KR20030078421A - 하폐수의 질소, 인 제거장치 및 이를 이용한 하폐수중질소, 인의 제거방법 - Google Patents
하폐수의 질소, 인 제거장치 및 이를 이용한 하폐수중질소, 인의 제거방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030078421A KR20030078421A KR1020020017457A KR20020017457A KR20030078421A KR 20030078421 A KR20030078421 A KR 20030078421A KR 1020020017457 A KR1020020017457 A KR 1020020017457A KR 20020017457 A KR20020017457 A KR 20020017457A KR 20030078421 A KR20030078421 A KR 20030078421A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- filter
- filter medium
- sewage
- water
- nitrogen
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 title 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 128
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 8
- -1 ocher Substances 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 2
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 abstract 4
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 abstract 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 44
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 44
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 10
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 8
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 6
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 3
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N Adenosine triphosphate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 2
- ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N Adenosine triphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- 229960001456 adenosine triphosphate Drugs 0.000 description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 2
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxybutyric acid Chemical compound CC(O)CC(O)=O WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000605159 Nitrobacter Species 0.000 description 1
- 241000605122 Nitrosomonas Species 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 230000009056 active transport Effects 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000000378 dietary effect Effects 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- LFLZOWIFJOBEPN-UHFFFAOYSA-N nitrate, nitrate Chemical compound O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O LFLZOWIFJOBEPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000271 synthetic detergent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
- B01D35/30—Filter housing constructions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
- B01D39/1638—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being particulate
- B01D39/1646—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being particulate of natural origin, e.g. cork or peat
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
Abstract
본 발명은 하폐수의 질소`인 제거장치 및 이를 이용한 하폐수중 질소`인 제거방법에 관한 것으로서, 구체적으로는, 전처리수를 집수하여 저장하고 있는 중간집수조(1)와, 상기 중간집수조(1)로부터 유입되는 오수를 여과하여 처리하는 필터하우징(2)과, 중간집수조(1)에서 필터하우징(2)으로 가는 유입수 관로에 밸브(7)를 경유하여 개재되는 여과재투입탱크(3)와, 필터하우징의 여과재 코팅공정 및 여과공정 수행을 위한 압력을 제공하는 유입펌프(4)와, 사용후 여과재 탈리에 압력을 제공하기 위한 에어콤푸레샤(5), 및 여러개의 밸브들(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)로 구성되는 질소`인 제거장치 및 이를 이용한 질소`인 제거방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 하`폐수 중에 용존하고 있는 질소와 인의 제거방법 및 그 장치에 관한 것으로, 구체적으로, 폭기조 등의 생물학적 전처리를 이용하여 용존성 BOD를 제거한 하폐수에 물리적 단위공정인 여과공정을 적용함으로써 영양염류인 질소 및 인을 제거할 수 있게 된 질소`인 제거방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 우리나라의 경제가 향상되고 산업이 급속하게 발전함에 따라 환경오염도 급속히 진행되어 수질환경 훼손이 심화되고 있는데, 특히 하천, 호수 등의 수자원으로 질소, 인과 같은 영양염류가 유입되어 적조, 부영양화(eutrophication) 현상 등을 유발시킴으로써, 어패류의 폐사로 인한 수중생태계 파괴, 수자원 활용가치의 하락, 상수처리 비용의 상승 등 여러 가지 심각한 문제점들이 발생하고 있다.
이와 같은 영양염류중 질소는 주로 유기질소와 암모니아 질소 형태로 폐수중에 배출되어 환경에 방출된 다음 미생물에 의해 아질산염으로 전환된 후 다시 질산염으로 전환되는 데, 이 과정에서 매우 큰 산소요구량을 필요로 함으로써 수질을 오염시키는 문제점을 발생시킨다.
또한, 인은 모든 생체에서 필수구성물질로 요구하는 물질이면서도 환경중에 이용 가능한 형태로 존재하는 양이 매우 적어 적조 및 부영양화시 한계물질로서 작용함으로써, 수질오염의 주 요인으로 주목되고 있는 물질이다.
수계를 포함한 환경중에서 탄소는 CO2의 형태로, 산소는 공기중에, 에너지원은 태양광의 형태로 거의 무한히 존재하기 때문에 이와 같은 질소와 인은 일반적인 탄소화합물과 달리 매우 적은 양으로도 큰 오염을 유발시킬 수 있으며, 이에 따라, 선진국의 경우 이미 이러한 적조 및 부영양화의 원인물질인 질소와 인을 하수처리 과정에서 제거하기 위한 다양한 질소, 인 제거시스템을 연구개발, 실용화하여 그 적용기술을 축적해 가고 있는 반면, 우리나라의 경우 아직까지 주로 탄소화합물로 이루어진 유기물 제거에 수처리의 초점을 맞추어 2차 처리인 활성슬러지 공정까지 만을 운영하고 있어 문제의 질소와 인은 거의 처리되지 않은 채 그대로 하천에 방류되거나 호수 및 저수지로 유입되어 왔기 때문에, 질소와 인의 수계 유입에 의한 수질오염에 대해서는 거의 무방비 상태였다고 할 수 있다.
지금까지 질소 및 인으로 인한 수질오염 문제를 해결하기 위하여 물리적, 화학적 또는 생물학적인 단위공정에 의해 질소`인을 동시에 처리하고자 하는 여러 가지 공정이 개발되어 왔는데, 가장 일반적으로 적용되는 생물학적 질소`인 제거원리를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 일반적인 인 제거 기작을 설명하기 위하여 도시하수의 성상을 살펴보면, 인 농도는 5∼15㎎/L 정도로서, 이중 합성세제에서 유래하는 것이 50∼70%, 분뇨 및 음식찌꺼기에서 유래하는 것이 30∼50% 정도로 알려져 있으며, 이렇게 하수에 방출된 인은 다음과 같은 생물학적 방법 및 원리에 의해 제거될 수 있다.
