KR20060129452A - 유동층 폐수 처리 - Google Patents

유동층 폐수 처리 Download PDF

Info

Publication number
KR20060129452A
KR20060129452A KR1020067018511A KR20067018511A KR20060129452A KR 20060129452 A KR20060129452 A KR 20060129452A KR 1020067018511 A KR1020067018511 A KR 1020067018511A KR 20067018511 A KR20067018511 A KR 20067018511A KR 20060129452 A KR20060129452 A KR 20060129452A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wastewater
column
fluidized bed
bed reactor
section
Prior art date
Application number
KR1020067018511A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101098890B1 (ko
Inventor
프레드 코크
도날드 마비닉
노보루 요네미츠
아렌 토마스 브리톤
Original Assignee
더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아 filed Critical 더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아
Publication of KR20060129452A publication Critical patent/KR20060129452A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101098890B1 publication Critical patent/KR101098890B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/005—Selection of auxiliary, e.g. for control of crystallisation nuclei, of crystal growth, of adherence to walls; Arrangements for introduction thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/02—Crystallisation from solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C02F1/5254—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using magnesium compounds and phosphoric acid for removing ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/105—Phosphorus compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/40—Liquid flow rate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S210/00—Liquid purification or separation
    • Y10S210/902—Materials removed
    • Y10S210/903—Nitrogenous
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S210/00—Liquid purification or separation
    • Y10S210/902—Materials removed
    • Y10S210/906—Phosphorus containing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

폐수로부터 인과 질소를 제거하기 위한 유동층 반응장치(14)가 복수의 섹션들(15A, 15B, 15C, 15D)을 포함하여 구성되는 하나의 컬럼을 가진다. 이 컬럼의 직경은 섹션들 사이에서 순차적으로 변화한다. 섹션들중 가장 낮은 섹션에서 100 cm/분을 넘는 흐름 속도가 유지되고, 다음의 섹션들에서 이보다 낮은 흐름 속도가 유지된다. 스트루바이트 과포화 비율은 컬럼의 배출구로부터의 폐수를 재순환시킴으로써 부분적으로 제어된다. 스트루바이트 펠렛은 컬럼의 하부로부터 정기적으로 제거된다.

