KR20040054359A - 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 하나의 반응조 내에 무산소조건의 탈질화 미생물반응구역과 호기성조건의 질산화 미생물반응구역을 상하 적층구조로 배치하여 각 반응구역에 구슬형 폴리스티롤 폼 여과재를 충진한 폐수처리장치와 이것을 이용하는 폐수처리방법을 제공함으로써, 오염물질 분해에 소요되는 분해시간을 대폭 단축할 수 있고, 또 시설면적을 획기적으로 줄일 수 있도록 하는 한편, 여재의 세척을 위한 역세수단으로 중력방향으로 수량을 순간 이동시키는 방식을 적용한 역세방식을 포함하는 폐수처리방법과 이때의 폐수처리장치를 제공함으로써, 역세를 균일하게 수행할 수 있는 등 기존의 압축공기를 이용하는 방식에 비해 역세효율을 훨씬 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치 및 방법{Wastewater treatment apparatus and methods using biological filter media}

본 발명은 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치 및 이것을 이용한 폐수처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입자상 여과공정의 원리와 생물막을 이용하는 부착성장식 공정의 원리를 조합한 미생물 여과법으로서 하나의 반응조 내에 구형의 폴리스틸렌 여과재를 충진한 무산소 조건의 미생물반응구역(탈질화)과 호기성 조건의 미생물반응구역(질산화)을 적층구조로 배치하여 오염물질 분해에 소요되는 분해시간을 대폭 단축할 수 있는 동시에 시설면적을 획기적으로 줄일 수 있고, 또한 여재의 세척을 위한 역세수단으로 중력방향으로 수량을 순간 이동시키는 방식을 적용하여 역세를 균일하게 수행할 수 있는 등 기존의 압축공기를 이용하는 방식에 비해 역세효율을 훨씬 높일 수 있는 폐수처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하수를 생물학적으로 처리할 수 있는 부유성장식 공정의 대표적인 기술이라 할 수 있는 활성슬러지공법은 지금까지 개발된 생물학적 공정 중 가장 널리 적용되고 있으며, 이후 운전의 안정성, 처리의 효율성 및 처리 목적의 다양성 등을 향상시키기 위한 여러 가지 기술의 개선이 이루어져 왔다.

그 중에서 가장 두드러진 공정 개선 사례로는 혐기조, 무산소조, 호기조, 내부 순환 등을 포함하는 질소/인 제거 활성슬러지 공법이 있다.

그러나, 위와 같은 활성슬러지 공법은 저온에서 질산화에 필요한 긴 접촉시간을 요구하기 때문에 매우 큰 부지면적이 필요한 단점이 있으며, 때때로 계획 부지의 제약에 따르는 경우 적용에 어려움을 겪는 일이 발생하고, 또한 악취나 소음을 제어하기 위해 상당한 규모의 시설을 필요로 하므로, 경제적인 부담이 매우 큰단점이 있다.

최근에는 활성슬러지 공법의 기술적인 문제점을 해소하는 대체 공법으로 생물여과공법을 많이 적용하고 있는 추세이다.

이러한 생물여과공법은 여재 표면에 부착된 미생물막에 의해 오염물질을 분해하는 고정상 부착성장 공법으로서, 일정한 입경을 갖는 여재층에 폐수를 바닥으로부터 상향류로 공급하며, 여재에 부착/성장된 미생물의 생물학적 분해기능과 여재층 자체의 여과기능으로 BOD 및 부유물은 물론 질소 처리가 가능한 공법이다.

따라서, 본 기술은 하나의 반응조만으로 기존 활성슬러지 공법의 폭기조 및 침전조와 모래 여과 기능을 모두 갖춘 부지절감형 폐수처리기술이다.

이러한 미생물여과재를 이용한 방법은 여과공정의 원리와 미생물막을 이용하는 부착성장식 생물학적 반응공정의 원리를 조합한 기술이다.

이 기술을 구성하는 주요 단위 요소들은 생물막이 고정될 수 있는 여과 담체층, 공기를 공급하는 산기장치, 폐수 유입 및 역세를 위한 노즐장치, 역세기술 등으로 구분될 수 있다.

