KR20140124319A - 암모늄-함유 폐수의 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 활성화 탱크 (3) 를 갖는 탈암모니아화 장치 (1) 에서 암모늄-함유 폐수 (2) 를 처리하는 방법 및 장치 (1) 에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 활성화 탱크 (3) 로부터 활성화 슬러지가 적어도 단속적으로 하이드로사이클론 (5) 에 도입되고, 상기 하이드로사이클론 (5) 에서의 상기 활성화 슬러지의 분리 후에, 조밀한 분획, 및 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 를 주로 함유하는 경질 분획 쌍방이, 상기 장치 (1) 의 적어도 하나의 활성화 탱크 (3) 로 복귀된다. 하이드로사이클론 (5) 에서의 활성화 슬러지의 분리 동안, 상기 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 보다 더 높은 밀도를 갖는 상기 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 는 상기 하이드로사이클론 (5) 에서의 원심력 및 동유체력 (hydrodynamic forces) 에 의해 상기 하이드로사이클론 (5) 의 거친 내벽 표면에 침전되고, 빠르게 이동하는 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 와 하이드로사이클론 (5) 의 정적인 (stationary) 거친 내벽 표면 사이의 상대 운동에 의해 마모력 (abrasive forces) 이 생성되고, 상기 마모력을 통해, 상기 암모늄-산화 박테리아 (anammox), 특히 플랑크토마이세테스 과립에 존재하는 유기 또는 무기 플라크가 적어도 부분적으로 제거된다.

Description

암모늄-함유 폐수의 처리 방법 및 장치{PROCESS AND FACILITY FOR TREATING AMMONIUM-CONTAINING WASTEWATER}
본 발명은, 적어도 하나의 활성화 탱크를 갖는 탈암모니아화 장치에서 암모늄-함유 폐수를 처리하는 방법으로서, 먼저, 암모늄이 호기성 산화 박테리아 (AOB) 에 의해 반응하여 아질산염을 형성하고, 그리고 나서, 암모늄 및 아질산염이 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 에 의해, 특히 플랑크토마이세테스 (Planctomycetes) 에 의해 반응하여 원소 질소를 형성하며, 상기 활성화 탱크로부터 슬러지가 하이드로사이클론에 공급되어, 상기 하이드로사이클론에서, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 를 주로 함유하는 조밀한 분획, 및 경질 분획으로 분리되고, 상기 조밀한 분획은 상기 활성화 탱크로 복귀되는, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법에 관한 것이다.
그리고, 본 발명은, 암모늄-함유 폐수를 처리하기 위한 탈암모니아화 장치로서, 적어도 하나의 활성화 탱크, 및 활성화 탱크로부터의 슬러지를, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 를 주로 함유하는 조밀한 분획, 및 경질 분획으로 분리하기 위한 적어도 하나의 하이드로사이클론을 갖고, 상기 하이드로사이클론은, 상기 슬러지를 도입하기 위해 활성화 탱크에 유동 연결되어 있는 공급부; 분리된 조밀한 분획을 상기 활성화 탱크로 복귀시키기 위해 상기 활성화 탱크에 유동 연결된 언더플로우; 및 분리된 경질 분획을 상기 하이드로사이클론으로부터 제거하기 위한 오버플로우를 갖는, 탈암모니아화 장치에 관한 것이다.
활성화-슬러지 프로세스는 하수 처리장에서의 생물학적 폐수 정제를 위한 프로세스이다. 여기서, 통상적인 생활 폐수는 유기 불순물이 실질적으로 없고, 즉 활성화 슬러지로 불리는 호기성 케모오르가노헤테로트로픽 (chemoorganoheterotrophic) 미생물의 대사 활동에 의해 정제된다. 상기 프로세스는 거친 (coarse) 분획들의 분리 또는 침강 후에 시작되며, 상기 거친 분획은 탈수, 분리, 소화 및 연소될 수 있다. 생활 폐수의 경우, 이 프로세스는 고전적인 집중 처리 프로세스에 속한다. 현탁 물질, 화학적 산소 요구량 (COD), 생화학적 산소 요구량 (BOD5) 및 질소 화합물 (N) 의 함량을 감소시키기 위한 폐수에서의 양호한 정제 활동도로 인해, 일반적인 유용성이 유리하다.
활성화-슬러지 프로세스에 따른 장치는 연속적으로, 즉 연속 유동 모드로 (종래 활성화 장치), 또는 불연속적으로 (SBR 장치) 작동될 수 있다. 그리고, 멤브레인에 의해 슬러지로부터 정제수가 분리되는 멤브레인 활성화 장치로 불리는 것도 또한 존재한다. 모든 변형들은 물에 현탁된 박테리아 매스 또는 바이오매스 (활성화 슬러지로도 불림) 가 폐수의 생물학적 정제를 맡는다는 사실을 공통적으로 갖는다. 이러한 목적을 위해, 각 장치는, 폐수가 활성화 슬러지와 혼합되어서 활성화 슬러지와 강하게 접촉하게 되는 적어도 하나의 활성화 탱크를 갖는다.
폐수 성분들의 열화에 의해 호기성 생물학적 폐수 정제 동안 활성화 탱크에서 형성되는 바이오매스를 활성화 슬러지라고 부른다. 이는 실질적으로 박테리아, 균류, 원생동물, EPS 및 다른 성분으로 구성된다. 미생물적 연구에 의해, 활성화 슬러지 플록 (flocs) 이 박테리아 및 원생동물에 의해 "활성화"되는 것이 입증되었다. 그러므로, 활성화 슬러지 플록을 활성화 슬러지라고 부른다. 활성화 슬러지는, 활성화 슬러지 프로세스에서의 기술적 사용에 있어서, 일반적으로 활성화 슬러지 플록의 형태로 존재하고, 이는 살아 있는 그리고 죽은 바이오매스 외에도, 흡착된 그리고 에워싸인 유기 화합물 및 미네랄을 함유한다.