Description

유동층 폐수 처리{Fluidized bed wastewater treatment}
본 발명은 일반적으로 폐수로부터 인, 질소 및 유사 용질(similar solutes)의 제거하는데 관한 것이다. 본 발명은 더욱 상세하게는, 유동층 반응장치(fluidized bed reactors)의 폐수로부터 용질을 제거하는데 관한 것이다. 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 인과 질소는 폐수로부터 제거되어 스트루바이트, 스트루바이트 동족체(struvite analogs), 또는 다른 인산염(phosphate) 화합물의 형태로 회수된다. 몇몇 실시예에 있어서, 비료로 사용될 수 있는 생성물을 회수하기 위해 본 발명이 적용된다.
인 및/또는 질소를 높은 농도로 함유하는 수용액은 자연환경으로 방출되면 큰 문제를 일으킬 수 있다. 그러한 수용액의 여러 가지 출처(sources)가 있다. 이들은 매립지(landfill sites)로부터의 침출수(leaching), 농지의 유거수(runoff), 여러 가지 산업 공정에서의 방출수, 도시 하수(municipal wastewater), 가축사육장 또는 다른 동물 축산 설비로부터의 폐수와 같은 동물 폐수 등을 포함한다.
그러한 용액에는, 질소가 주로 암모니아의 형태로 존재하고, 인은 주로 인산염의 형태로 존재하는 것이 일반적이다. 많은 국가들(jurisdictions)이 자연환경으로 배출되는 처리 폐수의 인 및/또는 암모니아의 허용 농도를 제한하는 법률을 가지고 있다.
다양한 인 제거 및 회수 기술이 존재한다. 이들 기술 중 몇몇은 결정화 반응장치(crystallization reactors)를 제공한다. 결정화 반응장치내에서 인산염 화합물의 결정화를 촉진하는 조건이 유지된다. 이들은 다음을 포함한다:
* S. 레기(Regy)등의 "교반 반응장치에서의 스트루바이트 침전에 의한 인산염 회수(Phosphate recovery by struvite precipitation in a stirred reactor), LAGEP (2001년 3월-12월)"는 폐수로부터 인과 질소를 스트루바이트 침전으로 제거하기 위한 여러 가지 시도에 대한 고찰(survey)을 포함한다.
* 트렌텔맨(Trentelman)의 미국 특허 제4,389,317호 및 피케마(Piekema) 등의 "결정화 프로세스에 의한 인산염 회수: 경험 및 개발(Phosphate Recovery by the Crystallization Process : Experience and Developments)" [하수 및 동물 폐수의 재활용을 위한 인산염 회수에 관한 2차 국제 회의에 제출된 논문, 네델란드 누르드비커하우트, 2001년 3월 12-13일]에는 인산칼슘, 인산마그네슘, 인산 마그네슘 암모늄(magnesium ammonium phosphate) 또는 인산 칼륨 마그네슘(potassium magnesium phosphate)의 형태로 인산염을 침전시키는 반응장치 및 방법이 기술되어 있다.
* 우에노(Ueno) 등의 "대규모 공장으로부터 회수된 스트루바이트의 가동 및 판매에 대한 3년간의 경험(Three years experience on operating and selling recovered struvite from full scale plant) (2001년) 환경 기술(Environmental Technology) 22권 1373 페이지"는 인산 마그네슘 암모늄(magnesium ammonium phosphate) [스트루바이트로도 알려져 있음]의 형태로 인산염을 제거하는 사이드스트림 결정화 반응장치(sidestream crystallization reactors)의 사용이 개시되어 있다.
* E.V. 뮌히(Munch) 등의, "폐기물을 금으로 바꾸는, 폐수 처리를 위한 스트루바이트 결정화 사업(Making a business from struvite crystallization for wastewater treatment : turning waste into gold)" [하수 및 동물 폐수의 재순환을 위한 인산염 회수에 관한 2차 국제 회의에 제출된 논문, 네델란드 누르드비커하우트, 2001년 3월 12-13일]는 폐수로부터 질소와 인을 스트루바이트 형태로 제거하기 위한 스트루바이트 결정화 방법의 사용을 개시하고 있다.
* S.A. 파르손(Parsons) 등의, "하수 처리 작업에서의 스트루바이트 회수를 위한 잠재성 평가(Assessing the potential for struvite recovery at sewage treatment works ), [2001년] 환경 기술(Environmental Technology) 제22권 1279 페이지"는 폐수로부터 질소와 인을 스트루바이트 형태로 제거하기 위한 여러 가지 시도를 고찰한다.
* 트수네카와(Tsunekawa) 등의 일본 특허 제11-267665호의 요약서에는 물로부터 인을 제거하기 위한 반응탑(reaction tower)이 기술되어 있다.
스트루바이트는 다음의 반응에 의해 형성될 수 있다:
Mg2 + + NH4 + + PO4 3 - + 6H2O ↔ MgNH4PO4·6H2O
스트루바이트를 만듦으로써 인과 질소를 제거하는 이점은, 스트루바이트가 제거될 수 있고, 지효성 비료(slow-release fertilizer)로서의 가치를 가진다는 것이다.
폐수의 인산염과 암모니아로부터 제조된 스트루바이트를 갖는 종래의 방법들중 일부는 바람직하지 않은 작은 입자의 스트루바이트들을 만들어낸다. 그러한 작은 입자들은 비료로서 낮은 가치를 가진다.
인, 질소 및 유사 용질을 폐수 및 다른 수용액으로부터 제거하기 위한 비용효율적인 방법 및 장치의 필요성이 남아있다.
발명의 요약
본 발명은 폐수, 침출수(leachate), 유거수(runoff), 동물 폐기물(animal wastes), 방출수(effluent) 등과 같은 수용액으로부터 인 및/또는 질소와 같은 용질을 제거하는데 적용될 수 있는 방법 및 시스템을 제공한다. 아래에 기술된 바와 같이, 용어 "폐수"는 본 명세서에서 일반적으로 위의 수용액을 의미하는 것으로 사용된다. 본 발명의 여러 실시예에서, 인 및/또는 질소가 고형물(solid product)의 펠렛의 형태로 회수된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 펠렛은 비료용으로 사용될 수 있다. 펠렛은 예를 들어 스트루바이트, 스트루바이트 동족체, 또는 인산 화합물을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 하나의 측면은, 폐수로부터 용질을 제거하는데 사용되기 위한 유동층 반응장치(fluidized bed reactor)를 제공한다. 이 반응장치는, 하나의 채취(harvesting) 섹션을 갖는 대체로 수직방향으로 배향된(oriented) 하나의 도관과, 이 채취 섹션 상부에 위치된 적어도 두 개의 수직 연속 섹션들(vertically sequential sections)을 포함하는 하나의 컬럼을 포함하여 구성된다. 이 도관의 횡단면적은 인접한 섹션들 사이에서 커진다. 몇몇 실시예에서, 횡단면적은 순차적으로(stepwise) 증가한다. 컬럼내의 섹션들의 개수(number)는 변경될 수 있다. 폐수용 유입구가 채취 섹션의 안 또는 아래의 컬럼내에 구비된다. 하나의 재순환 통로(recycling path)가 도관 상부의 배출구로부터 유입구로 뻗어있다.
몇몇 실시예에 있어서, 그 유입구는 대체로 수직방향으로 배향되고, 유입 폐수의 격렬한 제트류(turbulent jet)를 컬럼 상방으로 보내도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 가장 높은 섹션의 횡단면적의 채취 섹션의 횡단면적에 대한 비율은 적어도 10:1이고, 어떤 경우에는, 20:1을 넘는다. 몇몇 실시예에서, 도관의 횡단면적은, 인접한 섹션들 사이에서 적어도 1½의 계수(factor)에 의해 순차적으로(stepwise) 증가한다.
