KR20020039283A

KR20020039283A - 분뇨처리방법

Info

Publication number: KR20020039283A
Application number: KR1020020018832A
Authority: KR
Inventors: 서영진; 서희동; 서영준
Original assignee: 서영진
Priority date: 2002-04-06
Filing date: 2002-04-06
Publication date: 2002-05-25
Also published as: KR100451855B1

Abstract

본 발명은 분뇨를 1차 수용성 유기오염물질을 물에 불용성 물질로 전환한다음 유리암모니아(NH₃)을 스트리핑(Stripping) 처리를 한후 중화-응집처리를 하여 탈수처리를 하므로서 탈수여액(1차처리수)중 유기오염 물질의 농도를 낮게 배출시키므로써 2차 생물학처리, 3차 산화처리 공정에서 처리부하를 줄여 주므로서 희석수를 사용하지 않고서도 고도처리를 하는 것에 관한것이다.

이를 위하여 본 발명은, 유입분뇨를 조목스크린(2)과 침사지(3)에서 이물질, 모래 등을 제거한 후 파쇄기(5)로 보내어 파쇄처리한 다음 저류조(6)로 보낸다.

그리고, 분뇨투입구(1)에는 악취발생을 억제하기 위해서 2차 부식화반응에 의한 생물학처리공정에서 배출되는 잉여오니를 분뇨와 함께 투입한다.

저류조(6)에 투입된 분뇨는 천매암(千枚岩), 전기석(電氣石), 제올라이트(Zeolite), 일라이트(Illite), 알로페인(Allophane)질 점토광물과 같이 활성미네랄 성분을 다량 함유된 활성미네랄과 산화조(31)의 산화수를 주입하여 폭기를 하여 수용성 유기오염물질을 부식화반응에 의해서 물에 불용성이면서 비휘발성의 초기단계의 부식토(Humus soil)로 전환한다음 스트리핑조(11)로 보내어 알칼리토금속산화물이나 수산화물을 주입하여 pH를 12이상으로 조정하여 유리암모니아를 스트리핑시킨후 중화 · 응집조(12,14)로 보내어 중화 · 응집처리를 한다음 진동농축기(16)와 탈수기시스템(18)에서 탈수처리를 하므로서 탈수여액(1차처리수)중유기오염물질의 농도를 낮게하여 2차 부식화반응에의한 생물학처리공정으로 보내므로서 희석수를 사용하지않고서도 고도처리를할 수 있다.

2차 부식화반응에의한 생물학처리공정은 활성부식물질(Activbated humic substances)과 활성미네랄(Activated minerals)이 다량 함유된 류문암 또는 대사이드(Dacite)질의 부석을 이용하여 부식화미생물 및 이들 미생물과 상호공생관계에 있는 미생물을 배양조(27)에서 배양한 배양액을 이용하여 수용성유기오염물질을 물에 불용성인 부식전구물질로 전환한 다음 침전조(24)로 보내어 고액분리를 한 처리수는 산화조(31)로 보내며,침전조(24)에 침전된오니는 종오니용으로 1차처리수조(20), 폭기조(22) 및 배양조(27)로보내고, 잉여오니는 분뇨 투임구(1)로 보내어 1차처리공정의 종오니로 이용한다.

산화조(31)에 유입된 2차 생물학처리수는 과산화수소(H₂O₂), 차염소산소다(NaClO), 염소(Cl₂), 이산화염소(ClO₂), 오존(O₃)과 같은 산화제의 전위(Potential)값 차이가 큰 두 종류의 산화제를 사용하는 커플링 산화(Coupling oxidation)에 의해서 미 제거된 유기물질, 색소 등을 산화분해하면서 고도의 처리를 위해서 산화촉매탑(34)을 통과시킨 다음 최종처리수조(36)로 보내어 방류한다.

산화환원전위(ORP) 값이 높은 산화조(31)의 산화수는 부식화반응이 원활히 일어날 수 있도록 하기 위해서 저류조(6), 집수조(20), 배양조(27)로 보내어 산화환원 전위(ORP) 값을 +250∼+350mV로 조정한다.