활성화 슬러지 프로세스에서, 활성화 슬러지를 통하여 폐수의 오염물질의 분해 (breakdown) 후에, 이 슬러지는 2 차 퇴적으로 불리는 것으로, 정제된 물로부터 분리된다. 분리된 슬러지의 대부분은 복귀 슬러지 또는 재순환 슬러지로서 활성화 탱크로 복귀된다. 그 결과, 활성화 탱크에서 활성화 슬러지 농도가 유지될 수 있는 것이 보장된다. 복귀 슬러지에 존재하는 활성화 플록은 활성화의 정제 능력을 갱신한다. 활성화 슬러지의 재순환되지 않은 더 작은 체적 유량을 잉여 슬러지라 부른다. 그러므로, 잉여 슬러지는, 일정한 소망 바이오매스 농도를 유지하기 위해 취해져서 슬러지 처리로 펌핑되는 활성화 슬러지의 분획이다. 이러한 제거된 바이오매스 성장은 주된 슬러지와 함께 슬러지 소화에 일반적으로 공급되고, 최종적으로 슬러지 탈수에 공급된다.
통상정인 하수 처리장에서, 오늘날, 질소 제거를 위해 생물학적 질화/탈질이 사실상 배타적으로 이용된다. 질소 제거는 암모늄 (NH4), 아질산염 (NO2) 및 질산염 (NO3) 과 같은 생물학적으로 이용가능한 질소 화합물이 무해한 최종 생성물로서 주변 공기로 탈기되는 원소 질소 (N2) 로 전환되는 것을 의미한다. 질화에서, 암모늄은 산소에 의해 산화되어 중간 아질산염을 거쳐 질산염을 형성한다. 후속 탈질에서, 질산염은 제 1 환원 단계에서 아질산염으로 환원되고, 제 2 환원 단계에서 질소로 환원된다.
생물학적 질화/탈질은 높은 산소 요구량 및 그와 함께 에너지 소비의 단점이 있다. 그리고, 탈질에서, 유기 탄소가 소비되고, 이는 추가 정제 프로세스 및 슬러지 특성에 불리한 영향을 미친다.
질화/탈질에 비해, 탈암모니아화에서는, 단지 40 % 의 산소가 요구되며, 질소 제거를 위한 에너지 소비는 60 % 만큼 감소한다. 탈암모니아화는 유기 탄소가 요구되지 않는 독립 영양 프로세스이다. 따라서, 남아 있는 정제 프로세스가 더 안정적이다.
또한, 탈암모니아화는, 예컨대 암모니아 농도가 높은 폐수의 경우에, 생물학적 질소 제거를 위한 효율적인 프로세스이다. 현탁된 바이오매스를 사용한 생물학적 탈암모니아화의 경우, 2 개의 박테리아 군, 즉 첫 번째로 암모늄과 반응하여 아질산염을 형성하는 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB), 및 두 번째로 혐기성 암모늄-산화 및 원소 질소-생성 박테리아 (anammox), 특히 플랑크토마이세테스가 참여하는데, 이는 사전에 생성된 아질산염을 이용하여 이 단계를 수행한다.
호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 는, 물질 전환율에 기초하여, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 보다 10 배 더 많은 신규 박테리아 매스를 생성한다. 따라서, 1-슬러지 시스템에서의 슬러지의 체류 시간은 적어도, 느린 성장 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 가 축적될 수 있을 만큼 충분히 길어야 한다.
1단계 및/또는 2단계 탈암모니아화를 위한 프로세스는 예컨대 WO 2007/033393 A1 또는 EP 0 327 184 B1 으로부터 이미 충분히 알려져 있다.
이 경우, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 의 상당히 더 긴 생성 시간이 특히 불리하며, 이 생성 시간은 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 의 생성 시간보다 인자 10 만큼 더 길다. 그 결과, 탱크에서의 슬러지 및/또는 박테리아의 체류 시간이 충분히 긴 경우에만 안정적인 시스템을 형성할 수 있다. 이는 결국 큰 반응 체적 및 그에 따라 구성된 탱크를 초래한다.
그리고, 충분히 높은 폐수 온도 (> 25 ℃) 는 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 의 존재 및/또는 성장을 위한 기반이다. 그러나, 폐수를 가열하는 것은 에너지적으로 매우 비용이 많이 들고, 이러한 이유로 기재된 프로세스는 저온의 폐수의 경우에 경제적으로 이용 또는 실현될 수 없다.
그리고, 호기성 조건 하에서, 형성된 아질산염을 질산염으로 전환시키는 그러한 박테리아 군 (NOB) 의 존재가 불리한 것으로 드러났다. 이러한 박테리아의 군은 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 에 비해 인자 10 만큼 더 짧은 생성 시간을 갖는다. 이러한 상이한 생성 시간을 보상하기 위해, 매우 낮은 산소 레벨 (< 0.4 ㎎ O2/ℓ) 에서 1-슬러지 시스템의 폭기 단계 (aerated phase) 를 작동시키는 것은 이미 고려되었다. 그 결과, 질산염-형성 박테리아 (NOB) 가 아질산염을 전환시키는데 산소를 전혀 또는 거의 이용할 수 없고, 이는 결국 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 에게 매우 유리하다. 그러나, 폭기 단계 동안의 감소된 산소 공급은, 암모늄의 아질산염으로의 호기성 전환이 또한 산소-제한되므로 매우느리게 진행한다는 단점을 갖는다.
아질산염-형성 박테리아 (AOB) 에 비해 인자 10 만큼 더 긴 생성 시간을 갖는 느리게 성장하는 플랑크토마이세테스는, 매우 많은 개별 박테리아가 플랑크토마이세테스 과립으로 불리는 구형 응집물을 형성한다는 특별한 성질을 갖는다. 이 플랑크토마이세테스 과립은 매우 높은 밀도 (1010 박테리아/㎖) 를 갖는다.
처리될 폐수는 분해될 암모늄뿐만 아니라, 유기 산, 및 전체 파라미터 "용존 COD"에 의해 묘사되고 수백 ㎎/ℓ 이하 (전형적으로 100 ~ 2000 ㎎/ℓ) 일 수 있는 다른 유기 물질과 같은 유기 물질을 함유한다. 이러한 유기 물질은 매우 빠른 성장 종속 영양 박테리아에 의해 분해된다. 종속 영양 박테리아는 플랑크토마이세테스 과립에 종종 서식하고, 유기 커버링 층 또는 플라크 (plaque) 로 이를 덮는다. 커버링 층은 확산을 제한하고, 그 결과 암모늄 (NH4) 및 아질산염 (NO2) 의 원소 질소 (N2) 로의 전환을 더 어렵게 만드는데, 그 이유는 기질 (NH4 및 NO2) 이 전환을 위해 플랑크토마이세테스에 이용가능하기 전에 이 커버링 층을 먼저 통과해야 하기 때문이다.
