KR20020095946A - 하폐수 처리장치 및 방법 - Google Patents

하폐수 처리장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20020095946A
KR20020095946A KR1020010034323A KR20010034323A KR20020095946A KR 20020095946 A KR20020095946 A KR 20020095946A KR 1020010034323 A KR1020010034323 A KR 1020010034323A KR 20010034323 A KR20010034323 A KR 20010034323A KR 20020095946 A KR20020095946 A KR 20020095946A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
sludge
reactor
wastewater
tank
Prior art date
Application number
KR1020010034323A
Other languages
English (en)
Inventor
정일호
권용웅
박달준
김영철
Original Assignee
주식회사 대경엔텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 대경엔텍 filed Critical 주식회사 대경엔텍
Priority to KR1020010034323A priority Critical patent/KR20020095946A/ko
Publication of KR20020095946A publication Critical patent/KR20020095946A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1205—Particular type of activated sludge processes
    • C02F3/1221—Particular type of activated sludge processes comprising treatment of the recirculated sludge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment

Abstract

본 발명에 따른 하폐수 처리장치는 침사지, 세목스크린, 유량분배조, 반응조, 활성제 공급유니트, 최종침전지, 방류조, 슬러지저류조, 탈수유니트로 이루어진다. 반응조는 바실러스속 세균이 배양되며, 일정한 용존산소의 농도를 갖고 유량분배조로부터 공급되는 유출수가 수용되는 제 1 실을 갖는다. 활성제 공급유니트는 미생물 활성제를 녹여서 상기 제 1 실에 공급한다. 최종침전지는 바실러스속 세균이 우점종이 된 일정량의 슬러지를 제 1 실로 반송한다. 하폐수 처리방법은 침사지와 세목스크린을 통하여 처리하고자 하는 하폐수에 포함된 협잡물, 미립자, 비 부식성 무기물질을 제거하여 유출수를 형성한다. 바실러스속 세균이 배양된 반응조의 제 1 실에 전체 공기공급량의 60~80%를 공급하고, 제 2 실, 제 3 실, 제 4 실은 20~40%로 점차 포기량을 감소시켜 점감포기한다. 제 1 실에 바실러스속 세균의 해체와 발아를 촉진시키기 위한 미생물 활성제를 녹여서 공급한다. 유출수를 유량분배조를 사용하여 제 1 실에 공급하고, 제 1 실로부터 제 4 실로 흐르면서 처리하여 처리수를 형성한다. 최종침전지가 무산소 상태의 환경을 갖도록 하여 반응조의 제 4 실로부터 이송된 처리수를 수용하고, 최종침전지에서 바실러스속 세균이 우점종된 일정량의 슬러지를 제 1 실로 반송한다.

Description

하폐수 처리장치 및 방법{SYSTEM FOR TREATING SEWAGE AND WASTEWATER}
본 발명은 하폐수 처리장 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 바실러스속 세균을 우점화시켜 유기물과 질소(N) 및 인(P)을 포함하는 하수, 오수, 폐수 등을 고도처리하기 위한 하폐수 처리장치 및 방법에 관한 것이다.
국내의 하폐수처리장의 대부분은 합성슬러지법을 기초로 한 2차 처리시설로유기물을 주로 제거하고 있으며 질소, 인 등의 영양염류는 처리효율이 매우 낮아 미처리된 상태로 방류되어 상수원의 절반이상이 이미 부영양화 상태이거나 부영화 상태로 진행되고 있어 수자원의 보호 및 확보의 차원에서 커다란 문제점으로 대두되고 있다. 이에 정부는 1996년부터 총질소와 총인의 방류수 기준을 명시하고 규제하고 있으며, 장래에 총질소와 총인의 방류수 기준은 한층 강화될 것이므로 3차 고도처리에 대한 필요성이 대두되고 있다. 우리나라 하수의 경우에는 하수관거의 보급률이 낮고 하수배제방식이 합류식 관거로 되어 있어 유입하수의 유기물 농도가 매우 낮아 외국에서 개발된 생물학적 질소ㆍ인 제거공법인 A2/O, Bardepo, UCT, VIP 등의 기술을 적용하여도 안정적인 영양염류의 제거가 매우 어려운 실절이다. 또한, 상기의 질소제거에 대한 기술의 원리는 암모니아성 질소를 질산화시킨 후 무산소상태와 혐기성상태를 유지하는 반응조로 다시 반송하여 탈질을 수행함으로 혐기성상태의 반응조에서는 유기물이 부패하여 악취가 발생하게 되고 또한 암모니아성 질소를 산화시키는데 많은 산소가 소요(NH4 +-N+O2-->NO3, 4.57㎏ O3/kg NH4 +-N)됨으로 유지관리비가 많이 드는 단점이 있다. 