KR20140067941A - Water treatment apparatus and water treatment method - Google Patents

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KR20140067941A
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KR1020130145170A
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유야 기무라
가즈이치 이사카
마사히로 고토
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

The present invention provides a water treatment apparatus and a water treatment method for stably removing a nitrogen component. The water treatment apparatus comprises a subordinate denitration tank (10) having subordinate trophic denitration bacteria (11) for denitrating nitrous acid using organic matters; a nitration tank (20) arranged at the rear end of the subordinate denitration tank (10) and having nitration bacteria (21) for generating nitrous acid from ammonia; a denitration tank (30) arranged at the rear end of the nitration tank (20) and having autotrophic denitration bacteria (31) for denitrating ammonia and nitrous acid; and circulation devices (40, 45) for circulating water to be treated in the nitration tank (20) to the subordinate denitration tank (10).

Description

수처리 장치 및 수처리 방법{WATER TREATMENT APPARATUS AND WATER TREATMENT METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water treatment apparatus and a water treatment method,

본 발명은, 수처리 장치 및 수처리 방법에 관련된 것이며, 특히, 적어도 암모니아태 질소를 함유하는 함질소 원수를 질화 세균과 독립 영양성 탈질(脫窒) 세균으로 탈질하여 수질을 개선하는 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment apparatus and a water treatment method, and more particularly, to a water treatment apparatus and a water treatment method for improving the water quality by denitrifying raw nitrogen containing at least ammonia nitrogen with nitrifying bacteria and autotrophic denitrifying bacteria .

일반 가정이나 사업장으로부터 나오는 폐수(원수)에는, 암모니아, 암모늄 화합물, 아질산 화합물, 질산 화합물 등의 무기태 질소나, 아미노산, 단백질 등의 유기태 질소가 포함되어 있는 것이 있다. 이와 같은 질소 성분을 함유하는 함질소 원수는, 물 환경의 부(富)영양화나 용존 산소의 저하를 일으켜 수질 오염의 악화를 초래하기 때문에, 공공용수역으로의 배출량이 배수 기준에 의거하여 규제되어 있다. 그래서, 함질소 원수를 대상으로 한 탈질 처리가, 대규모 사업장이나 수처리 시설을 중심으로 실시되어 있다.The wastewater (raw water) coming from a household or a business place contains inorganic nitrogen such as ammonia, ammonium compound, nitrite compound, nitric acid compound, and organic nitrogen such as amino acid and protein. Such a nitrogen-containing raw nitrogen containing nitrogen component causes nutrient enrichment of the water environment and deterioration of dissolved oxygen to cause deterioration of water quality pollution, so that the discharge amount to public water bodies is regulated on the basis of a drainage standard . Therefore, the denitrification treatment for the nitrogenous nitrogen source is carried out at a large-scale business site or a water treatment facility.

일반적으로, 저농도의 함질소 원수의 탈질 처리로서는, 이온 교환을 이용하여 질산태 질소를 제거하는 방법이나, 오존 등의 산화제를 이용하여 산화 분해하는 방법과 같은 화학적 처리가 이용되는 것이 많다. 한편, 고농도의 함질소 원수의 탈질 처리에는, 미생물을 이용한 생물학적 처리가 행해진다.In general, chemical treatment such as nitrifying nitrogen removal using ion exchange or oxidative decomposition using an oxidizing agent such as ozone is often used for the denitrification treatment of low concentration nitrogenous nitrogen source water. On the other hand, biological treatment using microorganisms is carried out for denitrification treatment of nitrogenous nitrogen source water at a high concentration.

종래 행해지고 있는 함질소 원수의 생물학적 처리는, 원수 중의 질소 성분의 대부분이 암모니아태 질소로서 존재하고 있기 때문에, 질화 공정과 탈질 공정을 조합한 처리가 주류로 되어 있다. 질화 공정으로서는, 니트로소모나스(Nitrosomonas) 속 세균, 니트로박터(Nitrobacter) 속 세균 등의 질화 세균의 산화 작용을 이용하여, 호기(好氣)적 조건하에서, 암모니아태 질소를, 아질산태 질소를 통해 질산태 질소로 변환하는 처리가 행해지며, 그 후 행해지는 탈질 공정으로서는, 슈도모나스(Pseudomonas) 속 세균 등의 탈질 세균의 환원 작용을 이용하고, 혐기(嫌氣)적 조건하에서, 질산태 질소를 무해한 질소 가스로 변환하는 처리가 행해지고 있다.In the biological treatment of the nitrogen-containing raw water which has been conventionally carried out, the treatment of the combination of the nitrification process and the denitrification process is the mainstream since most of the nitrogen component in the raw water exists as ammonia nitrogen. As the nitrification process, it is possible to use an oxidation action of a nitrifying bacteria such as bacteria of the genus Nitrosomonas and bacteria of the genus Nitrobacter to remove the ammonia nitrogen from the nitrite nitrogen through the nitrite nitrogen, The denitrification process performed after that is to utilize the reducing action of denitrifying bacteria such as bacteria of the genus Pseudomonas and to treat nitrate nitrogen as harmless nitrogen A process of converting into gas is carried out.

그러나, 질화 공정과 탈질 공정을 조합한 수처리는, 질소 처리 속도를 향상하는 것이 어려워, 고농도의 함질소 원수의 처리에는 대용량의 처리조(槽)를 필요로 하고 있다. 또한, 탈질 공정에 있어서 이용되는 탈질 세균이 일반적으로 종속 영양성이기 때문에, 탄소원(예를 들면, 메탄올)의 공급을 필요로 하는 등, 운전 비용이 비교적 높은 처리 방법이다.However, it is difficult to improve the nitrogen treatment rate in the water treatment combining the nitrification process and the denitrification process, and a large-capacity treatment tank is required for treatment of the nitrogen source water at a high concentration. In addition, since the denitrifying bacteria used in the denitrification process are generally dependent on nutrition, it is a treatment method in which the operation cost is relatively high, for example, the supply of a carbon source (for example, methanol) is required.

최근, 이와 같은 질화 공정과 탈질 공정을 조합한 수처리를 대신하는 처리 방법으로서, 혐기성 암모니아 산화(Anaerobic A㎜onium Oxidation)를 이용한 수처리가 진행되고 있다. 혐기성 암모니아 산화는, 특정한 미생물(후술하는 독립 영양성 탈질 세균)의 작용이며, 혐기적 조건하에서, 암모니아태 질소로 아질산태 질소를 환원하여 질소 가스로 변환하는 방법이다. 이 변환의 반응식은, 다음의 반응식 (1)과 같이 나타내어진다.In recent years, water treatment using anaerobic ammonia oxidation (oxidation) has been proceeding as a treatment method instead of water treatment combining such nitrification process and denitrification process. Anaerobic ammonia oxidation is a function of a specific microorganism (an autotrophic denitrifying bacteria described later) and is a method of converting nitrite nitrogen into ammonia gas by reducing ammonia nitrogen with anaerobic conditions. The reaction formula of this conversion is shown in the following reaction formula (1).

1.00NH4 +＋1.32NO2 -＋0.066HCO3 -＋0.13H+ 1.00NH 4 + + 1.32NO 2 - + 0.066HCO 3 - + 0.13H +

→1.02N2＋0.26NO3 -＋0.066CH2 00.5 N0 .15＋2.03H2 0 …(1)→ 1.02N 2 + 0.26NO 3 - + 0.066CH 2 0 0.5 N 0 .15 + 2.03H 2 0 ... (One)

혐기성 암모니아 산화에 의한 처리에 있어서는, 반응식 (1)에 나타내어진 바와 같이, 암모니아를 전자공여체로 하고, 아질산을 전자수용체로 하여, 암모니아태 질소와 아질산태 질소를 동시에 탈질한다. 이 때문에, 기질로서 아질산태 질소가 필요하며, 또한, 바람직하게 탈질하기 위해서는 암모니아태 질소와 아질산태 질소가 1.00:1.32의 비율로 포함되어 있는 것이 바람직하다. 그래서, 혐기성 암모니아 산화를 이용하는 독립 영양성 탈질 공정의 전단(前段)에, 원수(原水) 중의 암모니아태 질소의 일부를 아질산태 질소로 산화하는 아질산형 질화 공정이 조합되어지고 있다.In the treatment by anaerobic ammonia oxidation, as shown in the reaction formula (1), ammonia is used as an electron donor, and nitrite is used as an electron acceptor to simultaneously denit ammonia nitrogen and nitrite nitrogen. For this reason, nitrite nitrogen is required as a substrate, and preferably ammonia nitrogen and nitrite nitrogen are contained in a ratio of 1.00: 1.32 in order to desalt the nitrate. Therefore, a nitrite type nitrification process for oxidizing a part of ammonia nitrogen in raw water to nitrite nitrogen has been combined at the front stage of the autotrophic denitrification process using anaerobic ammonia oxidation.