처리될 폐수, 종종 슬러지 소화 (하수 슬러지의 혐기성 안정화) 로부터의 폐수 또는 일반적으로 암모늄 (NH4) 및 유기 분해가능 물질뿐만 아니라 높은 질소 농도를 갖는 폐수는, 예컨대 탄산칼슘 및/또는 스투루바이트 (struvite) 와 같은 무기 물질을 또한 함유하고, 이 무기 물질은 비슷하게 플랑크토마이세테스 과립의 표면에 퇴적될 수 있다. 또한, 수백 ㎎/ℓ 이하 (전형적으로 50 ~ 1000　㎎/ℓ) 일 수 있는, 폐수에 존재하는 현탁 물질은, 플랑크토마이세테스 과립의 커버링 층을 형성하거나 증가시킨다.
확산 제한으로 인한, 플랑크토마이세테스 과립의 커버링은, 탈암모니아화 장치의 성능의 큰 하락으로 이어진다. 코팅되지 않은 자유 (free) 플랑크토마이세테스 과립 및 커버링 층을 갖는 과립 사이의 비교 측정은 인자 4 ~ 6 만큼 질소의 특정 전환율 (mg　N/g　DM) 의 차를 보여주었다.
플랑크토마이세테스 과립의 디포짓 또는 플라크는 심지어 육안으로 확인될 수 있다. 코팅되지 않은 자유 과립은 진한 적색/녹-적색 (rust-red) 이고, 플라크-코팅된 과립은, 코팅 정도에 따라, 밝은 적색/갈색 내지 짙은 갈색이다.
EP　2　163　524　B1 은 처음에 언급한 타입의 프로세스 및 탈암모니아화 장치를 이미 개시하고 있다. 개시된 프로세스에서, 장치에서 일정한 바이오매스 농도를 유지하기 위해 취해진 잉여 슬러지는 폐기 내지 슬러지 소화에 공급되지 않고, 하이드로사이클론에 공급되어, 그곳에서 조밀한 (dense) 분획 (언더플로우) 및 경질 분획 (오버플로우) 으로 분리된다. 이 경우, 잉여 슬러지를, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 를 주로 함유하는 조밀한 상, 및 경질 상 (AOB) 으로 분리하기 위해, 잉여 슬러지에 존재하는 두 박테리아 군 (anammox/AOB) 의 밀도 차가 이용된다. 조밀한 상에 존재하는 박테리아 군 (anammox) 을 장치의 활성화 탱크에 복귀시킴으로써, 느린 성장 박테리아 군 (anammox) 은 활성화 탱크에서 풍부하게 된다.
분리될 2 개의 슬러지 분획, 즉 경질 분획 및 조밀한 분획은, 밀도에서 뿐만 아니라 생물학적 특성에서도 현저하게 상이하다. 이들은 박테리아의 완전히 상이한 군이다. 복수의 개별 박테리아로 구성되는 플랑크토마이세테스 과립은, 플록 형태로 존재하는 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 에 비해, 현저하게 더 큰 밀도를 갖는다. 2 개의 박테리아 군 사이에 존재하는 밀도 차로 인해, 제거된 잉여 슬러지는 조밀한 플랑크토마이세테스-과립-함유 상, 및 플록-타입 슬러지 분획을 함유하는 경질 상으로 분리될 수도 있다. 플랑크토마이세테스 과립은, 밀도 차로 인해, 플록보다 현저하게 더 중질이다.
본 발명의 목적은 암모늄-함유 폐수를 처리하기 위한 향상된 방법을 제공하는 것이다. 그리고, 본 발명의 목적은 암모늄-함유 폐수를 처리하기 위한 향상된 탈암모니아화 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적 중 전자는 본 발명에 따라 청구항 1 의 특징에 따른 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 다른 구성은 종속 청구항 2 내지 9 에서 발견될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법으로서, 활성화 탱크로부터 활성화 슬러지가 적어도 단속적으로 하이드로사이클론에 도입되고, 하이드로사이클론에서의 활성화 슬러지의 분리 후에, 조밀한 분획, 및 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 를 주로 함유하는 경질 분획 쌍방이, 장치의 적어도 하나의 활성화 탱크로 복귀되고, 하이드로사이클론에서의 활성화 슬러지의 분리 동안, 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 보다 더 높은 밀도를 갖는 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 는 하이드로사이클론 (5) 에서의 원심력 및 동유체력 (hydrodynamic forces) 에 의해 하이드로사이클론의 거친 내벽 표면에 침전되고, 빠르게 이동하는 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 와 하이드로사이클론의 정적인 (stationary) 거친 내벽 표면 사이의 상대 운동에 의해 마모력 (abrasive forces) 이 생성되고, 상기 마모력을 통해, 암모늄-산화 박테리아 (anammox), 특히 플랑크토마이세테스 과립에 존재하는 유기 또는 무기 플라크가 적어도 부분적으로 제거되는, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법이 제공된다.