또한 종래의 상기 고도처리 공법들은 반응조내의 MLSS(부유고형물)농도 유지를 위해 유입유량에 대해 내부반송은 2~6Q, 슬러지 반송은 0.5~1.0Q를 병행하고 있으나, 내부반송과 슬러지반송을 병행 할 경우에 공정이 복잡하여 유지관리가 어렵고 동력이 많이 소비되어 유지관리비가 많이 소요되는 등 여러가지의 단점을 가지고 있다. 또한 최근에 개발된 공법들은 대부분이 활성슬러지 공법을 응용한 것으로, 주로 유기물과 동시에 질소와 인을 제거할수 있는 탈질ㆍ탈인 공법이지만, 이러한 공법들은 기존의 활성슬러지법의 문제점으로 대두되어 온 질소와 인의 제거효율이 낮고 슬러지 발생량이 많으며 슬러지의 탈수성이 좋지 않는 것 등의 문제점을 내포하고 있고, 특히 활성슬러지를 이용한 축산폐수나 분뇨처리시 처리장에서 발생하는 악취문제는 처리장 운영상 가장 어려운 문제로 대두되고 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 공정이 간단하고 유지관리비가 적게 들면서도 유기물질 제거는 물론 질소 및 인의 제거가 뛰어난 새로운 형태의 하폐수 처리장치 및 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하폐수 처리장치 및 방법를 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
60 : 침사지62 : 세목스크린
64 : 유량 분배조66 : 반응조
68 : 최종침전지70 : 방류조
72 : 펌프74 : 슬러지 저류조
76 : 탈수유니트80 : 화상시스템
82 : 활성제 공급유니트84 : 공기 공급유니트
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 설치면적을 줄이면서 처리성능이 우수하고, 설비의 유지비를 줄일 수 있는 새로운 형태의 하폐수 처리장치 및 방법을 제공한다. 이 장치는 처리하고자 하는 하폐수에 포함된 협잡물, 미립자, 비 부식성 무기물질을 제거하기 위한 침사지 및 세목스크린과; 상기 침사지 및 세목스크린의 유출수을 수용하기 위한 유량분배조와; 바실러스속 세균이 배양된 반응조를 포함하되, 상기 반응조는 일정한 용존산소의 농도를 갖고 상기 유량분배조로부터 공급되는 유출수가 수용되는 제 1 실과, 상기 제 1 실보다 낮은 용존산소의 농도를 갖는 제 2 실과, 상기 제 2 실보다 낮은 용존산소의 농도를 갖는 제 3 및 제 4 실을 구비하고, 바실러스속 세균의 해체와 발아를 촉진시키기 위한 미생물 활성제를 녹여서 상기 제 1 실에 공급하기 위한 활성제 공급유니트와; 무산소 상태의 환경을 갖도록 하고, 상기 반응조의 제 4 실로부터 이송된 처리수를 수용하며, 바실러스속 세균이 우점종이 된 일정량의 슬러지를 상기 제 1 실로 반송하는 최종침전지와; 상기 최종침전지로부터 이송된 처리수를 수용하고 상등수가 방류되도록 하는 방류조와; 상기 최종침전지에서 펌프에 의해서 이송된 잉여슬러지가 수용되는 슬러지저류조 및; 상기 슬러지저류조로부터 이송되는 슬러지를 탈수하여 슬러지케익은 외부로 배출하고, 탈수여액은 상기 침전지로 이송시키기 위한 탈수유니트를 구비한다.
이와 같은 본 발명의 하폐수 처리장치 그 바람직한 실시예에서 상기 반응조내의 미생물을 지속적으로 관측하기 위한 화상시스템을 포함하되, 상기 화상시스템은 바실러스속 세균과 이 이외의 원생동물 및 슬러지의 플록을 관측하기 위한 위상차 현미경과; 상기 위상차 현미경에 의해 관측된 미생물을 촬영하기 위한 카메라와; 상기 카메라에 의하여 촬영된 미생물의 상태를 기록하기 위한 비디오세트와; 상기 비디오세트에 의하여 재생되는 미생물에 관한 정보를 제공해 주는 모니터 및; 상기 모니터상에 디스플레이 되는 미생물에 대한 정보를 인쇄하기 위한 프린터를 구비할 수 있다. 또, 상기 미생물 활성제는 규소화합물(SiO2)와 마그네슘화합물(MgSO4ㆍ7H2O), 칼슘화합물(CaO), 망간화합물, 철화합물, 기타 미량의 무기화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료일 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명에 의한 하폐수 처리방법은 침사지와 세목스크린을 통하여 처리하고자 하는 하폐수에 포함된 협잡물, 미립자, 비 부식성 무기물질을 제거하여 유출수를 형성하는 단계와; 바실러스속 세균이 배양된 반응조의 제 1 실에 전체 공기공급량의 60~80%를 공급하고, 제 2 실, 제 3 실, 제 4 실은 20~40%로 점차 포기량을 감소시켜 점감포기하는 단계와; 상기 제 1 실에 바실러스속 세균의 해체와 발아를 촉진시키기 위한 미생물 활성제를 녹여서 공급하는 단계와; 상기 유출수를 유량분배조를 사용하여 상기 제 1 실에 공급하고, 상기 제 1 실로부터 제 4 실로 흐르면서 처리하여 처리수를 형성하는 단계와; 최종침전지가 무산소 상태의 환경을 갖도록 하여 상기 반응조의 제 4 실로부터 이송된 처리수를 수용하고, 상기 최종침전지에서 바실러스속 세균이 우점종된 일정량의 슬러지를 상기 제 1 실로 반송하는 단계를 구비한다.
