KR20200090265A - 폐수 처리용의 아나목스균군 지지용 담체 및 아나목스균군 부착체, 및 상기 부착체를 이용한 폐수 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
[과제] 본 발명은, 질소 제거 속도 1 kg-N/m3/day를 얻기 위한 기동 기간을 비약적으로 단축할 수 있는 아나목스균군 지지용 담체, 아나목스균군 부착체, 및 폐수 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
[해결 수단] 본 발명의 아나목스균군 지지용 담체는, 탄소 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로, 탄소 입자가 흑연 입자, 특히, 등방성 흑연 입자인 것이 바람직하고, 또한, 제타 전위가 -35 mV 이상 0 mV 이하인 것이 바람직하고, 상기 탄소 입자의 평균 입자 지름이, 2μm 이상 1000μm 이하인 것이 바람직하다.
[해결 수단] 본 발명의 아나목스균군 지지용 담체는, 탄소 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로, 탄소 입자가 흑연 입자, 특히, 등방성 흑연 입자인 것이 바람직하고, 또한, 제타 전위가 -35 mV 이상 0 mV 이하인 것이 바람직하고, 상기 탄소 입자의 평균 입자 지름이, 2μm 이상 1000μm 이하인 것이 바람직하다.
Description
본 발명은 폐수 처리에 이용되는 아나목스균군(群) 지지용 담체, 아나목스균군 부착체, 및 상기 부착체를 이용한 폐수 처리 장치에 관한 것이다.
생활 폐수, 산업 폐수, 농업 폐수에 포함되는 질소 및 인(燐)이 자연계의 폐쇄 수역에 체류함으로써, 부영양화의 원인이 되고 있다. 전국(일본)에 약 2200개소 존재하는 하수처리장 중 질소 처리가 충분히 실시되고 있는 곳은 약 100개소 정도이다(하기 비특허문헌 1 참조).
폐수 중에 포함되는 질소의 처리법으로서는 촉매 분해법, 직접 연소법, 차아염소산 주입법, 생물 분해법 등이 있지만, 특히 1~1000 ppm 레벨의 암모니아성 질소의 분해에는, 코스트면 등을 고려하여 생물 분해법이 활용되는 경우가 많다(하기 특허문헌 1). 이 생물 분해에 의한 폐수 처리 방법은, 고정화 담체에 미생물을 부착시켜 폐수 중에 포함되는 유기물이나 질소를 미생물이 분해하는 방법으로서, 질화와 질소 제거(이하, 탈질이라고 부르는 경우가 있다)라고 하는 프로세스를 거쳐 처리를 하고 있다. 그렇지만 이 반응에서는 탈질 공정에 있어서 수소 공여체(메탄올 첨가)를 필요로 하거나, 질화 공정에 있어서 폭기량을 많이 해야 하는 등의 과제를 가지고 있었다.
여기서, 근래, 새로운 질소 제거법으로서, 아나목스균군에 의한 아나목스 반응을 이용하여 질소 처리하는 수법이 제안되고 있다. 이 아나목스균군을 이용한 질소 처리법이라면, 혐기성 분위기에 있어서 처리가 가능하고, 게다가 수소 공여체가 되는 유기물의 공급이 억제되기 때문에, 폭기량이나 메탄올 첨가량을 삭감할 수 있다고 하는 이점을 가지고 있다.
비특허문헌 1: 닛케이 비즈니스(2015년 12월 28일/2016년 1월 4일 합병 호)
그렇지만, 상기 아나목스균군은 분열(分裂) 시간(배화(倍化) 시간)이 10 일 정도로서, 증식 속도가 매우 늦기 때문에, 하루 당 단위 체적 당에 발생하는 암모니아성 질소량으로서 정의되는 질소 제거 속도 1 kg-N/m3/day를 얻기 위한 기동에 6개월 정도를 필요로 하고 있었다. 이 종류의 장치에서는, 유저 사이트에서의 기동 기간은 1개월 이내인 것이 요망되고 있기 때문에, 간단하게 아나목스균군을 이용한 것 만으로는 유저의 요망을 만족시킬 수 없다고 하는 과제를 가지고 있었다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 질소 제거 속도 1 kg-N/m3/day를 얻기 위한 시작 기간을 비약적으로 단축할 수 있는 아나목스균군 지지용 담체, 아나목스균군 부착체, 및 폐수 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 탄소 입자를 균의 담체로서 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 질소 제거 속도 1 kg-N/m3/day를 얻기 위한 기동 기간을 비약적으로 단축할 수 있다고 한 뛰어난 효과를 발휘한다.