이와 같은 아질산형 질화 공정과 독립 영양성 탈질 공정을 조합한 수처리는, 종래의 질화 공정과 탈질 공정을 조합한 수처리와 비교하여, 공간 절약에 구성할 수 있어, 운전 비용의 저감이 가능한 처리 방법이라고 여겨지고 있다.The water treatment in which the nitrite type nitrification process and the independent nitrification denitrification process are combined is considered to be a treatment method capable of reducing the operation cost as compared with the water treatment combining the conventional nitrification process and denitrification process have.

아질산형 질화 공정과 독립 영양성 탈질 공정을 조합한 수처리 방법(탈질 방법)으로서, 특허문헌 1(특허 제3899848호 공보)에는, 암모니아원 및 유기물을 포함하는 원수를, 유기물을 전자공여체, 아질산 이온 및/또는 질산 이온을 전자수용체라고 하는 종속 영양성 탈질 미생물과 접촉시켜 탈질하는 종속 영양형 탈질 공정과, 종속 영양형 탈질 공정의 유출액을 암모니아 산화 미생물과 접촉시켜, 암모니아 이온을 주로 아질산 이온으로 산화하는 아질산화 공정과, 아질산화 공정의 유출액을, 암모니아 이온을 전자공여체, 아질산 이온을 전자수용체라고 하는 독립 영양성 탈질 미생물과 접촉시켜 탈질하고, 아질산 이온을 제거하는 독립 영양형 탈질 공정과, 독립 영양형 탈질 공정의 유출액의 일부를 상기 종속 영양형 탈질 공정으로 반송하는 반송 공정과, 독립 영양형 탈질 공정의 유출액의 다른 일부를 처리수로서 배출하는 처리수 배출 공정을 가지는 탈질 방법이 개시되어 있다(청구항 1 참조). 이와 같은 구성을 가짐으로써, 독립 영양형 탈질 공정의 처리수를 종속 영양형 탈질 공정으로 순환시켜, 독립 영양형 탈질 공정의 혐기성 암모니아 산화에 의해 생성된 질산 이온(질산태 질소)을 종속 영양형 탈질 공정에서 처리(탈질)하도록 되어있다.Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3899848) discloses a water treatment method (denitrification method) in which a nitrite type nitrification process and an independent nutritious denitrification process are combined. The raw water containing an ammonia source and an organic substance is treated with an electron donor, A nitrification denitrification process in which nitrate ions are contacted with a heterotrophic denitrifying microorganism called an electron acceptor to denitrify ammonia ions into a nitrite ion by contacting the effluent of a heterotrophic denitrification process with an ammonia oxidizing microorganism, An effluent of the nitrification process is treated with an autotrophic denitrification process in which ammonia ion is contacted with an electron donor and a nitrite ion is contacted with an autotrophic denitrifying microorganism called an electron acceptor to remove nitrite ions, A denitrification process, a denitrification process, There is disclosed a denitrification method having a treated water discharging step of discharging another part of the effluent of the independent nutrient denitrification process as treated water (see claim 1). With this configuration, the treated water in the autotrophic denitrification process is circulated to the heterotrophic denitrification process, and nitrate ions (nitrate nitrogen) produced by the anaerobic ammonia oxidation of the autotrophic denitrification process are treated in a heterotrophic denitrification process Denitrification).

일본국 특허 제3899848호 공보Japanese Patent No. 3899848

아질산형 질화 공정에서는, 암모니아태 질소를 아질산태 질소로 산화하나, 통상의 질화 반응에서는, 아질산태 질소로부터 질산태 질소까지 산화되어 버린다. 독립 영양성 탈질 공정의 혐기성 암모니아 산화에서는, 반응식 (1)에 나타낸 바와 같이, 기질로서 아질산태 질소를 사용하여 질산태 질소는 사용할 수 없기 때문에, 아질산태 질소라는 불안정한 상태에서 반응을 멈추는 기술이 필요하게 된다.In the nitrite type nitrification process, ammonia nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen, but in normal nitrification reaction, it is oxidized from nitrite nitrogen to nitrate nitrogen. In the anaerobic ammonia oxidation of the autotrophic denitrification process, as shown in the reaction formula (1), since nitrite nitrogen can not be used by using nitrite nitrogen as a substrate, it is necessary to stop the reaction in the unstable state of nitrite nitrogen do.

여기서, 특허문헌 1의 수처리 방법(탈질 방법)에 있어서, 질산 이온(질산태 질소)을 처리하는 종속 영양형 탈질 공정의 종속 영양성 탈질 미생물은, 질산 이온(질산태 질소)을 아질산 이온(아질산태 질소)으로 환원하는 효소를 가지고 있는 것으로 생각된다.Here, in the water treatment method (denitrification method) of Patent Document 1, the heterotrophic denitrifying microorganism of the heterotrophic denitrification process for treating nitrate ion (nitrate nitrogen) is a nitrite ion denitrifying microorganism in which nitrate ions (nitrate nitrogen) ). ≪ / RTI >

그러나, 질산 이온(질산태 질소)을 아질산 이온(아질산태 질소)으로 환원하는 효소와, 아질산 이온(아질산태 질소)을 질산 이온(질산태 질소)으로 산화하는 효소는 동일하다. 종속 영양형 탈질 공정의 종속 영양성 탈질 미생물이 후단의 아질산화 공정(아질산형 질화 공정)의 처리조로 유입되면, 아질산화 공정의 암모니아 산화 미생물이 생성된 아질산 이온(아질산태 질소)을 유입한 종속 영양성 탈질 미생물이 질산 이온(질산태 질소)으로 산화하는 반응이 조장(助長)된다. 이 때문에, 암모니아 이온(암모니아태 질소)이 질산 이온(질산태 질소)까지 산화되며, 아질산화 공정(아질산형 질화 공정)에 있어서의 아질산 이온(아질산태 질소)의 생성이 불안정해져, 질산형 질화 공정이 될 우려가 있다.However, the enzymes that reduce nitrate ions (nitrate nitrogen) to nitrite ions (nitrite nitrogen) and the enzymes that oxidize nitrite ions (nitrite nitrogen) to nitrate ions (nitrate nitrogen) are the same. When the heterotrophic denitrifying microorganisms of the heterotrophic denitrification process are introduced into the treatment tank of the downstream nitrification process (nitrite type nitrification process), ammonia oxidizing microorganisms in the nitrification process are subjected to the nitrite denitrification (nitrite nitrogen) The oxidation of microorganisms to nitrate ions (nitrate nitrogen) is facilitated. As a result, ammonia ions (ammonium nitrogen) are oxidized to nitrate ions (nitrate nitrogen), and generation of nitrite ions (nitrite nitrogen) in the nitrification process (nitrite type nitrification process) becomes unstable, There is a possibility that it will become a process.

이와 같이, 질산형 질화 공정이 되면, 혐기성 암모니아 산화에서는 기질로서 아질산태 질소를 사용하여 질산태 질소는 사용할 수 없기 때문에 독립 영양성 탈질 공정의 탈질 성능이 불안정해져, 수처리 장치 전체의 탈질 성능이 저하할 우려가 있다.As described above, in the nitrate type nitrification process, since nitrite nitrogen can not be used by using nitrite nitrogen as a substrate in the anaerobic ammonia oxidation, the denitrification performance of the autotrophic denitrification process becomes unstable and the denitrification performance of the entire water treatment apparatus is lowered There is a concern.

또한, 독립 영양성 탈질 공정의 독립 영양성 탈질 세균은, 기질로서 사용하는 아질산에 의해 저해를 받아, 실활(失活)하는 것이 보고되어 있다. 독립 영양성 탈질 세균이 실활함으로써, 독립 영양성 탈질 공정의 탈질 성능이 저하하여, 수처리 장치 전체의 탈질 성능이 저하할 우려가 있다.It has also been reported that the autotrophic denitrifying bacteria of the autotrophic denitrification process are inhibited by the nitrite used as a substrate and are inactivated. The denitrification performance of the autotrophic denitrification process is lowered and the denitrification performance of the entire water treatment apparatus is lowered due to the inactivation of the autotrophic denitrifying bacteria.

또한, 이들의 수처리의 대상으로 하는 원수에는, 암모니아뿐만 아니라, 유기물도 함유하고 있는 것이 많아, 암모니아태 질소나 유기물 성분을 안정적으로 제거하여 수질을 개선하는 것이 요구되고 있다.In addition, the raw water to be subjected to water treatment contains not only ammonia but also organic matter, and it is required to stably remove ammonia nitrogen and organic matter components to improve water quality.

그래서, 본 발명은, 질소 성분을 안정적으로 제거할 수 있는 수처리 장치 및 수처리 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.It is therefore an object of the present invention to provide a water treatment apparatus and a water treatment method capable of stably removing nitrogen components.