이와 같은 본 발명은 그 바람직한 실시예에서 상기 제 1 실, 제 2 실, 제 3 실 및 제 4 실의 용존산소의 농도는 각각 0.5~1.0㎎/ℓ, 0.~0.4㎎/ℓ, 0.1~0.2㎎/ℓ일 수 있으며, 상기 최종침전지의 슬러지 처리량에 대하여 1~3%의 슬러지를 상기 유량분배조로 반송하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 실로 반송되는 슬러지는 유입되는 유출수에 대하여 50~100%일 수 있다.
이와 같은 본 발명은 반응조내에 통성 혐기성균인 바실러스속 세균이 우점종인 것으로 인해 잉여슬러지의 발생량이 적고, 또한 침사지, 세목스크린 및 유량분배조를 경유한 하폐수의 유입 SS성분(부유고형물)이 생물반응조로 유입되어 분해됨으로 종래의 처리공법과 비교하여 전체처리공정에서 발생하는 슬러지 발생량이 감소하고, 최초침전지의 부지면적을 감소시킬 수 있는 경제적인 처리시스템 및 방법이다. 질소제거는 질산화과정을 거치지 않고 바실러스속 세균에 의해 암모니아성질소를 직접 섭취하여 제거하며 처리공정 중에 발생하는 악취물질 또한 바실러스속 세균에 의해 제거할 수 있다. 또한 BOD 3,000㎎/ℓ이상의 고농도 폐수의 경우에는 효율적인 처리를 위해 많은 균체수를 유지하여야 함으로 내부반송과 슬러지 반송이 필요하지만 저농도의 하폐수는 생물반응조와 침전지에서 체류하는 시간이 짧음으로 바실러스속 세균이 포자로 진행하는 비율이 적고 포자로 진행된 것 또한 포자를 형성한 외각의 껍질이 두껍지 않기 때문에 슬러지 반송에 의한 바실러스속 세균의 포자는 포기조 제 1 실에서 영양세포로 발아하는 속도가 빠르므로, 본 발명에서는 최종침전지에서 슬러지 반송에 의해 종래의 공정보다 처리효율이 오히려 개선된 결과를 얻을 수 있으며, 내부반송이 없어 유지관리가 간편하고 시설유지비를 절감할 수 있는 공정이다. 또한 이러한 공정의 개선에 의해 본 발명은 종래의 바실러스속 세균의 우점화를 위한 방법 가운데 한가지 방법으로 내부반송과 슬러지반송을 병행한 처리공정과 동일한 수준으로 바실러스속 세균을 우점화시키는 것이 가능하였고, 하수와 오수 및 폐수 등의 유기물질은 물론 질소와 인을 효과적으로 처리할 수 있는 특징을 가지고 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 1에 의거하여 하폐수 처리장치 및 방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예의 설명에 있어서, 그 실시예에 사용하는 각종 장치와 그의 사용방법에 있어서 이 분야의 종사자들이 용이하게 예측 및 이해할 수 있거나 실시할 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 도 1에서 주 요소들의 도시는 간략히 하거나 생략하였으며, 이 분야의 종사자들이 통상적으로 알 수 있는 부분들의 도시는 생략하고,본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하폐수 처리장치 및 방법를 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 하폐수 처리장치(10)는 유입되는 하폐수(20) 중에 포함된 협잡물이나 미립자 또는 비 부식성의 무기물질을 제거하기 위한 전처리시설이 침사지(60)와 세목스크린(64)으로 구성된다. 상기 전처리시설을 거친 유출수(24)는 일반적인 하수처리장에서는 최초침전지와 유량분배조를 거쳐 반응조로 공급되고 있지만, 본 발명은 상기 침사지(60)와 세목스크린(64)의 유출수(24)를 유량분배조(64)에서 일정한 양으로 반응조(66)에 공급되도록 한다. 상기 반응조(66)는 제 1 실(662), 제 2 실(664), 제 3 실(666), 제 4 실(668)로 이루어지고 점감포기 방식으로 운전된다. 제 1 실(662)은 용존산소의 농도를 높게 유지하여 유기물과 질소 및 인을 대부분 제거하고, 제 2 실(664)는 용존산소의 농도를 제 1 실(662)보다는 낮게 유지하며서 상기의 제 1 실(662)에서 제거되지 않고 남았는 유기물과 질소 및 인을 제거한다. 제 3 실(666)과 제 4 실(668)은 거의 무산소 상태이다. 상기 제 1 실(662)의 용존산소 농도는 0.5~1.0㎎/ℓ정도가 되도록 유지하고, 제 2 실(664)에서는 0.~0.4㎎/ℓ, 제 3 실(666) 및 제 4 실(668)은 거의 무산소 상태인 0.1~0.2㎎/ℓ정도로 유지시킨다.
