KR20010075776A - 질소와 인을 함유하는 하폐수의 처리장치 및 그 장치를이용한 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 질소와 인을 포함하는 하폐수의 생물학적 처리를 위한 장치 및 이 장치를 이용하여 실시되는 하폐수의 처리방법에 관한 것이다. 본 발명은 전탈질조, 혐기조 및 선회류 방식으로 반복되는 탈질조와 산소조로 구성된 하폐수 처리장치 및 내부순환을 생략하거나 내부순환율을 현저히 감소시킬 수 있는 하폐수 처리방법을 제공한다.

Description

질소와 인을 함유하는 하폐수의 처리장치 및 그 장치를 이용한 처리방법{Apparatus for treament of waste water containing nitrogen and phosphorus and treatment process using the same}

본 발명은 질소와 인을 포함하는 하폐수의 생물학적 처리를 위한 장치 및 이 장치를 이용하여 실시되는 하폐수의 처리방법에 관한 것이다.

하폐수내의 질소성분은 유기질소와 무기질소의 형태로 존재하며, 이들을 합하여 총 질소라 한다. 무기질소는 다시 암모니아성 질소와 질산성 질소(NOx)로 구분되며, 암모니아성 질소와 유기질소를 합하여 TKN(Total Kieldahl Nitrogen)이라 한다.

하폐수 중으로 유입되는 질소성분은 대부분 TKN 형태이며, 이들은 일반적으로 질산화(nitrification)와 탈질(denitrification)의 2단계 과정에 의한 생물학적 처리방법에 의하여 처리된다. 즉, 질산화 단계에서는 호기성인 질산화균에 의해 암모니아성 질소 및 유기질소가 질산성 질소로 전환되며, 탈질단계에서는 무산소 조건하에서 산소 대신에 질산성을 질소를 전자수용체로 사용하는 탈질산화 세균이 유기물을 산화시키고 질산성 질소는 질소 기체로 환원시켜 대기 중으로 방출시킨다.

탈질 반응은 유기물이 있는 경우와 없는 경우로 구분할 수 있다. 유기물이 없는 경우를 내생 탈질반응(endogenous denitrofication)이라고 하며, 탈질 속도가 느려 긴 체류시간을 필요로 하는 반면, 유기물이 있는 경우는 탈질 속도가 매우 빠르기 때문에 체류시간을 짧게 할 수 있다. 유기물이 있는 경우에는 구체적인 탈질 속도는 유기물의 종류에 따라 달라질 수 있다.

한편, 유기물을 이용하는 미생물은 혐기성 상태에서 인을 방출한 후 유산소 상태에서 인을 과잉섭취하여 세포내 인 함량을 증가시킴으로써 하폐수내에 포함되어 있는 인을 제거한다. 특히, 혐기성 상태에서 미생물에 의한 인방출을 위해서는 질산성 질소의 농도가 매우 낮아야 하는데, 질산성 질소가 다량 존재하게 되면 유기물이 탈질 반응에 소모되어 미생물의 인방출 활동이 억제되기 때문이다.

따라서, TKN의 질산화 반응을 위해서는 용존산소가 충분히 존재하여야 하나, 탈질 반응 및 인방출 반응을 위해서는 용존산소가 없고 유기물이 충분히 있어야 하기 때문에, 하폐수 중에 존재하는 질소와 인을 동시에 제거하는데는 어려움이 따른다.

또한, 탈질반응 및 인 제거반응에 관여하는 미생물은 에너지원으로 유기탄소원이 필요한 종속영양(heterotropic nutrition) 미생물이다. 이론적으로 1g의 질산성 질소를 제거하는데 필요한 유기물의 양은 2.89gCOD이고, 1g의 용해성 인을 제거하는데 필요한 유기물의 양은 40gCOD인 것으로 알려져 있다. 그러나, 국내 하폐수는 유입 유기물 농도가 낮기 때문에 질소와 인을 동시에 제거하는데 어려움이 있다.