Description

분뇨처리방법 {Treated method of a nightsoil}

본 발명은 분뇨를 1차 처리공정에서는 부식화반응에 의한 2차 생물학처리공정에서 배출되는 잉여오니를 공급받아 수중유기오염물질을 부식화미생물 및 이들미생물과 상호공생관계에 있는 미생물에 의해서 물에 용해도가 낮으면서 비휘발성인 초기 단계의 부식물질로 전환하면서 천매암(Phyllite), 제올라이트(Zeolite), 황토(Loess), 맥반석(Elvan), 전기석(Tourmaline), 견운모(Sericite), 일라이트(Illite), 알로페인(Allophane)질 점토광물과 간은 활성미네랄(Minerals) 성분이 다량 함유한 광물질 분말을 투입하여 물에 불용성이면서 비휘발성의 초기 단계의 부식토(Humus soil)로 전환한 다음 소석회, 생석회, 소성백운석과 같은 알칼리(Alkali) 토금속의 산화물이나 수산화물을 주입하여 pH를 12이상으로 조정하여폭기를 하므로서 수중 유리 암모니아(Ammonia)를 스트리핑(Stripping) 처리를 한후 중화 · 응집처리를하한다음 진동농축기및 탈수기시스템으로 보내어 탈수처리를 하므로서 탈수여액(1차 처리수)의 오염부하를 낮게하여 2차 부식화반응에 의한 생물학적처리 공정에서 처리부하를 감소하게 하여 처리가 용이하도록 하였으며, 2차 생물학적 처리수는 산화처리공정으로 보내어 미처리된 메라민(Melamine)과 같은 색소물질 및 유기물질을 산화처리를 하며, 이때, 산화조(31)의 산화수 일부는 저류조(6), 집수조(20), 배양조(27) 등에 공급하여 산화환원전위(ORP ; Oxidation Reduction Potential)값을 +250∼+350mV로 조정하여 부식화반응이 원활히 일어날 수 있도록 하여 분뇨를 고도처리하는 방법에 관한 것이다.

우선 분뇨처리에서 문제점을 고려하면 다음과 같다.

① 유기오염물질의 농도가 높으면서 생물학적처리가 용이한 물질도 많지만 세루로오스(Cellulose), 리그닌(Lignin)과 같은 난분해물질의 농도가 높기 때문에 희석수를 사용하지 않고서는 단순생물학처리 만으로는 처리가 불가능하다.

② 악취발생이 심하다.

③ 질소, 인의 농도가 높다.

④ 고형물(SS)의 농도가 높다.

⑤ 점액성물질로 고액분리가 어렵다.

⑥ 병원균을 함유할 가능성이 매우 높다.

⑦ 파리, 쥐등이 서식하면서 병원균을 전염시킬 우려가 있다.

분뇨처리의 종래의 기술은, 생물학적처리가 용이하기 때문에 주로 1단계 처리방법으로는 혐기성소화나 호기성소화후 2단계 처리로는 20배 정도 희석수를 주입후 활성오니법으로 주로 처리를 하고 있으나 악취발생, 처리시설비 및 처리비용이 높으며, 처리효율도 그리 높은 편이 아니면서 특히 질소, 인 제거에 대해서는 고려되지 않고 있는 실정에 있다.

그리고, 70기압과 210℃의 반응탑에서 액상 산화를 시키는 습식산화(Zimmerman process)의 경우는 악취발생이 아주 심하며, 시설비의 고가, 부식이 심하고, 운전기술과 복잡한 시설에 대한 유지관리의 어려움등 여러 가지 단점이 있어 널리 보급되지 못하고 있는 실정에 있다.