이러한 미생물여과법에서는 운전 중 부유 물질이 여재층에 축적됨에 따라 여재층을 세척하는 운전이 필요하며, 이때 오염물질 분해에 의하여 성장된 일부 미생물을 외부로 배출하게 된다.

위의 역세운전을 보통 20∼30분/회 동안 수행하며 역세시 발생하는 역세배수는 별도 이송하여 계 내에서 처리한다.

도 1에서는 폐수 내의 유기물과 질소 제거를 위한 미생물 여과재를 이용한장치의 흐름을 보여주고 있다.

이 장치는 단일 여재가 충진된 무산소(탈질) 미생물반응조(100)와 호기성(질산화) 미생물반응조(110)를 차례로 배치한 2단의 미생물반응조로 구성되며, 처리수의 내부반송을 통해 전달된 질산성 질소를 유입 폐수의 유기물을 이용하여 질소를 제거하는 공정을 포함한다.

여기서, 미설명 부호 120은 여재층을 나타낸다.

따라서, 정상 운전시 침전조를 거쳐 고형물의 일부가 제거된 폐수는 무산소 생물반응조(100)의 하부로 유입된 후, 복수 개의 노즐장치(미도시)를 통해 상향 이동하고, 처리수는 호기성 미생물반응조(110)로 보내져 공기주입수단을 통해 공급되는 공기는 산기장치(미도시)를 통해 미세한 버블형태로 여재층으로 상향 이동한다.

공기와 함께 여재층 내부를 상향 이동하는 폐수는 여재층을 통과하면서 여재층에 서식하는 호기성 미생물에 의해 유기물 분해 및 암모니아성 질소의 질산화가 이루어진다.

즉, 여재층의 하부에서는 상대적으로 유기물 분해가 활발히 일어나고 상부로 갈수록 유기물의 농도가 감소함에 따라 질산화가 일어나게 된다.

소정시간의 정상운전 후 여재층은 부유성 고형물이나 과다 성장된 미생물 찌꺼기로 많이 끼어있기 때문에 역세단계를 필요로 한다.

예를 들면, 역세공기 도입수단으로 역세공기를 반응조의 하부를 통해 여재층으로 공급하여 여재층을 팽창시킨 다음, 역세수를 반응조 하부로 공급하여 팽창된 여재층 내부에 갇힌 오염물질을 제거한다.

이렇게 역세단계 완료 후에는 다시 정상 운전단계로 돌아가 폐수처리를 실시하며, 정상 운전단계와 역세단계를 계속해서 반복한다.

그러나, 위와 같은 기존의 폐수처리장치, 즉 여재층이 있는 생물반응조를 포함하는 폐수처리장치는 다음과 같은 여러 단점이 있다.

1) 탈질과 질산화를 위한 2세트의 생물반응조를 필요로 하므로, 종전의 활성슬러지공법 보다는 시설규모를 줄일 수 있으나, 여전히 시설면적을 줄이는데 한계가 있다.

2) 여재층과 이것의 지지를 위한 자갈층으로 되어 있는 여재 충진층을 적용함에 따라 여과 전면적에 걸쳐 균일한 산소전달이 이루어지지 못하고 한쪽이 막히는 편중현상이 발생하는 단점이 있다.