반응조(66)는 제 1 실(662)에서 제 4 실(668)로 진행함에 따라 공기공급량을 점차 감소시키는 점감포기 방식이다. 공기 공급유니트(84)에 의해서 제 1 실(662)은 반응조(66) 전체 공기공급량의 약 60~80%을 공급하여 포기하고, 제 2 실(664),제 3 실(666), 제 4 실(668)은 20~40%로 점차 포기량을 감소시켜 간다. 용존산소의 농도가 0.1~0.2㎎/ℓ로 낮은 제 3 및 4 실(666,668)과 최종침전지(68)에서 절대적 호기성균은 정상적인 성장이 어려운 대신 무산소 상태에서도 생존이 가능하다. 본 발명은 통성 혐기성균인 바실러스속 세균이 우점종이 된 최종침전지(68)의 슬러지를 제 1 실(662)로 반송시켜 유기물, 질소 및 인을 대부분 제거하는 제 1 실(662)에서 바실러스속 세균의 개체수를 증가시켜 하수를 처리한다. 또한, 유기물, 질소 및 인의 제거는 대부분 제 1 실(662)과 제 2 실(664)에서 진행된다. 제 2 실(664) 이후에는 용존산소의 농도가 거의 0㎎/ℓ에 가까운 무산소 단계이므로 절대적 호기성균은 생존이 어려운 대신 먹이원이 부족하거나 용존산소의 농도가 낮은 상태에서도 생존할 수 있는 통성 혐기성균인 바실러스속 세균이 상대적으로 우점종이 된다. 이때, 바실러스속 세균은 점차 포자화로 진행되거나 또는 포자를 형성하여 침강성이 좋은 포자와 포자 이외의 슬러지가 함께 최종침전지(68)로 유입되면서 고액분리가 쉽게 일어나게 된다. 바실러스속 세균의 또 따른 특징은 포자화로 진행되는 과정에서 bacitracin, polymyxin, tyrocidin, gramicidin, ciraulin등의 항생물질을 생산한다. 이와 같은 항생물질은 일반세균 및 대장균군 등의 세포벽을 파괴하여 사멸시킴으로 소독시설이 필요 없는 특징을 갖는다.
특히, 본 발명은 저농도의 하폐수를 처리하기에 적합한 방법 및 장치이다. 저농도인 하폐수의 경우 반응조(66)와 최종침전지(68)에서 체류하는 시간이 짧기 때문에 바실러스속 세균이 포자로 진행되는 비율이 적고 포자로 진행된 것 또한 포자를 형성한 외각의 껍질이 두껍지 않다. 따라서 슬러지 반송에 의한 바실러스속세균의 포자는 포자 →발아 →영양세포의 생육과정에 의해 제 1 실(662)에서 영양세포로 발아하는 속도가 높아, 바실러스속 세균의 균체수를 증가시킬 수가 있으며, 슬러지반송은 유입수량에 대한 비율로 각각 50~100%정도의 슬러지를 반송하여 바실러스속 세균을 우점화시킨다.
