KR20180001263A - 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법 및 장치 - Google Patents

과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법 및 장치가 개시된다. 개시된 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법은 과산화수소의 분해 기능을 갖는 미생물 고정화 담체를 마련하는 단계(S10), 및 상기 미생물 고정화 담체에 과산화수소와 생분해성 유기물을 함유하는 원수를 통수시키는 단계(S20)를 포함한다.

Description

과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법 및 장치{Method and apparatus for treating water to simultaneously remove hydrogen peroxide and organic material therefrom}
과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법 및 장치가 개시된다. 보다 상세하게는, 과산화수소 분해 기능을 갖는 미생물 고정화 담체를 이용하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법 및 장치가 개시된다.
과산화수소는 그 자체로 살균 기능을 갖기 때문에, 과산화수소 함유수는 주로 물리화학적 수처리 공정으로 처리되고 있다. 예를 들어, 과산화수소 함유수는 과산화수소 분해 기능을 갖는 효소제를 이용하는 공정, 또는 한국공개특허공보 10-2014-0109366에 개시되어 있는 바와 같이 과산화수소 분해 반응의 촉매로서 기능하는 하향류 활성탄 공정을 이용하여 처리되고 있다.
그러나, 상술한 과산화수소의 처리를 위한 수처리 공정은 하기와 같은 한계점을 지니고 있다. 먼저, 과산화수소 분해를 위한 효소제의 가격이 비싸며, 화학 약품을 사용한다는 점에서 환경 친화적이지 않다. 또한, 과산화수소 분해 반응의 촉매로서 기능하는 활성탄 역시 기타 활성탄에 비해 단가가 비싸다. 또한, 종래의 과산화수소 제거를 위한 하향류 활성탄 공정은 고농도의 과산화수소 함유수를 처리할 경우 다량의 산소 발생으로 인해 원수 흐름에 지장이 초래되어 처리 효율이 나빠지는 문제점이 있다.
한편, 고농도의 유기물 함유수는 주로 생물학적 수처리 공정을 이용하여 처리되고 있는데, 그 이유는 생물학적 수처리 공정이 가장 경제적인 것으로 알려져 있기 때문이다.
상술한 바와 같이, 과산화수소 및 고농도의 유기물을 둘다 함유하는 원수를 처리할 경우에는 과산화수소를 처리하기 위한 물리화학적 수처리 공정 및 고농도의 유기물을 처리하기 위한 생물학적 수처리 공정이 각각 요구되어 공정이 복잡해지고 처리비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 구현예는 과산화수소 분해 기능을 갖는 미생물 고정화 담체를 이용하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 수처리 방법을 구현한 수처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
과산화수소 분해 반응의 촉매로서 기능하는 미생물 고정화 담체를 마련하는 단계(S10); 및
상기 미생물 고정화 담체에 과산화수소와 생분해성 유기물을 함유하는 원수를 통수시키는 단계(S20)를 포함하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법을 제공한다.
상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법은 상기 원수 통수 단계(S20)의 중단없이 수행되는 단계로서, 상기 원수 통수 단계(S20)에서 생성된 산소를 외부로 배출하는 단계(S30)를 더 포함할 수 있다.
상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법은 상기 미생물 고정화 담체에 외부의 공기를 공급하는 단계를 별도로 포함하지 않을 수 있다.
상기 미생물 고정화 담체는 담체 및 상기 담체에 고정된 미생물을 포함할 수 있다.
상기 담체는 활성탄을 포함할 수 있다.
상기 미생물은 호기성 미생물을 포함할 수 있다.
상기 미생물은 슈도모나스 종 CP236(Pseudomonas sp. CP236)(수탁번호: KACC 91512P), 메틸로박테리움 엑스토쿠엔스 SMIC-1(Methylobacterium extorquens SMIC-1)(수탁번호 KCTC 10946 BP), 마이코박테리움 종 SMIC-1(Mycobacterium sp. SMIC-1)(수탁번호 KCTC 10947 BP), 아시네토박터 속 SMIC-1 (Acinetobacter sp. SMIC-1)(수탁번호 KCCM 10999P), 쿠프리아비더스 속 SMIC-2 (Cupriavidus sp. SMIC-2)(수탁번호 KCCM 11000P) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 원수 통수 단계(S20)에서 상기 원수는 10 hr-1 이하의 공간속도로 처리될 수 있다.