대한민국특허 공개번호 1997-015490호, 1998-0022516호, 1999-0084124호의 경우 바실러스(Bacillus)균을 선택 배양하여 1차 호기성소화, 2차 활성오니법으로 처리하는 기술이 있으나 악취발생 및 완벽한 처리가 되지 않고 있는 실정에 있으며, 액상부식법에 의한 분뇨 및 가축분뇨의 처리방법으로서 대한민국특허 공개번호 1994-002175호, 1998-0019536호, 2001-0102868호 등의 경우에는 악취발생이 다소 감소되지만 처리수의 수질이 방류수 기준치 이하로 처리가 되지 않기 때문에 처리수를 하수처리장으로 보내어 하수와 병합처리를 하고 있다.

이외에도 여러 종래의 선행기술이 있으나 희석수를 사용하지 않고서는 경제적이면서 안정적으로 처리되는 방법은 없는 실정에 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서1차 처리에서 분뇨중 수용성유기물을 물에 불용성유기물로 전환하면서 질소, 인도 효율적으로 처리하여 2차생물학처리및 3차산화처리공정에서 처리부하를 감소시켜 고도처리를 할 수 있는 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 분뇨중 수용성유기오염물질을 물에 불용성이면서 비휘발성의 부식물질을 생성하는 부식화반응을 진행하면서 활성미네랄 성분이 다량 함유한 광물질의 분말을 주입하여 초기 상태의 부식토(Humus soil)로 전화하여 고형화한 다음 알칼리토금속 산화물이나 수산화물을 공급하여 pH를 12이상으로 하여 인화합물을 고착화시키면서 유리 암모니아(NH₃)를 스트리핑(Stripping)처리를 한후 중화 · 응집처리를 하여 탈수처리를 하므로서 탈수여액(1차 처리수)중 BOD, COD, SS, 질소, 인과 같은 오염물질의 농도를 최대한 낮게 하여 2차 생물학처리 및 3차산화처리공정에서 처리부하를 적게 하므로서 희석수로 희석하지 않고서도 분뇨를 고도처리할 수 있는 것이 특징이다.

도 1은 전체 처리 공정도

도 2는 1차 전처리 및 탈수처리공정도

도 3은 2차 부식화반응에 의한 생물학처리공정도

도 4는 3차 산화처리공정도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 투입구 2: 조목스크린(Screen)

3: 참사지 4: 모래 및 협잡물인양기

5: 파쇄기 6: 저류조

7: 분뇨이송펌프 8: 알칼리(Alkali)반응조

9: 알칼리반응조 교반기 10: 알칼리토금속투입기

11: 스트리핑(Stripping)조 12: 중화조

13: 중화조 교반기 14: 응집조

15: 응집조 교반기 16: 진동농축기

17: 진동스크린 탈수여액 호퍼(Hopper) 18: 탈수기시스템(System)

19: 송풍기 20: 1차 처리수조

21: 1차 처리수 이송펌프 22: 폭기조

23: 담체 24: 침전조

25: 침전조 레이크 26: 오니반송펌프

27: 배양조 28: 생물반응기

29: 부석 30: 활성부식물질 펠렛트(Pellet)

31: 산화조 32: 산화조 교반기

33: 산화수 이송펌프 34: 산화 촉매탑

35: 축매 36: 최종 처리수조

37: 역세펌프

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 분뇨가 투입구(1)에 투입되면 1차 조목스크린(2)에서 대형 이물질을 제거한 다음, 침사지(3)에서 모래 및 협잡물 등을 제거한 후 파쇄기(5)에서 대형물질을 파쇄처리하여 저류조(6)로 보낸다.

저류조(6)에 유입된 분뇨는 부식물질중에서 풀브산(Fulvic acid) 및 금속착체가 유리의 상태로 유도되어 있으면서, 자체산화기능, 산화탈취의 촉매기능, 유기물을 거대고분자화하여 물에 불용성이면서 비휘발성의 안전한 부식물질로 전환하는부식화반응을 촉진하는 촉매기능 등을 가진 킬레이트(Chelate)성 과산화풀브산(Peroxyfulvic acid) 미네랄(Minerals) 착염과 산화효소(Oxidase), 동 · 식물의 생육을 활발하게 하는 생리적활성화물질(Vitamin류) 및 성장촉진물질(Hormon류), 유해병원성미생물의 생육을 억제하는 항생물질과 같은 활성물질을 다량 함유한 활성부식물질(Activated humic substances)과 활성미네랄 성분이 다량 함유된 류문암 또는 대사이드(Dacite)질의 부석(Pumice)을 이용하여 수용성유기물질을 물에 불용성이면서 비휘발성의 부식전구물질로 전환하여 수질을 정화하는 도3의 활성부식물질을 이용한 부식화반응에 의한 생물학적처리 공정에서 배출되는 잉여오니를 공급받아 송풍기(19)로부터 공기를 주입하여 폭기를 하면 부식화반응이 일어나면서 수용성유기물질을 물에 불용성이면서 비휘발성의 부식전구물질로 전환시킨다.