본 발명은 바실러스속 세균의 해체와 포자로부터의 발아를 촉진시키기 위하여 활성제 공급유니트(82)로부터 미생물 활성제를 반응조(66)에 공급한다. 이와 같은 미생물 활성제는 대경엔텍에서 판매하는 Bio-tonic 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 미생물 활성제는 바실러스속 세균의 분열과 포자발아를 촉진시키고, 바실러스속 세균수를 증가시키는데 효과적이다. 상기 미생물 활성제인 Bio-tonic은 규소화합물(SiO2)과 마그네슘화합물(MgSO4ㆍ7H2O), 칼슘화합물(CaO), 망간화합물 및 철화합물과 기타 미량의 무기화합물로 구성되어 있다. 본 발명에 사용한 바실러스속 세균은 모양이 단간균 형태이며 성장이 적합하지 않은 환경에서 포자를 만드는그람양성 통성 혐기성세균이다. 이 바실러스속 세균은 포자 →발아 →증식 →분열 →포자를 반복하면서 생육하며, 일정 균체수의 이상을 유지하면 유기물, 질소 및 인의 제거효율을 향상시킬 수 있고 슬러지의 침강성도 향상시킬 수 있다. 또한 바실러스속 세균은 영양분이 충분한 상태에서 포자로부터 발아하는 초기단계에는 사상체(Filament상)의 형태를 띄게 되고, 점차 바실러스속 세균수의 증가에 의해 영양분이 부족하거나 성장에 적합하지 않은 상태에 도달하게 되면 사상체의 해제 및 분열이 일어나게 되고 균체는 자기생존을 위해 포자를 형성하게 된다. 포자로 진행된 바실러스속 세균은 생육이 적합한 환경 하에서 다시 포자로부터 발아하여 새로운 바실러스속 세균으로 활동하게 된다. 또한 바실러스속 세균수를 증가시키기 위해 바실러스속 세균의 초기 발아단계와 세포분열을 촉진시키는데 중요한 역할을 하는 미생물 활성제인 Bio-tonic을 반응조에 주입하여 바실러스속 세균수를 한층 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명은 화상시스템(80)을 사용하여 반응조(66)내의 미생물을 지속적으로 관측하여 운전상 발생할 수 있는 문제점에 신속히 대처하고 바실러스속 세균이 최적상태를 유지하도록 한다. 이 화상시스템(80)은 바실러스속 세균과 이 이외의 원생동물 및 슬러지의 플록을 관측하기 위하영 위상차 현미경과, 상기 위상차 현미경에 의해 관측된 미생물을 촬영하기 위한 카메라와 상기 카메라에 의하여 촬영하기 위한 카메라와, 상기 카메라에 의하여 촬영된 미생물의 상태를 기록하기 위한 비디오세트와, 상기 비디오세트에 의하여 재생되는 미생물에 관한 정보를 제공해 주는 모니터와, 상기 모니터상에 디스플레이 되는 미생물에 대한 정보를 인쇄하기 위한 프린터로 이루어져 있다.
본 발명의 하폐수 처리방법에서 상기 유량분배조(64)와 반응조(66)에서 발생되는 악취물질은 바실러스속 세균에 의해 분해되거나 냄시가 없는 물질로 전환됨으로 처리장에서 악취물질을 발생하지 않는다. 즉, 상기 유량분배조(64)에 최종침전지(68)내의 슬러지를 처리유량에 대한 비율로 1~3%정도 반송(43)하여 유량분배조(64)와 반응조(66)에서 발생되는 악취물질을 바실러스속 세균에 의해 분해ㆍ자화 됨으로 악취물질을 발생하지 않는다. 일반적으로 하폐수 처리장에서 악취물질을 제거하기 위해 사용하는 방법은 고농도로 취기가 발생하는 경우에는 소각시키거나 약품으로 세정한 후 활성탄으로 흡착 제거하고, 중ㆍ저농도의 경우에는 약품 또는 물로 세정한 후 역시 활성탄으로 흡착시키거나 그대로 배출시킨다. 또한 토양 탈취법을 사용하거나 생물여과법 등이 상용되기도 한다. 이와 같이 여러가지 방법을 이용하여 악취물질을 처리하고 있으나 특히 축산폐수나 분뇨처리장에서 악취 문제는 처리장 운영상 가장 어려운 문제로 대두되고 있다. 하폐수의 독특한 악취물질인 암모니아 가스나 멜캅탄 등은 바실러스속 세균이 이들 물질을 분해 섭취함으로 악취물질을 제거할 수 있다. 또 황화수소(H2S)는 호기성 상태에서 바실러스속 세균에 의해 H2S →S0→SO2→H2SO3→H2SO4으로 악취가 나지 않는 황산화물로 변화시킴으로 분뇨나 축산폐수의 전처리시설, 유량조정조 및 슬러지 처리시설 등에서 발생되는 악취물질을 거의 완벽하게 해결할 수 있다. 기존의 처리장에서 악취물질의 소각을 위한 시설, 세정탑 및 흡착탑 등을 설치하고 이들 시설들을 운전할 경우와 비교할 때 시설 설치비는 물론이고 운전비용의 측면에서도 경비절감이 가능하다.
