KR20060024948A - A nitrogenous wastewater treatment process and system is included an organic nitrogen - Google Patents

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.end. The technical field to which the invention described in the claims belongs.

본 발명은 질소계 폐수의 처리방법 및 처리시스템에 관한 것으로, 특히 유기성 질소가 다량 포함된 고농도 산업폐수의 총 질소(TN : Total Nitrogen) 처리에 대한 것이다.The present invention relates to a method and a treatment system for nitrogen-based wastewater, and more particularly, to the treatment of total nitrogen (TN) of high concentration industrial wastewater containing a large amount of organic nitrogen.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.I. The technical problem to be solved by the invention.

현재, 수행하고 있는 질소계 폐수의 처리는, 폐수 중에 포함된 질소의 대부분이 질산성 질소(NO3-N)로 존재하고 있고, 그 나머지는 암모니아성 질소(NH4-N)로서 미량 존재하고 있다 것을 기준으로 처리토록 하고 있는 것이다.At present, the treatment of the nitrogen-based wastewater being carried out includes that most of the nitrogen contained in the wastewater is present as nitrate nitrogen (NO 3 -N), and the rest is present as a small amount as ammonia nitrogen (NH 4 -N). It is based on the presence.

따라서 이때의 처리방법은 전반부에 무산소 공정을 통한 NO3-N의 탈질반응이 일어나도록 한 후, 그 후반부에 호기 공정을 통한 NH4-N의 질산화가 일어나도록 한 후, 전반부의 무산소 공정으로 반송/순환시켜 탈질반응이 일어나도록 하는 처리방식으로 총 질소(TN)를 제거토록 하는 것이다.Therefore, in this case, the denitrification reaction of NO 3 -N through the anoxic process occurs in the first half, and then the nitrification of NH 4 -N through the aerobic process occurs in the second half, and then returned to the anaerobic process in the first half. It is a treatment that circulates so that denitrification takes place so that the total nitrogen (TN) is removed.

그러나 다량의 유기성 질소를 함유한 산업폐수를 상기한 처리방법에 의하여 처리할 경우, 질소가 NO3-N로 존재하는 것보다 유기성 질소로 존재하는 양이 더 많기 때문에 전반부의 무산소 공정을 통한 NO3-N의 탈질반응은 쉽게 이루어질 수 있으나, NH4-N가 급증되는 기 현상을 초래하게 되고, 급증된 NH4-N는 후반부의 호기 공 정으로 그대로 유출되어 시스템 과부하에 따른 처리가 불가능하게 됨으로서 결국 방류수의 TN 제거율을 거의 기대할 수 없었던 것이었다.However, in case of processing by the processing method for the industrial waste water containing a large amount of organic nitrogen, NO with an oxygen-free process of the first part due to the more large amount of nitrogen is present in the organic nitrogen than is present to NO 3 -N 3 Denitrification of -N can be easily carried out, but it causes the phenomenon of NH 4 -N is rapidly increased, and the surging NH 4 -N is leaked to the aerobic process in the later stage, so that the treatment due to the system overload is impossible. Eventually, the TN removal rate of the effluent could hardly be expected.

다. 발명의 해결방법의 요지.All. Summary of the Solution of the Invention.

따라서 본 발명은 처리대상 질소의 대부분을 유기성 질소에 비중을 두어 처리할 수 있도록 한 것으로서, 1차적으로는, 유입되는 폐수의 성상에 따라 호기 상태로의 운영이 가능토록 된 임의성 무산소공정을 통한 유기성 질소의 안정화가 이루어지도록 한 후, 2차적으로, 호기공정을 통한 변환된 NH4-N의 NO3-N로의 질산화 반응이 이루어지도록 한 후, 3차적으로 질산화된 중간 처리수를 무산소 공정을 통하여 탈질시키고, 최종적으로 호기공정을 통한 미 처리된 여분의 유기성 질소의 추가 분해 공정이 일어나도록 하여 다시 임의성 무산소 공정으로 반송/순환시켜 처리토록 한 것이다.Accordingly, the present invention allows the treatment of most of the nitrogen to be treated with an emphasis on organic nitrogen, and primarily organic matter through an anhydrous anoxic process that allows operation in aerobic state according to the characteristics of the incoming wastewater. After the stabilization of nitrogen, and secondly, the nitrification reaction of the converted NH 4 -N to NO 3 -N through the aerobic process is carried out, and then the third nitrified intermediate treated water through the anoxic process Denitrification and finally further decomposition of untreated excess organic nitrogen through an aerobic process takes place, which is then returned / recycled to an optional anoxic process for treatment.

라. 발명의 중요한 용도 la. Important uses of the invention

유기성 질소가 다량 포함된 질소계 폐수의 처리방법Method of treating nitrogen-based wastewater containing a large amount of organic nitrogen

Description

유기성 질소계 폐수의 처리방법 및 처리시스템{A nitrogenous wastewater treatment process and system is included an organic nitrogen}A nitrogenous wastewater treatment process and system is included an organic nitrogen}

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 처리시스템 구성도.       1 is a configuration of a processing system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 처리시스템의 구성도.       2 is a block diagram of a processing system according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>                       <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 오니반송펌프 2: 에어리프트펌프       1: sludge return pump 2: air lift pump

3: 교반장치 4: 산기장치       3: agitator 4: diffuser

5: 미생물 담체 6: 유출수 이송배관       5: microbial carrier 6: effluent delivery piping

7: 오니이송배관        7: Sludge pipe

10: 집수조 20: 임의성 무산소조       10: sump 20: random anaerobic tank

30: 제1호기조 40: 무산소조       30: Unit 1 40: Anaerobic Tank

50: 제2호기조 60: 침전조       50: No. 2 tank 60: Settling tank

본 발명은 질소계 폐수의 처리방법 및 처리시스템에 관한 것으로, 특히 유기성 질소가 다량 포함된 고농도 산업폐수의 총 질소(TN : Total Nitrogen) 처리에 대한 것이다.The present invention relates to a method and a treatment system for nitrogen-based wastewater, and more particularly, to the treatment of total nitrogen (TN) of high concentration industrial wastewater containing a large amount of organic nitrogen.

현재, 폐수 중에 포함된 질소의 처리를 위한 방법은, 폐수 중에 포함된 총 질소(TN)가 질산성 질소(NO3-N)의 형태로 대부분 존재하고 있고 나머지는 암모니아성 질소(NH4-N)의 형태로 미량 존재하고 있는 것으로만 중점을 두어 시스템을 설계하였던 것이었다.At present, the method for the treatment of nitrogen contained in wastewater is that the total nitrogen (TN) contained in the wastewater is mostly present in the form of nitrate nitrogen (NO 3 -N) and the rest is ammonia nitrogen (NH 4 -N). The system was designed with only a small amount in the form of).

따라서 이를 위한 처리방법은 전반부에 무산소 공정을 두어 질산성 질소(NO3-N)의 형태로 존재하는 질소(N)를 질소(N2)가스로 변화시켜 탈질반응에 의한 질소가 제거토록 하고, 제거되지 않은 나머지 미량의 질소(N)에 대해서는 암모니아성 질소(NH4-N)의 형태로 존재한다는 것으로 간주하여 후반부에 호기 공정을 두어 암모니아성 질소(NH4-N)를 질산성 질소(NO3-N)로 변환토록 한 후 전반부의 무산소 공정으로 반송/순환시켜 탈질토록 하는 처리방식으로 총 질소(TN)을 제거토록 하였던 것이었다.Therefore, the treatment method for this purpose is to put an anoxic process in the first half to change the nitrogen (N) in the form of nitrate nitrogen (NO 3 -N) to nitrogen (N 2 ) gas to remove nitrogen by the denitrification reaction, The remaining traces of nitrogen (N) that are not removed are considered to be present in the form of ammonia nitrogen (NH 4 -N) and are subjected to an aerobic process in the second half to convert ammonia nitrogen (NH 4 -N) to nitrate nitrogen (NO). 3 -N), and then the total nitrogen (TN) was removed by the treatment method to return to the oxygen-free process of the first half to denitrification.

그러나 이러한 처리방식을 적용하여 LCD 제조공장 등 다량의 유기성 질소가 포함된 산업폐수를 처리할 경우, 질소가 NO3-N로 존재하는 것보다 유기성 질소로 존재하는 양이 더 많기 때문에 전반부의 무산소 공정에서는 NO3-N의 탈질반응은 쉽게 이루어져 NO3-N의 농도는 크게 감소하지만, NH4-N의 농도가 오히려 현저하게 증가되는 기 현상이 발생되었고, 이와 같이 NH4-N가 증가된 상태의 중간 처리수는 후반부 의 호기 공정으로 그대로 유입되어 NH4-N의 급증에 따른 과부하로 처리가 불가능하게 됨으로서 결과적으로는 방류수의 총 질소(TN) 제거를 크게 기대할 수 없었던 것이었다.However, in the case of treating industrial wastewater containing a large amount of organic nitrogen such as LCD manufacturing plants by applying this treatment method, the anoxic process in the first half because nitrogen is present in organic nitrogen more than that of NO 3 -N. in the denitration reaction of NO 3 -N it was easily made the concentration of the NO 3 -N was significantly reduced, but this was based developer the concentration of NH 4 -N rather be increased significantly occurs, thus increasing the NH 4 -N state Intermediate treatment water was introduced into the aerobic process in the later stage, which could not be processed due to the overload caused by the increase of NH 4 -N. As a result, the total nitrogen (TN) removal of the effluent could not be expected.

결국 이러한 현상은 조사 결과, LCD 제조공장 등에서 사용되는 원료물질인 TMAH(Tetra Methyl Amonium Hydro-oxide)가 유기성 질소의 원인물질로서 이러한 유사 제조공정에서 발생되는 산업폐수 중에는 유기성 질소가 다량 포함되어 있고, 이러한 유기성 질소는 무산소 또는 호기 상태에서 미생물 및 효소작용에 의하여 암모니아성 질소로 전환되기 때문에 결국 총 질소의 농도를 높이게 되는 원인이 되었던 것으로, 총 질소 제거를 위한 시스템의 설계 인자를 질산성 질소보다도 유기성 질소에 더 큰 비중을 두어 설계되어지는 새로운 처리방법 및 시스템이 요구되었던 것이었다.   As a result, the investigation revealed that TMAH (Tetra Methyl Amonium Hydro-oxide), which is a raw material used in LCD manufacturing plants, is a source of organic nitrogen, and the industrial wastewater generated in such a similar manufacturing process contains a large amount of organic nitrogen. Since organic nitrogen is converted into ammonia nitrogen by microorganisms and enzymatic action in anoxic or aerobic state, it causes the total nitrogen concentration to be increased. The design factor of the system for total nitrogen removal is more organic than nitrate nitrogen. There was a need for new treatment methods and systems that would be designed with greater emphasis on nitrogen.

따라서 본 발명은 무산소, 호기 공정으로 이루어지는 종래의 처리방식으로 유기성 질소가 다량 포함되어 있는 산업폐수의 경우, 유출수에 유기성 질소의 농도가 감소되어 유기성 질소가 제거된 것처럼 보이지만 결국 총 질소의 농도가 높아졌다는 것은 유기성 질소가 NH4-N ?? NO3-N ?? N2 의 순차적 분해 공정을 거쳐 완전히 제거된 것이 아니라 분해 중간 상태인 NH4-N로 머물러 미 처리된 상태로 유출되었기 때문에 발생되는 현상이라는 것에 착안하여, 처리대상 질소의 대부분을 유기성 질소에 비중을 두어 순차적 분해가 가능토록 되는 처리공정 및 시스템으로 이루어지 는 새로운 질소계 폐수의 처리방법 및 시스템을 강구토록 한 것이다.Therefore, in the present invention, in the case of industrial wastewater in which a large amount of organic nitrogen is contained in a conventional treatment method consisting of anoxic and aerobic processes, the concentration of organic nitrogen in the effluent seems to be removed, but the concentration of total nitrogen is eventually increased. Is that organic nitrogen is NH 4 -N ?? NO 3 -N ?? N 2 The phenomenon is caused by the fact that it is not completely removed through the sequential decomposition process but instead is left as NH 4 -N, which is an intermediate state of decomposition, and flowed out untreated state. A new method and system for treating nitrogen-based wastewater, consisting of treatment processes and systems that are capable of decomposition, is devised.

이를 위하여 본 발명의 처리방법은 1차적으로, 유입되는 폐수의 성상에 따라 호기성 상태로의 운영이 가능토록 된 임의성 무산소공정을 통한 유기성 질소의 안정화가 먼저 이루어지도록 한 후, 2차적으로, 호기공정을 통한 변환된 NH4-N의 NO3 -N로의 질산화 반응이 이루어지도록 한 후, 3차적으로 질산화된 중간 처리수를 무산소 공정을 통하여 탈질시켜 유기성 질소의 순차적 분해 공정을 통한 안정적인 처리를 유도토록 한 후, 최종적으로 호기공정을 통한 미 처리된 여분 유기성 질소의 추가 분해 공정이 일어나도록 하여 다시 임의성 무산소 공정으로 반송/순환시켜 처리토록 하여 유기성 질소의 단계적 분해가 이루어지도록 함으로서 총 질소 처리의 극대화가 가능토록 한 것이다.To this end, the treatment method of the present invention is primarily to stabilize the organic nitrogen through an anhydrous anoxic process that allows the operation to aerobic state according to the characteristics of the incoming wastewater first, and then, secondly, the aerobic process After nitrification of the converted NH 4 -N to NO 3 -N is carried out, the third nitrified intermediate treated water is denitrated through an anoxic process to induce stable treatment through the sequential decomposition of organic nitrogen. Afterwards, the final decomposition of untreated excess organic nitrogen through the aerobic process takes place, and then the transfer / circulation back to the random anoxic process is performed so that the stepwise decomposition of organic nitrogen is performed to maximize the total nitrogen treatment. It is possible.

본 발명 질소계 폐수의 처리방법은 유입되는 폐수의 성상에 따라 호기 상태로의 운영이 가능토록 된 임의성(facultative) 무산소공정을 통하여 원 폐수 중에 포함되어진 유기성 질소를 먼저 NH4-N의 형태로 변화시켜 안정화시킴과 동시에 탈질반응을 통한 NO3-N의 제거가 가능토록 하는 1차 처리단계와, 호기공정을 통하여 변환된 NH4-N를 NO3-N로 질산화시키는 2차 처리단계와, 질산화된 중간 처리수를 무산소 공정을 통하여 탈질시켜 원 폐수 중에 포함된 대부분의 유기성 질소를 순차적으로 분해시켜 안정적인 처리를 유도토록 하기 위한 3차 처리단계와, 호기공정을 통 하여 미 처리된 여분의 유기성 질소의 추가 변화 및 NH4-N의 질산화 반응이 일어나도록 하여 다시 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정으로 반송/순환시켜 처리할 수 있도록 한 4차 처리단계 공정을 통하여 처리토록 하는 것이다.The nitrogen-based wastewater treatment method of the present invention first converts the organic nitrogen contained in the original wastewater into NH 4 -N form through a noncultive anoxic process that allows the operation of the aerobic state according to the characteristics of the incoming wastewater. To stabilize and to remove NO 3 -N through denitrification, and to further nitrate the converted NH 4 -N to NO 3 -N through the aerobic process, and nitrification. Denitrified intermediate treated water through an anoxic process to sequentially decompose most organic nitrogen contained in the raw wastewater to induce a stable treatment, and extra organic nitrogen untreated through an aerobic process. additional variations and NH 4 -N of the fourth process stage the nitrification reaction to take place to be processed again by the conveying / circulating randomness anaerobic step of the first process step To ever processed through the process.

이때 상기 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정은 원 폐수 중에 포함된 질소가 초기 단계에서는 유기성 질소의 함유량이 낮고, 암모니아성 질소 및 질산성 질소 분율의 변화가 심하기 때문에 암모니아성 질소가 높을 경우만 호기성 조건으로 운전토록 하고, 그 외 또는 정상 상태에서는 무산소 조건으로 운전토록 함으로서 발생되는 폐수의 성상에 따른 효율적인 처리가 가능하게 되는 것이다.        At this time, the random anoxic process of the primary treatment step is aerobic conditions only when the nitrogen contained in the raw waste water is low in the organic nitrogen content in the initial stage, the ammonia nitrogen and nitrate nitrogen fractions are severely changed, so high ammonia nitrogen By operating in a non-oxygen condition in other or normal conditions, it is possible to efficiently treat according to the characteristics of the waste water generated.

또한 상기 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정에서의 미생물 공급은 상기 4차 처리단계 공정 이후에 발생되는 유출수 중에 포함된 오니를 침전시켜 제거토록 하기 위하여 포함되는 침전공정에서 발생되는 오니를 유입 원 폐수 량 대비 100% 이내로 반송/순환시키는 것이다.       In addition, the microbial supply in the random anoxic process of the primary treatment step is the source of wastewater from sludge generated in the precipitation process included to precipitate and remove the sludge contained in the effluent generated after the fourth treatment step process. It is to return / circulate within 100% of the ratio.