이로써, 암모늄-함유 폐수를 처리하기 위한 향상된 방법이 제공되는데, 왜냐하면 플랑크토마이세테스 과립으로서 존재하는 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 에서의 확산 제한을 나타내는 유기 또는 무기 플라크가 제거된다는 점에서, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 를 통해 원소 질소를 형성하는 암모늄과 아질산염의 반응이 촉진되기 때문이다. 여기서, 플라크는 과립으로부터 부드럽게 제거 또는 씻겨 없어지므로, 과립 자체가 마모력에 의해 파괴되지 않는다. 장치의 소망 질소 전환율에 있어 과립 구조의 획득이 근본적으로 중요하다. 조밀한 분획뿐만 아니라 경질 분획을 하이드로사이클론에서의 분리 후에 동일한 활성화 탱크 (하이드로사이클론에 도입된 활성화 슬러지가 활성화 탱크로부터 또한 제거됨) 로 복귀시킴으로써, 탈암모니아화에 요구되는 박테리아 종들, 즉 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox), 특히 플랑크토마이세테스 과립과, 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB), 특히 니트로소모나스 (Nitrosomonas) 의 비가 장치에서 또는 생물학적 시스템에서 유지된다. 동시에, 플라크를 제거함으로써, 질소 전환율이 증가하게 된다. 플록 형태로 존재하는 호기성 암모늄-산화 박테리아가 활성화 슬러지의 경질 분획에 주로 존재하므로, 효율적인 탈암모니아화 및 양호한 질소 전환율에 있어, 플랑크토마이세테스 과립뿐만 아니라, 경질 분획도 활성화 탱크로 복귀되는 것이 필수적이다.
그러므로, 하이드로사이클론에서, 복수의 개별 박테리아의 응집물로서 존재하는 플랑크토마이세테스 과립은 플록 형태로 존재하는 호기성 암모늄-산화 박테리아에 비해 더 큰 밀도로 인해 하이드로사이클론의 거친 내벽 표면에 퇴적된다. 거친 내벽 표면은 인접한 내벽 표면 또는 통상적인 하이드로사이클론의 내벽 표면에 비해 더 큰 거칠기를 갖는다. 이 경우, 내벽 표면은 자체로 거칠게 되거나, 또는 더 큰 거칠기를 형성하거나 거친 표면 코팅을 가질 수 있다. 거친 내벽 표면과의 접촉으로 인해, 개별 박테리아의 응집물 또는 개별 박테리아 자체를 파괴함이 없이 과립에서의 유기 또는 무기 플라크가 부드럽게 제거되도록, 형성되는 과립에 마모력이 도입된다. 플라크의 제거 후에, 과립은 하이드로사이클론의 언더플로우를 통해 활성화 탱크로 복귀된다.
주로 경질 분획에서 플록 형태로 존재하는 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 는 과립에 비해 현저하게 더 낮은 밀도로 인해 하이드로사이클론에서 형성되는 상향 내부 와류를 통해 하이드로사이클론의 오버플로우로부터 배출된다. 그 결과, 이 박테리아 (AOB) 는 콘에서 거친 내벽 표면과 강하게 접촉하지 않게 되고, 따라서 이 박테리아 플록은 마모력에 노출되지 않고, 하이드로사이클론으로부터 실질적으로 손상됨이 없이 제거되어 활성화 탱크로 복귀될 수 있다. 이는 어떤 경우에도 플록-타입 박테리아의 더 불량한 침강 특성이 적어도 유지될 수 있음을 의미한다. 대조적으로, 플록 구조의 파괴는 탈암모니아화에 필요한 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 가 생물학적 시스템으로부터 또는 활성화 탱크로부터 슬러지 워터와 함게 배출되는 식으로 침강 특성을 악화시킬 것이다.
질소의 특정 전환율 (mg　N/g　DM) 은 본 발명에 따른 방법 및 플랑크토마이세테스 과립으로부터의 확산 제한으로서 작용하는 유기 또는 무기 플라크의 제거에 의해 인자 4 ~ 6 만큼 증가된다.
더욱이, 실제로, 하이드로사이클론의 활성화 슬러지가 중력 가속도의 30 ~ 180 배의 원심력에 노출되는 것이 특히 유리하다고 밝혀졌다. 이 정도 크기의 원심력 및 그로부터 얻어지는 활성화 슬러지 (특히 조밀한 분획) 의 높은 속도의 경우, 플랑크토마이세테스 과립에서의 플라크는 거의 완전히 제거된다. 낮은 값에서는, 플라크가 전혀 절개되지 않거나 단지 매우 낮은 절개만 진행되고, 비교적 큰 값에서는, 복수의 개별 박테리아로 구성된 과립 또는 개별 박테리아 자체가 파괴된다.
그리고, 하이드로사이클론에서 분리되는 활성화 슬러지의 조밀한 분획 및 경질 분획은 활성화 탱크에 각각 완전히 복귀되는 것이 유리하다고 밝혀졌다. 상기 복귀는, 활성화 탱크로부터 하이드로사이클론로 도입된 활성화 슬러지는 동일한 활성화 탱크로 완전히 복귀되어서, 탈암모니아화에 참여하는 박테리아 종들 (anammox, AOB) 사이의 균형잡힌 비율이 장치의 활성화 탱크에서 이용가능한 것을 보장한다.
하이드로사이클론에서의 활성화 슬러지의 분리 동안, 혐기성 암모늄-산화 박테리아를 주로 함유하는 조밀한 분획이 하이드로사이클론의 원뿔형 세그먼트에 배치된 거친 내벽 표면과 접촉하여, 하이드로사이클론의 언더플로우를 통해 그로부터 제거되고, 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 를 주로 함유하는 경질 분획이 하이드로사이클론의 원통형 세그먼트의 매끄러운 내벽 표면과 접촉하여, 하이드로사이클론의 오버플로우를 통해 그로부터 제거되면, 본 방법의 유리한 국면이 또한 달성된다. 이는, 마모력이 단지 플랑크토마이세테스 과립에 작용하여서 유기 또는 무기 플라크를 제거하는 한편, 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 만이 원통형 세그먼트의 매끄러운 내벽 표면과 접촉하게 됨을 의미한다. 그 결과, 플록 형태로 존재하는 호기성 암모늄-산화 박테리아의 파괴가 방지될 수 있다. 내벽 표면의 선택된 거칠기는 하이드로사이클론의 원통형 세그먼트의 직경에 의존한다. 원통형 세그먼트의 직경이 더 커질수록, 선택되는 거칠기가 더 커져야 한다. 실험에서, 표면이 100 ㎛ 이하의 입상도 (granularity) 를 가져야 한다는 것이 밝혀졌다.