도 1은 실시예 1에서 이용한 폐수 처리 장치를 나타내는 모식도이다.
도 2는 실시예 1에 있어서 폐수 처리 장치의 운전 상황을 나타내는 사진이다.
도 3은 실시예 1의 폐수 처리 장치로 폐수를 처리했을 때의 처리 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 담체의 제타 전위와 실험 개시 후 90일째의 아나목스 활성과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 흑연 입자의 평균 입자 지름과 실험 개시 후 90일째의 아나목스 활성과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 3에서 이용한 본 발명의 장치를 나타내는 모식도이다.
도 7은 실시예 3에 있어서의 폐수 처리 장치의 운전 상황을 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명의 폐수 처리 장치의 변형예를 나타내는 모식도이다.
도 9는 균부착체의 제타 전위와 적산 강도(이동 입자수)의 관계를 나타내는 도이다(a: 아나목스균군 부착체, b: 질화 세균 부착체).
도 2는 실시예 1에 있어서 폐수 처리 장치의 운전 상황을 나타내는 사진이다.
도 3은 실시예 1의 폐수 처리 장치로 폐수를 처리했을 때의 처리 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 담체의 제타 전위와 실험 개시 후 90일째의 아나목스 활성과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 흑연 입자의 평균 입자 지름과 실험 개시 후 90일째의 아나목스 활성과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 3에서 이용한 본 발명의 장치를 나타내는 모식도이다.
도 7은 실시예 3에 있어서의 폐수 처리 장치의 운전 상황을 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명의 폐수 처리 장치의 변형예를 나타내는 모식도이다.
도 9는 균부착체의 제타 전위와 적산 강도(이동 입자수)의 관계를 나타내는 도이다(a: 아나목스균군 부착체, b: 질화 세균 부착체).
본 발명의 아나목스균군 지지용 담체(이하, 간단하게, 담체라고 부르는 경우가 있다)는, 탄소 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 담체는 탄소 입자가 응집한 응집체이어도 된다.
상기 구성이라면, 아나목스균군이 아나목스균군 지지용 담체에 부착하기 쉬워지므로, 질소 제거 속도 1 kg-N/m3/day를 얻기 위한 기동 기간을 비약적으로 단축할 수 있다.
상기 탄소 입자로서는, 흑연, 활성탄, 카본 블랙, 카본 나노 튜브, 풀러렌 등의 입자를 들 수 있지만, 균이 부착하기에 적절한 입자 사이즈를 얻어지기 쉬운 흑연 입자가 바람직하다. 흑연으로 이루어지는 입자로서는 인조 흑연 입자, 천연 흑연 입자가 있고, 추가로 인조 흑연 입자로서는 등방성 흑연 입자, 이방성 흑연 입자를 들 수 있다. 담체의 강도나 기공에 의한 균의 부착성의 관점 등에서, 흑연이 바람직하고, 특히 등방성 흑연이 바람직하고, 추가로, 흑연 입자는 카본 나노 튜브 등과 비교하여 대량 및 염가로 제작할 수 있다고 하는 이점을 가진다.
상기 탄소 입자를 포함하는 아나목스균군 지지용 담체의 외관의 제타 전위(이하, 간단하게 제타 전위라고 부른다)는 -35 mV 이상 0 mV 이하인 것이 바람직하다.
담체의 제타 전위가 -35 mV 이상 0 mV 이하로 규제되고 있으면, 아나목스균군이 담체에 한층 부착하기 쉬워진다.
덧붙여, 상술의 제타 전위는 -30 mV 이상인 것이 보다 바람직하고, -20 mV 이상인 것이 더욱 바람직하다.
덧붙여, 본원에 있어서의 담체의 제타 전위란, 이하로 측정한 값을 말한다.
