of 0.25 to 0.3 kgf / cm 2, followed by drying and firing at a firing temperature of 1000 to 1300 ° C.

한편, 본 발명에 따라 제조된 바이오 세라믹 담체는 도 4, 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이 설치되어 사용될 수 있다.On the other hand, the bio-ceramic carrier prepared according to the present invention can be installed and used as shown in Figure 4, 5 and 6.

도 4에서는 상기 제조된 바이오 세라믹 담체를 벽돌 쌓기식으로 일정한 공간을 띄워 쌓아 설치할 수 있다. 이러한 시공 방법은 시공이 간편하고 구조물이 없어 경제적이며, 특히 신, 증설시 사용하며 개조 시엔 시설의 가동을 정지하고 물을뺀 후 로스톨을 설치하여 그 위에 쌓을 수 있다.In FIG. 4, the prepared bio-ceramic carrier may be stacked to install a predetermined space in a brick stacking manner. This construction method is economical because it is easy to construct and there is no structure. Especially, it can be used for new and expansion, and when it is renovated, it can be stacked on top of it by stopping the operation of the facility and draining water.

도 5에서는 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 또 다른 바이오 세라믹 담체를 설치한 평면도(도면의 좌측) 및 측면도(도면의 우측)를 나타내고 있다. 이 방법으로는 스테인레스 스틸 프레임에 스텐망의 박스형의 구조물 속에 담체를 충진하여 설치하며, 박스는 좌우, 상하 연결 홈에 끼워 용량에 따라 크기를 조절하여 고정한다. 이 방법은 신, 증설 개조 등 어떠한 상황에서도 설치할 수 있으며 개조 시에도 처리장을 운영하며 시공할 수 있다.5 shows a plan view (left side of the drawing) and a side view (right side of the drawing) provided with another bioceramic carrier manufactured according to the manufacturing method of the present invention. In this method, a stainless steel frame is installed by filling a carrier in a box-type structure of a stainless steel net, and the box is inserted into left and right connecting grooves and fixed in size according to its capacity. This method can be installed under any circumstances, such as new or extended remodeling, and can be operated and installed during the renovation.

도 6에서는 본 발명의 제조방법에 따른 또 다른 바이오 세라믹의 설치 방법을 나타내고 있다. 이에 사용되는 5 내지 10 m/m의 유동형의 바이오 세라믹여재는 소성 발포된 소형의 다공질의 경량 세라믹 담체로서 가벼운 재질로 반응조의 로스톨위에 스텐망을 깔고 설치 할 수 있어 신속 간편하다는 장점이 있다.6 shows another method of installing the bio-ceramic according to the manufacturing method of the present invention. The flowable bio-ceramic filter media of 5 to 10 m / m is a small, lightweight, porous ceramic support foamed and foamed, and has a merit of being quick and simple because it can be installed with stainless steel on the stall of the reactor.

또한 본 발명은 바이오 세라믹 담체를 이용한 오, 하수 처리공정을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a sewage treatment process using a bio-ceramic carrier.

본 발명의 질소, 인 처리공정은 도 7에 나타난 바와 같이,Nitrogen and phosphorus treatment process of the present invention, as shown in Figure 7,

a) 원수 펌프조에서 유입된 오수를 삼중 차단막을 설치하여 비중에 의하여 상승, 하강하는 부유 협잡물을 침전, 분리시켜 처리하는 비중 처리조:a) Specific gravity treatment tank to install sewage from the raw water pump tank to settle and separate the floating contaminants rising and falling by specific gravity by installing triple blocking membrane:

b) 저부에 산기관이 있으며, 산기관 상부에 본 발명의 질소, 인 제거 바이오 세라믹 담체를 충전하고 용존산소를 공급하여 오, 하수의 질소, 인을 질산화 과정과 화학적 침전에 의해 각각 처리하는 접촉 산화조:b) There is an acid pipe at the bottom, and the nitrogen, phosphorus-removing bio-ceramic carrier of the present invention is filled on the acid pipe, and dissolved oxygen is supplied to treat the nitrogen and phosphorus of sewage and sewage by nitrification and chemical precipitation, respectively. Oxidation tank:

c) 상기 접촉 산화조와 연결되어 있으며 다시 슬러지와 과잉 증식된 미생물을 처리하며 탈질과정을 유도하는 혐기성의 생물 여과조를 포함한다.c) an anaerobic biological filtration tank connected to the contact oxidizing tank and again treating sludge and overgrown microorganisms and inducing a denitrification process.

또한 본 발명의 질소, 인 처리공정을 이용한 일 예의 오, 하수 처리 공정을 도 8에 도시하였다. 도 8에 도시된 공정은 침사지, 스크린조, 원수 펌프조, 비중 처리조(10), 제 1차 생물 여과조(20), 제 1차 접촉 산화조(30), 제 2차 생물 여과조(40), 제 2차 접촉 산화조(50), 접촉 여과조(60)의 공정을 포함한다.8 shows an example of a sewage and sewage treatment process using the nitrogen and phosphorus treatment process of the present invention. The process shown in FIG. 8 includes a sedimentation basin, a screen tank, a raw water pump tank, a specific gravity treatment tank 10, a first biological filtration tank 20, a first contact oxidation tank 30, and a second biological filtration tank 40. And the process of the secondary contact oxidation tank 50 and the contact filtration tank 60.

본 발명의 실시예에 따라 도시된 시스템인 도 8과 상기 시스템을 구성하는 각 처리조를 도시한 도 9내지 도 14를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.The present invention will be described in more detail with reference to FIG. 8, which is a system shown in accordance with an embodiment of the present invention, and FIGS. 9 to 14, which illustrate each treatment tank constituting the system.

먼저 오, 하수는 침사조와 (300 m3/day 이상에 설치) 스크린을 거쳐 원수 펌프조에 유입된다. 유입된 오수는 설치된 칸막이에 의해 협잡물을 침전시킨 다음 걸러진 오수는 펌프에 의해 비중 처리조로 이송하며 침전된 협잡물은 주기적으로 토출시킨다. 상기 원수 펌프조는 비중처리조의 전조이며, 오수의 체류시간은 10분 내지 30분이 바람직하고 원수 펌프조에서 발생되는 악취는 상부의 토착미생물에 의해 제거되는 것이 바람직하다.First, the sewage flows into the raw water pump tank via the sedimentation tank (installed over 300 m 3 / day) and the screen. Inflow of sewage precipitates the contaminants by the installed partition, and the filtered sewage is transferred to the specific gravity treatment tank by the pump, and the sediment is collected periodically. The raw water pump tank is a precursor of the specific gravity treatment tank, the retention time of the sewage is preferably 10 minutes to 30 minutes, and the odor generated in the raw water pump tank is preferably removed by the indigenous microorganisms at the top.

도 9의 비중처리조(11)는 상기 원수 펌프조와 연결되어 있으며, 삼중 차단막인 부유협잡물 차단막(101)이 설치되어 있다. 상기 삼중 차단막은 오수가 빠른 속도로 유입되면서 비중에 의해 상승, 하강하는 부유물질을 단시간 내에 침전, 분리시켜 정화과정을 줄이고 유입수량 및 농도를 조정하는 유량조정조 역할을 대신한다. 또한 펌프에 의해 강제 유입되는 오수의 수중 불순물이 미처 침전되지도 않은 상태로 그대로 흘러 들어가 여과 및 침전에 긴 시간이 걸리는 것을 방지하고 오수를 단시간에 침전처리 할 수 있는 장치이다. 또한 비중 처리조에는 상부 여재(103)가 설치되어 있어 쇠 격자(Steel Grating;102) 위에 망, 담체, 목편, 배합토양, 잔디 순의 연속적인 구조에 의해 오, 하수의 악취가 외부에 방출되지 않고 토양권 내의 미생물에 의해 분해되어 탈취효과를 볼 수 있으며 부유 슬러지는 토착미생물 및 소동물 등에 의해 분해, 소화 및 포식이 되어 슬러지를 현저히 감량시킬 수 있으며 침전된 고형물질은 슬러지 농축조로 보내진다The specific gravity treatment tank 11 of FIG. 9 is connected to the raw water pump tank, and the floating contaminant blocking film 101, which is a triple blocking film, is installed. The triple barrier membrane acts as a flow control tank to reduce the purification process by adjusting the sediment and sediment suspended and suspended in a short time as the sewage flows at a rapid rate, and to reduce the purification process. In addition, it is a device that prevents the filtration and sedimentation from taking a long time and prevents the sewage of sewage in a short time by flowing into the state as it is not precipitated. In addition, the upper media (103) is installed in the specific gravity treatment tank so that odors of sewage and sewage are not discharged to the outside by a continuous structure of net, carrier, wood, mixed soil, and grass on the steel grid (102). It can be decomposed by microorganisms in the soil zone and deodorizing effect, and suspended sludge can be decomposed, digested and fed by indigenous microorganisms and small animals, and the sludge can be significantly reduced. The precipitated solid material is sent to the sludge thickening tank.