이와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 유기물을 이용하여 아질산을 탈질하는 종속 영양성 탈질 세균을 가지는 종속 탈질조와, 상기 종속 탈질조의 후단에 배치되어, 암모니아로부터 아질산을 생성하는 질화 세균을 가지는 질화조와, 상기 질화조의 후단에 배치되어, 암모니아와 아질산을 탈질하는 독립 영양성 탈질 세균을 가지는 탈질조와, 상기 질화조의 처리수를 상기 종속 탈질조에 순환시키는 순환 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치이다.In order to solve such a problem, the present invention provides a nitrification-denitrification tank having a denitrification tank having heterotrophic denitrifying bacteria for denitrifying nitrite using an organic material, a nitrification tank having a nitrifying bacteria disposed at a downstream end of the denitrification tank, And a circulation means for circulating the treated water of the nitrification tank to the dependent denitrification tank, wherein the denitrification tank has an autotrophic denitrifying bacteria disposed at a downstream end of the nitrification tank and denitrifying ammonia and nitrite.

또한, 본 발명은, 원수를 종속 영양성 탈질 세균에 의해 유기물을 이용하여 아질산을 탈질하는 종속 영양성 탈질 처리와, 상기 종속 영양성 탈질 처리로 처리된 처리수를 질화 세균에 의해 암모니아로부터 아질산을 생성하는 아질산형 질화 처리와, 상기 아질산형 질화 처리로 처리된 처리수의 일부를 상기 종속 영양성 탈질 처리로 순환시키는 순환 처리와, 상기 아질산형 질화 처리로 처리된 처리수의 잔부를 독립 영양성 탈질 세균에 의해 암모니아와 아질산을 탈질하는 독립 영양성 탈질 처리를 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법이다.In addition, the present invention relates to a method for treating nitrite by nitrite-denitrifying treatment in which raw water is denitrified by nitrifying denitrifying bacteria using an organic substance, nitrite denitrifying treatment for nitrite by nitrifying bacteria, nitrite producing nitrite from ammonia A nitrification denitrification treatment, a circulation treatment for circulating a part of the treated water treated by the nitrite type nitrification treatment to the heterotrophic denitrification treatment, and the rest of the treated water treated by the nitrite type nitrification treatment, And an autothermal denitrification treatment for denitrifying nitrite.

본 발명에 의하면, 질소 성분을 안정적으로 제거할 수 있는 수처리 장치 및 수처리 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a water treatment apparatus and a water treatment method capable of stably removing nitrogen components.

도 1은, 제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치의 구성 블록도이다.
도 2는, 제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치에 있어서의 원수, 질화조의 처리수 및 탈질조의 처리수의 질소 농도의 관계의 일례를 나타낸 그래프이다.
도 3은, 제 2 실시형태에 관련된 수처리 장치의 구성 블록도이다.
도 4는, 비교예에 관련된 수처리 장치의 구성 블록도이다.1 is a block diagram of the configuration of a water treatment apparatus according to the first embodiment.
2 is a graph showing an example of the relationship between the nitrogen concentration of the treated water of the raw water, the nitrification tank, and the denitrification tank in the water treatment apparatus according to the first embodiment.
3 is a block diagram of the configuration of a water treatment apparatus according to the second embodiment.
4 is a configuration block diagram of a water treatment apparatus according to a comparative example.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하 「실시형태」라고 한다)에 대하여, 적절히 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙여 중복된 설명을 생략한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as " embodiments ") will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the drawings, the same reference numerals are given to common parts, and redundant description is omitted.

《제 1 실시형태》&Quot; First embodiment "

제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치(100)에 대하여, 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은, 제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치(100)의 구성 블록도이다.The water treatment apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to Fig. Fig. 1 is a block diagram of the configuration of a water treatment apparatus 100 according to the first embodiment.

제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치(100)는, 원수를 송수(送水)하는 원수 펌프(5)와, 종속 영양성 탈질 세균(11)을 가지는 종속 탈질조(10)와, 질화 세균(21)을 가지는 질화조(20)와, 독립 영양성 탈질 세균(31)을 가지는 탈질조(30)와, 질화조(20)의 처리수를 종속 탈질조(10)로 되돌리는 순환 유로(40)와, 순환 유로(40)에 설치된 순환 펌프(45)와, 제어 수단(50)을 구비하고 있다. 또한, 종속 탈질조(10)에 있어서의 수처리를 종속 영양성 탈질 처리라고 칭하고, 질화조(20)에 있어서의 수처리를 아질산형 질화 처리라고 칭하고, 탈질조(30)에 있어서의 수처리를 독립 영양성 탈질 처리라고 칭한다.The water treatment apparatus 100 according to the first embodiment comprises a raw water pump 5 for sending and receiving raw water, a slave denitrifying tank 10 having heterotrophic denitrifying bacteria 11 and nitrifying bacteria 21 A denitrification tank 30 having an autotrophic denitrifying bacteria 31, a circulation channel 40 for returning treated water from the nitrification tank 20 to the denitrification tank 10, A circulation pump 45 provided in the flow path 40, and a control means 50. [ The water treatment in the denitrification tank 30 is referred to as dependent nitrification denitrification, the water treatment in the nitrification tank 20 is referred to as nitrite type nitrification treatment, and the water treatment in the denitrification tank 30 is referred to as independent nutritious denitrification Process.

원수 펌프(5)는, 수처리 장치(100)가 처리하는 원수를 종속 탈질조(10)로 송수할 수 있도록 되어 있다. 여기에서, 수처리 장치(100)가 처리하는 원수는, 적어도 암모니아태 질소를 함유하는 함질소 원수이다. 또한, 원수는, 일반적으로 유기물을 함유하고 있다. 또한, 원수의 암모니아태 질소 농도는 한정하지 않으나, 10∼2000mg-N/L이 바람직하며, 특히 40∼1000mg-N/L이 바람직하다. 또한, 원수 중의 유기물량도 한정하지 않아, 유기물이 포함되어 있지 않아도 된다. 덧붙여서 말하면, 원수에는, 암모니아태 질소 이외에, 질소, 인, 탄소, 중금속류 등의 영양염이 포함되어 있어도 된다.The raw water pump 5 is capable of sending and receiving the raw water treated by the water treatment apparatus 100 to the dependent denitrification tank 10. Here, the raw water treated by the water treatment apparatus 100 is a nitrogen-containing raw water containing at least ammonia nitrogen. In addition, the raw water generally contains an organic matter. The ammonia nitrogen concentration in the raw water is not limited, but is preferably 10 to 2000 mg-N / L, more preferably 40 to 1000 mg-N / L. In addition, the amount of organic matter in the raw water is not limited, and an organic matter may not be included. Incidentally, the raw water may contain nutrients such as nitrogen, phosphorus, carbon and heavy metals in addition to ammonia nitrogen.

종속 탈질조(10)에는, 원수 펌프(5)에 의해 송수된 암모니아태 질소와 유기물을 함유하는 원수와, 후술하는 순환 유로(40)를 통해 순환 펌프(45)에 의해 송수된 질화조(20)의 처리수가, 유입되도록 되어 있다. 또한, 도 1에 있어서, 원수와 질화조(20)의 처리수가 합류한 후에 종속 탈질조(10)로 유입되는 것으로 도시되어 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 함질소 원수와 질화조(20)의 처리수가 개별적으로 종속 탈질조(10)로 유입되는 구성이어도 된다.The denitrification tank 10 is supplied with raw water containing ammonia nitrogen and organic matter sent by the raw water pump 5 and raw water containing organic matter in the nitrification tank 20 ) Is introduced. 1, it is shown that the raw water and the treated water in the nitrification tank 20 flow into the dependent denitrification tank 10 after merging, but the present invention is not limited thereto, May be separately introduced into the slave denitrifying tank 10.

종속 탈질조(10)는, 종속 영양성 탈질 세균(11)과, 종속 탈질조(10) 내부의 물을 교반하는 교반 수단(12)을 가지고 있다.The dependent denitrification tank (10) has heterotrophic denitrifying bacteria (11) and agitating means (12) for agitating water in the dependent denitrification tank (10).

종속 영양성 탈질 세균(11)은, 혐기적 조건 하에서, 원수 중의 유기물을 전자공여체로 하고, 원수나 질화조(20)의 처리수에 포함되는 아질산을 전자수용체로 하여 반응시킴으로써, 아질산태 질소를 탈질하여, 종속 탈질조(10) 내부의 물의 질소 농도를 저감시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 종속 영양성 탈질 세균(11)은, 활성 오니(汚泥)에 존재해도 되고, 포괄 고정화 담체에 존재해도 되므로, 이들에 한정되는 것은 아니다.The heterotrophic denitrifying bacteria (11) can be produced by denitrifying nitrite nitrogen by anaerobic organic substances in the raw water as electron donors and nitrite contained in the treated water of the nitrification tank (20) as an electron acceptor under anaerobic conditions So that the nitrogen concentration of water inside the slave denitrifying tank 10 can be reduced. In addition, the heterotrophic denitrifying bacteria 11 may be present in the activated sludge (sludge) or may be present in the collective immobilization support, and thus the present invention is not limited thereto.