(1) 물 50 ml에 담체 1 g를 가한다
(2) 약숟가락으로 1분간 교반 후, 초음파 세척기(아즈원 제 초음파 세척기 ASU-10)를 이용하여 주파수 40 Hz, 출력 240 W로 5분간 교반한다
(3) 교반 후 곧바로, 딥셀에 (2)를 1 ml충전하고, 제타 전위 측정 장치(Malvern사 제 Ztasizer Nano-ZS90)를 이용하여 파장 633 nm의 적색 레이저를 이용하여 측정을 수행했다. 덧붙여, 측정시의 pH는 7이다. 측정은 3회 수행하고, 그 평균치를 담체의 제타 전위로 했다.
상기 탄소 입자의 평균 입자 지름은, 2μm 이상 1000μm 이하인 것이 바람직하고, 바람직하게는 2μm 이상 500μm 이하이며, 보다 바람직하게는 8μm 이상 200μm 이하이다.
상기 탄소 입자의 평균 입자 지름을 상기 범위로 함으로써 아나목스 세균군이 담체에 한층 부착하기 쉬워진다.
상기 탄소 입자끼리는 결착제에 의해 고정되어 있어도 된다.
이와 같이, 탄소 입자끼리가 결착제에 의해 고정되어 있으면, 수중에서의 담체의 강도가 한층 향상하여, 고정화된 탄소 입자의 수중에서의 붕괴를 방지할 수 있기 때문에, 상술한 작용 효과가 보다 발휘된다. 상기 결착제로서는 폴리비닐알코올(PVA)을 들 수 있다.
본 발명은, 상술의 아나목스균군 부착체가 폐수 처리조 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 아나목스균군 부착체를 이용하면, 질소 제거 속도가 소정치에 이를 때까지의 기동 기간이 비약적으로 단축되고, 또한, 아나목스균군은 폐수를 원활히 처리하는 것이 가능해지므로, 처리 능력이 뛰어난 폐수 처리 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 구성은, 상술의 아나목스균군 부착체와, 탄소 입자에 질화 세균이 부착된 질화 세균 부착체가, 동일한 폐수 처리조에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 혐기성인 아나목스균군과 호기성인 질화 세균군을 적당한 용존 산소량 하에서 각각 작용시키는 것을 특징으로 하는 본 구성을 SNAP법이라고 부른다.
이러한 구성이라면, 질화 세균에 의해 암모니아성 질소의 일부가 아질산성 질소로 변환됨과 동시에, 아나목스균군에 의해 암모니아성 질소와 아질산성 질소로부터 질소 가스로 변환하는 것이 가능해진다. 이와 같이, 폐수 처리 반응의 일부를 질화 세균이 담당하게 되면, 아나목스 반응이 보다 원활히 진행한다.
본 발명은, 상술의 아나목스균군 부착체를 교반 유동시켜 폐수 처리하는 폐수 처리부와, 아나목스 활성을 소실하여 아나목스균군이 탈락한 탄소 입자를 저류하는 폐물 저류부가 분리되어 있는 것을 특징으로 한다.
폐수 처리부와 폐물 저류부가 분리되어 있으면, 폐수 처리부에는 아나목스 활성을 유지하고 있는 아나목스균군 부착체만이 존재하게 된다. 따라서, 폐수 처리 장치의 처리 능력을 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 담체를 구성하는 탄소 입자를 상시 또는 단속적으로, 상기 폐수 처리조에 공급하는 탄소 입자 공급부를 가지는 것이 바람직하다. 탄소 입자를 상시 또는 단속적으로 폐수 처리조에 공급하면, 그것이 새로운 담체가 되어 아나목스균군이 부착하므로, 폐수 처리 장치의 처리 능력이 한층 향상한다.
구체적으로는, 폐수 처리부의 상방에, 탄소 입자가 저류된 저류조를 마련하고, 이 저류조로부터, 상시 또는 소정 기간마다 탄소 입자를 폐수 처리부에 낙하시키도록 하는 구성으로 하면 좋다.