비중 처리조를 통과한 오수는 오, 하수의 2차 처리에 해당하는 생물처리장치에 유입된다. 상기 생물처리장치는 유동성 바이오 세라믹 담체가 충전되어 있어 바이오 세라믹 담체에 의해 여과 및 유기물의 혐기성 분해 탈질에 의한 질소제거, 인의 방출 등이 진행되는 장치이다.Sewage through the specific gravity treatment tank enters the biotreatment system, which is the secondary treatment of sewage. The biotreatment apparatus is a device in which a fluidized bio-ceramic carrier is filled to remove nitrogen by anaerobic decomposition and denitrification of organic matter and release phosphorus by the bio-ceramic carrier.

도 10은 터널형의 혐기성조(21)이다. 유입된 오수는 충전된 초소형 유동성 담체(201)에 접촉하여 각종 유기물을 흡착, 분해, 여과시킨다.10 shows a tunnel type anaerobic tank 21. The introduced sewage comes into contact with the filled microfluidic carrier 201 to adsorb, decompose and filter various organic substances.

상기 초소형 유동성 담체는 비중 1 내지 1.2이고 크기가 5 내지 20 mm 크기의 바이오 세라믹 담체가 바람직하며, 담체충전율은 85 내지 90 %가 바람직하다. 또한 오수 차단막(202)과 부유슬러지 차단막(203)이 설치되어 있어 정화효율을 높이고 처리시간을 단축시킬 수 있다. 제 1차 생물 여과조에서는 초소형의 유동성 담체로 유기물의 혐기성 분해 및 탈질에 의한 질소제거와 인의 방출이 발생하고, 미생물에 의해 분해된 부유물 및 과잉 성장한 미생물은 내생호흡에 의해 탈리되어 여재층 및 조 하부의 퇴적공간에 쌓이게 된다. 다량의 슬러지가 여재층에 쌓이게 되면 역세척관(204)에서 슬러지를 주기적으로 역세척시켜 조하부에 있는 슬러지 퇴적공간(205)으로 침전시킨 후 공기이송장치에 의해 인발한다.The microfluidic carrier is preferably a bio ceramic carrier having a specific gravity of 1 to 1.2 and a size of 5 to 20 mm, and a carrier filling rate of 85 to 90%. In addition, the sewage blocking film 202 and the suspended sludge blocking film 203 are installed to increase the purification efficiency and shorten the treatment time. In the first biological filtration tank, a microfluidic carrier is used to remove nitrogen and release phosphorus by anaerobic decomposition and denitrification of organic matter, and suspended matter and overgrown microorganisms are desorbed by endogenous breathing, and the media layer and the bottom of the tank are desorbed. Will accumulate in the deposition space. When a large amount of sludge accumulates in the filter media layer, the sludge is periodically backwashed in the backwashing pipe 204 to settle into the sludge deposition space 205 in the lower part of the sludge and is drawn by the air transport device.

도 11의 제 1차 접촉 산화조는 상기 제 1차 생물 여과조와 연결되어 있으며 터널형의 호기성조(31)이다. 구조는 저부의 산기관(301) 위에 쇠 격자(302)가 있고 그 위에 바이오 세라믹 담체(303)가 충전되어 있으며, 상기 접촉 산화조의 상부면(304, 305)은 비중처리조와 같은 구조로 설치한다. 1차 내지 2차 처리를 통하여 혐기성 분해 및 침전 분리되어 제 1차 접촉산화조로 유입된 오수는 바이오 세라믹 담체의 공극속을 이동하면서 생물막에 접촉하고 호기성 미생물군에 의하여 흡착, 산화, 분해가 이루어지며 인 섭취작용 및 초화반응도 이루어진다. 바이오 세라믹 담체 표면에 생긴 생물막은 오수와 접촉하여 비후되고 오래되면 탈락하여 공극이 막히므로 정화기능을 높이 유지하려면 오수와 신선한 생물막과 항시 접촉하는 것이 바람직하다. 또한 상기 접촉 산화조의 하부는 퇴적 슬러지가 잘 모여 인발 및 청소가 용이하도록 만들어 공기 이동 설계부하가 0.3 kg/cm3되도록 한다.The primary contact oxidation tank of FIG. 11 is connected to the primary biofiltration tank and is a tunnel-type aerobic tank 31. The structure is an iron lattice 302 on the diffuser 301 at the bottom, and the bio-ceramic carrier 303 is filled thereon, and the upper surfaces 304 and 305 of the contact oxidation bath are installed in the same structure as the specific gravity treatment tank. . The sewage introduced into the first catalytic oxidation tank through anaerobic decomposition and sedimentation through the first to second treatment is brought into contact with the biofilm as it moves through the pores of the bioceramic carrier, and is adsorbed, oxidized, and decomposed by the aerobic microorganism group. Phosphorus ingestion and metabolic reactions also occur. The biofilm formed on the surface of the bio-ceramic carrier is thickened in contact with the sewage and falls off when it is old, so that the pores are clogged. In addition, the lower portion of the contact oxidizing tank makes the sludge collected well to facilitate the drawing and cleaning so that the air movement design load is 0.3 kg / cm 3 .

상기의 제 1차 접촉산화조에서 반출되는 오수는 다시 제 2차 생물여과조를 통하여 제 2차 접촉산화조로 유입된다.Sewage taken out from the first catalytic oxidation tank is introduced into the second catalytic oxidation tank again through the second biofiltration tank.

제 2 생물여과조는 도 10의 제 1생물 여과조와 기본적으로 동일한 구조를 가지며 구조를 더욱 간단화시키거나 더욱 첨가할 수 있다. 상기 제 2 생물 여과조는 유입된 오수의 처리수중에 남아있는 잔류 유기물의 최종 생물학적 분해가 진행되는 조로서 응집, 침전, 여과 기능을 동시에 수행 할 수 있으며 높은 미생물 농도를 유지하고 반응조의 크기를 줄일 수 있으며 침전조를 없앨 수 있다.The second biofiltration bath has basically the same structure as the first biofiltration bath of FIG. 10 and can further simplify or further add structure. The second biological filtration tank is a tank in which the final biodegradation of residual organic matter remaining in the treated sewage water is carried out, and can simultaneously perform aggregation, sedimentation, and filtration functions, and maintain a high microbial concentration and reduce the size of the reaction tank. And can eliminate the settling tank.

특히 소형의 본 발명의 바이오 세라믹 담체를 충전하고 무산소 상태에서 운전하여 질소를 더욱 제거 할 수 있다. 또한 여재층 사이의 슬러지는 주기적인 역세척으로 유동상 여재에 의해 쉽게 탈리되어 생물막은 안정적이다. 활성 슬러지는 비중 처리조로 반송시켜 체류시간을 길게하여 처리 효율을 높이고, 잉여 슬러지는 슬러지 저류조로 이송하며 상등수는 접촉여재속을 통과하여 제 2 접촉 산화조로 월류시킨다.(BOD 93 %이상제거)In particular, it is possible to further remove nitrogen by filling a small bio-ceramic carrier of the present invention and operating in an oxygen-free state. In addition, the sludge between the media layers is easily backed off by the fluidized media media by periodic backwashing, so that the biofilm is stable. Activated sludge is returned to the specific gravity treatment tank to increase the residence time to increase the treatment efficiency, and excess sludge is transferred to the sludge storage tank, and the supernatant water passes through the contact media and is overflowed into the second contact oxidation tank. (BOD 93% or more removed)

제 2차 접촉 산화조는 오수중의 질소, 인을 고도로 제거하기 위한 조이다. 조내의 구조 및 설비는 제 2접촉 산화조와 동일하게 설치한다. 접촉여재의 재질은 생물학적 분해능력이 우수한 질소, 인 제거용 바이오 세라믹 담체를 투입한 것으로 담체내의 성분이 산화 및 이온화함으로써 산화환원의 불균일이 일어나 질소, 인을 무기질화시켜 제거시킬 수 있는 처리시설이다. 활성된 슬러지는 공기 이송장치를 통해 비중 처리조로 이송시키고 내생호흡에 의해서 탈리된 슬러지는 공기 이송장치를 통하여 제 1접촉 산화조로 이송시킨다. 제 2접촉 산화조의 설계부하는 최대 BOD 용적부하의 0.1 kg/cm3이상이 바람직하며 더욱 바람직하게는 BOD 용적 부하 0.2 kg/cm3(한랭지 0.1 kg/cm3)이다.The second contact oxidizing tank is a tank for highly removing nitrogen and phosphorus in filthy water. The structure and equipment in the tank are installed in the same manner as the second contact oxidation tank. The material of the contact medium is a bio-ceramic carrier for nitrogen and phosphorus removal having excellent biological degradability. A component in the carrier is oxidized and ionized to cause non-uniformity of redox, so that nitrogen and phosphorus can be mineralized and removed. Activated sludge is transferred to the specific gravity treatment tank through the air feeder, and sludge desorbed by endogenous breathing is transferred to the first contact oxidation tank through the air feeder. The design load of the second contact oxidizing tank is preferably at least 0.1 kg / cm 3 of the maximum BOD volume load, more preferably 0.2 kg / cm 3 of BOD volume load (0.1 kg / cm 3 of cold district).