최초 침전조에서 부유성 고형물질이 제거된 오수가 혐기성 반응조로 유입되면 Acinetobactor, Pseudomonas, Aeromomas 등 소위 Bio-P 미생물에 의해 오수중 유기물이 흡수되어 PHB(poly-β-hydroxybutyric acid: 폴리-β-히드록시부티르산) 형태로 세포 내에 축적되고, 이렇게 유기물이 미생물에 의해 흡수 및 분해되는 과정에서 유기 인 화합물 형태로 포함되어 있던 유기물중 인이 정인산(Orthophosphates)의 형태로 세포외부로 방출되는데, 이와 같이 PHB 형태로 유기물을 축적하고 인을 방출시킨 Bio-P 미생물이 다시 호기성 조건하에 놓이게 되면 축적된 PHB를 산화분해하면서 인을 과잉으로 섭취하려고 하는 특성을 가지게 된다.
여기서, 오수중 유기물은 세포 외의 물질을 에너지를 소비하면서 세포 내로 이동시키는 능동수송(active transport)에 의해 세포 내로 흡수되며, 이렇게 흡수된 유기물은 PHB 형태로 전환되어 저장되고, 호기성 상태가 되면 세포 내에 저장되었던 PHB를 분해시켜 ATP(adenosine 5'-triphosphate: 아데노신 5'-삼인산)를 합성한 후 이렇게 생성된 에너지를 다시 사용하여 인을 세포 내로 흡수하여 폴리인산으로 저장하는 인의 과잉섭취(luxury uptake) 현상이 발생한다.
인의 생물학적 제거란 결국 호기상태에서 상기와 같은 기작을 통해 인을 과잉섭취한 상태의 미생물을 슬러지의 형태로 제거함으로써 이루어지는 것이라 할 수 있다.
한편, 상기와 같은 인의 과잉섭취를 위해서는 우선적으로 인의방출(phosphorus release)이 진행되어야 하는데, 인 방출시 산소 외의 다른 전자수용체(electron acceptor), 즉, NO3 -와 같은 물질이 존재하면, 인 방출이 방해를 받게 되어 효율적인 인 제거기작을 저해할 수 있으므로 인 제거작업 전에는 항상 질소의 제거작업이 선행되는 것이 일반적으로서, 이와 같은 질소의 생물학적 제거방법을 자세히 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로, 하폐수에 유입되는 질소의 형태는 유기질소(organic-N) 또는 암모니아성 질소(NH3-N)로서, 생물학적 질소제거 공정에서는 이와 같은 유기질소 또는 암모니아성 질소를 호기성 상태의 활성슬러지 폭기조에 투입하여 질산화 과정을 통하여 질산성 질소(NO3-N)로 전환시킨 후 다음 단계로 무산소 상태(Anoxic)의 반응조에 투입하여 탈질이 되도록 함으로써 질산성 질소(NO3-N)를 질소가스로 바꾸어 대기중으로 방출하는 방법을 사용하게 된다.
즉, 생물학적 질소 제거 공정은 유입수 내의 암모니아와 유기질소를 호기성 조건에서 질산염으로 변화시키는 질산화공정(nitrification process)과 상기 질산화공정에 의해 질산화된 질산염을 혐기성 조건에서 생물학적 환원작용에 의해 질소가스로 전환시키는 탈질공정(denitrification process)으로 구성되는 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 질산화공정은 생물학적 산화에 의해 암모늄(NH4 +)을 아질산염(NO2 -)으로, 아질산염(NO2 -)을 다시 질산염(NO3 -)의 형태로 전환시키는 공정으로서, 자연상태에서 이러한 질소 대사과정에 관여하는 미생물들은 산소가 풍부한 호기성 상태이고 질소가 존재하는 환경이면 어느 곳에서나 볼 수 있다.
이와 같은 두 단계의 물질대사는 서로 다른 종류의 박테리아에 의해 일어나게 되는 데, 상기 암모늄 산화는 Nitrosomonas 과에 속하는 미생물에 의해 하기 화학식과 같이 수행되고,
2NH4 ++ 3O2→ 2NO2 -+2H2O + 4H++ 세포증식
아질산염의 산화는 Nitrobacter 과에 속하는 미생물에 의해 하기 화학식과 같이 수행된다.
2NO2 -+ O2→ 2NO3 -+ 세포증식
활성 슬러지내의 기타 미생물들은 유기성 탄소화합물들의 산화로부터 에너지를 얻는 종속영양미생물(heterotrophs)인 반면, 질산화에 관여하는 상기 두 미생물군은 무기성 질소화합물들의 산화로부터 그들의 에너지를 얻는 독립영양미생물(chemolithoautotrophs)로서 다른 종속영양미생물에 비해 그 성장속도가 느리다.
탈질공정은 산소가 존재하지 않는 조건에서 미생물이 유기물을 분해 할 때 최종 전자수용체(final electron acceptor)로서 산소대신 질산성 질소(NO3 -)를 이용함으로써 질산성 질소를 질소가스로 전환시켜 제거하는 공정으로서, 이러한 탈질에 관여하는 미생물은 질산성 미생물과는 달리 전자 수용체로 산소 또는 질산성 질소를 모두 사용할 수 있는 임의성 미생물이며, 자연환경 중에 널리 존재한다.
이와 같은 탈질공정에서 상기 질산염은 최종전자수용체(terminal electron acceptor)로서 역할하여 중간생성물인 아질산염으로 환원된 후 최종적으로 질소가스(N2) 형태로 대기중에 방출된다.
NO3 -→ NO2 -→ N2↑
여기서, 상기 탈질공정은 생물학적 합성을 위한 탄소원으로서 유기탄소(organic carbon)를 필요로 하게 된다.