이하, 본 발명을 실시예로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
본 실시예 1에서는, 도 1에 나타내는 바와 같은 폐수 처리 장치를 이용했다. 도 1으로부터 분명한 바와 같이, 해당 폐수 처리 장치는 반응조(1)을 가지고 있고, 이 반응조(1)에는, 폐수 처리를 수행하는 폐수 처리부(4)와, 아나목스 활성을 소실하여 아나목스균군이 탈락한 탄소 입자(이하, 폐물이라고 부르는 경우가 있다)를 저류해 두는 폐물 저류부(5)를 가지고 있다. 이와 같이, 폐물 저류부(5)를 마련함으로써, 폐물이 폐수 처리부(4)에 체류하여, 폐수 처리부(4)에 있어서의 처리 능력이 저하하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 반응조(1)에는, 폐수 유입부(2)로부터 폐수가 공급되는 한편, 처리수 유출부(3)으로부터 처리수가 유출하는 구조이다. 덧붙여, 도 1에 있어서, (6)은 아나목스균군이 부착한 탄소 입자(아나목스균군 부착체), (7)은 아나목스균군이 탈락한 탄소 입자, (9)는 교반기이다.
여기서, 상기 폐수 처리부(4)와 상기 폐물 저류부(5)는, 차폐판(8)에 의해서 분리되고 있고, 이 차폐판(8)은, 하방으로 감에 따라서 상기 폐물 저류부(5)가 테이퍼상이 되도록, 경사 배치되어 있다. 이러한 구성으로 하는 것은, 이하에 나타내는 이유에 의한다. 상기 폐수 처리 장치를 운전하면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상방에는 아나목스 활성을 유지하고 있는 아나목스균군 부착체의 덩어리(31)이 존재하는 한편, 하방에는 아나목스 활성을 소실하여 아나목스균군이 탈락한 탄소 입자(30)가 존재한다. 상기 탄소 입자(30)은, 수면을 압압(押壓)함으로써, 차폐판(8)에 의해 형성된 하단 개구부(8a)를 통과하여, 폐수 처리부(4)로부터 폐물 저류부(5)로 이동시킬 수 있다. 이때, 하단 개구부(8a)가 크면, 탄소 입자(30) 뿐만아니라, 아나목스균군 부착체의 덩어리(31)까지 폐물 저류부(5)로 이동하는 경우가 있다. 이러한 사태가 생기는 것을 방지하기 위해서 차폐판(8)을 경사시켜, 하단 개구부(8a)를 작게 하고 있다. 이것에 의해서, 폐물 저류부(5)의 크기를 확보하면서, 아나목스균군 부착체의 덩어리(31)이 폐물 저류부(5)로 이동하는 것을 억제하고 있다.
도 1에 나타낸 폐수 처리 장치에 있어서, 반응조(1)(용적: 1.55 L) 중에, 흑연 입자를 20 ml(충전율은 1.3 체적%), 아나목스균군을 78 ml(충전율은 5.0 체적%) 투입한 후, 공시(供試) 폐수로 반응조(1)를 채웠다. 상기 흑연 입자는, 토요 탄소사 제 등방성 흑연 입자로서 제타 전위 -9.1 mV, 평균 입자 지름 40μm의 것이며, 이것을 물에 현탁하여 사용했다.
덧붙여, 상기 흑연 입자의 평균 입자 지름은, 이하에 나타내는 방법으로 측정했다.
또한, 본원에 있어서 탄소 입자의 평균 입자 지름은 이하의 방법으로 측정한 값을 말한다.
(1) 비커에 순수 60 cc를 투입하고, 흑연 입자를 5 mg투입했다
(2) 계면활성제 폴리에틸렌옥사이드(폴리옥시에틸렌(10) 옥틸 페닐 에테르)를 2 ml, (1)의 비커에 적하했다
(3) (2)의 비커를 초음파 세척기(아즈원 제 초음파 세척기 ASU-10)로 5분간, 초음파 처리를 수행했다
(4) HORIBA제 Partica LA-950 V2를 이용하여, 카본 측정 조건에 의해서 입경 측정을 실시했다.
또한, 아나목스균군의 생육 촉진을 위해서, 하기 표 1및 표 2에 나타내는 2 종류의 트레이스 엘리먼트를 공시 폐수 1000 ml 마다 각 1 ml씩 첨가했다. 추가로, 상기 공시 폐수는, 하기 표 3에 나타낸 무기 합성 폐수(T-N 954mg/L)를, T-N 100~1300 mg/L가 되도록 수돗물로 희석 또는 농도를 올려 조정했다. T-N이란 전(全)질소 농도로, 여기에서는,
T-N = [NH4-N] + [NO3-N] + [NO2-N]
이다.