그리고, 지금까지 개발된 대부분의 공정들은 인을 제거하기 위해 유입수내에 존재하는 유기물을 일부 사용하고 나머지는 탈질반응에 사용하도록 고안되어져 있다. 탈질반응은 산소조에서 질산화된 하폐수를 탈질조로 순환시켜서 제거한다. 그러므로, 질소제거율은 탈질조에 유입되는 유기물과 산소조에서 탈질조로 순환되는 처리수의 비율에 따라 제거율이 달라진다. 즉, 질소제거율은 유기물이 제한요소가 아닌 공정에서는 내부 순환율에 비례한다. 질소제거율을 높이기 위해서 순환율이 증가되면 동력비가 증가하므로 처리장에서의 유지 관리비 상승과 초기 투자비가 증가하게 된다. 그러므로 가급적이면 내부순환율을 줄이는 하폐수처리 장치가 유리하다.

하폐수내에 포함된 질소와 인을 생물학적으로 처리하기 위한 기존의 방법은 내부순환율이 최소 100 내지 300까지 다양하다.

구체적으로 예를 들면, 다이거(Daigger) 등의 미국특허 제4,867,883호에는 도 1에 도시된 바와 같은 장치를 통한 공정이 개시되어 있다.

1차 침전지를 거친 하폐수는 탈질조(102) 끝단과 혐기성 반응조를 연결하는 내부순환라인(102-1)을 통하여 순환되는 처리수와 함께 혐기성 반응조(101)로 유입된다. 혐기성 반응조(101)에서는 유입수내에 존재하는 유기물을 이용하여 미생물들이 인을 방출하는 반응이 일어나며, 용존산소가 없는 것을 조건으로 한다.

혐기조(101)에서 인방출반응을 거친 처리수는 침전조(104)와 탈질조(102)를 연결하는 슬러지순환라인(104-1)을 통하여 순환되는 슬러지 및 산소조(103)과 탈질조(102)를 연결하는 내부순환라인(103-1)을 통하여 순환되는 처리수와 함께 탈질조(102)로 유입된다. 탈질조(102)에서는 잔존 유기물을 이용하여 산소조(103)에서 순환된 처리수내에 존재하는 질산성 질소의 탈질반응이 일어난다. 탈질조(102)를 거친 하폐수는 산소조(103)로 유입되어 질산화 반응 및 인의 과잉섭취 반응이 진행되면서 잔존 유기물도 제거된다. 산소조(103)를 거친 하폐수는 침전조(104)에서 고액분리되어 상청수는 처리수로서 배출되고 침전된 슬러지의 일부는 슬러지순환라인(104-1)을 통하여 탈질조(102)로 순환되고, 나머지는 폐기된다. 이 특허에서는 산소조 및 탈질조에서 탈질조와 혐기조로의 내부순환율은 100 내지 200로 제시되어 있다.

또한, 도 2는 스펙터(spector) 등의 미국특허 제4,056,465호에 개시된 하폐수 처리장치를 도시한 것이다. 스펙터의 특허가 다이거의 특허와 다른 점은 침전조(204)에서 슬러지순환라인(204-1)을 통해 순환되는 슬러지가 탈질조(202)가 아닌 혐기조(201)로 투입된다는 점과 탈질조(202)를 거친 하폐수의 일부를 혐기조(201)로 순환시키지 않는다는 점이다. 따라서 혐기조(201)에서는 질산성 질소와 용존산소가 모두 존재하지 않는 상태에서 인방출반응이 진행된다. 이 특허에서는 산소조에서 탈질조로의 내부 순환율이 100 내지 300로 나타나 있다.

상기 다이거 및 스펙터의 공정에서는, 처리하고자 하는 하폐수를 혐기성 반응조에 모두 유입시켜 미생물에 의한 인방출반응 또는, 인방출반응 및 탈질반응을 진행시킨 후 다시 탈질조에서 탈질반응 진행시킨다. 따라서, 질소 제거율은 탈질조에 유입되는 질산성 질소의 양에 따라 달라지게 된다. 질소 제거율을 높이기 위해 내부 순환율을 증가시키게 되면 반응조내 체류시간이 짧아져 생물학적 반응이 불안정하여 처리효율이 순환율에 정비례하게 증가하지 못하고, 순환에 따른 설비투자비와 유지비가 증가하는 문제점이 있다. 또한, 순환율에 의존한 질소제거 방법은 무한정 순환율을 높일 수 없기 때문에 처리효율을 85이상으로 높일 수 없는 단점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 생물학적 질소제거를 위해 필요한 내부순환을 없애거나 내부순환율을 줄여 설비투자비 및 유지관리비를 저감시키면서 처리효율은 향상시킬 수 있는 하폐수 처리장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기의 장치를 이용한 하폐수 처리방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 하폐수 처리장치의 개략도이다.