이상과 같은 질소 및 인의 생물학적 제거원리를 적절히 혼합하여 두가지 물질을 동시에 제거하는 기존의 생물학적 처리공정(이하, 고도처리공정이라 함)으로는 A2/O공정, 바덴포(Bandenpho)공정, UCT(University of Cape Town)공정, VIP(Virginia Initiative Plant)공정 등이 있는데, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
A2/O법은, 도 1A에 도시된 바와 같이, 1차 침전조(100)에서 침전처리되어 침전성 고형물질이 제거된 오수를 혐기성 반응조(200), 무산소 반응조(300), 호기성 반응조(400), 2차 침전조(500)로 구성되는 시스템에 통과시켜 처리한 후 방류하는 것으로서, 무산소 반응조(300)에서는 호기성 반응조(400)로부터 반송된 질산염과 아질산염 형태의 질소화합물의 탈질이 이루어짐으로써 질소제거 공정이 이루어지고, 호기성 반응조(400)에서는 질산화 반응과 함께 상기 혐기성 반응조(200)에서 방출된 인이 과잉흡수되는 공정이 이루어지며, 이렇게 인을 과잉흡수한 미생물은 슬러지 폐기를 통하여 제거된다.
바덴포(Bandenpho)법은, 도 1B에 도시된 바와 같이, 인 및 질소의 제거효율을 증가시키기 위해 상기 A2/O법을 변형한 것으로서, 제1침전조(100)를 거친 하폐수 등의 유입수를 혐기성 반응조(200), 제1무산소 반응조(300), 제1호기성 반응조(400), 제2무산소 반응조(500), 제2호기성 반응조(600) 및 제2침전조(700)를 통해 일련되게 처리하여 방류하는 방법이다. 이때, 상기 제1호기성 반응조(400)에서는 유입수량의 1-3배를 반송시키며, 상기 제2침전조(700)에서는 유입수량 0.5배의 반송슬러지를 혐기성 반응조(200)로 반송시킨다.
상기 UTC(University of Cape Town)법은, 도 1C에 도시된 바와 같이, 제1침전조(100)를 거친 유입수를 혐기성 반응조(200), 무산소 반응조(300), 호기성 반응조(400) 및 제2침전조(500)를 통해 일련되게 처리하여 방출하는 것으로, 반송슬러지의 NOx에 의한 방해현상을 줄이기 위해 무산소 반응조(300)에서 유입수량의 1-2배의 양을 혐기성 반응조(200)에 반송하고, 호기성 반응조(400)에서도 유입수량의1-2배를 무산소 반응조(300)로 반송시킴과 아울러 제2침전조(500)에서는 유입수량 0.5배의 반송슬러지를 무산소 반응조(300)로 반송시키는 방법이다.
상기 VIP(Virginia Initiative Plant)법은, 도 1D에 도시된 바와 같이, 제1침전조(100)를 거친 하폐수 등의 유입수를 혐기성 반응조(200), 무산소 반응조(300), 호기성 반응조(400), 제2침전조(500)를 통하여 처리한 후 방류하는 것으로서, 상기 무산소 반응조(300)에서는 유입수량의 1-2배를 혐기성 반응조(200)로 반송하며, 상기 호기성 반응조(400)에서는 유입수량의 1-2배를 무산소 반응조(300)로 반송시킴과 아울러 제2침전조(500)에서는 유입수량의 0.5배의 반송슬러지를 무산소 반응조(300)로 반송하는 방법인데, 그 내용은 상기 UCT법과 동일하나, VIP법의 경우 각각의 반응조가 2개 이상으로 직렬 배치됨을 특징으로 한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 생물학적 질소`인 처리공정은 우리나라의 기존처리장 및 신규시설에 실제 적용시에 국내하수의 성상 및 계절적 조건 등과 맞지 않아 다음과 같은 문제점을 유발시키게 된다.
첫째, 국내 오폐수의 경우 유입하수의 유기물(BOD) 부하가 낮아 제거효율이 떨어진다.
즉, 국내의 하수수집시스템은 합류식이 많으며, 하수관거의 정비가 불량하고, 곡물위주의 식생활 문화로 인해 유입하수의 성상이 전반적으로 유기물의 농도는 낮고, 질소의 농도는 매우 높다는 특성을 가지고 있는데, 현재 도입되고 있는 상기 A2/O, 바덴포(Bardenpho), UCT, VIP 등의 외국기술은 유기물:질소의 비가 적어도 5:1이상에서 제 기능을 발휘하는 공법으로서, 유기물:질소의 비가 약 3:1 정도인 우리나라 하수 특성상 제거율이 상대적으로 떨어지게 되는 것이다.
둘째, 계절적인 수온변화에 적응력이 약하다.
즉, 우리나라는 사계절이 뚜렷하게 구분되는 지역으로서 여름철에는 기온이 높으며, 겨울철에는 반대로 기온이 매우 낮다. 그러나, 상기 외국기술들은 이에 대한 적응력이 약하여 여름철에는 비교적 온도가 높아 침전조에서 슬러지부상 등의 문제가 발생하고, 겨울철에는 상대적으로 온도가 낮아 제거효율이 급격히 감소하는 경향을 보이게 된다.
셋째, 기존 처리장에의 적용이 어렵다.
즉, 외국기술의 반응조 체류시간(HRT: hydraulic retention time)은 보통 8∼24시간 이상으로 길게 운전되므로 이를 현재 운전되고 있는 국내 하수처리장에 적용하기 위해서는 불가피하게 반응조의 증설이 필요하게 되며, 이를 위해서는 별도의 부지확보 및 추가시설공사가 필요하게 된다.
넷째, 처리장 신설 및 개조시 공사금액이 상승하며, 유지관리비가 증가된다.