또한, 원수에 포함되는 유기물이 적어, 종속 탈질조(10)의 탈질 처리에 있어서의 전자공여체가 부족한 경우, 종속 탈질조(10)에 유기물(예를 들면, 메탄올)을 투입하는 유기물 투입 장치(도시 생략)를 추가하여, 유기물을 종속 탈질조(10)에 투입하도록 해도 된다. 이것에 의해, 아질산태 질소를 적합하게 탈질할 수 있다.When the amount of organic substances contained in the raw water is small and the electron donor in the denitrification treatment of the dependent denitrification tank 10 is insufficient, an organic substance input device (for example, (Not shown) may be added, and the organic matter may be added to the denitrifying tank 10. Thus, nitrite nitrogen can be suitably denitrified.

종속 탈질조(10)에서 처리된 처리수는, 종속 탈질조(10)로부터 유출되어 질화조(20)로 유입되도록 되어있다.The treated water treated in the subsidiary denitrification tank 10 flows out of the dependent denitrification tank 10 and flows into the nitrification tank 20.

질화조(20)는, 질화 세균(21)과, 폭기(曝氣) 수단(22)과, 용존 산소 농도 검출 수단(23)과, 전(全) 질소 검출 수단(24)과, 암모니아태 질소 검출 수단(25)을 구비하고 있다.The nitrification tank 20 is provided with a nitrifying bacteria 21, an aeration means 22, a dissolved oxygen concentration detection means 23, a total nitrogen detection means 24, And a detection means (25).

질화 세균(21)은, 호기적 조건 하에서, 암모니아태 질소를 아질산태 질소로 산화시킨다. 이 반응식은, 다음의 반응식 (2)와 같이 나타내어진다.The nitrifying bacteria (21) oxidize ammonia nitrogen to nitrite nitrogen under aerobic conditions. This reaction formula is shown in the following reaction formula (2).

NH4 +＋1.502→NO2 -＋2H+＋H20 …(2)NH 4 + +1.50 2 → NO 2 - + 2H + + H 2 0 ... (2)

또한, 질화 세균(21)은, 활성 오니에 존재해도 되고, 포괄 고정화 담체에 존재해도 되므로, 이들에 한정되는 것은 아니다.The nitrifying bacteria 21 may be present in the activated sludge or may be present in the inclusion immobilization support, and thus the nitrifying bacteria 21 are not limited thereto.

폭기 수단(22)은, 질화조(20) 내부의 물에 산소를 함유하는 함산소 가스를 산기(散氣)할 수 있도록 되어 있다. 또한, 산기함으로써, 질화조(20) 내부의 물을 교반할 수 있도록 되어있다.The aeration means 22 is capable of diffusing oxygen-containing gas containing oxygen in the water in the nitrification tank 20. In addition, the inside of the nitrification tank 20 can be agitated by generating acid.

용존 산소 농도 검출 수단(23)은, 예를 들면, 용존 산소계(DO계)이며, 질화조(20) 내부의 물의 용존 산소 농도를 검출할 수 있도록 되어 있다. 전 질소 검출 수단(24)은, 예를 들면, 페르옥소 이황산칼륨 분해나 접촉 열분해에 의거하는 흡광을 계측하는 전 질소계이며, 질화조(20) 내부의 전 질소 농도를 검출할 수 있도록 되어있다. 암모니아태 질소 검출 수단(25)은, 예를 들면, 이온 전극식이나 흡광도 계측식의 계측기이며, 질화조(20) 내부의 암모니아태 질소 농도를 검출할 수 있도록 되어있다. 또한, 용존 산소 농도 검출 수단(23), 전 질소 검출 수단(24) 및 암모니아태 질소 검출 수단(25)은, 질화조(20)의 유출측 부근에 설치되는 것이 바람직하다.The dissolved oxygen concentration detecting means 23 is, for example, a dissolved oxygen system (DO system) and is capable of detecting the dissolved oxygen concentration of water in the nitrification tank 20. The total nitrogen detecting means 24 is an all-nitrogen-based system for measuring the absorption based on, for example, potassium peroxodisulfate decomposition or contact pyrolysis, and is capable of detecting the total nitrogen concentration in the nitrification tank 20 have. The ammonia nitrogen detecting means 25 is, for example, an ion electrode type or absorbance measuring type measuring device capable of detecting the ammonia nitrogen concentration in the nitrification tank 20. It is preferable that the dissolved oxygen concentration detecting means 23, the total nitrogen detecting means 24 and the ammonia nitrogen detecting means 25 are provided in the vicinity of the outflow side of the nitrification tank 20.

제어 수단(50)은, 전 질소 검출 수단(24)에서 검출한 전 질소 농도와 암모니아태 질소 검출 수단(25)에서 검출한 암모니아태 질소 농도의 차분에 의거하여, 아질산태 질소 농도를 산출할 수 있도록 되어있다. 그리고, 제어 수단(50)은, 질화조(20)로부터 유출되는 처리수 중의 암모니아태 질소 농도와 아질산태 질소 농도의 비율이, 소정의 비율(예를 들면, 1.00:1.32)에 가까워지도록, 용존 산소 농도의 설정값을 설정한다. 예를 들면, 암모니아태 질소 농도에 대한 아질산태 질소 농도의 비율을 크게 하고 싶은 경우에는, 설정값을 현재의 용존 산소 농도보다 높게 설정한다. 암모니아태 질소 농도에 대한 아질산태 질소 농도의 비율을 작게 하고 싶은 경우에는, 설정값을 현재의 용존 산소 농도보다 낮게 설정한다. 그리고, 제어 수단(50)은, 용존 산소 농도 검출 수단(23)에서 검출한 용존 산소 농도가, 설정값에 가까워지도록 폭기 수단(22)의 산기량을 제어한다(DO 제어). 또한, 용존 산소 농도의 설정값은, 0.1∼4.Omg/L 정도가 바람직하다.The control means 50 can calculate the nitrite nitrogen concentration based on the difference between the total nitrogen concentration detected by the total nitrogen detecting means 24 and the ammonia nitrogen concentration detected by the ammonia nitrogen detecting means 25 Respectively. The control means 50 controls the concentration of the nitrate nitrogen in the treated water flowing out of the nitrification tank 20 so that the ratio of the ammonia nitrogen concentration to the nitrite nitrogen concentration becomes close to a predetermined ratio (for example, 1.00: 1.32) Set the oxygen concentration setting value. For example, when it is desired to increase the ratio of the nitrite nitrogen concentration to the ammonia nitrogen concentration, the set value is set to be higher than the present dissolved oxygen concentration. When it is desired to reduce the ratio of the nitrite nitrogen concentration to the ammonia nitrogen concentration, the set value is set to be lower than the present dissolved oxygen concentration. Then, the control means 50 controls the amount of acidity of the aeration means 22 (DO control) so that the dissolved oxygen concentration detected by the dissolved oxygen concentration detection means 23 is close to the set value. The set value of the dissolved oxygen concentration is preferably about 0.1 to 4.0 mg / L.

이와 같이, 용존 산소 농도를 제어함으로써, 반응식 (2)를 제어하고, 질화조(20)로부터 유출되는 처리수 중의 암모니아태 질소 농도와 아질산태 질소 농도의 비율을 제어할 수 있도록 되어있다. 또한, 용존 산소 농도를 적절하게 관리함으로써, 반응식 (3)으로 나타내어지는 아질산태 질소를 질산태 질소로 산화하는 반응을 저감할 수 있도록 되어있다.Thus, by controlling the dissolved oxygen concentration, it is possible to control the ratio of the ammonia nitrogen concentration and the nitrite nitrogen concentration in the treated water flowing out of the nitrification tank 20 by controlling the reaction formula (2). Further, by appropriately managing the dissolved oxygen concentration, it is possible to reduce the reaction of oxidizing nitrite nitrogen expressed by the reaction formula (3) to nitrate nitrogen.

NO2 -＋0.502→NO3 - …(3)NO 2 - +0.50 2 → NO 3 - ... (3)

질화조(20)에서 처리된 처리수는, 질화조(20)로부터 유출되고, 일부의 처리수는 순환 펌프(45)에 의해 순환 유로(40)를 통해 종속 탈질조(10)로 유입되고, 잔부의 처리수는 탈질조(30)로 유입되도록 되어 있다.The treated water treated in the nitrification tank 20 flows out of the nitrification tank 20 and a part of the treated water flows into the dependent denitrification tank 10 through the circulation flow path 40 by the circulation pump 45, And the treated water at the remainder is introduced into the denitrification tank 30.