이때 상기 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정, 2차 처리단계의 호기 공정, 3차 처리단계의 무산소 공정, 4차 처리단계의 호기 공정에는 상시 미생물이 고정적으로 부착 성장할 수 있도록 하여 미생물과의 접촉율을 높임으로서 처리 효율을 더욱 증진시킬 수 있도록 할 수 있는 것이다.       At this time, in the random anoxic process of the first treatment step, the aerobic process of the second treatment step, the anoxic process of the third treatment step, the aerobic process of the fourth treatment step to allow the microorganism to always adhere to the fixed rate by contacting the microorganisms It is possible to further increase the treatment efficiency by increasing the.

또한 상기 2차 처리단계에서의 호기 공정으로부터 배출되는 유출수와 4 차처리단계의 호기공정으로부터 배출되는 유출수에는 미량이나마 미 분해된 유기성 질소가 잔재되어 있고, 암모니아성 질소로 변환된 상태로 잔재되어 있을 수 있기 때문에 처리/운전 상황에 따라서 각각 1차 처리단계의 임의성 무산소공정과 3차 처리단계의 무산소 공정으로 반송/순환토록 하여 무산소 교반 -호기 폭기가 수차례 반복/교대토록 함으로서 잔여 질소의 완벽 처리가 가능토록 하는 것으로, 이때의 반송/순환은 원 폐수 대비 200% 이내로 하는 것이다.       In addition, the effluent water discharged from the aerobic process in the secondary treatment step and the effluent water discharged from the aerobic process in the fourth treatment step may contain trace amounts of undecomposed organic nitrogen and remain in a state converted to ammonia nitrogen. Depending on the treatment / operation situation, it can be returned / circulated to the random anaerobic process of the first treatment step and the anaerobic process of the third treatment step, respectively, so that the aerobic agitation-the aeration of the aeration is repeated / rotated several times to completely process the residual nitrogen. In this case, the return / circulation at this time is within 200% of the original wastewater.

이때 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정은 원 폐수 중에 포함된 질산성 질소(NO3-N)의 탈질반응 또는 유기성 질소의 암모니아성 질소(NH4-N)로의 분해/전환반응과 침전된 반송오니에 포함된 질산성 질소(NO3-N)의 탈질반응을 유도토록 하기 위한 제1무산소 공정과, 제1무산소 공정을 호기성으로 운전할 경우 2차 처리단계의 호기 공정 및 4차 처리단계의 호기 공정으로부터 반송/순환되는 유출수에 함유되어 유입이 예상되는 분자상의 산소(O2)가 질산성 질소(NO3-N)를 탈질시키는데 필요한 무산소 조건을 유지하는데 장애가 되므로 이들 분자상의 산소(O2)를 폐수 중에 함유된 유기물과의 반응에 의하여 제거토록 함과 동시에 질산성 질소(NO3-N)의 탈질반응 또는 유기성 질소를 암모니아성 질소(NH4-N)로 분해/전환토록 하기 위한 제2무산소 공정과, 완전한 무산소 조건에서 질산성 질소(NO3-N)의 탈질반응 또는 유기성 질소를 암모니아성 질소(NH4-N)로 분해/전환토록 하기 위한 제3무산소 공정으로 구분하여 순차적으로 이루어지도록 함으로서 더욱 효과적인 질소 처리가 가능토록 되는 것이다.At this time, the optional anoxic process of the first treatment step is a denitrification reaction of nitrate nitrogen (NO 3 -N) contained in the raw wastewater or decomposition / conversion reaction of organic nitrogen to ammonia nitrogen (NH 4 -N) and precipitated return sludge. The first anoxic process for inducing denitrification of nitrate nitrogen (NO 3 -N) contained in the aerobic process, and the aerobic process of the second treatment step and the aerobic process of the fourth treatment step when the first anoxic process is operated aerobicly from bounce / are contained in the effluent is circulated, so a failure in maintaining the anaerobic conditions necessary for the denitrification of oxygen (O 2) a nitrate nitrogen (NO 3 -N) on the molecule to be introduced is expected to oxygen (O 2) on these molecules A second anoxic to remove and to denitrate nitrogen nitrate (NO 3 -N) or to decompose / convert organic nitrogen to ammonia nitrogen (NH 4 -N) at the same time to remove by reaction with organic matter contained in the waste water Process and complete Nitrate nitrogen (NO 3 -N) denitrification or organic nitrogen to ammonium nitrogen (NH 4 -N) 3, separated by an oxygen-free process to ensure more effective by nitrogen done sequentially for ever degradation / conversion as in oxygen-free conditions It will be possible to process.

즉, 유입되는 폐수 중 유기성 질소와 NO3-N의 비율이 높을 경우, 제1무산소 공정에서는 무산소 조건으로 운전토록 되어 유기성 질소가 임의성 미생물에 의하여 NH4-N로 전환토록 함과 동시에 NO3-N가 Nz 가스로 전환되어 제거되어지는 탈질 반응을 유도할 수 있는 한편, 유입되는 폐수 중 NH4-N의 비율이 높은 경우에는 제1무산소 공정이 호기성 상태로 운전토록 되어 NH4-N가 호기성 미생물에 의한 질산화 과정을 거쳐 NO3-N로 전환토록 한 후, 이후 제2무산소 공정과 제3무산소 공정에서는 항상 무산소 조건으로 운전토록 됨으로서 혐기성 미생물에 의하여 유기성 질소는 본격적으로 NH4-N로의 전환 반응이 일어나도록 하고, NO3-N는 Nz 가스로의 본격적인 탈질 반응에 의한 제거가 가능토록 함으로서 유입 폐수의 성상에 따른 효율적 처리가 가능토록 할 수 있다는 것이다.In other words, if the ratio of organic nitrogen and NO 3 -N in the influent wastewater is high, the first anoxic process allows the organic nitrogen to be converted to NH 4 -N by random microorganisms and at the same time NO 3 -N. N may be converted to N z gas to induce a denitrification reaction. On the other hand, when the ratio of NH 4 -N in the influent wastewater is high, the first anoxic process is operated to be aerobic and NH 4 -N After conversion to NO 3 -N through nitrification by aerobic microorganisms, the second nitrogen-free process and the third anoxic process are always operated under anoxic conditions. Therefore, organic nitrogen is gradually converted into NH 4 -N by anaerobic microorganisms. this conversion is to take place and, NO 3 -N was ever to be an effective treatment of the aqueous phase of the incoming waste water can be removed by ever by the full-scale denitrification in N z gas Is that.

한편, 상기 임의성 무산소 공정에서의 유기성 질소 ?? NH4-N로의 분해/전환 반응은 무산소 운전 조건 하에서 LCD 제조공장 등에서 사용되는 원료물질인 TMAH(Tetra Methyl Amonium Hydro-oxide)가 유기성 질소의 원인물질로서 임의성 미생물의 분해/전환반응에 의하여 NH4-N 증가된 것이고, 이와 동시에 발생되는 탈질반응은 폐수 중에 포함되어 있는 유기물을 미생물이 분해할 때 산소대신 NO3를 전자수용체로 사용되어 NO3가 감소되면서 N2가스로 탈질 되는 것이고, NH4-N가 NO3-N로 전환되는 질산화 반응은 호기성 운전 조건 하에서 호기성 독립영양미생물인 Nitrosomanas와 Nitrobacter가 산소를 사용하여 암모니아를 산화시켜 NO3-N을 합성함으로서 이루어지는 반응인 것이다.On the other hand, organic nitrogen in the random anoxic process. Degradation / conversion to NH 4 -N is produced by the LCD degradation / conversion of TMAH (Tetra Methyl Amonium Hydro-oxide ) of the raw materials to be used in a plant as randomness microorganism causative agent of organic nitrogen under anaerobic operating conditions NH 4 the increase will -N, this denitrification process that occurs at the same time, the use of oxygen instead of NO 3 when microorganisms decompose organic matter contained in waste water as an electron acceptor in denitrification it will be N 2 gas as the reducing NO 3, NH 4 The nitrification reaction in which -N is converted to NO 3 -N is a reaction obtained by aerobic autotrophic microorganisms Nitrosomanas and Nitrobacter oxidizing ammonia using oxygen to synthesize NO 3 -N under aerobic operating conditions.

또한 상기 2차 처리단계의 호기 공정에서는 산소의 주입으로 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정에서의 유출수 중에 증가되어진 암모니아성 질소(NH4-N)를 질산성 질소(NO3-N)로 산화/전환토록 하기 위한 것으로서, 유기성 질소의 농도가 높게 유지될 경우는 상기 임의성 무산소 공정으로 반송/순환시킴으로서 함유된 분자상의 산소를 최소화시킨 후, 다음 3차 처리단계의 무산소 공정에서 재차 유기성 질소의 암모니아성 질소(NH4-N)로의 분해/전환반응을 효율적으로 유도하고자 하는 것이며, 이렇게 함으로서 2차 처리단계의 호기 공정의 반송/순환에 의하여 발생되는 체류시간의 감소로 암모니아성 질소(NH4-N)가 질산성 질소(NO3-N)로 질산화되는 효율의 감소를 방지하고자 하는 것이다.In addition, in the aerobic process of the secondary treatment step, ammonia nitrogen (NH 4 -N), which is increased in the effluent from the random anoxic process of the primary treatment step by the injection of oxygen, is oxidized to nitrate nitrogen (NO 3 -N). When the concentration of organic nitrogen is kept high, the organic nitrogen is returned to the random anoxic process to minimize the oxygen contained therein, and then again in the anoxic process of the third tertiary treatment step. It intended to be efficiently guided to the degradation / conversion to the nitrogen (NH 4 -N), thus by ammonium nitrogen to a reduction in residence time caused by the transport / rotation of the exhalation process of the secondary treatment stage (NH 4 -N ) Is to prevent a decrease in the efficiency of nitrifying with nitrate nitrogen (NO 3 -N).

상기 3차 처리단계의 무산소 공정은 2차 처리단계의 호기 공정의 유출수 중에 증가되어진 질산성 질소(NO3-N)의 탈질 및 잔여 유기성 질소의 암모니아성 질소(NH4-N)로의 분해/전환을 위한 것으로, 이때 무산소 공정은 DO의 농도가 0.0 ~ 0.3PPM 범위에서 운전되어 완전한 혐기가 아니기 때문에, 본 발명에서는 혐기(Anaerobic), 호기(Aerobic 또는 Oxic)와의 구분을 위하여 무산소(Anoxic) 상태라고 결정하였으며, 실제로 무산소 공정을 위한 운전 DO의 농도 범위는 0.0 ~ 0.5PPM 범위로 설정하는 것이 바람직한 것이다.The anoxic process of the tertiary treatment step is the denitrification of nitrate nitrogen (NO 3 -N) increased in the effluent of the aerobic process of the second treatment step and decomposition / conversion of residual organic nitrogen to ammonia nitrogen (NH 4 -N). In this case, the anaerobic process is operating in the range of 0.0 ~ 0.3PPM DO is not a complete anaerobic, in the present invention is called anoxic (Anoxic) state for distinction from anaerobic (Anabic), aerobic (Aerobic or Oxic) In practice, it is preferable to set the concentration range of the operating DO for the anoxic process to be in the range of 0.0 to 0.5 PPM.

이때 상기 4차 처리단계의 호기 공정의 유출수를 3차 처리단계의 무산소 공정으로 반송/순환시킴으로서 4차 처리단계의 호기 공정에서 미 처리된 질산성 질소와 유기물을 재차 처리할 수 있도록 하는 것이다.       At this time, by returning / circulating the effluent of the aerobic process of the fourth treatment step to the anoxic process of the third treatment step, the untreated nitric acid and organic matter can be treated again in the aerobic process of the fourth treatment step.

이때 4차 처리단계의 호기 공정은 최종적으로 잔류하는 오염물질을 방류기준 이내로 처리/관리하기 위하여 설치/배치되는 것으로서, 이들 중 유기성 질소와 암모니아성 질소가 총 질소(TN) 관리기준 이상일 경우는 상기 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정으로, 질산성 질소가 총 질소(TN) 기준을 초과할 경우와 유기오염물질이 관리기준을 초과할 경우는 상기 3차 처리단계의 무산소 공정으로 각각 유입 원 폐수 량 대비 200% 이내로 반송/순환시켜 반복 처리토록 함으로서 처리효율을 향상시킬 수 있는 것이다.       At this time, the aerobic process of the fourth treatment step is installed / arranged in order to treat / manage residual contaminants within the discharge standard within the final stage, and when organic nitrogen and ammonia nitrogen are above the total nitrogen (TN) management standard, In the case of random anoxic process of the first treatment step, when the nitrate nitrogen exceeds the total nitrogen (TN) standard and the organic pollutant exceeds the management standard, the influent wastewater flow to the anoxic process of the third treatment step, respectively It is possible to improve the processing efficiency by returning / circulating within 200% and repeating the treatment.

이하에서는 본 발명의 시스템을 첨부된 도면에 의한 배치구성을 통하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.       Hereinafter, the system of the present invention will be described in more detail through an arrangement configuration according to the accompanying drawings.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명 질소계 폐수의 처리시스템은 원 폐수를 일시 저장토록 하기 위한 집수조(10)와, 유입되는 폐수의 성상에 따라 무산소조건 및 호기성 조건의 선택적 운전 기능이 겸비토록 교반장치(3)와 산기장치(4)가 장착된 임의성 무산소조(20)와, 호기성 조건으로의 운전 기능을 위한 산기장치(4)가 장착된 제1호기조(30)와, 무산소 조건으로의 운전을 위한 교반장치(3)가 장착된 무산소조(40)와, 호기성 조건으로의 운전 기능을 위한 산기장치(4)가 장착된 제2호기조(50)와, 상기 제2호기조(50)의 유출수 중에 포함된 오니를 상등수와 분리하여 침전토록 하기 위한 침전조(60)를 순차적으로 배치 구성시킨 것이다.       As shown in FIG. 1, the nitrogen-based wastewater treatment system of the present invention has a water collecting tank 10 for temporarily storing raw wastewater, and a selective agitation function for anoxic conditions and aerobic conditions depending on the characteristics of the incoming wastewater. Arbitrary anaerobic tank 20 equipped with the apparatus 3 and the aerobic apparatus 4, the first unit 30 equipped with the aerobic apparatus 4 for the operation function in aerobic conditions, and the operation in the anoxic condition Oxygen-free tank (40) equipped with a stirring device (3) for, the second unit tank (50) equipped with an air dispersing device (4) for operating in aerobic conditions, and included in the effluent of the second unit tank (50) The sedimentation tank (60) for separating the sludge from the supernatant and settling is configured in sequence.

이때 상기 침전조(60)에는 침전오니를 오니반송펌프(1)에 의하여 상기 임의성 무산소조(20)로 반송/순환토록 하기 위한 오니이송배관(7)이 연결되는 것이고, 상기 제1호기조(30)와 상기 제2호기조(50)에는 유출수를 에어리프트펌프(2)에 의하여 상기 임의성 무산소조(20)와 무산소조(40)로 각각 반송/순환토록 하기 위한 처리수이송배관(6)이 각각 연결되어지는 것이다.       At this time, the settling tank (60) is connected to the sludge feed pipe (7) for returning / circulating the settling sludge to the random anoxic tank (20) by the sludge return pump (1), and the first unit (30) and The second water tank 50 is connected to the treated water transfer pipe 6 for returning / circulating the effluent to the random anoxic tank 20 and the anoxic tank 40 by the air lift pump 2, respectively. .

이하, 상기한 방식대로 배치시킨 시스템의 각 반응과 역할에 대하여 설명해 보기로 한다.      Hereinafter, each reaction and role of the system arranged in the above manner will be described.

우선, 상기 임의성 무산소조(20)는 산업폐수의 특성상 제품생산 공정 가동 초기에는 폐수 성상의 변화(특히 총 질소의 구성 성분)가 심하여 폐수의 성상에 따른 총 질소(TN)의 원활한 처리를 위하여 무 산소조건 또는 호기성 조건으로의 선택적인 운전이 가능토록 한 것으로서, 초기 단계에서는 유기성 질소의 함유량이 낮고, 암모니아성 질소 및 질산성 질소 분율의 변화가 심하기 때문에 암모니아성 질소의 함유량이 많을 경우에만 교반장치(3)와 산기장치(4)가 모두 가동되어 호기성 상태로 운전토록 되고, 그 이외 또는 정상 상태에서는 교반장치(3)만이 가능토록 되어 무산소 상태로만 운전토록 하는 것이다.       First, the random anoxic tank 20 is characterized by the characteristics of industrial wastewater, the change of wastewater properties (particularly the components of the total nitrogen) is severe at the beginning of the product production process operation, so that the oxygen-free oxygen for smooth treatment of total nitrogen (TN) according to the characteristics of the wastewater It is possible to selectively operate under conditions of aerobic or aerobic conditions. In the initial stage, since the content of organic nitrogen is low and the ammonia nitrogen and nitrate nitrogen fractions are severely changed, the stirring device may be used only when the content of ammonia nitrogen is high. Both the 3) and the air dissipator 4 are operated to operate in an aerobic state, and in the other or normal state, only the stirring device 3 is possible to operate only in an oxygen-free state.