처리 운전은 유량과 농도를 서서히 상승시킴으로써 질소 부하(T-N 부하)를 증대시켰다. 체류 시간은 8~20 h, 공시 폐수 T-N 농도(이하, 질소 농도로 약칭한다)를 100~1300 mg/L로 운전한다.
질소 부하 Lv의 계산은 이하와 같다.
Lv = (CХQ) / (VХ1000)
Lv: 질소 부하(kg-N/m3/day)
C: 공시 폐수 T-N(mg/L)
Q: 유량(L/day)
V: 리액터 용적(L)
상기 공시 폐수를 처리한 결과를 도 3에 나타낸다. 질소 제거 속도란 T-N 질소 제거 속도이다. 운전 개시로부터 8일째까지는 질소 제거 속도 0.08~0.10kg-N/m3/day로 거의 보합으로 추이했다. 하기 (1) 식으로 나타내는 질소 제거율은, 운전 초기부터 67.2~90.7%이며, 매우 높아지고 있는 것이 인정되었다.
δ = ((C0-C1)/C0)Х100···(1)
δ: 질소 제거율(%)
C0: 공시 폐수 T-N(mg/L)
C1: 처리수 T-N(mg/L)
또한, 11~15일에 걸쳐 질소 제거 속도는 서서히 상승하고, 18일째 이후는, 급격하게 질소 제거 속도가 향상하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 운전 21일째에는 질소 제거 속도가 0.55kg-N/m3/day, 26일째에는 질소 제거 속도가 1.06kg-N/m3/day, 32일째에 질소 제거 속도가 1.50kg-N/m3/day로 되어 있는 것이 인정되었다. 이와 같이, 26일째에 질소 제거 속도 1.0kg-N/m3/day를 넘고 있는 것으로부터, 본 발명이라면 기동 기간을 1개월 이하로 단축할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 18일째에 적갈색의 그래뉼로 생각되는 덩어리를 확인할 수 있고, 추가로 발생한 질소 가스가 흑연 입자에 부착하여 계외에 유출하는 현상이 확인되었다. 게다가, 질소 제거 속도가 매우 뛰어나다고 일컬어지는 3.0kg-N/m3/day를, 90 일 정도에 달성하고 있는 것도 인정되었다. 덧붙여, 도 9에 아나목스균군 부착체의 외관의 제타 전위 측정 결과를 나타낸다. 제타 전위 측정은, 담체의 외관의 제타 전위 측정 방법과 마찬가지의 방법으로 수행했다. 제타 전위의 값은 -26.6 mV였다. 아나목스균 부착 전의 담체의 제타 전위는 -9.1 mV이었던 것으로부터, 담체에 아나목스균군이 부착하여 제타 전위가 변화하고 있는 것을 알 수 있다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 같게 하여, 담체의 제타 전위(균이 부착하고 있지 않는 상태로의 제타 전위)와 실험 개시 후 90일째의 아나목스 활성과의 관계에 대하여 조사했다. 그 결과를 도 4에 나타낸다. 덧붙여, 제타 전위는 탄소 입자의 입자 지름 분포를 바꿈으로써 조정했다. 도 4로부터 분명한 바와 같이, 제타 전위는 -35~0 mV, 바람직하게는 -30~0 mV, 보다 바람직하게는 -20~0 mV이면 바람직한 것이 인정되었다.
또한, 상기 실시예 1과 같게 하여, 흑연 입자(탄소 입자)의 평균 입자 지름과 실험 개시 후 90일째의 아나목스 활성과의 관계에 대하여 조사했는바, 그 결과를 도 5에 나타낸다. 도 5로부터 분명한 바와 같이, 탄소 입자의 평균 입자 지름은 2~1000μm, 바람직하게는 2~500μm, 보다 바람직하게는 8~200μm이면 바람직한 것이 인정되었다.