상기 제 2차 접촉산화조에서 반출된 오수는 후처리조이자 소독조를 겸하는 접촉여과조로 이동한다.Sewage taken out from the second contact oxidation tank is moved to a contact filtration tank which serves as a post treatment tank and a disinfection tank.

상기 접촉여과조의 하부구조는 슬러지가 모일 수 있는 구조로 설치되어있고, 공기 세척관은 슬러지를 탈리, 제거하기 위한 유지 관리용으로 장착되어 있다. 여기에 모인 슬러지는 슬러지저류조로 에어 리프트(air left)를 이용하여 이송된다. 접촉여과조의 하부구조는 산기관 위에 쇠 격자를 설치한 다음 대나무 숯, 참 숯과 같은 흡착제를 토양 피복전까지 가득 채워 대장균, 살모넬라, 바실러스균 등의 살균작업이 이루어지도록 한다.The lower structure of the contact filtration tank is installed in a structure in which sludge can be collected, and the air cleaning pipe is mounted for maintenance for removing and removing the sludge. The sludge collected here is transferred to the sludge storage tank by using an air lift. The substructure of the contact filtration tank is installed with an iron grid on the diffuser, and then filled with adsorbents such as bamboo charcoal and true charcoal until the soil is coated so that E. coli, Salmonella, and Bacillus bacteria can be sterilized.

본 발명의 바이오 세라믹 담체를 이용한 오, 하수 처리 시스템은 상기 제 2차 생물여과조와 연결되어 있는 슬러지 저류조를 더욱 포함하는 오, 하수 처리 시스템을 제공한다. 상기 슬러지 저류조는 생물 여과조 및 침전조에서 탈리, 제거되어 배출된 물질들을 저장하며, 탈리액은 제 1 접촉 산화조로 이송할 수 있는 구조로 하고, 잉여 슬러지는 슬러지 처리 장치에 의해 장외로 반출한다.The sewage and sewage treatment system using the bio-ceramic carrier of the present invention provides a sewage and sewage treatment system further comprising a sludge storage tank connected to the second biofiltration tank. The sludge storage tank stores materials discharged and removed from the biological filtration tank and the settling tank, and the desorption liquid is transported to the first contact oxidation tank, and the excess sludge is carried out to the outside by the sludge treatment apparatus.

상기 슬러지 저류조는 1일 오수 처리 용량이 200 m3/일 이하인 경우에는 생략할 수 있다. 유효 용량은 유입슬러지량과 농축슬러지의 반출 계획을 감안하여 적합한 용량으로 고안하는 것이 바람직하다.The sludge storage tank can be omitted when the daily sewage treatment capacity is 200 m 3 / day or less. The effective capacity is preferably designed to a suitable capacity in consideration of the inflow sludge amount and the sludge export plan.

상기 슬러지 저류조에서 생기는 상등수는 제 1차 접촉 산화조로 반송시켜 재처리할 수 있는 구조로 하고 저류된 슬러지는 다중원판 외통형 슬러지 처리장치에 의해 농축, 탈수한 다음 진공 발효실에서 고속 발효시킨다. 이렇게 발효된 슬러지는 토양 개량제로 사용할 수 있다.The supernatant water generated in the sludge storage tank has a structure that can be returned to the primary contact oxidation tank for reprocessing, and the stored sludge is concentrated and dehydrated by a multi-plate outer cylindrical sludge treatment device and then fermented in a vacuum fermentation chamber at high speed. The fermented sludge can be used as a soil improver.

본 발명은 또한 상기 오, 하수 처리 시스템이 상기 슬러지 저류조와 연결되어 있으며, 잉여 슬러지를 진공 발효시켜 유기질 비료로 만드는 장치를 더욱 포함하는 바이오 세라믹 담체를 이용한 오, 하수 처리 시스템을 제공한다.The present invention also provides a sewage and sewage treatment system using a bio-ceramic carrier, wherein the sewage and sewage treatment system is connected to the sludge storage tank, and further comprising a device for vacuum fermenting excess sludge into organic fertilizer.

본 발명의 바이오 세라믹 담체를 이용한 오, 하수 처리시스템을 구성하는 각 조들은 도 12의 상부구조와 도 13의 하부 구조를 이룰 수 있다. 도 12의 상부여재층은 쇠 격자 위에 쇄석(100-150 m/m)(1), 담체(25 m/m)(2), 망(3-5 mm)(3), 목편(바크)(4), 및 배합토양(통기토양)을 덮고 잔디를 심어 우기시의 토양의 침식을 방지하고 토착미생물 및 원생, 토양 소동물 등의 활동과 이동을 도우며 증식시킬 수 있는 환경을 고안한 것이다. 이로 인하여 오수 속에 포함되어 있는 난분해성 유기물과 악취 등을 흡착, 분해하여 간단히 무기물로 처리키고 부상슬러지는 토착미생물, 소동물 등에 의해 분해 및 포식됨으로써 스컴(SCUM) 및 슬러지 발생을 방지하며 상부가 배합토(4)로 피복되어 겨울에 수온변화가 없어 안정된 오, 하수 처리수를 얻을 수 있다. 상기 배합토양은 현장의 토양을 조사, 분석하여 그 비율을 조정하는 것이 바람직하다.Each tank constituting the sewage and sewage treatment system using the bioceramic carrier of the present invention may form the upper structure of FIG. 12 and the lower structure of FIG. 13. The upper media layer of FIG. 12 is composed of litter (100-150 m / m) (1), carrier (25 m / m) (2), mesh (3-5 mm) (3), neck piece (bark) on an iron grid ( 4), and covering the mixed soil (ventilated soil) and planting grass to prevent the erosion of the soil during the rainy season, to devise an environment that can grow and support the activities and movement of indigenous microorganisms, protozoa, and soil small animals. Therefore, it absorbs and decomposes hard-decomposable organic substances and odors contained in the sewage and treats them simply with inorganic substances.The floating sludge is decomposed and fed by indigenous microorganisms and small animals to prevent scum and sludge. It is coated with (4), so that there is no change in water temperature in winter, and it can get stable sewage treatment water. The blended soil is preferably to adjust the ratio of the soil on the site to investigate and analyze.

또한 표면을 초화로 식재, 아름다운 경관을 만들 수 있다.In addition, the surface can be planted to create a beautiful landscape.

또한 각 조의 하부구조는 도 13에 도시한 바와 같이, 쇠 격자를 설치하여 하부에 슬러지 퇴적공간(1)을 두었으며, 산기관(2), 역세척관(3) 및 퇴적슬러지 인발관(4)을 설치하여 슬러지의 퇴적으로 인한 부패를 방지한다.In addition, the lower structure of each tank, as shown in Figure 13, by installing a steel grid, the sludge deposition space (1) at the bottom, the diffuser (2), backwash pipe (3) and sedimentary sludge drawing pipe (4) ) To prevent decay due to sludge deposition.