이때 상기 임의성 무산소조(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 원 폐수 중에 포함된 질산성 질소(NO3-N)의 탈질반응 또는 유기성 질소의 암모니아성 질소(NH4-N)로의 분해/전환반응과 침전조(60)로부터 반송되는 반송오니에 포함된 질산성 질소(NO3-N)의 탈질반응을 유도토록 하기 위한 제1무산소조(21)와, 제1무산소조(21)를 호기성으로 운전할 경우, 제1호기조(30) 및 제2호기조(50)로부터 반송/순환되는 처리 수에 함유되어 유입이 예상되는 분자상의 산소(O2)가 질산성 질소(NO3-N)를 탈질시키는데 필요한 무산소 조건을 유지하는데 장애가 되므로 이들 분자상의 산소(O2)를 폐수 중에 함유된 유기물과의 반응에 의하여 제거토록 함과 동시에 질산성 질소(NO3-N)의 탈질반응 또는 유기성 질소를 암모니아성 질소(NH4-N)로 분해/전환토록 하기 위한 제2무산소조(22)와, 완전한 무산소 조건에서 질산성 질소(NO3-N)의 탈질반응 또는 유기성 질소를 암모니아성 질소(NH4-N)로 분해/전환토록 하기 위한 제3무산소조(23)로 구분토록 함으로서 더욱 효과적으로 질소를 처리할 수 있도록 할 수 있는 것이다. At this time, the optional anoxic tank 20 is denitrified of nitrate nitrogen (NO 3 -N) contained in the original wastewater or decomposition / conversion of organic nitrogen to ammonia nitrogen (NH 4 -N) as shown in FIG. When operating the first anaerobic tank 21 and the first anoxic tank 21 to induce denitrification of the nitrate nitrogen (NO 3 -N) contained in the return sludge returned from the settling tank 60 and the aerobic tank, Oxygen-free conditions required for the denitrification of nitric acid nitrogen (NO 3 -N) by molecular oxygen (O 2 ) contained in the treated water returned / circulated from the first and second tanks 30 and 50 and expected to flow. It is difficult to maintain the oxygen, so that the oxygen (O 2 ) on these molecules is removed by reaction with organic matter contained in the wastewater, and denitrification of nitrate nitrogen (NO 3 -N) or organic nitrogen is carried out by ammonia nitrogen (NH). a second anoxic tank 22 to ever degradation / conversion in 4 -N) , Nitrate-nitrogen in a completely oxygen-free conditions (NO 3 -N) denitrification or organic nitrogen to ammonium nitrogen more efficiently nitrogen by ever separated by (NH 4 -N), a third anoxic tank 23 to ever degradation / conversion to the To be able to handle

즉, 유입되는 폐수 중 유기성 질소와 NO3-N의 비율이 높을 경우에는 제1무산소조(21)에서 무산소 조건으로 운전토록 되어 유기성 질소가 임의성 미생물에 의하여 NH4-N로 전환토록 함과 동시에 NO3-N가 Nz 가스로 전환되어 제거되어지는 탈질 반응을 유도할 수 있는 한편, 유입되는 폐수 중 NH4-N의 비율이 높은 경우에는 제1무산소조(21)가 호기성 상태로 운전토록 되어 NH4-N가 호기성 미생물에 의한 질산화 과정을 거쳐 NO3-N로 전환토록 한 후, 이후 제2무산소조(22)와 제3무산소조(23)에서는 항상 무산소 조건으로 운전토록 됨으로서 혐기성 미생물에 의하여 유기성 질소는 본격적으로 NH4-N로의 전환 반응이 일어나도록 하고, NO3-N는 Nz 가스로의 본격적 인 탈질 반응에 의한 제거가 가능토록 함으로서 유입 폐수의 성상에 따른 효율적 처리가 가능토록 할 수 있다는 것이다.In other words, when the ratio of organic nitrogen and NO 3 -N in the inflowing waste water is high, the first anoxic tank 21 is operated under anoxic conditions, so that organic nitrogen is converted into NH 4 -N by random microorganisms and NO. 3 -N can be converted to N z gas to induce denitrification reaction, while when the ratio of NH 4 -N in the incoming wastewater is high, the first anoxic tank 21 is allowed to operate in aerobic state After 4 -N is converted to NO 3 -N through nitrification by aerobic microorganisms, and then, in the second anoxic tank 22 and the third anoxic tank 23, it is always operated under anoxic conditions, so that organic nitrogen is caused by anaerobic microorganisms. The conversion reaction to NH 4 -N takes place in earnest, and NO 3 -N allows removal by a full-scale denitrification reaction to N z gas so that efficient treatment according to the characteristics of the influent wastewater is possible. Can be.

또한 상기 임의성 무산소조(20)에는 고농도 유기성 질소계 폐수의 효율적인 처리를 위하여 미생물담체(5)를 충전시켜 조 내에서의 고착성 MLSS에 의한 전체 MLSS 농도를 증가시켜 반응시간의 단축 및 반응률의 증가로 경제적이면서도 높은 처리효율을 기대할 수 있도록 할 수 있는 것이다.       In addition, the random anaerobic tank 20 is filled with a microbial carrier 5 for efficient treatment of high concentration organic nitrogen-based wastewater, thereby increasing the total MLSS concentration by the adherent MLSS in the tank, thereby reducing the reaction time and increasing the reaction rate. In addition, high processing efficiency can be expected.

한편, 상기 임의성 무산소조(20)에서의 유기성 질소 ?? NH4-N로의 분해/전환 반응은 무산소 운전 조건 하에서 LCD 제조공장 등에서 사용되는 원료물질인 TMAH(Tetra Methyl Amonium Hydro-oxide)가 유기성 질소의 원인물질로서 임의성 미생물의 분해/전환반응에 의하여 NH4-N 증가된 것이고, 이와 동시에 발생되는 탈질반응은 폐수 중에 포함되어 있는 유기물을 미생물이 분해할 때 산소대신 NO3를 전자수용체로 사용되어 NO3가 감소되면서 N2가스로 탈질 되는 것이고, NH4-N가 NO3-N로 전환되는 질산화 반응은 호기성 운전 조건 하에서 호기성 독립영양미생물인 Nitrosomanas와 Nitrobacter가 산소를 사용하여 암모니아를 산화시켜 NO3-N을 합성함으로서 이루어지는 반응인 것이다.On the other hand, organic nitrogen in the random oxygen-free tank 20 ?? Degradation / conversion to NH 4 -N is produced by the LCD degradation / conversion of TMAH (Tetra Methyl Amonium Hydro-oxide ) of the raw materials to be used in a plant as randomness microorganism causative agent of organic nitrogen under anaerobic operating conditions NH 4 the increase will -N, this denitrification process that occurs at the same time, the use of oxygen instead of NO 3 when microorganisms decompose organic matter contained in waste water as an electron acceptor in denitrification it will be N 2 gas as the reducing NO 3, NH 4 The nitrification reaction in which -N is converted to NO 3 -N is a reaction obtained by aerobic autotrophic microorganisms Nitrosomanas and Nitrobacter oxidizing ammonia using oxygen to synthesize NO 3 -N under aerobic operating conditions.

또한 상기 제1호기조(30)는 산기장치(4)에 의하여 산소가 주입되어 호기성 상태로 유지되어지는 것으로서, 상기 임의성 무산소조(20)에서의 유출수 중에 증가되어진 암모니아성 질소(NH4-N)를 질산성 질소(NO3-N)로 산화/전환토록 하기 위한 것으로서, 유기성 질소의 농도가 높게 유지될 경우 에어리프트펌프(2)를 이용하여 유입 원 폐수 량 대비 200% 이내로 임의성 무산소조(20)로의 반송/순환시킴으로서 함유된 분자상의 산소를 최소화시킨 후, 다음에 배치되는 무산소조(40)에서 재차 유기성 질소의 암모니아성 질소(NH4-N)로의 분해/전환반응을 효율적으로 유도하고자 하는 것이며, 이렇게 함으로서 제1호기조(30)의 반송/순환에 의하여 발생되는 체류시간의 감소로 암모니아성 질소(NH4-N)가 질산성 질소(NO3-N)로 질산화되는 효율의 감소를 방지하고자 하는 것이다.In addition, the first gas tank 30 is injected into the oxygen by the oxygen storage device (4) and maintained in aerobic state, the ammonia nitrogen (NH 4 -N) increased in the effluent from the random anoxic tank 20 It is for oxidizing / converting to nitrate nitrogen (NO 3 -N). When the concentration of organic nitrogen is maintained high, the air lift pump (2) is used to the random anoxic tank (20) within 200% of the amount of influent wastewater. After minimizing the oxygen contained in the molecular by transport / circulation, it is intended to efficiently induce decomposition / conversion reaction of organic nitrogen to ammonia nitrogen (NH 4 -N) again in the anoxic tank 40 disposed next. By reducing the residence time caused by the return / circulation of the first vessel 30 to prevent the reduction of the efficiency of nitrifying the ammonia nitrogen (NH 4 -N) to nitrate nitrogen (NO 3 -N) will be.

이때 상기 제2호기조(30)에도 미생물담체(5)를 충전시키면 더욱 높은 처리 효율을 얻을 수 있음은 물론이다.        At this time, if the microorganism carrier 5 is filled in the second vessel 30, of course, a higher treatment efficiency can be obtained.

상기 무산소조(40)는 상기 제1호기조(30)의 유출수 중에 증가되어진 질산성 질소(NO3-N)의 탈질 및 잔여 유기성 질소의 암모니아성 질소(NH4-N)로의 분해/전환을 위한 것으로, 이때 무산소조(40)라 함은 무산소 상태를 유지하기 위한 반응조가 완전히 대기와 차단되어진 것이 아니고 대기 중에 표면이 노출되어져 사실상 DO의 농도가 0.0 ~ 0.3PPM 범위에서 운전되어 완전한 혐기가 아니기 때문에, 본 발명에서는 혐기(Anaerobic), 호기(Aerobic 또는 Oxic)와의 구분을 위하여 무산소(Anoxic) 상태라고 결정하였으며, 실제로 무산소 공정을 위한 운전 DO의 농도 범위는 0.0 ~ 0.5PPM 범위로 설정한 것이다.The anoxic tank 40 is for denitrification of nitrogen nitrate (NO 3 -N) increased in the effluent of the first tank 30 and the decomposition / conversion of residual organic nitrogen to ammonia nitrogen (NH 4 -N). In this case, the anoxic tank 40 is not completely blocked because the reaction tank for maintaining an anoxic state is not completely blocked from the atmosphere and the surface is exposed to the atmosphere, so that the concentration of DO is operating in the range of 0.0 to 0.3PPM. In the present invention, it was determined to be anoxic to distinguish between anaerobic and aerobic (Aerobic or Oxic), and the concentration range of the DO for the anoxic process was set to 0.0 to 0.5PPM.

이때 후반에 배치되어지는 제2호기조(50)로부터 처리수가 반송/순환토록 되어 제2호기조(50)에서 미 처리된 질산성 질소와 유기물을 재차 처리할 수 있는 것 으로서, 마찬가지로 미생물담체(5)를 추가로 충전시킴으로서 더욱 높은 처리효율을 기대할 수 있는 것이다.       At this time, the treated water is returned / circulated from the second tank 50, which is disposed later, to process untreated nitrogen nitrate and organic matter again in the second tank 50. Similarly, the microbial carrier 5 By charging additionally, higher processing efficiency can be expected.

또한 제2호기조(50)는 최종적으로 잔류하는 오염물질을 방류기준 이내로 처리/관리하기 위하여 설치/배치되는 것으로서, 이들 중 유기성 질소와 암모니아성 질소가 총 질소(TN) 관리기준 이상일 경우는 상기 임의성 무산소조(20)로, 질산성 질소가 총 질소(TN) 기준을 초과할 경우와 유기오염물질이 관리기준을 초과할 경우는 상기 무산소조(40)로 에어리프트펌프(2)를 이용하여 각각 유입 원 폐수 량 대비 200% 이내로 반송/순환시켜 반복 처리토록 함으로서 처리효율을 향상시킬 수 있는 것이며, 마찬가지로 미생물담체(5)를 추가 충전시킴으로서 더욱 높은 처리효율을 기대할 수 있는 것이다.       In addition, the second vessel 50 is installed / arranged to treat / manage the last remaining pollutants within the discharge standard, if the organic nitrogen and ammonia nitrogen is above the total nitrogen (TN) management standards of the above randomness When the oxygen-free tank 20, the nitrate nitrogen exceeds the total nitrogen (TN) standard and the organic pollutant exceeds the management standard, the inflow source using the air lift pump (2) to the oxygen-free tank (40), respectively The treatment efficiency can be improved by returning / circulating the wastewater within 200% of the waste water and repeating the treatment. Likewise, by further charging the microbial carrier 5, higher treatment efficiency can be expected.

이하에서는 본 발명의 처리방법 및 처리시스템을 통하여 처리된 질소계 폐수의 처리효과를 총 질소는 물론 COD의 제거효율까지도 측정한 다음의 실시 예를 통하여 보다 구체적으로 입증하여 보기로 한다.       Hereinafter, the treatment effect of the nitrogen-based wastewater treated through the treatment method and treatment system of the present invention will be demonstrated in more detail through the following examples of measuring the removal efficiency of COD as well as total nitrogen.

<실시예 1>        <Example 1>

BATCH TEST(회분식 실험)      BATCH TEST

1. 실험목적      1. Purpose of Experiment

BATCH TEST의 목적은 PILOT TEST(연속식 실험) 적용을 위한 예비단계로서 무산소 조건과 임의성 조건에서의 적정체류시간 및 제거효율을 검토하기 위해서 수행하였다.(임의성 조건 : DO 0 - 0.5ppm, 무산소 조건 : DO 0 - 0.3 ppm)       The purpose of the BATCH TEST was to examine the appropriate residence time and removal efficiency under anaerobic and arbitrary conditions as a preliminary step for the application of the PILOT TEST (arbitrary conditions: DO 0-0.5ppm, anoxic conditions). : DO 0-0.3 ppm)

2 실험장치 및 방법      2 Experiment apparatus and method

BATCH TEST에 사용된 실험장치는 <그림 2.1>에서 보는 바와 같이 아크릴을 사용하여 반응조의 유효용적이 20L가 되도록 제작하였다. 무산소 조건(A조건)의 반응조에는 교반기를 설치하였으며, 임의성 조건(B조건)의 반응조에는 조내의 DO를 적절히 조절하고, 미생물과 폐수의 균등한 혼합을 위해 조내에 산기관 1개와 AIR TUBE 1개를 각각 설치하였다.       The experimental apparatus used for the BATCH TEST was manufactured so that the effective volume of the reactor was 20L using acrylic as shown in <Figure 2.1>. Agitator was installed in the reactor under anoxic condition (A condition), and in the reactor under random condition (condition B), the DO in the tank was properly adjusted, and one diffuser and one AIR TUBE in the tank were used for equal mixing of microorganisms and wastewater. Were installed respectively.

Figure 112004041903342-PAT00001
Figure 112004041903342-PAT00001

<A조건-무산소> <B조건-임의성>                  <Condition A-Anaerobic> <Condition B-Arbitrary>

<그림 2.1> BATCH TEST 장치                           <Figure 2.1> BATCH TEST Device

<표 2.1> 폐수와 미생물 농축액의 혼합비율                 Table 2.1 Mixing Ratio of Wastewater and Microbial Concentrate

조 건Condition 분석횟수Analysis frequency TN폐수TN wastewater 미생물농축액Microbial Concentrate (MLSS 6,000mg/L)(MLSS 6,000mg / L) 혼합 후 MLSS농도MLSS concentration after mixing (mg/L)(mg / L) A (무산소)A (Anoxic) A-1A-1 3회3rd time 5L5L 5L5L 3,0003,000 A-2A-2 3회3rd time 5L5L 10L10L 4,0004,000 B (임의성)B (arbitrary) B-1B-1 3회3rd time 5L5L 5L5L 3,0003,000 B-2B-2 3회3rd time 5L5L 10L10L 4,0004,000

본 실험에 사용된 폐수는 LG Philips LCD 폐수처리장의 TN폐수를 사용하였으며, 미생물은 MLSS농도가 3,000 mg/L인 폭기조의 슬러지를 2배 농축(MLSS 6,000mg/L)한 후 반응조에 A-1과 B-1의 TEST에는 MLSS 3,000 mg/L, A-2와 B-2의 TEST에는 MLSS 4,000 mg/L가 되도록 각각 주입하였다.       The wastewater used in this experiment was TN wastewater from the LG Philips LCD wastewater treatment plant, and microorganisms were concentrated twice as much as sludge in the aeration tank with MLSS concentration of 3,000 mg / L (MLSS 6,000 mg / L) and then in the reactor A-1. MLSS 3,000 mg / L in the TEST of B-1, and MLSS 4,000 mg / L in the TEST of A-2 and B-2 were respectively injected.