도 2는 종래의 하폐수 처리장치의 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 하폐수 처리장치의 개략도이다.

도 4는 본 발명에 따른 하폐수 처리방법의 흐름도이다.

<주요 도면 부호에 대한 설명>

101, 202, 302..... 혐기조

102, 202, 303, 305, 307..... 탈질조

103, 203, 304, 306, 308..... 산소조

104, 204, 309..... 침전조

301..... 전탈질조

102-1, 103-1, 203-1, 308-1..... 내부순환라인

104-1, 204-1, 309-1......슬러지순환라인

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은

무산소 상태에서 질산성 질소의 탈질반응이 진행되는 전탈질조;

상기 전탈질조를 거친 처리수가 유입되며, 혐기성 상태에서 미생물에 의한 인방출 반응이 진행되는 혐기조;

상기 혐기조를 거친 처리수 일부와 제3 산소조로부터 내부 순환되는 처리수가 유입되며, 무산소 상태에서 탈질반응이 진행되는 제1 탈질조;

상기 제1 탈질조를 거친 처리수가 유입되며, 산소가 공급되는 상태에서 미생물에 의한 과잉인섭취 반응과 질산화 반응이 진행되는 제1 산소조;

상기 혐기조를 거친 처리수 일부와 상기 제1 산소조를 거친 처리수가 유입되며, 무산소 상태에서 탈질반응이 진행되는 제2 탈질조;

상기 제2 탈질조를 거친 처리수가 유입되며, 산소가 공급되는 상태에서 미생물에 의한 과잉인섭취 반응과 질산화 반응이 진행되는 제2 산소조;

상기 혐기조를 거친 처리수 일부와 상기 제2 산소조를 거친 처리수가 유입되며, 무산소 상태에서 탈질반응이 진행되는 제3 탈질조; 및

상기 제3 탈질조를 거친 처리수가 유입되며, 산소가 공급되는 상태에서 미생물에 의한 과잉인섭취 반응과 질산화 반응이 진행되는 제3 산소조를 포함하는 것을특징으로 하는 하폐수 처리장치를 제공한다.

본 발명에 있어서. 하폐수 처리장치는 상기 제3 탈질조를 거쳐 상기 제3 산소조로 유입된 처리수의 일부를 제1 탈질조로 순환시키는 내부순환라인을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 하폐수 처리장치는 상기 제3 산소조를 거친 처리수 중 고형 성분을 침전시키는 침전조와 상기 침전조에서 발생한 슬러지의 일부를 상기 전탈질조를 순환시키는 슬러지순환라인을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 하폐수 처리장치에 있어서, 상기 전탈질조, 혐기조, 제1 탈질조, 제2 탈질조, 제3 탈질조, 제1 산소조, 제2 산소조 및 제3 산소조가 복수개의 칸막이에 의해 나누어진 하나의 반응조에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은

(a) 처리하고자 하는 하폐수를 전탈질조와 혐기조에 분배하여 공급하는 단계;

(b) 상기 전탈질에 유입된 하폐수에 함유된 유기물을 이용하여 질산성 질소를 탈질시키는 단계;

(c) 상기 전탈질조를 거쳐 혐기조에 유입된 처리수와 상기 (a) 단계에 의해 혐기조에 직접 공급된 하폐수로부터 미생물에 의해 인을 방출시킨 후 제1 탈질조, 제2 탈질조 및 제3 탈질조로 공급하는 단계;

(d) 상기 제1 탈질조에 공급된 처리수의 질산성 질소를 탈질시킨 후 제1 산소조로 공급하는 단계;