또한 본 발명의 바이오 세라믹 담체를 이용한 오, 하수 처리 시스템을 이루는 각 조들은 도 12의 상부구조와 도 14의 조경맨홀의 상부구조를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 도 14의 조경맨홀은 맨홀 틈새에서 나오는 냄새까지도 제거하였으며 맨홀 덮개 하부에 휠타(1)→퍼라이트(2)→배합토향(3)을 이용하여 경량화시키고 조경식물을 식재함으로써 오, 하수 처리 시설의 상부 전체를 구조물의 돌출이 보이지 않는 쾌적한 공원형 공간으로 고안하였다.In addition, each tank constituting the sewage and sewage treatment system using the bio-ceramic carrier of the present invention preferably further includes the upper structure of FIG. 12 and the upper structure of the landscape manhole of FIG. 14. The landscaping manhole of Figure 14 removes the smell coming from the manhole gap, and the lower part of the manhole cover by using a filter (1) → perlite (2) → mixed soil incense (3) and planting the landscaping plants by the Oh, sewage treatment facility The entire upper part was designed as a pleasant park space without visible protrusion of the structure.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 더욱 잘 이해하기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail. However, the following examples are only presented to better understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예 1]Example 1

황토 40 %, 발포 혈암(강원도 화천군 계성리산) 30 %, 백운석 10 %, 혼화제 20 %를 배합하였다. 그리고, 압력 0.3 kgf/㎠의 조건으로 압출 성형한 후 건조하여 소성 온도 1100 ℃로 소성함으로써 본 발명의 바이오 세라믹 담체를 제조하였다.40% ocher, 30% effervescent shale (Gyeseong-ri, Hwacheon-gun, Gangwon-do), 10% dolomite, 20% admixture. The bioceramic carrier of the present invention was prepared by extrusion molding under a pressure of 0.3 kgf / cm 2, followed by drying and firing at a firing temperature of 1100 ° C.

[실험예]Experimental Example

1. 실험 장치1. Experiment apparatus

개발된 여재의 질소, 인 제거 성능을 평가하기 위하여 도 15와 같은 실험 장치를 고안하여 3 개월간 운전하였다. 각 처리조의 재질은 10 m/m 두께의 투명 아크릴을 사용하였으며 유효 용적은 각 조당 약 20 L이다.In order to evaluate the nitrogen and phosphorus removal performance of the developed media, an experimental apparatus such as FIG. 15 was devised and operated for 3 months. The material of each treatment tank is 10 m / m thick clear acrylic and the effective volume is about 20 L per tank.

2. 실험 조건2. Experimental conditions

고안된 처리조의 성능 비교를 위해 동일한 2조의 실험 장치를 제작하여, 대조군에는 현재 생물학적 폐수 처리에 사용되고 있는 기존세라믹(H) 여재를, 그리고 실험군에는 본 발명에서 개발된 N.P제거 바이오 세라믹 담체를 충진하여 운전하였다. 그 밖에 운전에 관련된 실험 조건은 하기의 표 3과 같다.To compare the performance of the designed treatment tank, two identical experimental devices were fabricated, and the control group was operated by filling the existing ceramic (H) media currently used for biological wastewater treatment, and the experimental group by filling the NP-removing bio-ceramic carrier developed in the present invention. It was. Other experimental conditions related to the operation are shown in Table 3 below.

[표 3]TABLE 3

대 조 군Control 실 험 군Experimental group 여 재Ashes 세라믹 여재(HICEM)Ceramic Media (HICEM) N.P제거바이오세라믹 담체(황토여재+발포혈암+부재)N.P removal bioceramic carrier (ocher media + foaming shale + absence) 호기성조Aerobic 여재 충진, 산기관 설치함,Filter media, diffuser box, 혐기성 제1, 2조Anaerobic Article 1, 2 여재만 충진함Only filling the media 유 입 수Yu can 생활 오수(평균 BOD 112.6 ppm)Domestic sewage (average BOD 112.6 ppm) 폭 기 량Aeration 호기성조의 폭기량:0.042 ㎥/hAerobic volume aeration: 0.042 ㎥ / h 체류 시간Residence time 오수 체류 시간, 24시간; 총 체류시간 4일Sewage retention time, 24 hours; 4 day total stay

상기와 같은 조건으로 실험한 후 다음과 같은 정량 분석 및 결과를 나타내었다.After the experiment under the same conditions as shown in the following quantitative analysis and results.

1. 정량 분석1. Quantitative Analysis

탈질, 탈인의 정도를 측정하기 위하여 반응기로 유입되기 전과 후의 유출입 오수 내의 암모니아성 질소, 아질산성 질소, 질산성 질소, 총질소, 인산염 인 및 총인을 스탠다드 방법(APAH, 1995)의 분석 방법에 의거하여 정량 분석하였으며, 알고 있는 농도의 물질로 조제된 표준 시료로부터 얻어진 표준 검량선을 이용해서 농도를 측정하였다.Ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, total nitrogen, phosphate phosphorus and total phosphorus in the effluent before and after entering the reactor to measure the degree of denitrification and dephosphorization were analyzed according to the standard method (APAH, 1995). The concentration was measured using a standard calibration curve obtained from a standard sample prepared from a substance having a known concentration.

가) 암모니아성 질소A) ammonia nitrogen

페네이트(Phenate) 방법을 이용하여 정량 분석하였다. 시료 10 mL에 0.4 mL의 페놀 용액과 0.4 mL의 소듐 나이트로푸르시드(sodium nitroprusside) 용액, 1.0 mL의 산화제(oxidizing agent)를 첨가한 후 1 시간 정도 빛이 차단된 곳에서 발색시켰다. 이 때, 암모니아가 하이포아염소산염(hypochlorite)과 페놀의 촉매 하에 소듐 나이트로푸르시드와 반응하여 푸른색의 인도페놀을 형성하게 되며 이를 640 nm의 분광 광도계(spectrophotometer)로 측정하였다.Quantitative analysis using the Phenate method. 0.4 mL of phenol solution, 0.4 mL of sodium nitroprusside solution, and 1.0 mL of oxidizing agent were added to 10 mL of the sample, and the resultant was developed at a place where light was blocked for about 1 hour. At this time, ammonia was reacted with sodium nitrofurside under the catalyst of hypochlorite and phenol to form a blue indophenol, which was measured with a 640 nm spectrophotometer.

나) 아질산성 질소B) nitrous acid nitrogen

열량계 방법(calometric method)을 이용하여 정량 분석하였으며, 우선 시료 50 mL를 pH가 5 내지 9 사이에 있도록 HCl 또는 NaOH로 보정하였다. 보정된 시료에 N-(1-나프틸)-에틸렌디아민 디하이드로클로라이드(N-(1-naphthyl)-ethylenedia mine dihydrochloride:NED) 시약 1 mL를 넣은 후 10 분 동안 발색시키고, 2 시간 내에 분광 광도계를 이용하여 543 nm에서 흡광도를 측정하였다.Quantitative analysis was performed using the calometric method, and 50 mL of the sample was first calibrated with HCl or NaOH so that the pH was between 5-9. 1 mL of N- (1-naphthyl) -ethylenedia mine dihydrochloride (NED) reagent was added to the calibrated sample, followed by color development for 10 minutes, and spectrophotometer within 2 hours. Absorbance was measured at 543 nm using.

다) 질산성 질소C) nitrate nitrogen

UV-분광 광도계 스크린(spectrophotometric screening) 방법을 이용하여 정량 분석하였다. 시료 25 mL에 1 N HCl 용액을 첨가하여 시료의 pH를 2에서 3 사이가 되도록 맞춘 후 UV-가시 분광 광도계(visible spectrophotometer)를 이용하여 220 nm와 275 nm에서의 흡광도를 각각 측정하였다. 측정된 값은 A 220 nm - 2 (A 275 nm)의 식에 대입, 계산하여 실제 질산성 질소의 농도를 정량적으로 분석하였다.Quantitative analysis was done using the UV-spectrophotometric screening method. The pH of the sample was adjusted to 2 to 3 by adding 1 N HCl solution to 25 mL of the sample, and then absorbance at 220 nm and 275 nm was measured using a UV-visible spectrophotometer. The measured values were substituted into the formula of A 220 nm-2 (A 275 nm) and calculated to quantitatively analyze the actual concentration of nitrate nitrogen.

라) 총질소D) total nitrogen

퍼설페이트(Persulfate) 방법을 이용하여 시료 안에 있는 모든 질소성분을 질산염으로 산화시킨 후 정량 분석하였다. 시료 mL 당 5 mL의 소화 시약 (digest ion reagent)을 첨가한 후 오토클레이브(autoclave)에서 30 분간 가열하면 시료의 질소성분이 질산염 형태로 산화되는데 이를 다)항의 질산염 측정법을 이용하여 정량하였다.Persulfate method was used to quantitatively analyze all of the nitrogen in the sample by nitrate oxidation. After adding 5 mL of digestion reagent per mL of sample and heating for 30 minutes in an autoclave, the nitrogen component of the sample was oxidized in the form of nitrate.