상기 원수 통수 단계(S20)는 상기 미생물 고정화 담체에 상기 원수를 통수시키는 단계 외에 상기 미생물 고정화 담체에 별도의 과산화수소를 통수시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
원수의 입구와 처리수의 출구를 갖는 용기; 및
상기 용기 내에 충전된 미생물 고정화 담체를 포함하고,
상기 원수는 과산화수소와 생분해성 유기물을 함유하고,
상기 미생물 고정화 담체는 상기 과산화수소의 분해 반응의 촉매 및 상기 생분해성 유기물의 분해제로서 기능하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치를 제공한다.
상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치는 상향류로 운전될 수 있다.
상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치는 하향류로 운전될 수 있다.
상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치는 상기 원수의 입구의 전단에 배치된 벤트 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법 및 장치는, 과산화수소와 고농도 유기물이 함유된 폐수가 다량 발생하는 전자 사업장의 폐수 처리 시설 등에 사용되어 하기와 같은 효과를 발휘할 수 있다.
(1) 과산화수소와 유기물을 각각 별도의 장치로 처리하지 않고 단일 장치로 처리할 수 있어서 장치 설치용 부지를 절감하는 효과가 있다.
(2) 과산화수소가 분해되어 발생하는 산소를 미생물이 소모하므로, 과산화수소만을 분해시키는 종래의 하향류 활성탄 공정에 비해 용기 내에 축적되는 산소의 양이 적어 담체의 유출 현상이 감소한다.
(3) 종래 기술은 탈기를 위해 통수 과정을 중단시켜야 하지만, 본 발명의 일 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법 및 장치는 탈기량이 많지 않으므로 통수 과정의 중단 없이 주기적으로 자동 밸브에 의해 온/오프 제어로 용기 내부를 탈기하는 것이 가능하다.
(4) 과산화수소의 분해로 인해 산소 공급이 충분한 농도로 유지되므로, 종래에 생물학적 수처리 공정의 운영을 위해 통상적으로 요구되어 왔던 별도의 공기 공급 장치가 불필요하다.
(5) 과산화수소의 분해로 인해 발생하는 산소가 담체 사이를 통과하면서 클러깅(clogging)과 같은 오염 현상을 줄여준다.
(6) 담체에 의한 과산화수소 분해는 촉매작용에 의한 것이므로 담체가 소모되지 않아 담체의 수명이 반영구적이며, 화학 약품을 사용하지 않아 환경친화적이다.
(7) 미생물에 의한 유기물 분해에 있어 담체는 담지 기능만을 가지므로 마모나 유실을 고려하더라도 담체의 수명은 반영구적이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법을 상세히 설명한다.
본 명세서에서, "미생물 고정화 담체(microbe immobilized media)"란 미생물이 고정되어 있는 담체를 의미한다.
또한 본 명세서에서, "상향류"란 중력의 역방향으로 진행되는 흐름을 의미하고, "하향류"란 중력방향으로 진행되는 흐름을 의미한다.
또한 본 명세서에서, "전단 또는 전단부"는 상대적으로 원수의 흐름방향의 역방향에 위치한 부분 또는 단부를 의미하고, "후단 또는 후단부"는 상대적으로 원수의 흐름방향의 순방향에 위치한 부분 또는 단부를 의미한다.
또한 본 명세서에서, "공간속도(space velocity)"란 원수의 공급속도(m3/hr)를 원수 처리장치의 내용적(m3)으로 나누어 얻어진 값으로서, 체류시간의 역수이며, 원수의 처리 능률을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법은 과산화수소 분해 반응의 촉매로서 기능하는 미생물 고정화 담체를 마련하는 단계(S10), 및 상기 미생물 고정화 담체에 과산화수소와 생분해성 유기물을 함유하는 원수를 통수(通水)시키는 단계(S20)를 포함한다.