(e) 상기 제1 산소조에 공급된 처리수의 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키며, 동시에 미생물에 의한 과잉인섭취 반응에 의해 인을 제거한 후 상기 제2 탈질조로 처리수를 공급하는 단계;

(f) 상기 (c) 단계와 (e) 단계에 의해 공급된 처리수의 질산성 질소를 탈질 시킨 후 제2 산소조로 공급하는 단계;

(g) 상기 제2 산소조에 공급된 처리수의 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키며, 동시에 미생물에 의한 과잉인섭취 반응에 의해 인을 제거한 후 상기 제3 탈질조로 처리수를 공급하는 단계;

(f) 상기 (c) 단계와 (f) 단계에 의해 공급된 처리수의 질산성 질소를 탈질 시킨 후 제3 산소조로 공급하는 단계; 및

(h) 상기 제3 산소조로 공급된 처리수의 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키며, 동시에 미생물에 의한 과잉인섭취 반응에 의해 인을 제거하는 단계를 진행시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 하폐수 처리방법은 상기 제3 산소조를 거친 처리수의 일부를 내부순환라인을 통해 상기 제1 탈질조로 내부순환시키는 단계를 더 포함할 수 있으며, 내부순환율은 40이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 하폐수 처리방법은 상기 제3 산소조를 거친 처리수의 일부를 침전조에 공급하여 침전된 슬러지의 일부를 슬러지순환라인을 통해 전탈질조로 순환시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

일반적으로 생물학적 질소 및 인 처리공정은 반응조 배열이 직렬식으로 구성되어 있는데, 본 발명은 질소제거를 위한 내부순환을 획기적으로 줄일 수 있는 선회류 방식, 즉 혐기조 전단에 전탈질조를 도입하고, 혐기조 후단에 탈질조와 산소조를 반복적으로 도입하는 방식으로 구성되어 있는 것이 특징이다.

이하에서는 첨부된 도 3을 참조하면서, 본 발명에 따른 하폐수 처리장치 및 처리방법을 상세히 설명하고자 한다.

본 명세서에서 사용된 "하폐수"란 용어는 본 발명의 장치를 사용하여 처리하고자 하는 하폐수를 의미하는 것으로서, 전처리, 예를 들어 1차 침전지 등을 거친 것을 수도 있고, 그렇지 않은 것일 수도 있다. 그러나, 본 발명의 장치에 포함된 반응조를 하나라도 거친 것은 제외한다. 또한 본 명세서에서 사용된 "처리수"란 용어는 본 발명의 장치에 포함된 반응조를 하나 이상 거친 하폐수를 의미한다.

도 3은 본 발명에 따른 하폐수 처리장치의 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 하폐수 처리 장치는, 전탈질조(301), 혐기조(302), 제1 탈질조(303), 제 2 탈질조(305), 제3 탈질조(307), 제1 산소조(304), 제2 산소조(306) 및 제3 산소조(308)의 8개의 생물학적 반응조로 구성되어 있으며, 내부순환라인(308-1), 침전조(309) 및 슬러지순환라인(309-1)를 더 포함할 수 도 있다. 이러한 전탈질소(301), 혐기조(302), 탈질조들(303, 305, 307) 및 산소조들(304, 306, 308)은 각각이 하나의 반응조로 구성되거나 도 3에 도시된 바와 같이 전체적으로 하나의 반응조에 7개의 칸막이를 설치하여 8개의 단으로 구성할 수 있다. 또한, 유입되는 하폐수의 수질 및 처리수의 수질 기준에 따라 반응조의 크기를 각각 조절할 수 있다.

각각의 반응조의 사용목적과 기능을 구체적을 살펴보면 다음과 같다.

전탈질조(301)는 혐기조(302)에 유입될 수 있는 질산성 질소를 무산소 상태에서 제거하기 위한 것으로서, 전탈질조(301)에는 처리하고자 하는 하폐수와 슬러지순환라인(309-1)을 통해 침전조(309)로부터 슬러지가 유입된다.

혐기조(302)에는 하폐수와 전탈질조(301)를 거친 처리수가 유입되며, 미생물에 의한 인방출 반응이 진행된다. 이러한 인방출반응이 진행되기 위해서는 용존산소와 질산성 질소가 없어야 한다.