순환 펌프(45)는, 질화조(20)의 처리수를, 순환 유로(40)를 통해, 종속 탈질조(10)로 송수할 수 있도록 되어있다. 또한, 도 1에 있어서, 질화조(20)의 처리수는, 질화조(20)로부터 유출된 후에 순환 유로(40)를 통해 종속 탈질조(10)로 유입되는 것으로 도시되어 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 순환 유로(40)의 일단이 질화조(20)에 접속되며, 순환 펌프(45)는, 질화조(20) 내부의 처리수를 흡입하여, 종속 탈질조(10)로 송수하는 구성이어도 된다.The circulation pump 45 is capable of sending and receiving the treated water from the nitrification tank 20 to the slave denitrification tank 10 through the circulation flow path 40. 1, the treated water in the nitrification tank 20 is shown to flow into the dependent denitrification tank 10 through the circulation channel 40 after flowing out of the nitrification tank 20, One end of the circulation channel 40 is connected to the nitrification tank 20 and the circulation pump 45 sucks the treated water in the nitrification tank 20 and sends it to the dependent denitrification tank 10 .

탈질조(30)는, 독립 영양성 탈질 세균(31)과, 탈질조(30) 내부의 물을 교반하는 교반 수단(32)과, 용존 산소 농도 검출 수단(33)과, 질소 검출 수단(34)을 구비하고 있다.The denitrifying tank 30 is composed of an autotrophic denitrifying bacteria 31, agitating means 32 for stirring water in the denitrifying tank 30, dissolved oxygen concentration detecting means 33, nitrogen detecting means 34, .

독립 영양성 탈질 세균(31)은, 혐기적 조건 하에서, 암모니아를 전자공여체로 하고, 아질산을 전자수용체로 하여 반응시킴으로써(전술한 반응식 (1) 참조), 암모니아태 질소와 아질산태 질소를 동시에 탈질하여(혐기성 암모니아 산화), 탈질조(30) 내부의 물의 질소 농도를 저감시킬 수 있도록 되어있다. 또한, 독립 영양성 탈질 세균(31)은, 활성 오니에 존재해도 되고, 포괄 고정화 담체에 존재해도 되므로, 이들에 한정되는 것은 아니다.The autotrophic denitrifying bacteria 31 can be produced by simultaneously denitrifying ammonia nitrogen and nitrite nitrogen by reacting ammonia as an electron donor and nitrite as an electron acceptor under anaerobic conditions (see the above reaction formula (1)) (Anaerobic ammonia oxidation), and the nitrogen concentration of water in the denitrification tank 30 can be reduced. Furthermore, the autotrophic denitrifying bacteria 31 may be present in the activated sludge or may be present in the inclusion immobilization support, and thus the present invention is not limited thereto.

용존 산소 농도 검출 수단(33)은, 탈질조(30) 내부의 물의 용존 산소 농도를 검출할 수 있도록 되어있다. 질소 검출 수단(34)은, 탈질조(30) 내부의 전 질소 농도를 검출할 수 있도록 되어있다. 또한, 질소 검출 수단(34)은, 암모니아태 질소 농도, 아질산태 질소 농도, 질산태 질소 농도를 검출할 수 있도록 되어있어도 된다. 또한, 용존 산소 농도 검출 수단(33) 및 질소 검출 수단(34)은, 탈질조(30)의 유출측 부근에 설치되는 것이 바람직하다.The dissolved oxygen concentration detecting means (33) is capable of detecting the dissolved oxygen concentration of water in the denitrifying tank (30). The nitrogen detecting means 34 is capable of detecting the total nitrogen concentration in the denitrifying tank 30. The nitrogen detecting means 34 may be configured to be able to detect the ammonia nitrogen concentration, the nitrite nitrogen concentration, and the nitrate nitrogen concentration. It is preferable that the dissolved oxygen concentration detecting means 33 and the nitrogen detecting means 34 are provided near the outflow side of the denitrifying tank 30.

제어 수단(50)은, 전술한 바와 같이, 폭기 수단(22)을 제어함으로써, 질화조(20)를 운전할 수 있도록 되어있다. 또한, 제어 수단(50)은, 원수 펌프(5)나 순환 펌프(45)의 운전을 제어할 수 있도록 되어있다. 또한, 용존 산소 농도 검출 수단(33) 및 질소 검출 수단(34)의 검출값에 의해, 수처리 장치(100)에서 처리된 처리수의 상태를 감시할 수 있도록 되어있다.The control means 50 is capable of operating the nitrification tank 20 by controlling the aeration means 22 as described above. Further, the control means 50 is capable of controlling the operation of the raw water pump 5 and the circulation pump 45. The state of the treated water treated in the water treatment apparatus 100 can be monitored by the detected values of the dissolved oxygen concentration detection means 33 and the nitrogen detection means 34. [

또한, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 어느 쪽의 조도 pH는 7부근으로 하는 제어가 바람직하다. 또한, 통수(通水) 방법은, 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 연속 통수식이나 회분식이어도 된다.Although not particularly limited, it is preferable to control the pH of either of the roughings to about 7. The method of passing water is not limited, and may be, for example, a continuous feeding type or a batch type.

<작용·효과><Action / Effect>

제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치(100)의 작용·효과에 대하여, 도 2의 실시예를 이용하여 설명한다. 도 2는, 제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치(100)에 있어서의 원수, 질화조의 처리수 및 탈질조의 처리수의 질소 농도의 관계의 일례를 나타낸 그래프이다.The operation and effect of the water treatment apparatus 100 according to the first embodiment will be described using the embodiment of Fig. 2 is a graph showing an example of the relationship between the nitrogen concentration of the raw water, the treated water of the nitrification tank, and the treated water of the denitrification tank in the water treatment apparatus 100 according to the first embodiment.

암모니아 농도 약 700mg-N/L의 원수(도 2 좌측의 막대그래프 참조)를 종속 탈질조(10)로 유입시켰다. 또한, 질화조(20)로부터 종속 탈질조(10)로의 순환을 행하였다. 이 때의 순환량은 원수량과 같은 양으로 하였다. 이 결과를 도 2에 나타낸다.Raw water (refer to the bar graph on the left side of FIG. 2) having an ammonia concentration of about 700 mg-N / L was introduced into the denitrification tank 10. Further, circulation was performed from the nitrification tank 20 to the slave denitrification tank 10. The amount of circulation was the same as the amount of raw water. The results are shown in Fig.

종속 탈질조(10)에서는 질화조(20) 유래의 아질산의 대부분이 제거되고, 일부 암모니아가 잔류하였다(도시 생략).In the subsidiary denitrification tank 10, most of the nitrite derived from the nitrification tank 20 was removed, and some ammonia remained (not shown).

종속 탈질조(10)의 처리수에 대하여 질화조(20)에서 질화를 행하였다. 도 2 중앙의 막대그래프에 나타낸 바와 같이, 약 절반량의 아질산이 생성되었다. 한편 질산의 생성은 확인하지 않고, 안정된 아질산형 질화 성능을 확인하였다. 이 처리수의 일부는, 수시로, 종속 탈질조(10)로 순환되고, 잔부는, 탈질조(30)로 유입되었다.Nitriding was performed in the nitrification tank 20 with respect to the treated water of the denitrification tank 10. As shown in the bar graph in the center of FIG. 2, about half of the nitrite was produced. On the other hand, nitric acid production was not confirmed, and stable nitrite type nitrification performance was confirmed. Part of the treated water was circulated to the dependent denitrification tank 10 from time to time, and the remaining portion was introduced into the denitrification tank 30.

질화조(20)의 처리수에 대하여 탈질조(30)에서 혐기성 암모니아 산화를 행하였다. 도 2 우측의 막대그래프에 나타낸 바와 같이, 질소 성분을 제거할 수 있었다. 원수와 탈질조(30)의 처리수의 질소 제거율은 약 85%이며, 안정적으로 이 성능을 얻었다.Anaerobic ammonia oxidation was performed on the treated water in the nitrification tank 20 in the denitrification tank 30. As shown in the bar graph on the right side of Fig. 2, the nitrogen component could be removed. The nitrogen removal rate of the treated water of the raw water and the denitrification tank 30 was about 85%, and this performance was stably obtained.

또한, 도 2 중앙의 막대그래프에 나타낸 질화조(20)의 처리수, 즉, 탈질조(30)로 유입되는 처리수의 아질산태 질소 농도는 약 280mg-N/L이며, 독립 영양성 탈질 세균(31)이 아질산의 영향을 받을 일은 없었다.The nitrite nitrogen concentration in the treated water of the nitrification tank 20 shown in the bar graph at the center of FIG. 2, that is, the treated water flowing into the denitrification tank 30 is about 280 mg-N / L, 31) was not affected by nitrous acid.

이와 같이, 제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치(100)에 의하면, 질화조(20)로부터 순환 유로(40)를 통해 종속 탈질조(10)에 처리수를 순환시키고, 종속 탈질조(10)에서 아질산을 제거함으로써, 질소 성분을 저농도화할 수 있다. 또한, 원수에 유기물이 포함될 경우, 종속 탈질조(10)에서 질소 성분과 함께 유기물도 제거할 수 있다.As described above, according to the water treatment apparatus 100 according to the first embodiment, the treated water is circulated from the nitrification tank 20 through the circulation channel 40 to the dependent denitrification tank 10, By removing the nitrous acid, the nitrogen component can be reduced in concentration. In addition, when organic water is contained in the raw water, organic matter can be removed together with the nitrogen component in the denitrifying tank 10.