본 발명의 다른 측면은, 폐수로부터 인 및/또는 질소를 추출하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 하나의 채취 섹션을 구비한 대체로 수직방향으로 배향된 하나의 도관과, 이 채취 섹션 상부에 위치된 적어도 두 개의 수직 연속 섹션들을 포함하여 구성되는 하나의 컬럼으로 폐수를 유입시키는 단계를 포함하여 구성된다. 이 컬럼에서, 도관의 횡단면적은 인접한 섹션들 사이에서 커진다. 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 횡단면적은 섹션들 사이에 순차적으로 커진다. 이 방법은, 컬럼으로 재순환되는 폐수량(a rate at which wastewater is recycled into the column)의, 컬럼으로 유입되는 전체 폐수량(a total rate at which wastewater is being introduced into the column)에 대한 비율인 재순환 비율(recycling ratio)을 제어함으로써 상기 채취 섹션의 스트루바이트 과포화 비율을 적어도 일부분 제어하면서, 채취 섹션에 스트루바이트의 과포화 조건을 유지하고, 컬럼을 통과하는 폐수를 재순환시키는 것을 포함한다. 몇몇 실시예에 있어서, 스트루바이트, 스트루바이트 동족체, 또는 인 화합물을 위한 과포화 비율은 채취 섹션내에 2 내지 5의 범위로 유지된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 과포화 비율은 3 내지 4의 범위내에 있다. 펠렛이 컬럼내에서 형성된다. 펠렛은 주로 스트루바이트로 구성될 수 있다. 펠렛은 채취 섹션으로부터 채취된다.
몇몇 실시예에 있어서, 채취 섹션으로부터 펠렛을 추출하는 단계는 컬럼의 펠렛의 결정 체류 시간(crystal retention time)이 적어도 일주일이도록 하는 속도(rate)로 펠렛을 추출하는 단계를 포함하여 구성된다. 몇몇 실시예에서는, 결정 체류 시간이 8일 내지 12일의 범위이다. 결정 체류 시간은 아래에서 정의하기로 한다.
이 방법은, 예를 들어 컬럼에 알카리성 용액을 첨가함으로써 pH를 제어하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. pH는 채취 섹션내에서 7.4 내지 8.5의 범위의 값을 가지도록 유지될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이 방법은 채취 섹션에서 8을 초과하지 않는 pH를 유지하는 단계를 포함한다.
마그네슘 이온 및/또는 암모니아가 스트루바이트 과포화 비율을 바람직한 범위로 유지하는데 도움을 주도록 제어가능하게 첨가될 수 있다.
이 방법은 컬럼내의 폐수의 흐름을 제어한다. 몇몇 실시예에서, 이 방법은 채취 구역(harvesting zone)내에서 적어도 400cm/분의 평균 상방 흐름 속도를 유지하고, 섹션들중의 하나의 가장 높은 섹션내에서 75cm/분을 넘지 않는 평균 상방 흐름 속도를 유지한다. 몇몇 실시예에서, 채취 섹션의 평균 상방 흐름 속도의 가장 높은 섹션의 평균 상방 흐름 속도에 대한 비율은 적어도 10 : 1 이며, 어떤 경우 적어도 20 : 1 이다.
본 발명의 다른 측면은 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 둘 모두를 추출하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 하나의 대체로 수직방향으로 배향된 컬럼의 고형 반응생성물을 위한 과포화 조건을 유지시키는 단계와, 폐수를 컬럼에 유입시키는 단계와, 그리고 반응생성물의 입자가 컬럼에 형성되게 하는 단계를 포함하여 구성된다. 본 방법은 반응생성물 입자를 컬럼내의 유동층에 체류시킨다. 유동층은 컬럼 내의 적어도 세 개의 수직 연속 구역(zone)에 걸쳐있다(span). 각 구역내의 폐수는, 평균 상방 흐름 속도가 수직위치상 낮은 구역보다 수직위치상 높은 구역에서 더 작도록 상이한 평균 상방 흐름 속도를 가진다. 이 방법은 입자들로 하여금, 적어도 세 개의 구역중 하나의 가장 낮은 구역의 적어도 일부를 포함하여 구성되는 채취 섹션에 대해 하향 이동하기에 충분한 크기까지 키울 수 있게 하며, 채취 섹션으로부터 입자를 채취한다.
본 발명의 다른 측면과 본 발명의 특정 실시예들을 아래에 설명하기로 한다.
본 발명을 한정하지 않는 실시예들을 도시한 도면들 중,
도 1은, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 유동층 반응장치의 블록도이고;
도 2는, pH의 함수로 스트루바이트(struvite)의 용해도를 나타낸 그래프이며; 그리고
도 3은, 폐수로부터 인과 질소를 스트루바이트의 형태로 제거하는 방법을 도시한 흐름도이다.
발명의 상세한 설명
다음의 발명의 상세한 설명 전반에 걸쳐서 특정 설명들은 본 발명에 대한 더 완전한 이해를 제공하기 위해 기술된 것이다. 그러나, 본 발명은 이를 벗어나서(without these particulars) 실시될 수도 있다. 다른 경우에, 본 발명을 불필요하게 불명확하게 하는 것을 피하기 위해, 잘 알려진 요소들을 도시하지 않거나 상세히 설명하지 않기로 한다. 따라서, 상세한 설명 및 도면은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 것으로 인식되어야 한다.
다음은 폐수로부터 인 및 질소를 스트루바이트의 형태로 제거하기 위한 본 발명의 실시예들을 설명한 것이다. 이 선택된 본보기(example)는 중요한 상업적 효율성을 갖는 본 발명의 하나의 측면과 부합한다. 본 발명의 범위는, 별첨 특허청구범 위에 명확하게 나타낸 바를 제외하고는, 스트루바이트의 생성에 한정되지 않는다. 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 인 및/또는 질소는 스트루바이트 동족체의 형태로 폐수로부터 제거된다. 본 발명에 따라 생성될 수 있는 스트루바이트 동족체는 인산 칼륨 마그네슘(potassium magnesium phosphate)을 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 인은 인산 칼슘 또는 인산 마그네슘과 같은 인산염 화합물(phosphate compound)의 형태로 폐수로부터 제거된다.
용어 "폐수"는, 편리를 위해, 다음의 상세한 설명과 특허청구범위에서 그러한 수용액을 일반적으로 기술하기 위해 사용된다. 다르게 특정하지 않으면, 폐수는 도시 하수(municipal sewage), 동물 폐기물, 또는 다른 특정 출처(source)로부터의 방출수로 제한되지 않는다.
도 1은, 유동층 반응장치 시스템(12)을 도시한 것이다. 이 시스템(12)은, 예를 들어 도시의, 산업적 또는 농업적 폐수 처리 설비로부터 폐수를 받아들이는 하나의 유입구(13)를 가진다. 폐수는 제거되어야 하는 인 및/또는 질소를 포함한다. 다음의 실시예들은 폐수로부터 인을 제거하는 본 발명의 적용예(application)를 설명한다.
인의 제거를 목표로 하면, 컬럼(14)내의 종들(species)의 농도는, 인의 농도가 스트루바이트와 같은 최종 생성물을 만들도록 반응을 제한하는 레벨로 유지될 수 있다. 당업자들은 암모니아 농도가 최종 생성물의 형성을 제한하도록, 컬럼(14)내의 종들의 농도를 조절함으로써 암모니아를 또한 제거 목표로 할 수 있음을 알 것이다.
이 예에서, 인은 인산염(phosphate; PO4 3 -)과 HPO4 2 - 와 같은 관련 종(related species)의 형태이다. 폐수에서의 인산염 농도는 예를 들어, 50 mg/L 내지 200 mg/L의 범위일 수 있다.
이 시스템(12)은 하나의 대체로 수직인 컬럼(14)을 포함하여 구성된다. 컬럼(14)은 복수의 수직 연속 섹션들(vertically sequential sections)을 가진다. 도시된 반응장치들은 4개의 섹션들(15A, 15B, 15C 및 15D)[집단으로는 섹션들(15)]을 가진다. 섹션(15A)은, 컬럼(14)내에 형성된 펠렛이 아래에 설명한 바와 같은 적합한 크기까지 커진 후에 섹션(15A)으로부터 끌어내어질 수 있기 때문에 "채취 섹션"으로 불릴 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 컬럼(14)은 각 한쌍의 인접한 섹션들(15) 사이의 경계부에 하나의 계단형 불연속부(step discontinuity)(17)를 가진다. 컬럼(14)의 횡단면적은 각 계단형 불연속부(17)에서 순차적으로 변화한다.
용어 "계단-유사 변화부(step-like transition)"는 계단형 변화부 아래의 섹션의 벽부와 변화부 사이의 각도(θ)[도 1 참조]가 80도 또는 그보다 큰 섹션들(15) 사이의 변화부를 나타내기 위해 본 명세서에서 사용된다. 섹션들(15) 사이에 계단형 변화부(stepwise transitions) 또는 적어도 계단-유사 변화부(step-like transitions)를 제공하는 것은 컬럼(14), 특히, 변화부가 그 상부 근처에 위치된 컬럼(14)내의 입자들의 크기-분류(size-classification)를 강화시킨다(enhanced).
컬럼(14)의 치수(dimensions) 및 섹션들(15)의 수는, 아래에 더 설명하는 바와 같이 처리될 폐수의 부피에 따라 변경할 수 있다. 본 발명의 어떤 소규모의 시작 품(prototype) 실시예에 있어서, 각 부분(segments)은 원통형이다. 표 1은 본 발명의 여러 시작품 실시예에서 사용되는 부분 직경을 나타낸다.
표 1 - 몇몇 시작품(prototypes)의 부분 직경(segment diameter)
부분 직경 (cm)
시작품 15A 15B 15C 15D
1 4 5.2 7.7 20
2 4 5.2 7.7 20
3 7.7 10.2 15.2 40
4 7.7 10.2 15.2 40
가장 높은 섹션(15)의 횡단면적의 가장 낮은 섹션(15)의 횡단면적에 대한 비율은 일반적으로 10 : 1 또는 그보다 크며, 20 : 1 또는 그보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 표 1의 시작품 1에 있어서, 섹션(15D)의 섹션(15A)에 대한 횡단면적 비율은 약 25 : 1 이다. 인접한 섹션들(15)의 횡단면적의 비율은, 일반적으로 1.5 : 1 내지 10 : 1 의 범위이며, 횡단면(cross-section)이 컬럼(14)의 상부쪽으로 갈수록 커진다.
몇몇 실시예에 있어서, 인접한 부분의 횡단면적은 적어도 1½의 계수에 의해 커진다. 횡단면적은 섹션들중 하나의 가장 높은 섹션과 하나의 차상위(next-to-topmost) 섹션 사이에서 더 큰 계수에 의해 커진다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 섹션들 중 가장 높은 섹션은, 섹션들 중 하나의 차상위 섹션의 횡단면적의 5배를 넘는 횡단면적을 가진다.
시작품 반응장치에서 부분들의 길이를 표 2에 나타내었다.
표 2 - 몇몇 시작품(prototypes)의 부분 길이
부분 길이 (cm)
시작품 15A 15B 15C 15D
1 101 108 250 46
2 106 275 93 46
3 76 155 127 46
4 93 127 128 46
컬럼을 통해 유체를 순환시키기 위해 필요한 에너지의 양은 컬럼의 높이에 따라 커지기 때문에, 컬럼(14)의 높이를 5 미터 정도로 제한하는 것이 일반적으로 바람직하다. 더 높은 컬럼이 사용될 수 있으나, 폐수가 가압하에서 유입되지 않으면 펌핑(pumping) 비용이 증가되는 단점이 있을 수 있다.
하나의 주입 포트(injection port)(20)가 컬럼(14)의 하부에 구비되어 있다. 하나의 유체 제거 포트(fluid removal port)(22)가 컬럼(14)의 상단부에 구비된다. 하나의 순환 통로(23)가, 컬럼(14)의 상부 또는 근처에서 컬럼(14)의 하부 또는 근처까지 유체를 순환시키기 위해 구비된다. 반응장치(14)의 구성에 대하여 아래에서 더 상세히 설명하기로 한다.
동작시에, 스트루바이트 [또는 스트루바이트 동족체 또는 다른 바람직한 고형 반응생성물(solid reaction product)]을 위한 과포화 상태가 컬럼(14) 내에서 유지된다. 스트루바이트 용해성 생성물(struvite solubility product) Ksp 는 다음에 의해 주어진다:
Ksp =[Mg2 +]eq [NH4 +]eq [PO4 3 -]eq
위에서, 여러 가지 종들 [즉, [Mg2 +]eq, [NH4 +]eq, 및 [PO4 3 !]eq ]의 활성도(activities)는 평형 상태에서 용해성 마그네슘, 암모니아 및 오르토인산염(orthophosphate)으로서 각각 측정된다. 과포화 비율(SSR)은 다음과 같이 주어진다:
SSR=[Mg2 +][NH4 +][PO4 3 -]/ Ksp .
SSR의 증가는 결정화를 유도한다. 주입 포트(20) 근처에서 SSR을 약 2 내지 5의 범위에서 유지하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일반적으로 바람직한 실시예에서 SSR은 약 3 내지 4의 범위내로 유지된다. 컬럼(14)내의 SSR이 약 4 또는 5의 SSR을 넘어 증가되기 때문에, 폐수의 컬럼(14)으로의 유입으로 형성되는 생성물의 결정은 크기가 감소되기 쉽다. 초기에 결정이 너무 많이 형성되어 너무 작은 크기를 가지면, 반응장치내에 큰 펠렛의 생성물이 형성되게 하는 효율이 감소될 수 있다.
암모니아와 인산염이 pH에 따라 여러 가지 형태를 가지기 때문에, SSR을 직접 측정하는 것은 복잡할 수 있다. 암모니아와 인산염에 대한 활성도 계수(activity coefficients)는 pH 의존성이며 계산하기 어렵다. 따라서, Ksp 의 어림값이 이온종(ionic species)의 측정 농도를 기초로 하고, Ksp 의 어림값은 pH 의존성일 수 있다. 여러 동작 조건하에서 직접 최종 생성물(예를 들어, 스트루바이트)의 잠정적(conditional) 용해도를 측정하고, 하나 또는 그보다 많은 종들의 측정 농도에 기초하여 반응장치(12)의 동작을 제어하는 것이 더 간단하다.
특정 출처로부터의 폐수의 구성이 경시적으로(over time) 비교적 일정하거나 느리게 변화하는 것이 일반적이다. 이러한 경우에, 컬럼(14)내의 폐수의 pH를 설정값으로 제어하고, SSR을 바람직한 범위내로 유지하기 위해 컬럼(14)의 설정 pH 값 또는 동작의 다른 파라미터를 정기적으로 조절하는 것으로 충분할 수도 있다.
도 1에 도시된 실시예에 있어서, 마그네슘 이온을 첨가하거나 컬럼(14)내의 유체의 pH를 조절하거나 또는 둘 다 실행함으로써 SSR을 제어한다. 도 2는 pH가 증가함에 따라 스트루바이트의 용해도가 급격하게 감소하는 것을 나타낸다. NaOH와 같은 염기를 첨가함에 의한 pH의 증가는, 따라서, 컬럼(14)내의 SSR을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 몇몇의 전형적인 출처로부터의 폐수에 있어, pH를 0.5 내지 1.5 유니트(units)로 올림으로써, 적합한 인산염 제거를 달성하기에 충분한 레벨로, SSR이 증가될 있다. 본 발명의 실시예들은 컬럼(14)의 섹션(15A)에서 약 7.4 내지 7.5의 범위의 pH로 만족스럽게 동작되었다. 90%를 넘는 인산염 제거를 위해, pH를 8.3까지 증가시킬 필요가 있음을 발견하였다.
스트루바이트 결정화(struvite crystallization)에 있어서, 약 1:1:1의 Mg:N:P 비율을 갖는 화학량론적 혼합물(stoichiometric mixture)을 제공하기 위해 마그네슘 이온을 청가하는 것이 일반적으로 바람직하다. 많은 출처로부터의 폐수는 가장 효율적인 스트루바이트의 결정화를 위해 바람직한 것보다 적은 마그네슘을 갖는다. 일반적으로, N:P의 고정된 비율을 위해, Mg의 농도의 증가가, 제거될 수 있는 인산염의 양을 증가시키는 경향이 있음을 발견하였다. Mg:P 비율이 일정하지 않고(below unity), 이에 따라 본 발명의 시스템이 인산염의 제거를 위해 불충분하게 최적화된(under-optimized) 경우에, 평균 P-제거비율이, Mg:P의 몰 비율(molar ratio)의 증가와, 거의 선형으로 증가하는 것을 발견하였다.
SSR을 제어하는 최상의 방법은 폐수 유입 시스템(wastewater entering system)(12)의 질에 달려있다. 유입 폐수의 pH, 폐수에 용해된 가스의 양, 온도, 결정화를 방해할 수 있는 종들의 폐수에의 존재, 폐수가 포화에 가까운 정도 등과 같은 인자들(factors)에 따라, 컬럼(14)의 pH 조절, 양이온의 농도 조절에 의해, 또는 pH 조절과 양이온의 농도 조절의 결합에 의해 컬럼(14)의 SSR을 제어하는 것이 더욱 비용효율적일 수 있다.
도 1의 실시예에 있어서, SSR은 과포화 제어장치(30)에 의해 제어된다. 과포화 제어장치는 임의의 적합한 프로세스 제어장치(process controller)를 포함하여 구성될 수 있다. 적합한 프로그램가능 프로세스 제어장치가 많이 나와 있다. 예를 들어, 비례 피드백 제어장치(proportional feedback controllers)가 과포화 제어장치(30)를 만드는데 사용될 수 있다. 본 발명의 분야의 통상의 지식을 가진 자들은 그러한 제어장치의 선택 및 프로그램 작성에 익숙하다.
과포화 제어장치(30)는 하나의 입력으로서 하나의 pH 탐침(32)으로부터 신호를 수신한다. pH 탐침(32)은 최초 혼합 구역(33)의 바로 상류의 컬럼(14)에 위치된다. 혼합 구역(33) 위에서, (재순환 폐수를 포함하는) 유입 폐수와 컬럼(14)내의 pH를 제어하기 위해 첨가된 화학물질들이 충분히 완전하게 혼합된다.
과포화 제어장치(30)는, 수산화나트륨(NaOH)과 같은 염기, 염화마그네슘의 형태로 제공될 수 있는 마그네슘과 같은 양이온의 소스, 또는 두가지 모두의 컬럼으로의 첨가를 제어한다. 도시된 실시예에서, 과포화 제어장치(30)는, 탱크(35)로부터 컬럼(14)으로의 수산화나트륨 용액을 계량하는 계량 메커니즘(metering mechanism)과 탱크(37)로부터의 컬럼(14)으로의 염화 마그네슘 용액을 계량하는 계량 메커니즘을 제어한다. SSR을 제어하기 위해 사용되는 화학물질의 컬럼(14)으로의 도입을 위해, 임의의 적합한 계량 메커니즘이 사용될 수 있다. 그러한 계량 메커니즘은 펌프, 가변 밸브 등을 포함할 수 있다. 폭넓은 범위의 적합한 계량 메커니즘이 상업적으로 이용가능하다.
과포화 제어장치(30)는, 컬럼(14)을 이미 통과한 유체의 얼마만큼의 양이 재순환 통로(23)에서 재순환되는지를 결정하는 흐름 제어 메커니즘(38)을 또한 제어한다. 흐름 제어 메커니즘(38)은 일반적으로 하나의 저전단 펌프(low shear pump)일 수 있는 하나의 공급 펌프를 포함한다. 재순환 비율은 통로(23)를 통해 재순환되어 노즐(20)에 유입된 흐름의 부분값(a measure of proportion of flow)을 제공한다. 재순환 비율(RR)은 다음와 같다:
Figure 112006065342493-PCT00001
(여기서, Q r 은 재순환 흐름량이며, Q t-inf 는 컬럼으로의 전체 유입 흐름량이다)
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 과포화 제어장치(30)는, pH 센서의 pH를 바람직한 값으로 유지하기 위하여, 탱크(35)로부터의 염기성(즉, 알칼리성) 용액을 계량하는 하나의 pH 제어장치 요소(30A)를 포함하여 구성된다. 과포화 제어장치(30)는, SSR을 조절하기 위해 유입구(13)로부터 컬럼(14)으로 들어가는 새로운 폐수에 대한 재순환 루프(recycle loop)(23)를 통해 컬럼(14)으로 들어가는 재순환 폐수의 비율을 제어하는 하나의 SSR 제어장치 요소(30B)를 또한 포함하며, 그리고, 필요하다면, SSR을 바람직한 범위내로 유지하기 위하여, 탱크(37)로부터 마그네슘 이온을 첨가한다. 도시된 실시예에서, 하나의 과포화 제어장치(30)는 컬럼(14)을 통한 유체의 전체에 걸친 흐름을 제어하는 하나의 흐름 제어 요소(30C)를 또한 포함한다.
SSR 제어장치 요소(30B)는 SSR에 영향을 주는 온도, 이온 농도, pH 및 다른 인자들을 모니터하는 하나 또는 그보다 많은 센서들로부터 실시간 피드백(real-time feedback)을 얻을 수 있다. 몇몇의 일반적인 적용예에 있어서, 반응장치(12)로 들어가는 폐수의 성분은 매우 느리게 변화하고, 온도는 느리게 변화하고, 그리고 pH는 pH 제어장치 요소(30A)에 의해 바람직한 범위내로 유지된다. 그러한 적용예에 있어서, SSR 제어장치 요소(30B)는 SSR을 표시하는 측정치(measurements)를 기초로 하여 정기적으로 조절되어야 할 뿐이다. 그러한 정기적인 측정과 조절은 수동으로 또는 자동 제어에 의해 수행될 수 있다.
노즐(20)은 컬럼(14)에 격렬한 흐름(turbulent flow)으로 폐수를 주입시킨다. 동작중에, 유체의 상방 흐름이 컬럼(14)내에서 유지된다. 유체가 각각의 다음 섹션(15)으로 들어감에 따라 유체의 흐름 속도가 감소한다. 폐수가 컬럼(14)으로 들어감에 따라 스트루바이트의 결정이 형성된다. 이 결정들은 유체 흐름의 상방으로 보내져서 유동층(fluidized bed)을 형성한다. 이 유동층은 여러 섹션들(15)에 걸쳐 뻗어있다. 이 결정들은 결정 성장(crystal growth)과 집단형성(aggregation)의 조합을 통해 커진다. 이 결정들은, 성장함에 따라 무거워지고 컬럼(14)의 아래쪽으로 이동하는 경향이 있다.
평균 상방 흐름 속도가 각 섹션(15)마다 다르기 때문에, 스트루바이트 입자들은 상이한 섹션(15)에서 입자크기에 의해 분류되는 경향이 있다. 초기에는 모든 입자들이 작다. 컬럼(14)의 입자들은 결정 성장 과정을 통해 그리고 집단형성에 의해 커진다. 결정이 커짐에 따라, 결정의 일부는 컬럼(14)내의 하위 섹션으로 떨어지기에 충분하게 커진다.
시간이 흐르면, 큰 입자들이 섹션(15A)에 축적되게 된다. 작은 입자들은 섹션(15D)에 축적되게 된다. 중간-크기 입자들은 중간 섹션(15B 및 15C)내에 위치되게 된다. 컬럼(14)은, 크기에 의해 유동층내의 입자를 더 세분하기 위해 컬럼(14)내에 중간 섹션들을 더 포함할 수 있다.
유체는 섹션별로 바람직한 평균 상방 유체 속도를 유지하기에 충분한 속도(rate)로 컬럼(14)을 통해 상방으로 흐른다. 각 섹션(15)에서의 평균 상방 유체 흐름 속도는 흐름 속도(flow rate)를 섹션의 횡단면적으로 나눔으로써 확인될 수 있다.
가장 낮은 섹션에서의 평균 유체 흐름 속도(average fluid flow velocity)는 스트루바이트 펠렛을 떠있게 하기에 충분하다. 이 흐름 속도는 100 cm/분을 넘는 것이 일반적이다. 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 평균 상방 유체 흐름 속도(average upward fluid flow rate)는 섹션(15A)에서 약 500 cm/분이다. 일반적으로, 스트루바이트 펠렛이 채취되는 섹션에서 상대적으로 높은 유체 속도를 유지하는 것이 바람직하다. 이 속도는, 400 cm/분을 넘는 것이 유리하며, 몇몇 실시예에서는 더 높을 수 있는데, 예를 들어 800 내지 1000 cm/분이다.
컬럼(14)의 가장 높은 섹션에서의 상방 흐름 속도는 가장 낮은 섹션에서보다 크게 더 느린 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 가장 높은 섹션(15)에서의 상방 흐름 속도는 평균하여 75 cm/분 또는 그보다 작은데, 바람직하게는 55 cm/분 이하이다. 본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 섹션(15D)에서의 평균 상방 흐름 속도는 약 50 cm/분이다.
폐수가 컬럼(14)을 통과하여 흐르는 속도(rate)는, 바람직한 합동 흐름(combined flow)을 제공하기 위하여, 유입구 공급 펌프(39)와 재순환 흐름 제어 메커니즘(38)을 조절함으로써 제어될 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 흐름 속도(flow rate)는 과포화 제어장치(30)에 장치된 흐름 속도 제어장치 요소(30C)에 의해 제어된다.
재순환 통로(23)는 반응장치(12)의 방출수로부터 초미립자 입자들을 제거하기 위한 하나의 정화기(clarifier)(50)를 포함한다. 하나의 방출수 배출구(52)가 방출수로 하여금 반응장치(12)로부터 방출되게 한다.
반응장치(12)는 하나의 공기 스트립핑 컬럼(air stripping column)(54)을 선택적으로 포함한다. 공기 스트립핑 컬럼(54)은 자신을 통과하는 재순환된 폐수로부터 용해된 이산화탄소를 제거하고 그 결과로서 재순환된 폐수의 pH를 증가시킨다. 공기 스트립퍼(air stripper)에 의한 pH의 증가는, 바람직한 범위내로 SSR을 유지하기 위하여 NaOH와 같은 염기를 첨가할 필요를 감소시킨다. 공기 스트립핑 컬럼(54)은, 도시된 바와 같이, 재순환 통로(23)에 위치될 수 있거나 재순환 통로(23)로부터 분리된 유체 통로내에 있을 수 있다. 공기 스트립퍼(54)가 재순환 통로(23)로부터 분리된 흐름 통로내에 있으면, 컬럼(14)으로부터의 유체가 공기 스트립핑 컬럼을 통해 재순환되는 속도(rate)가, 예를 들어 pH 제어장치 요소(30A)에 의해, 제어될 수 있다. 이것은 컬럼(14)내의 유체의 pH에 대한 추가적인 제어를 제공하고, 또는, 몇몇의 경우에 탱크(35)로부터 알카리성 용액을 첨가할 필요성을 감소시키거나 제거할 수 있다.
반응장치(12)가 충분한 시간동안 가동된 후에, 제1 섹션(15A)은 채취되기에 충분할 만큼 큰 스트루바이트의 펠렛을 가지게 된다. 본 발명자에 의해 가동된 시작품 반응장치(prototype reactors)에 있어서, 제1 스트루바이트 펠렛은 약 8 내지 20일이 지나면 채취할 수 있었다.
하나의 격리 밸브(isolation valve)(40)가 컬럼(14)의 하부에 위치되고, 컬럼(14)의 상부로부터 섹션(15A)의 적어도 주요부분을 격리시킨다. 격리 밸브(40)는 섹션(15A)와 섹션(15B) 사이의 경계선에 또는 그 아래에 위치되는 것이 바람직하다. 섹션(15A)내에 축적된 펠렛은, 섹션(15A)을 임시로 격리시키기 위해 격리 밸브(40)를 개방하고 밸브(42 및 44)를 닫음으로써 채취될 수 있다. 섹션(15A)이 격리되면, 유체는 바이패스 도관(bypass conduit)(41)을 지나 컬럼(14)의 상부로 계속하여 흐를 수 있다. 섹션(15A)에 축적된 스트루바이트 펠렛을 포함하는 섹션(15A)의 내용물은 밸브(46)의 개방에 의해 채취될 수 있다. 펠렛은 컬럼(14)으로부터 제거된 후에 건조될 수 있다. 임의의 적합한 건조 시스템이 사용될 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 펠렛은 건조 컨베이어(49)의 퇴적된 곳으로부터 스크린(48)으로 떨어진다. 섹션(15A)으로부터의 유체는 스크린(48)을 통과하여 떨어진다. 이 유체는 포획되어 시스템으로 재유입될 수 있거나 달리 처리될 수 있다.
반응장치(12)에서 성장한 스트루바이트 펠렛의 품질과 크기는 SSR, 컬럼(14)의 흐름 속도(flow rate), 그리고 결정 연령(crystal age)을 포함하는 광범위한 인자들에 달려있다. 컬럼(14)에서의 낮은 SSR, 높은 결정 연령, 그리고 큰 상방향흐름 속도는 모두 더 단단하고, 몇몇의 경우 더 큰, 스트루바이트 펠렛을 생성하는 경향이 있다.
컬럼(14)내에 축적된 일군의 펠렛의 결정 체류 시간(crystal retention time, CRT)은, 대량의 펠렛이 반응장치로부터 제거된 이후 경과된 일 수(the number of days)로서 정의될 수 있다. 예를 들어, 컬럼(14)의 고착된 모든 펠렛의 부피(the settled volume of all pellets)가 7.8 L인 것으로 발견되면, 1.3 L의 펠렛이 반응장치의 섹션(15A)으로부터 채취되고 그러면 축적된 펠렛에 대한 CRT가 12일이 된다. 8-12일의 CRT가 채취와 건조를 견디어낼 수 있는 충분한 구조 강도(structural strength)를 갖는 우수한 크기의 펠렛을 생성한다는 것이 일부 실험의 결과 발견되었다. 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 프로세스(process)는 4일 또는 그보다 긴, 몇몇의 경우, 1주일 또는 그보다 긴 CRT를 제공하도록 동작된다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라 구성된 시작품 반응장치에 있어서, 폐수의 인산염의 약 90% 이상까지 스트루바이트 펠렛의 형태로 제거될 수 있음을 발견하였다. 스트루바이트 펠렛은 약 0.5 mm 내지 약 10 mm의 범위의 직경을 가졌다. 이 프로세스로부터의 방출수가 5 mg/L 정도로 낮은 인산염 농도를 가지는 것을 발견하였다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방법(100)을 도시한 것이다. 제어 프로세스(106)는 새로운 폐수(101)와 재순환 폐수(102)를 취하며, 블록(104)의 컬럼으로 폐수를 통과시킨다. 제어 프로세스(106)는 블록(106A)의 pH, 블록(106B)의 마그네슘 이온의 농도, 블록(106C)의 재순환 비율, 블록(106D)의 흐름 속도(flow rate)를 연속적으로 제어한다.
컬럼으로부터의 방출수는 블록(108)에서 정화된다. 방출수의 일부는 재순환 폐수(102)를 제공하기 위해 선(110)으로 도시된 바와 같이 재순환된다. 남아있는 방출수는 블록(112)에서 제거된다. 스트루바이트의 펠렛은 정기적으로 블록(120)의 컬럼으로부터 추출된다. 펠렛은 블록(124)에 건조 펠렛을 제공하기 위해 블록(122)에서 건조된다. 건조 펠렛은 여러 가지 용도로, 예를 들어, 비료로 사용될 수 있다.
구성요소(예를 들어, 반응장치, 제어장치, 도관, 펌프, 계량 메카니즘 등)는, 다르게 나타내지 않는 한, 상술한 바와 같이 지칭되면, ["수단(means)"에 대한 것을 포함하여] 구성요소에 대한 인용(reference)은, 예를 들어 도시된 본 발명의 실시예들에서의 기능을 실행하는 개시된 구성과 구조적으로 동등하지 않은 구성요소를 포함하여, 기술된 구성요소의 기능을 수행하는 동등물[기능적 동등물]을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
전술한 설명에 비추어 당업자들에게 명백할, 수많은 변경과 변형이 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고서 본 발명의 실시에 있어 가능할 것이다. 예를 들면 다음과 같다:
* 반응장치(12)의 용량(capacity)이 서로 평행하는 다중 컬럼(14)을 동작시킴에 의해 증가될 수 있다.
* 200 mg/L를 넘는 인산염 농도를 갖는 폐수에 대해, 인산염 농도를 약 200 mg/L 보다 적은 값까지 감소시키는 초기 예비처리 단계를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 예비처리 단계는 인산염 농도를 약 200 mg/L보다 작은 값까지 감소시킬 수 있다.
* 반응장치는 SSR을 제어하기 위한 추가 또는 대안의 메커니즘으로서 암모니아를 첨가하기 위한 하나의 설비(facility)를 포함할 수 있다.
* 반응장치(14)의 섹션들은 횡단면이 원형일 필요가 없다. 다른 형상이 또한 가능하며, 예를 들면 섹션은 다각형일 수 있다.
* 섹션들의 수는 여러가지일 수 있다.
* 반응장치는, 암모니아 이온이 스트루바이트의 생성을 제한하는 조건을 만들어냄으로써 암모니아를 최대한으로 제거하도록 동작될 수 있다.
* 일반적으로 컬럼(14)의 섹션들(15) 사이의 변화가 가파른 계단형 변화인 것이 바람직한 것으로 여겨지기는 하나, 변화의 일부 또는 전부가 끝이 점점 가늘어질 수 있다. 예를 들어 컬럼(14)의 가장 낮은 몇몇 섹션들(15) 사이의 변화는 끝이 점점 가늘어질 수 있다. 컬럼(14)이 테이퍼 변화부(tapered transitions)를 포함하면, 테이퍼 변화부가 계단형 변화부(stepwise transitions)인 장점이 있는 것으로 여겨진다. 그러나, 몇몇의 경우에 테이퍼 각도(taper angle)는 45도 또는 그보다 크거나 또는 60도 또는 그보다 클 수 있다.
* 과포화 제어장치(30)의 구성요소는 공통으로 위치되거나 수용될 필요는 없으며, 여하한 방식으로 분포될 수 있다.
* 섹션(15)의 횡단면적은 섹션을 따라 반드시 일정하지는 않으나, 컬럼(14)내의 입자 크기 분류를 두드러지게 방해하지 않게 변화할 수 있다.
따라서, 본 발명의 범위는 다음의 특허청구범위에 의해 정의되는 내용에 따라 해석되어야 한다.

Claims (67)

  1. 하나의 채취 섹션(harvesting section)을 구비한 대체로 수직방향으로 배향된(oriented) 하나의 도관과, 상기 채취 섹션 상부에 위치된 적어도 두 개의 수직 연속 섹션(vertically sequential sections)을 포함하여 구성되며, 상기 도관의 횡단면적이 인접한 섹션들 사이에서 커지는 하나의 컬럼과;
    상기 채취 섹션 안 또는 아래의 컬럼의 하나의 폐수용 유입구와; 그리고
    상기 도관 상부의 하나의 배출구로부터 상기 유입구로 뻗어있는 하나의 재순환 통로(recycling path)를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질(solutes)을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도관의 횡단면적이 인접한 섹션들 사이에서 순차적으로(stepwise) 커지는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유입구가 대체로 수직방향으로 배향되고, 유입 폐수의 난류 제트류(turbulent jet)를 컬럼으로 위를 향해 보내도록 형성된, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  4. 제3항에 있어서, 하나의 혼합 구역(mixing zone) 상부의 상기 채취 섹션에 위 치된 하나의 pH 센서를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 pH 센서로부터의 신호를 수신하기 위해 결합되고, pH 제어장치로부터 pH 제어 입력에 답하여 pH 센서 아래의 컬럼에 알카리성 물질(alkaline substance)을 도입하도록 구성된 하나의 계량 메카니즘(metering mechanism)을 제어하기 위해 결합된 하나의 pH 제어 시스템을 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 pH 제어장치가 pH 센서의 pH를 7.4 내지 8.5 범위의 값으로 제어하도록 구성된, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 pH 제어장치가 pH 센서의 pH를 8보다 작은 값으로 제어하도록 구성된, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 가장 높은 섹션의 횡단면적의 채취 섹션의 횡단면적에 대한 비율이 적어도 10 : 1 인, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 가장 높은 섹션의 횡단면적의 채취 섹션의 횡단면적에 대한 비율이 적어도 10 : 1 인, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 가장 높은 섹션의 횡단면적의 채취 섹션의 횡단면적에 대한 비율이 20 : 1 보다 큰, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 가장 높은 섹션의 횡단면적의 채취 섹션의 횡단면적에 대한 비율이 20 : 1 보다 큰, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 도관의 횡단면적이 상기 인접한 섹션들 사이에서 적어도 1½의 계수(factor)에 의해 순차적으로 커지는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 도관의 횡단면적이 상기 인접한 섹션들 사이에서 적어도 1½의 계수(factor)에 의해 순차적으로 커지는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 재순환 통로에 위치된 하나의 정화기(clarifier)를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 재순환 통로에 위치된 하나의 에어 스트립퍼(air stripper)를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 재순환 통로로부터 분리된 에어 스트립퍼 통로에 위치된 하나의 에어 스트립퍼를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  17. 제1항에 있어서, 재순환 통로를 통해 컬럼으로 유입되는 폐수량(a rate at which wastewater is being introduced into the column)의, 컬럼으로 유입되는 전체 폐수량(a total rate at which wastewater is being introduced into the column)에 대한 비율인 재순환 비율(recycling ratio)을 제어함으로써 상기 채취 섹션내의 스트루바이트, 스트루바이트 동족체(struvite analog), 또는 인 화합물을 위한 과포화 비율을 적어도 일부분 제어하도록 구성된 하나의 과포화 제어장치(supersaturation controller)를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 과포화 제어장치가 과포화 비율을 2와 5 사이의 값이 되도록 제어하도록 구성된, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 과포화 제어장치가 상기 과포화 비율을 3과 4 사이의 값이 되도록 제어하도록 구성된, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 과포화 제어장치가, 과포화 제어장치로부터의 양이온 제어 입력에 답하여 양이온-함유 용액을 컬럼으로 유입시키도록 구성된 계량 메카니즘을 제어하도록 결합된, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  21. 제16항에 있어서, 상기 과포화 제어장치가, 과포화 제어장치로부터의 양이온 제어 입력에 답하여 양이온-함유 용액을 컬럼으로 유입시키도록 구성된 계량 메카니즘을 제어하도록 결합된, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  22. 제16항에 있어서, 상기 과포화 제어장치가, 과포화 제어장치로부터의 암모니아 제어 입력에 답하여 암모니아-함유 용액을 컬럼으로 유입시키도록 구성된 계량 메 카니즘을 제어하도록 결합된, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  23. 제16항에 있어서, 상기 채취 섹션내의 상방 흐름 평균 속도(average upward fluid velocity)가 적어도 400cm/분이 되는 값을 가지도록 폐수가 컬럽에 유입되는 전체 속도를 제어하도록 결합된 하나의 흐름 제어장치를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  24. 제1항에 있어서, 채취 섹션의 적어도 주요부분을 격리하기 위해 컬럼에 위치된 하나의 격리 밸브(isolation valve)를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 격리 밸브가 폐쇄되면 유체를 입력부로부터 상기 격리 밸브 위의 컬럼의 위치까지 보내도록 결합된 하나의 바이패스 도관(bypass conduit)을 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  26. 제1항에 있어서, 상기 채취 섹션 상부의 적어도 두개의 수직 연속 섹션이 셋 또는 그 이상의 섹션들을 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  27. 제2항에 있어서, 상기 채취 섹션의 적어도 두 개의 수직 연속 섹션이 셋 또는 그 이상의 섹션을 포함하여 구성되는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 도관의 횡단면적이 상기 인접한 섹션들 사이에서 적어도 1½의 계수에 의해 순차적으로 커지는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  29. 제1항에 있어서, 상기 도관의 횡단면적이 차상부(next-to-topmost) 섹션과 가장 높은 섹션 사이에서 적어도 5의 계수에 의해 순차적으로 커지는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  30. 제1항에 있어서, 상기 컬럼이 적어도 5 미터의 높이를 가지는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  31. 제1항에 있어서, 상기 컬럼의 단부가 그 횡단면이 원형인, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  32. 제1항에 있어서, 상기 도관이 인접한 섹션들 사이에 계단-유사 변화부들(step- like transitions)을 가지는, 폐수로부터 용질을 제거하기 위해 사용되는 유동층 반응장치.
  33. 하나의 채취 섹션(harvesting section)을 구비한 대체로 수직방향으로 배향된 하나의 도관과, 상기 채취 섹션 상부에 위치된 적어도 두 개의 수직 연속 섹션(vertically sequential sections)을 포함하여 구성되고, 상기 도관의 횡단면적이 인접한 섹션들 사이에서 커지는 하나의 컬럼에 폐수를 유입시키는 단계와;
    상기 채취 섹션내에 스트루바이트, 스트루바이트 동족체, 또는 인 화합물의 과포화 상태를 유지시키는 단계와;
    컬럼으로 재순환되는 폐수량(a rate at which wastewater is recycled into the column)의, 컬럼으로 유입되는 전체 폐수량(a total rate at which wastewater is being introduced into the column)에 대한 비율인 재순환 비율(recycling ratio)을 제어함으로써 상기 채취 섹션의 스트루바이트, 스트루바이트 동족체(struvite analog), 또는 인 화합물을 위한 과포화 비율(supersaturation ratio)을 적어도 일부분 제어하면서 컬럼을 통과하는 폐수를 재순환시키는 단계와; 그리고,
    컬럼내에 형성된 펠렛을 상기 채취 섹션으로부터 추출하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 도관의 횡단면적이 인접한 섹션들 사이에서 순차적으로 커지는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  35. 제33항에 있어서, 상기 도관의 횡단면적이 인접한 섹션들 사이에서 적어도 1½의 계수에 의해 순차적으로 커지는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  36. 제33항에 있어서, 상기 과포화 상태 유지 단계가 상기 채취 섹션내에서 2 내지 5 범위의 과포화 비율을 유지하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 과포화 상태 유지 단계가 상기 채취 섹션내에서 7.4 내지 8.5 범위의 pH를 유지하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  38. 제36항에 있어서, 상기 과포화 상태 유지 단계가 상기 채취 섹션내에서 8보다 큰 pH를 유지하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  39. 제33항에 있어서, 상기 과포화 상태 유지 단계가 상기 채취 섹션내에서 3 내지 4 범위의 과포화 비율을 유지하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  40. 제33항에 있어서, 상기 펠렛이 스트루바이트의 펠렛을 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  41. 제33항에 있어서, 상기 펠렛이 스트루바이트 동족체의 펠렛을 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 스트루바이트 동족체가 인산 칼륨 마그네슘(potassium magnesium phosphate)인, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  43. 제33항에 있어서, 상기 과포화 상태 유지 단계가 양이온 용액을 컬럼에 제어가능하게 유입시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 양이온이 마그네슘 이온을 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  45. 제33항에 있어서, 상기 채취 섹션내의 마그네슘 및 암모니아의 농도를 인산염 의 농도보다 높게 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  46. 제33항에 있어서, 상기 채취 섹션내의 마그네슘 및 인산염의 농도를 암모니아의 농도보다 높게 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  47. 제45항에 있어서, 암모니아 용액을 컬럼에 부가하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  48. 제35항에 있어서, 상기 채취 섹션내에서 적어도 400cm/분 의 평균 상방 흐름 속도를 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  49. 제48항에 있어서, 상기 섹션들중의 하나의 가장 높은 섹션내에서 75cm/분을 넘지 않는 평균 상방 흐름 속도를 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  50. 제48항에 있어서, 상기 채취 섹션내의 평균 상방 흐름 속도의 가장 높은 섹션의 평균 상방 흐름 속도에 대한 비율을 적어도 10 : 1 까지 유지시키는 단계를 포 함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  51. 제50항에 있어서, 상기 채취 섹션내의 평균 상방 흐름 속도의 가장 높은 섹션의 평균 상방 흐름 속도에 대한 비율을 적어도 20 : 1 까지 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  52. 제33항에 있어서, 채취 섹션내에서 적어도 400 cm/분의 평균 상방 흐름 속도를 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 섹션들중의 가장 높은 섹션내에서 75 cm/분을 넘지 않는 평균 상방 흐름 속도를 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  54. 제53항에 있어서, 상기 채취 섹션내의 평균 상방 흐름 속도의 가장 높은 섹션의 평균 상방 흐름 속도에 대한 비율을 적어도 10 : 1 까지 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  55. 제35항에 있어서, 컬럼을 통과하는 폐수를 재순환시키는 단계가 폐수를 컬럼으로 재유입시키기 전에 폐수로 하여금 정화기를 통과하게 하는 단계를 포함하여 구 성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  56. 제33항에 있어서, 컬럼을 통과하는 폐수를 재순환시키는 단계가 폐수를 컬럼으로 재유입시키기 전에 폐수로 하여금 에어 스트립퍼를 통과하게 하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  57. 제33항에 있어서, 컬럼내에 형성된 펠렛을 채취 섹션으로부터 추출하는 단계가 컬럼의 펠렛의 결정 체류 시간(crystal retention time)이 적어도 일주일이도록 하는 속도로 펠렛을 추출하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  58. 제33항에 있어서, 컬럼내에 형성된 펠렛을 채취 섹션으로부터 추출하는 단계가 컬럼의 펠렛의 결정 체류 시간(crystal retention time)이 적어도 4일이도록 하는 속도로 펠렛을 추출하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  59. 제33항에 있어서, 컬럼내에 형성된 펠렛을 채취 섹션으로부터 추출하는 단계가 컬럼의 펠렛의 결정 체류 시간이 8일 내지 12일의 범위에 있도록 하는 속도로 펠렛을 추출하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  60. 하나의 대체로 수직방향으로 배향된 컬럼의 고형 반응생성물을 위한 과포화 상태를 유지시키는 단계와;
    폐수를 컬럼에 유입시켜서 반응생성물의 입자가 컬럼내에 형성되게 하는 단계와;
    컬럼내의 적어도 세 개의 수직 연속구역에 걸친 유동층에 상기 반응생성물의 입자를 유지시켜서, 각 구역내의 폐수가 구역마다 상이한 평균 상방 흐름 속도를 가지며 평균 상방 흐름 속도가 수직위치상 낮은 구역보다 수직위치상 높은 구역에서 더 작게 하는 단계와;
    적어도 세 개의 구역중 가장 낮은 구역의 적어도 일부를 포함하여 구성되는 채취 구역(harvesting zone))에 대해 하향 이동하기에 충분한 크기까지 상기 반응생성물 입자들을 키우는(grow) 단계와; 그리고
    상기 채취 구역으로부터 상기 반응생성물 입자를 채취하는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  61. 제60항에 있어서, 상기 반응생성물이 스트루바이트를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  62. 제60항에 있어서, 상기 반응생성물이 스트루바이트 동족체을 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  63. 제62항에 있어서, 상기 스트루바이트 동족체가 인산 칼륨 마그네슘인, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  64. 제60항에 있어서, 상기 채취 구역내에 적어도 400 cm/분의 평균 상방 흐름 속도를 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  65. 제64항에 있어서, 가장 높은 구역내에 75 cm/분을 넘지 않는 평균 상방 흐름 속도를 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  66. 제65항에 있어서, 상기 채취 구역내의 평균 상방 흐름 속도의 가장 높은 구역의 평균 상방 흐름 속도에 대한 비율을 적어도 10 : 1 까지 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
  67. 제65항에 있어서, 상기 채취 구역내의 평균 상방 흐름 속도의 가장 높은 구역의 평균 상방 흐름 속도에 대한 비율을 적어도 20 : 1 까지 유지시키는 단계를 포함하여 구성되는, 폐수로부터 인과 질소중 하나 또는 모두를 추출하는 방법.
KR1020067018511A 2004-02-13 2004-02-13 유동층 폐수 처리 KR101098890B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CA2004/000208 WO2005077834A1 (en) 2004-02-13 2004-02-13 Fluidized bed wastewater treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060129452A true KR20060129452A (ko) 2006-12-15
KR101098890B1 KR101098890B1 (ko) 2011-12-26

Family

ID=34842432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067018511A KR101098890B1 (ko) 2004-02-13 2004-02-13 유동층 폐수 처리

Country Status (9)

Country Link
US (2) US7622047B2 (ko)
EP (1) EP1713732B1 (ko)
KR (1) KR101098890B1 (ko)
CN (1) CN1964921B (ko)
AU (1) AU2004315614B2 (ko)
CA (1) CA2552842C (ko)
DK (1) DK1713732T3 (ko)
ES (1) ES2681273T3 (ko)
WO (1) WO2005077834A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140014222A (ko) * 2011-03-10 2014-02-05 오스타라 뉴트리언트 리커버리 테크놀로지스 인크. 폐수에서 용질들을 침전시키기 위한 반응기 및 이에 관련된 방법들
KR101615615B1 (ko) * 2015-10-12 2016-04-27 한국산업기술시험원 약품저감형 스트루바이트의 제조방법

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070034556A (ko) * 2007-03-08 2007-03-28 정인 인 그리고/또는 질소를 제거하기 위한 스트루바이트 결정화방법
WO2008115758A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 Tate & Lyle Ingredients Americas, Inc. System and process for removal of phosphorous and ammonia from aqueous streams
US8017019B2 (en) * 2007-06-14 2011-09-13 Kansas State University Research Foundation Fluidized bed precipitator with optimized solids settling and solids handling features for use in recovering phosphorus from wastewater
DE102008050349B4 (de) * 2007-10-02 2013-01-17 Remondis Aqua Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Ausfällung von Phosphor aus phosphatbelastetem Abwasser
US7604740B2 (en) 2008-02-01 2009-10-20 Clean Water Services Waste activated sludge stripping to remove internal phosphorus
US9650267B2 (en) * 2009-06-29 2017-05-16 Nalco Company Fluid treatment reactor
CN101648102B (zh) * 2009-08-31 2012-01-25 青岛华世洁环保科技有限公司 一种冷热式吸脱附装置及其吸脱附方法
NL2003429C2 (en) 2009-09-02 2011-03-03 Dhv B V Method for the production of electrical energy from ammonium.
US20110127223A1 (en) * 2009-12-02 2011-06-02 Veolia Water North America Operating Services, Llc Process for treating pond water
CN101817581B (zh) * 2010-04-08 2012-11-07 同济大学 一体化鸟粪石法氮磷回收装置
CA2834690A1 (en) 2010-05-13 2011-11-17 Multiform Harvest Inc. Process and system for recovering phosphorus from wastewater
BR112012029278B8 (pt) 2010-05-18 2020-07-21 Ostara Nutrient Recovery Tech Inc método para tratar e recuperar compostos de fosfato de água residual
CA2803347C (en) * 2010-06-22 2019-08-20 Kinetico Incorporated Method and apparatus for reducing mineral scaling potential of water
CN101935093B (zh) * 2010-08-17 2012-05-23 南京大学 一种高浓度氮磷废水的连续流反应器及其处理废水的方法
WO2012030857A2 (en) 2010-08-30 2012-03-08 Multiform Harvest, Inc. Methods and systems for recovering phosphorus from wastewater including digestate recycle
DE102010050691B3 (de) * 2010-11-06 2012-03-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren Rückgewinnung von Phospatsalzen aus einer Flüssigkeit
US9334166B2 (en) 2011-02-03 2016-05-10 Multiform Harvest Inc. Methods and compositions for chemical drying and producing struvite
ES2625530T3 (es) 2011-02-15 2017-07-19 Ostara Nutrient Recovery Technologies Inc. Procedimiento para la recuperación de estruvita usando inyección de fosfato
EP2489641A1 (en) 2011-02-15 2012-08-22 Ostara Nutrient Recovery Technologies Inc. Methods and apparatus for struvite recovery using upstream CO2 injection
CA2845019C (en) * 2011-09-21 2020-10-20 Ostara Nutrient Recovery Technologies Inc. Treatment of phosphate-containing wastewater with fluorosilicate and phosphate recovery
CN102963970A (zh) * 2012-11-13 2013-03-13 同济大学 将污水中氮磷制备成鸟粪石晶体的装置和工艺
CN103145262B (zh) 2013-01-11 2014-12-24 中国环境科学研究院 污水处理与资源回收的方法和系统
US10781119B2 (en) 2013-02-22 2020-09-22 Bl Technologies, Inc. Membrane assembly for supporting a biofilm
ES2796074T3 (es) 2013-06-14 2020-11-25 Ostara Nutrient Recovery Tech Inc Composición de fertilizantes de liberación lenta y rápida y procedimientos para hacerlos
US8999007B2 (en) 2013-07-12 2015-04-07 Ostara Nutrient Recovery Technologies Inc. Method for fines control
EP3119724A2 (en) 2014-03-20 2017-01-25 General Electric Company Wastewater treatment with primary treatment and mbr or mabr-ifas reactor
JP6342232B2 (ja) * 2014-06-19 2018-06-13 水ｉｎｇ株式会社 リンの回収装置及びリンの回収方法
AU2015284175B2 (en) 2014-06-30 2018-03-01 D.C. Water & Sewer Authority Method and apparatus for wastewater treatment using external selection
CN105417771B (zh) * 2015-11-20 2017-12-12 上海世渊环保科技有限公司 磷酸铁生产废水的脱氮除磷及资源回收工艺及设备
DE102016004080A1 (de) 2016-04-08 2017-10-12 Eliquo Stulz Gmbh Vorrichtung und Verfahren für die Extraktion von Phosphor aus Abwasser
US20180050930A1 (en) * 2016-08-16 2018-02-22 Naveed Aslam Crystallizer for water reclamation
DE102017124791B4 (de) 2017-10-24 2019-05-09 aquen aqua-engineering GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Einmischen einer Substanz in ein strömendes Fluid
CN112119041A (zh) * 2018-05-16 2020-12-22 奥斯特拉营养康复技术有限公司 含磷酸盐废水的处理和细粒控制方法
JP2019202284A (ja) * 2018-05-24 2019-11-28 水ｉｎｇ株式会社 被処理液の処理装置及び被処理液の処理方法
JP7142800B1 (ja) 2018-05-24 2022-09-27 水ｉｎｇ株式会社 被処理液の処理装置及び被処理液の処理方法
CN110963596A (zh) * 2018-09-29 2020-04-07 福建申远新材料有限公司 一种鸟粪石结晶法除磷反应器及其应用
CN109851154B (zh) * 2018-12-24 2022-03-18 扬州大学 A2/o-bco工艺氮磷回收实时控制装置及其控制方法
KR102056184B1 (ko) * 2019-03-25 2019-12-16 주식회사 이피에스이앤이 처리대상수의 결정화장치 및 결정화방법
US20200346960A1 (en) 2019-05-03 2020-11-05 Eliquo Stulz Gmbh Apparatus and Method for Wastewater Treatment
US11220445B2 (en) * 2020-03-27 2022-01-11 Sergey Lobanov Process and apparatus for sized nutrient recovery from wastewater by elutriation
CN112266062B (zh) * 2020-10-23 2022-07-08 中国科学院城市环境研究所 一种能控制产品结晶粒度的污水处理装置及污水处理方法
CN114604917B (zh) * 2022-03-10 2024-02-27 北京林业大学 一种流化床分区调控蓝铁石结晶的磷回收方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4009099A (en) * 1974-07-12 1977-02-22 Ecolotrol, Inc. Apparatus and process for removing ammonia nitrogen from waste water
US3996018A (en) * 1974-11-11 1976-12-07 Merck & Co., Inc. Crystallization system and method using crystal fracturing external to a crystallization column
NL187312C (nl) * 1978-05-18 1991-08-16 Dhv Raadgevend Ing Werkwijze voor het defosfateren van water.
JPS60179190A (ja) 1984-02-27 1985-09-13 Ebara Infilco Co Ltd 脱リン装置
JPH0712477B2 (ja) 1987-02-16 1995-02-15 ユニチカ株式会社 水中のリン除去方法
DE3819965C2 (de) * 1988-06-11 1994-08-04 Lias Franken Leichtbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur anaeroben Fließbett-Reinigung von Abwasser
JPH11267665A (ja) * 1998-03-20 1999-10-05 Kurita Water Ind Ltd 脱リン装置
JP4117106B2 (ja) * 1998-03-30 2008-07-16 株式会社荏原製作所 マンガン含有水の処理方法及び装置
JP2000334474A (ja) 1999-05-26 2000-12-05 Kurita Water Ind Ltd 排水の脱リン方法
US6592751B2 (en) * 2001-09-26 2003-07-15 Council Of Scientific And Industrial Research Device for treatment of wastewater
US6994782B2 (en) * 2003-09-09 2006-02-07 North Carolina State University Apparatus for removing phosphorus from waste lagoon effluent
US7182872B2 (en) * 2003-08-01 2007-02-27 Wisconsin Alumni Research Foundation Struvite crystallization

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140014222A (ko) * 2011-03-10 2014-02-05 오스타라 뉴트리언트 리커버리 테크놀로지스 인크. 폐수에서 용질들을 침전시키기 위한 반응기 및 이에 관련된 방법들
KR101615615B1 (ko) * 2015-10-12 2016-04-27 한국산업기술시험원 약품저감형 스트루바이트의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
ES2681273T3 (es) 2018-09-12
KR101098890B1 (ko) 2011-12-26
CN1964921A (zh) 2007-05-16
DK1713732T3 (en) 2018-08-13
WO2005077834A1 (en) 2005-08-25
AU2004315614A1 (en) 2005-08-25
EP1713732A1 (en) 2006-10-25
US20080257826A1 (en) 2008-10-23
CA2552842A1 (en) 2005-08-25
US7622047B2 (en) 2009-11-24
EP1713732B1 (en) 2018-06-13
CN1964921B (zh) 2011-07-13
CA2552842C (en) 2012-07-10
US20100047134A1 (en) 2010-02-25
AU2004315614B2 (en) 2010-07-15
US7922897B2 (en) 2011-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101098890B1 (ko) 유동층 폐수 처리
US6192833B1 (en) Partitioned aquaculture system
EP2093196B1 (en) Method for controlling a waste water treatment system using a multiple step constructed wetland
EP2683659B1 (en) Reactor for precipitating solutes from wastewater and associated methods
DE3534716A1 (de) Verfahren zur biologischen denitrifizierung von wasser und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
JP4117346B2 (ja) 動物肥料からのアンモニア放出を軽減する方法、上記方法を実施するためのプラント、及びそのようなプラントの使用
CN106103355A (zh) 结合离心作用的生物过滤
KR100982743B1 (ko) 농업배수를 재활용한 자동시비(施肥)시스템
JP5124907B2 (ja) リン除去方法
US11220445B2 (en) Process and apparatus for sized nutrient recovery from wastewater by elutriation
Ghosh et al. Investigation of the impact of hydrodynamic parameters for phosphorus recovery from synthetic anaerobic digester supernatant in a fluidized bed reactor
KR100841744B1 (ko) 인회석을 이용하여 광산폐수 또는 산업폐수를 정화시키고 광산 폐기물을 안정화시키는 방법
KR20220151772A (ko) 순환식 양액제어 장치 또는 고형 이물질 제거장치
SU1353377A1 (ru) Установка дл выращивани рыбы
DE102014019460A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Extraktion von Phosphor aus Abwasser
DE2327306A1 (de) Anlage zur klaerung von stadtabwasser
Loots et al. Pilot studies on phosphate crystallization in biological wastewater treatment systems

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141205

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151204

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161221

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171208

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191212

Year of fee payment: 9