이때 생성된 부식전구물질은 페놀성 수산기(-OH Radical)와 카르복시기(Carboxyl radical;-COOH)와 같은 반응성기를 가지고 있기 때문에 활성화된 미네랄과 반응성이 높다.

유기오염물질이 부식전구물질로 전환할 때 물에 용해도가 더욱더 낮은 물질로 전환하기 위해서 천매암(千枚岩), 황토(黃土), 맥반석(麥飯石), 전기석(電氣石), 견운모(絹雲母), 제올라이트, 일라이트, 알로페인질 점토광물과 같은 활성미네랄 성분을 다량 함유한 광물의 분말을 유기오염물량 기준으로 2∼10wt% 정도 주입하여 부식전구물질과 부식전구물질을 반응시키면 물에 불용성인 초기단계의 부식토(Humus soil)가 생성되며, 이때 일어나는 반응을 요약하면 다음과 같다.

그리고, 분뇨중에는 암모니아성 질소의 농도가 높기 때문에 알칼리(Alkali) 반응조(8)로 보내어 생석회, 소석회, 소성백운석과 같은 알칼리토금속 산화물이나 수산화물을 주입하여 pH를 12이상으로 조정한 다음 스트리핑(Stripping:11)조로 보내어 폭기를 하여 유리암모니아를 스트리핑 시킨후 중화조(12)로 보내어 중화제(H₂SO₄)를 공급하여 pH를 7 전후로 중화한다.

이때 알칼리토금속 산화물이나 수산화물 역시 부식전구물질과 반응하게되며, 중화제로 황산을 주입하여 중화하면 수중유기오염물질 및 인화합물의 농도를 더욱 더 낮추게 된다.

중화조(12)에서 중화된 분뇨는 응집조(14)로 보내어 진동농축기(16)와 탈수기 시스템(18)에서 탈수가 용이하도록 응집제를 주입하여 플록(Floc)을 형성시킨다.

탈수처리된 케이크는 퇴비화공정으로 보내어 퇴비화를 하던가 별도 처리를 하며, 탈수여액은 1차 처리수조(20)로 보낸다.

1차 처리수조(20)에 유입된 폐수는 폭기조(22)로 보내어 폴리페놀(Polyphenol) 대사산물을 배설하는 부식화미생물 및 이들 미생물과 상호공생관계에 있는 미생물에 의해서 상술한 반응식 ①에서 ④에 의해서 수용성유기물질 질소, 인과 같은 오염물질을 물에 불용성이면서 비휘발성의 부식전구물질 미네랄 착염의 형태로 고형화한 다음 침전조(24)로 보내어 고형물질을 침전한 후 상등수는 산화조(31)로 보낸다.

폭기조(22)에서 처리효율을 향상하기 위해 전기석을 코팅(Coating)한 담체(23)를 설치하고, 상술한 천매암, 황토, 제올라이트, 맥반석, 일라이트, 알로페인질 점토광물과 같은 활성미네랄을 유입 BOD₅농도 기준으로 10∼20% 정도 공급한다.

침전조(24)에 침전된 오니는 오니반송펌프(26)에 의해서 1차 처리수(20), 폭기조(22)에 종오니용으로 반송하며, 저류조(6)에도 종오니용으로 보낸다.