다시 도 1을 참조하면, 유입되는 하폐수(20) 중에 포함된 협잡물이나 미립자 또는 비 부식성의 무기물질은 침사지(60)와 세목스크린(62)에서 처리되고, 여기서의 유출수(24)는 일반적으로 하수처리장에서 최초침전지와 유량분배조를 거쳐 반응조로 유입되고 있지만, 본 발명의 공정은 유량분배조(64)에서 일정한 양으로 용존산소의 농도를 0.5~1.0㎎/ℓ을 유지하는 반응조(66)의 제 1 실(662)로 공급된다.제 2 실(664)의 용존산소 농도는 제 1 실(662)보다는 낮은 0.3~0.4㎎/ℓ을 유지하고, 제 3 실(666)과 제 4 실(668)의 용존산소 농도는 0.1~0.2㎎/ℓ으로 거의 무산소(anoxic)상태로 운전한다. 이와 같은 포기조건에서 최종침전지(15)로부터 슬러지반송(40)을 유입유량에 대한 비율로 0.5~1.0Q로 반송하면서 반응조(66)의 바실러스속 세균을 우점화시켜 하폐수를 고도처리한다. 상기 최종침전지(68)로부터의 잉여슬러지(44)는 펌프(72)에 의해서 슬러지저류조(74)로 이송되고, 탈수유니트(76)로 탈수된 후 슬러지케익(48)의 형태로 최종처분된다. 이때, 탈수과정에서 발생하는 탈수여액(50)은 침사지(60)로 유입되어 재처리를 되고, 반응조(8)에서 처리된 처리수(28)는 방류조(17)를 통하여 최종 방류된다.
다음은 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 하폐수처리 장치를 사용한 실험을 설명한다.
본 실험에서 반응조(66)는 철제판을 사용하여 제작하였고, 일일 하수처리량은 50㎥, 반응조의 용적은 12.5㎥이 되도록 하였으며, 포기는 공기공급시설(84)로부터 멤브레인 산기관을 사용하여 산소를 공급하도록 하였다.
표 1은 봄부터 여름에 걸쳐 운전한 결과와 그 운전조건을 보여주고 있다. 이는 유입 BOD가 32~93㎎/ℓ(평균 65㎎/ℓ), CODMn 22~78㎎/ℓ(평균 42㎎/ℓ), T-N 13~36㎎/ℓ(평균 25㎎/ℓ), T-P 1.8~4.4㎎/ℓ(평균 2.8㎎/ℓ)인 하수를 처리 시간(HRT) 6시간, 유입하수량 50톤/일의 규모하에서 12개월간 운전한 결과이고, 각 시료의 분석은 주 2회 간격으로 시행하였다.
표 1을 참조하면, 본 발명의 공정을 적용한 하수처리장의 유입수는 BOD농도가 평균 64.5㎎/ℓ으로 저농도로 유입되고 있다. 또한 대부분의 활성슬러지 미생물을 이용한 생물학적 고도처리에서 탄소와 질소의 비(C/N)는 4/1이상, 처리시간은 10시간 이상을 유지하는 것이 최적으로 알려져 있으나, 본 발명에서는 C/N비가 2.6/1이고, 처리시간이 6시간으로 일반적인 하수 고도처리공정과 비교하여 처리시간이 매우 짧고, 유입 유기물의 농도가 낮은 도시하수를 나타내고 있음에도, BOD제거율은 92%이상, 총질소(T-N)의 제거율은 76%이상, 총인(T-P)의 제거율은 82%로 높은 처리효율을 나타내었다.
표 2는 온도하강에 따른 처리효율의 영향을 고찰하기 위해 동절기에 걸쳐 운전한 결과와 그 운전조건을 보여주고 있다. 유입하수의 성상과 하수 처리시간(HRT)은 상술한 실험과 거의 동일한 조건에서 운전한 결과이고, 반응조 내의 고형물 처리시간(SRT)만 수온이 높은 계절과 비교하여 다소 증가시켜 운전을 수행하였으며, 각 시료의 분석은 주 2회 간격으로 시행하였다.
표 2에 보인 바와 같이, 유입하수의 BOD농도는 평균 66㎎/ℓ으로 상기의 하절기와 같이 저농도로 유입되고 있으며, 본 발명의 장치에 적용한 유입하수의 C/N비는 2.4/1이고, 처리시간은 6시간으로 일반적인 하수 고도처리공정과 비교하여 처리시간이 매우 짧았다. 또한 온도가 매우 낮은 동절기임에도, BOD제거율은 95%이상, 총질소(T-N)의 제거율은 73%이상, 총인(T-P)의 제거율은 82%로 온도의 영향을 거의 받지 않고 안정적인 처리수질과 높은 제거효율을 나타내었다.
표 3은 종래 활성슬러지 미생물을 이용한 질소 및 인 제거 공법과, 종래의 바실러스속 세균을 이용한 고도처리공법 및 본 발명에 의한 처리수의 결과를 비교하기 위하여 동절기에 운전한 처리수질의 평균치를 보인 것이다.