미생물 고정화 담체 마련 단계(S10)는 담체를 마련하는 단계, 미생물을 마련하는 단계 및 상기 담체에 상기 미생물을 고정(즉, 부착)시키는 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 미생물 고정화 담체 마련 단계(S10)는 상용 미생물 고정화 담체를 입수하는 단계일 수도 있다.
상기 미생물 고정화 담체는 담체 및 상기 담체에 고정된 미생물을 포함할 수 있다.
상기 미생물 고정화 담체 중 상기 담체는 과산화수소 분해 반응의 촉매로서 기능할 수 있고, 상기 미생물은 상기 원수에 함유된 생분해성 유기물을 분해할 수 있다.
과산화수소 분해 반응의 촉매로서 기능하는 담체는 하기 반응식 1과 같이 과산화수소(H2O2)를 분해한다.
[반응식 1]
(1) 2H2O2 → 2H2O + O2 ↑
과산화수소(H2O2)가 분해되어 발생한 산소(O2)는 상기 담체에 고정된 미생물에 의해 소모되어 상기 미생물에 의한 유기물의 분해를 촉진시킨다.
따라서, 상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법은 상기 미생물 고정화 담체에 외부의 공기(구체적으로, 산소)를 공급하는 단계를 별도로 포함하지 않을 수 있다.
또한, 상기 발생된 산소는 상기 미생물에 의해 소모되므로, 하향류 수처리 공정의 경우에는 반응 용기내에 축적되는 산소의 양이 적어 탈기가 용이하고, 상향류 수처리 공정의 경우에는 산소 흐름에 따른 담체의 유출 현상이 적은 이점이 있다.
또한, 상기 발생된 산소는 상기 담체내의 빈틈을 통과하면서 상기 빈틈 사이에 끼인 물질들을 제거하는 역할을 수행하여 클러깅(clogging)과 같은 오염 현상을 저감할 수 있다.
상기 담체는 과산화수소 분해 반응에서 반응물이 아니라 단지 촉매로서만 기능하므로 소모되지 않아 수명이 반영구적이다.
상기 담체는 활성탄을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 담체는 과산화수소 분해 반응의 촉매로서 기능하는 다른 다양한 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 담체는 입자상 물질일 수 있다.
또한, 상기 담체의 평균입경은 5~40 메쉬(mesh), 예를 들어, 8~30 메쉬일 수 있다.
또한, 상기 담체는 구형 또는 다른 다양한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 담체는 상기 미생물이 고정되는 공간인 매크로포어의 비율이 높은 것일 수 있다.
상기 미생물은 호기성 미생물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 미생물은 슈도모나스 종 CP236(Pseudomonas sp. CP236)(수탁번호: KACC 91512P), 메틸로박테리움 엑스토쿠엔스 SMIC-1(Methylobacterium extorquens SMIC-1)(수탁번호 KCTC 10946 BP), 마이코박테리움 종 SMIC-1(Mycobacterium sp. SMIC-1)(수탁번호 KCTC 10947 BP), 아시네토박터 속 SMIC-1 (Acinetobacter sp. SMIC-1)(수탁번호 KCCM 10999P), 쿠프리아비더스 속 SMIC-2 (Cupriavidus sp. SMIC-2)(수탁번호 KCCM 11000P) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 원수는 반도체 및 LCD 제조공정 등 전자산업에서 배출된 전자폐수일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 원수는 15~20mg/L의 TOC(total organic carbon) 및 170~250mg/L의 과산화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, TOC가 20mg/L일 경우 이론적 산소 요구량(ThOD)은 TOC의 약 4배가 되므로, 80mg/L의 산소(O2)가 필요하게 된다. 따라서, 상기 반응식 1에 의하면, 상기 미생물에 80mg/L의 산소를 공급하기 위하여 170mg/L의 과산화수소가 요구된다.
또한, 상기 원수는 4.0~8.0의 pH 및 18~30℃의 온도를 가질 수 있다.
상기 원수 통수 단계(S20)에서 상기 원수는 10 hr-1 이하의 공간속도(SV: space velocity)로 처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 원수 중의 TOC를 50% 이상 제거하는 것을 목표로 할 경우, 상기 원수 통수 단계(S20)에서 상기 원수는 7 hr-1 이하의 공간속도로 처리될 수 있다.