활성화 슬러지가 하이드로사이클론에 도입되어 조밀한 분획과 경질 분획으로 분리되고 조밀한 분획과 경질 분획 쌍방이 활성화 탱크로 복귀되는 제 1 의 미리 결정된 기간 후에, 활성화 탱크로부터 제 2 의 미리 결정된 기간 동안 취해진 잉여 슬러지가 활성화 슬러지 대신에 하이드로사이클론에 공급되고, 잉여 슬러지는 하이드로사이클론에서 조밀한 분획 및 경질 분획으로 분리되고, 단지 조밀한 분획만이 활성화 탱크로 복귀되거나 또는 수집되어 제 2 장치의 활성화 탱크에 공급되는 한편, 경질 상은 폐기되면, 본 발명에 따른 방법의 특히 유리한 국면이 또한 제공된다.
제 1 기간 동안, 조밀한 분획에 존재하는 플랑크토마이세테스 과립은 세척되고 그리고/또는 과립에 존재하는 유기 또는 무기 플라크는 적어도 부분적으로 제거된다. 대조적으로, 제 2 기간 동안, 경질 분획의 폐기 및 장치의 활성화 탱크로의 조밀한 분획의 복귀를 통해, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 의 느린 성장 군은 생물학적 시스템에서 그리고/또는 활성화 탱크에서 풍부하다. 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 의 분획은, 탱크의 반응 체적이 상응하게 감소되고 장치의 프로세스 안정성이 증가하도록 제 2 기간 동안 상승될 수 있다.
이 경우, 실제로, 제 1 기간의 길이가 제 2 기간의 길이보다 더 긴 것이 특히 적절하다고 밝혀졌다. 실제로, 제 1 기간의 길이가 제 2 기간의 길이의 대략 1.5 ~ 4 배인 것이 유리하다고 밝혀졌다. 특히 바람직하게는, 활성화 슬러지가 하이드로사이클론의 총 러닝 (running) 시간의 70 % 동안 하이드로사이클론에 도입되고, 잉여 슬러지가 총 러닝 시간의 30 % 동안 도입된다. 여기서, 개별 기간의 길이는 하이드로사이클론의 개수와 개별 크기, 활성화 탱크의 크기, 및 달성되는 장치의 질소 전환율에 따라 조정된다.
또한, 본 발명에 따르면, 교대로 또는 연속적으로, 하이드로사이클론에, 제 1 기간 동안 활성화 슬러지가 도입되고, 제 2 기간 동안 잉여 슬러지가 도입된다. 이는 제 2 기간 동안의 잉여 슬러지의 도입에 이어, 활성화 슬러지가 하이드로사이클론에 도입되는 제 1 기간이 다시 뒤따른다는 것을 의미한다.
두 번째로 언급된 목적은 본 발명에 따라 청구항 10 의 특징에 따른 탈암모니아화 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 다른 구성은 종속 청구항 11 내지 17 에서 발견될 수도 있다.
그러므로, 본 발명에 따르면, 암모늄-함유 폐수를 처리하기 위한 탈암모니아화 장치로서, 하이드로사이클론에 도입되는 슬러지가 활성화 슬러지로서 형성되고, 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 를 주로 함유하는 분리된 경질 분획을 활성화 탱크로 복귀시키기 위한 하이드로사이클론의 오버플로우가 활성화 탱크에 유동-연결되고, 적어도 하나의 하이드로사이클론이 원통형 세그먼트 및 원뿔형 세그먼트를 갖고, 원뿔형 세그먼트의 내벽 표면이 적어도 섹션에서 거칠고, 원뿔형 세그먼트의 거친 내벽 표면이 원통형 세그먼트의 내벽 표면보다 더 큰 거칠기를 갖는, 탈암모니아화 장치가 제공된다.
하이드로사이클론의 그러한 구성 및 활성화 탱크에의 하이드로사이클론의 유동-연결은 암모늄-함유 폐수를 처리하기 위한 향상된 탈암모니아화 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 장치에 의해, 플랑크토마이세테스 과립에 위치되는 유기 또는 무기 플라크가 부드럽게 그리고 본 방법에서 특히 효과적으로 제거될 수 있다. 확산 제한으로서 작용하는 플라크의 제거는 플랑크토마이세테스를 통해 원소 질소를 형성하는 암모늄과 아질산염의 반응을 실질적으로 용이하게 한다.
원통형 세그먼트보다 더 큰 거칠기를 갖는 하이드로사이클론의 원뿔형 세그먼트는 플라크를 제거하는데 필요한 마모력이 단지 조밀한 분획에만 도입되는 것을 보장한다. 경질 분획은 더 낮은 밀도로 인해 하이드로사이클론에서 형성되는 상향 내부 와류에 의해 오버플로우를 통해 배출되므로, 경질 분획은 하이드로사이클론의 원뿔형 세그먼트의 거친 내벽 표면과 접촉하지 않게 된다. 그러므로, 마모력이 경질 분획에 도입되지 않고, 따라서 경질 분획에서 플록 형태로 존재하는 박테리아 (AOB) 가 파괴되지 않는다. 이는 특히 이 슬러지 분획의 훨씬 더 불량한 침강 특성 때문에 매우 유리하다. 파괴는 침강 특성을 더 손상시키고, 그 결과 이 박테리아는 생물학적 시스템으로부터 또는 활성화 탱크로부터 배출되고, 탈암모니아화를 위해 더 이상 이용될 수 없다.
하이드로사이클론의 원뿔형 세그먼트의 내벽 표면이 적어도 섹션에서 100 ㎛ 이하의 입상도를 갖는 거칠기를 갖는 것이 실제로 특히 적절하다고 밝혀졌다. 더 높은 입상도의 경우, 응집물로 존재하는 혐기성 암모늄-산화 박테리아, 즉 플랑크토마이세테스 과립이 파괴될 것이다. 여기서, 개별 경우에 선택될 거칠기는 하이드로사이클론의 선택된 직경에 특히 의존한다. 하이드로사이클론의 원통형 세그먼트의 직경이 커질수록, 선택되는 거칠기가 더 커져야 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 원뿔형 세그먼트의 내벽 표면은 더 큰 거칠기를 갖는 표면 코팅을 갖는다. 여기서, 표면 코팅 및 원뿔형 세그먼트의 내벽 표면은 일 피이스로 형성되거나, 또는 표면 코팅은 원뿔형 세그먼트의 내벽 표면에, 예컨대 아교접착 (gluing) 에 의해, 단단히 결합될 수 있다.