3) 반응조 하부에서 공기를 불어넣은 후 재차 역세수를 공급하는 방식의 역세수단을 채택함에 따라 여재층 및 자갈층을 골고루 역세하기 위해서는 고압의 공기제공이 불가피하고, 한쪽이 막혔을 때 편역세 현상이 일어나면서 균일한 역세가 어려운 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 하나의 반응조 내에 여재를 충진한 무산소(탈질화) 미생물반응구역과 호기성(질산화) 미생물반응구역을 상하 적층구조로 배치한 폐수처리장치와 이것을 이용하는 폐수처리방법을 제공함으로써, 오염물질 분해에 소요되는 분해시간을 대폭 단축할 수 있고, 또 시설면적을 획기적으로 줄일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 여재의 세척을 위한 역세수단으로 중력방향으로 수량을 순간 이동시키는 방식을 적용한 역세방식을 포함하는 폐수처리방법과 이때의 폐수처리장치를 제공함으로써, 역세를 균일하게 수행할 수 있는 등 기존의 압축공기를 이용하는 방식에 비해 역세효율을 훨씬 높일 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐수처리장치는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치에 있어서, 폐수의 상향흐름을 위해 하부의 폐수 유입구 및 처리수 유입구와 상부의 처리수 배출구를 갖는 하나의 반응조와, 상기 반응조 내에서 서로 일정간격을 두고 배치되는 탈질반응을 위한 무산소 여재층 및 질산화반응을 위한 호기성 여재층과, 상기 무산소 여재층 및 호기성 여재층의 각 하부 공간에 조성되는 탈질반응을 준비하기 위한 제1챔버 및 질산화반응을 준비하기 위한 제2챔버와, 상기 제1챔버 및 제2챔버측을 통해 각 여재층에 공기를 공급하는 공기 도입구와, 중력방향의 역세를 위해 반응조의 하부에 설치되는 드레인장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반응조는 호기성 여재층의 상부에 배치되는 처리수 및 세척수 저장조를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 처리수 배출구와 처리수 유입구 사이에는 질산화반응을 마친 일부의 처리수를 탈질반응을 위해 제1챔버로 재순환시켜주기 위한 순환라인이 갖추어져 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무산소 여재층 및 호기성 여재층은 망구조의 하우징 내에 채워지는 폴리스티롤 폼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무산소 여재층 내에 채워지는 여재는 호기성 여재층의 것 보다 밀도가 높고 직경이 작은 여재로 채워지는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐수처리방법은 처리하고자 하는 폐수를 하나의 반응조 내에 유입시켜 여재층을 상향 통과하도록 하는 단계와, 하나의 반응조 내에 차례로 배치되는 무산소 여재층 및 호기성 여재층을 이용하여 탈질반응 및 질산화반응을 순차적으로 유도하는 단계와, 질산화반응을 마친 처리수는 배출하고 일부의 처리수를 반응조 하부로 재순환시켜 탈질반응을 유도하는 단계와, 일정기간 운전 후 반응조 내의 여재층에 대한 역세처리를 수행하고 재차 폐수를 유입시켜 위의 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무산소 여재층 및 호기성 여재층을 이용한 탈질반응 및 질산화반응시 서로 다른 밀도와 크기를 갖는 여재를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무산소 여재층에서 탈질반응을 위해 사용하는 여재는 밀도가 높고 직경이 작은 여재를 사용하고, 상기 호기성 여재층에서 질산화반응을 위해 사용하는 여지는 밀도가 낮고 직경이 큰 여재를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탈질반응 및 질산화반응을 위한 각 여재층의 여재는 폴리스티롤 폼을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 역세단계에서 역세방식은 세척수 저장조 내의 세척수를 포함하는 반응조 내의 전체 수량을 중력방향으로 순간 낙하시키는 방식을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 역세단계에서는 부수적으로 공기주입을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 생물막을 이용한 재래식 방법의 흐름도

도 2는 본 발명에 따른 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치를 보여주는 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 폐수 유입구 11 : 처리수 유입구

12 : 처리수 배출구 13 : 반응조

14 : 무산소 여재층 15 : 호기성 여재층

16 : 제1챔버 17 : 제2챔버

18 : 공기 주입구 19 : 드레인장치

20 : 세척수 저장조 21 : 순환라인

22 : 하우징

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에서 제공하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치를 보여주는 개략도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 폐수처리장치는 하나의 반응조(13), 일정거리를 두고 2단으로 배치되는 2개의 여재층(14),(15), 여재에 대한 역세를 위한 드레인장치(19) 등을 포함한다.

상기 반응조(13)는 하부의 폐수 유입구(10)를 통해 폐수를 공급받는 동시에 상부의 처리수 배출구(12)를 통해 처리수를 배출하고, 하부의 일측에는 처리수의 유입을 위한 처리수 유입구(11)를 갖추고 있다.

특히, 본 발명에서는 반응조(13)의 처리수 배출구(12)로부터 분기되어 처리수 유입구(11)측으로 연결되는 순환라인(21)을 제공하게 되며, 이에 따라 반응조에서 배출되는 처리수의 일부를 재순환시켜 소정의 반응에 활용할 수 있다.

이러한 반응조(13)의 내부는 2개의 여재층(14),(15)에 의해 각각의 반응구역으로 구획되고, 상부에는 역세시 세척수를 공급할 수 있는 세척수 저장조(20)가 구비된다.