종래의 생물학적 질소`인 제거방법은 혐기성 및 무산소 반응조를 유지하기 위하여 상기 반응조에 교반기 등 별도의 부대장비의 추가를 필요로 하는데, 이에 따라 초기 투자비가 증가됨과 아울러, 유지관리비용이 상승한다는 단점을 가지고 있다.
한편, 상기와 같은 종래의 질소`인 제거기술들은 생물학적 방법이라는 고유의 특성상, 용존성 BOD가 아닌 부유성 또는 콜로이드성 오염물을 제거하지 못하므로 이들을 제거하기 위한 부가적인 처리장치의 증설을 또 다시 필요로 하게 됨으로써, 처리효율과 시설 및 운전관리 비용이라는 양 측면에 모두 문제점이 있는 근본적인 약점을 가지고 있다고 할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 그 목적은 용존성 BOD 뿐만 아니라 부유성 또는 콜로이드성 오염물질까지도 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 우리나라의 실정에 맞게 유입하수의 유기물 부하가 낮은 상태에서나 계절적인 온도변화에도 큰 영향을 받지 않는 도록 시설의 크기 및 복잡성을 최소화하고 이에 따라 시설 및 유지 관리비용을 크게 저감할 수 있는 하폐수의 질소, 인 제거방법 및 그 장치를 제공하고자 하는 것이다.
이를 위한 본 발명은, 전처리수를 집수하여 저장하고 있는 중간집수조(1)와, 상기 중간집수조(1)로부터 유입되는 오수를 여과하여 처리하는 필터하우징(2)과, 중간집수조(1)에서 필터하우징(2)으로 가는 유입수 관로에 밸브(7)를 경유하여 개재되는 여과재투입탱크(3)와, 필터하우징의 여과재 코팅공정 및 여과공정 수행을 위한 압력을 제공하는 유입펌프(4)와, 사용후 여과재 탈리에 압력을 제공하기 위한 에어콤푸레샤(5), 및 여러개의 밸브들(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)로 구성되는 질소`인 제거장치 및 이를 이용한 질소`인 제거방법을 제공하는 것으로 이루어진다.
도 1은 일반적인 하폐수중 질소 및 인의 제거장치를 개략적으로 보인 계통도로서,
도 1A는 A2/O 공정을 보인 것이고,
도 1B는 바덴포공정을 보인 것이고,
도 1C는 UCT 공정을 보인 것이고,
도 1D는 VIP 공정을 보인 것이다.
도 2는 본 발명의 하폐수중 질소`인 제거장치를 개략적으로 보인 계통도.
도 3은 본 발명의 질소`인 제거장치를 이용한 하폐수중 질소`인의 제거방법을 개략적으로 보인 블록도.
도 4는 본 발명 질소`인 제거장치의 질소 및 인의 제거기작을 나타낸 단면도로서,
도 4A는 여과층에서 오염물이 여과되는 기작을 보인 것이고,
도 4B는 여과재 입자 내에서 오염물질이 흡착되는 기작을 보인 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 중간집수조 2: 필터하우징
3: 여과재 투입탱크 4: 유입펌프
5: 에어콤푸레샤
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 하폐수의 질소`인 제거방법 및 그 장치의 기술적 사상을 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 흡착여재를 이용한 질소`인 제거장치가 사용되는 질소`인 처리 시스템을 개략적으로 보인 계통도이고, 도 3은 본 발명 제거장치를 이용하여 질소`인을 제거하는 공정을 나타낸 블록도이며, 도 4A 및 B는 본 발명의 장치에서 코팅된 여과층에 의한 질소`인 제거기작을 개략적으로 보인 단면도이다.
본 발명의 질소`인 처리장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전처리수를 집수하여 저장하고 있는 중간집수조(1)와, 상기 중간집수조(1)로부터 유입되는 오수를 여과하여 처리하는 필터하우징(2)과, 중간집수조(1)에서 필터하우징(2)으로 가는 유입수 관로에 밸브(7)를 경유하여 개재되는 여과재투입탱크(3)와, 필터하우징의 여과재 코팅공정 및 여과공정 수행을 위한 압력을 제공하는 유입펌프(4)와, 사용후 여과재 탈리에 압력을 제공하기 위한 에어콤푸레샤(5), 및 오수, 여과재, 공기, 탈리된 여과재 등의 유로를 변경하기 위한 여러개의 밸브들(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)로 구성된다.
상기 중간집수조(1)는 유기성 오폐수에 대하여 일반적인 생물학적 전처리를 수행함으로써 용존성 BOD가 제거된 전처리수를 집수하여 상기 필터하우징(2)으로 보내기 위한 것으로서, 단순한 집수기능 뿐만 아니라 필터하우징(2)에 의해 처리되는 유량을 일정하게 조정하기 위한 유량조정조의 기능도 겸하고 있다고 할 수 있다.
상기 중간집수조(1)에서 필터하우징(2)으로 가는 전처리수 유입 관로는 상기여과재투입탱크(2)에서 나온 여과재 유입 관로와 합류한 후 유입펌프(4)를 거쳐 필터하우징(2)으로 들어가는데, 상기 유입펌프(4)는 필터하우징의 여과재 지지부재(Supporter; S)에 여과재를 코팅(Coating)하는 여과재 코팅공정 및 중간집수조로부터 필터하우징(2)에 전처리된 오수를 유입하여 여과를 수행하는 여과공정시 적절한 수압을 제공하는 역할을 하게 된다.
상기 필터하우징(3)는 그 내부에 여과재의 코팅을 위한 여과재 지지부재(S)가 구비되는 조로서, 상기 중간집수조(1)로부터 유입된 전처리수를 여과하여 질소 및 인을 제거하는 역할을 한다.
상기 여과재 지지부재(S)는 10-200㎛ 크기의 미세 기공이 형성된 STS(Stainless Steel) 또는 플라스틱 재질의 밀폐된 관형의 용기로서, 표면에 코팅되는 여과재의 지지체 역할을 하게 된다.