여기서, 하이드로사이클론은 치수-안정적인 플라스틱으로 적어도 부분적으로 구성되고 그리고/또는 표면 코팅은 산화알루미늄으로 구성되는 것이 특히 유리한 것으로 밝혀졌다. 이러한 실시형태의 하이드로사이클론은 하이드로사이클론의 간단하고 재현가능한 생산을 보장한다. 여기서, 하이드로사이클론은 사출 성형에 의해 생산될 수 있고, 표면 코팅을 형성하는 산화알루미늄은 플라스틱의 도입 전에 몰드 내에 또는 코어 상에 적용된다. 그러면, 냉각 작업 동안, 산화알루미늄은 하이드로사이클론의 내벽 표면과 결합하여, 일 피이스 부품을 형성한다. 하이드로사이클론의 표면에의 산화알루미늄의 포함으로 인해, 내벽 표면에의 산화알루미늄의 프로세스-안전 (process-safe) 고정이 발생한다. 표면 코팅의 소망 입상도에 따라, 산화알루미늄의 양 및/또는 그레인 크기가 조정될 수 있다.
표면 코팅이 필름으로서 또는 직물 (woven fabric) 로서 구성되면, 특히 간단한 가능성이 또한 획득된다. 그리고, 이는 하이드로사이클론의 적절한 표면에 필름 본딩에 의해 고정될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 원뿔형 세그먼트의 내벽 표면의 더 큰 거칠기는 기계적 및/또는 화학적 처리 기술에 의해 형성될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 거칠기는 하이드로사이클론의 내벽 표면에 또는 그 내부에 도입될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시형태에 따르면, 원통형 세그먼트의 내벽 표면은 매끄럽게 구성된다. 이 경우, 원통형 세그먼트의 내벽 표면과 접촉하는 호기성 암모늄-산화 박테리아의 파괴가 방지된다.
본 발명은 다양한 실시형태가 가능하다. 본 발명의 기본 원리를 더 명확히 하기 위해, 다양한 실시형태 중 하나를 도면에 나타내고 이하에서 설명한다.
도 1 은 암모늄-함유 폐수를 처리하기 위한 장치를 보여주는 개략도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 하이드로사이클론의 유동 조건을 보여주는 사시도이다.
도 3 은 도 1 에 나타낸 하이드로사이클론을 보여주는 측면도이다.
도 1 은 암모늄-함유 폐수 (2) 를 처리하기 위한 탈암모니아화 장치 (1) 를 보여준다. 본 장치 (1) 는 SBR 장치 (연속 회분식 반응기; Sequencing Batch Reactor) 로서, 2차 정화가 이루어지는 종래의 활성화 장치로서, 또는 바이오매스의 잔류를 위한 멤브레인을 갖는 멤브레인 설비로 불리는 것으로서 구성될 수 있다. 상기 장치 (1) 는, 폐수 (2) 가 현탁 바이오매스 또는 활성화 슬러지와 혼합되어 그와 강하게 접촉하는 적어도 하나의 활성화 탱크 (3) 를 갖는다.
펌프 (4) 에 의해, 슬러지-물 혼합체로 구성된 활성화 슬러지가 활성화 탱크 (3) 로부터 하이드로사이클론 (5) 에 공급된다 (화살표 6). 하이드로사이클론 (5) 은 원통형 세그먼트 (7) 및 원뿔형 세그먼트 (8) 를 갖는다. 원통형 세그먼트 (7) 는 50 ㎜ ~ 250 ㎜ 의 직경을 갖는다. 하이드로사이클론 (5) 은 하이드로사이클론 (5) 의 원통형 세그먼트 (7) 의 직경에 따라 1.1 bar ~ 2.1 bar 인 전달 압력으로 펌프 (4) 를 통해 충전된다. 원통형 세그먼트 (7) 로 개방된 공급부 (9) 를 통해, 활성화 슬러지가 하이드로사이클론 (5) 에 도입되고, 그 안에서, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox), 특히 플랑크토마이세테스 과립을 주로 함유하는 조밀한 분획, 및 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB), 특히 니트로소모나스를 주로 함유하는 경질 분획으로 분리된다. 조밀한 분획은 하이드로사이클론 (5) 으로부터 원뿔형 세그먼트 (8) 를 통해 언더플로우 (10) 를 경유하여 제거되어 활성화 탱크 (3) 로 복귀된다 (화살표 11). 유사하게, 경질 분획은 하이드로사이클론 (5) 의 오버플로우 (12) 를 통해 활성화 탱크 (3) 로 복귀된다 (화살표 13). 그러므로, 활성화 탱크 (3) 로부터 하이드로사이클론 (5) 에 도입된 활성화 슬러지의 전부는 조밀한 분획과 경질 분획으로 분할되기는 하지만 활성화 탱크 (3) 로 또한 복귀된다. 여기서, 조밀한 분획은 하이드로사이클론 (5) 의 공급부 (9) 에서 도입된 활성화 슬러지의 대략 80 % 를 포함하고, 경질 분획은 대략 20 % 를 포함한다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 하이드로사이클론 (5) 에서의 유동 조건을 보여주고, 도 3 은 하이드로사이클론 (5) 의 측면도이다. 활성화 탱크 (3) 로부터 활성화 슬러지가 공급부 (9) 를 경유하여 하이드로사이클론 (5) 의 원통형 세그먼트 (7) 에 접선방향으로 도입된다. 이로써, 활성화 슬러지는 원형 경로로 힘을 받고, 하향 외측 와류 (14) 로 하향 유동한다. 하이드로사이클론 (5) 의 원뿔형 세그먼트 (8) 에서의 테이퍼링 (tapering) 을 통해, 체적이 안쪽으로 변위되고, 원뿔형 세그먼트 (8) 의 하측 영역에 댐 (damming) 이 존재하여서, 오버플로우 (12) 를 통해 하이드로사이클론 (5) 으로부터 벗어나는 상향 내측 와류 (15) 가 형성된다. 조밀한 분획은 하이드로사이클론 (5) 의 내벽 표면 (16) 에 있고, 언더플로우 (10) 를 통해 하이드로사이클론 (5) 으로부터 제거되는 반면, 경질 분획은 오버플로우 (12) 를 통해 하이드로사이클론 (5) 으로부터 제거된다. 활성화 슬러지는, 도시된 하이드로사이클론 (5) 내에서, 중력 가속도 (g) 의 30 ~ 180 배의 원심력을 받는다.