<표 2.1>에는 폐수와 미생물 농축액의 혼합비율을 나타내었다. <표 2.1>에 나타낸 바와 같이 BATCH TEST는 각 조건마다 3차례에 걸쳐 실험을 진행하였고, A-1과 B-1조건의 TN폐수와 미생물 농축액의 혼합비율은 TN폐수 5L에 미생물 농축액 5L를 주입하였으며, A-2와 B-2조건에서는 TN폐수 5L에 미생물 농축액 10L를 각각 주입하여 실험을 진행하였다.        Table 2.1 shows the mixing ratio of wastewater and microbial concentrate. As shown in <Table 2.1>, BATCH TEST was conducted three times for each condition, and the mixing ratio of TN wastewater and microbial concentrate under conditions A-1 and B-1 was injected with 5L of microbial concentrate in 5L TN wastewater. In the A-2 and B-2 conditions, the experiment was performed by injecting 10 L of microbial concentrate into 5 L of TN wastewater.

또한 각 조건(A-1, A-2, B-1, B-2)에서 혼합액의 초기 농도(0hr)를 일정하게 맞추기 위해 IPA(CODMn 700,000mg/L), DEVELOPER(T-N 30,000mg/L), 공업용 요소(UREA), 질산(NO3-N 181,000mg/L)을 각각 미량 투입하여 T-N 150mg/L, 유기성질소 70mg/L, NH3-N 10mg/L, NO3-N 70mg/L 정도로 농도를 조절하여 실험을 진행하였다.       In addition, IPA (CODMn 700,000mg / L), DEVELOPER (TN 30,000mg / L) to keep the initial concentration (0hr) of the mixed solution constant under each condition (A-1, A-2, B-1, B-2) A small amount of industrial urea (UREA) and nitric acid (NO3-N 181,000mg / L) were added to adjust the concentration to TN 150mg / L, organic nitrogen 70mg / L, NH3-N 10mg / L and NO3-N 70mg / L. The experiment was carried out.

무산소 조건에서는 교반기를 사용하여 DO농도를 0.0~0.2mg/L의 범위가 되도록 조절하였고, 임의성 조건에서는 공기주입량을 수시로 조절하여 DO농도를 0.2~0.6 mg/L의 범위가 되도록 하였으며, pH는 별도의 조절 없이 그대로 운전하였다.      In anoxic conditions, the DO concentration was adjusted to a range of 0.0 to 0.2 mg / L using a stirrer. In arbitrary conditions, the air injection amount was adjusted from time to time so that the DO concentration was in the range of 0.2 to 0.6 mg / L. It was operated as it is without adjustment of.

3 결과 및 고찰       3 Results and Discussion

3.1 pH 및 DO농도의 변화       3.1 Changes in pH and DO Concentration

<그림 2.2>는 각 조건의 BATCH TEST에 의해 나타난 pH 및 DO 농도의 변화를 나타낸 것이다. <그림 2.2>에서 보듯이 A-1과 A-2조건에서의 pH는 0hr~8hr동안 6.7에서 8.6으로 급격히 상승하였으나, B-1과 B-2조건에서는 6.8~7.9로 서서히 증가하는 것으로 나타났다.       <Figure 2.2> shows the change of pH and DO concentration by BATCH TEST of each condition. As shown in <Figure 2.2>, the pH of A-1 and A-2 increased rapidly from 6.7 to 8.6 during 0hr ~ 8hr, but gradually increased to 6.8 ~ 7.9 under B-1 and B-2.

DO의 경우에는 A조건(A-1, A-2)에서는 0.1~0.2(0.15)mg/L의 범위를 보였으 며, B조건(B-1, B-2)에서는 0.2~0.4(0.3)mg/L의 범위로서 A와 B조건 모두 무산소와 임의성 조건에 적합한 것으로 나타났다.        In the case of DO, the range of 0.1 ~ 0.2 (0.15) mg / L was shown under conditions A (A-1 and A-2), and 0.2 ~ 0.4 (0.3) mg under conditions B (B-1 and B-2). Both A and B conditions were found to be suitable for the anaerobic and random conditions.

Figure 112004041903342-PAT00002
Figure 112004041903342-PAT00002

<그림 2.2> pH 및 DO농도의 변화                       <Figure 2.2> Changes in pH and DO Concentration

3.2 유기물 및 질소 제거       3.2 Removal of Organics and Nitrogen

<표 2.2>에는 A-1조건에서의 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화 및 제거효율을 표로 나타내었으며, <그림 2.3>에는 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화를 그래프로 나타내었다. <표 2.2>에서 보듯이 0hr, 4hr, 6hr 및 8hr의 CODMn농도는 각각 510.5mg/L, 345.7mg/L, 320.0mg/L, 269.0mg/L, 238.0mg/L이었으며, 0hr에 대한 2hr, 4hr, 6hr, 8hr의 제거효율은 32.3%, 37.3%, 47.3%, 53.4%로 나타났다.        <Table 2.2> shows the change of CODMn and nitrogen concentration and the removal efficiency of CODMn and nitrogen series according to time zone under A-1 condition, and <Figure 2.3> shows the change of concentration of CODMn and nitrogen series according to time slot. As shown in Table 2.2, the CODMn concentrations of 0hr, 4hr, 6hr and 8hr were 510.5mg / L, 345.7mg / L, 320.0mg / L, 269.0mg / L and 238.0mg / L, respectively. The removal efficiencies of 4hr, 6hr and 8hr were 32.3%, 37.3%, 47.3% and 53.4%.

또한, T-N의 농도(제거효율)는 150.3mg/L, 72.3mg/L(51.9%), 65.6mg/L (56.4%), 55.8mg/L(62.8%), 53.6mg/L(64.3%)이었고, 유기성질소의 농도(제거효율) 는 71.1mg/L, 35.5mg/L(50.1%), 29.7mg/L(58.2%), 23.4mg/L (67.1%), 22.6mg/L(68.2%)이었으며, NO3-N의 농도(제거효율)는 68.3mg/L, 15.2mg/L(77.7%), 11.8mg/L(82.7%), 3.8mg/L(94.4%), 1.4mg/L(97.8%)이었다. 이때 NH4-N농도는10.9mg/L, 21.6(-98.2%)mg/L, 24.1(-121.1%)mg/L, 28.7(-163.3%)mg/L, 29.6(-171.1%)mg/L로 점차 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 유기성질소가 NH4-N로 분해/전환되었기 때문인 것으로 판단된다.       In addition, the concentration of TN (removal efficiency) was 150.3mg / L, 72.3mg / L (51.9%), 65.6mg / L (56.4%), 55.8mg / L (62.8%), 53.6mg / L (64.3%). The concentration of organic nitrogen (removal efficiency) was 71.1 mg / L, 35.5 mg / L (50.1%), 29.7 mg / L (58.2%), 23.4 mg / L (67.1%), and 22.6 mg / L (68.2%). NO3-N concentrations (removal efficiency) were 68.3 mg / L, 15.2 mg / L (77.7%), 11.8 mg / L (82.7%), 3.8 mg / L (94.4%), 1.4 mg / L ( 97.8%). At this time, NH4-N concentration was 10.9mg / L, 21.6 (-98.2%) mg / L, 24.1 (-121.1%) mg / L, 28.7 (-163.3%) mg / L, 29.6 (-171.1%) mg / L This is due to the fact that organic nitrogen was decomposed / converted into NH 4 -N.

<표 2.2> 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화 및 제거효율(A-1조건)        <Table 2.2> Changes in CODMn and Nitrogen Concentrations and Removal Efficiency by Time (A-1 Conditions)

(UNIT : mg/L)        (UNIT: mg / L)

시간(hr)   Hours (hr) 항목Item 00 1One 22 33 44 55 66 77 88 REMARKREMARK MLSSMLSS 29802980 CODMnCODMn 510.5510.5 345.7345.7 320.0320.0 269.0269.0 238.0238.0 R · ER, E ** (%)(%) -- 32.332.3 37.337.3 47.347.3 53.453.4 T-NT-N 150.3150.3 72.372.3 65.665.6 55.855.8 53.653.6 R · E(%)R, E (%) -- 51.951.9 56.456.4 62.862.8 64.364.3 유기성질소Organic nitrogen 71.171.1 35.535.5 29.729.7 23.423.4 22.622.6 R · E(%)R, E (%) -- 50.150.1 58.258.2 67.167.1 68.268.2 NO3-NNO 3 -N 68.368.3 15.215.2 11.811.8 3.83.8 1.41.4 R · E(%)R, E (%) -- 77.777.7 82.782.7 94.494.4 97.897.8 NH4-NNH 4 -N 10.910.9 21.621.6 24.124.1 28.728.7 29.629.6 R · E(%)R, E (%) -- -98.2-98.2 -121.1-121.1 -163.3-163.3 -171.5-171.5

※ R , E : OHr에 대한 제거효율(Removal Efficiency) ※ R, E: Removal Efficiency for OHr

*

Figure 112004041903342-PAT00003
R · E : 0hr에 대*
Figure 112004041903342-PAT00003
R · E: vs 0hr

<그림 2.3> 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화(A-1조건)       <Figure 2.3> Changes in CODMn and Nitrogen Concentrations by Time Zone (A-1 Condition)

<표 2.3>에는 A-2조건에서의 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화 및 제거효율을 표로 나타내었으며, <그림 2.4>에는 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화를 그래프로 나타내었다. <표 2.3>에서 보듯이 0hr, 4hr, 6hr 및 8hr의 CODMn농도는 각각 512.7mg/L, 343.2mg/L, 315.6mg/L, 261.0mg/L, 231.1mg/L이었으며, 0hr에 대한 2hr, 4hr, 6hr, 8hr의 제거효율은 33.1%, 38.4%, 49.1%, 54.9%로 나타났다.        <Table 2.3> shows the change of CODMn and nitrogen series concentration and removal efficiency by time zone under A-2 condition, and <Figure 2.4> shows the change of concentration of CODMn and nitrogen series by time slot. As shown in Table 2.3, the CODMn concentrations of 0hr, 4hr, 6hr and 8hr were 512.7mg / L, 343.2mg / L, 315.6mg / L, 261.0mg / L and 231.1mg / L, respectively. The removal efficiencies of 4hr, 6hr and 8hr were 33.1%, 38.4%, 49.1% and 54.9%.

또한, T-N농도(제거효율)는 151.7mg/L,70.2mg/L(53.7%),56.0mg/L(63.1%), 52.3mg/L(65.5%), 49.5mg/L(67.4%)이었고, 유기성질소의 농도(제거효율)는71.9mg/L,34.1mg/L(52.6%),25.1mg/L(65.1%),16.4mg/L(77.2%), 9.4mg/L(86.9%)이었으며,NO3-N의농도(제거효율)는68.6mg/L, 14.2mg/L(79.3%), 5.3mg/L(92.3%), 4.6mg/L(93.3%), 3.4mg/L(95.0%)이었다. 이때 NH4-N농도는 11.2mg/L, 21.9(- 95.5%)mg/L, 25.6(-128.6%)mg/L, 31.3(-179.5%)mg/L, 36.8(-228.6%)mg/L로써 A-1과 마찬가지로 유기성질소가 분해/전환되어 NH4-N의 농도가 증가하였다.        In addition, the TN concentrations (removal efficiency) were 151.7 mg / L, 70.2 mg / L (53.7%), 56.0 mg / L (63.1%), 52.3 mg / L (65.5%), and 49.5 mg / L (67.4%). , The concentration of organic nitrogen (removal efficiency) was 71.9 mg / L, 34.1 mg / L (52.6%), 25.1 mg / L (65.1%), 16.4 mg / L (77.2%), 9.4 mg / L (86.9%) The NO3-N concentration (removal efficiency) was 68.6 mg / L, 14.2 mg / L (79.3%), 5.3 mg / L (92.3%), 4.6 mg / L (93.3%), 3.4 mg / L (95.0). %). The NH4-N concentration was 11.2 mg / L, 21.9 (-95.5%) mg / L, 25.6 (-128.6%) mg / L, 31.3 (-179.5%) mg / L, 36.8 (-228.6%) mg / L As in A-1, organic nitrogen was decomposed / converted to increase the concentration of NH 4 -N.

<표 2.3> 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화 및 제거효율(A-2조건)        <Table 2.3> Changes in CODMn and Nitrogen Concentrations and Removal Efficiency by Time (A-2 Conditions)

(UNIT : mg/L)  (UNIT: mg / L)

시간(hr)   Hours (hr) 항목Item 00 1One 22 33 44 55 66 77 88 REMARKREMARK MLSSMLSS 38503850 CODMnCODMn 512.7512.7 343.2343.2 315.6315.6 261.0261.0 231.1231.1 R · ER, E ** (%)(%) -- 33.133.1 38.438.4 49.149.1 54.954.9 T-NT-N 151.7151.7 70.270.2 56.056.0 52.352.3 49.549.5 R · E(%)R, E (%) -- 53.753.7 63.163.1 65.565.5 67.467.4 유기성질소Organic nitrogen 71.971.9 34.134.1 25.125.1 16.416.4 9.49.4 R · E(%)R, E (%) -- 52.652.6 65.165.1 77.277.2 86.986.9 NO3-NNO 3 -N 68.668.6 14.214.2 5.35.3 4.64.6 3.43.4 R · E(%)R, E (%) -- 79.379.3 92.392.3 93.393.3 95.095.0 NH4-NNH 4 -N 11.211.2 21.921.9 25.625.6 31.331.3 36.836.8 R · E(%)R, E (%) -- -95.5-95.5 -128.6-128.6 -179.5-179.5 -228.6-228.6

* R · E : 0hr에 대한 제거효율(Removal Efficiency)* R · E: Removal Efficiency for 0hr

Figure 112004041903342-PAT00004
Figure 112004041903342-PAT00004

<그림 2.4> 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화(A-2조건)           <Figure 2.4> Changes in CODMn and Nitrogen Concentrations by Time Zone (A-2 Condition)

<표 2.4>에는 B-1조건에서의 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화 및 제 거효율을 표로 나타내었으며, <그림 2.5>에는 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화를 그래프로 나타내었다. <표 2.4>에서 보듯이 0hr, 4hr, 6hr 및 8hr의 CODMn농도는 각각 515.5mg/L, 330.2mg/L, 292.5mg/L, 240.0mg/L, 205.3mg/L이었으며, 0hr에 대한 2hr, 4hr, 6hr, 8hr의 제거효율은 35.9%, 43.2%, 53.4%, 60.2%로 나타났다.        <Table 2.4> shows the concentration change and removal efficiency of CODMn and nitrogen series by time zone under B-1 condition, and <Figure 2.5> shows the graph of CODMn and nitrogen concentration change by time zone. As shown in Table 2.4, the CODMn concentrations of 0hr, 4hr, 6hr and 8hr were 515.5mg / L, 330.2mg / L, 292.5mg / L, 240.0mg / L and 205.3mg / L, respectively. The removal efficiencies of 4hr, 6hr and 8hr were 35.9%, 43.2%, 53.4% and 60.2%.

또한, T-N농도(제거효율)는 148.7mg/L,70.5mg/L(52.6%),63.6mg/L(57.2%), 55.8mg/L(62.5%), 52.8mg/L(64.5%)이었고, 유기성질소의 농도(제거효율)는 69.7mg/L,33.5mg/L(51.9%),28.1mg/L(58.2%),16.4mg/L(76.5%), 11.4mg/L(83.6%)이었으며, NO3-N의 농도(제거효율)는 69.5mg/L, 16.5mg/L (76.3%), 10.1mg/L(85.5%), 6.1mg/L(91.2%), 4.2mg/L (94.0%)이었다. 이때 NH4-N농도는 9.5mg/L, 20.5(-115.8)mg/L, 25.4 (-167.4)mg/L, 34.4(-262.1) mg/L, 37.2(-291.6)mg/L로써 유기성질소의 분해/전환으로 인해 NH4-N의 농도가 점차적으로 상승하였다.       The TN concentrations (removal efficiency) were 148.7 mg / L, 70.5 mg / L (52.6%), 63.6 mg / L (57.2%), 55.8 mg / L (62.5%), and 52.8 mg / L (64.5%). The concentration of organic nitrogen (removal efficiency) is 69.7 mg / L, 33.5 mg / L (51.9%), 28.1 mg / L (58.2%), 16.4 mg / L (76.5%), 11.4 mg / L (83.6%) NO3-N concentrations (removal efficiency) were 69.5 mg / L, 16.5 mg / L (76.3%), 10.1 mg / L (85.5%), 6.1 mg / L (91.2%), and 4.2 mg / L (94.0). %). The NH4-N concentrations were 9.5 mg / L, 20.5 (-115.8) mg / L, 25.4 (-167.4) mg / L, 34.4 (-262.1) mg / L, and 37.2 (-291.6) mg / L. The concentration of NH4-N gradually increased due to degradation / conversion.