상기 여과재 투입탱크(2)는 상기 필터하우징(2) 내 여과재 지지부재(S) 상에의 여과재 코팅시 코팅될 여과재와 물이 투입되어 혼합되는 곳으로서, 여과재와 물이 고루 혼합될 수 있도록 하기 위한 교반장치가 구비된다.
상기 에어콤푸레샤(5)는 여과공정을 모두 마친 후 여전히 여과재 지지부재(S) 표면상에 부착되어 남아 있는 여과재를 압력 탈리시키기 위한 압력을 제공하는 역할을 하는 것으로서 한쪽 관로는 상기 유입펌프(4)와 필터하우징(2)의 중간지점에 연결되고 나머지 한쪽 관로는 상기 필터하우징(2)과 밸브(10)의 중간지점에 연결된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 질소`인 제거 시스템은, 도 3에 나타낸바와 같이, 필터하우징(2) 내 여과재 지지부재(S) 외부 표면상에 여과재를 코팅하는 여과재 코팅공정(ST100), 중간집수조(1)로부터 필터하우징(2)으로 오수를 유입시켜 여과재 지지부재(S) 상에 코팅된 여과층을 통과시킴으로써 하폐수중 오염물을 여과 제거하는 여과공정(ST200) 및 여과 완료후 코팅된 여과재를 탈리`제거하는 여과재 탈리공정(ST300)을 통하여 오수중 질소와 인을 제거하게 되는데, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 필터 하우징(2) 내 여과재 지지부재(S) 외부 표면에 여과재를 코팅하기 위한 여과재 코팅공정(ST100)은 하기와 같은 순서로 수행된다.
1) 여과재 투입탱크(3)에 상수를 채우고 (7), (9)번 밸브를 열고 유입펌프(4)를 가동하여 상수를 순환시킨다.
2) 여과재 투입탱크(3)에 교반장치를 가동하면서 여과재를 투입하고 약 5-30분간 계속 순환시킴으로써 여과재를 필터하우징(2) 내 여과재 지지부재(S) 외부 표면상에 코팅시켜 여과층을 형성시킨다. 여기서, 여과재는 부착 여과재층의 두께가 1-10mm가 될 수 있는 양으로 투입된다.
본 발명에서, 여과재로는 주로 PAC(Powder Activated Carbon), 맥반석 분말, 황토, 제올라이트 또는 규조토가 사용되는데, 이들은 공통적으로 입자 내부 공극에 형성되는 표면적이 매우 넓은 물질들로서 일반적인 여과재로서의 기능과 함께 입자 내부 공극에 오염물질을 흡착하는 기능도 함께 가지고 있어서, 좀 더 정확하게는 흡착성 여과재라고도 할 수 있다.
이와 같은 여과재 코팅공정(ST100)을 마치게 되면 여과재가 약 1-10mm의 두께로 여과재 지지부재(S) 외부 표면상에 코팅됨으로써 이어지는 여과작업을 위한 준비를 마치게 되는 것이다.
이와 같이 여과재 지지부재(S) 외부 표면상에 여과재가 코팅된 필터하우징(2)을 이용하여 다음과 같은 순서로 여과공정(ST200)이 수행된다.
1) (7), (9)번 밸브를 닫아 여과재 코팅공정을 종료한다.
2) (6), (10)번 밸브를 열어 중간집수조(1)로부터 필터하우징(2)으로 오수를 유입시켜 여과를 수행한다. 여기서, 필요시에는 유입펌프(4)를 가동하여 여과를 위한 압력을 제공한다.
본 발명에서는, 상기 1)의 과정 이후, 코팅된 여과재가 어느 정도 건조되어 코팅 강도가 높아질 수 있도록 3-7분 정도의 시간 동안 방치할 수도 있다.
상기와 같은 여과공정(ST200)을 통하여 오수에 포함된 콜로이드성 또는 부유성 물질과 함께 질소와 인이 제거되는데, 도 4A 및 B에 나타낸 바와 같이, 오수중에 포함된 콜로이드성 및 부유성 오염물들은 여재층의 공극을 통과하지 못함으로써 여과`제거되며, 주로 이온 상태로 존재하는 질소`인 화합물은 여과재 내부 공극에 형성되는 표면에 흡착됨으로써 제거되는 것이다.
또한 여과재에 의해 이렇게 콜로이드성 물질 및 부유성 물질이 제거된 오수는 여과재 지지부재(S)의 미세 기공을 통하여 지지부재 내부로 들어간 후 처리수로서 유출된다.
이상과 같은 여과공정(ST200)을 수행하고 나면, 다음과 같은 순서로 여과재 탈리공정(ST300)이 수행된다.
1) (6)번 밸브를 닫고 (8)번 밸브를 연 후 에어콤푸레샤(5)를 가동하여 필터하우징(2) 내부에 남아있는 오수를 공기압으로 밀어냄으로써 마저 여과시켜 유출수 관로를 통하여 유출시킨다.
2) (12)번 밸브를 열어 필터하우징(2) 내에 남아있는 잔여 오수를 배수시킨다.
3) (8), (10), (12)번 밸브를 닫고 (11)번 밸브를 연 후 에어콤푸레샤(5)를 가동하여 여과재 지지부재(S) 내부로부터 공기압을 밀어냄으로써 코팅된 여과재를 탈리시킨다.