혐기조에 존재하는 미생물은 인을 방출하면서 세포내에 포함되어 있는 ATP를 ADP로 전환시켜 이 때 발생하는 에너지를 이용하여 유기물을 PHB(polyhydroxybutyrate) 형태로 세포내에 저장한다. 유입수내에 질산성 질소가 존재하게 되면 질산성 질소를 전자수용체로 이용하기 때문에 인방출반응이 일어나지 않게되고, 인방출반응이 일어나지 않으면 과잉인섭취반응도 일어나지 않게 되어 생물학적 인제거가 불가능해진다.

탈질조(303, 305, 307)에는 혐기조(302)를 거친 처리수와 선택적으로 내부순환라인(308-1)을 통해 제 3산소조(308)로부터 처리수가 유입되며, 혐기조에서 이용되고 남은 유기물을 이용하여 탈질반응이 일어난다.

산소조(304, 306, 308)에는 탈질조(303, 305, 307)를 거친 처리수가 유입된다. 상기 처리수에는 암모니아성 질소가 많이 포함되어 있으며, 산소조에서는 이들을 질산성 질소로 전환시킨다. 또한, 혐기조(302)에서 방출된 인 및 하폐수에 포함되어 있던 인은 산소조에서 미생물이 산소를 전자수용체로 하여 인을 과잉섭취하여제거된다. 즉 미생물이 산소를 전자수용체로 새포내 저장물질을 산화시킬 떼 ATP 또는 폴리인산의 형태로 잠재 에너지를 합성하게되는데 이 때 하폐수내에 존재하는 인을 과잉으로 섭취하므로서 인이 제거되는 것이다,

다음으로, 본 발명에 따른 하폐수 처리방법의 흐름도 도4를 참조하면서 본 발명에 따른 하폐수 처리방법을 설명하기로 한다.

먼저, 1차 침전지를 거친 또는 그렇지 않은 하폐수가 전탈질조(301)와 혐기조(302)로 나뉘어 유입된다. 전탈질조(301)에서는 인방출반응에 방해가 되는 질산성 질소가 제거되며, 전탈질조(301)를 거친 처리수는 혐기조(302)로 유입된다. 또한, 전탈질조(301)에는 슬러지순환라인(309-1)을 통해 침전조(309)로부터 슬러지가 일부 유입될 수 도 있다. 이러한 슬러지순환은 반응조내의 미생물의 양을 일정한 수준으로 유지하기 위한 것으로서 처리공정의 안정성을 위하여 슬러지순환율을 낮게 할 필요가 있는데, 일반적으로 슬러지순환율은 20 내지 50의 범위이다.

혐기조(302)에서는 직접 유입되는 하폐수와 전탈질조(301)를 거친 처리수에 존재하는 미생물에 의한 인방출 반응이 일어나며, 혐기조(302)를 거친 처리수는 제1 탈질조(303), 제2 탈질조(305) 및 제3 탈질조(307)로 유입된다.

제1 탈질조(303)에 유입되는 처리수는 상술한 바와 같은 혐기조(302)를 거친 처리수 뿐만 아니라 제3 산소조(308)로부터 내부순환라인(308-1)을 통해 처리수가 유입될 수 있다.

일반적으로 하폐수내에 포함되어 있는 질소의 제거는 산소조로부터 탈질조로 처리수가 순환되는 내부순환량에 따라 제거율이 달라지게 되는데 이는 종래의 하폐수 처리장치가 직렬식이기 때문이나, 본 발명에 따른 장치는 탈질조와 산소조가 반복하는 선회류 방식이기 때문에 내부순환없이도 충분한 질소제거가 가능하며, 질소제거 효율을 높이기 위해서 내부순환율을 40까지 높일 수 있다.

상기 제1 탈질조(303)를 거친 처리수는 제1 산소조(304)로 유입되며, 제1 산소조(304)에서는 제1 탈질조에서 제거되지 않고 남은 암모니아성 질소가 질산성 질소로 전환되며, 하폐수에 포함되어 있던 인과 혐기조(302)에서 방출된 인이 미생물에 의한 과잉인섭취반응에 의해 제거된다.