<표 2.4> 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화 및 제거효율(B-1조건)      <Table 2.4> Changes in CODMn and Nitrogen Concentrations and Removal Efficiency by Time (B-1 Condition)

(UNIT : mg/L)(UNIT: mg / L)

시간(hr)   Hours (hr) 항목Item 00 1One 22 33 44 55 66 77 88 REMARKREMARK MLSSMLSS 28602860 CODMnCODMn 515.5515.5 330.2330.2 292.5292.5 240.0240.0 205.3205.3 R · ER, E ** (%)(%) -- 35.935.9 43.243.2 53.453.4 60.260.2 T-NT-N 148.7148.7 70.570.5 63.663.6 55.855.8 52.852.8 R · E(%)R, E (%) -- 52.652.6 57.257.2 62.562.5 64.564.5 유기성질소Organic nitrogen 69.769.7 33.533.5 28.128.1 16.416.4 11.411.4 R · E(%)R, E (%) -- 51.951.9 58.258.2 76.576.5 83.683.6 NO3-NNO 3 -N 69.569.5 16.516.5 10.110.1 6.16.1 4.24.2 R · E(%)R, E (%) -- 76.376.3 85.585.5 91.291.2 94.094.0 NH4-NNH 4 -N 9.59.5 20.520.5 25.425.4 34.434.4 37.237.2 R · E(%)R, E (%) -- -115.8-115.8 -167.4-167.4 -262.1-262.1 -291.6-291.6

* R · E : 0hr에 대한 제거효율(Removal Efficiency)* R · E: Removal Efficiency for 0hr

Figure 112004041903342-PAT00005
Figure 112004041903342-PAT00005

<그림 2.5> 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화(B-1조건)           <Figure 2.5> Changes in CODMn and Nitrogen Concentrations by Time Zone (B-1 Condition)

<표 2.5>에는 B-2조건에서의 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화 및 제거효율을 표로 나타내었으며, <그림 2.6>에는 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화를 그래프로 나타내었다. <표 2.5>에서 보듯이 0hr, 4hr, 6hr 및 8hr의 CODMn농도는 각각 512.1mg/L, 328.2mg/L, 276.7mg/L, 233.9mg/L, 197.2mg/L이었으며, 0hr에 대한 2hr, 4hr, 6hr, 8hr의 제거효율은 35.9%, 46.0%, 54.3%, 61.5%로 나타났다.        <Table 2.5> shows the change of CODMn and nitrogen series concentration and removal efficiency by time zone under B-2 condition, and <Figure 2.6> shows the change of concentration of CODMn and nitrogen series by time slot. As shown in Table 2.5, the CODMn concentrations of 0hr, 4hr, 6hr and 8hr were 512.1mg / L, 328.2mg / L, 276.7mg / L, 233.9mg / L and 197.2mg / L, respectively. The removal efficiencies of 4hr, 6hr and 8hr were 35.9%, 46.0%, 54.3% and 61.5%.

또한, T-N의 농도(제거효율)는 153.9mg/L, 69.3mg/L(54.9%), 61.4mg/L (60.1%), 51.7mg/L(66.4%), 48.8mg/L(68.3%)이었고, 유기성질소의 농도(제거효율)는76.2mg/L, 29.3mg/L(61.5%), 23.5mg/L(69.2%), 7.5mg/L (90.2%), 4.1mg/L(94.6%)이었으며, NO3-N의 농도(제거효율)는 67.2mg/L, 18.3mg/L (72.8%), 13.8mg/L(79.5%), 8.8mg/L(86.9%), 6.4mg/L(90.5%)이었다. 이때 NH4-N농도는 10.5mg/L, 21.7(-106.7%)mg/L, 24.1(-129.5%)mg/L, 35.4 (-237.1%) mg/L, 38.3(-264.8%)mg/L로써 NH4-N의 농도가 증가하였는데, 이는 유기성질소가 분해/전환된 것으로 판단된다.       In addition, the concentration of TN (removal efficiency) was 153.9 mg / L, 69.3 mg / L (54.9%), 61.4 mg / L (60.1%), 51.7 mg / L (66.4%), 48.8 mg / L (68.3%) The concentration of organic nitrogen (removal efficiency) was 76.2 mg / L, 29.3 mg / L (61.5%), 23.5 mg / L (69.2%), 7.5 mg / L (90.2%), 4.1 mg / L (94.6% NO3-N concentrations (removal efficiency) were 67.2 mg / L, 18.3 mg / L (72.8%), 13.8 mg / L (79.5%), 8.8 mg / L (86.9%), and 6.4 mg / L ( 90.5%). At this time, NH4-N concentration is 10.5mg / L, 21.7 (-106.7%) mg / L, 24.1 (-129.5%) mg / L, 35.4 (-237.1%) mg / L, 38.3 (-264.8%) mg / L As a result, the concentration of NH 4 -N was increased, which is considered to be a decomposition / conversion of organic nitrogen.

<표 2.5> 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화 및 제거효율(B-2조건)        <Table 2.5> Changes in CODMn and Nitrogen Concentrations and Removal Efficiency by Time (B-2 Conditions)

(UNIT : mg/L)(UNIT: mg / L)

시간(hr)   Hours (hr) 항목Item 00 1One 22 33 44 55 66 77 88 REMARKREMARK MLSSMLSS 40504050 CODMnCODMn 512.1512.1 328.2328.2 276.7276.7 233.9233.9 197.2197.2 R · ER, E ** (%)(%) -- 35.935.9 46.046.0 54.354.3 61.561.5 T-NT-N 153.9153.9 69.369.3 61.461.4 51.751.7 48.848.8 R · E(%)R, E (%) -- 54.954.9 60.160.1 66.466.4 68.368.3 유기성질소Organic nitrogen 76.276.2 29.329.3 23.523.5 7.57.5 4.14.1 R · E(%)R, E (%) -- 61.561.5 69.269.2 90.290.2 94.694.6 NO3-NNO 3 -N 67.267.2 18.318.3 13.813.8 8.88.8 6.46.4 R · E(%)R, E (%) -- 72.872.8 79.579.5 86.986.9 90.590.5 NH4-NNH 4 -N 10.510.5 21.721.7 24.124.1 35.435.4 38.338.3 R · E(%)R, E (%) -- -106.7-106.7 -129.5-129.5 -237.1-237.1 -264.8-264.8

* R · E : 0hr에 대한 제거효율(Removal Efficiency)* R · E: Removal Efficiency for 0hr

Figure 112004041903342-PAT00006
Figure 112004041903342-PAT00006

<그림 2.6> 시간대별 CODMn과 질소계열의 농도 변화(B-2조건)        <Figure 2.6> Changes in CODMn and Nitrogen Concentrations by Time Zone (B-2 Condition)

이상의 결과를 종합해 보면 MLSS가 3,000mg/L일 때 A-1, B-1의 유기성질소는 각각 68.2%, 83.6%제거되었고, MLSS가 4,000mg/L인 A-2, B-2의 유기성질소는 각각 86.4%, 94.6%제거되었으며, 각 조건에서 NH4-N는 원수에 비해 약 1.7~2.9배 증가한 것으로 나타났다. BATCH TEST를 통한 실험에서 A-2(DO 0.15ppm, MLSS 4,000ppm),B-2(DO 0.3ppm, MLSS 4,000ppm)조건 모두 유기성 질소를 함유한 고농도의 산업폐수의 총 질소처리에 최적인 것으로 나타났으며, 이를 바탕으로 해서 PILOT TEST(연속식)의 조건을 설정하였다.       In conclusion, the organic nitrogen of A-1 and B-1 was removed by 68.2% and 83.6%, respectively, when MLSS was 3,000mg / L. Nitrogen was removed by 86.4% and 94.6%, respectively, and NH4-N increased about 1.7 ~ 2.9 times compared to raw water under each condition. A-2 (DO 0.15ppm, MLSS 4,000ppm) and B-2 (DO 0.3ppm, MLSS 4,000ppm) conditions in the experiment through BATCH TEST are optimal for total nitrogen treatment of high concentration industrial wastewater containing organic nitrogen. Based on this, the conditions of PILOT TEST (continuous type) were set.

아울러 MLSS 농도를 증가시키면 처리효율을 증가시킬 수 있다는 판단에 의거 현수식 미생물담체(RING LACE) 사용이 유효하다고 판단 됨.       In addition, it is judged that the use of RING LACE is effective based on the judgment that increasing the MLSS concentration can increase the treatment efficiency.

산업폐수는 오염물질 성분 및 부하량의 변화가 비교적 심한 편이므로 전반부의 무 산소 영역 처리 조에는 임의성 조건 유지를 위한 저효율 산기관과 무산소 조건 유지를 위한 교반장치를 병설하고 조건 변화에 대응할 수 있도록 하는 것이 유효하다고 판단하였음.        Since industrial wastewater has a relatively high change in pollutant content and load, it is recommended to install a low-efficiency diffuser for maintaining random conditions and an agitator for maintaining anoxic conditions in order to cope with changes in conditions. Determined to be valid.

<실시예2>        Example 2

PILOT TEST(연속식 실험)       PILOT TEST (Continuous Experiment)

1. 실험목적       1. Purpose of Experiment

BATCH TEST에 의해 나타난 적정한 체류시간으로 무산소조를 포함한 연속식 실험을 진행하여 질소제거에 있어서 유기성질소가 암모니아성 질소로의 분해/전환이 용이하도록 최적의 처리SYSTEM을 구축하고자 한다.       Continuous experiments including an oxygen-free tank are performed at the appropriate residence time indicated by BATCH TEST to establish an optimal treatment system to facilitate the decomposition / conversion of organic nitrogen to ammonia nitrogen in nitrogen removal.

2. 실험장치 및 방법       2. Experiment apparatus and method

Figure 112004041903342-PAT00007
PILOT TEST에 사용된 실험 장치는 <그림 3.1>에서 보는 바와 같이 집수조, 임의성 무산소조(제1무산소조, 제2무산소조, 제3무산소조), 제1호기조(호기조-Ⅰ,Ⅱ), 무산소조(제4무산소조-Ⅰ,Ⅱ), 제2호기조(호기조-Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ), 침전조로 구성되어 있으며, 각각의 반응조를 여러 개의 조로 분할한 것은 토목구조의 대규모 시설을 축소한 모형시설이기 때문이다.
Figure 112004041903342-PAT00007
The experimental apparatus used for the pilot test includes a collection tank, an arbitrary anoxic tank (first anoxic tank, a second anoxic tank, a third anoxic tank), a first tank (aerobic tanks I and II), and an anoxic tank (fourth anoxic tank). It consists of -I, II), No. 2 tank (Hogi-Ⅰ, II, III) and sedimentation tank, and the division of each reactor into several tanks is because it is a model facility with a large scale of civil engineering.

P : PUMP E : 제1호기조-Ⅰ J : 제2호기조-Ⅱ       P: PUMP E: Unit 1-I J: Unit 2-II

A : 집수조 F : 제1호기조-Ⅱ K : 제2호기조-Ⅲ       A: Collection tank F: Unit 1-II K: Unit 2-III

B : 제1무산소조 G : 제4무산소조-Ⅰ L : 침전조       B: 1st anaerobic tank G: 4th anaerobic tank-ⅠL: Settling tank

C : 제2무산소조 H : 제4무산소조-Ⅱ        C: 2nd anaerobic tank H: 4th anaerobic tank -Ⅱ

D : 제3무산소조 I : 제2호기조-Ⅰ       D: 3rd anaerobic tank I: 2nd key-Ⅰ

<그림 3.1> PILOT TEST 장치                        <Figure 3.1> Pilot Test Device

원수 TANK는 용적이 200L로써 폐수처리장 pH조정조의 TN폐수를 저장해 두었다가 임의성 무산소조로 이송하기 위해서 설치하였다. 무산소조 및 호기조는 각각 가로 150mm, 세로 200mm, 높이 600mm로서 조의 유효용적이 15L가 되도록 PVC로 제 작하였다. 또한 제1무산소조에는 적절한 DO농도 조절, 폐수와 미생물의 원활한 혼합을 위해서 AGITATOR 및 AIR TUBE(저 효율 산기관; 공기 교반 목적)를 각각 설치하였고, 호기조에는 산기관 1개와 AIR TUBE 1개를 설치하였다.       Raw water TANK was installed in order to store TN wastewater in the pH adjustment tank of the wastewater treatment plant with a volume of 200L and transfer it to the random anaerobic tank. The anaerobic tank and the aerobic tank were made of PVC so that the effective volume of the tank was 15L with the width of 150mm, the length of 200mm and the height of 600mm. In addition, AGITATOR and AIR TUBE (low efficiency acid pipe; for the purpose of air agitation) were installed in the 1st anaerobic tank for proper DO concentration control and smooth mixing of waste water and microorganism, and 1 acid pipe and 1 AIR TUBE were installed in the aerobic tank. .

각각의 반응조에는 고착성 MLSS에 의한 전체 MLSS 농도를 증가시키기 위하여 충진율 3 - 4% 기준으로 PVDC 재질의 현수식 미생물 담체(RING LACE)를 설치하여 처리효율의 증가를 기대하고, 설치 및 미설치 경우를 대비 실시하였으며 미생물 담체는 각조에 RING LACE-35 기준으로 4M씩 총 40M를 설치하였다.        Each reactor is equipped with a PVDC material suspension microorganism (RING LACE) based on the filling rate of 3-4% to increase the total MLSS concentration due to adherent MLSS. Microbial carriers were installed in each tank 40M in total by 4M RING LACE-35 standard.

<표 3.1>에는 운전기간 동안 PILOT 장치의 운전조건을 나타내었다. 무산소조 및 호기조의 용적은 각각 15L로서 생물반응조의 전체 용적은 150L이다. 유입유량 Q는 240L/day이었고, 생물반응조의 전체 체류시간은 15hr 이고, MLSS 농도는 미생물 담체를 설치하지 아니할 경우는 부유성 MLSS 농도4,000mg/L 유지를 기준하였으며, 미생물 담체를 설치한 경우는 부유성 MLSS 농도 4,000mg/L과 미생물 담체에 부착한 MLSS 1,500mg/L을 합산한 총 MLSS 농도를 5,500mg/L 유지를 기준 하였으며, 반응조의 미생물 농도 유지를 위해 슬러지 반송은 미생물 담체를 설치하지 않은 경우는 유입유량의 100%를 기준으로 운전하고, 미생물 담체를 설치한 경우는 유입유량의 50%를 기준으로 운전함으로서 슬러지 체류시간이 최대가 되도록 하였다.       <Table 3.1> shows the operating conditions of the pilot device during the operation period. The volume of the anaerobic and aerobic tanks is 15 liters each, and the total volume of the bioreactor is 150 liters. The flow rate Q was 240 L / day, the total residence time of the bioreactor was 15 hr, and the MLSS concentration was based on the suspension of 4,000 mg / L of suspended MLSS concentration when no microbial carrier was installed. The total MLSS concentration obtained by adding 4,000 mg / L of suspended MLSS concentration and 1,500 mg / L of MLSS attached to the microorganism carrier was based on 5,500 mg / L.In order to maintain the microorganism concentration in the reactor, sludge returning was not performed. If not, the sludge residence time was maximized by operating based on 100% of the influent flow rate, and when the microbial carrier was installed based on 50% of the influent flow rate.

이때 평균 용적부하는 5.8kg-CODcr/㎥.일을 기준 하였으며, F/M비는 담체를 설치하지 아니한 경우는 평균 0.9kg-CODcr/kg-MLSS.일을 기준하였으며, 담체를 설치한 경우는 0.65kg-CODcr/kg-MLSS.일을 기준하였다.       In this case, the average volume load was based on 5.8kg-CODcr / ㎥.day, and the F / M ratio was based on an average of 0.9kg-CODcr / kg-MLSS.day when no carrier was installed. 0.65 kg-CODcr / kg-MLSS.day.

또한 생물반응조는 무산소 및 호기조건을 유지하기 위해 교반 정도 및 공기 주입량을 수시로 조절하여 DO농도를 각각 0.1~0.8mg/L, 0.0~0.2mg/L, 1.0~2.5mg/L의 범위가 되도록 조절하여 유기성질소가 암모니아성 질소로의 원활한 분해/전환이 되도록 운전하였으며, pH는 7.4~8.2가 되도록 운전하였다.       In addition, the bioreactor is controlled to adjust the degree of agitation and air injection at any time to maintain anoxic and aerobic conditions so that the DO concentration is in the range of 0.1 to 0.8 mg / L, 0.0 to 0.2 mg / L, and 1.0 to 2.5 mg / L, respectively. The organic nitrogen was operated to facilitate the decomposition / conversion of ammonia nitrogen to ammonia nitrogen, and the pH was operated to be 7.4 ~ 8.2.