[실시예 3]
평균 입자 지름 20μm의 흑연 입자를 PVA로 결착하여 아나목스균군 지지용 담체를 작성했다. 이 담체를 도 6에 나타내는 폐수 처리 장치에 충전하는 것 외에는, 상기의 실시예 1과 같게 하여 처리 운전을 수행했다. 도 6에 있어서, 도 1으로 마찬가지의 기능을 가지는 것에 대해서는 동일한 번호를 붙이고 있다. 또한, 도 6에 있어서, (15)는 아나목스균군 부착체, (17)은 분리부이다.
실험의 결과, 1개월에 질소 제거 속도 1.25kg-N/m3/day를 달성하고, 운전 173일째(사진을 도 6에 나타낸다)에는 최대 질소 제거 속도 5.95kg-N/m3/day를 달성했다. 이상으로부터, 본 실시예 3의 구성이어도, 아나목스균군을 고속으로 처리하는 것이 가능하다고 하는 것이 인정되었다.
덧붙여, 도 7에 있어서, 하방에는 아나목스 활성을 유지하고 있는 아나목스균군 부착체의 덩어리(31)가 존재하는 한편, 상방에는 아나목스 활성을 소실한 아나목스균군 부착체의 덩어리(30)가 존재하도록 하는 구성이며, 도 2의 경우와는, 덩어리(30)과 덩어리(31)의 상하 관계가 거꾸로 되어 있다. 이러한 것을 고려하여, 분리부(7)이 폐수 처리 장치의 상부에 배치되어 있다.
[실시예 4]
아나목스균군을 부착시킨 담체 뿐만 아니라, 질화 세균을 부착시킨 담체를 이용하여(소위, SNAP법을 이용하여), 1조식의 질화 탈질에 대하여 검토했다. 실험 조건을 하기에 나타낸다. 덧붙여, 폐수 처리 장치로서는, 상기 실시예 1과 마찬가지의 것을 이용했다.
(1) 1조식 질화 탈질 장치 사양
리액터: 1.1L
아나목스균군 부착체의 충전율: 5 체적%
질화 세균 부착체의 충전율: 5 체적%
제어 온도: 25℃
폭기량(질소/공기의 비가 1/9의 혼합 가스를 사용): 1L/min
(2) 운전 조건
합성 폐수 처리(하기 표 4의 합성 폐수를 40 mg/L로 희석 처리)
체류 시간 6~8 h
아나목스균군 부착체로서는, 상기 실시예 1에서 운전 종료한 후의 것을 이용했다.
질화 세균 부착체로서는, 하기 표 4의 합성 폐수 NH4-N200mg/L에 배양하고, 질화 세균을 부착시킨 담체를 이용했다. 폭기에는 질소/공기의 비 1/9의 혼합 가스 사용하고, 용존 산소를 1 mg/L 이하가 되도록 조정했다.
실험의 결과, 운전 20일째에 질소 제거율이 안정되어, 질소 제거율 50~62%를 얻었다. 질화 세균 부착체에 의해 암모니아성 질소의 일부가 아질산성 질소로 변환하고, 아나목스균군 부착체에 의해 암모니아성 질소와 아질산성 질소가 질소 가스로 변환하고 있는 것으로 생각된다. 덧붙여, 도 9에 질화균군 부착체의 외관의 제타 전위 측정 결과를 나타낸다. 제타 전위 측정은, 담체의 외관의 제타 전위 측정 방법과 마찬가지의 방법으로 수행했다. 제타 전위의 값은 -10 mV였다. 질화균군 부착 전의 담체의 제타 전위는 -30.9 mV이었던 것으로부터, 담체에 부착균군이 부착하여 제타 전위가 변화하고 있는 것을 알 수 있다.
[실시예 5]
실시예 4에 있어서 장기간 운전하면 흑연 입자의 일부가 계외에 유출하여, 처리 속도가 저하하는 경우가 있다. 여기서, 본 실시예 5에서는, 정기적인 흑연 입자의 보충을 검토했다. 실시예 4의 운전 종료 후, 흑연 입자 연간 보충율 0.01 중량%, 0.1 중량%, 1 중량%, 2 중량%, 5 중량%의 5 계열로 폐수 처리 장치를 운전했다. 흑연 입자 연간 보충율이란, 예를 들면 1 중량% 보충이라면, 1.1 L의 장치에 연간에 11 g의 흑연 입자를 보충하는 것이다. 구체적으로는, 11 g의 흑연 입자를 12회로 나누어 매월 11/12 g씩 보충했다. 그 외의 운전 조건은 실시예 4와 같다. 1년간 운전한 질소 제거율을 하기 표 5에 나타낸다.