그리고, 일부 오니는 활성부식물질 펠렛트(30)와 류문암 또는 대사이드질의 부석(29)이 충진된 생물반응기(28)가 내장된 배양조(27)로 보내어 송풍기(19)로부터 공기를 공급하여 폭기하면 오니는 생물반응기(28)의 활성부식물질 펠렛트(30)층과 부석(29)층을 통과하면서 미네랄과 활성물질을 공급받아 부식화미생물 및 이들 미생물과 상호공생관계에 있는 미생물을 배양한 다음 폭기조(22)로 보내어 생물학적처리 시스템 전체가 부식화미생물 및 이들 미생물과 상호공생관계에 있는 미생물에 의해서 수중유기오염물질을 부식화 반응에 의해서 물에 불용성이면서 비휘발성의 부식전구물질로 전환되는 환경분위기를 조성한다.

부식화미생물이 활발한 대사활동을 하면서 활발한 부식화반응이 일어나기 위해서는 산화환원전위(ORP ; Oxidation Reduction Potential) 값이 +250∼350mV 범위가 최적의 상태이기 때문에 산화조(31)의 산화수를 저류조(6), 1차 처리수조(20), 배양조(27)로 보내어 산화환원전위(ORP) 값을 +250∼350mV 범위로 조정한다.

산화조(31)에 2차 생물학처리수가 유입되면 과산화수소(H₂O₂), 차아염소산소다(NaClO), 이산화염소(ClO₂), 오존(O₃), 염소(Cl₂)와 같은 산화제 두 종류를 병행사용하는 커플링 산화(Coupling oxidation)을 하여 미제거된 유기오염물질과 메라민(Melamin)과 같은 유색물질을 산화분해 처리와 유해병원성 미생물을 멸균처리를 하여 위생적으로 안전한 처리수를 방류토록한다.

커플링 산화는 서로 다른 전위(Potential) 값을 가지는 산화제를 혼합하여 사용하면 단독으로 사용하였을 때 보다 월등히 강한 산화력을 내며, 이때 촉매나 UV, 광촉매, 전자빔(Beam) 등을 조사하면 더욱더 강력한 산화반응이 일어난다.

과산화수소(H₂O₂)와 상술한 다른 산화제를 사용하였을 때 커플링 산화반응은 다음과 같다.

산화력의 증가와 처리수중 산화제를 제거하기 위해서 산화조(31)의 산화수는 활성탄소, 망간사, 천이금속산화물 등과 같은 촉매(35)가 충진된 산화촉매탑(34)을 통과하면서 염소산이온(ClO)과 같은 미분해된 산화제를 분해하면서 유기오염물질을 최대한 산화분해시킨다.

그리고, 산화조의 산화수는 부식화미생물 및 이들 미생물과 상호공생관계에있는 미생물이 활발한 대사활동을 하면서 원활한 부식화반응을 일어나게 하게 위해서 저류조(6), 1차 처리수조(20), 배양조(27)의 산화환원전위(ORP) 값을 조정하기 위해서 반송한다.

본 발명에서 2차 생물학적처리수를 산화하는 주 목적은 미처리된 유기오염물질 및 색소 등을 산화 분해하는 것보다 2차 생물학적처리공정의 산화환원전위(ORP) 값을 조정하는데 주된 목적이 있다.

산화촉매탑(34)에서 최종처리된 처리수는 최종처리수조(36)로 보내어 방류한다.

산화촉매탑에 고형물(SS)이 누적되어 산화수 이송펌프(33)의 압력이 상승하면 최종처리수조(36)의 처리수를 이용하여 역세펌프(37)로 역세하여 고형물을 제거하며, 이때 역세수는 1차 처리수조(20)로 보낸다.