마) 인산염 인E) Phosphate Phosphorus

스탠뉴어스 클로라이드(Stannous chloride) 방법을 이용하여 정량 분석하였다. 20 mL의 시료에 1 mL의 몰리브데이트 시약(molybdate reagent)과 2방울의 스탠뉴어스 클로라이드 시약을 첨가하면 스탠뉴어스 클로라이드 시약이 시료 안의 인산염 인과 반응하여 파란색 침전을 만드는데, 이를 690 nm의 UV-가시 분광 광도계 (visible spectrophotometer)를 이용하여 정량하였다. 이때 발색반응이 온도와 시간에 따라 차이가 나므로 상온에서 스탠뉴어스 클로라이드 시약을 넣은 후 정확히 10 내지 12 분 사이에 흡광도를 측정하였다.Quantitative analysis was carried out using the Stannous chloride method. When 20 mL of sample is added 1 mL of molybdate reagent and 2 drops of Stannews chloride reagent, the Stannews chloride reagent reacts with the phosphate phosphorus in the sample, producing a blue precipitate. Quantification was performed using a visible spectrophotometer. At this time, since the color reaction was different according to temperature and time, absorbance was measured between 10 and 12 minutes after adding Stannian chloride reagent at room temperature.

바) 총인F) general

퍼설페이트 소화(Persulfate digestion) 방법을 이용하여 정량 분석하였다. 시료 50 mL에 페놀프탈레인 지시약(phenolphthalein indicator)을 한 방울 넣고 붉은 색이 나타나면 H2SO4용액을 무색이 되도록 첨가한 후, 1 mL의 H2SO4용액을 추가로 첨가하였다. 여기에 0.5 g의 과황산 칼륨(potassium persulfate)를 넣고 오토클레이브에서 30 분간 가열하여 소화(digest)하면 시료의 모든 인성분이 인산염 형태로 산화되고, 이를 마)항의 인산염 인 정량분석 방법에 준하여 분석하였다.Quantitative analysis was performed using the Persulfate digestion method. A drop of phenolphthalein indicator was added to 50 mL of the sample, and when the red color appeared, H 2 SO 4 solution was added to be colorless, and then 1 mL of H 2 SO 4 solution was further added. 0.5 g of potassium persulfate was added thereto, followed by heating and digestion in an autoclave for 30 minutes to oxidize all the phosphates in the sample to form phosphate. .

사) 생화학적 산소 요구량 (BOD; Biochemical Oxygen Demand)G) Biochemical Oxygen Demand (BOD)

BOD의 측정은 3개의 BOD병에 시료를 담고 그 중 하나의 병에서 아지드 수정(azide modification)방법을 이용하여 초기 용존산소량(DO initial)을 측정하고, 다른 두 병을 20 ℃ 배양기에 넣고 빛이 없는 상태에서 5일간 배양시킨 후 최종 용존산소량(DO final)을 측정하여, 초기 용존산소량과 최종 용존산소량의 차이로부터 생화학적 산소 요구량 (BOD)을 측정하였다. 아지드 수정(Azide modification) 방법에서는 BOD병에 담겨있는 시료에 황산 망간(manganous sulfate) 용액과 알칼리-아이오다이드-아지드 시약(alkali-iodide-azide reagent)을 각각 1 mL씩 넣은 후 흔들어 섞으면 갈색 침전이 형성되는데 침전이 반쯤 가라앉았을 때, 진한 황산용액을 1 mL 넣어 흔들어 섞어 완전히 녹였다. 이 시료 중 200 mL를 다른 플라스크에 부은 후 지시약으로 전분(starch) 용액을 몇 방울 떨어뜨렸다. 푸른색이 나타나는데 티오설페이트(thiosulfate) 적정액으로 무색이 될 때까지 적정하였으며, 이 때 사용된 적정액의 양이 시료의 용존산소량(mg/L)이다.The BOD is measured by placing samples in three BOD bottles and measuring the initial dissolved oxygen (DO initial) in one of them using the azide modification method. After 5 days of incubation, the final dissolved oxygen (DO final) was measured, and the biochemical oxygen demand (BOD) was determined from the difference between the initial dissolved oxygen and the final dissolved oxygen. In the azide modification method, add 1 mL of manganous sulfate solution and an alkali-iodide-azide reagent to each sample in a BOD bottle, and shake. When a brown precipitate formed, which was settled halfway, 1 mL of concentrated sulfuric acid solution was added and shaken to dissolve completely. 200 mL of this sample was poured into another flask and a few drops of starch solution were added with the indicator. A blue color appeared, which was titrated until it became colorless with a thiosulfate titrant, and the amount of titrant used was the amount of dissolved oxygen in the sample (mg / L).

자) 화학적 산소 요구량 (COD; Chemical Oxygen Demand)I) Chemical Oxygen Demand (COD)

수중의 유기물을 화학적으로 산화시킬 때 소비되는 산소량으로 정의하며 단위는 mg/L로 표시한다. 본 실험에서는 오픈 리플럭스(open reflux) 방법을 사용하였으며 그 방법은 다음과 같다. 우선 500 mL 환류 플라스크(refluxing flask)에 50 mL의 시료를 담고 황산 수은(mercuric sulfate) 1 g을 넣은 후 황산 시약 (sulfuric acid reagent) 5 mL를 천천히 가하였다. 차갑게 식힌 후, 니크롬산 칼륨(potassium dichromate) 용액을 25 mL 넣고 70 mL의 황산 지시약(sulfuric acid reagent)을 넣은 후, 끝이 열려있는 컨덴서(condenser)를 연결하고 2 시간 동안 가열기에서 끓였다. 가열 후 식히고, 페로인(ferroin) 지시약을 0.15 mL 넣은 후 철 황산염 암모늄(ferrous ammonium sulfate(FAS)) 적정액으로 적정하였으며 이 때 소비된 적정액의 양을 하기의 계산식에 대입하여 화학적 산소요구량(mg/L)을 구하였다.It is defined as the amount of oxygen consumed when chemically oxidizing organic matter in water and is expressed in mg / L. In this experiment, open reflux method is used. The method is as follows. First, 50 mL of sample was placed in a 500 mL refluxing flask, 1 g of mercuric sulfate was added, and 5 mL of sulfuric acid reagent was slowly added thereto. After cooling, 25 mL of potassium dichromate solution was added, 70 mL of sulfuric acid reagent was added, condenser open at the end, and boiled in a heater for 2 hours. After heating, cool down, add ferroin indicator (0.15 mL), and titrate with ferrous ammonium sulfate (FAS) titrant.The amount of titrant consumed at this time is substituted into the formula below to calculate the chemical oxygen demand ( mg / L).

[계산식][formula]

화학적 산소요구량 = (바탕시험에 사용된 FAS양-시료에 사용된 FAS양) ⅹ FAS의 몰농도 ⅹ 8000(변환인자) / 시료의 부피(mL)Chemical oxygen demand = (the amount of FAS used in the ground test-the amount of FAS used in the sample) 몰 molar concentration of FAS ⅹ 8000 (conversion factor) / volume of sample (mL)

차) 부유물질(SS)Suspended matter (SS)

우선 사용할 여과지(glass fiber filter, 90 mm dia., 0.7 um pore size)로 증류수를 여과한 후, 103 내지 105 ℃의 건조기에서 일정시간 건조시키고 이를 황산 데시케이터에서 식히고 무게를 정량하였다. 그 다음 여과지로 일정량의 시료를 여과하고, 이를 건조기에서 일정시간 건조한 후 앞의 방법에 따라 무게를 측정하였다. 여과 후 여과지의 무게와 여과 전 여과지의 무게의 차이로부터 부유물질의 양(mg/L)을 측정하였다.First, distilled water was filtered through a filter paper (glass fiber filter, 90 mm dia., 0.7 um pore size) to be used, and then dried in a drier at 103 to 105 ° C. for some time, cooled in a sulfuric acid desiccator, and weighed. Then, a certain amount of the sample was filtered with a filter paper, it was dried in a dryer for a certain time and weighed according to the previous method. The amount of suspended solids (mg / L) was measured from the difference between the weight of the filter paper after the filtration and the weight of the filter paper before the filtration.