표 3에서 보인 바와 같이, 활성슬러지 미생물을 이용한 고도처리공법에 의한 처리수질을 살펴보면 처리수의 수질농도와 제거효율은 BOD의 경우에는 각각 5.8㎎/ℓ, 91.2%를 보이고 있으며, T-N의 경우에는 11.4㎎/ℓ, 59.3%를 나타내었고, T-P는 각각 1.0㎎/ℓ, 65.5%를 나타내고 있다. 이에 비하여, 본 발명에 의한 처리수의 수질농도 및 제거효율은 BOD의 경우에는 각각 3.2㎎/ℓ, 95.2%을, T-N의 경우에는 7.5㎎/ℓ과 73.1%을, T-P의 경우에는 0.5㎎/ℓ, 82.8%로 종래 활성슬러지 미생물을 이용한 고도처리 공법에서 처리시간이 10.5시간인 것과 비교하여 본 발명에서 처리시간은 6시간으로, 처리시간이 매우 짧음에도 제거효율은 월등히 뛰어난 결과를 얻었다. 또한 바실러스속 세균을 이용한 종래 처리공정에 의해 처리한 수질결과와 본 발명의 처리수질 결과를 비교해 보면 질소와 인의 제거효율은 오히려 개선된 결과를 얻을 수 있었다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하폐수 처리장치 및방법을 설명하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 하폐수 처리장치 및 방법에 의하면, 반응조내에 통성 혐기성균인 바실러스속 세균이 우점종인 것으로 인해 잉여슬러지의 발생량이 적고, 침사지와 세목스크린 및 유량분배조를 경유한 하폐수의 유입 SS성분(부유고형물)이 반응조로 유입되어 분해됨으로 전체처리공정에서 발생하는 슬러지 발생량의 감소와 최초침전지의 부지면적을 감소시킬 수가 있으며, 단일 반응조에서 질소제거와 처리과정 중에 발생하는 악취물질을 제거할 수 있다. 또한 내부반송이 없어 최종침전지에서 슬러지반송만을 하는 공정의 개선에 의해 유지관리가 간편하고 시설유지비를 절감할 수 있다.

Claims (7)

  1. 처리하고자 하는 하폐수에 포함된 협잡물, 미립자, 비 부식성 무기물질을 제거하기 위한 침사지 및 세목스크린과;
    상기 침사지 및 세목스크린의 유출수을 수용하기 위한 유량분배조와;
    바실러스속 세균이 배양된 반응조를 포함하되,
    상기 반응조는 일정한 용존산소의 농도를 갖고 상기 유량분배조로부터 공급되는 유출수가 수용되는 제 1 실과, 상기 제 1 실보다 낮은 용존산소의 농도를 갖는 제 2 실과, 상기 제 2 실보다 낮은 용존산소의 농도를 갖는 제 3 및 제 4 실을 구비하고,
    바실러스속 세균의 해체와 발아를 촉진시키기 위한 미생물 활성제를 녹여서 상기 제 1 실에 공급하기 위한 활성제 공급유니트와;
    무산소 상태의 환경을 갖도록 하고, 상기 반응조의 제 4 실로부터 이송된 처리수를 수용하며, 바실러스속 세균이 우점종이 된 일정량의 슬러지를 상기 제 1 실로 반송하는 최종침전지와;
    상기 최종침전지로부터 이송된 처리수를 수용하고 상등수가 방류되도록 하는 방류조와;
    상기 최종침전지에서 펌프에 의해서 이송된 잉여슬러지가 수용되는 슬러지저류조 및;
    상기 슬러지저류조로부터 이송되는 슬러지를 탈수하여 슬러지케익은 외부로배출하고, 탈수여액은 상기 침전지로 이송시키기 위한 탈수유니트를 포함하는 하폐수 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응조내의 미생물을 지속적으로 관측하기 위한 화상시스템을 포함하되,
    상기 화상시스템은 바실러스속 세균과 이 이외의 원생동물 및 슬러지의 플록을 관측하기 위한 위상차 현미경과;
    상기 위상차 현미경에 의해 관측된 미생물을 촬영하기 위한 카메라와;
    상기 카메라에 의하여 촬영된 미생물의 상태를 기록하기 위한 비디오세트와;
    상기 비디오세트에 의하여 재생되는 미생물에 관한 정보를 제공해 주는 모니터 및;
    상기 모니터상에 디스플레이 되는 미생물에 대한 정보를 인쇄하기 위한 프린터를 구비하는 하폐수 처리장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 미생물 활성제는 규소화합물(SiO2)와 마그네슘화합물(MgSO4ㆍ7H2O), 칼슘화합물(CaO), 망간화합물, 철화합물, 기타 미량의 무기화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료인 것을 포함하는 하폐수 처리장치.