여기서, 도 2의 예에 있어서, 도 2 좌측의 원수의 전 질소 농도와 도 2 중앙의 질화조의 전 질소 농도의 차분(약 200mg-N/L)이, 종속 탈질조(10)에서 제거된 아질산태 질소 농도에 상당한다. 이와 같이, 종속 탈질조(10)에서 아질산을 제거함으로써, 질화조(20)로 유입되는 처리수에 있어서의 전 질소 농도를 저농도화할 수 있다. 그리고, 질화조(20)로부터 유출되는 처리수 중의 암모니아태 질소 농도와 아질산태 질소 농도의 비율은, 소정의 비율(예를 들면, 1.00:1.32)이 되도록 제어되기 때문에, 전 질소 농도(암모니아태 질소 농도와 아질산태 질소 농도의 합계)를 저농도화함으로써, 질화조(20)로부터 유출되는 처리수(즉, 탈질조(30)로 유입되는 처리수)의 아질산태 질소 농도를 저농도화할 수 있다. 이것에 의해, 독립 영양성 탈질 세균(31)이 아질산에 의해 저해를 받아, 실활하는 것을 저감할 수 있어, 탈질조(30)의 안정된 독립 영양성 탈질 성능을 얻을 수 있다.Here, in the example of FIG. 2, the difference (about 200 mg-N / L) between the total nitrogen concentration of the raw water on the left side of FIG. 2 and the total nitrogen concentration of the nitriding tank of the center of FIG. It corresponds to the nitrogen concentration. Thus, by removing the nitrite in the denitrification tank 10, the nitrogen concentration in the treated water flowing into the nitrification tank 20 can be lowered. Since the ratio of the ammonia nitrogen concentration to the nitrite nitrogen concentration in the treated water flowing out of the nitrification tank 20 is controlled to be a predetermined ratio (for example, 1.00: 1.32), the total nitrogen concentration The concentration of nitrite nitrogen in the treated water flowing out of the nitrification tank 20 (that is, the treated water flowing into the denitrification tank 30) can be lowered by lowering the concentration of the nitrite nitrogen in the nitrification tank 20 to a lower concentration. As a result, the autotrophic denitrifying bacteria 31 can be prevented from being inactivated due to the inhibition by the nitrite, and the stable denitrification performance of the denitrifying tank 30 can be obtained.

덧붙여서 말하면, 순환 펌프(45)에 의한 순환 유량을 증가시킴으로써, 종속 탈질조(10)에서 제거되는 아질산태 질소는 증가하고, 질화조(20)로부터 유출되는 처리수(즉, 탈질조(30)로 유입되는 처리수)의 아질산태 질소 농도를 저농도화할 수 있다. 이와 같이, 제어 수단(50)은, 전 질소 검출 수단(24) 및 암모니아태 질소 검출 수단(25)의 검출값으로부터 산출한 아질산태 질소 농도가 소정의 범위 내가 되도록 순환 펌프(45)의 유량을 제어해도 된다. 또한, 아질산태 질소 농도는, 50∼280mg-N/L로 하는 것이 바람직하다. 아질산태 질소 농도를 50mg-N/L 미만으로 하면, 탈질조(30)의 탈질 성능이 저하되어 바람직하지 않다. 또한, 아질산태 질소 농도를 280mg-N/L 보다 높게 하면, 독립 영양성 탈질 세균(31)이 실활할 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.In addition, by increasing the circulating flow rate by the circulation pump 45, the nitrite nitrogen removed from the dependent denitrification tank 10 increases and the treated water flowing out of the nitrification tank 20 (i.e., the denitrification tank 30) The concentration of nitrite nitrogen in the treated water can be reduced. The control means 50 sets the flow rate of the circulation pump 45 so that the nitrite nitrogen concentration calculated from the detected values of the total nitrogen detection means 24 and the ammonia nitrogen detection means 25 is within the predetermined range . The nitrite nitrogen concentration is preferably 50 to 280 mg-N / L. When the nitrite nitrogen concentration is less than 50 mg-N / L, the denitrification performance of the denitrification tank 30 is lowered, which is not preferable. Further, if the nitrite nitrogen concentration is higher than 280 mg-N / L, the autotrophic denitrifying bacteria 31 may be inactivated.

또한, 종속 탈질조(10)에서 질소를 제거할 때에 대상이 되는 질소 성분은, 질산(특허문헌 1 참조)이 아닌, 아질산이기 때문에, 질화조(20)에 있어서, 아질산이 질산으로 산화되는 반응(전술한 반응식 (3) 참조)이 조장될 영향이 적어, 질화조(20)의 안정된 아질산형 질화 성능을 얻을 수 있다.The nitrogen component to be subjected to the removal of nitrogen in the denitrification tank 10 is nitrite rather than nitric acid (refer to Patent Document 1). Therefore, in the nitrification tank 20, the nitrite is oxidized to nitric acid (See the above-mentioned reaction formula (3)) is small, and the nitrite type nitrification performance of the nitrification tank 20 can be stabilized.

이상과 같이, 제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치(100)에 의하면, 각 반응을 안정적으로 운전하고, 질소 성분을 저농도로 유지할 수 있어, 효율이 좋은 탈질 처리를 실시할 수 있다.As described above, according to the water treatment apparatus 100 according to the first embodiment, each reaction can be stably operated, the nitrogen component can be maintained at a low concentration, and an efficient denitrification treatment can be performed.

<비교예><Comparative Example>

여기서, 비교예에 관련된 수처리 장치(100C)에 대하여, 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는, 비교예에 관련된 수처리 장치(100C)의 구성 블록도이다. 또한, 비교예에 관련된 수처리 장치(100C)는, 특허문헌 1(특허 제3899848호 공보)에 상당하는 것이며, 순환 유로(40C)가, 탈질조(30)의 처리수를 종속 탈질조(10C)로 되돌리도록 되어있다. 즉, 제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치(100)(도 1 참조)는 순환 유로(40)에 의해 아질산태 질소를 종속 탈질조(10)로 되돌리는 것에 비해, 비교예에 관련된 수처리 장치(100C)(도 4 참조)는 순환 유로(40C)에 의해 질산태 질소를 종속 탈질조(10C)로 되돌리는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 종속 탈질조(10C)에는, 질산 이온(질산태 질소)을 아질산 이온(아질산태 질소)으로 환원하는 효소를 가지는 세균이 존재한다. 또한, 이 세균과 종속 영양성 탈질 세균은, 동일한 세균이어도 되고, 다른 세균이어도 된다. 이하의 설명에 있어서는, 종속 영양성 탈질 세균(11C)이, 질산 이온(질산태 질소)을 아질산 이온(아질태 질소)으로 환원하는 효소를 가지는 것으로서 설명한다.Here, a water treatment apparatus 100C according to a comparative example will be described with reference to Fig. 4 is a configuration block diagram of the water treatment apparatus 100C related to the comparative example. The water treatment apparatus 100C related to the comparative example is equivalent to Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3899848), and the circulating flow path 40C is configured to discharge the treated water from the denitrification tank 30 to the denitrification tank 10C. As shown in FIG. That is, the water treatment apparatus 100 (refer to FIG. 1) related to the first embodiment returns nitrite nitrogen to the denitrifying tank 10 by the circulating flow path 40, (See Fig. 4) is configured to return nitrate nitrogen to the slave denitrifying tank 10C by the circulating flow path 40C. Therefore, there is a bacterium having an enzyme that reduces nitrate ions (nitrate nitrogen) into nitrite ions (nitrite nitrogen) in the denitrification tank 10C. The bacteria and the heterotrophic denitrifying bacteria may be the same bacteria or different bacteria. In the following description, heterotrophic denitrifying bacteria (11C) will be described as having an enzyme that reduces nitrate ions (nitrate nitrogen) into nitrite ions (nitrite nitrogen).

비교예에 관련된 수처리 장치(100C)에 있어서, 종속 탈질조(10C)의 종속 영양성 탈질 세균(11C)이 후단의 질화조(20)로 유입된 경우, 질화 세균(21)이 생성된 아질산 이온(아질산태 질소)을 종속 영양성 탈질 세균(11C)의 효소가 질산 이온(질산태 질소)으로 산화하기 때문에, 질화조(20)에 있어서의 아질산 이온(아질산태 질소)의 생성이 불안정해질 우려가 있다. 이와 같이, 아질산 이온(아질산태 질소)의 생성이 불안정해져, 질산 이온(질산태 질소)이 생성되면, 탈질조(30)에서는, 질산 이온(질산태 질소)을 탈질할 수 없기 때문에, 수처리 장치(100C) 전체의 탈질 성능이 저하할 우려가 있다.In the water treatment apparatus 100C related to the comparative example, when the heterotrophic denitrifying bacteria 11C of the dependent denitrification tank 10C are introduced into the nitrification tank 20 at the downstream stage, the nitrifying bacteria 21 produce nitrite ions (Nitrite nitrogen) in the nitrification tank 20 may become unstable because the enzyme of the heterotrophic denitrifying bacteria 11C oxidizes nitrite ions (nitrite nitrogen) into nitrate ions (nitrate nitrogen) . As nitric acid ions (nitrate nitrogen) are generated as a result of the generation of nitrite ions (nitrite nitrogen) as described above, nitrate ions (nitrate nitrogen) can not be denitrified in the denitrification tank 30, There is a possibility that the denitrification performance of the whole of the catalyst 100C is lowered.