하이드로사이클론 (5) 의 내부 (17) 를 향하는 원뿔형 세그먼트 (8) 의 내벽 표면 (16) 은, 하이드로사이클론 (5) 의 내부 (17) 를 향하는 원통형 세그먼트 (7) 의 내벽 표면 (19) 보다 더 큰 거칠기를 갖는 거친 표면 코팅 (18) 을 갖는다. 표면 코팅 (18) 은 100 ㎛ 이하의 입상도를 갖고, 예컨대 하이드로사이클론 (5) 의 플라스틱 재료에 일 피이스로 결합된 산화알루미늄에 의해 형성된다. 표면 코팅 (18) 의 선택된 거칠기는 선택된 하이드로사이클론 (5) 의 직경에 의존한다. 원통형 세그먼트 (7) 의 직경이 커질수록, 표면 코팅 (18) 의 선택된 거칠기가 커져야 한다.
장치 (1) 의 활성화 탱크 (3) 에서의 암모늄-함유 폐수 (2) 의 탈암모니아화에서, 먼저, 호기성 산화 박테리아 (AOB) 에 의해, 암모늄이 반응하여, 아질산염을 형성한다. 그리고 나서, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 에 의해, 특히 플랑크토마이세테스에 의해, 암모늄 및 아질산염이 반응하여, 원소 질소를 형성한다. 이 경우 플랑크토마이세테스는 플록 형태로 존재하는 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 에 비해 실질적으로 더 큰 밀도를 갖는 복수의 개별 박테리아로 구성된 과립으로서 존재한다. 그러므로, 활성화 탱크 (3) 내에 위치된 활성화 슬러지는 공급부 (9) 를 통해 하이드로사이클론 (5) 내로 접선방향으로 도입된다. 하이드로사이클론 (5) 내에서, 지배적인 원심력 및 유동력 (flow force) 때문에, 활성화 슬러지는 더 높은 밀도를 갖는 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (플랑크토마이세테스 과립) 를 함유하는 조밀한 분획 및 호기성 산화 (플록-타입) 박테리아를 주로 함유하는 경질 분획으로 분리된다. 조밀한 분획의 빠르게 이동하는 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 와 하이드로사이클론 (5) 의 정적인 (stationary) 거친 내벽 표면 사이의 접촉 및 상대 운동을 통해, 플랑크토마이세테스 과립에 배치된 유기 및/또는 무기 플라크는, 언더플로우 (10) 를 통해 하이드로사이클론 (5) 으로부터 조밀한 분획이 제거되기 전에, 적어도 부분적으로 제거된다. 대조적으로, 경질 분획은 형성된 내측 와류 (15) 에 의해 원뿔형 세그먼트 (8) 의 거친 내벽 표면 (16) 과의 큰 접촉 없이 하이드로사이클론 (5) 으로부터 제거된다 (도 3 에서 점선으로 나타낸 화살표 20). 활성화 슬러지의 조밀한 분획과 경질 분획 쌍방은, 하이드로사이클론 (5) 에서의 분리 후에, 활성화 탱크 (3) 로 완전히 복귀된다.
마모력 및/또는 마모 효과는 하이드로사이클론 (5) 의 크기, 특히 원통형 섹션 (7) 의 직경, 원뿔형 세그먼트 (8) 의 내벽 표면 (16) 의 거칠기, 및 생물학적 시스템의 크기 및/또는 활성화 탱크 (3) 의 체적과 결합된 하이드로사이클론 (5) 의 러닝 시간의 조합에 의해 최적으로 조절될 수 있다.

Claims (17)

  1. 적어도 하나의 활성화 탱크 (3) 를 갖는 탈암모니아화 장치 (1) 에서 암모늄-함유 폐수 (2) 를 처리하는 방법으로서,
    먼저, 암모늄이 호기성 산화 박테리아 (AOB) 에 의해 반응하여 아질산염을 형성하고, 그리고 나서, 암모늄 및 아질산염이 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 에 의해 반응하여 원소 질소를 형성하며,
    상기 활성화 탱크 (3) 로부터 슬러지가 하이드로사이클론 (5) 에 공급되어, 상기 하이드로사이클론에서, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 를 주로 함유하는 조밀한 분획, 및 경질 분획으로 분리되고,
    상기 조밀한 분획은 상기 활성화 탱크 (3) 로 복귀되고,
    상기 활성화 탱크 (3) 로부터 활성화 슬러지가 적어도 단속적으로 상기 하이드로사이클론 (5) 에 도입되고,
    상기 하이드로사이클론 (5) 에서의 상기 활성화 슬러지의 분리 후에, 상기 조밀한 분획, 및 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 를 주로 함유하는 상기 경질 분획 쌍방이, 상기 장치 (1) 의 적어도 하나의 활성화 탱크 (3) 로 복귀되고,
    상기 하이드로사이클론 (5) 에서의 상기 활성화 슬러지의 분리 동안, 상기 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 보다 더 높은 밀도를 갖는 상기 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 는 상기 하이드로사이클론 (5) 에서의 원심력 및 동유체력 (hydrodynamic forces) 에 의해 상기 하이드로사이클론 (5) 의 거친 내벽 표면 (16) 에 침전되고, 빠르게 이동하는 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 와 하이드로사이클론 (5) 의 정적인 (stationary) 거친 내벽 표면 (16) 사이의 상대 운동에 의해 마모력 (abrasive forces) 이 생성되고, 상기 마모력을 통해, 상기 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 에 존재하는 유기 또는 무기 플라크가 적어도 부분적으로 제거되는, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 는 플랑크토마이세테스 (Planctomycetes) 인, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 는 플랑크토마이세테스 과립인, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이드로사이클론 (5) 에서 분리된 활성화 슬러지의 상기 조밀한 분획 및 상기 경질 분획은 상기 활성화 탱크 (3) 에 각각 완전히 복귀되는 것을 특징으로 하는, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이드로사이클론 (5) 에서의 상기 활성화 슬러지의 분리 동안, 상기 혐기성 암모늄-산화 박테리아를 주로 함유하는 상기 조밀한 분획은 상기 하이드로사이클론 (5) 의 원뿔형 세그먼트 (8) 에 배치된 상기 거친 내벽 표면 (16) 과 접촉하고, 이어서 상기 하이드로사이클론 (5) 의 언더플로우 (10) 를 통해 상기 원뿔형 세그먼트로로부터 제거되고,