예를 들어, 상기 원수 통수 단계(S20)에서 상기 원수는 0.5~10 hr-1, 예를 들어, 3~7 hr-1의 공간속도로 처리될 수 있다.
상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법은 상기 원수 통수 단계(S20)에서 생성된 산소를 외부로 배출하는 단계(S30)를 더 포함할 수 있다. 상기 산소 배출 단계(S30)는 상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법이 하향류로 운전될 경우에 특히 필요하다. 또한, 상기 산소 배출 단계(S30)는 상기 원수 통수 단계(S20)의 중단없이 수행될 수 있는데, 이는 과산화수소의 분해 반응으로 생성된 산소의 일부가 상기 미생물에 의해 소모되어 탈기되어야 할 산소의 잔량이 적기 때문이다.
상기 원수 통수 단계(S20)는 상기 미생물 고정화 담체에 상기 원수를 통수시키는 단계 외에 상기 미생물 고정화 담체에 별도의 과산화수소를 통수시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 원수 중의 과산화수소 농도가 상기 미생물의 생장 촉진에 필요한 양의 산소를 생성하기에 충분할 정도로 높지 않은 경우에는, 상기 원수에 별도의 과산화수소를 첨가하여 상기 미생물에 산소를 보충할 수 있다.
상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법은 원수 중의 과산화수소와 유기물을 동시에 처리함으로써 장치 설치용 부지 및 장치 제작 비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법은 화학약품을 사용하지 않으므로 환경친화적이다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치를 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치는 용기 및 미생물 고정화 담체를 포함한다.
상기 용기는 원수의 입구와 처리수의 출구를 가질 수 있다.
상기 원수는 상술한 바와 같이 과산화수소와 생분해성 유기물을 함유할 수 있다.
상기 처리수는 상기 원수보다 적은 양의 과산화수소와 생분해성 유기물을 함유할 수 있다.
상기 미생물 고정화 담체(구체적으로, 미생물을 제외한 담체 부분)는 상술한 바와 같이 과산화수소 분해 반응의 촉매 및 상기 생분해성 유기물의 분해제로서 기능할 수 있다.
상기 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치는 상기 미생물 고정화 담체에 외부의 공기(구체적으로, 산소)를 공급하는 별도의 공기 공급 장치를 포함하지 않을 수 있다.
또한, 상기 용기는 상부가 개방된 것일 수도 있고, 밀폐 용기일 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치(100)는 용기(110) 및 미생물 고정화 담체(120)를 포함한다.
미생물 고정화 담체(120)는 용기(110)내에 충전되어 있다.
미생물 고정화 담체(120)는 상술한 미생물 고정화 담체와 동일한 것이므로 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치(100)는 상향류로 운전될 수 있다.
이하, 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치(100)의 작용 및 효과를 상세히 설명한다.
먼저, 원수(RW)는 펌프(미도시)에 의해 유량이 조절되어 밸브(V1)를 거쳐 용기(110)내로 공급된다.
다음에, 원수(RW)는 미생물 고정화 담체(120)를 통과하면서, 원수(RW)에 함유되어 있는 과산화수소가 분해되어 산소가 발생하며, 상기 발생된 산소는 미생물에 의해 일부는 소모되고 나머지는 처리수(TW)와 함께 미생물 고정화 담체(120)를 빠져 나간다. 이때, 원수(RW)에 함유되어 있는 생분해성 유기물은 상기 미생물에 의해 분해된다. 원수(RW)는 미생물 고정화 담체(120)를 통과하면서 처리수(TW)로 전환된다.
끝으로, 처리수(TW)는 밸브(V2)를 거쳐 외부로 배출된다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치(200)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치(200)는 용기(210), 미생물 고정화 담체(220) 및 벤트 밸브(230)를 포함한다.
미생물 고정화 담체(220)는 용기(210)내에 충전되어 있다.
미생물 고정화 담체(220)는 상술한 미생물 고정화 담체와 동일한 것이므로 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치(200)는 하향류로 운전될 수 있다.
이하, 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치(200)의 작용 및 효과를 상세히 설명한다.
먼저, 원수(RW)는 펌프(미도시)에 의해 유량이 조절되어 밸브(V1)를 거쳐 용기(210)내로 공급된다.