<표 3.1-1> PILOT TEST 운전조건(미생물 담체 설치하지 아니함)       <Table 3.1-1> Pilot Test Operation Conditions (No microbial carrier installed)

항 목Item 운 전 조 건Operation condition 비 고Remarks 운전기간Driving period 27 일간 27 days 유량flux 240L/DAY240L / DAY DODO 제1,2무산소조First and second anaerobic tanks 0.1 ~ 0.8 mg/L0.1 to 0.8 mg / L 제3무산소조Third anoxic 0.0 ~ 0.2 mg/L0.0 to 0.2 mg / L 제4무산소조Fourth Anaerobic 0.0 ~ 0.2 mg/L0.0 to 0.2 mg / L 호기조Aerobic 1.0 ~ 2.5 mg/L1.0 to 2.5 mg / L HRTHRT 15 hr15 hr MLSSMLSS 4,000 mg/L4,000 mg / L pHpH 7.5 ~ 8.17.5 to 8.1

<표 3.1-2> PILOT TEST 운전조건(미생물 담체 설치함)           <Table 3.1-2> Pilot Test Operation Conditions (Install Microbial Carrier)

항 목Item 운 전 조 건Operation condition 비 고Remarks 운전기간Driving period 27 일간27 days 유량flux 240L/DAY240L / DAY DODO 제1,2무산소조First and second anaerobic tanks 0.1 ~ 0.8 mg/L0.1 to 0.8 mg / L 제3무산소조Third anoxic 0.0 ~ 0.2 mg/L0.0 to 0.2 mg / L 제4무산소조Fourth Anaerobic 0.0 ~ 0.2 mg/L0.0 to 0.2 mg / L 호기조Aerobic 1.0 ~ 2.5 mg/L1.0 to 2.5 mg / L HRTHRT 15 hr15 hr MLSSMLSS 5,500(4,000/부유+1,500/고착) mg/L5,500 mg / L (4,000 / Float + 1,500 / fixed) 고착성 MLSS 포함With sticking MLSS pHpH 7.4 ~ 8.27.4 ~ 8.2

3. 결과 및 고찰       3. Results and Discussion

3.1 pH 및 DO 농도 변화       3.1 pH and DO Concentration Changes

<표 3.2>에는 생물반응조별 pH 및 DO 농도를 나타내었으며, <그림 3.2>에는 생물반응조의 pH 및 DO 농도변화를 나타내었다. pH는 미생물 담체를 설치하지 아니한 경우에는 원수 7.4, 제1무산소조 8.0, 제3무산소조 8.1, 제1호기조-Ⅱ 8.1, 제4무산소조-Ⅱ 7.7, 제2호기조-Ⅱ 8.0, 유출수 7.5이었고, DO 농도는 제1무산소조 0.5mg/L, 제3무산소조 0.1mg/L, 제1호기조-Ⅱ 1.9mg/L, 제4무산소조-Ⅱ 0.1mg/L, 제2호기조-Ⅱ 2.0mg/L로 나타났다.       <Table 3.2> shows pH and DO concentration of each bioreactor, and <Figure 3.2> shows changes of pH and DO concentration of bioreactor. The pH of raw water was 7.4, the first oxygen-free tank 8.0, the third oxygen-free tank 8.1, the first tank-II 8.1, the fourth oxygen-free tank-II 7.7, the second tank-II 8.0 and the effluent 7.5 without the microbial carrier. The first anaerobic bath 0.5mg / L, the third anaerobic tank 0.1mg / L, No. 1 crude-II 1.9mg / L, No. 4 anaerobic -II 0.1mg / L, No. 2-crude 2.0-II 2.0mg / L.

미생물 담체를 설치한 경우는 원수 7.4, 제1무산소조 8.1, 제3무산소조 8.2, 제1호기조-Ⅱ 8.1, 제4무산소조-Ⅱ 7.8, 제2호기조-Ⅱ 8.0, 유출수 7.8이었고, DO 농도는 담체를 설치하지 아니한 경우 제1임의조 0.6mg/L, 제1혐기조 0.25mg/L, 제1호기조-Ⅱ 1.9mg/L, 제2혐기조-Ⅱ 0.25mg/L, 제2호기조-Ⅱ 2.0mg/L이었고, 담체를 설치한 경우는 제1임의조 0.5mg/L, 제1혐기조 0.1mg/L, 제1호기조-Ⅱ 1.9mg/L, 제2혐기조-Ⅱ 0.1mg/L, 제2호기조-Ⅱ 2.0mg/L로서 담체를 설치한 경우가 무 산소 조건의 유지에 유리한 것으로 나타났다.       When the microorganism carrier was installed, the raw water was 7.4, the first anoxic tank 8.1, the third anoxic tank 8.2, the first anaerobic tank-II 8.1, the fourth anaerobic tank-II 7.8, the second aerobic tank-II 8.0, and the runoff water 7.8. If not installed, 1st tank 0.6mg / L, 1st anaerobic tank 0.25mg / L, 1st tank-II 1.9mg / L, 2nd anaerobic tank-Ⅱ 0.25mg / L, 2nd tank-II 2.0mg / L When the carrier was installed, the first arbitrary tank 0.5mg / L, the first anaerobic tank 0.1mg / L, the first anaerobic tank-II 1.9mg / L, the second anaerobic tank-II 0.1mg / L, the second anaerobic tank-II The case where the carrier was installed as 2.0 mg / L was found to be advantageous for maintaining oxygen-free conditions.

이는 담체에 부착한 미생물 막의 가장 안쪽은 혐기에 가까운 상태로서 수면에서 예상되는 표면포기 효과를 상쇄시키는 것으로 판단된다.It is believed that the innermost part of the microbial membrane attached to the carrier is close to anaerobic, which counteracts the surface aeration effect expected in water surface.

<표 3.2.1> pH 및 DO농도의 변화(미생물 담체 설치하지 아니한 경우)   <Table 3.2.1> Changes in pH and DO Concentration (When Microbial Carriers Are Not Installed)

원수enemy 제1무산소조First anaerobic tank 제3무산소조Third anoxic 제1호기조-Ⅱ1st keynote-Ⅱ 제4무산소조-ⅡFourth Anaerobic Tank-Ⅱ 제2호기조-Ⅱ2nd keynote-Ⅱ 유출수Runoff pHpH 6.8~7.9 (7.4)6.8 ~ 7.9 (7.4) 7.4~8.7 (8.0)7.4-8.7 (8.0) 7.3~9.4 (8.1)7.3--9.4 (8.1) 7.2~8.6 (8.1)7.2-8.6 (8.1) 7.4~8.8 (7.7)7.4-8.8 (7.7) 7.5~8.4 (8.0)7.5-8.4 (8.0) 7.3~8.2 (7.5)7.3-8.2 (7.5) DO mg/LDO mg / L -- 0.2~0.8 (0.6)0.2 ~ 0.8 (0.6) 0.0~0.4 (0.25)0.0 ~ 0.4 (0.25) 0.7~4.4 (1.9)0.7 ~ 4.4 (1.9) 0.0~0.2 (0.25)0.0 ~ 0.2 (0.25) 0.6~3.8 (2.0)0.6 ~ 3.8 (2.0) --

( ) : 평균치 (): Average value

Figure 112004041903342-PAT00008
Figure 112004041903342-PAT00008

<그림 3.2.1> 유입 수 및 처리수의 pH 변화               <Figure 3.2.1> Changes in pH of influent and treated water

<표 3.2.2> pH 및 DO농도의 변화(미생물 담체 설치 경우)          <Table 3.2.2> Changes in pH and DO Concentration (In case of Microbial Carrier Installation)

원수enemy 제1무산소조First anaerobic tank 제3무산소조Third anoxic 제1호기조-Ⅱ1st keynote-Ⅱ 제4무산소조-ⅡFourth Anaerobic Tank-Ⅱ 제2호기조-Ⅱ2nd keynote-Ⅱ 유출수Runoff

Figure 112004041903342-PAT00009
pH
Figure 112004041903342-PAT00009
pH 6.8~7.9 (7.4)6.8 ~ 7.9 (7.4) 7.4~8.7 (8.1)7.4-8.7 (8.1) 7.3~9.4 (8.2)7.3 ~ 9.4 (8.2) 7.2~8.6 (8.1)7.2-8.6 (8.1) 7.4~8.8 (7.8)7.4-8.8 (7.8) 7.5~8.4 (8.0)7.5-8.4 (8.0) 7.3~8.2 (7.8)7.3-8.2 (7.8) DO mg/LDO mg / L -- 0.1~0.8 (0.5)0.1 ~ 0.8 (0.5) 0.0~0.2 (0.1)0.0 ~ 0.2 (0.1) 0.7~4.4 (1.9)0.7 ~ 4.4 (1.9) 0.0~0.2 (0.1)0.0 ~ 0.2 (0.1) 0.6~3.8 (2.0)0.6 ~ 3.8 (2.0) --

( ) : 평균치(): Average value

Figure 112004041903342-PAT00010
Figure 112004041903342-PAT00010

<그림 3.2.2> 유입 수 및 처리수의 pH 변화             <Figure 3.2.2> Changes in pH of influent and treated water

3.2 CODcr 농도 변화 및 제거효율       3.2 CODcr concentration change and removal efficiency

<표 3.3>에는 CODcr제거효율를 나타내었으며, <그림 3.3>에는 CODcr제거효율의 변화를 나타내었다. 미생물 담체를 설치하지 아니한 경우 원수의 농도는2,655~4,954(평균 3,737)mg/L이었고, 유출수의 농도는 510.2~1,856.3(평균 894.9)mg/L로서 CODcr 제거효율은 최저 51.1%, 최고 85.6%, 평균 처리효율은 72.7%로 나타났다.       <Table 3.3> shows the CODcr removal efficiency and <Figure 3.3> shows the change of CODcr removal efficiency. The concentration of raw water was 2,655 ~ 4,954 (average 3,737) mg / L without microbial carrier, and the concentration of effluent was 510.2 ~ 1,856.3 (average 894.9) mg / L. The average treatment efficiency was 72.7%.

미생물 담체를 설치한 경우 원수의 농도는2,655~4,954(평균 3,737)mg/L이었고, 유출수의 농도는 98.5~1,227(평균 398)mg/L로서 CODcr 제거효율은 최저 66.1%, 최고 97.1%, 평균 처리효율은 89.7%로 나타났다.       The concentration of raw water ranged from 2,655 to 4,954 (average 3,737) mg / L when the microbial carrier was installed, and the concentration of effluent was 98.5 to 1,227 (average 398) mg / L. The CODcr removal efficiency was as low as 66.1% and as high as 97.1%. The treatment efficiency was 89.7%.

따라서 미생물 담체를 설치한 경우가 우수한 것으로 나타났다.        Therefore, it was found that the case of installing the microbial carrier is excellent.

<표 3.3.1> CODcr 제거효율(미생물 담체를 설치하지 아니한 경우)       <Table 3.3.1> CODcr Removal Efficiency (when no microorganism carrier is installed)

실험기간Experiment period 농도(mg/L)Concentration (mg / L) 제거효율 Removal efficiency (%)(%) 원수enemy 유출수Runoff 27 일간27 days 2,655 ~ 4,954 (3,599)2,655-4,954 (3,599) 510.2 ~ 1,856.7 (894.9)510.2-1,856.7 (894.9) 51.7~85.6 (72.7)51.7 ~ 85.6 (72.7)

( ) : 평균치(): Average value

Figure 112004041903342-PAT00011
Figure 112004041903342-PAT00011

<그림 3.3.1> CODcr 제거효율 변화                   <Figure 3.3.1> Changes in CODcr Removal Efficiency

<표 3.3.2> CODcr 제거효율(미생물 담체 설치한 경우)                <Table 3.3.2> CODcr Removal Efficiency (When Microbial Carrier is Installed)

실험기간Experiment period 농도(mg/L)Concentration (mg / L) 제거효율 Removal efficiency (%)(%) 원수enemy 유출수Runoff 27 일간 27 days 2,655~4,954 (3,599)2,655 ~ 4,954 (3,599) 95.8~1,227 (383)95.8-1,227 (383) 66.1~97.1 (86.3)66.1--97.1 (86.3)

( ) : 평균치(): Average value

Figure 112004041903342-PAT00012
Figure 112004041903342-PAT00012

<그림 3.3.2> CODcr 제거효율 변화                 <Figure 3.3.2> Changes in CODcr Removal Efficiency

<표 3.4>에는 생물반응조의 CODcr농도를 나타내었으며, <그림 3.4>에는 생물반응조의 CODcr 변화를 나타내었다. 미생물 담체를 설치하지 아니한 경우 원수에 대한 생물반응조의 CODcr농도는 제1무산소조 2,134.2mg/L, 제3무산소조 1,875.7mg/L, 제1호기조-Ⅱ 1,498.5mg/L, 제4무산소조-Ⅱ 1,170.2mg/L, 제2호기조-Ⅱ 900.7mg/L이었고, 담체를 설치한 경우의 생물반응조의 CODcr 농도는 제1무산소조 1,125mg/L, 제3무산소조 973mg/L, 제1호기조-Ⅱ 681mg/L, 제4무산소조-Ⅱ 560mg/L, 제2호기조-Ⅱ 446mg/L 이었다.       <Table 3.4> shows the CODcr concentration of the bioreactor and <Figure 3.4> shows the CODcr change of the bioreactor. If no microbial carrier is installed, the CODcr concentration of the bioreactor in the raw water is 2,134.2mg / L for the first anaerobic tank, 1,875.7mg / L for the third anaerobic tank, 1,498.5mg / L for the first vessel-II, and 1,178.5mg / L for the fourth anaerobic tank-II L, No. 2 tank-II 900.7 mg / L, and the CODcr concentration of the bioreactor when the carrier was installed was 1125 mg / L of the first anaerobic tank, 973 mg / L of the third anoxic tank, 681 mg / L of the first tank-II, No. 4 anoxic crude-II 560 mg / L, and 2nd basic crude-II 446 mg / L.

이러한 각 단계별 처리효율의 차이는 담체의 설치 유무와 상관이 있지만, 아울러 총 질소(TN)가 탈질 되면서 많은 량의 유기물을 소모한 결과로 판단하였다.       The difference in the treatment efficiency of each step is related to the presence or absence of the installation of the carrier, but also determined that the total nitrogen (TN) as the denitrification consumed a large amount of organic matter.

<표 3.4.1> 생물반응조별 CODcr농도(미생물 담체를 설치하지 아니한 경우)<Table 3.4.1> CODcr Concentration by Bioreactor (if no microbial carrier is installed)

원수enemy 제1무산소조First anaerobic tank 제3무산소조Third anoxic 제1호No. 1 기조keynote -Ⅱ-Ⅱ 제4무산소조-ⅡFourth Anaerobic Tank-Ⅱ 제2호기조-Ⅱ2nd keynote-Ⅱ 유출수Runoff CODcr mg/LCODcr mg / L 2,655~4,954 (3,737)2,655-4,954 (3,737) 1,947~3,643 (2,134.2)1,947 ~ 3,643 (2,134.2) 1,573~3,276 (1,875.7)1,573 ~ 3,276 (1,875.7) 1,103~2,991 (1,498.5)1,103 ~ 2,991 (1,498.5) 780.2~2,523 (1,170.2)780.2-2,523 (1,170.2) 514~1,897 (900.7)514-1,897 (900.7) 510.2~1,856 (894.9)510.2-1,856 (894.9)

Figure 112004041903342-PAT00013
Figure 112004041903342-PAT00013

<그림 3.4.1> 생물반응조의 CODcr 변화             <Figure 3.4.1> CODcr Change in Bioreactor

<표 3.4.2> 생물반응조별 CODcr농도(미생물 담체 설치한 경우)        <Table 3.4.2> CODcr Concentration by Bioreactor (When Microbial Carrier is Installed)

원수enemy 제1무산소조First anaerobic tank 제3무산소조Third anoxic 제1호기조First Group -Ⅱ-Ⅱ 제4무산소조-ⅡFourth Anaerobic Tank-Ⅱ 제2호기조-Ⅱ2nd keynote-Ⅱ 유출수Runoff CODcr mg/LCODcr mg / L 2,655~4,954 (3,737)2,655-4,954 (3,737) 138~2,233 (1,125)138-2,233 (1,125) 173~2,098 (973)173-2,098 (973) 58.2~1,591 (681)58.2-1,591 (681) 40.2~1,523 (560)40.2-1,523 (560) 114~1,347 (446)114--1,347 (446) 98.5~1,227 (383)98.5-1,227 (383)

( ) : 평균치(): Average value

Figure 112004041903342-PAT00014
Figure 112004041903342-PAT00014

<그림 3.4.2> 생물반응조의 CODcr 변화                 <Figure 3.4.2> CODcr Change in Bioreactor

3.3. CODMn 농도 변화 및 제거효율       3.3. CODMn concentration change and removal efficiency

<표 3.5>에는 CODMn제거효율을 나타내었으며, <그림 3.5>에는 CODMn제거효율의 변화를 나타내었다. 원수의 농도는 919~1,286(평균 1,119)mg/L이었고, 유출수의 농도는 담체를 설치하지 아니한 경우 145.3~497.8(평균 258.6)mg/L로서 CODMn 제거효율은 최저 58.9%, 최고 86.5%, 평균 처리효율은 77.1%로 나타났고, 담체를 설치한 경우 24.3~340(평균 99.3)mg/L로서 CODMn 제거효율은 최저 71.9%, 최고 97.5%, 평균 처리효율은 91.4%로 나타났다.       <Table 3.5> shows the CODMn removal efficiency and <Figure 3.5> shows the change of CODMn removal efficiency. The concentration of raw water was 919 ~ 1,286 (average 1,119) mg / L, and the concentration of effluent was 145.3 ~ 497.8 (average 258.6) mg / L without carrier. CODMn removal efficiency was 58.9%, 86.5%, and average. The treatment efficiency was 77.1%, and the CODMn removal efficiency was at least 71.9%, at most 97.5%, and the average treatment efficiency was 91.4%.

