KR20090068124A - 유기물 함유수의 생물 처리 방법 및 장치 - Google Patents

유기물 함유수의 생물 처리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

유기물 함유수를 생물 처리하여, 순수 제조의 원수에 이용하는 경우의 분리막의 오염을 방지한다. 리액터(110) 내에 메탄 생성균군을 포함하는 혐기성 오니를 보관 유지시킨다. 원수관(130)으로부터 리액터(110)에, 피처리수로서 메탄 생성균군에 의해 생물 분해되는 모노머 유기물(예를 들면 테트라메틸암모늄수산화물)을 주로 포함하는 유기물 함유수를 공급하고, 메탄 생성균군에 의한 혐기성 생물 처리를 행한다. 혐기성 생물 처리에 의해 얻어진 처리액은, 리액터(110) 밖에 형성한 막 분리 장치(112)로 고액 분리함으로써 고형물이 분리된 분리수를 얻는다. 분리수는 역침투막 장치(114)로 탈염 처리하여, 순수 제조의 원료로 한다.

Description

유기물 함유수의 생물 처리 방법 및 장치{Biological Treatment Apparatus and Biological Treatment Process of Aqueous Organic Wastes}
본 발명은, 유기물 함유수를 혐기적으로 처리하는 생물 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 배수를 생물 처리하여 순수 제조용의 원수(原水)로서 이용하는 생물 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
호기성 미생물 군집은 혐기성 미생물 군집에 비해 다양한 유기물의 분해능이 있다고 생각되고 있다. 이 때문에, 호기성 미생물 군집을 이용한 호기성 생물 처리는, 복잡한 고분자(폴리머) 화합물을 포함하는 배수(예를 들면, 식품 배수)를 처리하는데 적합하다. 또한, 혐기성 생물 처리에서는 고분자의 유기물의 가수 분해 속도가 느리기 때문에, 일반적으로는, 수리학적 체류 시간을 30일 이상으로 할 필요가 있다. 이에 비해, 호기성 생물 처리의 표준적인 수리학적 체류 시간은 0.5일 정도로 짧다.
최근, 반도체 제조 공장과 같이 순수를 사용하여 그 배수를 배출하는 설비 등에서, 유기물을 포함하는 배수를 생물 처리하고, 그 처리수를 순수 제조의 원료로서 이용하는 물 회수가 진행되고 있다. 이러한 물 회수를 행하는 유기물 함유수 의 생물 처리에서는, 종래, 호기성 생물 처리가 이용되고 있다. 유기물 함유수에 질소 성분이 포함되는 경우에는, 호기성 조건에서 질소 화합물을 산화하여 질산 또는 아질산을 생성시키고, 무산소 조건에서 탈질(脫窒)을 행하고 있다. 또한, 호기성 생물 처리 시에는, 호기성 미생물을 담체에 고정함으로써 생물 처리조의 미생물 보관 유지량을 많게 하여 처리 속도를 높게 하는 것도 많다(예를 들면, 일본 특허 공개 평9-187785호 공보). 담체를 사용하는 경우, 예를 들면, 생물 처리조 근처의 유기물 제거 속도를 1~2kb-COD/m3/day 정도로 높일 수 있다.
이러한 생물 처리에 의해 얻어진 처리액을 순수 제조에 재이용하는 경우, 처리액을 고액 분리 장치로 처리하여 미생물체를 분리한 후, 역침투막(RO막) 분리 장치 등으로 탈염 처리한다(예를 들면, 일본 특허 공개 2007-175582호 공보).
상술한 바와 같이, 배수를 순수 제조의 원수로서 재이용할 때에는, 일반적으로 막 분리 장치에 의한 처리가 행해진다. 그러나 분리막은 운전 조건이나 피처리수의 수질에 의해서 막힘을 일으키기 쉽고, 특히 생물 처리액을 막 분리하면, 미생물 자체 및 미생물이 생성한 점질물 등이 막 면에 부착하여 막힘을 일으키는 경향이 있다. 미생물이 생성하는 점질물은 고분자 유기물을 주체로 하는 난분해성이며, 그 생성량은 생물 처리조에 보관 유지되는 미생물량에 거의 정비례하여 증대한다. 따라서, 증식 속도가 큰 호기성 미생물을 이용하는 호기성 생물 처리에서는 고분자 유기물의 생성량도 많다. 특히, 담체를 첨가한 생물 처리조를 이용하는 경우, 보유 미생물량이 많아지기 때문에 고분자 유기물의 생성량이 많아진다.
한편, 혐기성 미생물은 호기성 미생물보다 증식 속도가 느리기 때문에, 고분자 유기물의 생성량은 비교적 적다. 그러나, 혐기성 생물 처리는 원래 유기물의 분해 속도가 느리기 때문에, 피처리수(유기물 함유수)에 포함되는 유기물이 다 분해되지 않고, 그대로, 또는 그 분해 중간체가 처리액에 포함되기 쉽다. 즉, 호기성 생물 처리를 행한 경우에는 미생물의 생성물에 의해 역침투막이 오염될 우려가 있다. 한편, 혐기성 생물 처리를 행한 경우에는 미생물의 생성물에 의한 막 오염의 우려는 낮지만, 처리액에 잔존한 유기물이나 분해 중간체에 의한 막 오염의 우려가 높아진다.
또한, 배수를 생물 처리한 후, 처리액에 포함되는 미생물체를 분리하는 경 우, 응집 침전이나 가압 부상에서는 분리가 불충분하고, 분리수에 미생물체 등이 포함되어 후단의 역침투막을 오염시킨다. 특히, 생물 처리조에 담체를 첨가하고 있는 경우, 담체를 고액 분리하기 위해서 스크린 등이 필요하게 되는데, 표면적을 크게 하여 활성을 높이도록 한 담체는 입경이 작아서 스크린이 막히기 쉽고, 이것을 회피하기 위해서는 복잡한 구성의 고액 분리 장치나 넓은 침전지가 필요해진다.
이에 비해, 생물 처리한 처리액을, 생물 처리조 내에 형성한 침지막으로 고액 분리하면, 미생물체 등을 양호하게 분리할 수 있으므로 후단의 역침투막의 오염을 막을 수 있다. 그러나, 침지막 자체가 막히는 문제가 있고, 특히, 호기성 처리를 행하는 경우, 미생물이 생성한 고분자 유기물에 의해 침지막이 막혀서 투과 수량이 저하되는 문제가 있다.
또한, 유기물 함유수에 질소 성분이 포함되는 경우, 질소 성분을 제거하는 호기성 생물 처리 과정에서는, 유기태 질소를 미생물에 의해서 무기화하여 암모니아를 생성하고, 이 암모니아는 호기성의 질화세균에 의해 산화되어 아질산 또는 질산을 생성하여, 조내액의 pH가 저하되기 때문에, 중화용의 알칼리 첨가를 필요로 한다. 이것에 이어 혐기성 조건 하에서 질산의 탈질 처리를 행하는 경우에는, 질산 또는 아질산은 무산소성의 탈질세균에 의해 질소 가스까지 환원되고, 그 과정에서 알칼리가 생성되어 pH가 상승한다. 이 때문에, 탈질 공정에서는 중화용으로 산의 첨가가 필요해진다. 이와 같이, 생물 처리 과정에서 중화용으로 첨가된 산 또는 알칼리는, 후단의 역침투막(RO막)의 염류 부하가 된다.
이와 같이, 아질산이나 질산 생성까지 반응을 진행하고, 이것을 탈질시키는 경우에는, 강산인 아질산이나 질산, 및 강알칼리인 OH-가 생성되기 때문에, 강산이나 강알칼리를 중화시킬 필요가 있다. 한편, 질소 화합물을 산화하는 공정에 있어서, 암모니아를 생성시킨 시점에서 생물 반응을 정지시키면 약알칼리성의 암모니아를 중화하는 것만으로 끝나서, 강산이나 강알칼리를 중화시킬 필요가 없어진다. 질소 화합물의 생물 탈질을, 암모니아 생성의 단계에서 정지시키기 위해서는, 증식 속도가 느린 질화세균이 생물 반응조 내에서 증식하지 않도록 하면 된다. 구체적으로는, 생물 반응조의 오니의 체류 시간을 짧게 하면, 질화세균은 생물 반응조로부터 유출(워쉬 아웃)하여, 조 내에 보관 유지되지 않기 때문에 암모니아 생성으로 반응을 정지당한다.
그러나, 질화세균을 워쉬 아웃시키기 위해서는, 생물 반응조의 오니의 체류 시간을 4일 이하로 할 필요가 있다. 오니의 체류 시간을 4일 이하 정도로 낮추면, 피처리수 중에 포함되는 유기물이 충분히 분해되지 않는다. 이 때문에, 생물 처리 한 처리액에는 잔존 유기물이 많이 포함되어, RO막 장치에서 잔존 유기물을 기질로하여 미생물이 증식하기 쉬워진다. 증식한 미생물은, RO막을 막는 원인이 되어, RO막의 탈염 성능을 저하시킨다.