각각의 반응구역에는 일정량의 폐수를 수용할 수 있는 각각 제1챔버(16)와제2챔버(17)가 배속되어 있어서, 폐수는 이곳을 거쳐 각 반응구역으로 보내질 수 있게 된다.

상기 여재층(14),(15)은 각각 아래쪽에 배치되는 무산소 여재층(14)과 윗쪽에 배치되는 호기성 여재층(15)으로 구분되며, 각각의 여재층은 다량의 폴리스티롤 폼이 채워져 있는 망구조의 하우징(22)으로 구성된다.

이러한 하우징(22)은 일정한 메시를 갖는 그믈망을 적용할 수 있고, 반응조(13)의 내벽에 브라켓 등을 통해 지지되는 구조로 설치될 수 있으며, 필요에 따라 반응조(13) 내에서 탈거하여 교체할 수 있다.

또한, 상기 각각의 챔버(16),(17)로는 공기 도입구(18)가 연결될 수 있는데, 이때의 제1챔버(16)측으로 도입되는 공기는 역세시 여재층의 팽창을 유도하는 역할을 하고, 제2챔버(17)측으로 도입되는 공기는 폐수가 여재 내부에 균등하게 분배될 수 있게 하는 역할을 한다.

즉, 폐수가 여재 내부에 균등하게 분배되지 않으면 여재층의 공간을 전체적으로 활용할 수 없어 공정효율이 저하되고, 또한 여재층이 부분적으로 혐기성 상태가 되어 과다성장된 미생물이 부패하게 되고, 이로 인해 여재가 막히는 현상이 발생되거나, 한쪽으로만 폐수가 진행되는 편류현상이 발생하기 때문이다.

본 발명에서 여재는 해당 반응구역의 특성에 따라 다양한 밀도를 갖는 폴리스티롤 폼을 사용하며, 이에 따라 반응조(13)의 아래쪽 반응구역(탈질)에는 밀도가 높고 크기가 작은 여재를 적용하고 윗쪽 반응구역(질산화)에는 상대적으로 밀도가 낮고 크기가 큰 여재를 적용할 수 있으므로, 각 반응구역의 프로세스적인 요구들을충족시켜줄 수 있다.

본 발명에서는 위와 같이 하나의 반응조 내에서 2개의 반응구역을 분리한 것이 분명한 장점이 된다.

상기 탈질 반응구역에서의 중요한 과제는 생물학적 탈질 이외에 폐수의 부유물들과 잉여 슬러지들을 분리하고 또 없애는 것인데, 이 경우에는 작은 여재들이 유리하다.

상기 질산화 반응구역에서는 산소주입과 산소전달이 매우 중요한데, 여재의 표면이 거칠고 유체역학적으로 유리한 특성을 지니고 사각지대를 형성하지 않는 여재가 매우 좋다.

상기 탈질 반응구역에서 큰 부유물질이 여과되므로서 최적의 질산화를 위하여 필요한 요구조건들을 유리하게 유지할 수 있다.

위와 같이, 2개의 반응구역으로 구분된 반응조 내에서 처리될 폐수는 아래에서 위로 보내진다.

여재로서 폴리스티롤 폼이 사용되는데, 이것은 여과뿐만 아니라 미생물 부착재로서의 기능을 발휘한다.

하나의 반응구역, 예를 들면 무산소 여과층(14)은 탈질과 동시에 부유물이 제거되는 곳이며, 다른 하나의 반응구역, 예를 들면 호기성 여과층(15)은 산기되어 질산화 구역으로 이용된다.

반응구역의 분리는 윗쪽 반응구역에서 아래쪽 구역에서 사용되는 여재보다 더 낮은 밀도의 여재를 사용하는 것을 가능하게 한다.

만일, 분리가 되지 않았다면 강제적으로 여재의 혼합이 일어나도록, 즉 여재의 다양한 밀도는 여재층을 뒤집게 하여 공정이 더 이상 가동되지 않도록 한다.

처리수의 일부는 C/N비를 조절하기 위하여 원폐수측으로 보내진다.

그리고, 역세는 물이 보내지는 반대로 진행된다.

위와 같은 본 발명의 폐수처리방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

탈질 반응구역과 질산화 반응구역으로 구성된 반응조 내로 유입되는 폐수는 아래에서 위로 보내진다.

탈질 반응구역에는 높은 밀도와 작은 크기의 구형의 여재가 채워지며, 그 윗쪽의 질산화 반응구역에는 낮은 밀도와 더 큰 크기의 구형의 여재가 채워진다.

폐수는 제1챔버를 통해 아래쪽 반응구역으로 유입되는데, 이 반응구역에서 부유물 제거 및 탈질과정에 의해 COD/BOD는 소모되며 질산성 질소는 분자질소로 환원된다.

이렇게 처리된 폐수는 윗쪽의 반응구역으로 보내지는데, 이곳에서는 공기의 주입으로 호기조건을 형성하며 암모니아성 질소는 질산성 질소로 산화된다.

본 발명에 따른 공정흐름에서 소위 생물학적 인은 단지 종속적인 역할을 한다.

역세는 세척수 저장조로부터 중력방향으로 이루어지며, 시간 또는 압력차이로 역세가 이루어지므로 별도의 세척수 펌프 등은 필요하지 않게 된다.

이를 위하여, 폐수의 유입과 처리수의 순환은 중지되며, 드레인장치의 밸브는 열려진다.

역세수량은 여재의 오염 부하정도에 달려 있으며, 높은 유속을 가진 강한 세척으로서 또는 더 많은 인터벌 세척으로서 이루어진다.

역세속도는 drosselarmatur로 자유롭게 선택할 수 있으며, 2개의 반응구역에 있는 여재들을 완전히 촉진시키고, 부유물과 형성된 미생물을 시스템으로부터 제거할 수 있도록 조절되어 진다.

공기주입은 역세과정 동안에 추가적인 주입수단으로 매우 강한 부하에서 부수적으로 사용될 수 있다.

위와 같이 본 발명에서 제공하는 폐수처리장치와 폐수처리방법을 이용한 폐수처리과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.

정상운전시, 초기 침전조를 거친 폐수나 혹은 고형물의 일부가 제거된 폐수는 소정의 펌핑수단에 의해 반응조의 폐수 유입구를 통해 제1챔버로 유입된 후, 상부로 이동된다.

이때, 공기 도입구를 통해 공급되는 공기는 버블형태로 여재층 전반에 걸쳐 균등하게 상향 공급되므로, 여재층에 서식하는 미생물의 성장에 최적조건이 형성될 수 있다.

위와 같이 상향 이동하는 폐수는 무산소 여재층 및 호기성 여재층에 의해 부유성 고형물이 걸러지면서 탈질작용이 일어나게 되고, 여재층에 서식하는 호기성 미생물에 의해 유기물 분해 및 암모니아성 질소의 질산화가 일어난다.

즉, 여재층의 하부에서는 상대적으로 유기물 분해가 활발히 일어나고 상부로 갈수록 유기물의 농도가 감소함에 따라 질산화가 일어나게 된다.

여재층을 통과하면서 고형물, 유기물, 암모니아성 질소가 제거된 처리수는 상부의 처리수 배출구를 통해 배출되고, 일부의 처리수는 새롭게 유입되는 폐수와의 탈질반응을 위해 순환되어 반응조의 제1챔버측으로 다시 보내진다.

소정시간의 정상운전 후, 여재층은 부유성 고형물이나 과다성장된 미생물 찌꺼기로 많이 끼어있기 때문에 역세단계를 필요로 한다.

본 발명에서 제공하는 역세방식은 반응조 내의 전체수량을 중력방향으로 순간 이동시키는 방식이다.

이를 위하여, 폐수의 유입과 처리수의 순환을 중지한 상태에서 드레인장치측을 개방하여 반응조 내의 수량 전체를 아래쪽으로 순간적으로 이동시킨다.

이러한 중력방향의 역세는 수량이 갖는 하중을 이용하므로, 여재층 전체가 충분한 압력에 의해 완전히 팽창 및 혼합되면서 그 내부에 갇힌 오염물질을 완전히 배출시킬 수 있게 되고, 여재층 전면적에 걸쳐 균일한 역세가 이루어질 수 있게 된다.