이어서, 제1 산소조(304)를 거친 처리수는 제2 탈질조(305)를 거쳐 제2 탈질조(305)에 직접 유입된 처리수와 함께 제2 산소조(306)로 공급된다. 이러한 단계는 제3 탈질조(307) 및 제3 산소조(308)에서도 동일하게 이루어지며, 제2 탈질조(305), 제3 탈질조(307), 제2 산소조(306) 및 제3 산소조(308)에서 일어나는 반응은 각각 상기 제1 탈질조(303) 및 제1 산소조(306)에서와 동일하다.

다음으로, 제3 산소조(308)를 거친 처리수 중 일부는 내부순환라인(308-1)을 통해 제1 탈질조(303)로 순환될 수 있고, 나머지는 일부는 침전조(309)로 공급될 수 있다.

상술한 바와 같이 내부순환라인(308-1)을 통한 내부순환은 본 발명에 따른 처리방법에서는 생략될 수도 있다.

이어서, 침전조(309)에서는 유입된 처리수 중 슬러지가 침전된다. 이 슬러지 중 일부는 상술한 바와 같이 슬러지순환라인(309-1)을 통해 전탈질조(301)로 순환되고 나머지 별도의 처리공정으로 거치게 된다. 또한 슬러지가 침전되고 위에 남은상등액은 처리가 완료된 액으로서 배출되게 된다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 한정되지 않음은 명백하다.

<실시예 1>

본 실시예은 하루 처리용량 30ℓ인 본 발명에 따른 파일롯 장치를 삼성엔지니어링(주) 기술 연구소에 설치하여 3개월 간 운전한 결과이며, 상기 파일롯 장치는 하나의 반응조가 복수개의 칸막이에 의해 8개의 단으로 나누어져 있으며, 반응조의 용량을 9.375ℓ로 하였다.

처리하고자 하는 하폐수를 전탈질조 및 혐기조에 각각 20와 80유입시키고. 제3 산소조로부터 제1 탈질조로의 내부 순환율과 침전조로부터 전탈질소로의 슬러지순환율은 각각 40로 하였으며, 전체 체류시간은 7.5시간으로 하여 하폐수의 처리공정을 실시하여 얻은 최종 처리수에서 총 질소 함량과 인 함량을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 2>

슬러지순환율을 30로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하폐수 처리 공정을 실시하여 얻은 최종 처리수에서 총 질소 함량과 인 함량을 측정하여그 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 3>

내부 순환율을 0로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하폐수 처리 공정을 실시하여 얻은 최종 처리수에서 총 질소 함량과 인 함량을 측정하여그 결과를 표 1에 나타냈다.

<비교예>

도 2에 개략적으로 도시한 바와 같은 스펙터(spector) 등의 미국특허 제4,056,465호에 개시된 하폐수 처리장치 및 처리 공정을 이용하고, 내부순환율을 200로 하여 하폐수를 처리하였다.

하폐수 처리 공정을 실시하여 얻은 최종 처리리수에서 총 질소 함량과 인 함량을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.

구분	총 질소함량(mg/ℓ)	인 함량(mg/ℓ)	내부순환율()	슬러지순환율()
유입 하폐수	35 - 50	7 - 9
실시예 1	10	1.5	40	40
실시예 2	11	1.8	40	30
실시예 3	12	1.5	0	40
비교예	15	5	200	40

상기 표1에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 장치 및 방법을 사용한 실시예에 의하면 내부순환율이 0일 때에도 내부 순환율이 200인 비교예보다도 처리효율이 좋았다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 선회류를 이용한 하폐수 처리장치 및 방법에 의하면 산소조에서 탈질조로의 내부순환이 생략된 경우에도 질소와 인 제거율이 높고, 또한, 내부순환이 생략되거나 내부순환율이 감소되어 초기 설비투자비와 유지관리비가 저감된다.