표 5로부터 분명한 바와 같이, 시료 2, 3, 4, 5의 경우에 제거율의 표준 편차가 안정하게 되고 있고, 특히, 시료 3, 4, 5의 경우에 제거율의 표준 편차가 매우 안정하게 되고 있는 것이 인정된다. 따라서, 흑연 입자 연간 보충율은 0.1 중량% 이상인 것이 바람직하고, 특히 1 중량% 이상인 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
덧붙여, 흑연 입자의 추가는 SNAP법의 경우로 한정하는 것이 아니고, 실시예 1~실시예 3으로 나타낸 아나목스균군 부착체만 이용하는 경우에도 적용할 수 있다.
[실시예 6]
평균 입자 지름이 5μm의 활성탄(와코순약 제 분말 활성탄소 제품 코드 037-02115)을 담체로서 이용하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 처리 운전을 수행했다. 담체의 제타 전위는 -21.5 mV였다. 운전 후 1개월에 있어서 질소 제거 속도는 1.07kg-N/m3/day였다. 아나목스균군 부착체의 제타 전위는 -24.3 mV였다.
[비교예 1]
PVA 단독의 담체를 이용한 아나목스균군 담지체를 이용하고, 실시예 1으로 마찬가지의 방법으로 처리 운전을 수행했다. 질소 제거 속도는 운전 후 3개월 후에 있어서도 0.2kg-N/m3/day에 지나지 않았다.
[비교예 2]
평균 입자 지름이 1100μm 혹은 0.1μm인 탄소 입자를 담체로서 이용하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 아나목스균군 담지체를 작성하여 처리 운전을 수행했다. 운전 후 1개월에 있어서 질소 제거 속도는 0.1kg-N/m3/day에 지나지 않았다.
(그 외의 사항)
상기 실시예 1~실시예 6에서는 1조식의 폐수 처리 장치에 대하여 설명했지만, 이러한 구조로 한정하는 것은 아니고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 담체와 처리수를 분리하는 분리조(20)을 마련하고, 반송 관로(19)를 이용하여 분리한 담체를 폐수 처리조(1)로 되돌리도록 하는 구성으로 해도 된다. 덧붙여, 도 8에 있어서, 도 1 및 도 6과 마찬가지의 기능을 가지는 것에 대해서는 동일한 번호를 붙이고 있다. 또한, 도 8에 있어서, (18)은 유출 담체 파쇄용 교반기이다.
본 발명은, 아나목스균군이 부착한 탄소 입자를 이용한 폐수 처리 장치에 이용할 수 있다.
1: 반응조
4: 폐수 처리부
5: 폐물 저류부
6: 아나목스균군이 부착한 탄소 입자(아나목스균군 부착체)
7: 탄소 입자
4: 폐수 처리부
5: 폐물 저류부
6: 아나목스균군이 부착한 탄소 입자(아나목스균군 부착체)
7: 탄소 입자
Claims (8)
- 탄소 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 아나목스균군 지지용 담체.
- 청구항 1에 있어서,
상기 담체의 외관의 제타 전위가 -35 mV 이상 0 mV 이하인, 아나목스균군 지지용 담체. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 탄소 입자의 평균 입자 지름이, 2μm 이상 1000μm 이하인, 아나목스균군 지지용 담체. - 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
아나목스균군이 부착되어 있는, 아나목스균군 부착체. - 청구항 4의 아나목스균군 부착체가 폐수 처리조 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
- 청구항 4의 아나목스균군 부착체를 교반 유동시켜 폐수 처리하는 폐수 처리부와, 아나목스 활성을 소실하여 아나목스균군이 탈락하여 생긴 탄소 입자를 저류하는 폐물 저류부가 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
- 청구항 4의 아나목스균군 부착체와, 탄소 입자에 질화 세균이 부착된 질화 세균 부착체가, 동일한 폐수 처리조에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
- 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
탄소 입자를 상시 또는 단속적으로 공급하는 탄소 입자 공급부를 가지는, 폐수 처리 장치.
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Patent Citations (1)
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Non-Patent Citations (1)
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