실험결과Experiment result

1. 유출입수의 비교 분석으로부터 부유물질(SS), BOD, COD의 경우 대조군과 실험군에서 모두 90 % 이상의 유사한 제거율을 보였다. 따라서 본 발명의 N.P제거 바이오 세라믹 담체는 기존의 세라믹(H) 여재 유사한 수준으로 입자상 또는 용존성 유기물을 제거할 수 있는 능력이 있는 것으로 판단된다 (도 16, 17, 18). 단, 도 16, 17 및 18에서 ■는 유입수의 경우이고, ●는 대조군의 유출수, ○는 실험군의 유출수를 나타낸다.1. From comparative analysis of effluent inflow, SS, BOD, and COD showed similar removal rate over 90% in both control and experimental groups. Therefore, it is judged that the N.P removal bio-ceramic carrier of the present invention has the ability to remove particulate or dissolved organic matter at a level similar to that of conventional ceramic (H) media (FIGS. 16, 17, and 18). In Figs. 16, 17, and 18, in the case of inflow water, ● represents the effluent of the control group, ○ represents the effluent of the experimental group.

2. 질소의 경우 암모니아성 질소, 아질산성 질소, 질산성 질소, 총질소를 모두 분석하였지만 이는 반응조에서의 질산화 및 탈질과정을 추적하기 위함이었다. 실험에 사용한 오수의 특성상 유입수(도 19에서 ■로 표현됨)에서는 대부분의 질소가 암모니아성 질소로 나타났으나, 유출수의 질소형태는 질산염, 아질산염, 암모니아염으로 나타나 질산화와 탈질작용이 원활히 일어남을 보여 주었다. 유입수의 총질소는 평균 35.3 ppm이었으나 질산화와 탈질과정을 통해, 최종 유출수의 총질소는 대조군(도 19에서 ●로 표현됨)과 실험군(도 19에서 ○로 표현됨)에서 각각 평균 14.5 ppm과 6.7 ppm으로 나타났다. 이러한 결과로부터 본 발명의 N.P제거 바이오 세라믹을 사용할 경우가 세라믹(H) 여재 사용하는 경우에 비해 총질소 제거율이 22.3 % 개선되는 것으로 판단된다 (도 19).2. In case of nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen and total nitrogen were all analyzed, but this was to track nitrification and denitrification in the reactor. Due to the nature of the sewage used in the experiment, most of the nitrogen appeared as ammonia nitrogen in the influent (represented by ■ in Fig. 19), but the nitrogen form of the effluent appeared as nitrate, nitrite, ammonia salt, showing that nitrification and denitrification occurred smoothly. gave. The total nitrogen of the influent was 35.3 ppm on average, but through nitrification and denitrification, the total nitrogen of the final effluent was 14.5 ppm and 6.7 ppm in the control group (indicated by ● in Fig. 19) and the experimental group (indicated by ○ in Fig. 19), respectively. appear. From these results, it is determined that the N.P removal bioceramic of the present invention improves the total nitrogen removal rate by 22.3% compared to the case of using the ceramic (H) media (FIG. 19).

3. 총인의 경우 본 발명의 N.P제거 바이오 세라믹을 사용한 경우가 세라믹 (H) 여재 비해 월등히 개선된 결과를 보여주었다 (도 20). 평균농도가 3.53 ppm인 유입수(도 20의 ■로 표현됨)로부터 대조군(도 20)에서 ●로 표현됨)과 실험군(도 20에서 ○로 표현됨)의 제거율은 각각 43.3 %와 94.9 %로 나타나 제거율이 2배 이상 차이가 났다. 이러한 결과는 기존 세라믹 (H)여재로 사용한 대조군과는 달리 N.P제거용 바이오 세라믹에서 효과적으로 인의 제거가 일어난다는 것을 보여준다.3. In the case of total phosphorus, the use of the N.P removal bio-ceramic of the present invention showed a much improved result compared to the ceramic (H) media (Fig. 20). The removal rate of the control group (represented by ● in the control group (Fig. 20)) and the experimental group (represented by ○ in Fig. 20) from the influent (expressed with ■ in Fig. 20) having an average concentration of 3.53 ppm was 43.3% and 94.9%, respectively. The difference is more than twice. These results show that the removal of phosphorus effectively occurs in bioceramic for N.P removal unlike the control group used as the conventional ceramic (H) media.

하기의 표 4는 상기의 실험 결과를 나타낸 것이다.Table 4 below shows the experimental results.

[표 4]TABLE 4

분석항목Analysis item 평균 유입수 농도(mg/L)Average Influent Concentration (mg / L) 평균 유출수 농도(mg/L)Average runoff concentration (mg / L) 평균 제거율(%)Average removal rate (%) 대조군Control 실험군Experimental group 대조군Control 실험군Experimental group 부유물질Suspended solids 59.759.7 3.83.8 3.73.7 93.7±1.493.7 ± 1.4 95.1±1.595.1 ± 1.5 BODBOD 112.6112.6 9.79.7 7.57.5 91.4±1.491.4 ± 1.4 93.3±0.293.3 ± 0.2 CODCrCODCr 197.6197.6 19.219.2 15.415.4 90.3±0.290.3 ± 0.2 92.2±0.492.2 ± 0.4 총질소Total nitrogen 35.335.3 14.514.5 6.76.7 58.7±4.858.7 ± 4.8 81.0±0.881.0 ± 0.8 총인A total person 3.353.35 1.901.90 0.170.17 43.3±5.443.3 ± 5.4 94.9±0.294.9 ± 0.2

[실시예 2]Example 2

본 발명에 따른 오, 하수 처리 시스템을 도 8과 같이 고안하여 현장에 적용하였으며, 그 조건을 하기 표 5와 표 6에 나타내었다.The sewage and sewage treatment system according to the present invention was devised and applied to the site as shown in FIG.

[표 5]TABLE 5

실시예 2Example 2 제 1, 제 2 접촉산화조1st, 2nd contact oxidation tank 바이오세라믹 담체, 산기관 설치Bioceramic carrier, diffuser installation 제 1, 제 2 생물여과조First and second biological filtration tanks 유동성 바이오 세라믹 담체, 역세척관 설치Flexible bio-ceramic carrier, backwash tube installation 유입수Influent 생활 오수(평균 BOD 12 ppm)Household sewage (average BOD 12 ppm) 폭기량Aeration 호기성조의 폭기량: 0.042 m3/hAerobic volume aeration: 0.042 m 3 / h 체류시간Residence time 오수체류시간, 24시간: 총 체류시간 48시간Sewage stay time, 24 hours: Total residence time 48 hours

[표 6]TABLE 6

항목Item 조건Condition 담체 충전율Carrier filling rate 85-90 %85-90% F/M 비F / M ratio 0.2 -0.6 kg BOD/KG,MLSS,day0.2 -0.6 kg BOD / KG, MLSS, day BOD 용적부하BOD volume load 0.1-0.35kgBOD/m3,day0.1-0.35kgBOD / m 3 , day MLSSMLSS 1,000-5,000 mg/L1,000-5,000 mg / L 원수펌프조Raw water pump tank 0.3-0.5 hr0.3-0.5 hr 비중처리조Specific gravity treatment tank 12-24 hr12-24 hr 생물여과조Biological filtration tank 6-8 hr6-8 hr 접촉산화조Contact Oxidation Tank 8-10 hr8-10 hr 접촉여과조Contact Filtration Tank 5-8 hr5-8 hr

상기 실시예 2에 의해 본 발명에 따른 오, 하수 처리 시스템을 현장에 적용한 결과를 하기 표 7과 표 8에 나타내었다.The results of applying the sewage and sewage treatment system according to the present invention to the field by Example 2 are shown in Tables 7 and 8 below.

[표 7]TABLE 7

구분division 처리수질Treatment water quality 처리율(%)Throughput% 유입inflow 유출outflow BODBOD 210210 5.05.0 97.697.6 CODCOD 490490 31.031.0 93.793.7 부유물질Suspended solids 190190 2.52.5 98.698.6 탈질량Demass 4949 5.745.74 88.288.2 탈인량Dephosphorization 1010 0.450.45 95.595.5 대장균Escherichia coli 3.2 x 108 3.2 x 10 8 8.0 x 102 8.0 x 10 2 99.999.9

[표 8]TABLE 8

구분division 처리수질Treatment water quality 처리율(%)Throughput% 유입inflow 유출outflow BODBOD 9898 2.32.3 9898 CODCOD 113113 5.05.0 9595 부유물질Suspended solids 8181 1.11.1 9999 탈질량Demass 4949 7.37.3 8585 탈인량Dephosphorization 1010 0.210.21 9898 일반세균(FU/100 ml)General bacteria (FU / 100 ml) 1.94 x 107 1.94 x 10 7 1.39 x 104 1.39 x 10 4 99.9399.93 대장균(FU/100 ml)Escherichia coli (FU / 100 ml) 6.00 x 108 6.00 x 10 8 1.7 x 105 1.7 x 10 5 99.9799.97

상기 표 7과 표 8에서 본 발명의 오, 하수 처리 시스템을 현장에 적용한 결과 각 분석 항목에 대한 처리율이 실험실 조건을 나타내는 표 3의 결과와 큰 차이를 보이지 않고 있음을 알 수 있었다.As a result of applying the sewage treatment system of the present invention to the field in Table 7 and Table 8, it can be seen that the treatment rate for each analysis item does not show a significant difference from the result of Table 3 indicating laboratory conditions.