마찬가지로 미생물 담체를 설치하는 것이 유리함을 알 수 있다.       It can be seen that it is likewise advantageous to install a microbial carrier.

<표 3.5.1> CODMn 제거효율(미생물 담체 설치하지 아니한 경우)        <Table 3.5.1> CODMn Removal Efficiency (when no microorganism carrier is installed)

실험기간Experiment period 농도(mg/L)Concentration (mg / L) 제거효율 Removal efficiency (%)(%) 원수enemy 유출수Runoff 27 일간 27 days 919~1,286 (1,119)919-1,286 (1,119) 145.3~497.8 (258.6)145.3-497.8 (258.6) 58.9~86.5 (77.1)58.9-86.5 (77.1)

( ) : 평균치(): Average value

Figure 112004041903342-PAT00015
Figure 112004041903342-PAT00015

<그림 3.5.1> CODMn 제거효율 변화                    <Figure 3.5.1> Changes in CODMn Removal Efficiency

<표 3.5.2> CODMn 제거효율(미생물 담체 설치한 경우)           <Table 3.5.2> CODMn Removal Efficiency (When Microbial Carrier is Installed)

실험기간Experiment period 농도(mg/L)Concentration (mg / L) 제거효율 Removal efficiency (%)(%) 원수enemy 유출수Runoff 27 일간 27 days 919~1,286 (1,119)919-1,286 (1,119) 24.3~340 (99.3)24.3 ~ 340 (99.3) 71.9~97.5 (91.4)71.9-97.5 (91.4)

( ) : 평균치(): Average value

Figure 112004041903342-PAT00016
Figure 112004041903342-PAT00016

<그림 3.5.2> CODMn 제거효율 변화                    <Figure 3.5.2> Changes in CODMn Removal Efficiency

<표 3.6>에는 생물반응조의 CODMn농도를 나타내었으며, <그림 3.6>에는 생물반응조의 CODMn 변화를 나타내었다. 원수에 대한 생물반응조의 CODMn농도는 담체를 설치하지 아니한 경우 제1무산소조 889.5mg/L, 제3무산소조 542.1mg/L, 제1호기조-Ⅱ 465.8mg/L, 제4무산소조-Ⅱ 354.2mg/L, 제2호기조-Ⅱ 266.8mg/L이었고, 담체를 설치한 경우는 제1무산소조 416mg/L, 제3무산소조 300mg/L, 제1호기조-Ⅱ 277.6mg/L, 제4무산소조-Ⅱ 181.3mg/L, 제2호기조-Ⅱ 106.8mg/L이었다.        <Table 3.6> shows the CODMn concentration of the bioreactor and <Figure 3.6> shows the CODMn change of the bioreactor. The CODMn concentration of the bioreactor for raw water is 889.5 mg / L for the first anaerobic tank, 542.1 mg / L for the third anaerobic tank, 465.8 mg / L for the first anaerobic tank II, and 354.2 mg / L for the fourth anaerobic tank-2 without the support , No. 2 tank-Ⅱ 266.8mg / L, and the carrier was installed when the first oxygen-free tank 416mg / L, the third oxygen-free tank 300mg / L, the first tank-II 277.6mg / L, the fourth oxygen-free tank-II 181.3mg / L L, No. 2 Gizo-II 106.8 mg / L.

<표 3.6.1> 생물반응조별 CODMn농도                   <Table 3.6.1> CODMn Concentration by Bioreactor

원수enemy 제1무산소조First anaerobic tank 제3무산소조Third anoxic 제1호기조-Ⅱ1st keynote-Ⅱ 제4무산소조-ⅡFourth Anaerobic Tank-Ⅱ 제2호기조-Ⅱ2nd keynote-Ⅱ 유출수Runoff CODMn mg/LCODMn mg / L 919 ~ 1,286 (1,119)919-1,286 (1,119) 568.5 ~1,237 (846)568.5-1,237 (846) 375.3~867 (663)375.3-867 (663) 243.5~788 (578)243.5-788 (578) 183.7~665 (386)183.7--665 (386) 149.4 ~505.9 (267)149.4 ~ 505.9 (267) 145.3~497.8 (258.6)145.3-497.8 (258.6)

( ) : 평균치  (): Average value

Figure 112004041903342-PAT00017
Figure 112004041903342-PAT00017

<그림 3.6.1> 생물반응조의 CODMn 변화                <Figure 3.6.1> CODMn Changes in Bioreactors

<표 3.6.2> 생물반응조별 CODMn농도                <Table 3.6.2> CODMn Concentration by Bioreactor

원수enemy 제1무산소조First anaerobic tank 제3무산소조Third anoxic 제1호기조-Ⅱ1st keynote-Ⅱ 제4무산소조-ⅡFourth Anaerobic Tank-Ⅱ 제2호기조-Ⅱ2nd keynote-Ⅱ 유출수Runoff CODMn mg/LCODMn mg / L 919~1,286 (1,119)919-1,286 (1,119) 68.5~1,103 (416)68.5 ~ 1,103 (416) 67.3~580 (300)67.3 ~ 580 (300) 78.4~549 (278)78.4-549 (278) 63.6~469 (181)63.6-469 (181) 49.4~438 (107)49.4-438 (107) 37.3~347 (99)37.3-347 (99)

( ) : 평균치   (): Average value

Figure 112004041903342-PAT00018
Figure 112004041903342-PAT00018

<그림 3.6.2> 생물반응조의 CODMn 변화               <Figure 3.6.2> CODMn Changes in Bioreactors

3.4 T-N, 유기성질소, NH3-N, NO3-N 농도변화 및 제거효율       3.4 T-N, Organic Nitrogen, NH3-N, NO3-N Concentration Changes and Removal Efficiency

<표 3.7>에는 T-N제거효율, <그림 3.7>에는 T-N제거효율의 변화를 나타내었다. 원수의 농도는 148~385(평균 257)mg/L이었고, 담체를 설치하지 아니한 경우 유출수의 농도는 70.9~99.5(평균 87.3)mg/L로서 T-N제거효율은 최저 34.3%, 최고 77.4%, 평균 처리효율은 64.3%로 나타났고, 담체를 설치한 경우는 7.0~68(평균 38.9)mg/L로서 T-N제거효율은 최저 76.5%, 최고 96.3%, 평균 처리효율은 84.9%로 나타났다.       Table 3.7 shows the T-N removal efficiencies and Figure 3.7 shows the changes in T-N removal efficiencies. The concentration of raw water was 148 ~ 385 (average 257) mg / L, and without carrier, the concentration of effluent was 70.9 ~ 99.5 (average 87.3) mg / L, and the TN removal efficiency was 34.3%, 77.4%, average. The treatment efficiency was 64.3%, and the carriers were 7.0 ~ 68 (average 38.9) mg / L, the lowest TN removal efficiency was 76.5%, the highest 96.3%, and the average treatment efficiency was 84.9%.

처리효율의 현저한 차이는 담체를 설치하는 것이 유리할 뿐만 아니라 담체에 부착된 미생물 막의 가장 안쪽이 혐기성에 준하기 때문에 안정된 무 산소 조건이 유지될 수 있는 것이며 이러한 특성을 이용하는 것이 중요한 운전/관리 요소임을 알 수 있다.        The significant difference in treatment efficiency is that not only is it advantageous to install a carrier, but also that the innermost part of the microbial membrane attached to the carrier is anaerobic, so that stable oxygen-free conditions can be maintained. Can be.

<표 3.7.1> T-N 제거효율(미생물 담체를 설치하지 아니한 경우)      <Table 3.7.1> T-N Removal Efficiency (when no microorganism carrier is installed)

실험기간Experiment period 농도(mg/L)Concentration (mg / L) 제거효율 Removal efficiency (%)(%) 원수enemy 유출수Runoff 27 일간27 days 148~385 (257)148-385 (257) 70.9~99.5 (87.3)70.9 ~ 99.5 (87.3) 34.3~77.4 (64.3)34.3 ~ 77.4 (64.3)

( ) : 평균치 (): Average value

Figure 112004041903342-PAT00019
Figure 112004041903342-PAT00019

<그림 3.7.1> T-N 제거효율 변화                    <Figure 3.7.1> Changes in T-N Removal Efficiency

<표 3.7.2> T-N 제거효율(미생물 담체를 설치한 경우)        <Table 3.7.2> T-N removal efficiency (when microorganism carrier is installed)

실험기간Experiment period 농도(mg/L)Concentration (mg / L) 제거효율 Removal efficiency (%)(%) 원수enemy 유출수Runoff 27 일간27 days 148~385 (257)148-385 (257) 7.0~68 (38.9)7.0-68 (38.9) 76.5~96.3 (84.9)76.5-96.3 (84.9)

( ) : 평균치  (): Average value

Figure 112004041903342-PAT00020
Figure 112004041903342-PAT00020

<그림 3.7.2> T-N 제거효율 변화                   <Figure 3.7.2> Changes in T-N Removal Efficiency

<표 3.8>에는 생물반응조의 T-N농도를 나타내었으며, <그림 3.8>에는 생물반응조의 T-N 변화를 나타내었다. 원수에 대한 생물반응조의 T-N농도는 담체를 설치하지 아니한 경우 제1무산소조 154.2mg/L, 제3무산소조 141.6mg/L, 제1호기조-Ⅱ 139.6mg/L, 제4무산소조-Ⅱ 115.6mg/L, 제2호기조-Ⅱ 91.1mg/L이었고, 담체를 설치한 경우는 제1무산소조 130mg/L, 제1무산소조 85.6mg/L, 제1호기조-Ⅱ 80.6mg/L, 제4무산소조-Ⅱ 43.6mg/L, 제2호기조-Ⅱ 40.2mg/L이었다.       <Table 3.8> shows the T-N concentration of the bioreactor, and <Figure 3.8> shows the T-N change of the bioreactor. The TN concentration of the bioreactor for raw water is 154.2mg / L for the first anaerobic tank, 141.6mg / L for the third anaerobic tank, 139.6mg / L for the first anaerobic tank-II, and 115.6mg / L for the fourth anaerobic tank-2 without the support. , No. 2 tank-II 91.1 mg / L, and the carrier was installed 130 mg / L of the first anaerobic tank, 85.6 mg / L of the first anaerobic tank, 80.6 mg / L of the first anaerobic tank-II, 43.6 mg of the fourth anaerobic tank-Ⅱ / L, No. 2 vessel-II 40.2 mg / L.

<표 3.8.1> 생물반응조별 T-N농도(미생물 담체를 설치하지 아니한 경우)       <Table 3.8.1> T-N Concentration by Bioreactor (if no microbial carrier is installed)

원수enemy 제1무산소조First anaerobic tank 제3무산소조Third anoxic 제1호기조-Ⅱ1st keynote-Ⅱ 제4무산소조-ⅡFourth Anaerobic Tank-Ⅱ 제2호기조-Ⅱ2nd keynote-Ⅱ 유출수Runoff T-N (mg/L)T-N (mg / L) 148~385 (257)148-385 (257) 146.2~234 (154.2)146.2--234 (154.2) 134.5~166 (141.6)134.5-166 (141.6) 121.2~152 (139.6)121.2--152 (139.6) 97.4~125 (115.6)97.4-125 (115.6) 76.2~104 (91.1)76.2-104 (91.1) 70.9~99.5 (87.3)70.9 ~ 99.5 (87.3)

( ) : 평균치(): Average value

Figure 112004041903342-PAT00021
Figure 112004041903342-PAT00021

<그림 3.8.1> 생물반응조의 T-N 변화<Figure 3.8.1> T-N Changes in Bioreactors

<표 3.8.2> 생물반응조별 T-N농도(미생물 담체를 설치한 경우)<Table 3.8.2> T-N Concentration of Bioreactors (with Microbial Carrier)

원수enemy 제1무산소조First anaerobic tank 제3무산소조Third anoxic 제1호기조-Ⅱ1st keynote-Ⅱ 제4무산소조-ⅡFourth Anaerobic Tank-Ⅱ 제2호기조-Ⅱ2nd keynote-Ⅱ 유출수Runoff T-N (mg/L)T-N (mg / L) 148~385 (257)148-385 (257) 66.3~144 (130)66.3-144 (130) 40.5~101 (85.6)40.5 ~ 101 (85.6) 31.2~95 (80.6)31.2 ~ 95 (80.6) 21.7~87 (43.6)21.7 ~ 87 (43.6) 10.2~75 (40.2)10.2--75 (40.2) 7.0~68 (38.9)7.0-68 (38.9)

( ) : 평균치(): Average value

Figure 112004041903342-PAT00022
Figure 112004041903342-PAT00022

<그림 3.8.2> 생물반응조의 T-N 변화                       <Figure 3.8.2> T-N Changes in Bioreactors

<표 3.9>에는 생물반응조의 유기성질소, NH4-N, NO3-N 농도를 나타내었으며, <그림 3.9>에는 생물반응조의 유기성질소, NH4-N, NO3-N 변화를 나타내었다. 원수에 대한 생물반응조의 유기성질소 농도는 제1임의조 95.2mg/L, 제1혐기조 38.7mg/L, 제1호기조-Ⅱ 27.7mg/L, 제2혐기조-Ⅱ 15.6mg/L, 제2호기조-Ⅱ 5.4mg/L이었고, NH4-N 농도는 제1임의조 28.5mg/L, 제1혐기조 45.3mg/L, 제1호기조- Ⅱ 17.6mg/L, 제2혐기조- Ⅱ 25.5mg/L, 제2호기조- Ⅱ 15.3mg/L이었으며, NO3-N 농도는 제1임의조 6.5mg/L, 제1혐기조 1.6mg/L, 제1호기조-Ⅱ 35.3mg/L, 제2혐기조-Ⅱ 2.5mg/L, 제2호기조-Ⅱ 19.5mg/L이었다.        <Table 3.9> shows the concentrations of organic nitrogen, NH4-N and NO3-N in the bioreactor, and <Figure 3.9> shows the changes of organic nitrogen, NH4-N and NO3-N in the bioreactor. The organic nitrogen concentration of the bioreactor in the raw water was 95.2mg / L for the first tank, 38.7mg / L for the first anaerobic tank, 27.7mg / L for the first tank-II, 25.6mg / L for the second tank-II, 15.6mg / L for the second tank-II -II 5.4mg / L, NH4-N concentration was 28.5mg / L for the first tank, 45.3mg / L for the first anaerobic tank, 17.6mg / L for the first tank-II, 25.5mg / L for the second anaerobic tank-II, No. 2 tank-Ⅱ 15.3mg / L, NO3-N concentration of 1st random tank 6.5mg / L, 1st anaerobic tank 1.6mg / L, 1st tank-II 35.3mg / L, 2nd anaerobic tank-II 2.5mg / L, No. 2 vessel-II 19.5 mg / L.