다음에, 원수(RW)는 미생물 고정화 담체(220)를 통과하면서, 원수(RW)에 함유되어 있는 과산화수소가 분해되어 산소가 발생하며, 상기 발생된 산소는 미생물에 의해 일부는 소모되고 나머지는 용기(210) 내에 축적된다. 이때, 원수(RW)에 함유되어 있는 생분해성 유기물은 상기 미생물에 의해 분해된다. 원수(RW)는 미생물 고정화 담체(220)를 통과하면서 처리수(TW)로 전환된다.
한편, 용기(210) 내에 축적된 산소는 벤트 밸브(230)를 주기적으로 자동적으로 온/오프시킴으로써 외부로 배출된다. 이때, 용기(210) 내에 축적된 산소의 함량이 적기 때문에 원수(RW)를 미생물 고정화 담체(220)에 통수시키는 과정은 산소 배출 과정(즉, 탈기 과정)이 진행되는 동안에도 중단없이 진행될 수 있다.
또한, 도 3에는 구체적으로 도시되지 않았지만, 벤트 밸브(230)가 온 상태일 때, 상기 벤트 밸브(230)를 통해 원수(RW)가 배출되는 것을 방지하기 위한 설비가 추가로 구비될 수 있다.
끝으로, 처리수(TW)는 밸브(V2)를 거쳐 외부로 배출된다.
이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1-1~1-4
(장치의 제작)
도 2에 도시된 것과 동일한 구성을 갖는 상향류로 운전되는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치를 4개 제조하였다. 구체적으로, 하부의 원수 유입 부분과 상부의 처리수 유출 부분을 제외하고 모두 밀폐된 용기를 제작하였다. 이후, 과산화수소 제거 기능이 있는 8~30 메쉬의 입자 크기를 갖는 활성탄(Calgon 社 CENTAUR® HSL 8x30)에 미생물을 고정시켜 미생물 고정화 담체를 얻었다. 이후, 상기 미생물 고정화 담체를 상기 용기에 충전시켰다. 상기 미생물로는 메탄올을 분해하는 슈도모나스 종 CP236(Pseudomonas sp. CP236)(수탁번호: KACC 91512P)와 메틸로박테리움 엑스토쿠엔스 SMIC-1(Methylobacterium extorquens SMIC-1)(수탁번호 KCTC 10946 BP)를 우점종으로 하는 제1 슬러지, 및 질소성 유기물인 테트라메틸암모늄히드록사이드(TMAH: tetramethylammonium hydroxide)를 분해하는 마이코박테리움 종 SMIC-1(Mycobacterium sp. SMIC-1)(수탁번호 KCTC 10947 BP)을 우점종으로 하는 제2 슬러지를 1:1의 중량 비율로 혼합하여 사용하였다.
(장치의 운전)
원수로는 250mg/L의 과산화수소 및 20mg/L의 TOC를 함유하는 물을 사용하였다. 상기 원수 중의 TOC를 구성하는 유기물은 아세트산, 메탄올, 아세톤, 이소프로필알코올 및 테트라메틸암모늄히드록사이드를 포함하였다. 상기 제조된 4개의 장치는 각각 미생물 고정화 담체의 충진량을 달리하여 3, 4, 7 및 10 hr-1의 공간속도(SV)로 원수를 처리하도록 설계되었다.
실시예
1-1 1-2 1-3 1-4
공간속도(hr-1) 3 4 7 10
실시예 2-1~2-4
도 2의 구성을 갖는 상향류로 운전되는 수처리 장치 대신에 도 3의 구성을 갖는 하향류로 운전되는 수처리 장치를 제작하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1~1-4와 동일한 방법으로 미생물 고정화 담체를 제조하고, 장치를 운전하였다. 다만, 벤트 밸브(230)는 1분마다 주기적으로 자동적으로 온/오프 조작을 반복하도록 제어되었다.