또한 본 발명의 오, 하수 처리 시스템과 기존의 오, 하수 처리시스템 의 공정별 필요 시설의 여부(표 9) 및 경제성(표 10)을 하기에 비교하였다.In addition, whether or not the required facilities for each process of the sewage and sewage treatment system and the existing sewage and sewage treatment system of the present invention (Table 9) and economic efficiency (Table 10) was compared below.

[표 9]TABLE 9

구 분division 활성슬러지법Activated Sludge Method 접촉 산화법Catalytic oxidation 실시예 2Example 2 침사지Settlement 필요need 필요need 불필요Unnecessary 유량조정조Flow adjustment tank 필요need 필요need 불필요Unnecessary 최소침전지Minimum settling 필요need 필요need 필요need 폭기조(소요면적)Aeration tank (required area) 필요 중(中)Needed 필요 중(中)Needed 필요need 최종침전지Final settlement 필요 중(中)Needed 필요 중(中)Needed 불필요Unnecessary 농축조Thickener 필요 중(中)Needed 필요 중(中)Needed 불필요(200 m3이하)Unnecessary (200 m 3 or less) 농축저류조Concentrated Storage Tank 필요 중(中)Needed 필요 중(中)Needed 불필요Unnecessary 소화조Digester 필요need 필요need 불필요Unnecessary 탈수시설Dehydration Facility 필요need 필요need 불필요(500 m3/일 이하)Unnecessary (500 m 3 / day or less) 약품투입시설Chemical input facility 필요 중(中)Needed 필요 중(中)Needed 불필요Unnecessary 고도처리(3차)(침전, 응집, 질소, 인 제거)Advanced treatment (3rd) (precipitation, flocculation, nitrogen, phosphorus removal) 필요need 필요need 불필요Unnecessary

[표 10]TABLE 10

구분division 활성슬러지법Activated Sludge Method 접촉 산화법Catalytic oxidation 실시예 2Example 2 시설비Facility fee 크다.Big. 보통usually 적다little 유지관리비Maintenance fee 80-90 %80-90% 70 %70% 50 % 이하50% less than 슬러지 발생Sludge generation 75-85%75-85% 50-60 %50-60% 40-50 %40-50% 전력소비Power consumption 80-90 %80-90% 70 %70% 50-60 % 이하50-60% or less 발생슬러지 비료화Sludge Fertilizer 불가능impossible 불가능impossible 가능possible 악취stink 발생Occur 발생Occur 발생 안함Does not occur

하기 표 11은 본 발명의 오, 하수 처리 시스템과 기존의 표준 활성 슬러지법의 공법을 비교한 것이다.Table 11 below compares the sewage treatment system of the present invention with the conventional standard activated sludge method.

[표 11]TABLE 11

항 목Item 실시예 2Example 2 표준활성 슬러지법Standard Activated Sludge Method 균의 종류Type of bacteria 토양유효미생물(사상균, 효모균, 기타 복합균 등)Soil effective microorganisms 호기성세균, 혐기성세균Aerobic bacteria, anaerobic bacteria 처리온도Processing temperature 5 - 50 ℃5-50 ℃ 약 7 - 20 ℃About 7-20 ℃ 용적부하Volumetric load 적다little 크다Big 고도의 폐수(T-N, T-P)High Wastewater (T-N, T-P) 별도 장치없이 개발된 여재로 탈질,탈인 등 고도 처리Advanced materials such as denitrification and dephosphorization with media developed without separate devices 고도의 처리시설필요Advanced processing facility required 관리management 취급이 용이하며 관리가 쉬워무인운전이 가능하다Easy handling and easy management 관리에 특정기술자 다수 필요Multiple technicians required for management 처리수 살균Treated Water Sterilization 불 필요Unnecessary 필요need 발생슬러지Sludge generated 적다(유효 미생물 및 원생동물에 의해 포식 및 분해 감소)Low (reduces predation and degradation by effective microbes and protozoa) 생산량이 많고 탈수율이 나쁘다High yield and poor dehydration rate 악취발생 및 병원균 비산Odor occurrence and scattering of pathogens 발생하지 않는다(토양 유효균에 의해 분해)We do not occur (we break down by soil effective bacteria) 발생Occur 소요부지Site 적다little 크다Big 탈취시설Deodorization Facility 불필요Unnecessary 필요need 안정성stability 높다high 낮다low 전력비Power cost 적다:기계, 설비시설이 적고 제어시스템이 자동으로 운전되기 때문에 타공법의 1/2수준Low: 1/2 level of perforation method because there are few machines and facilities and the control system is operated automatically 많다many 시설투자Facility investment 적다little 많다many

상기한 표 9, 표 10, 및 표 11에 의하면 상기 본 발명의 오, 하수 처리 시스템은 본 발명의 바이오 세라믹 담체를 적용함으로써 별도의 장치없이 녹조 현상의 원인이 되는 질소, 인등을 고도로 처리하며, 토양균 중의 호기성 미생물에 의해 냄새가 자연분해되어 별도의 탈취장치가 필요 없으며 악취나 모기, 파리 등 기타유해 병원균 및 곤충이 발생하지 않는다.According to Table 9, Table 10, and Table 11, the sewage and sewage treatment system of the present invention, by applying the bio-ceramic carrier of the present invention, highly treats nitrogen, phosphorus, etc., which cause green algae, without a separate device, Odor is naturally decomposed by aerobic microorganisms in soil bacteria, so no separate deodorizer is required, and no odor, mosquito, flies and other harmful pathogens and insects are generated.

또한 기계장치 및 발생 슬러지가 적어 유지관리에 따른 운전비가 저렴하며 설치 후 5 내지 6년 후엔 관리비 절감으로 인하여 투자비를 회수 할 수 있으며 침전조와 소포시설 그리고 급배기 닥트 설비, 악취제거 시설, 소화, 소독 시설 및 질소, 인 제거시설이 불필요한 것이 장점이다.In addition, the operating cost of maintenance is low due to the low amount of machinery and sludge generated, and after 5 ~ 6 years of installation, investment cost can be recovered due to the reduction of management cost. The advantage is that no facility, nitrogen and phosphorus removal facilities are needed.

본 발명에서 제공되는 토착 유효 미생물에 친화적인 발포 혈암 및 황토를 이용한 바이오 세라믹 담체는 성분에 의해 질소, 인 및 유기탄소, 부유 물질을 95 % 이상 제거할 수 있으며, 난분해성 물질의 분해율 또한 높다. 또한, 원료 산지, 제조 및 공정이 단순화될 수 있으므로 제조 생산 단가가 낮으므로 수입 대체 효과 및 가격 경쟁력으로 수출증대의 효과를 얻을 수 있다.Bioceramic carriers using effervescent shale and loess that are friendly to indigenous effective microorganisms provided in the present invention can remove more than 95% of nitrogen, phosphorus, organic carbon, and suspended solids by the component, and the decomposition rate of the hardly decomposable substance is also high. In addition, raw material production, manufacturing and processing can be simplified, so the production cost of manufacturing is low, and thus, the effect of increasing exports with import substitution effect and price competitiveness can be obtained.