4) (13)번 밸브를 열고 탈리된 여과재의 케이크(Cake)를 배출시킨다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 질소`인 제거 방법 및 장치를 사용할 경우, 질소`인과 함께 1차 생물학적 처리 또는 전처리에서 제거되지 않은 콜로이드성 또는 부유성 오염물을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 실제 여과공정시에만 필터하우징(2) 내 여과재 지지부재(S)에 여과재를 코팅하여 여과를 실시하고 사용된 여과재는 탈리하여 제거하므로 일반적인 여과장치의 가장 큰 약점으로 지적되고 있는 여과막 폐쇄현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예로서, 상기와 같이 구성 및 작동되는 본 발명 질소`인 제거장치의 시험플랜트(Pilot Plant)를 제작하여 수처리장치로서의 각종 효과를 시험하였으나, 본 발명을 이에 제한하고자 하는 것은 아니다.
시험을 위하여 제작된 Pilot Plant에서는 밀폐된 원통형의 여과재 지지부재를 사용하고 여과재로서 규조토와 활성탄(Powder Active Carbon)을 함께 사용하였으며, 그 구체적인 제원은 하기 표 1과 같다.
| 구 분 | 제 원 |
| 여과재 | 규조토 #200, 규조토 #300, PAC |
| Plant 외형 규격 | 길이1.2m × 너비0.8m × 높이1.8m |
| 여과재 지지부재 Size | 직경60mm × 길이570mm |
| 여과재 지지부재 재질 | STS 304 |
| 처리 용량 | 15 - 25 m3/day |
| 여과 면적 | 0.1 m2 |
상기와 같은 제원으로 제작된 Pilot Plant를 사용하여 실험실에서 제조된 인공폐수를 처리하는 효과시험을 실시하였다. Pilot Plant의 운전조건은 하기 표 2에, 그에 따른 시험 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
| 구 분 | 조 건 |
| 운전 압력 | 1.1 - 1.5 kgf/cm2 |
| 여과층 두께 | 2 mm |
| 처리수량 | 12 l/min |
| Flux(투과유속) | 7,200 l/hr·m2 |
| 시험 항목 | 원수의 오염물질농도 (mg/l) | 처리수의 오염물질농도 (mg/l) | 오염물질 제거율(%) |
| BOD | 100.4 | 2.0 | 98 |
| SS | 47.0 | 0 | 100 |
| T-N(총질소) | 7.49 | 1.75 | 76 |
| T-P(총인) | 1.52 | 0.09 | 94 |
시험 결과, 이온 상태의 용존성 물질인 질소와 인에 대해서 각각 76%와 94%의 높은 제거율을 보임으로써 질소`인에 대한 높은 제거 능력을 가지고 있음을 증명하였을 뿐만 아니라 BOD와 SS에 대하여서도 각각 98% 및 100%의 제거율을 보임으로써 거의 완벽한 유기물 제거효율을 가지고 있음이 밝혀졌다.
다음에, 인공적으로 제조된 오수가 아닌 실제 오수처리 시설에서 배출되는 오수를 상기 Pilot Plant에 적용하여 효과를 시험하였다. 오수는 2곳의 일반 아파트 오수처리시설에서 처리된 처리수를 사용하였으며, Pilot Plant의 각 운전조건은 하기 표 4 및 표 6에, 그에 따른 시험 결과는 하기 표 5 및 표 7에 나타내었다.
| 구 분 | 조 건 |
| 운전 압력 | 2.0 - 2.5 kgf/cm2 |
| 여과층 두께 | 2 mm |
| 처리수량 | 9.5 l/min |
| Flux(투과유속) | 5,700 l/hr·m2 |
| 시험 항목 | 원수의 오염물질농도 (mg/l) | 처리수의 오염물질농도 (mg/l) | 오염물질 제거율(%) |
| BOD | 30.3 | 0.3 | 99 |
| SS | 19.5 | 0 | 100 |
| T-N(총질소) | 23.57 | 9.38 | 60 |
| T-P(총인) | 2.21 | 0.99 | 55 |
| 구 분 | 조 건 |
| 운전 압력 | 2.0 - 2.5 kgf/cm2 |
| 여과층 두께 | 2 mm |
| 처리수량 | 14 l/min |
| Flux(투과유속) | 8,400 l/hr·m2 |
| 시험 항목 | 원수의 오염물질농도 (mg/l) | 처리수의 오염물질농도 (mg/l) | 오염물질 제거율(%) |
| BOD | 23.2 | 1.2 | 95 |
| SS | 49.4 | 0 | 100 |
| T-N(총질소) | 33.4 | 18.42 | 45 |
| T-P(총인) | 3.64 | 1.28 | 64 |
시험 결과, 아파트의 오수처리시설에서 배출되는 실제 오수를 이용한 시험에서도 이온 상태의 용존성 물질인 질소와 인에 대해서 45%-60%의 비교적 높고 균일한 제거율을 보임으로써 질소`인 제거장치로서의 효율을 증명하였을 뿐만 아니라, BOD와 SS에 대하여 95%-100%의 제거율을 보임으로써 실제 생활하수에 적용하여도 거의 완벽한 유기물 제거효율 보임이 밝혀졌다.
다음에, 유기물 부하가 낮은 산업폐수에의 적용 가능성을 시험하기 위하여, 염색단지 폐수 종말처리장의 처리수를 본 발명 Pilot Plant에 적용하여 효과를 시험하였다. Pilot Plant의 각 운전조건은 하기 표 8에, 그에 따른 시험 결과는 하기 표 9에 나타내었다.
| 구 분 | 조 건 |
| 운전 압력 | 2.0 - 2.5 kgf/cm2 |
| 여과층 두께 | 2 mm |
| 처리수량 | 14.5 l/min |
| Flux(투과유속) | 8,700 l/hr·m2 |
| 시험 항목 | 원수의 오염물질농도 (mg/l) | 처리수의 오염물질농도 (mg/l) | 오염물질 제거율(%) |
| BOD | 32.7 | 6.4 | 80 |
| SS | 11.5 | 2.0 | 83 |
| T-N(총질소) | 32.28 | 17.45 | 46 |
| T-P(총인) | 0.13 | 0.02 | 85 |
시험 결과, 염색단지 폐수 종말처리장의 처리수를 이용한 시험의 경우 실험실에서 제조한 인공오수나 아파트의 하수처리시설에서 처리된 처리수의 경우에 비해 BOD 및 SS 제거효율은 비교적 저조하였으나, 질소 및 인의 제거효율은 비교적 높았는데, 특히 인 제거효율은 85%로서 다른 어떤 제거장치로 쉽게 얻기 힘든 효과를 보임으로써 그 효과를 증명하였다.