[실시 예1]

표1의 성상을 가진 분뇨 3톤에 도3의 부식화반응에 의한 생물학처리공정에서 배출되는 잉여오니 0.5톤을 주입하여 폭기를 하면서 천매암, 황토, 천연 제올라이트, 석탄회(Fly-ash)를 고온(95℃) 산처리하여 인공 제조한 알로페인을 동일 중량으로 혼합한것 20kg을 주입하고, 1일정도 폭기를 한다음 소석회(Ca(OH)₂)를 주입하여 pH를 12로 조정하고 1일 정도 폭기하여 유리 암모니아(NH₃)를 스트리핑(Stripping)처리를한후, 이에황산을 주입하여 pH를 7정도로 조정하고, 고분자응집제를 4mg/ℓ정도 주입하여 플록(Floc)을 형성한 다음 탈수처리하여 탈수여액을 도3과 간은 부식화반응에 의한 생물학처리공정과 도4와 같은 커플링 산화공정에 의해서 1 ℓ/HR의 용량으로 파일럿 테스트(Pilot-test)를 한 결과 처리수의 수질은 표2의 내용과 같다.

커플링 산화공정에서 사용한 산화제는 과산화수소(H₂O₂)와 차아염소산소다(NaClO)를 사용하여 산화환원전위(ORP) 값을 +1000mV 전후로 운전하였으며, 산화촉매는 활성탄소를 사용하였다.

표 1 분뇨의 성상

표 2 처리수의 성상

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 오염물질의 농도가 높은 분뇨를 1차 부식화반응에 의해서 생성된 부식전구물질을 천매암, 맥반석, 황토, 일라이트, 알로페인질 점토광물과 같이 활성미네랄 성분이 많은 광물질 분말과 반응하여 물에 불용성 물질인 초기 단계의 부식토로 전환한 다음 생석회, 소석회, 소성백운석과 같은 알칼리성 미네랄로 pH를 12이상으로 조정한 다음 유리 암모니아를 스트리핑하여 제거한 후 중화-응집-탈수처리를 하므로서 1차 처리수인 탈수여액의 오염부하를 낮게하므로서 희석수로 희석하지 않고서 2차 생물학처리 및 3차 산화처리를 경제적으로 고도처리를 할 수 있도록 하였기 때문에 앞으로 분뇨처리에 널리보급될 것으로 기대된다.

Claims

분뇨가 투입구(1)에 투입되면 조목스크린(2)에서 이물질을 제거한 다음 침사지(3)에서 모래 및 협잡물 등을 제거한 후 파쇄기(5)에서 대형물질을 파쇄처리하여 저류조(6)에 유입된다.

저류조(6)에 유입된 분뇨는 2차 부식화반응에 의한 생물학처리 공정에서 발생되는 잉여오니를 종오니용으로 공급받아 송풍기(19)로부터 공기를 주입하여 폭기를 하면 폴리페놀(Polyphenol) 대사산물을 배설하는 부식화미생물 및 이들 미생물과 상호공생관계에 있는 미생물에 의해서 수중유기오염물질은 부식화반응이 일어나게 되면서 악취발생이 저감되며, 여기에 천매암(Phyllite), 황토(Loess), 제올라이트(Zeolite), 일라이트(Illite), 맥반석(Elvan), 알로페인(Allophane)질 점토 광물과 같은 활성미네랄 성분을 다량 함유한 광물질의 분말을 유입 유기물량에 2∼10% 정도 공급하여 폭기를 하면 수용성 유기오염물질은 부식화반응이 진행되는 상태에서 부식전구물질이 미네랄과 반응하여 물에 불용성이면서 비휘발성인 초기단계의 부식토(Humus soil)로 전환한 후 알칼리반응조(8)로 보낸다.

이때, 부식화미생물 및 이들 미생물과 상호공생관계에 있는 미생물이 활발한 대사활동을 하면서 빠른 부식화반응이 일어나기 위해서는 산화환원전위(ORP) 값이 +250∼+350mV 범위가 최적의 상태이기 때문에 산화처리공정의 산화수를 공급받아 산화환원전위(ORP) 값을 +250∼+350mV 범위로 조정한다.

알칼리반응조(8)에서는 소석회, 생석회, 소성백운석과 같은 알칼리토금속 산화물이나 수산화물을 주입하여 pH를 12이상으로 조정한 다음 스트리핑조(11)로 보내어 폭기를 하여 분뇨중 유리상태의 암모니아성 질소를 스트리핑한 후 중화조(12)로 보낸다.