  4. 침사지와 세목스크린을 통하여 처리하고자 하는 하폐수에 포함된 협잡물, 미립자, 비 부식성 무기물질을 제거하여 유출수를 형성하는 단계와;
    바실러스속 세균이 배양된 반응조의 제 1 실에 전체 공기공급량의 60~80%를 공급하고, 제 2 실, 제 3 실, 제 4 실은 20~40%로 점차 포기량을 감소시켜 점감포기하는 단계와;
    상기 제 1 실에 바실러스속 세균의 해체와 발아를 촉진시키기 위한 미생물 활성제를 녹여서 공급하는 단계와;
    상기 유출수를 유량분배조를 사용하여 상기 제 1 실에 공급하고, 상기 제 1 실로부터 제 4 실로 흐르면서 처리하여 처리수를 형성하는 단계와;
    최종침전지가 무산소 상태의 환경을 갖도록 하여 상기 반응조의 제 4 실로부터 이송된 처리수를 수용하고, 상기 최종침전지에서 바실러스속 세균이 우점종된 일정량의 슬러지를 상기 제 1 실로 반송하는 단계를 포함하는 하폐수 처리방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 실, 제 2 실, 제 3 실 및 제 4 실의 용존산소의 농도는 각각 0.5~1.0㎎/ℓ, 0.~0.4㎎/ℓ, 0.1~0.2㎎/ℓ인 것을 포함하는 하폐수 처리방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 최종침전지의 슬러지 처리량에 대하여 1~3%의 슬러지를 상기 유량분배조로 반송하는 단계를 포함하는 하폐수 처리방법.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 실로 반송되는 슬러지는 유입되는 유출수에 대하여 50~100%인 것을 포함하는 하폐수 처리방법.
KR1020010034323A 2001-06-18 2001-06-18 하폐수 처리장치 및 방법 KR20020095946A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010034323A KR20020095946A (ko) 2001-06-18 2001-06-18 하폐수 처리장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010034323A KR20020095946A (ko) 2001-06-18 2001-06-18 하폐수 처리장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020095946A true KR20020095946A (ko) 2002-12-28

Family

ID=27709679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010034323A KR20020095946A (ko) 2001-06-18 2001-06-18 하폐수 처리장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20020095946A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150101524A (ko) 2014-02-26 2015-09-04 주식회사 비.씨.오 수처리 여과 및 세척장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150101524A (ko) 2014-02-26 2015-09-04 주식회사 비.씨.오 수처리 여과 및 세척장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4487697A (en) Biological waste-water-treatment method
KR100277597B1 (ko) 토양미생물을 이용한 하폐수의 무취 고도처리 방법
US6423229B1 (en) Bioreactor systems for biological nutrient removal
KR100203050B1 (ko) 하수처리 시스템 및 그 하수처리 시스템을 이용한 하수처리 방법
KR100229237B1 (ko) 분뇨의 고도 처리 방법 및 그 장치
KR100331898B1 (ko) 생물·화학적 고도 하수처리 방법
KR100430382B1 (ko) 고농도 유기물, 질소, 인 함유 축산폐수의 처리 방법 및 그에 사용되는 처리 시스템
KR950004165B1 (ko) 분뇨 및 고농도 유기 오 · 폐수의 고도처리 방법
KR100479649B1 (ko) 축산 폐수 처리공정 및 장치
KR20210040632A (ko) 다양한 고농도 폐액의 아질산화 반응과 미생물 배양강화를 통한 하수처리장 수처리공정에서 혐기성 암모늄 산화 공법 기반의 하수처리 시스템
KR20020079029A (ko) 막분리 활성 슬러지법을 이용한 슬러지 무배출 하폐수처리 공정
KR100705541B1 (ko) 하·폐수에서 영양염류를 제거하기 위한 하·폐수처리방법 및장치
KR100440748B1 (ko) 연속회분식 혐기성공정과 고도처리공정을 결합한 고효율 축산폐수 처리 시스템
KR20010088116A (ko) 황과 패각을 이용한 독립 영양 탈질 공정
KR100465524B1 (ko) 분리막과 바실러스균을 이용한 하,폐수 고도처리장치 및방법
KR100378228B1 (ko) 하폐수 처리장치
KR20010045253A (ko) 하수 고도처리장치와 이 장치를 이용한 하수처리방법
Inamori et al. Domestic sewage treatment using an anaerobic biofilter with an aerobic biofilter
KR20020095946A (ko) 하폐수 처리장치 및 방법
KR100191195B1 (ko) 고효율 분뇨 처리 방법 및 그 장치
KR100321679B1 (ko) 분배유입방식을이용한폐수의정화방법
KR960011888B1 (ko) 질소, 인제거 겸용 생물학적 하,폐수처리장치 및 그 처리방법
KR20050029872A (ko) 하수의 처리 장치 및 방법
KR100393921B1 (ko) 부식화 반응에 의한 오·폐수의 고도처리공정
KR200168714Y1 (ko) 바실러스 종 혼합균에 의한 하ㆍ폐수정화처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application