<표 3.9.1> 생물반응조별 유기성질소, NH3-N, NO3-N 농도(담체 미설치)<Table 3.9.1> Organic Nitrogen, NH3-N, and NO3-N Concentrations by Bioreactor (No Carrier)

원수enemy 제1무산소조First anaerobic tank 제3무산소조Third anoxic 제1호기조-Ⅱ1st keynote-Ⅱ 제4무산소조-ⅡFourth Anaerobic Tank-Ⅱ 제2호기조-Ⅱ2nd keynote-Ⅱ 유출수Runoff 유기성 질소 (mg/L)Organic Nitrogen (mg / L) 87.5~285(157)87.5-285 (157) 35.4~189 (95.2)35.4-189 (95.2) 39.4~152 (88.7)39.4-152 (88.7) 24.8~124 (76.7)24.8 ~ 124 (76.7) 30.6~97 (65.6)30.6 ~ 97 (65.6) 25.4~95.2 (56.3)25.4 ~ 95.2 (56.3) 20.1~94.5 (54.2)20.1 ~ 94.5 (54.2) NH4-N (mg/L)NH 4 -N (mg / L) 9.8~39.3 (19.9)9.8-39.3 (19.9) 26.5~70.7 (48.5)26.5 ~ 70.7 (48.5) 18.2~58.4 (45.3)18.2 ~ 58.4 (45.3) 7.9~64.1 (27.6)7.9 ~ 64.1 (27.6) 17.5~48.1 (45.5)17.5-48.1 (45.5) 11.6~37.8 (20.3)11.6 ~ 37.8 (20.3) 10.8~35.1 (20.0)10.8 ~ 35.1 (20.0) NO3-N (mg/L)NO 3 -N (mg / L) 0.0~183 (80.1)0.0 ~ 183 (80.1) 5.0~19.3 (10.5)5.0 ~ 19.3 (10.5) 2.0~12.3 (7.6)2.0 ~ 12.3 (7.6) 5.0~19.1 (35.3)5.0-19.1 (35.3) 1.0~9.6 (4.5)1.0 ~ 9.6 (4.5) 7.0~19.2 (14.5)7.0-19.2 (14.5) 5.0~18.4 (13.1)5.0-18.4 (13.1)

Figure 112004041903342-PAT00023
Figure 112004041903342-PAT00023

<그림 3.9> 생물반응조의 유기성질소, NH4-N, NO3-N 변화         <Figure 3.9> Changes in Organic Nitrogen, NH4-N, and NO3-N in Bioreactors

<표 3.9> 생물반응조별 유기성질소, NH3-N, NO3-N 농도(담체 설치)    <Table 3.9> Organic Nitrogen, NH3-N, NO3-N Concentrations by Bioreactors

원수enemy 제1무산소조First anaerobic tank 제3무산소조Third anoxic 제1호기조-Ⅱ1st keynote-Ⅱ 제4무산소조-ⅡFourth Anaerobic Tank-Ⅱ 제2호기조-Ⅱ2nd keynote-Ⅱ 유출수Runoff

Figure 112004041903342-PAT00024
기성 질소 (mg/L)U
Figure 112004041903342-PAT00024
Ready Nitrogen (mg / L) 87.5~285(157)87.5-285 (157) 35.4~89 (55.2)35.4 ~ 89 (55.2) 19.4~52 (38.7)19.4--52 (38.7) 14.8~34 (27.7)14.8 ~ 34 (27.7) 3.6~17 (5.6)3.6-17 (5.6) 2.4~19.6 (5.4)2.4 ~ 19.6 (5.4) 1.1~14.3 (5.3)1.1-14.3 (5.3) NH4-N (mg/L)NH 4 -N (mg / L) 9.8~39.3 (19.9)9.8-39.3 (19.9) 6.5~70.7 (28.5)6.5 ~ 70.7 (28.5) 8.2~58.4 (45.3)8.2 ~ 58.4 (45.3) 10.9~34.1 (17.6)10.9-34.1 (17.6) 7.5~28.1 (25.5)7.5 ~ 28.1 (25.5) 6.6~27.5 (15.3)6.6-27.5 (15.3) 5.8~25.1 (15.1)5.8-25.1 (15.1) NO3-N (mg/L)NO 3 -N (mg / L) 0.0~183 (80.1)0.0 ~ 183 (80.1) 0.0~19.3 (6.5)0.0 ~ 19.3 (6.5) 0.0~9.4 (1.6)0.0 ~ 9.4 (1.6) 3.0~39.1 (35.3)3.0-39.1 (35.3) 1.0~6.6 (2.5)1.0-6.6 (2.5) 4.0~29.2 (19.5)4.0 ~ 29.2 (19.5) 3.0~23.4 (18.5)3.0-23.4 (18.5)

<그림 3.9> 생물반응조의 유기성질소, NH4-N, NO3-N 변화            <Figure 3.9> Changes in Organic Nitrogen, NH4-N, and NO3-N in Bioreactors

PILOT TEST의 결과를 종합해 보면 1단계 무 산소공정(제1,2,3무산소조)의 유기성질소 제거효율은 약 75.3%이었으며, NH4-N는 약 2.3배 증가하는 것으로 나타났다. 이는 고착성 MLSS 증가를 위하여 PVDC 재질의 현수식 미생물 담체(RING LACE)를 설치한 연속식 PILOT PLANT TEST가 미생물 담체를 설치하지 않고 부유성 MLSS만를 4,000mg/L로 유지하며 실시한 TEST 결과보다 우수하였으며, 실제 PLANT에도 적용 가능함을 알 수 있었다.        From the results of the pilot test, the organic nitrogen removal efficiency of the first stage oxygen-free process (first, second, and third oxygen-free tanks) was about 75.3%, and NH4-N increased about 2.3 times. This result was superior to the TEST result of continuous PILOT PLANT TEST equipped with PVDC material RING LACE to increase the adherent MLSS. It can be seen that it is also applicable to the actual plant.

4. 결 론       4. Conclusion

임의성 공정을 포함한 BATCH TEST(회분식 실험)와 PILOT TEST(연속식 실험)를 통하여 유기성질소의 처리성능에 대하여 조사 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.       Through the BATCH TEST and the PILOT TEST including the randomization process, the results of organic nitrogen treatment were as follows.

1. MLSS를 4,000mg/L로 유지한 상태에서 A조건(무산소)과 B조건(임의성)으로 BATCH TEST를 한 결과, 8hr기준일 때 무산소조건 및 임의성조건 모두 유기성질 소 제거율은 68% 이상으로서 유기성질소를 먼저 NH4-N으로 분해/전환시키는 것이 고농도의 총 질소를 함유한 산업폐수 처리 SYSTEM으로 선정할 수 있음을 확인하였다.       1. As a result of BATCH TEST with A condition (Anoxic) and B condition (Randomity) with MLSS maintained at 4,000mg / L, organic nitrogen removal rate was above 68% for both anoxic and random conditions at 8hr. It was confirmed that the decomposition / conversion of nitrogen to NH4-N first could be selected as an industrial wastewater treatment system containing a high concentration of total nitrogen.

2. BATCH TEST에서 나타난 조건을 바탕으로 하여 PILOT TEST를 실시한 결과, 1단계 무산소 처리공정을 거치는 동안 T-N은 약 66.7%, 유기성질소는 약 75.4% 제거되었으며, 전체 시스템에서 T-N과 유기성 질소의 제거효율은 각각 84.9%, 96.6%로써 높은 제거효율을 보였다.       2. Based on the conditions shown in BATCH TEST, the pilot test resulted in removal of about 66.7% of TN and about 75.4% of organic nitrogen during the one-step anaerobic treatment process, and the removal efficiency of TN and organic nitrogen in the whole system. Were 84.9% and 96.6%, respectively.

이는 PVDC 재질의 현수식 미생물 담체(RING LACE)를 설치하는 것이 유리하다는 것을 알 수 있었다.       It was found that it is advantageous to install a hanging microorganism carrier (RING LACE) of PVDC material.

3. BATCH TEST 및 PILOT TEST를 실시한 결과 1단계 무산소 및 호기공정, 2단계 무산소 및 호기공정을 조합한 시스템에서 무산소 공정이 질소제거에 중요할 뿐만 아니라 유기성질소의 제거(암모니아성 질소로 분해/전환)에도 매우 효율적임을 알 수 있었다.       3. As a result of the BATCH TEST and PILOT TEST, the oxygen free process is not only important for nitrogen removal but also organic nitrogen removal (decomposition / conversion to ammonia nitrogen) in the system combining 1st stage anoxic and aerobic processes, 2nd stage anoxic and aerobic processes. ) Was also very efficient.

특히 전반부의 무산소 처리공정에도 미생물 담체를 설치할 경우 유기성 질소를 포함한 총 질소 및 높은 오염부하의 산업폐수처리가 매우 효율적으로서 원 폐수 중에 함유된 유기 오염물질을 효과적으로 이용할 수 있는 시스템임을 알 수 있었다.       In particular, when the microbial carrier was installed in the anoxic treatment process in the first half, the industrial wastewater treatment of total nitrogen including organic nitrogen and high pollutant load was very efficient, and it was found that the system can effectively use organic pollutants contained in the original wastewater.

아울러 최종처리 수질의 안정적인 관리를 위하여 후반부에 미생물 담체로 충전된 무산소, 호기조의 배열이 효율적임을 알 수 있었고, 유기성 질소를 전반부의 제1무산소 공정에서 중점적으로 처리하는 것이 방류수질의 안정적인 관리에 유 리하다는 것을 알 수 있었다.        In addition, it was found that the arrangement of anoxic and aerobic tanks filled with microbial carriers in the second half was efficient for stable management of the final treated water quality. I could see that.

상술한 바와 같이 본 발명은, 유기성 질소가 다량 포함된 고농도 산업폐수의 경우, 유기성 질소의 완전 분해가 가능하여 방류수의 총 질소(TN : Total Nitrogen) 제거를 극대화시킬 수 있는 것이다. As described above, the present invention, in the case of high concentration industrial wastewater containing a large amount of organic nitrogen, it is possible to fully decompose the organic nitrogen to maximize the total nitrogen (TN: total Nitrogen) removal of the effluent.

Claims (11)

유입되는 폐수의 성상에 따라 호기 상태로의 운영이 가능토록 된 임의성 무산소 공정을 통하여 원 폐수 중에 포함되어진 유기성 질소를 NH4-N의 형태로 변화시켜 안정화시킴과 동시에 탈질반응을 통한 NO3-N의 제거가 가능토록 하는 1차 처리단계와,According to the characteristics of the incoming wastewater, the organic nitrogen contained in the raw wastewater is stabilized by changing to the form of NH 4 -N through a random anoxic process that allows operation in aerobic state, and NO 3 -N through denitrification. The first treatment step to enable the removal of, 상기 1차 처리단계의 임의성 무 산소공정을 통하여 변환된 NH4-N를 NO3-N로 질산화시키 위한 2차 처리단계와, A secondary treatment step for nitrifying NH 4 -N converted to NO 3 -N through an arbitrary oxygen-free process of the primary treatment step, 상기 2차 처리단계의 호기 공정에서 질산화된 중간 처리수를 무산소 공정을 통하여 탈질시켜 원 폐수 중에 포함된 대부분의 유기성 질소를 순차적으로 분해시켜 안정적인 처리를 유도토록 하기 위한 3차 처리단계와,       A third treatment step of denitrifying the intermediate treated water in the aerobic process of the second treatment step through an anoxic process to sequentially decompose most organic nitrogen contained in the raw wastewater to induce a stable treatment; 상기 3차 처리단계의 호기 공정을 통하여 미 처리된 여분의 유기성 질소의 추가 변화 및 NH4-N의 질산화 반응이 일어나도록 하여 다시 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정으로 반송/순환시켜 처리할 수 있도록 한 4차 처리단계를 포함하는 질소계 폐수의 처리방법.Through the aerobic process of the third treatment step, further change of untreated excess organic nitrogen and nitrification reaction of NH 4 -N occur to be returned / circulated to the random anoxic process of the first treatment step so as to be treated. A method of treating nitrogen-based wastewater comprising a fourth treatment step. 제 1항에 있어서, 상기 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정은 원 폐수 중에 포함된 질소 중 암모니아성 질소가 높을 경우에만 호기성 조건으로 운전토록 함을 특징으로 하는 질소계 폐수의 처리방법.       The method for treating nitrogen-based wastewater according to claim 1, wherein the random anoxic process of the first treatment step is operated under aerobic conditions only when ammonia nitrogen in nitrogen contained in the raw wastewater is high. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정에서의 미생물 공급은 상기 4차 처리단계 공정 이후에 발생되는 유출수 중에 포함된 오니를 침전시켜 반송/순환시킴을 특징으로 하는 질소계 폐수의 처리방법.       The microorganism supply in the optional anoxic process of the first treatment step is characterized in that the sludge contained in the effluent generated after the fourth treatment step precipitates and returns / circulates. Method of Treating Nitrogen Wastewater. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정은 호기 상태로의 운전도 가능토록 되는 제1무산소 공정과, 무산소 상태만의 운전이 가능토록 되는 제2무산소 공정 및 제3무산소 공정이 순차적으로 이루어지도록 운영됨을 특징으로 하는 질소계 폐수의 처리방법.       The process of claim 1 or 2, wherein the random anaerobic process of the primary treatment step comprises a first anoxic process that allows operation in an aerobic state and a second anoxic process that allows operation in an anoxic state only. 3, a nitrogen-free waste water treatment method characterized in that the operation is carried out to sequentially perform an anoxic process. 제 4항에 있어서, 상기 1차 처리단계의 임의성 무 산소공정으로부터 배출되는 유출수의 유기성 질소의 농도가 비정상적으로 높게 유지될 경우 상기 1차 처리단계의 제2무산소 공정으로 반송/순환시킴을 특징으로 하는 질소계 폐수의 처리시스템.       The method of claim 4, wherein if the concentration of organic nitrogen in the effluent discharged from the random oxygen free process of the primary treatment step is maintained abnormally high, it is returned to / recycled to the second anoxic process of the primary treatment step Nitrogen-based wastewater treatment system. 제 1항에 있어서, 상기 4차 처리단계의 호기 공정으로부터 배출되는 유출수는 유기성 질소와 암모니아성 질소의 농도가 관리대상 총 질소(TN) 농도의 기준치를 초과할 경우 상기 1차 처리단계의 임의성 무산소 공정으로 반송/순환시키고, 질산성 질소의 농도가 관리대상 총 질소(TN) 농도의 기준를 초과할 경우와 유기오염물질이 관리기준을 초과할 경우는 상기 3차 처리단계의 무산소 공정으로 반송/순환 시킴을 특징으로 하는 질소계 폐수의 처리시스템.       According to claim 1, wherein the effluent discharged from the aerobic process of the fourth treatment step is the random anoxic of the first treatment step when the concentration of organic nitrogen and ammonia nitrogen exceeds the reference value of the total management target nitrogen (TN) concentration If the concentration of nitrate nitrogen exceeds the control target total nitrogen (TN) concentration and if the organic pollutant exceeds the control standard, return / circulate to the anoxic process of the tertiary treatment step. Nitrogen-based wastewater treatment system characterized in that. 원 폐수의 일시 저장용 집수조(10)와, 교반장치(3)와 산기장치(4)가 장착된 임의성 무산소조(20)와, 산기장치(4)가 장착된 제1호기조(30)와, 교반장치(3)가 장착된 무산소조(40)와, 산기장치(4)가 장착된 제2호기조(50)와, 상기 제2호기조(50)의 유출수 중에 포함된 오니를 상등수와 분리하여 침전토록 하기 위한 침전조(60)를 순차적으로 배치 구성시킨 질소계 폐수의 처리시스템.       A collection tank 10 for temporary storage of raw wastewater, an arbitrary anoxic tank 20 equipped with an agitator 3 and an acid generator 4, a first unit tank 30 equipped with an acid generator 4, and stirring Anaerobic tank 40 equipped with the apparatus 3, the second tank 50 is equipped with the air diffuser 4, and the sludge contained in the effluent of the second tank 50 is separated from the supernatant to settle. Nitrogen-based wastewater treatment system configured to sequentially arrange the settling tank (60). 제 7항에 있어서, 상기 침전조(60)에는 침전오니를 오니반송펌프(1)에 의하여 상기 임의성 무산소조(20)로 반송/순환토록 하기 위한 오니이송배관(7)이 연결됨을 특징으로 하는 질소계 폐수의 처리시스템.       The nitrogen system according to claim 7, wherein the settling tank (60) is connected with a sludge conveying pipe (7) for returning / circulating the settling sludge to the optional anoxic tank (20) by means of a sludge return pump (1). Wastewater Treatment System. 제 7항에 있어서, 상기 제1호기조(30)와 상기 제2호기조(50)에는 유출수를 에어리프트펌프(2)에 의하여 상기 임의성 무산소조(20)와 무산소조(40)로 각각 반송/순환토록 하기 위한 처리수이송배관(8)이 각각 연결됨을 특징으로 하는 질소계 폐수의 처리시스템.       The method of claim 7, wherein the first and second tanks 30 and 50, the effluent is returned to the arbitrary anoxic tank 20 and the anoxic tank 40 by an air lift pump 2, respectively. Treatment system for nitrogen-based wastewater, characterized in that for the treatment water transfer pipe (8) is connected to each other. 제 7항에 있어서, 상기 임의성 무산소조(20)는 교반장치(3)와 산기장치(4)가 장착되는 제1무산소조(21)와, 교반장치(3)가 장착되는 제2무산소조(22)와, 교반장치(3)가 장착되는 제3무산소조(23)로 구분됨을 특징으로 하는 질소계 폐수의 처 리시스템.       8. The optional anoxic tank 20 according to claim 7, further comprising: a first anoxic tank 21 in which the stirring device 3 and the air dispersing device 4 are mounted, and a second anoxic tank 22 in which the stirring device 3 is mounted; , Nitrogen-based wastewater treatment system characterized in that it is divided into a third anoxic tank (23) equipped with a stirring device (3). 제 7항에 있어서, 상기 임의성 무산소조(20)에는 미생물담체(5)가 충진됨을 특징으로 하는 질소계 폐수의 처리시스템.       8. The nitrogen-based wastewater treatment system according to claim 7, wherein the random anaerobic tank (20) is filled with a microbial carrier (5).
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