중화조(12)에서는 황산(H₂SO₄)을 중화제로 사용하여 pH를 7전후로 조정후 응집조(14)로 보내어 진동농축기(16) 및 탈수기시스템(18)에서 탈수처리가 용이하도록 플록(Floc)을 형성한 다음 진동스크린(16) 및 탈수기시스템(18)으로 보낸다.

탈수처리된 탈수케이크(Cake)는 퇴비화처리공정으포 보내어 퇴비화를 하거나 별도 처리리를하며, 탈수여액(1차처리수)은 1차 처리수(20)로 보낸다.

1차 처리수조(20)의 1차 처리수인 탈수여액은 1차 처리수 이송펌프(21)에 의해서 2차 폭기조(22)로 보내어 1차 처리공정에서 미 제거된 유기물을 폴리페놀성 대사산물을 배설하는 부식화미생물과 상호공생관계에 있는 미생물을 이용하여 수용성 유기오염물질을 물에 불용성이면서 비휘발성인 부식전구물질로 전환한 후 침전조(24)로 보낸다.

폭기조(22)에서 반응효율을 향상하기 위해서 전기석 등을 코팅한 담체(23)를 설치하고, 상술한 천매암, 황토, 제올라이트, 맥반석, 일라이트나 알로페인질 점토광물과 같은 활성미네랄 성분을 다량 함유한 광물질 분말을 유입 BOD₅농도 기준으로 10∼20% 정도 공급한다.

침전조(24)에서 오니가 침전된 후 상등액은 산화조(31)로 보내고, 침전된 오니는 오니반송펌프(26)에 의해서 종오니용으로 집수조(3), 1차 처리수조(20), 폭기조(22)로 보내며, 일부는 활성부식물질 펠렛트(30)과 류문암 또는 대사이드(Dacite)질의 부석(29)이 충진된 생물반응기(28)가 내장된 배양조(27)로 보내어 송풍기(19)로부터 공기를 주입하여 폭기를 하면 오니는 생물반응기(28)에 충진된 활성부식물질 펠렛트(30)층과 부석(29)층을 통과하면서 미네랄과 산호효소와 같은 활성물질을 공급받아 활성화된 부식화미생물과 상호공생관계에 있는 미생물이 배양된다.

배양조(28)에서 배양된 부식화미생물과 상호공생관계에 있는 미생물은 폭기조(22)로 보내어 2차 생물학처리공정 시스템 전체가 폴리페놀성 대사산물을 배설하는 부식화미생물과 상호공생관계에 있는 미생물에 의해서 수중유기오염물질을 부식화 반응에 의해서 처리되는 환경분위기로 전환시킨다.

이때, 부식화미생물과 상호공생관계에 있는 미생물이 활발한 대사활동을 하면서 부식화 반응 효율을 향상되기 위해서는 산화환원전위 값을 +250∼+350mV 범위로 조정한다.

산화조(31)에 공급된 2차 생물학처리수는 과산화수소(H₂O₂), 오존(O₃), 염소(Cl₂), 이산화염소(ClO₂), 차아염소산소다(NaClO)와 같은 산화제의 전위(Potential) 값이 차이가 큰 2종류의 산화제를 공급하는 커플링 산화(Coupling oxidation)에 의해서 미 제거된 유기물질과 메라민(Melamine) 색소 등을 제거한다.

그리고, 잔류산화제 및 미분해된 유기오염물질을 더욱더 고도로 처리를 하기 위해서 활성탄소, 망간사 또는 천이금속 산화물 촉매(35)가 내장된 산화촉매탑(35)에 공급하여 최종적으로 유기오염물질과 산화제를 분해한 다음 최종 처리수(36)로 보내어 방류한다.

이때, 산화조(31)의 산화수의 일부는 산화환원전위값 조정을 위해서 저류조(6), 1차 처리수조(20) 및 배양조(27)에 공급한다.

이상에서 전술한 분뇨처리공정에 의해서 분뇨를 희석수를 사용하지 않고서 고도처리하는 방법