이상의 시험예의 결과를 종합해 볼 때, 본 발명 질소`인 제거장치는 질소`인 제거 기능 뿐만 아니라 부유성 및 콜로이드성 물질의 제거에도 매우 큰 능력을 가지고 있으며, 생활하수 산업폐수 등 유기물 부하와 성분 조성 및 C/N비 등이 다양한 여러 가지 하폐수에 균일한 적용 가능성을 가지고 있음이 증명되었다고 할 수있다.
이상과 같이 본 발명이 완성됨으로써, 오수중 용존성 형태로 존재하는 질소와 인 뿐만 아니라 부유성 오염물질, 콜로이드성 오염물질까지 제거할 수 있는 질소`인 제거장치를 제공할 수 있게 되었다.
또한, 본 발명이 완성됨으로써, 우리나라의 실정에 맞게 유입하수의 유기물의 부하가 낮은 상태에서나 계절적인 온도변화 또는 C/N비에 관계없이 질소 및 인을 효과적으로 제거할 수 있음으로써 폐수처리의 신뢰성을 줄 수 있는 하폐수의 질소`인 제거장치 및 이를 이용한 질소`인의 제거방법이 제공될 수 있게 된 것이다.
본 발명은 처리수의 수질이 우수하여, 그 처리수를 재이용하는 중수도 장치로 사용될 수 있으므로, 국내 수자원 보호 및 물절약에 효과적으로 적용될 수 있다.
Claims (9)
- 하폐수의 질소`인 제거장치에 있어서,전처리수를 집수하여 저장하고 필터하우징(2)에 의해 여과처리되는 유량을 일정하게 조정하는 중간집수조(1)와;상기 중간집수조(1)로부터 유입되는 오수를 여과하여 처리하는 여과조로서, 내부에 여과재의 코팅을 위한 여과재 지지부재(S)가 구비되는 필터하우징(2)과;중간집수조(1)에서 필터하우징(2)으로 가는 유입수 관로에 밸브(7)를 경유하여 개재되며 내부에 교반장치가 구비된 여과재투입탱크(3)와;필터하우징의 여과재 코팅공정 및 여과공정 수행을 위한 수압을 제공하는 유입펌프(4)와;사용후 여과재 탈리에 압력을 제공하기 위한 에어콤푸레샤(5)와;오수, 여과재, 공기 및 탈리된 여과재의 유로를 변경하기 위한 다수개의 밸브들(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는,하폐수의 질소`인 제거장치.
- 제 1항에 있어서,상기 필터하우징(2)에 구비되는 여과재 지지부재(S)는 10-200㎛ 크기의 미세기공이 형성된 STS(Stainless Steel) 재질의 밀폐된 용기임을 특징으로 하는,하폐수의 질소`인 제거장치.
- 제 1항에 있어서,상기 필터하우징(2)에 구비되는 여과재 지지부재(S)는 10-200㎛ 크기의 미세기공이 형성된 플라스틱 재질의 밀폐된 용기임을 특징으로 하는,하폐수의 질소`인 제거장치.
- 제 1항의 질소`인 제거장치를 이용한 하폐수의 질소`인 제거방법에 있어서,필터하우징(2) 내 여과재 지지부재(S) 외부 표면상에 여과재를 코팅하는 여과재 코팅공정(ST100)과;중간집수조(1)로부터 오수를 유입시켜 여과재 지지부재(S) 상에 코팅된 여과층을 통과시킴으로써 오염물을 여과 제거하는 여과공정(ST200)과;에어콤푸레샤(5)의 공기압을 이용하여 여과재를 탈리`제거하는 여과재 탈리공정(ST300)으로 구성됨을 특징으로 하는,하폐수의 질소`인 제거방법.
- 제 4항에 있어서,여과재는 PAC(Powder Activated Carbon), 맥반석 분말, 황토, 제올라이트 및 규조토 중 하나 이상임을 특징으로 하는,하폐수의 질소`인 제거방법.
- 제 4항에 있어서,여과재 코팅공정(ST100)은여과재 투입탱크(3)에 상수를 채우고 (7), (9)번 밸브를 열고 유입펌프(4)를 가동하여 상수를 순환시킨 후,여과재 투입탱크(3)에 교반장치를 가동하면서 여과재를 투입하고 5-30분간 계속 순환시킴으로써 여과재를 필터하우징(2) 내 여과재 지지부재(S) 외부 표면상에 코팅시켜 여과층을 형성시키는 것으로 구성됨을 특징으로 하는,하폐수의 질소`인 제거방법.
- 제 5항에 있어서,여과재는 부착 여과재층의 두께가 1-10mm가 될 수 있는 양으로 투입됨을 특징으로 하는,하폐수의 질소`인 제거방법.
- 제 4항에 있어서,여과공정(ST200)은,(7), (9)번 밸브를 닫아 여과재 코팅공정을 종료한 후,(6), (10)번 밸브를 열어 중간집수조(1)로부터 필터하우징(2)으로 오수를 유입시켜 여과를 수행하고, 여과재 지지부재 내부로 여과`유입된 처리수를 유출시키는 것으로 구성됨을 특징으로 하는,하폐수의 질소`인 제거방법.