    상기 호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 를 주로 함유하는 상기 경질 분획은 상기 하이드로사이클론 (5) 의 원통형 세그먼트 (7) 의 매끄러운 내벽 표면 (19) 과 접촉하고, 이어서 상기 하이드로사이클론 (5) 의 오버플로우 (12) 를 통해 상기 원통형 세그먼트로부터 제거되는 것을 특징으로 하는, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    활성화 슬러지가 상기 하이드로사이클론 (5) 에 도입되어 조밀한 분획과 경질 분획으로 분리되고 상기 조밀한 분획과 상기 경질 분획 쌍방이 상기 활성화 탱크 (3) 로 복귀되는 제 1 의 미리 결정된 기간 후에, 상기 활성화 탱크 (3) 로부터 제 2 의 미리 결정된 기간 동안 취해진 잉여 슬러지가 활성화 슬러지 대신에 상기 하이드로사이클론 (5) 에 공급되고, 상기 잉여 슬러지는 상기 하이드로사이클론 (5) 에서 조밀한 분획 및 경질 분획으로 분리되고, 단지 상기 조밀한 분획만이 상기 활성화 탱크 (3) 로 복귀되거나 또는 수집되어 제 2 장치의 활성화 탱크에 공급되는 한편, 경질 상은 폐기되는 것을 특징으로 하는, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 기간의 길이가 상기 제 2 기간의 길이보다 더 긴 것을 특징으로 하는, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 기간의 길이가 상기 제 2 기간의 길이의 대략 1.5 ~ 4 배인 것을 특징으로 하는, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    교대로 또는 연속적으로, 상기 하이드로사이클론 (5) 에, 제 1 기간 동안 활성화 슬러지가 도입되고, 제 2 기간 동안 잉여 슬러지가 도입되는 것을 특징으로 하는, 암모늄-함유 폐수의 처리 방법.
  10. 암모늄-함유 폐수 (2) 를 처리하기 위한 탈암모니아화 장치 (1) 로서,
    적어도 하나의 활성화 탱크 (3), 및
    활성화 탱크 (3) 로부터의 슬러지를, 혐기성 암모늄-산화 박테리아 (anammox) 를 주로 함유하는 조밀한 분획, 및 경질 분획으로 분리하기 위한 적어도 하나의 하이드로사이클론 (5) 을 갖고,
    상기 하이드로사이클론 (5) 은, 상기 슬러지를 도입하기 위해 활성화 탱크 (3) 에 유동 연결되어 있는 공급부; 분리된 조밀한 분획을 상기 활성화 탱크 (3) 로 복귀시키기 위해 상기 활성화 탱크 (3) 에 유동 연결된 언더플로우 (10); 및 분리된 경질 분획을 상기 하이드로사이클론 (5) 으로부터 제거하기 위한 오버플로우 (12) 를 갖고,
    상기 하이드로사이클론 (5) 에 도입되는 상기 슬러지는 활성화 슬러지로서 형성되고,
    호기성 암모늄-산화 박테리아 (AOB) 를 주로 함유하는 상기 분리된 경질 분획을 활성화 탱크 (3) 로 복귀시키기 위한 상기 하이드로사이클론 (5) 의 상기 오버플로우 (12) 는 상기 활성화 탱크 (3) 에 유동-연결되고,
    상기 적어도 하나의 하이드로사이클론 (5) 은 원통형 세그먼트 (7) 및 원뿔형 세그먼트 (8) 를 갖고,
    상기 원뿔형 세그먼트 (8) 의 내벽 표면 (16) 이 적어도 섹션에서 거칠고,
    상기 원뿔형 세그먼트 (8) 의 거친 내벽 표면 (16) 은 상기 원통형 세그먼트 (7) 의 내벽 표면 (19) 보다 더 큰 거칠기를 갖는, 탈암모니아화 장치 (1).
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 하이드로사이클론 (5) 의 상기 원뿔형 세그먼트 (8) 의 상기 거친 내벽 표면 (16) 은 적어도 섹션에서 입상도 (granularity) 가 100 ㎛ 이하인 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는, 탈암모니아화 장치 (1).
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 원뿔형 세그먼트 (8) 의 상기 내벽 표면 (16) 은 더 큰 거칠기를 갖는 표면 코팅 (18) 을 구비하는 것을 특징으로 하는, 탈암모니아화 장치 (1).
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 원뿔형 세그먼트 (8) 의 상기 내벽 표면 (16) 및 상기 표면 코팅 (18) 은 일 피이스로 형성되거나, 또는 상기 표면 코팅 (18) 은 상기 원뿔형 세그먼트 (8) 의 상기 내벽 표면 (16) 에 단단히 결합되는 것을 특징으로 하는, 탈암모니아화 장치 (1).
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 하이드로사이클론 (5) 은 치수-안정적인 플라스틱으로 적어도 부분적으로 구성되고 그리고/또는 상기 표면 코팅 (18) 은 산화알루미늄으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 탈암모니아화 장치 (1).
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 표면 코팅 (18) 은 필름으로서 또는 직물 (woven fabric) 로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 탈암모니아화 장치 (1).
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원뿔형 세그먼트 (8) 의 상기 내벽 표면 (16) 의 더 큰 거칠기는 기계적 및/또는 화학적 처리 기술에 의해 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는, 탈암모니아화 장치 (1).
  17. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원통형 세그먼트 (7) 의 상기 내벽 표면 (19) 은 매끄럽게 구성되는 것을 특징으로 하는, 탈암모니아화 장치 (1).
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