본 발명은 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

1. 무산소 상태에서 질산성 질소의 탈질반응이 진행되는 전탈질조;

   상기 전탈질조를 거친 처리수가 유입되며, 혐기성 상태에서 미생물에 의한 인방출 반응이 진행되는 혐기조;

   상기 혐기조를 거친 처리수 일부와 제3 산소조로부터 내부 순환되는 처리수가 유입되며, 무산소 상태에서 탈질반응이 진행되는 제1 탈질조;

   상기 제1 탈질조를 거친 처리수가 유입되며, 산소가 공급되는 상태에서 미생물에 의한 과잉인섭취 반응과 질산화 반응이 진행되는 제1 산소조;

   상기 혐기조를 거친 처리수 일부와 상기 제1 산소조를 거친 처리수가 유입되며, 무산소 상태에서 탈질반응이 진행되는 제2 탈질조;

   상기 제2 탈질조를 거친 처리수가 유입되며, 산소가 공급되는 상태에서 미생물에 의한 과잉인섭취 반응과 질산화 반응이 진행되는 제2 산소조;

   상기 혐기조를 거친 처리수 일부와 상기 제2 산소조를 거친 처리수가 유입되며, 무산소 상태에서 탈질반응이 진행되는 제3 탈질조; 및

   상기 제3 탈질조를 거친 처리수가 유입되며, 산소가 공급되는 상태에서 미생물에 의한 과잉인섭취 반응과 질산화 반응이 진행되는 제3 산소조를 포함하는 것을특징으로 하는 하폐수 처리장치.
2. 제 1항에 있어서. 상기 제3 탈질조를 거쳐 상기 제3 산소조로 유입된 처리수의 일부를 제1 탈질조로 순환시키는 내부순환 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제3 산소조를 거친 처리수 중 고형 성분을 침전시키는 침전조와 상기 침전조에서 발생한 슬러지의 일부를 상기 전탈질조를 순환시키는 슬러지순환라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 전탈질조, 혐기조, 제1 탈질조, 제2 탈질조, 제3 탈질조, 제1 산소조, 제2 산소조 및 제3 산소조가 복수개의 칸막이에 의해 나누어진 하나의 반응조에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리장치
5. (a) 처리하고자 하는 하폐수를 전탈질조와 혐기조에 분배하여 공급하는 단계;

   (b) 상기 전탈질로에 유입된 하폐수에 함유된 유기물을 이용하여 질산성 질소를 탈질시키는 단계;

   (c) 상기 전탈질조를 거쳐 혐기조에 유입된 처리수와 상기 (a) 단계에 의해 혐기조에 직접 공급된 하폐수로부터 미생물에 의해 인을 방출시킨 후 제1 탈질조,제2 탈질조 및 제3 탈질조로 공급하는 단계;

   (d) 상기 제1 탈질조에 공급된 처리수의 질산성 질소를 탈질시킨 후 제1 산소조로 공급하는 단계;

   (e) 상기 제1 산소조에 공급된 처리수의 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키며, 동시에 미생물에 의한 과잉인섭취 반응에 의해 인을 제거한 후 상기 제2 탈질조로 처리수를 공급하는 단계;

   (f) 상기 (c) 단계와 (e) 단계에 의해 공급된 처리수의 질산성 질소를 탈질 시킨 후 제2 산소조로 공급하는 단계;

   (g) 상기 제2 산소조에 공급된 처리수의 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키며, 동시에 미생물에 의한 과잉인섭취 반응에 의해 인을 제거한 후 상기 제3 탈질조로 처리수를 공급하는 단계;

   (f) 상기 (c) 단계와 (f) 단계에 의해 공급된 처리수의 질산성 질소를 탈질 시킨 후 제3 산소조로 공급하는 단계;

   (h) 상기 제3 산소조로 공급된 처리수의 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키며, 동시에 미생물에 의한 과잉인섭취 반응에 의해 인을 제거하는 단계를 진행시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제3 산소조를 거친 처리수의 일부를 내부순환라인을 통해 상기 제1 탈질조로 내부순환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 내부순환단계의 순환율이 40이하인 것을 특징으로 하는 하폐수 처리방법.
8. 제 5항에 있어서, 상기 제3 산소조를 거친 처리수의 일부를 침전조에 공급하여 침전된 슬러지의 일부를 슬러지순환라인을 통해 전탈질조로 순환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리방법.