또한, 비교예에 관련된 수처리 장치(100C)에서는, 탈질조(30)로 유입되는 처리수의 아질산태 질소 농도를 저농도화하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 탈질조(30)의 독립 영양성 탈질 세균(31)의 실활을 방지하기 위해서는, 원수를 희석하는 등의 처리가 필요하여, 운전 비용이 증가할 우려가 있다.In addition, in the water treatment apparatus 100C related to the comparative example, it is difficult to lower the nitrite nitrogen concentration in the treated water flowing into the denitrification tank 30. Therefore, in order to prevent deactivation of the autotrophic denitrifying bacteria 31 in the denitrifying tank 30, it is necessary to dilute the raw water and the like, which may increase the operation cost.

《제 2 실시형태》&Quot; Second Embodiment &

제 2 실시형태에 관련된 수처리 장치(200)에 대하여, 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 제 2 실시형태에 관련된 수처리 장치(200)의 구성 블록도이다.The water treatment apparatus 200 according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 3 is a block diagram of the configuration of the water treatment apparatus 200 according to the second embodiment.

제 2 실시형태에 관련된 수처리 장치(200)는, 제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치(100)(도 1 참조)와 비교하여, 유기물 제거조(60)와, 탈기조(70)와, 질산 탈질조(80)를 더 구비하고 있다. 그 밖의 구성은, 제 1 실시형태에 관련된 수처리 장치(100)(도 1 참조)와 동일하여, 설명을 생략한다.The water treatment apparatus 200 according to the second embodiment is different from the water treatment apparatus 100 according to the first embodiment in that the organic matter removing tank 60, the degassing tank 70, nitrate denitrification (80). Other configurations are the same as those of the water treatment apparatus 100 (refer to Fig. 1) related to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

유기물 제거조(60)는, 예를 들면, BOD 산화조이며, BOD 산화 세균(61)과, 유기물 제거조(60) 내부의 물에 산소를 함유하는 함산소 가스를 산기하는 폭기 수단(62)과, 용존 산소 농도 검출 수단(63)을 구비하고 있다. BOD 산화 세균(61)은, 산소를 이용하여 유기물을 분해한다. 또한, BOD 산화 세균(61)은, 활성 오니에 존재해도 되고, 포괄 고정화 담체에 존재해도 되므로, 이들에 한정되는 것은 아니다.The BOD oxidizing bacteria 61 and the aeration means 62 for oxidizing the oxygen containing gas in the water inside the organic matter removing tank 60 , And dissolved oxygen concentration detecting means (63). The BOD oxidizing bacteria 61 decompose organic matter using oxygen. Further, the BOD oxidizing bacteria 61 may be present in the activated sludge or may be present in the inclusion immobilization support, and thus the present invention is not limited thereto.

유기물 제거조(60)의 부착 위치는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 종속 탈질조(10)의 후단에 설치하는 것이 바람직하다. 종속 탈질조(10)는, 전술한 바와 같이, 유기물을 이용하여 탈질하기 때문에, 종속 탈질조(10)에서 처리할 수 없었던 과잉의 유기물을 유기물 제거조(60)에서 처리할 수 있어, 후단의 처리(질화조(20), 탈질조(30))에 영향을 주는 경우를 피할 수 있다. 또한, 유기물 제거조(60)의 부착 위치는, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 원수에 유기물이 많이 포함되는 경우 등에는, 유기물 제거조(60)를 종속 탈질조(10)의 전단에 설치하고, 유기물의 과잉분을 미리 처리하는 구성이어도 된다.As shown in Fig. 3, it is preferable that the attachment position of the organic matter removal tank 60 is provided at the rear end of the dependent denitrification tank 10. Since the denitrifying tank 10 is denitrified using an organic substance as described above, the organic matter-removing tank 60 can treat excess organic matter that could not be treated in the dependent denitrification tank 10, (The nitrification tank 20 and the denitrification tank 30) can be avoided. For example, in the case where the raw water contains a large amount of organic matter, the organic matter removing tank 60 is attached to the front end of the denitrifying tank 10 And an excess of organic matter may be treated in advance.

탈기조(70)는, 탈기 수단(72)과, 용존 산소 농도 검출 수단(73)을 구비하고 있다. 탈기 수단(72)은, 탈기조(70) 내부의 물에 산소를 포함하지 않은 무산소 가스를 산기하고, 용존 산소 농도를 저하시킬 수 있도록 되어있다. 또한, 산기함으로써, 질화조(20) 내부의 물을 교반할 수 있도록 되어있다. 탈기조(70)는, 호기적 조건의 질화조(20)와 혐기적 조건의 탈질조(30)의 사이에 배치되며, 탈질조(30)로 유입되는 처리수의 용존 산소 농도를 저감시킬 수 있다.The degassing vessel 70 is provided with a degassing means 72 and dissolved oxygen concentration detecting means 73. The degassing means 72 can dissolve oxygen-free oxygen-free gas in the water in the degassing vessel 70 and lower the dissolved oxygen concentration. In addition, the inside of the nitrification tank 20 can be agitated by generating acid. The degassing vessel 70 is disposed between the nitrification tank 20 in the aerobic condition and the denitrification tank 30 in the anaerobic condition and is capable of reducing the dissolved oxygen concentration of the treated water flowing into the denitrification tank 30 have.

여기서, 순환 유로(40)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 질화조(20)로부터 탈기조(70)로 유입되는 유로로부터 분기되는 유로로부터(혹은, 직접, 질화조(20)로부터) 처리수를 순환시키도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 무산소 가스의 사용량을 저감하여, 운전 비용을 저감할 수 있다. 또한, 순환 유로(40)의 부착 위치는, 이것에 한정되는 것은 아니고, 탈기조(70)로부터 탈질조(30)로 유입되는 유로로부터 분기되는 유로로부터(혹은, 직접, 탈기조(70)로부터) 처리수를 순환시키도록 구성해도 된다. 이 경우, 운전 비용은 증가하나, 혐기적 조건의 종속 탈질조(10)의 용존 산소 농도의 상승을 저감할 수 있다.3, the circulating flow path 40 is formed from the flow path branched from the flow path from the nitrification tank 20 to the degassing tank 70 (or directly from the nitrification tank 20) It is preferable to arrange such that it circulates. With such a configuration, the use amount of the oxygen-free gas can be reduced and the operation cost can be reduced. The attachment position of the circulation flow passage 40 is not limited to this but may be a position from the flow path branching from the flow path from the degassing tank 70 to the denitration tank 30 (or directly from the degassing vessel 70) ) May be circulated. In this case, the operation cost is increased, but the rise of the dissolved oxygen concentration of the anaerobic condition-dependent denitrification tank 10 can be reduced.

질산 탈질조(80)는, 탈질 세균(81)과, 교반 수단(82)과, 용존 산소 농도 검출 수단(83)을 구비하고 있다. 질산 탈질조(80)는, 탈질조(30)의 후단에 배치되며, 혐기성 암모니아 산화에 의한 처리(전술한 반응식 (1) 참조)에 의해 생성된 질산태 질소를 탈질하여, 질소 농도를 더 저감시킬 수 있다. 또한, 탈질 세균(81)은, 활성 오니에 존재해도 되고, 포괄 고정화 담체에 존재해도 되므로, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 질산 탈질조(80)는, 생물적 처리에 의해 유기물을 저감하는 것에 한정되지 않으며, 화학적 처리에 의해 탈질 처리를 하는 구성이어도 된다.The nitrate denitrifying tank 80 is provided with denitrifying bacteria 81, agitating means 82 and dissolved oxygen concentration detecting means 83. The nitrate denitrification tank 80 is disposed downstream of the denitrification tank 30 and denitrifies the nitrate nitrogen produced by the treatment with anaerobic ammonia oxidation (see the above reaction formula (1)) to further reduce the nitrogen concentration . The denitrifying bacteria 81 may be present in the activated sludge or may be present in the collectively immobilized carrier, and thus the present invention is not limited thereto. The nitrate denitrification tank (80) is not limited to the reduction of organic matter by biological treatment, and the denitrification treatment may be performed by a chemical treatment.