그리고, 주성분이 자연 제품으로 친수성이며 화학 제품과 달리 정전기에 의한 오물 부착이 전혀 없고, 열용량이 크기 때문에 미생물의 생육 환경이 좋아 고착 번식을 촉진시키며, 높은 강도로 내구성이 영구적이며 염화 비닐 등 타제품과 달리 무기질의 세라믹 제품으로 이화학 처리를 할 필요가 없으므로 환경친화적이고, 상의 폐쇄나 막힘이 일어나지 않으며 처리조 내 미생물종이 다양하므로 공존에 의해 팽화 및 부상 현상이 없고 슬러지 발생이 현저히 감소함과 동시에 유입수질 수량의 변동에도 안정된 처리 성능을 유지할 수 있다. 재료의 표면은 호기성균의 서식에 가장 적합한 환경이 되며 내부의 미세 공간이 혐기성균의 좋은 서식 환경이 되기 때문에 공존에 의한 우수한 처리 수질을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 넓은 비표면적 및 체적의 공극율 보유로 오수 접촉 면적이 커 높은 미생물 농도를 유지할 수 있으며 비후화된 생물막은 수류와 내생 호흡에 의해 떨어져 침전하기 때문에 유지관리가 손쉽다는 장점이 있다.And, the main ingredient is a natural product, hydrophilic, unlike chemical products, there is no adhesion of dirt by static electricity, and the heat capacity is large, so the growth environment of microorganisms is good, it promotes adhesion propagation, and it is durable with high strength and is durable with other products such as vinyl chloride. Unlike other ceramic products, it is environmentally friendly because it does not need to be treated with physicochemical treatment, and it does not cause clogging or clogging of the phase, and there is a wide variety of microorganisms in the treatment tank. It is possible to maintain stable processing performance even with fluctuations in quantity. The surface of the material is the most suitable environment for aerobic bacteria, and because the micro space inside is a good habitat for anaerobic bacteria, not only can you obtain excellent treatment water quality due to coexistence but also has a large specific surface area and volume porosity. The large contact area can maintain a high concentration of microorganisms, and the thickened biofilms are easy to maintain because they settle off by water flow and endogenous breathing.

또한 본 발명의 바이오 세라믹 담체를 이용한 오, 하수 처리 시스템은 구조가 간단하고 시설비용이 절감될 뿐만 아니라 3차 고도처리 시설을 설치하지 않고도 고도처리 효과를 가져올 수 있으며, 방류수 수질은 BOD 기준 7 mg/L 이하로 보장되어 환경 보전을 혁신적으로 이룰 수 있다. 또한 본 발명의 바이오 세라믹 담체를이용한 오, 하수 처리 시스템을 통하여 오, 하수에 포함된 질소를 85 %이상 제거할 수 있으며 인 또한 95 %까지 제거할 수 있어 경제적인 시스템이고 별도의 설비 없이도 악취발생 및 병원균의 비산을 방지한다.In addition, the sewage and sewage treatment system using the bio-ceramic carrier of the present invention has a simple structure and a reduction in facility cost, and can bring about an advanced treatment effect without installing a third advanced treatment facility, and the discharged water quality is 7 mg based on BOD. Guaranteed to be less than / L, which can lead to innovative environmental conservation. In addition, through the sewage and sewage treatment system using the bio-ceramic carrier of the present invention, it is possible to remove more than 85% of nitrogen contained in sewage and sewage, and also to remove up to 95% of phosphorus. And preventing the spread of pathogens.

Claims (11)

발포 혈암 및 황토를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소, 인 제거용 바이오 세라믹 담체.Nitrogen, phosphorus removal bio-ceramic carrier comprising a foamed shale and loess. 제 1항에 있어서, 상기 바이오 세라믹 담체의 두께가 150 내지 200 ㎛인 바이오 세라믹 담체.The bioceramic carrier according to claim 1, wherein the bioceramic carrier has a thickness of 150 to 200 µm. 제 1항에 있어서, 상기 바이오 세라믹 담체가 산화 가능한 유기 기질의 탄소를 더욱 포함하는 것인 바이오 세라믹 담체.The bioceramic carrier of claim 1, wherein the bioceramic carrier further comprises carbon of an oxidizable organic substrate. 제 1항에 있어서, 상기 바이오 세라믹 담체가 Fe, NaO3, CO2, SiO2및 CaO로 이루어진 군에서 선택되는 것을 더욱 포함하는 것인 바이오 세라믹 담체.The bioceramic carrier of claim 1, wherein the bioceramic carrier further comprises one selected from the group consisting of Fe, NaO 3 , CO 2 , SiO 2, and CaO. 제 1항에 있어서, 상기 바이오 세라믹 담체가 크기가 5 내지 10 mm이고 유동상인 것인 바이오 세라믹 담체.The bioceramic carrier of claim 1, wherein the bioceramic carrier is 5-10 mm in size and fluidized. a) 발포 혈암 및 황토를 첨가제와 배합하는 공정;a) combining foamed shale and loess with additives; b) 상기 혼합물을 압출 성형하는 공정;b) extruding the mixture; c) 상기 압출 성형물을 건조하는 공정; 및c) drying the extrusion molding; And d) 상기 건조 공정 후 소성하는 공정d) baking after the drying step 을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 세라믹 담체의 제조방법.Method for producing a bio-ceramic carrier comprising a. 제 6항에 있어서, 상기 압출 성형 압력이 0.25 내지 0.3 kgf/㎠이고, 상기 성형 온도가 1000 내지 1300 ℃인 바이오 세라믹 담체의 제조방법.The method of claim 6, wherein the extrusion pressure is 0.25 to 0.3 kgf / cm 2 and the molding temperature is 1000 to 1300 ° C. 8. a) 원수 펌프조에서 유입된 오수를 삼중차단막을 설치하여 비중에 의하여 상승, 하강하는 부유 협잡물을 침전, 분리시켜 처리하는 비중 처리조;a) a specific gravity treatment tank for installing sewage flowed from the raw water pump tank to settle and separate the floating contaminants rising and falling by specific gravity by installing a triple barrier membrane; b) 상기 비중 처리조와 연결되어 있으며, 유동성 바이오 세라믹 담체를 충전하여 응집, 침전, 여과기능으로 오, 하수의 슬러지와 과잉 증식된 미생물을 제거하는 생물 여과조; 및b) a biological filtration tank connected to the specific gravity treatment tank to remove the sludge and the overgrown microorganisms by the flocculation, sedimentation, and filtration functions by filling a flowable bio-ceramic carrier; And c) 상기 생물 여과조와 연결되어 있으며, 저부에 산기관이 있으며, 상기 상기관 상부에 본 발명의 질소, 인 제거 바이오 세라믹 담체를 충전하고 용존산소를 공급하여 오, 하수의 질소, 인을 처리하는 접촉 산화조;c) is connected to the biological filtration tank, there is an acid pipe at the bottom, and the nitrogen, phosphorus removal bio-ceramic carrier of the present invention is filled in the upper part of the tube and dissolved oxygen is supplied to treat nitrogen and phosphorus in sewage. Contact oxidizing tank; 를 포함하는 바이오 세라믹 담체를 이용한 오, 하수 처리 공정.Sewage treatment process using a bio-ceramic carrier comprising a. 제 8항에 있어서, 상기의 조들 원수 펌프조, 비중 처리조, 생물 여과조 및 접촉 산화조로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 조가 상부에 쇠 격자(Steel Grating)를 배치하고, 상기 쇠 격자 위에 쇄석, 바이오 세라믹 담체, 목편, 배합토를 포함하는 여재로 충전한 오, 하수 처리 공정.According to claim 8, wherein at least one tank selected from the group consisting of the raw water pump tank, the specific gravity treatment tank, the biological filtration tank and the contact oxidation tank is placed on top of the steel grating (Steel Grating), the crushed stone, bio Sewage treatment process filled with media including ceramic carrier, wood chips and blended soil. 제 8항에 있어서, 상기의 조들 원수 펌프조, 비중 처리조, 생물 여과조, 및 접촉 산화조로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 조가 하부에는 산기관 및 역세척관을 설치하고, 상기 산기관 위에 로스톨을 배치하며, 상기 쇠 격자 상부에 미생물 활성용 담체 및 질소, 인 제거용 담체를 충전하는 것을 특징으로 하는 오, 하수 처리 공정.9. The tank according to claim 8, wherein at least one tank selected from the group consisting of the raw water pump tank, the specific gravity treatment tank, the biological filtration tank, and the contact oxidation tank is provided with an acid pipe and a backwash pipe, and a rostol is placed on the acid pipe. Arrangement, and the sewage treatment process, characterized in that the filling of the carrier for the microbial activity and nitrogen, the phosphorus removal on top of the iron lattice. 제 8항에 있어서, 상기 조들 원수 펌프조, 비중 처리조, 생물 여과조, 및 접촉 산화조로 이루어진 군에서 선택되는 1이상의 조의 상부가 맨홀 틈새에서 발생하는 냄새를 제거하고, 하부 휠타 위에 퍼라이트와 배합토를 순차적으로 배열시킴과 동시에 조경식물을 식재할 수 있는 조경맨홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 오, 하수 처리 공정.9. The method of claim 8, wherein the upper portion of the at least one tank selected from the group consisting of the raw water pump tank, the specific gravity treatment tank, the biological filtration tank, and the catalytic oxidation tank removes the odor generated in the manhole gap, and the ferrite and the blended soil are disposed on the lower filter. Sewage treatment process characterized in that it comprises a landscaping manhole that can be arranged in sequence and planting the landscape plants.
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