실시예
2-1 2-2 2-3 2-4
공간속도(hr-1) 3 4 7 10
평가예: 평균 TOC 제거율 및 처리수 중의 평균 과산화수소 농도
실시예 1-1~1-4 및 2-1~2-4에서 제조된 유기물의 동시 제거 수처리 장치들을 각각 60일 동안 운전하여 TOC 제거율 및 처리수 중의 과산화수소의 농도를 측정한 다음, 각각의 평균값을 계산하여 하기 표 3에 나타내었다.
평균 TOC 제거율(%) 처리수 중의 평균 과산화수소 농도(mg/L)
실시예 1-1 87.3 0.06
실시예 1-2 83.4 0.09
실시예 1-3 64.1 0.15
실시예 1-4 47.4 0.34
실시예 2-1 74.9 0.13
실시예 2-2 66.4 0.2
실시예 2-3 57.2 1.52
실시예 2-4 47.8 4.0
상기 표 3을 참조하면, 상향류로 운전되는 실시예 1-1~1-4의 수처리 장치가 하향류로 운전되는 실시예 2-1~2-4의 수처리 장치에 비해 TOC 제거율 및 과산화수소 제거율이 모두 높은 것으로 나타났다.
또한, 원수의 처리속도가 7 hr-1 미만인 실시예 1-1~1-2 및 2-1~2-2의 수처리 장치가, 원수의 처리속도가 7 hr-1 이상인 실시예 1-3~1-4 및 2-3~2-4의 수처리 장치에 비해 TOC 제거율 및 과산화수소 제거율이 모두 높은 것으로 나타났다.
이상에서 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100, 200: 수처리장치 110, 210: 용기
120, 220: 미생물 고정화 담체 230: 벤트 밸브
RW: 원수 TW: 처리수
V1, V2: 밸브

Claims (14)

  1. 과산화수소 분해 반응의 촉매로서 기능하는 미생물 고정화 담체를 마련하는 단계(S10); 및
    상기 미생물 고정화 담체에 과산화수소와 생분해성 유기물을 함유하는 원수를 통수시키는 단계(S20)를 포함하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원수 통수 단계(S20)의 중단없이 수행되는 단계로서, 상기 원수 통수 단계(S20)에서 생성된 산소를 외부로 배출하는 단계(S30)를 더 포함하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미생물 고정화 담체에 외부의 공기를 공급하는 단계를 별도로 포함하지 않는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미생물 고정화 담체는 담체 및 상기 담체에 고정된 미생물을 포함하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 담체는 활성탄을 포함하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 미생물은 호기성 미생물을 포함하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 미생물은 슈도모나스 종 CP236(Pseudomonas sp. CP236)(수탁번호: KACC 91512P), 메틸로박테리움 엑스토쿠엔스 SMIC-1(Methylobacterium extorquens SMIC-1)(수탁번호 KCTC 10946 BP), 마이코박테리움 종 SMIC-1(Mycobacterium sp. SMIC-1)(수탁번호 KCTC 10947 BP), 아시네토박터 속 SMIC-1 (Acinetobacter sp. SMIC-1)(수탁번호 KCCM 10999P), 쿠프리아비더스 속 SMIC-2 (Cupriavidus sp. SMIC-2)(수탁번호 KCCM 11000P) 또는 이들의 조합을 포함하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 원수 통수 단계(S20)에서 상기 원수는 10 hr-1 이하의 공간속도로 처리되는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 원수 통수 단계(S20)는 상기 미생물 고정화 담체에 상기 원수를 통수시키는 단계 외에 상기 미생물 고정화 담체에 별도의 과산화수소를 통수시키는 단계를 더 포함하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 방법.
  10. 원수의 입구와 처리수의 출구를 갖는 용기; 및
    상기 용기 내에 충전된 미생물 고정화 담체를 포함하고,
    상기 원수는 과산화수소와 생분해성 유기물을 함유하고,
    상기 미생물 고정화 담체는 상기 과산화수소의 분해 반응의 촉매 및 상기 생분해성 유기물의 분해제로서 기능하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 미생물 고정화 담체에 외부의 공기를 공급하는 별도의 공기 공급 장치를 포함하지 않는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상향류로 운전되는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    하향류로 운전되는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 원수의 입구의 전단에 배치된 벤트 밸브를 더 포함하는 과산화수소와 유기물의 동시 제거 수처리 장치.
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