《변형예》"Variations"

본 실시형태에 관련된 수처리 장치(100, 200)는, 상기 실시형태의 구성에 한정되는 것은 아니며, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.The water treatment apparatuses 100 and 200 according to the present embodiment are not limited to the configurations of the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

본 실시형태에 관련된 수처리 장치(100, 200)에서 처리되는 함질소 원수는, 일반 가정이나 사업장으로부터 나오는 폐수에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 부영양화한 수원(水源)의 수질을 개선하기 위한 수처리 장치여도 된다.The nitrogen-containing raw water processed in the water treatment apparatuses 100 and 200 according to the present embodiment is not limited to wastewater discharged from a general household or a business site. For example, it may be a water treatment apparatus for improving water quality of an eutrophic water source.

교반 수단(12, 32, 82)은, 물 상측에 설치되어 있는 것으로 도시(도 1, 도 3 참조)하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 조 바닥이나 조 벽에 설치되어 있는 것이어도 된다.The stirring means 12, 32, and 82 are provided on the upper side of the water (see Figs. 1 and 3), but the present invention is not limited thereto. For example, .

또한, 질화조(20)는, 폭기 수단(22)이 산기함으로써 내부의 물을 교반하는 것으로 설명하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 교반 수단(도시 생략)을 따로 설치해도 된다. 유기물 제거조(60), 탈기조(70)에 대해서도 마찬가지이다.Further, the nitriding tank 20 has been described in which the inside of the aeration means 22 is agitated by stirring, but the present invention is not limited to this, and the stirring means (not shown) may be separately provided. The same applies to the organic matter removing tank 60 and the degassing tank 70.

폭기 수단(22, 62)은, 수중에 함산소 가스를 산기하는 것으로 설명하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 수면을 기계적으로 교반하여 공기와 혼합시키는 장치(도시 생략)여도 된다.Although the aeration means 22 and 62 are described as generating oxygen gas in the water, the present invention is not limited thereto. For example, a device (not shown) for mechanically stirring the water surface and mixing it with air may be used.

탈기 수단(72)은, 수중에 무산소 가스를 산기하는 것으로 설명하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 산소를 흡착하는 장치(도시 생략)나 탈산 소재를 첨가하는 장치(도시 생략)여도 된다.Although the degassing means 72 has been described as generating oxygen gas in the water, it is not limited thereto. For example, even if a device for adsorbing oxygen (not shown) or a device for adding deoxidizing material (not shown) do.

질화조(20)는, 전 질소 검출 수단(24)에서 검출한 전 질소 농도와 암모니아태 질소 검출 수단(25)에서 검출한 암모니아태 질소 농도의 차분에 의거하여, 아질산태 질소 농도를 산출하는 것으로 설명하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 아질산태 질소 검출 수단(도시 생략)을 더 구비하고 있어도 된다. 또한, 전 질소 검출 수단(24)과 아질산태 질소 검출 수단(도시 생략)을 구비하고, 전 질소 검출 수단(24)에서 검출한 전 질소 농도와 아질산태 질소 검출 수단(도시 생략)에서 검출한 아질산태 질소 농도의 차분에 의거하여 암모니아태 질소 농도를 산출하는 것이어도 된다.The nitrification tank 20 is configured to calculate the nitrite nitrogen concentration based on the difference between the total nitrogen concentration detected by the total nitrogen detection means 24 and the ammonia nitrogen concentration detected by the ammonia nitrogen detection means 25 However, the present invention is not limited to this. For example, nitrite nitrogen detecting means (not shown) may be further provided. The total nitrogen concentration detected by the total nitrogen detecting means 24 is compared with the total nitrogen concentration detected by the nitrite nitrogen detecting means (not shown) and the total nitrogen concentration detected by the nitrite nitrogen detecting means (not shown) It may be possible to calculate the ammonia nitrogen concentration based on the difference in the nitrogen concentration.

100, 200: 수처리 장치 5: 원수 펌프
10: 종속 탈질조 11: 종속 영양성 탈질 세균
20: 질화조 21: 질화 세균
22: 폭기 수단 23: 용존 산소 농도 검출 수단
24: 전 질소 검출 수단(질소 농도 검출 수단)
25: 암모니아태 질소 검출 수단(질소 농도 검출 수단)
30: 탈질조 31: 독립 영양성 탈질 세균
40: 순환 유로(순환 수단) 45: 순환 펌프(순환 수단)
50: 제어 수단 60: 유기물 제거조
70: 탈기조 80: 질산 탈질조
81: 탈질 세균100, 200: water treatment device 5: raw water pump
10: Dependent denitrification tank 11: heterotrophic denitrifying bacteria
20: nitrification tank 21: nitrifying bacteria
22: aeration means 23: dissolved oxygen concentration detection means
24: total nitrogen detecting means (nitrogen concentration detecting means)
25: ammonia nitrogen detecting means (nitrogen concentration detecting means)
30: denitrification tank 31: autotrophic denitrifying bacteria
40: circulation channel (circulation means) 45: circulation pump (circulation means)
50: control means 60: organic substance removing tank
70: Melting tank 80: Denitrification tank for nitric acid
81: Denitrifying bacteria

Claims (6)

유기물을 이용하여 아질산을 탈질(脫窒)하는 종속 영양성 탈질 세균을 가지는 종속 탈질조(槽)와,
상기 종속 탈질조의 후단에 배치되어, 암모니아로부터 아질산을 생성하는 질화 세균을 가지는 질화조와,
상기 질화조의 후단에 배치되어, 암모니아와 아질산을 탈질하는 독립 영양성 탈질 세균을 가지는 탈질조와,
상기 질화조의 처리수를 상기 종속 탈질조에 순환시키는 순환 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.A denitrification tank having heterotrophic denitrifying bacteria for denitrifying nitrite using an organic material,
A nitrification tank disposed at a downstream end of the slave denitrification tank and having nitrifying bacteria for generating nitrous acid from ammonia,
An denitrification tank disposed at a downstream end of the nitrification tank and having an autotrophic denitrifying bacteria for denitrifying ammonia and nitrite,
And a circulation means for circulating the treated water of the nitrification tank to the dependent denitrification tank. 제 1항에 있어서,
상기 종속 탈질조의 후단이면서 상기 질화조의 전단에 배치되어, 유기물을 제거하는 유기물 제거조를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an organic matter-removing tank disposed downstream of the denitrifying tank and disposed upstream of the nitrification tank to remove organic matter. 제 1항에 있어서,
상기 종속 질화조의 후단이면서 상기 탈질조 전단에 배치되어, 용존 산소 농도를 저감시키는 탈기조를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a deaeration tank disposed downstream of the sidestream nitrification tank and disposed in the denitrification tank to reduce the dissolved oxygen concentration. 제 1항에 있어서,
상기 탈질조의 후단에 배치되어, 질산을 탈질하는 질산 탈질조를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a nitric acid denitrification tank disposed downstream of the denitrification tank for denitrifying nitric acid. 제 1항에 있어서,
상기 순환 수단은, 상기 질화조의 처리수를 상기 종속 탈질조에 순환시키는 순환 유로와, 당해 순환 유로에 배치된 순환 펌프를 가지고,
상기 질화조의 처리수의 아질산태 질소 농도를 검출하는 질소 농도 검출 수단과,
상기 순환 펌프의 유량을 제어하는 제어 수단을 더 구비하고,
상기 제어 수단은,
상기 질소 농도 검출 수단에서 검출한 아질산태 질소 농도가 높을수록, 상기 순환 펌프의 유량이 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the circulation means includes a circulation flow path for circulating the treated water of the nitrification tank to the slave denitrification tank and a circulation pump disposed in the circulation flow path,
Nitrogen concentration detecting means for detecting nitrite nitrogen concentration in the treated water of the nitrification tank;
Further comprising control means for controlling a flow rate of the circulation pump,
Wherein,
And controls the flow rate of the circulation pump to be increased as the nitrite nitrogen concentration detected by the nitrogen concentration detection means is higher. 원수(原水)를 종속 영양성 탈질 세균에 의해 유기물을 이용하여 아질산을 탈질하는 종속 영양성 탈질 처리와,
상기 종속 영양성 탈질 처리로 처리된 처리수를 질화 세균에 의해 암모니아로부터 아질산을 생성하는 아질산형 질화 처리와,
상기 아질산형 질화 처리로 처리된 처리수의 일부를 상기 종속 영양성 탈질 처리로 순환시키는 순환 처리와,
상기 아질산형 질화 처리로 처리된 처리수의 잔부를 독립 영양성 탈질 세균에 의해 암모니아와 아질산을 탈질하는 독립 영양성 탈질 처리를 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법.A heterotrophic denitrification process in which raw water is denitrified with an organic substance by heterotrophic denitrifying bacteria,
A nitrite type nitrification treatment for producing nitrite from ammonia by the nitrifying bacteria in the treatment water treated by the heterotrophic denitrification treatment,
A circulation treatment for circulating a part of the treated water treated by the nitrite type nitrification treatment to the heterotrophic denitrification treatment,
And an autotrophic denitrification treatment for denitrifying ammonia and nitrite with the autotrophic denitrifying bacteria as the remainder of the treated water treated by the nitrite type nitrification treatment.
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