이와 같이, 유기물 함유수를 생물 처리하여 순수 제조에 재이용하는 경우, 배수 처리 프로세스가 RO막에 의한 처리에 악영향을 주는 일이 있었다. 또한, 유기물 함유수를 호기적 조건에서 생물 처리하여 질화가 진행되면 중화용 약제의 첨가에 의한 RO막 장치의 부하 증대를 초래하는 한편, 질화의 진행을 억제하기 때문에 오니 체류 시간을 짧게 하면 잔존 유기물에 의한 RO막의 오염을 초래한다. 본 발명은, 이러한 과제에 대하여, 유기물 함유수의 생물 처리에 있어서, 처리수를 순수 제조용수로서 재이용할 때에, RO막에 대한 부하의 증대를 회피하면서, RO막의 오염도 방지하고, RO막에 의한 처리를 부드럽게 실시할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해, 유기물 함유수를 혐기적 조건에서 생물 처리함으로써 질화 반응을 진행하지 않고 피처리수 중의 유기물을 제거하고, 생물 처리 후의 처리액에 잔존하는 암모늄염을 RO막 장치로 농축하여 별도로 처리한다. 또한, 유기물의 혐기성 생물 처리는, 산 생성균군에 의한 유기물로부터의 산 생성 공정과, 메탄 생성균군에 의한 산으로부터의 메탄 생성 공정으로 나누어진다. 본 발명자들은, 막 오염의 원인 물질이 되는 고분자의 유기물이, 주로 산 생성 공정에 관여하는 산 생성균군의 대사에 의해 생성되는 것을 발견하였다. 거기서, 산 생성균군에 의한 산 생성 공정을 거치지 않고 메탄 생성을 행하게 함으로써, 상기 과제를 해결하는 것을 착상하여 본 발명을 완성시켰다. 구체적으로는, 본 발명은 이하를 제공한다.
(1) 유기물 함유수를 혐기성 생물 처리조에 도입하고, 상기 혐기성 생물 처리조 내의 메탄 생성균군에 의해 혐기성 생물 처리하고, 상기 혐기성 생물 처리에 의해 얻어진 처리액을 호기성 생물 처리를 하지 않고 막 분리하고, 상기 막 분리에 의해 얻어진 분리수를 역침투막으로 처리하는 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
(2) 상기 유기물 함유수는, 전 유기물 탄소에 대한 모노머 유기물의 비율이 70% 이상으로 이루어지는 (1)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
(3) 조내액의 온도를 15℃ 이상 40℃ 이하로 하여 상기 혐기성 처리를 행하는 (1) 또는 (2)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
(4) 상기 처리액을, 상기 혐기성 처리 과정에서 가온된 상태인 채로 상기 막 분리 및 상기 역침투막 처리에 제공하는 (3)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
(5) 상기 모노머 유기물은, 테트라메틸암모늄수산화물, 모노에탄올아민, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 이소프로필알코올, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드 및 아세트산으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 (1)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
(6) 유기물 함유수가 도입되어 메탄 생성균군에 의해 메탄 생성을 행하는 혐기성 생물 처리조와, 상기 혐기성 생물 처리조와 접속되고 상기 혐기성 생물 처리조로부터 배출된 처리액을 막 분리하는 막 분리 장치와, 상기 막 분리 장치의 분리수를 처리하는 역침투막 장치를 구비하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
(7) 상기 유기물 함유수는, 전 유기물 탄소에 대한 모노머 유기물의 비율이 70% 이상으로 이루어지는 (6)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
(8) 상기 혐기성 처리조는, 조내액의 온도를 15℃ 이상 40℃ 이하로 하여 운전되고, 상기 처리액은 상기 혐기성 처리조에서 가온된 상태로 상기 막 분리 장치 및 상기 역침투막 장치에 공급되도록 구성되어 있는 (6) 또는 (7)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
(9) 상기 역침투막 장치의 투과수로부터 열회수를 행하고, 회수된 열로 상기 혐기성 처리조를 가온하는 열회수 가열 장치를 더 구비하는 (8)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
(10) 상기 막 분리 장치는, 정밀 여과막 또는 한외 여과막을 구비하는 (6)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
(11) 상기 혐기성 생물 처리조에서 발생한 바이오 가스를 상기 막 분리 장치에 공급하고 상기 막 분리 장치를 폭기 세정하는 세정 장치를 더 구비하는 (6)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
(12) 유기물 함유수가 도입되어 메탄 생성균군에 의해 메탄 생성을 행하는 혐기성 생물 처리조와, 상기 혐기성 생물 처리조와 접속되고 상기 혐기성 생물 처리조로부터 배출된 처리액을 막 분리하는 막 분리 장치와, 상기 막 분리 장치의 분리수를 처리하는 역침투막 장치와, 상기 역침투막 장치의 농축수를 처리하는 농축수 처리 장치를 구비하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
(13) 상기 농축수 처리 장치는, 상기 혐기 생물 처리조와는 다른 생물 처리조를 포함하는 (12)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
(14) 상기 농축수 처리 장치는, 상기 농축수를 도입해 증발시켜 증류수를 취출하는 에버퍼레이터를 포함하는 (12) 또는 (13)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
(15) 상기 농축수 처리 장치는, 상기 농축수 중의 불순물을 불용화시키는 약 품을 상기 농축수에 첨가하여 고형물을 분리하는 반응 컬럼을 포함하는 (12)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
(16) 메탄 생성균군을 포함하는 혐기성 생물 처리조에 유기물 함유수를 도입하여 혐기성 생물 처리하고, 상기 혐기성 생물 처리에 의해 얻어진 처리액을 호기성 생물 처리를 하지 않고 막 분리하고, 상기 막 분리에 의해 얻어진 분리수를 역침투막으로 처리하고, 상기 역침투막 처리에 의해 얻어진 농축수를 처리하는 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
(17) 상기 유기물 함유수는 질소 화합물을 포함하는 (16)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
(18) 상기 농축수를, 상기 혐기성 생물 처리와는 별도로 생물 처리하는, 에버퍼레이터를 이용하여 증류 처리하는, 및/또는 약품에 의해 불순물을 불용화시켜서 처리하는 (16) 또는 (17)에 기재된 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
본 명세서에 있어서, 피처리수인 유기물 함유수의 성상은 특별히 한정되는 것이 아니고, 유기태 탄소 화합물 뿐만 아니라 질소 화합물을 포함해도 좋다. 「전 유기물 탄소」란 수중에 포함되는 각종 유기태 탄소 화합물을 총칭하는 것으로서, 불휘발성 유기물 뿐만 아니라, 일반적인 TOC계(計)에서는 측정되지 않는 휘발성 유기물도 포함하는 것으로 한다. 또한, 유기태 탄소 화합물로서는, 미생물이 직접 흡수할 수 있을 정도의 저분자 유기물(이하, 「모노머 유기물」이라 칭한다)의 비율이 많은(예를 들면, 전 유기물 탄소에 대해서 70% 이상) 것이 바람직하다. 「모노머 유기물」이란, 배수 중에 포함되는 여러 가지의 유기물 중 미생물이 직접 흡수 할 수 있을 정도의 저분자 유기물을 총칭하는 것으로 한다. 모노머 유기물은, 메탄 생성균군에 의해 분해되기 때문에, 모노머 유기물이 주체의 유기물 함유수이면 혐기성 생물 처리의 공정에서 산 생성균군이 증식하기 어렵다. 본 발명자들의 지견에 의하면, 산 생성균군의 증식을 억제하면 이들 미생물이 생성하는 고분자의 대사물의 생성을 억제할 수 있고, 대사물에 의한 RO막 오염을 방지할 수 있다.
「모노머 유기물」에 대하여, 미생물의 세포벽을 통과하지 못하고 균체외 효소에 의해 분해되는 유기물은 일반적으로 유기물끼리가 중합되어 분자량이 크고, 본 명세서에서는 「모노머 유기물」은 이러한 고분자 유기물을 제외한 유기물을 가리키는 말로서 이용한다. 모노머 유기물의 구체적인 예로서는, 메탄 생성균군의 기질로서 이용되는 저분자 유기물(예를 들면 포름산, 아세트산, 메탄올, 메틸아민 등)이나 테트라메틸암모늄수산화물, 모노에탄올아민, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 이소프로필알코올, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드를 들 수 있다. 본 발명에서는, 특히, 모노머 유기물로서의 메틸기를 갖는 화합물(테트라메틸암모늄, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드)의 함유 비율이 높은 유기물 함유수가 적합한 처리 대상이 된다
본 발명에서는, 피처리수 중의 유기물을 메탄 생성균군에 의해 혐기성 생물 처리한다. 피처리수 중의 유기물 조성은 모노머 유기물이 주가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 모노머 유기물은, 메탄 생성균군에 의해 생물 분해되기 때문에, 피처리수의 성상을 모노머 유기물 주체로 함으로써, 피처리수 중의 유기물을 양호하게 생물 분해하여 처리액으로의 유기물의 잔류를 억제하고, 후단의 분리막의 오염 을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 특히, 모노머 유기물로서 메틸기를 갖는 화합물(테트라메틸암모늄, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드)의 함유 비율이 높은 유기물 함유수를 처리 대상으로 함으로써 산 생성균군에 의한 막 오염 물질의 생성을 억제하는 것이고, 고분자 유기물에 의한 막 오염을 방지한다.