- 제 4항에 있어서,여과재 탈리공정(ST300)은,(6)번 밸브를 닫고 (8)번 밸브를 연 후 에어콤푸레샤(5)를 가동하여 필터하우징(2) 내부에 남아있는 오수를 공기압으로 밀어냄으로써 유출수 관로를 통하여 유출시키고,(12)번 밸브를 열어 필터하우징(2) 내에 남아있는 잔여 오수를 배수시키고,(8), (10), (12)번 밸브를 닫고 (11)번 밸브를 연 후 에어콤푸레샤(5)를 가동하여 여과재 지지부재(S) 내부로부터 공기압을 밀어냄으로써 코팅된 여과재를 탈리시키고,(13)번 밸브를 열고 탈리된 여과재의 케이크(Cake)를 배출시키는 것으로 구성됨을 특징으로 하는,하폐수의 질소`인 제거방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020017457A KR20030078421A (ko) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 하폐수의 질소, 인 제거장치 및 이를 이용한 하폐수중질소, 인의 제거방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020017457A KR20030078421A (ko) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 하폐수의 질소, 인 제거장치 및 이를 이용한 하폐수중질소, 인의 제거방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030078421A true KR20030078421A (ko) | 2003-10-08 |
Family
ID=32377222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020020017457A KR20030078421A (ko) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 하폐수의 질소, 인 제거장치 및 이를 이용한 하폐수중질소, 인의 제거방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20030078421A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018105851A1 (ko) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | 케이원에코텍 주식회사 | 하폐수 재이용수 생산시스템 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08243320A (ja) * | 1995-03-09 | 1996-09-24 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 流体のろ過設備におけるろ過助剤の供給装置 |
| KR19990006696U (ko) * | 1997-07-29 | 1999-02-25 | 김경순 | 여과기용 자동 역세장치 |
| KR20000006602A (ko) * | 1998-12-29 | 2000-02-07 | 진해동 | 필터교환이 필요없는 여과장치 |
| KR20010079489A (ko) * | 2001-07-31 | 2001-08-22 | 이경애 | 프리코트 방식 여과기 |
| KR20010083023A (ko) * | 2000-04-01 | 2001-08-31 | 차상태 | 폐수 여과 시스템 및 그 방법 |
-
2002
- 2002-03-29 KR KR1020020017457A patent/KR20030078421A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08243320A (ja) * | 1995-03-09 | 1996-09-24 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 流体のろ過設備におけるろ過助剤の供給装置 |
| KR19990006696U (ko) * | 1997-07-29 | 1999-02-25 | 김경순 | 여과기용 자동 역세장치 |
| KR20000006602A (ko) * | 1998-12-29 | 2000-02-07 | 진해동 | 필터교환이 필요없는 여과장치 |
| KR20010083023A (ko) * | 2000-04-01 | 2001-08-31 | 차상태 | 폐수 여과 시스템 및 그 방법 |
| KR20010079489A (ko) * | 2001-07-31 | 2001-08-22 | 이경애 | 프리코트 방식 여과기 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018105851A1 (ko) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | 케이원에코텍 주식회사 | 하폐수 재이용수 생산시스템 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4867883A (en) | High-rate biological waste water treatment process using activated sludge recycle | |
| CN102149645B (zh) | 污泥处理方法和装置及其在污水生物处理中的应用 | |
| EP2029494A2 (en) | System and methods for biological selenium removal from water | |
| CN106430845A (zh) | 餐厨垃圾废水处理装置 | |
| Rogalla et al. | Large‐scale biological nitrate and ammonia removal | |
| US20130233792A1 (en) | Method for treating wastewater with lignocelluosic particulate | |
| KR100887567B1 (ko) | 오폐수 처리 장치 | |
| KR101186606B1 (ko) | 하수 및 오/폐수의 질소 와 인을 복합적으로 제거하는 고도처리장치 | |
| KR100331898B1 (ko) | 생물·화학적 고도 하수처리 방법 | |
| CN103408138B (zh) | 含高cod、高氨氮煤化工污水的两段式生物处理设备 | |
| CN109912035A (zh) | 兼氧-厌氧-好氧生物滤池集成系统及其处理污水的方法 | |
| CN205933538U (zh) | 一种焦化废水后处理装置 | |
| KR100398912B1 (ko) | 하수 및 오,폐수의 질소, 인 동시 제거방법 | |
| KR101827525B1 (ko) | 부상여재 여과를 이용한 중소규모 고도하수처리 방법 | |
| Furukawa et al. | Nitrification of polluted Urban river waters using zeolite‐coated nonwovens | |
| KR102095469B1 (ko) | 생물막여과기를 이용한 고도 수처리장치 | |
| KR100519263B1 (ko) | 오수처리시스템 | |
| KR20030078421A (ko) | 하폐수의 질소, 인 제거장치 및 이를 이용한 하폐수중질소, 인의 제거방법 | |
| KR100243729B1 (ko) | 분말형 제올라이트의 생물학적 처리조 내에서의 연속 순환/재생에 의한 폐수의 생물학적 처리 방법 | |
| KR100562066B1 (ko) | 활성토양미생물을 이용한 하폐수의 고도처리장치 및 방법 | |
| KR20010067161A (ko) | 질소, 인 제거용 바이오 세라믹 담체의 제조방법 및 그를이용한 오, 하수처리 공정 | |
| KR100670211B1 (ko) | 생물흡착(Ｂｉｏｓｏｒｐｔｉｏｎ)기작을 이용한 부상여재공정 | |
| KR100217358B1 (ko) | 질소 및 인의 생물학적 제거방법 | |
| KR102607197B1 (ko) | 상향류 복합 생물 반응조를 이용한 고농도의 매립장 침출수, 축산폐수, 분뇨,음폐수,산업폐수및저농도의 하폐수처리시스템 | |
| KR100348528B1 (ko) | 하폐수의 생물학적 유기물 및 영양염류 제거방법 및 그 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |