KR20040078145A - 수성 유출물을 정제하기 위해 당해 유출물을 생물학적으로처리하는 방법 및 설비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 도시 또는 산업체로부터 기인하는 불순물로 오염된 유출물을 생물학적 처리하는 방법으로서, 질량 부하량이 높은 단일 폭기 탱크(1)를 사용하며, 당해 단일 폭기 탱크 속에서, 원료 유출물 또는 기계적으로 예비처리된 유출물을 사전 경사분리 없이 활성화 슬러지 유형의 유리 미생물 배양물과 혼합하고, 약하게 폭기된 배지 속에서 제거될 BOD5 1kg당 O20.1 내지 0.2kg 정도로 성장시키며, 적용된 유기물 부하량이 1일 SM 1kg당 COD 2kg 이상, 바람직하게는 1일 SM 1kg당 COD 4kg 이상이고, 단일 폭기 탱크 속의 원료 유출물의 수력학적 체류시간이 30 내지 90분, 바람직하게는 40 내지 60분임을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 수성 유출물, 특히 가정 폐수 및 산업 폐수를 정제할 목적으로 이를 생물학적으로 처리하는 방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은 처리될 유출물 속에 존재하는 탄소 오염물을 제거하기 위해 활성화된 슬러지 기술에 따라 미생물의 유리 배양물을 사용하여 유출물을 생물학적으로 처리하기 위한 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다.
미생물의 유리 배양물을 사용하는 공지된 정제방법 중에서, 소위 "저부하량" 활성화 슬러지를 사용하는 것들이 점점 더 빈번하게 사용되어 왔다.
"대규모" 형태의 이러한 방법은, 사용되는 질량 부하량 및 용적 부하량이 낮고 수력학적 체류 시간이 길며 배지 침전 슬러지로 작동하는 특징을 가지며, 이로 인해 폭기 탱크 및 분류 시스템의 견지에서 다소 거대한 구조로 제작된다.
더욱이, 이러한 기존의 정제방법을 실행하는 장치는 통상, 분별, 침전 제거, 처리될 유출물의 탈지 및 1차 침전을 연속적으로 수행할 일련의 특수 장치를 필요로 하며, 이들 장치들은 활성화 슬러지를 사용한 실제적인 생물학적 처리 단계의 업스트림에 배치된다.
이는, 선행기술의 설비들이 제작 뿐만 아니라 작동 및 유지의 견지에서 고가인 이유를 설명해준다.
이러한 단점을 완화시키기 위해, 본 발명은 도시 또는 산업체로부터 기인하는 불순물로 오염된 유출물을 생물학적으로 처리하는 방법에 관한 것이며, 당해 방법은 원료 유출물 또는 기계적으로 예비처리된 유출물을 사전 침전 없이 활성화 슬러지 유형의 유리 미생물 배양물과 혼합하고 약하게 폭기된 배지 속에서 제거될 BOD5 1kg당 O20.1 내지 0.2kg 정도로 성장시키며, 사용되는 유기물 부하량이 1일 SM 1kg당 COD 2kg 이상, 바람직하게는 1일 SM 1kg당 COD 4kg 이상이며, 단일 폭기 탱크 속의 원료 유출물의 수력학적 체류시간이 30 내지 90분, 바람직하게는 40 내지 60분임을 특징으로 한다.
이는, 선행 기술의 설치에 있어서 1차 침전기 및 폭기 탱크로 이루어진 전체 시스템이 본 발명에 따라 질량 부하량이 큰 단일 폭기 탱크로 대체되는 이유를 설명한다.
질량 부하량은 폭기 탱크에 존재하는 건조물의 양에 대한 COD 또는 BOD5로 표현되는 1일 오염 유량의 비로 정의되는 것으로 공지되어 있다. 본 발명의 방법을 실시하기 위해, 당해 질량 부하량의 수치는 1일 SM 1kg당 COD 1.5kg 이상이어야 하고, 고형분 농도는 0.5 내지 2.5g SM/l이어야 하며, 이는 사용되는 용적 부하량이 1일 1m3당 BOD5 3kg을 초과하게 된다.
본 발명에 따르는 이러한 특징으로 인해, 단일 폭기 탱크의 용적은 폭기 기간이 연장되고 인가되는 부하량이 낮은 기존 설비의 활성화 슬러지 처리에 비해 최소 10배까지 감소된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 생물흡착(biosorption)을 토대로 한다: 부하량이 매우 높은 폭기 탱크에서, 용해된 탄소 오염물의 일부 및 콜로이드성 및 입자형 분획의 거의 전부가 활성화 슬러지 플록(floc)에 의해 생물 흡착된다.
효과면에서, 본 발명에 따르는 정제 작용이 주로 생물흡착 메카니즘을 토대로 하고 산화 또는 발효 생물학적 메카니즘을 토대로 하지 않으며 당해 방법이 1차 침전과 침전의 제거 및 탈지의 사용을 피하는 작용을 한다는 사실은, 처리된 유출물의 콜로이드 및 입자형 물질의 함량을 높은 비율로 유지시키는 작용을 하며, 이들 화합물은 생물흡착을 촉진시킨다.
생물흡착은, 오염물의 제거가 물질이 흡착, 흡수 및 트랩핑에 의해 액상으로부터 플록으로 급속 전이됨에 따라 상응하게 이루어지는 물리화학적 메카니즘으로서 기술될 수 있다.
유출물이 슬러지와 접촉되는 경우 3가지 메카니즘이 즉시 발생하며[참조: Eikelboom-1982 in Bulking of Activated Sludge: Preventive and Remedial Methods, Ellis Horward Publ., Chichester, 90-105 "Biosorption and prevention of bulking sludge by means of a high floc loading"], "생물흡착"이라고 불리우는 다음과 같은 전체 메카니즘과 중첩된다:
1 - 플록에 대한 물리화학적 흡착에 의한 콜로이드성 생성물의 보존("표면 고정화", 이로 인해 벌크화가 유도된다);
2 - 생물학적 플록에서의 인상배열(imbrication)에 의해 현탁물의 보존;
3 - 미생물에 의한 가용성 유기물의 세포외 및 세포간 흡착.
본 발명에 의해 부과되는 매우 짧은 수력학적 체류시간(30분 내지 90분)에서, 미생물 군집은 흡착된 오염물을 가수분해하여 대사시킬 충분한 시간을 갖지 못한다.
반대로, 흡착은 박테리아 거동을 반영하며, 영양소를 축적시키는 이의 성능은 보존된다: 후속적인 산화를 위한 세포간 "저장"은 미생물 질량의 50%에 상응할 수 있다[참조: Ekama G.A. et al., 1979, journal WPCF, 51, 3, 534-556 "Dynamic behavior of the activated sludge process"].
본 발명에 따르는 방법에서, 이러한 흡착은 산화 에너지의 최소 입력을 암시하는 "응력" 상황으로 유지된다. 결과적으로, 본 발명의 방법의 한 양태에 따르면, 당해 방법은 용해된 산소 함량을 0.1 내지 1g/l의 수치로 조절함으로써 무산소생활 한계에서 조절된다.
이는 상술한 바와 같은 본 발명에 따르는 방법이, 산소 또는 발효에 의한 생물학적 분해 없이 "활성화 슬러지" 흡착제에 의한 오염물 트랩핑을 토대로 하는 이유를 설명하며, 이때 사용되는 활성화 슬러지는 높게 인가된 질량 부하량에서 연속적으로 변환되면서 낮은 폭기를 유지하여 시스템에 대한 혼합 에너지와 생물흡착용으로 충분한 에너지가 보장되도록 한다.
높게 인가된 부하량 수준으로 인해 흡착 및 흡수 메카니즘이 촉진되면서 바이오매스가 실질적으로 0%의 성장율로 유지되는 상태가 지속된다. 본 발명의 방법의 특징인 이러한 조건은 매우 높은 부하량의 슬러지에 대해 명백한 특성, 특히 다음과 같은 특성을 부여한다:
- 1차 예비처리의 부재하에 보존된 침전성 오염물은 형성된 플록을 안정화시키는 작용을 하며, 이로써 우수한 청정화가 달성된다; 슬러지 인덱스는 40mg/g 범위의 수치에서 탁월하고, 이러한 수치는 1차 침전기가 폭기 탱크 앞에 배치된 선행 기술에 따르면 고부하량 방법에서 수득되지 않는다;
- 현탁된 물질의 농도가 0.5 내지 2.5g/l, 바람직하게는 0.6 내지 1.5g/l(이러한 수치는 선행기술, 특히 FR-A-2 594 113에서 권장된 수치 3 내지 4g/l과 비교될 수 있다)인 매우 높은 부하량의 슬러지의 매우 우수한 품질은 후술되는 바와 같은 단일 폭기 탱크와 연관된 청정화기 속에서 높은 상향 속도(> 2m/h)를 적용하는 작용을 한다;
- 폭기는 임의의 생물학적 시스템의 성능에 영향을 미치는 파라미터이다; 역설적으로, 본 발명의 방법에 따르면, 매우 높은 부하량의 슬러지의 경우, 산소 요구량은 용이하게 동화할 수 있는 유기물에 대한 보다 낮은 정제 효율을 감수하고서 높은 생물흡착을 보장하기 위해 한계치로 유지된다;
- 산화 대사작용의 이러한 제한은 심지어 수력학적 체류 시간이 낮은 수치로 유지되는 경우에도 보다 용이하게 수득된다.
높게 또는 매우 높게 인가된 부하량을 갖는 시스템의 이점은, 본 발명에 따르면, 부하량이 낮은 경우의 이점에 비해 상당하다.
이러한 소위 "소규모" 시스템은 폭기 탱크 뿐만 아니라 정화 시스템의 견지에서 동일한 용적의 처리될 유입 오염물을 갖는 훨씬 더 소형화된 구조로 설계될 수 있으며, 슬러지의 침전 특성이 우수하다.
본 발명의 방법을 수행하는 생물흡착 메카니즘은, 통상적인 활성화 슬러지에서 관찰되는 생물학적 반응보다 반응 키네틱이 높고(2배 내지 3배) 공기 유입량이 낮음(각각 제거된 BOD5 1kg당 O20.6kg에 비교되는, 제거된 BOD5 1kg당 O20.1 내지 0.2kg)을 특징으로 한다.
반응 시간에 대해, 확대도는 다음과 같다:
- 본 발명의 방법에 따르는 생물흡착 15분;
- 기존의 방법에 따르는 대사작용 약 30 내지 45분.
본 발명에 따르는 방법은, 유리 배양물을 사용하는 특정 조건에 의해 유리 배양물이 생물흡착 메카니즘과 BOD 저장 메카니즘을 촉진시키기 위해 높게 인가된 질량 부하량하에 약하게 폭기된 배지 속에서 연속적으로 성장하도록 한다는 점에서 일명 부하량이 매우 높은 방법의 선행기술과는 명확하게 구분된다.
따라서, 뵌케 교수에 의해 개발된 매우 부하량이 높은 활성화 슬러지 방법[참조: Boehnke B. et al., 1997, Water Environment & Technology, 23-27 "AB Process removes organics and nutrients" and Boehnke B. et al., 1998, Water Engineering & Management, 31-34 "Cost-effective reduction of high-strength wastewater by adsorption-based activated sludge technology"]은 생물흡착 메카니즘을 언급하는 것이 아니라 미생물 선택 압력을 언급하는 데, 이는 부하량이 매우 높은 방법, 환언하면, 대사적으로 보다 활성인 방법에 특이적인 박테리아 군집의 출현에 의해 반영되는 생물공동체의 채택에 의한 특이성을 유도한다. 선행기술에서는 생물흡착을 필수적인 정화 메카니즘으로서 언급하고 있지 않은데, 이러한 메카니즘은 부하량이 쇄도하는 동안 단지 완충 역할만 한다.
추가로, 정화 효율이 낮은 반면(BOD5의 경우 50% 부근), 본 발명의 방법은 평균 환원율이 BOD5의 경우 75%이고 SM의 경우 80%이다.
소규모 방법의 견지에서, 선행 기술로는 당해 분야의 숙련가들이 부하량이 높거나 매우 높은 방법과 같이 활성화 슬러지 방법의 설비 및 수행을 제어할 수 없다. 사실상, 당해 분야의 숙련가들에게는, 이러한 시스템이 부하량 쇄도, 수력학적 또는 생물학적 과부하에 매우 민감하므로, (탄소 오염물 및 현탁된 물질의 견지에서) 처리된 물에 요구되는 효율 및 품질을 급속하게 열화시킨다.
따라서, 통상적으로, 처리될 물의 조성에서 열화가 관찰되는 우천시, 이러한 소규모 방법은, 반응기에 존재하는 고형분이 강력하고도 매우 신속하게 침출되어 유출물을 필수 품질로 처리하는 것이 불가능해지고 표준 상황의 회복이 48시간 이상이 경과한 후 이루어지는 위험으로 인해 부적합한 것으로 판명된다.
소위 소규모 생물학적 시스템과 같이 본 발명에 따르는 방법은 미처리된 물의 파라미터에서의 편차에 대한 대응성이 매우 높음을 나타낸다.
존재하는 바이오매스에 대한 오염물의 비가 높아서 결과적으로 바이오매스의 농도가 낮다(SM 1ℓ당 1 내지 2g)는 사실을 고려하면, 미처리된 물의 특성의 편차가 넓어서 당해 시스템의 평형이 매우 급속하게 혼란된다.
연장된 폭기 활성화 슬러지 방법, 즉 일명 대규모 시스템과는 달리, 부하량이 매우 높은 방법만이 완충 성능이 낮다.
유출물 농도의 현저한 감소는 시스템 내에 존재하는 바이오매스의 침출을 초래한다. 유사하게는, 미처리된 물에서 오염물 부하량 함량의 현저한 증가가 단일 폭기 탱크 속에서의 현탁물 농도의 증가를 급속하게 초래하여, 후술되는 바와 같이 이와 관련하여 정화기가 과부하될 수 있다.
본 발명의 방법을 보다 융통성 있게 만들면서 용적 부하량 또는 질량 부하량에서의 편차에 영향을 받지 않도록 하기 위해, 단일 폭기 탱크 속에서의 혼합액의 재순환율을 조절함으로써 조절 시스템을 구비하는데, 이러한 조절은 고형분(현탁물 + 바이오매스)을 예비설정 범위, 바람직하게는 약 1.0 내지 1.5g/l 내로 유지시키면서 수행되고, 또한 활성화 슬러지의 탁도와 혼합액의 탁도를 연속적으로 측정함으로써 수행되는데, 이러한 측정은 혼합액의 재순환율 또는 추출율에 대한 종속과 조합된다.
본 발명에 따라서, 용해된 산소 설정점을 낮게, 예를 들면, 0.1 내지 1mg/l의 범위로 유지시키기 위해 단일 탱크 속의 공기 유입량 조절이 이루어질 수도 있다. 사실상, 과량의 용해된 산소를 사용하여, 본 발명에 따르는 방법에서 반드시 회피되어야 하는 매우 용이하게 동화가능한 유기물을 산화시킬 수 있는데, 이러한 시도는 생물흡착 메카니즘을 촉진시킨다.
본 발명의 또 다른 주제는 상술한 바와 같은 방법을 실행시키는 설비이다. 당해 설비는 다음 부품을 포함함을 특징으로 한다:
- 유리 배양물이 폭기된 배지 속에서 성장하는 유리 배양물 반응기로서, 연속식 또는 간헐식 공기 유입 수단을 관련 혼합기와 함께 포함하는 단일 폭기 탱크를 구성하는 유리 배양물 반응기,
- 한편으로는 반응기 속의 고형분을 일정하게 유지시키기 위해 혼합액 재순환율 또는 추출율을, 다른 한편으로는 반응기 속의 용해된 산소 잔여량을 낮게 유지시키기 위한 공기 유입량을 예속시키기 위한 서보 시스템에 의해 데이터가 처리되는, 활성화 슬러지 또는 혼합액의 탁도를 연속식으로 측정하기 위한 수단 및 용해된 산소 농도를 측정하기 위한 수단,
- 오염물이 제거된 유출물로부터 슬러지를 분리하는 중간 정화기 및
- 중간 정화기로부터 유리 배양물 반응기로의 슬러지 재순환 도관(이때, 재순환율(또는 추출율)은 반응기 속의 탁도 측정에 예속된다).
본 발명의 기타 특징 및 이점은, 비제한적 양태를 예시하는 이후 첨부되는 도면을 참고로 하여 하기 제공된 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면에 대한 간단한 설명은 다음과 같다:
- 도 1은 본 발명에 따르는 설비를 나타낸 것이고,
- 도 2는 본 발명의 방법의 양태에서 인가된 부하량의 함수로서 생물흡착 상수의 편차를 도시한 곡선이다.
도 1을 참고하면, 당해 양태에서, 본 발명에 따르는 장치는 고부하량하에 활성화 슬러지를 갖는 반응기 또는 단일 폭기 탱크(1)을 포함하며, 당해 반응기는 연속식 또는 간헐식 공기 유입 수단(2)을 포함하며, 이때 혼합 에너지는 용해된 산소함량에 예속시키기 위한 시스템 및 탁도 측정 탐침(3)을 사용하여 기계적으로 공급된다. 당해 양태에서, 중간 침전기(4)는 오염물이 제거된 유출물로부터 슬러리를 분리하기 위해 반응기(1)와 연관된다. 당해 설비는 추가로 중간 침전기(4)로부터 유리 배양물 반응기(1)로의 슬러지 재순환 도관(5)을 추가로 포함하며, 이때 슬러지 재순환율(또는 중간 침전기(4)로부터의 슬러지 추출율)이 탐침(3)에 의해 공급되는 탁도 측정에 예속된다.
본 발명에 따르는 장치의 기본 설비와 함께, 유출제 처리를 보충하는 작용을 하는 공지된 유형의 다양한 수단이 제공될 수 있다. 따라서, 당해 장치는 다음과 같을 수 있는 제2 스테이지(6)를 포함할 수 있다:
● 침전기-정화기(4)로부터의 중간 유출물을 수용하는, 고정식 또는 이동식 지지체에 부착된 바이오매스 질화 반응기(현탁물 방출 한계에 따름);
● 질화 반응기로부터의 중간 유출물을 수용하는, 고정식 또는 이동식 지지체에 부착된 바이오매스 탈질화 반응기(현탁물 방출 한계에 따름). 필요한 동화 가능한 탄소가 외부적으로 (예를 들면, 메탄올의 형태로) 공급되거나 반응기로부터 추출된 고발효성 슬러지의 무산소 소화로부터 공급될 수 있다;
● 슬러지의 발효성 분획을 액화시키고 탈질화 공정 및 메탄화 공정에 필요한 용이하게 동화 가능한 탄소를 공급하기 위한 무산소 소화 반응기 또는 기타 슬러지 가수분해 시스템; 잔여 슬러지가 원심분리 및 마이크로여과와 같은 임의의 적합한 방법에 의해 분리될 가수분해 후 불활성화된다;
● 바이오가스를 생산함으로써 당해 방법을 수행하는 데 필요한 에너지의 일부를 공급하기 위한 메탄화 반응기.
바람직하게는, 고부하량 활성화 슬러지로 작동되는 반응기(1)는 에너지 소비가 낮은 효율적인 혼합을 달성하는 "완전 혼합 생반응기"라는 이름으로 화학공학의 견지에서 공지된 폭기 탱크의 형태를 취한다; 물의 특성이 탱크의 모든 지점에서 동일하기 때문에, 생물흡착 메카니즘이 촉진된다.
이러한 유형의 탱크는 처리될 액체의 유속 및 특성의 편차에 민감하다는 단점을 가지며, 이러한 인자는 폐수 처리 분야에서 매우 빈번하게 관찰된다. 본 발명에 따라 산소 함량이 예속되므로, 유속 및 오염물 유동에 대한 민감성은 유출물의 처리에 대한 반향을 갖지 않을 것이다.
상술한 바와 같이, 반응기(1)가 용적 부하량 또는 질량 부하량의 편차를 견딜 수 있도록, 본 발명은 혼합액의 재순환율의 조절(도관 5)에 의해, 고형분(SM + 바이오매스)를 미리 설정한 범위 내로, 바람직하게는 상술한 바와 같이 1.0 내지 1.5g/l 부근으로 유지시키기 위한 제어 시스템을 제공한다. 이러한 목적으로, 탁도는 탐침 탁도계(3) 또는 당해 분야의 숙련가들에게 공지된 임의의 기타 적합한 감지기(예: 입자 계수기, 분광광도계 등)를 사용하여 연속적으로 측정하며, 이러한 측정은 혼합액의 재순환율 또는 추출율을 예속시키는 장치와 조합된다. 상관관계 차트로부터 취한 상관관계의 도움을 받아, 이러한 측정은 배지 속의 현탁 고형물의 함량을 대략적으로 특성화하는 작용을 하여, 설비의 작동 조건을 기술한다.
활성화 슬러지 정제방법을 조절하기 위해 이러한 파라미터를 사용하는 실제적인 이점은 이미 강조되어 왔다. 따라서, FR-A-2 784 093은 활성화 슬러지 방법에서 2차 정화시의 슬러지 체류 시간을 제어하기 위해 개발된 자동화 재순환 처리방법을 기술하며, 당해 방법은 재순환 라인에 배치된 감지기를 사용하여 수득한 슬러지 농도를 나타내는 신호를 사용한다. 더욱이, FR-A-2 795 713은 미처리된 물에 존재하는 오염물 부하량을 특성화하기 위해 탁도 측정을 사용하며, 이러한 측정은 콜로이드성 및 입자형 오염물과 관련된다.
본 발명에서, 수득된 신호는 고형물 농도를 나타내어야 하며, 생물흡착 메카니즘은 미생물 뿐만 아니라 슬러지에 존재하는 현탁물을 사용해도 발생한다. 이러한 조건에서, 본 발명에 따르는 장치에서, 센서(3)가 도 1에 도시된 바와 같은 생물학적 반응기에 직접 배치되거나 관련 정화기(4)를 제공하는 수관 상에서 반응기의 배출구에 배치되어야 한다. 감지기는 선택된 감지기의 유형에 따라 당해 분야의 숙련가에게 공지된 기술 원칙에 따라 배치된다.
본 발명에 따라 실행되는 조절은 단일 폭기 탱크(1)에서 일정 간격으로 농도 차이가 나는 4가지 현탁물 고형분을 정의하는 데 있어서 이루어질 수 있다. 각각의 농도 간격은 정화기(4)로부터 폭기 탱크(1)로의 혼합액 재순환 펌프에 대해 또는 슬러지 추출 펌프에 대해 채택된 작동에 상응한다.
추출 유량의 예속으로부터 현탁물 SM 농도의 모니터링은 당해 시스템을 통해 단지 약간만 변화하는 전체 유량(폐수 + 재순환물)을 수득하도록 한다.
이러한 조절로 인해, 표준 기간 내에 현탁물 농도의 편차를 감소시킨 다음, 예를 들면, 부하량 쇄도 및 우천시 등으로 인해 교란되는 경우 신속하게 표준 작동으로 회귀할 수 있다.
바람직하게는, 정의된 설정치는 다음과 같다: 표적 농도 1.5g/l, 농도 편차 ±0.3g/l, 플루어 농도 1g/l.
우천시, 미처리된 물에 존재하는 오염물의 희석으로 인해 반응기(1) 속의 인가된 고형물이 적어진다. 이러한 편차는 어떠한 침출 위험도 피하도록 재순환율의 증가 또는 추출율의 감소를 바로 야기한다(반응기에 존재하는 고형물의 제거).
매일 매일의 피크 동안, 오염물 농도 뿐만 아니라 인가된 부하량도 증가한다; 이러한 편차는 처리된 물의 슬러지 손실을 일으키는 정화기의 포화를 피하기 위한 재순환율의 감소 또는 추출물의 증가를 바로 야기한다.
이와 같이 조절하는 설비를 아래에 도시하였다.
본 발명의 다른 특성에 따라, 용해된 산소 설정치를 낮게 유지시키기 위해 공기 유입량에 대한 조절이 또한 이루어진다. 이러한 조절은, 폭기 탱크(1)에서의 용해된 산소 농도에 따라 2가지 상이한 기류 설정치의 생성과 이의 설비가 당해 분야의 숙련가들에게 널리 공지되어 있다는 점을 토대로, 용해된 산소 잔여량을 0.1 내지 1mg/l으로 일정하게 유지시키는 작용을 할 것이다. 이러한 조절은 또한 폭기를 중지시키고 기계적 수단에 의해 혼합 에너지를 제공함으로써 수득할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라, 2가지 상이한 파라미터, 즉 생물학적 반응기(1) 속에서의 고형분을 일정하게 유지시키기 위한 혼합액의 재순환율 또는 추출율과, 생물학적 반응기(1) 속의 용해된 산소 잔여량을 낮게 유지시키기 위한 공기 유입 수단(2)의 제어력이 예속된다.
이해될 수 있는 바와 같이, 매우 부하량이 높은 활성화 슬러지 방법과, 혼합액 재순환 또는 추출 수단과 공기 유입 수단의 예속을 토대로 하여 최적화된 제어 시스템을 조합하면, 상응하게 소형화된 정화기와 관련된 소형화 반응기 속의 카본 오염물을 고도로 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 심지어 수력학적 과부하 기간 동안에도 시간 경과에 따라 당해 방법 및 이의 성능을 제어할 수 있다.
하기 표 1에서 나타낸 설비의 예는 한편은 상기한 예속을 사용하지 않고 다른 한편은 상기한 예속을 사용하여 고부하량하에 작동하는 본 발명에 따르는 설비에서의 내침출성을 나타내며, 도 2는 생물흡착 상수 Ao의 편차 곡선을 총 COD로 표현한 인가된 질량 부하량 Cma의 함수로서 나타내었다. 당해 곡선을 조사한 결과, 인가된 부하량이 높을 수록 생물흡착 상수도 커진다.
Claims (10)
- 도시 또는 산업체로부터 기인하는 불순물로 오염된 유출물을 생물학적으로 처리하는 방법으로서,질량 부하량이 높은 단일 폭기 탱크(1)를 사용하며, 당해 단일 폭기 탱크 속에서, 원료 유출물 또는 기계적으로 예비처리된 유출물을 사전 침전 없이 활성화 슬러지 유형의 유리 미생물 배양물과 혼합하고, 약하게 폭기된 배지 속에서 제거될 BOD5 1kg당 O20.1 내지 0.2kg 정도로 성장시키며, 사용되는 유기물 부하량이 1일 SM 1kg당 COD 2kg 이상, 바람직하게는 1일 SM 1kg당 COD 4kg 이상이고, 단일 폭기 탱크 속의 원료 유출물의 수력학적 체류시간이 30 내지 90분, 바람직하게는 40 내지 60분이며, 당해 단일 폭기 탱크(1) 속에서, 유출물 중의 용해된 탄소 오염물의 일부와 콜로이드성 및 입자형 분획의 거의 전부가 활성화 슬러지 플록에 의해 생물흡착됨을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 질량 부하량의 수치가 1일 SM 1kg당 BOD5 1.5kg 이상이어야 하고, 고형분 농도가 0.5 내지 2.5g SM/l로서 인가된 용적 부하량이 1일 3kg BOD5/m3을 초과하도록 함을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 용해된 산소 함량을 0.1 내지 1g/l으로 조절함으로써 무산소생활 한계로 제어됨을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 부하량이 매우 높은 슬러지의 현탁물 농도가 0.5 내지 2.5g/l, 바람직하게는 0.6 내지 1.5g/l임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 단일 폭기 탱크 속에서의 혼합액의 재순환율을 조절함으로써 조절 시스템을 구비하는데, 이러한 조절은 고형분(현탁물 + 바이오매스)을 예비설정 범위, 바람직하게는 약 1.0 내지 1.5g/l 내로 유지시키면서 수행되고, 또한 활성화 슬러지의 탁도와 혼합액의 탁도를 연속적으로 측정함으로써 수행되는데, 이러한 측정은 혼합액의 재순환율 또는 추출율의 예속과 조합됨을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 용해된 산소 설정점을 0.1 내지 1mg/l의 범위로 낮게 유지시키기 위해 단일 탱크 속의 공기 유입량을 조절함을 특징으로 하는 방법.
- - 유리 배양물이 폭기된 배지 속에서 성장하는 유리 배양물 반응기(1)로서, 당해 반응기 속에서 유출물의 용해된 탄소 오염물의 일부와 콜로이드성 및 입자형 분획의 거의 전부가 활성화 슬러지 플록에 의해 생물흡착되고, 연속식 또는 간헐식 공기 유입 수단(2)을 포함하는 단일 폭기 탱크를 구성하고 혼합 에너지가 기계적으로 공급되는 유리 배양물 반응기,- 한편으로는 반응기 속의 고형분을 일정하게 유지시키기 위해 혼합액 재순환율 또는 추출율을, 다른 한편으로는 반응기 속의 용해된 산소 잔여량을 낮게 유지시키기 위해 공기 유입량을 예속시키기 위한 서보 시스템에 의해 데이터가 처리되는, 활성화 슬러지 또는 혼합액의 탁도를 연속식으로 측정하기 위한 수단 및 용해된 산소 농도를 측정하기 위한 수단(3),- 오염물이 제거된 유출물로부터 슬러지를 분리하는 중간 정화기(4) 및- 중간 정화기로부터 유리 배양물 반응기로의 슬러지 재순환 도관(5)(이때, 재순환율(또는 추출율)은 반응기 속의 탁도 측정에 예속된다)을 포함함을 특징으로 하는, 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따르는 방법을 실행하기 위한 설비.
- 제7항에 있어서, 부하량이 매우 높은 활성화 슬러지로 작동되는 반응기(1)가 완전 혼합 폭기 탱크의 형태를 취함을 특징으로 하는 설비.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 감지기(3)가 생물학적 반응기(1)에 직접 배치됨을 특징으로 하는 설비.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 감지기(3)가 관련 정화기(4)를 공급하는 수 라인 상에서 반응기의 배출구에 배치됨을 특징으로 하는 설비.
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