메탄 생성균군을 주체로 하는 혐기성 처리에서는 질화 반응은 실질적으로 일어나지 않는다. 이 때문에, 피처리수에 질소 화합물이 포함되는 경우, 질소 성분은 생물 처리 공정에서 탈질되지 않고 역침투막 장치에 반입된다. 따라서, 피처리수에 질소 화합물이 포함되지 않는 편이 역침투막 장치의 부하를 낮게 할 수 있다. 한편, 피처리수에 질소 화합물이 포함되고 역침투막 장치에 공급되는 액에 질소 성분이 포함되는 경우, 역침투막으로 농축된 질소 성분이 역침투막 장치에서의 미생물의 증식을 억제할 가능성이 있다는 것을 본 발명자들은 발견하였다. 거기서, 역침투막 장치에서 미생물이 증식하기 쉬운 조건(예를 들면, 피처리수에 고분자 유기물이 10~30% 정도 포함되는 경우)에서는, 피처리수에 적극적으로 질소 화합물을 포함시켜도 좋다.
혐기성 생물 처리조 내에서, 피처리수 중의 유기물을 양호하게 생물 분해시키고, 후단의 막 오염을 방지하기 위해서는, 피처리수 중의 유기물에 차지하는 모노머 유기물의 비율은 높은 편이 좋다. 피처리수 중에 박테리아나 고분자의 유기물이 포함되는 경우, 이들을 기질로 하는 산 생성균군의 생물 분해가 일어나서, 막 오염의 원인이 되는 가용성의 고분자 유기물이 생성된다. 산 생성균군의 대사물은, 15℃ 미만 또는 40℃을 초과하면 30% 정도 밖에 분해되지 않지만, 15℃ 이상 40℃ 이하이면 90% 정도가 분해된다. 따라서, 혐기성 생물 처리조를 15℃ 이상 40℃ 이하로 하면, 모노머 유기물 이외의 유기물의 함유량이 비교적 높아도, 막 오염을 방지할 수 있다.
온도 조건은 30℃ 이상 40℃ 이하가 특히 바람직하다. 상술한 대로, 온도 조건에 의해 산 생성균군의 대사물의 분해 효율이 다르기 때문에, 온도 조건에 의해서 피처리수의 성상을 바꿔도 된다. 구체적으로는, 온도 조건이 15℃ 이상 30℃미만이면, 피처리수 중의 유기물에 차지하는 모노머 유기물의 비율은 75% 이상으로 하면 된다. 또한, 온도 조건이 15℃ 미만 또는 40℃을 초과하는 경우에는 모노머 유기물의 비율을 90% 이상으로 하면 된다.
또한, pH가 6 이상 9 이하이면, 산 생성균군의 대사물은 양호하게 분해되지만, pH가 이 범위 밖이면 그 분해율은 30% 정도로 저하된다. 따라서, 혐기성 생물 처리조의 조내액의 pH는 6 이상 9 이하로 조정하는 것이 바람직하지만, 산 생성균군의 대사물의 생성이 적은 경우, 즉 모노머 유기물의 비율이 충분히 높은(실질적으로 100%) 경우 등, pH를 조정하지 않아도 되는 경우도 있다.
　혐기성 생물 처리조의 조내액에는, 피처리수 중에 포함되어 있던 암모늄염 또는/및 피처리수에 포함되어 있던 유기태 질소 화합물이 분해되어 생긴 암모늄염이 포함될 수 있다. 이러한 암모늄염은 혐기성 생물 처리조 내에서 유기물 분해에 수반하여 생긴 이산화탄소와 반응하여, 중탄산 암모늄이 생성된다. 따라서, 피처리수에 질소 화합물이 포함되는 경우라도 혐기성 생물 처리조의 조내액의 pH는, 중화 약품을 첨가하지 않고 중성 부근으로 유지할 수 있다.
혐기성 생물 처리조로부터 유출한 처리액에는 미생물이 포함되기 때문에, 고액분리한 후, 고형분이 제거된 물(분리수)을 RO막 장치로 탈염 처리하여 순수 제조의 원료로 한다. 고액 분리는, 여과막을 구비하는 막 분리 장치를 이용하면 된다. 분리막으로서는 한외 여과막(UF막) 또는 정밀 여과막(MF막)을 이용하면 되고, 일반적인 메탄 생성균군의 직경보다 작은 구멍 지름(예를 들면 100nm 이하)의 막을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 혐기성 생물 처리조로부터의 처리액에는, 혐기성 생물 처리조에서 생성된 중탄산 암모늄이나 생물 처리되지 않았던 유기물 등이 포함된다. 이들 잔존 물질의 일부는 막 분리 장치에서 제거되지만, 다른 부분은 막 분리 장치에서는 제거되지 않고 RO막 장치에 반입되어 농축된다. 따라서, RO막 장치로부터 배출되는 농축수(브라인)에는, 중탄산 암모늄 등이 대체로 10배 정도로 농축되어 포함된다. 브라인은, 피처리수와는 별도로 생물, 화학, 또는/및 물리적 방법에 의해 처리한다.
브라인의 처리 방법은 그 성상에 따라 선택하면 되고, 예를 들면 생물 처리로서는, 호기적 또는 무산소적으로 생물 탈질하는 처리를 들 수 있다. 생물 탈질에는, 종속 영양성 또는 독립 영양성의 어느 쪽의 탈질 미생물을 이용해도 좋다.
화학적 처리로서는, pH를 변화시켜서 브라인에 포함되는 불순물을 불용화시키는 방법, 브라인 중의 불순물과 화합물을 형성하는 약품을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 화학적 처리에서 이용하는 약품으로서는, pH를 변화시키는 산 또는 알 칼리, 응집제, 및 브라인 중의 불순물을 석출시키는 종정(種晶) 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 암모늄염과 반응해 황산암모늄을 생성하는 황산, 단백질을 응고시키는 각종 산 등을 들 수 있다.
물리적 처리로서는, 증류를 들 수 있고, 폭기에 의해 암모니아를 휘발시켜도 된다. 증류는, 암모니아가 가스로서 휘산하는 것을 방지하기 위해, 산성 조건 하에서 행하는 것이 바람직하고 감압 하에서 가온하면 좋다. 한편, 폭기에 의해 암모니아를 휘산시키는 경우에는, 알칼리 조건으로서 대량의 공기로 폭기하면 좋다.
브라인은, 상기의 처리법을 조합하여 처리해도 된다. 예를 들면, 브라인에 산을 첨가하여 암모니아(아민)를 불용화시킨 후, 에버퍼레이터를 이용하여 증류 처리하고, 물을 회수하는 방법을 들 수 있다. 이 방법에서는, 암모니아를 포함하는 폐기물의 발생량을 저감하는 것과 동시에 물회수를 할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 반도체 외, 액정 디스플레이 등의 전자 산업 공장의 제조 프로세스 배수에 적용함으로써, 식품 공장 배수나 하수 처리장 배수와 같이 고분자 성분이나 잡다한 화합물이 포함되지 않고, 혐기성 생물 처리로 효율적으로 처리를 행하는 것이 가능하다. 이 밖에 화학 공장 배수와 같이 물 중에 포함되는 유기물과 그 농도가 비교적 분명한 배수를 대상으로 적용할 수 있다. 이러한 배수는, 조성이 명확하기 때문에 레버러토리 실험에 의해서 처리 능력을 알 수 있다고 하는 장점이 있다.
본 발명에서는, 유기물을 모노머 유기물 주체로 하는 유기물 함유수를 혐기 적 조건에서 생물 처리함으로써, 질화 반응을 억제하고, pH 조정용의 약품 첨가에 의한 염류 농도의 상승을 억제하며, 산 생성균군에 의한 대사물의 생성을 억제함으로써 분리막의 오염을 방지하고, 메탄 생성균군에 의해 유기물을 분해한다. 본 발명에서는, 혐기성 생물 처리 후에 호기성 생물 처리를 행하지 않고, 유기물이 충분히 분해된 생물 처리액을 얻을 수 있다. 따라서, 산 생성균군 및 호기성 미생물 군집에 의한 고분자 유기물의 생성을 억제함과 동시에, 처리액 중의 잔존 유기물 양을 저감할 수 있다. 이 때문에, 생물 처리 공정 후단에서 막 분리를 행할 때의 분리막의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 혐기성 처리에서 제거되지 않았던 물질을 역침투막 장치로 농축하여, 별도 처리함으로서, 물회수율을 올릴 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 이하, 동일 부재에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 설명을 생략 또는 간략화한다.
(실시 형태 1)
도 1은, 본 발명에 이용되는 유기물 함유수의 생물 처리 장치(이하, 단지 「처리 장치」라 한다)(100)의 모식도이다. 처리 장치(100)은, 혐기성 생물 처리조(이하, 「리액터」)(110), 막 분리 장치(112), 역침투막 장치(114)을 포함한다. 리액터(110)의 입구에는, 원수관(130)이 접속되어 있다. 리액터(110)는, 처리액관(132)을 통하여 막 분리 장치(112)와 접속되고, 막 분리 장치(112)는 분리수관 (134)을 통하여 역침투막 장치(114)와 접속되어 있다. 역침투막 장치(114)의 출구 에는, 투과수관(136)이 접속되고 있다.
원수관(130)의 도중에는 제 1 열 교환기(121)가 설치되고, 투과수관(136)의 도중에는 제 2 열 교환기(122)가 설치되어 있다. 제 1 열 교환기(121)와 제 2 열 교환기(122)는 유체관(139)으로 접속되고, 열교환에 이용되는 유체를 제 1 열 교환기(121)와 제 2 열 교환기(122)와의 사이에서 순환시킨다. 제 1 열 교환기(121), 제 2 열 교환기(122), 및 유체관(139)은 열회수 가열 장치를 구성하고 있다.
리액터(110)에는, 배니관(135)과 가스 배관(131)이 접속되어 있다. 배니관(135)으로부터는, 리액터(110) 내의 잉여 오니가 취출되고, 리액터(110) 내에서 발생한 가스는 가스 배관(131)으로부터 취출된다. 가스 배관(131)은 막 분리 장치(112)에 접속되고, 막 분리 장치(112) 내에 형성된 분리막(도시하지 않음)을 폭기 세정하도록 구성되고, 세정 장치로서 기능한다. 또한, 막 분리 장치(112)에는 출구단이 리액터(110)에 접속된 반송관(133)도 접속되어 있다. 역침투막 장치(114)에는, 농축 측에 브라인관(137)이 접속되어 있다.
본 발명에서는, 원수관(130)으로부터는 피처리수를 리액터(110)에 공급한다. 바람직하게는 모노머 유기물이 유기물 전체의 70% 이상을 차지하는 피처리수를 리액터(110)에 공급한다. 리액터(110)의 적합한 운전 조건은, 상술한 바와 같이, pH6~9, 온도 15~40℃ 특히 30~40℃이다. 이러한 조건이라면, 메탄 생성균군의 기질이 되지 않는 고분자의 유기물이 포함되는 경우에도 산 생성균군 대사물에 의한 막 오염을 방지할 수 있다.
리액터(110) 내의 메탄 생성균군은 그래뉼(granule) 형상 또는 부유성의 어 느쪽 상태여도 되지만, 메탄 생성균군은, 산 생성균군에 비해 점질물을 생성하기 어렵기 때문에 그래뉼 오니를 형성하기 어렵다. 이 때문에, 리액터(110)로부터 배출되는 처리액에는 리액터(110) 내의 오니가 포함되기 쉽다.
본 발명에서는 리액터(110) 후단에 막 분리 장치(112)를 형성하기 때문에, 처리액에 포함되는 미생물체를 양호하게 고액 분리할 수 있다. 막 분리 장치(112)는, 본 실시 형태와 같이 리액터(110)와는 별도로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 막은, 한외 여과막(UF막) 또는 정밀 여과막(MF막)을 이용하면 좋고, 일반적인 메탄 생성균의 직경보다 구멍 지름이 작은 것이 바람직하고, 구체적으로는 구멍 지름이 약 100nm 이하 정도인 것이 바람직하다.
막 분리 장치(112)의 모듈 형식은 특별히 한정되지 않지만, 리액터(110)로부터 송액되는 오니가 막 분리 장치(112)의 내부에서 폐색 또는 체류하기 어렵도록 구성되어 있는 것이 바람직하고, 예를 들면 튜뷸러 형식이나 평막 형식을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 처리액 중의 액분과 고형분을 분리하는 분리막은, 본 실시 형태와 같이 리액터(110) 밖에 설치하는, 이른바 조외형(槽外型)으로 하면 막면 유속의 컨트롤이 용이하기 때문에 막면의 오염 방지의 관점에서 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 막 분리 장치(112)에는 가스 배관(131)이 접속되어 있고, 리액터(110)로부터는 처리액이 생성 가스와 함께 막 분리 장치(112)로 보내진다. 가스는, 막 분리 장치(112) 내의 피처리수 유로를 따라서 이동하면서 분리막을 폭기 세정한다. 막 분리 장치(112)에 공급된 처리액은 장치 내를 통과하는 동안에 고액 분리되고, 투과측으로부터 고형분이 제거된 분리수가 장치 밖으로 취출된다. 한편, 고형분이 농축된 농축 오니액은 가스와 함께 막 분리 장치(112)의 피처리액 유로 내를 이동하여, 반송관(133)으로부터 리액터(110)에 반송된다.
메탄 생성균군은 호기성 미생물에 비해 증식 속도가 느리지만, 이러한 오니 반송을 행하여 리액터(110) 내의 오니 농도를 4,000~10,000mg/L 정도로 유지하면, 호기성의 활성 오니에 의한 호기성 생물 처리를 행하는 경우와 동일한 정도의 분해 속도를 얻을 수 있다. 따라서, 오니 농도를 상기 범위로 하면, 리액터(110)의 수리학적 체류 시간을 0.5~2일 정도로 할 수 있다. 리액터(110)로부터는 배니관(135)을 통하여 적절히 잉여 오니를 뽑아 내어, 리액터(110) 내의 오니 농도를 조정한다.
막 분리 장치(112)에서 고형분이 분리된 분리수는, 막 분리 장치(112)의 후단에 형성된 역침투막 장치(114)로 탈염하여 순수 제조의 원수로서 이용한다. 본 실시 형태에서는 리액터(110)는 30~40℃에서 운전되고, 처리액의 온도도 30~40℃이다. 여기에서는 리액터(110)로부터 배출된 처리액을 호기성 처리하지 않고, 인위적으로 온도 강하도 시키지 않고, 막 분리 장치(112) 및 역침투막 장치(114)에 보낸다. 30℃ 전후의 액은 역침투막 분리가 용이하므로, 리액터(110)로부터의 처리액을 따뜻한 상태로 역침투막 장치(114)에 보냄으로써, 역침투막 장치(114)의 플럭스를 높게 할 수 있다.
역침투막 장치(114)로부터 취출된 액은, 여전히 따뜻하다. 그래서, 본 실시 형태에서는 투과수를 취출하는 투과수관(136)의 도중에 설치한 제 2 열 교환기(122)에서 투과수를 열교환하여 열회수를 행한다. 제 2 열 교환기(122)에서의 열교환에 의해 따뜻해진 열교환 매체는 유체관(139)을 통하여 제 1 열 교환기(121)에 보낸다. 제 1 열 교환기(121)에서는, 따뜻해진 열교환 매체에서 원수관(130)으로부터 보내지는 원수를 가온하여 리액터(110)에 보낸다.
역침투막 장치(114)에서 처리되어 염류가 제거된 투과수는, 순수 제조용의 원수로서 이용할 수 있다. 구체적으로는, 역침투막 장치(114)의 후단에 탈탄산 장치나 이온 교환 장치, 자외선 살균 장치 등의 순수 제조 장치를 구성하는 기기류를 배치하고, 이들 기기류를 이용하여 역침투막 장치(114)로부터 취출한 투과수를 처리함으로써 순수를 제조할 수 있다. 농축수는 별도로 처리하면 투과수와 마찬가지로 물 회수를 할 수 있다.
［실시예 1］
실시예 1로서, 도 1에 나타낸 처리 장치(100)를 모방한 실험장치에 의한 실험을 실시하였다. 실험장치의 리액터(110)는 유효 용적 1m3, 수리학적 체류 시간은 0.5일로 운전하였다. 리액터(110) 내에는, 메탄올을 처리하는 혐기성 리액터로부터 취출한 그래뉼 오니를 후술하는 피처리액으로 순양(馴養)하여 부유성 오니를 보관 유지시켰다. 리액터(110) 내의 부유성 오니의 농도는 4,000mg/L이고, 현존량(습중량 비교)의 40%가 메탄 생성균군, 60%가 메탄 생성균군의 자기 소화 잔사였다.
피처리수로서는 전 유기물 탄소 농도 750mg/L, 질소 농도 218mg/L, 인 농도 1.0mg-P/L의 유기물 함유수를 이용하였다. 전 유기물의 조성은, 테트라메틸암모늄수산화물 농도 250mg/L, 모노에탄올아민 농도 250mg/L, 아세트산 농도 250mg/L이며, 모노머 유기물의 함유 비율은, 전 유기물 탄소에 대해서 실질적으로 100%였다.
피처리수는 가온하여, 리액터(110) 내의 조내액의 온도가 35℃가 되도록 함과 동시에, 조내액의 pH가 7.5가 되도록 조정하였다. 막 분리 장치(112) 내에는, 직경 0.52cm인 튜브형상 UF막(구멍 지름 30nm)을 104개 배치하고, 튜브 내에 리액터(110)로부터 배출된 생물 처리액을 가스와 함께 유입시켜서, 농축액과 가스는 리액터(110)로 되돌렸다. 막 분리 장치(112)의 투과 수량(플럭스)은 1.0m/day로 하였다.
상기 조건으로 30일간의 실험을 계속한 결과, 막 분리 장치(112)의 플럭스는 상기 값을 유지할 수 있고, 통수(通水) 저항은 최대로 30kPa였다. 막 분리 장치(112)로부터 얻어진 분리수의 TOC 농도는 실험 기간 중, 3~4mg/L의 범위에 있고 TOC 제거율은 99.5%였다. 또한, 이 분리수를 역침투막 장치(114)(역침투막으로서 전 방향족 폴리아미드계의 초저압막을 구비한 스파이럴식의 것)에 의해 750kPa으로 탈염 처리한 결과, 20시간 경과 후의 투과 수량은 통수 개시 시의 90%를 유지하고 있었다.
［실시예 2］
실시예 2에서는, 실시예 1에서 이용한 UF막을 대신하여, 구멍 지름 400nm의 MF막을 이용하였다. 그 외는 실시예 1과 동일한 조건으로 실험을 실시한 결과, MF막을 취부한 막 분리 장치로부터의 분리수의 TOC 농도는 실시예 1과 동일하게 3~4mg/L의 범위였다. 또한, 막 분리 장치(112)의 플럭스는 1.0m/day를 유지하고, 분리수를 실시예 1과 동일하게 역침투막 장치(114)로 처리하였을 경우의 플럭스는, 통수 개시로부터 20시간 경과 후에도 당초의 90%를 유지하였다. 한편, 통수 저항은 최대로 40kPa가 되어, 실시예 1보다 높았다. 리액터(110) 내의 오니는, 메탄 생성균군의 평균 직경이 800nm인 것으로부터, MF막을 이용하였을 경우에는 메탄 생성균이 분리막의 구멍에 막혀서 막의 폐색을 초래한 것이라 추측되었다.
［비교예 1］
비교예 1에서는 피처리수의 성상을 변경하였다. 구체적으로는, 실시예 1에서 이용한 피처리수에 하수 오니를 500mg-TOC/L 첨가하고, 전 유기물 탄소에 대한 모노머 유기물의 비율을 58%로 하였다. 또한, 이 피처리수를 이용함으로써, 리액터(110) 내의 오니 조성도 변경하였다. 구체적으로는, 비교예 1에서 이용한 리액터(110)의 부유성 오니는, 오니 농도 8,000mg/L이고 현존량(습중량 비교)의 20%가 메탄 생성균군, 산 생성균군이 20%였다. 나머지의 60%는, 하수 오니 원래의 박테리아와 자기 소화 잔사였다
이와 같이, 피처리수의 성상을 변경하여, 리액터(110) 내의 미생물상을 변경시킨 이외에는 실시예 1과 동일한 조건으로 실험을 실시하였다. 그 결과, 막 분리 장치(112)의 플럭스가 서서히 저하함과 동시에, 실험 개시로부터 20일 후에 통수 저항이 30kPa을 초과하였다. 비교예 1에서는 막 분리 장치(112)의 분리수의 TOC 농도는 18~43mg/L이였다.
［실시예 3］
실시예 3으로서, 피처리수에 첨가하는 하수 오니의 양을 300mg-TOC/L로 하였다(모노머 유기물의 비율 약 71%). 피처리수 성상의 변경에 동반하여, 리액터(110) 내의 오니 조성도 변경하였다. 구체적으로는, 실시예 3에서 이용한 리액터(110)의 부유성 오니는, 오니 농도 8,000mg/L이고 현존량(습중량 비교)의 30%가 메탄 생성균군, 산 생성균군이 30%였다.
피처리수의 성상과 리액터(110) 내의 미생물상을 변경시킨 이외에는 비교예 1과 동일한 조건으로 실험을 실시하였다. 그 결과, 막 분리 장치(112)의 플럭스는 실시예 1과 동일한 거동으로, 분리수의 TOC 농도는 3~5mg/L, 분리수를 처리한 역침투막 장치(114)의 플럭스는 88%를 유지하였다.
상기 실험으로부터, 피처리수 중의 유기물의 70% 이상을 모노머 유기물로 하고, 메탄 생성균군을 포함하는 오니로 혐기성 처리를 실시하면, 생물 처리의 후단에서의 분리막의 막힘을 방지할 수 있는 것이 나타났다.
［참고예 1］
실시예 3에 있어서, 리액터(110)의 조내액의 온도를 10℃로 하였다. 그 결과, 막 분리 장치(112)의 플럭스는 저하하고, 7일 후에 통수 저항이 30kPa를 초과하였다. 또한, 이것과는 별도로, 리액터(110)의 조내액의 온도를 50℃로 한 결과, 마찬가지로 막 분리 장치(112)의 플럭스는 저하하고, 3일 후에 통수 저항이 30kPa를 초과하였다.
［참고예 2］
실시예 3에 있어서, 리액터(110)의 조내액의 pH를 5로 하였다. 그 결과, 막 분리 장치(112)의 통수 저항이 급상승하여, 10일 후에 통수 저항이 30kPa를 초과하였다. 또한, 이것과는 별도로, 리액터(110)의 조내액의 pH를 10으로 한 결과 , 마찬가지로 막 분리 장치(112)의 통수 저항이 급상승하여, 8일 후에 통수 저항이 30kPa를 초과하였다.
［비교예 2］
비교예 2로서 리액터 내부에 공기를 불어넣는 산기(散氣)장치를 설치함으로써, 리액터를 호기성 생물 처리조로 하였다. 리액터를 호기성으로 대신한 이외에는 실시예 1과 동일한 조건으로 실험을 실시한 결과, 호기성 생물 처리조로부터 유출하는 처리액의 TOC 농도는 실시예 1과 마찬가지로 3~4mg/L의 범위였다. 그러나, 막 분리 장치(112) 플럭스는, 20일간 밖에 소정의 플럭스를 유지할 수 없었다. 또한, 호기성 생물 처리조의 조내액에는 용해성 TOC가 200mg/L의 농도로 포함되어 있었다. 한편, 실시예 1의 혐기성의 리액터의 조내액의 용해성 TOC 농도는 10mg/L정도였다. 이와 같이, 비교예 2에서는 조내액 중의 용해성 TOC 농도는 실시예 1보다 높고, 용해성 TOC를 구성하는 고분자 유기물의 양은 호기성 생물 처리조에 도입되는 피처리수에 비해 약 60배가 되어 있었다.
생물 처리조에 도입되는 피처리수 중의 유기물에 대한 오니(세균)의 전환율은, 호기성 미생물에 대해서는 0.3g/g인데 비해, 혐기성 미생물의 경우에는 0.04g/g이었다. 고분자 유기물은 최근의 자기 소화에 의해 생성하는 것으로부터, 전환율이 높을수록 고분자 유기물이 많이 생성되었다고 추정되었다.
또한, 비교예 2에 있어서 막 분리 장치(112)로 막 분리한 분리수를 실시예 1과 마찬가지로 역침투막으로 처리한 결과, 20시간 경과 후의 투과 수량은 통수 개시 시의 60%로 저하되어 있었다. 이 비교예 2와 실시예 1에 의해, 호기성 생물 처리를 대신하여, 메탄 생성균군에 의한 혐기성 생물 처리를 행함으로써, 분리막을 오염시키는 고분자 유기물의 생성을 억제할 수 있는 것이 나타났다.
또한, 비교예 2에서는 호기성 생물 처리조의 미생물 군집에는 질화세균이 포함되어 있고, 원수 중의 질소 성분이 질산에 산화되어 있었다. 이 때문에, 호기성 생물 처리조의 조내액의 pH가 저하되고, 처리액의 수질이 악화되었다. 조내액의 pH가 5를 하회한 시점에서 알칼리를 첨가하여 pH를 7로 조정하였다. 또한, 일정 시간, 호기성 조건을 계속한 후, 생물 처리조로의 공기 공급을 정지하여 혐기성 조건으로 함으로써 탈질시켰다. 혐기성 조건에서 탈질하는 경우에는 무기산을 첨가하여, pH를 7로 하였다. 이러한 회분식의 탈질 처리를 행하고, pH 조정을 실시한 결과, 처리액 중의 염류 농도가 높아졌다. 이 때문에, 막 분리 장치 후단의 역침투막 장치의 침투압은 실시예 1에 비해 100~200kPa 정도 높아지고, 역침투막 장치에 의한 탈염 효율이 저하되었기 때문에, 역침투막 장치를 15~20%정도, 증가시킬 필요가 생겼다.
이상의 실험으로부터, 본 발명에 따라서 피처리수를 모노머 유기물 주체로하여 메탄 생성균군을 포함하는 혐기 오니에 의한 혐기성 생물 처리를 행함으로써 처리액에 포함되는 고분자 유기물이나 미분해 유기물의 양을 감소시켜서, 분리막의 오염을 방지할 수 있는 것이 나타났다.
(실시 형태 2)
도 2는, 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 유기물 함유수의 생물 처리 장치(200)의 모식도이다. 처리 장치(200)는, 혐기성 생물 처리조(이하, 「리액터」) (210), 막 분리 장치(212), 역침투막 장치(214), 농축수 처리 장치로서의 Anammox조(241)를 포함한다. 리액터(210)의 입구에는, 원수관(230)이 접속되어 있다. 리액터(210)는, 처리액관(232)을 통하여 막 분리 장치(212)와 접속되고, 막 분리 장치(212)는 분리수관(234)을 통하여 역침투막 장치(214)와 접속되어 있다. 역침투막 장치(214)의 출구에는, 투과수관(236)이 접속되어 있다.
원수관(230)의 도중에는 제 1 열 교환기(221)가 설치되고, 투과수관(236)의 도중에는 제 2 열 교환기(222)가 설치되어 있다. 제 1 열 교환기(221)와 제 2 열 교환기(222)는 유체관(239)으로 접속되고, 열교환에 이용되는 유체를 제 1 열 교환기(221)와 제 2 열 교환기(222)의 사이에서 순환시킨다. 제 1 열 교환기(221), 제 2 열 교환기(222), 및 유체관(239)은 열회수 가열 장치를 구성하고 있다.
　리액터(210)에는, 배니관(235)과 가스 배관(231)이 접속되어 있다. 배니관(235)으로부터는, 리액터(210) 내의 잉여 오니가 취출되고, 리액터(210) 내에서 발생한 가스는 가스 배관(231)으로부터 취출된다. 가스 배관(231)은 막 분리 장치(212)에 접속되고, 막 분리 장치(212) 내에 설치된 분리막(도시하지 않음)을 폭기 세정하도록 구성되고, 세정 장치로서 기능한다. 또한, 막 분리 장치(212)에는 출구단이 리액터(210)에 접속된 반송관(233)도 접속되어 있다. 역침투막 장치(214)에는, 농축측에 브라인관(237)이 접속되어 있다. 브라인관(237)은 Anammox조(241)에 접속되어 있다.
본 발명에서는, 원수관(230)을 통하여 피처리수로서 질소 화합물을 포함하는 유기물 함유수를 리액터(210)에 공급한다. 리액터(210)의 적합한 운전 조건은, 상 술한 바와 같이, pH6~9, 온도 15~40℃ 특히 30~40℃이다. 이러한 조건이면, 메탄 생성균군의 기질이 되지 않는 고분자의 유기물이 포함되는 유기물 함유수를 처리하는 경우에 있어서도, 산 생성균군 대사물에 의한 막 오염을 방지할 수 있다.
리액터(210) 내의 메탄 생성균군은 그래뉼 형상 또는 부유성의 어느 상태여도 되지만, 메탄 생성균군은, 산 생성균군에 비해 점질물을 생성하기 어렵기 때문에 그래뉼 오니를 형성하기 어렵다. 이 때문에, 리액터(210)로부터 배출되는 처리액에는 리액터(210) 내의 오니가 포함되기 쉽다.
본 발명에서는 리액터(210) 후단에 막 분리 장치(212)를 형성하기 때문에, 처리액에 포함되는 미생물체를 양호하게 고액 분리할 수 있다. 막 분리 장치(212)는, 본 실시 형태와 같이 리액터(210)와는 별도로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 막은, 한외 여과막(UF막) 또는 정밀 여과막(MF막)을 이용하면 되고, 일반적인 메탄 생성균의 직경보다 구멍 지름이 작은 것이 바람직하고, 구체적으로는 구멍 지름이 약 100nm 이하 정도인 것이 바람직하다.
막 분리 장치(212)의 모듈 형식은 특별히 한정되지 않지만, 리액터(210)로부터 송액되는 오니가 막 분리 장치(212)의 내부에서 폐색 또는 체류하기 어렵게 구성되어 있는 것이 바람직하고, 예를 들면 튜뷸러 형식이나 평막 형식을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 처리액 중의 액분과 고형분을 분리하는 분리막은, 본 실시 형태와 같이 리액터(210) 밖에 형성하는, 이른바 조외형으로 하면 막면 유속의 컨트롤이 용이하기 때문에, 막면의 오염 방지의 관점에서 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 막 분리 장치(212)에는 가스 배관(231)이 접속되어 있 고, 리액터(210)로부터는 처리액이 생성 가스와 함께 막 분리 장치(212)로 보내진다. 가스는, 막 분리 장치(212) 내의 피처리수 유로를 따라서 이동하면서 분리막을 폭기 세정한다. 막 분리 장치(212)에 공급된 처리액은 장치 내를 통과하는 동안에 고액 분리되어, 투과측으로부터 고형분이 제거된 분리수가 장치 밖으로 취출된다. 한편, 고형분이 농축된 농축 오니액은 가스와 함께 막 분리 장치(212)의 피처리액 유로 내를 이동하고, 반송관(233)로부터 리액터(210)에 반송된다.
메탄 생성균군은 호기성 미생물에 비해 증식 속도가 느리지만, 이러한 오니 반송을 행하여 리액터(210) 내의 오니 농도를 4,000~10,000mg/L정도로 유지하면, 호기성의 활성 오니에 의한 호기성 생물 처리를 행하는 경우와 동일한 정도의 분해 속도를 얻을 수 있다. 따라서, 오니 농도를 상기 범위로 하면, 리액터(210)의 수리학적 체류 시간을 0.5~2일 정도로 할 수 있다. 리액터(210)로부터는 배니관(235)을 통하여 적절히 잉여 오니를 뽑아내고, 리액터(210) 내의 오니 농도를 조정한다.
막 분리 장치(212)에서 고형분이 분리된 분리수는, 막 분리 장치(212)의 후단에 형성된 역침투막 장치(214)에서 탈염하여 순수 제조의 원수로서 이용한다. 본 실시 형태에서는 리액터(210)는 30~40℃에서 운전되고, 처리액의 온도도 30~40℃이다. 본 발명에서는 리액터(210)로부터 배출된 처리액을 호기성 처리하지 않고, 인위적으로 온도 강하도 시키지 않고, 막 분리 장치(212) 및 역침투막 장치(214)로 보낸다. 30℃ 전후의 액은 역침투막 분리가 용이하므로, 리액터(210)로부터의 처리액을 따뜻한 상태로 역침투막 장치(214)로 보냄으로써, 역침투막 장치(214)의 플럭스를 높게 할 수 있다.
역침투막 장치(214)로부터 취출된 액은, 여전히 따뜻하다. 본 실시 형태에서는 투과수를 취출하는 투과수관(236)의 도중에 형성한 제 2 열 교환기(222)로 투과수를 열교환하여 열회수를 실시한다. 제 2 열 교환기(222)에서의 열교환에 의해 따뜻해진 열교환 매체는 유체관(239)을 통하여 제 1 열 교환기(221)로 보낸다. 제 1 열 교환기(221)에서는, 따뜻해진 열교환 매체에서 원수관(230)으로부터 보내지는 원수를 가온하여 리액터(210)에 보낸다.
역침투막 장치(214)에서 처리되어 염류가 제거된 투과수는, 순수 제조용의 원수로서 이용할 수 있다. 구체적으로는, 역침투막 장치(214)의 후단에 탈탄산 장치나 이온 교환 장치, 자외선 살균 장치 등의 순수 제조 장치를 구성하는 기기류를 배치하고, 이들 기기류를 이용하여 역침투막 장치(214)로부터 취출한 투과수를 처리함으로써 순수를 제조할 수 있다. 역침투막 장치(214)로부터 배출되는, 염류가 농축된 농축수는 브라인관(237)로부터 배출한다.
제 2 실시 형태의 처리 장치(200)는, 농축수 처리 장치로서 독립 영양성 탈질 미생물(Anammox 미생물)을 보관 유지하는 생물 처리조를 갖는다. Anammox조(241)에서는, 브라인관(237)으로부터 공급된 농축수 중의 암모니아의 일부가 미호기 조건에서 아질산으로 산화되고, 무산소 조건에서 Anammox 미생물의 생물 반응에 의해 암모니아와 아질산으로 이루어지는 질소 가스가 생성되어, 질소가 제거된다.
Anammox조(241)로부터의 유출액은 배관(242)으로부터 취출하고, 필요에 따라서 다시 처리하여, 순수 제조의 원수로서 재이용할 수 있다. 혹은, 필요에 따라서 유출액을 고액 분리 장치(도시하지 않음)에서 고액 분리하여, 고형분은 반송 오니로서 반송하고, 액분을 방류 또는 회수해도 좋다.
(실시 형태 3)
역침투막 장치(214)로부터 배출되는 농축수는, 생물 처리 이외 방법으로 처리해도 좋다. 도 3은, 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 처리 장치(300)의 모식도이다. 처리 장치(300)는, 농축수 처리 장치로서 Anammox조(241)를 대신하여 반응 컬럼(343)을 갖는 점에서, 처리 장치(200)와 다르다. 반응 컬럼(343)에 농축수를 공급하는 브라인관(237)의 도중에는 도시하지 않은 약주(藥注) 장치가 접속되고, 농축수 중의 암모니아와 반응하여 고형물을 생기게 하는 약품이 첨가된다. 농축수에는 예를 들면, 약품으로서 인산 및 마그네슘염이 첨가되고, 반응 컬럼(343) 중에서 인산 암모늄 마그네슘이 생성되어 스트루바이트 결정이 생긴다. 스트루바이트 결정은 반응 컬럼(343)으로부터 취출되어 비료 등으로서 이용할 수 있고 결정과 분리되어 암모니아가 제거된 탈암모니아수는 순수 제조의 원수로서 회수 이용할 수 있다.
(실시 형태 4)
도 4는, 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 처리 장치(400)의 모식도이다. 처리 장치(400)는, 농축수 처리 장치로서 에버퍼레이터(445)를 구비한다. 처리 장치(400)에서는, 농축수를 에버퍼레이터(445)에 도입하여 감압 증류하고, 증류수를 증류수관(446)으로부터 취출하여 순수 제조용의 원수로서 이용한다. 도면에는 나타내지 않았으나, 증류 처리에 앞서서, 농축수에 황산을 첨가하도록 구성하고, 농축수의 pH를 4~6정도로 하여 암모니아를 황산암모늄으로하여 암모니아를 회수해도 된다.
도 5는, 생물 처리, 화학 처리, 및 물리 처리를 2이상, 조합한 방법으로 농축수를 처리하는 다른 방법을 나타낸다. 도 5의 처리 장치(500)에서는, 농축수 처리 장치를 생물 처리조(Anammox조(241))와 에버퍼레이터(445)를 조합하여 구성하고 있다. 이 처리 장치(500)에서는, 농축수를 우선 생물 처리함으로써 에버퍼레이터(445)에 공급하는 피처리수의 pH 조정에 필요한 산의 첨가량을 적게 할 수 있다.
［실시예 4］
실시예 4로서, 도 2에 나타낸 처리 장치(200)를 모방한 실험 장치에 의한 실험을 실시하였다. 실험 장치의 리액터(210)는 유효 용적 1m3, 수리학적 체류 시간은 0.5일로 운전하였다. 리액터(210) 내에는, 메탄올을 처리하는 혐기성 리액터로부터 취출한 그래뉼 오니를 후술하는 피처리액으로 순양하여 부유성 오니를 보관 유지시켰다. 리액터(210) 내의 부유성 오니의 농도는 4,000mg/L이고, 현존량(습중량 비교)의 40%가 메탄 생성균군, 60%가 메탄 생성 세균군의 자기 소화 잔사였다.
피처리수로서는 전 유기태 탄소(TOC) 농도 500mg/L, 질소 농도 152mg/L, 무기염 농도 1,180mg/L의 유기물 함유수를 이용하였다. 탄소 및 질소의 대부분은 테트라메틸암모늄히드록실 원래이고, 그 농도는 TOC로서 480mg/L, Ｎ으로서 140mg/L 이었다.
피처리수는 가온하여, 리액터(210) 내의 조내액의 온도가 35℃가 되도록 하였다. 막 분리 장치(212) 내에는, 직경 0.52cm인 튜브형상 UF막(구멍 지름 30nm)을 104개 배치하고, 튜브 내에 리액터(210)로부터 배출된 생물 처리액을 가스와 함께 유입시켜서, 농축액과 가스는 리액터(210)로 되돌렸다. 막 분리 장치(212)의 투과 수량(플럭스)은 1.0m/day로 하였다. 막 분리 장치(212)로부터 얻어진 분리수는 0.75MPa이고 역침투막 장치(214)(역침투막으로서 전 방향족 폴리아미드계의 초저압막을 구비한 스파이럴식의 것)에 의해 10배 농축하였다.
상기 조건에서 실험을 개시하여 30일 후에는, 테트라메틸암모늄수산화물이 분해되고, 막 분리 장치(212)로부터의 분리수의 TOC 농도는 5mg/L이 되어, 트리메틸아민과 암모니아가 생성되었다. 분리수의 TOC의 대부분은, 트리메틸아민으로 그 농도는 4mg/L, 나머지 1mg/L은 미생물에 의해 생성된 고분자 유기물이었다. 또한, 분리수의 암모니아 농도는 135~140mg-N/L의 범위였다. 이 암모니아는, 리액터(210) 내에서의 메탄 발효에 의해 발생한 이산화탄소(농도는 120mg-C/L정도)와 반응하여, 중탄산암모늄이 생성되었다. 이 때문에, 리액터(210)의 조내액의 pH는 중화용 약제를 첨가하지 않고 pH7.0~7.5로 유지할 수 있었다.
분리수를 탈염 처리한 역침투막 장치(214)는 실험 개시로부터 60일간, 0.75MPa로 0.95m/day의 플럭스로 운전할 수 있었다. 역침투막 장치(214)로부터 얻어진 농축수는, pH가 대체로 8.5, 트리메틸아민 농도 40mg-C/L, 중탄산암모늄 농도 1,400mg-N/L, 고분자 유기물 농도 10mg-C/L이고, 염류(암모늄염) 및 유기물에 대해 거의 100%의 회수율이었다.
농축수는, Anammox조(241)에서 미호기/무산소 조건에서 생물 처리하였다. Anammox조(241)에 대한 부하는, 3kg-N/m3/day로 하였다. Anammox조(241)에서의 처리에 의해, 농축수 중의 트리메틸아민 및 암모니아의 99%가 생물 분해되고, Anammox조(241)로부터 유출한 처리액의 BOD농도는 10mg/L 이하, SS농도도 10mg/L 이하, 질소 농도는 10mg-N/L이었다.
［실시예 5］
실시예 5에서는, 도 3의 처리 장치(300)를 모방한 실험 장치를 이용한 이외에는 실시예 4와 동일한 조건의 실험을 실시하였다. 실시예 5에서는, 브라인관(237)의 도중에 마그네슘염으로서 2%의 염화 마그네슘 수용액을 800mg/L의 첨가량으로 첨가하고, 인산 칼륨 용액을 첨가하였다. 또한, 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 11로하여 중탄산암모늄을 해리시켜서 암모늄 이온을 유리시켰다. 반응 컬럼(343)은, 용량 20L로, 상기 약품을 첨가한 농축수를 200L/day의 조건에서 통수하였는데, 암모늄 이온이 인 및 마그네슘과 반응하여, 직경 2~3mm 정도의 스트루바이트 결정이 생성되었다. 배관(344)을 통하여 반응 컬럼(343)으로부터 취출한 처리수는, TOC 농도 50mg/L, 질소 농도 140mg/L이며, 농축수에 포함되어 있던 암모니아의 90%를 제거할 수 있었다. 또한, 반응 컬럼(343)으로부터 스트루바이트 결정을 취출하여 분석한 결과, 그 주성분은, 암모니아, 인, 마그네슘이며 중금속은 거의 포함하지 않고, 비료로서 이용 가능하였다.
［실시예 6］
실시예 6에서는, 도 4의 처리 장치(400)를 모방한 실험장치를 이용한 이외에는 실시예 4와 동일한 조건의 실험을 실시하였다. 실시예 6에서는, 도시하지 않은 약주 장치로부터 브라인관(337)의 도중에 황산을 첨가하여, 에버퍼레이터(445)에 공급하는 농축수의 알칼리도를 0(pH4.8)으로 하였다. 에버퍼레이터(445)는 감압하여 농축수를 40℃로 가온함으로써 증류하고, 증류수관(446)으로부터 증류수를 취출하였다. 증류수의 TOC 농도는 0.01mg-C/L, 질소 농도는 0.2mg-N/L이었다. 또한, 에버퍼레이터(445) 내에 잔류한 황산암모늄의 슬러리를 회수한 결과, 농축수 중의 암모늄의 98%를 황산암모늄 슬러리로서 회수할 수 있었다.
［실시예 7］
실시예 7에서는, 도 5의 처리 장치(500)를 모방한 실험장치를 이용하여 실시예 4의 Anammox조(241)에서의 생물 처리에 의해 얻어진 처리액을 다시 에버퍼레이터(445)로 증류하였다. 실시예 7에서는, 에버퍼레이터(445)에 공급되는 액의 암모니아 농도가 70mg-N/L로, 실시예 6에 비해 낮았기 때문에, pH를 저하시키기 위하여 필요한 산의 첨가량은, 실시예 6의 1/20 이었다. 또한, 에버퍼레이터(445)로부터 취출한 증류수의 수질은 TOC 농도 0mg-C/L, 질소 농도 0mg-N/L이었다.
［비교예 3］
비교예 3으로서, 리액터 내부에 공기를 불어넣는 산기 장치를 형성함으로써, 리액터를 호기성 생물 처리조로 하였다. 리액터를 호기성으로 대신한 이외에는 실시예 4와 동일한 조건에서 실험을 실시한 결과, 호기성 생물 처리조의 pH 조정을 행하지 않았기 때문에, 실험 개시로부터 1주일 후에는 질화 반응이 인정되어, 조내액의 pH가 5.0~5.5정도로 저하되었다. 이 결과, 호기성 생물 처리조로부터 유출하는 처리액의 TOC 농도는 100~120mg/L정도가 되고, 막 분리 장치로부터 얻어진 분리수를 탈염처리하는 역침투막 장치의 플럭스는 실시예 4의 반이 되었다.
［비교예 4］
비교예 3에 있어서, 호기성 생물 처리조에 수산화나트륨을 첨가하여 조내액의 pH를 6.5~7.5의 범위로 하였다. 이 결과, 호기성 생물 처리조로부터 유출하는 처리액의 TOC 농도는 10mg/L까지 저하시킬 수 있었다. 그러나, 처리액에는 질산이 130~140mg/L정도의 농도로 포함되고, 또한, pH 조정용으로 첨가한 수산화 나트륨에 의해 염의 농도가 높아졌다. 이 때문에, 막 분리 장치로부터 얻어진 분리수를 탈염 처리하는 역침투막 장치의 플럭스는 실시예 4의 60%에 머물었다.
［비교예 5］
비교예 4에 있어서, 호기성 생물 처리조의 후단에 탈질조를 형성하여, 도 6에 나타낸 구성의 처리 장치(600)로 하였다. 처리 장치(600)는, 실시예에서 이용한 혐기성의 생물 처리 장치(리액터(210))를 대신하여 호기성 생물 처리조(호기성 리액터(610))를 갖고, 호기성 리액터(610)의 후단에 탈질균을 보관 유지하는 탈질조(613) 및 재 폭기조(611)을 구비한다. 호기성 리액터(610)로부터 유출되는 처리액에는, 메탄올을 첨가하고, 탈질조(613)에 황산을 첨가하여 pH를 6.5~7.5로 유지하여 탈질 처리를 하였다. 탈질조(613)로부터의 유출액은, 배관(632B)을 통하여 재 폭기조(611)에 보내고, 재 폭기조(611)에서 재 폭기한 후, 배관(632C)을 통하여 막 분리 장치(612)에 보냈다. 이 결과, 실험 개시로부터 2주간은, 막 분리 장치(612)로부터 얻어진 분리수를 탈염 처리하는 역침투막 장치(614)의 플럭스는 실시예 4의 80%가 되었다. 그러나, 실험 개시로부터 1개월 후에는 역침투막 장치(614)의 플럭스는 실시예 4의 50%로 저하되었다.
역침투막을 떼어내어 현미경 관찰한 결과, 다량의 바이오 필름이 표면에 부착되어 있었다. 실시예 4에서 이용한 역침투막 장치의 역침투막에는, 바이오 필름은 거의 부착되어 있지 않았던 점으로부터, 비교예 5에서는 바이오 필름의 부착에 의해 플럭스가 저하된 것이라 추측되었다. 실시예에서는 역침투막에 바이오 필름이 부착되지 않았던 이유로서는, 다음의 두가지를 생각할 수 있다. 역침투막 장치에서는 염류가 농축되어 브라인의 pH가 8.5까지 상승하였기 때문에, 중탄산 암모늄으로부터 암모니아가 해리하고, 암모니아의 독성에 의해 미생물의 증식이 억제되었다. 또 다른 이유로서는, 메탄 생성균군은 호기성 미생물에 비해 증식 속도가 느리고, 바이오 필름을 형성하기 어렵다는 점을 들 수 있다.
이상으로부터, 유기물 함유수를 메탄 생성균군에 의해 혐기성 처리함으로써 pH 조정제를 첨가하지 않고 유기물을 생물 분해하여, 분리막을 오염하는 고분자 유기물의 생성량을 억제할 수 있는 것이 나타났다.
또한, 메탄 생성균군에 의한 혐기성 처리 공정으로 암모니아와 이산화탄소로부터 중탄산 암모늄을 생성시키고, 이것을 호기성 처리하지 않고 역침투막 장치에서 농축함으로써 역침투막 장치에서의 바이오 필름의 형성을 억제할 수 있는 것이 나타났다. 즉, 혐기성 처리 공정에서 제거할 수 없었던 물질을 역침투막 장치에서 농축하는 경우의 역침투막의 오염을 방지할 수 있는 것이 나타났다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은, 유기물 함유수를 생물 처리하여 순수 제조에 재이용하기 위해서 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 생물 처리 장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 생물 처리 장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 생물 처리 장치의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 생물 처리 장치의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 생물 처리 장치의 모식도이다.
도 6은 비교예 5에서 이용한 실험 장치의 모식도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 생물 처리 장치 110: 혐기성 생물 처리조
112: 막 분리 장치 114: 역침투막 장치
121: 제 1 열 교환기(열회수 가열 장치)
122: 제 2 열 교환기(열회수 가열 장치)
130: 원수관 131: 가스 배관
132: 처리액관 133: 반송관
134: 분리수관 135: 배니관
136: 투과수관 137: 브라인관
138: 배관 139: 유체관
200: 생물 처리 장치 210: 혐기성 생물 처리조(리액터)
212: 막 분리 장치 214: 역침투막 장치
221: 제 1 열 교환기 222: 제 2 열 교환기
230: 원수관 231: 가스 배관
232: 처리액관 233: 반송관
234: 분리수관 235: 배니관
236: 투과수관 237: 브라인관
238: 배관 239: 유체관
241: Anammox조(농축수 처리 장치)
242: 배관 300: 생물 처리 장치
343: 반응 컬럼 344: 배관
400: 생물 처리 장치 445: 에버퍼레이터
446: 배관 500: 생물 처리 장치
600: 비교예의 생물 처리 장치
610: 호기성 생물 처리조(호기성 리액터)
611: 재 포기층 612: 막 분리 장치
613: 탈질조 614: 역침투막 장치
612: 제 1 열 교환기 622: 제 2 열 교환기
630, 631,632, 632B, 632C, 633, 634, 635, 636, 637, 638, 639, 642: 배관
641: Anammox조(농축수 처리 장치)

Claims (18)

  1. 유기물 함유수를 혐기성 생물 처리조에 도입하고,
    상기 혐기성 생물 처리조 내의 메탄 생성균군에 의해 혐기성 생물 처리하고,
    상기 혐기성 생물 처리에 의해 얻어진 처리액을 호기성 생물 처리를 하지 않고 막 분리하고,
    상기 막 분리에 의해 얻어진 분리수를 역침투막으로 처리하는 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기물 함유수는, 전 유기물 탄소에 대한 모노머 유기물의 비율이 70%이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    조내액의 온도를 15℃ 이상 40℃ 이하로 하여 상기 혐기성 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 처리액을, 상기 혐기성 처리 과정에서 가온된 상태인 채로 상기 막 분리 및 상기 역침투막 처리에 제공하는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모노머 유기물은, 테트라메틸암모늄수산화물, 모노에탄올아민, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 이소프로필알코올, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드 및 아세트산으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
  6. 유기물 함유수가 도입되어 메탄 생성균군에 의해 메탄 생성을 행하는 혐기성 생물 처리조와,
    상기 혐기성 생물 처리조와 접속되고 상기 혐기성 생물 처리조로부터 배출된 처리액을 막 분리하는 막 분리 장치와,
    상기 막 분리 장치의 분리수를 처리하는 역침투막 장치를 구비하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유기물 함유수는, 전 유기물 탄소에 대한 모노머 유기물의 비율이 70% 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 혐기성 생물 처리조는, 조내액의 온도를 15℃ 이상 40℃ 이하로 하여 운전되고,
    상기 처리액은, 상기 혐기성 생물 처리조에서 가온된 상태로 상기 막 분리 장치 및 상기 역침투막 장치에 공급되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 역침투막 장치의 투과수로부터 열 회수를 행하고, 회수된 열로 상기 혐기성 생물 처리조를 가온하는 열 회수 가열 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 막 분리 장치는, 정밀 여과막 또는 한외 여과막을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 혐기성 생물 처리조에서 발생한 바이오 가스를 상기 막 분리 장치에 공급하여 상기 막 분리 장치를 폭기 세정하는 세정 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
  12. 유기물 함유수가 도입되어 메탄 생성균군에 의해 메탄 생성을 행하는 혐기성 생물 처리조와,
    상기 혐기성 생물 처리조와 접속되고 상기 혐기성 생물 처리조로부터 배출된 처리액을 막 분리하는 막 분리 장치와,
    상기 막 분리 장치의 분리수를 처리하는 역침투막 장치와,
    상기 역침투막 장치의 농축수를 처리하는 농축수 처리 장치를 구비하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 농축수 처리 장치는, 상기 혐기 생물 처리조와는 다른 생물 처리조를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 농축수 처리 장치는, 상기 농축수를 도입해 증발시켜 증류수를 취출하는 에버퍼레이터(Evaporator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 농축수 처리 장치는, 상기 농축수 중의 불순물을 불용화시키는 약품을 상기 농축수에 첨가하여 고형물을 분리하는 반응 컬럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 장치.
  16. 메탄 생성균군을 포함하는 혐기성 생물 처리조에 유기물 함유수를 도입하여 혐기성 생물 처리하고,
    상기 혐기성 생물 처리에 의해 얻어진 처리액을 호기성 생물 처리를 하지 않고 막 분리하고,
    상기 막 분리에 의해 얻어진 분리수를 역침투막으로 처리하고,
    상기 역침투막 처리에 의해 얻어진 농축수를 처리하는 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 유기물 함유수는 질소 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 농축수를, 상기 혐기성 생물 처리와는 별도로 생물 처리하는, 에버퍼레이터를 이용하여 증류 처리하는, 및/또는 약품에 의해 불순물을 불용화시켜 처리하는 것을 특징으로 하는 유기물 함유수의 생물 처리 방법.
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