즉, 반응조 내의 여재를 포함하는 수량 전체를 순간적으로 중력방향으로 이동시키면, 여재는 회오리형태로 뒤섞이면서 전체적으로 혼합되고, 이로 인해 역세를 균일하게 또 충분히 수행할 수 있게 된다.

역세효과를 좀더 높이기 위해서는 공기 도입구를 통해 별도로 역세공기를 가하는 것도 바람직하다.

역세 완료 후에는 다시 정상 운전단계로 돌아가 폐수처리를 수행하며, 정상운전과 역세단계를 계속해서 반복한다.

이상에서와 같이 본 발명은 하나의 반응조 내에 무산소(탈질) 생물반응조와 호기성(질산화) 생물반응조를 포함하는 폐수처리장치 및 이것을 이용하는 폐수처리방법을 제공함으로써, 오염물질 분해에 소요되는 분해시간을 대폭 단축할 수 있는 장점과 시설면적을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 여재의 세척을 위한 역세수단으로 중력방향으로 수량을 순간 이동시키는 방식의 역세수단을 제공함으로써, 균일한 역세가 가능하고, 이에 따라 기존의 압축공기를 이용하는 방식에 비해 역세효율을 훨씬 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치에 있어서,

   폐수의 상향흐름을 위해 하부의 폐수 유입구(10) 및 처리수 유입구(11)와 상부의 처리수 배출구(12)를 갖는 하나의 반응조(13);

   상기 반응조(13) 내에서 서로 일정간격을 두고 배치되는 탈질반응을 위한 무산소 여재층(14) 및 질산화반응을 위한 호기성 여재층(15);

   상기 무산소 여재층(14) 및 호기성 여재층(15)의 각 하부 공간에 조성되는 탈질반응을 준비하기 위한 제1챔버(16) 및 질산화반응을 준비하기 위한 제2챔버(17);

   상기 제1챔버(16) 및 제2챔버(17)측을 통해 각 여재층에 공기를 공급하는 공기 도입구(18);

   중력방향의 역세를 위해 반응조(13)의 하부에 설치되는 드레인장치(19);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반응조(13)는 호기성 여재층(15)의 상부에 배치되는 세척수 저장조(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 처리수 배출구(12)와 처리수 유입구(11) 사이에는 질산화반응을 마친 일부의 처리수를 탈질반응을 위해 제1챔버(16)로 재순환시켜 주기 위한 순환라인(21)이 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 무산소 여재층(14) 및 호기성 여재층(15)은 망구조의 하우징(22) 내에 채워지는 폴리스티롤 폼을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 무산소 여재층(14) 내에 채워지는 호기성 여재층(15)의 것 보다 밀도가 높고 직경이 작은 여재로 채워지는 것을 특징으로 하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리장치.
6. 미생물 여과재를 이용한 폐수처리방법에 있어서,

   처리하고자 하는 폐수를 하나의 반응조 내에 유입시켜 여재층을 상향 통과하도록 하는 단계;

   하나의 반응조 내에 차례로 배치되는 무산소 여재층 및 호기성 여재층을 이용하여 탈질반응 및 질산화반응을 순차적으로 유도하는 단계;

   질산화반응을 마친 처리수는 배출하고 일부의 처리수를 반응조 하부로 재순환시켜 탈질반응을 유도하는 단계;

   일정기간 운전 후 반응조 내의 여재층에 대한 역세처리를 수행하고 재차 폐수를 유입시켜 위의 단계를 반속하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 무산소 여재층에서 탈질반응을 위해 사용하는 여재는 밀도가 높고 직경이 작은 여재를 사용하고, 상기 호기성 여재층에서 질산화반응을 위해 사용하는 여지는 밀도가 낮고 직경이 큰 여재를 사용하는 것을 특징으로 하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리방법.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 탈질반응 및 질산화반응을 위한 각 여재층의 여재는 구슬형 폴리스티롤 폼을 사용하는 것을 특징으로 하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 역세단계에서 역세방식은 처리수 저장조 내의 처리수를 포함하는 반응조 내의 전체 수량을 중력방향으로 순간 낙하시키는 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리방법.
10. 제 6 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 역세단계에서는 부수적으로 공기주입을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 여과재를 이용한 폐수처리방법.