KR102057374B1 - 그래뉼을 이용한 하수처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 그래뉼을 이용한 하수처리시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 하수가 유입되는 하수유입구를 가진 무산소조, 상기 무산소조와 연결되는 혐기조, 상기 혐기조와 연결되며, 2개 이상의 별도의 구획된 공간으로 구성되고, 상기 공간 내부에는 그래뉼과 폭기장치가 포함되면서, 상기 폭기장치는 교대로 가동되는 간헐폭기조, 상기 간헐폭기조와 연결되면서 침전조를 포함하여 구성되며, 하수가 유입되는 1단계, 상기 유입된 하수는 무산소조를 거치면서 탄소원을 공급받는 2단계, 상기 무산소조를 거친 하수가 혐기조로 유입되는 3단계, 상기 혐기조를 거친 하수가 질소처리 미생물로 구성된 그래뉼과 폭기장치가 포함된 제1 간헐폭기조 및 제2 간헐폭기조에 유입되는 4단계, 상기 제1 간헐폭기조가 폭기되고, 상기 제2 간헐폭기조는 비폭기상태인 5단계, 상기 제1 간헐폭기조가 비폭기 상태이고, 상기 제2 간헐폭기조가 폭기되는 6단계를 포함하여 운전된다.

Description

그래뉼을 이용한 하수처리 시스템 {Sewage treatment system using granule}
본 발명은 하수 중 질소 및 인 등의 오염물질 처리시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무산소조, 혐기조, 간헐폭기조 및 침전조를 포함하여 구성되며, 상기 간헐폭기조에는 호기성 그래뉼을 기반으로 질산화와 탈질을 통해 하수 중 질소를 제거하는 그래뉼을 이용한 하수처리 시스템에 대한 것이다.
최근 녹조 문제가 빈번하게 발생하면서, 질소 및 인 등으로 인한 부영양화 현상이 중요한 사회적 문제로 부각되고 있다. 이처럼 호수나 하전, 내해 등에 질소 및 인 성분의 과잉 유입은 수환경 문제나 건강 위해성 뿐만 아니라, 수자원의 사회적, 경제적 가치를 저하시킬 수 있다. 암모니아로 대표되는 질소성분은 그 자체의 독성으로 인하여 수생생물에 부정적인 영향을 미치며, 인구증가 및 산업발전에 따라 그 발생량이 비례하여 증가하는 특성으로 인해 현대사회의 핵심적인 오염물질로 인식되고 있다. 이에 따라, 질소 성분을 제거하기 위하여 기존 활성슬러지법으로 대변되어 왔던 하수처리공법에 더하여, 질소를 처리하기 위한 고도처리기술이 지속적으로 개발되어 왔으며, 상기의 고도처리는 호기성 조건에서 암모니아를 아질산으로 산화시키는 암모니아 산화, 아질산을 질산으로 산화시키는 아질산 산화의 질산화 단계와 무산소 조건에서 산화된 아질산이나 질산을 질소로 환원시키는 탈질 단계로 구성되어 왔다. 이와 관련하여, 기존의 하폐수고도처리를 위한 일반적으로 이용되어왔던 부유성장식 활성슬러지 공법은 질산화조 내 전체 미생물 중 질산화를 수행하는 미생물의 비율이 2 내지 10% 수준으로 낮아 효율 개선에 어려움이 있었으며, 특히, 질산화 미생물인 독립영향 산화균은 탈질균과 비교하여, 수율 및 증식속도가 낮고, 온도, 방해물질 및 pH 변화에 민감하여 환경변화에 따른 효율 개선에 상당한 어려움이 있었다. 더 나아가, 부유성 질산화 미생물은 슬러지에 존재하는 고등생물인 윤충류 등에 포식되어 성장이 제한되어 질산화 미생물을 고농도로 유지하는 기술이 중점 개발되게 되었다. 질산화 미생물을 고농도로 유지하기 위한 기존 기술 중 한국공개특허 제10-2008-0047664호에 기재된 질소제거 효율향상을 위한 질산화 미생물 농화배양 방법은 주요 질산화 미생물인 니트로소모나스 유로파를 고농도로 배양하는 농화배양 방법과 이를 이용한 질소 제거 공정의 효율 향상을 위해 제안되었으나, 니트로소모나스 유로파의 배양조건을 현장에서 최적화하기에는 어려움이 있으며, Wash Out 되거나, 기질경쟁에서 도태되었을 경우, 주기적인 공급이 이루어져야 하는 문제점이 있었다. 또 다른 방법으로는 미생물을 고정화시키는 것으로 미생물을 고분자 담체 내에 가두는 포괄고정법, 담체에 미생물이 자연 부착되도록 하는 자연부착법, 화학적으로 처리하여 서로 결합시키는 공유 결합법, 담체에 물리적으로 결합시키는 흡착법 등이 알려져 있으나, 한국공개특허 제10-2007-0009803호, 한국등록특허 제10-0455335호와 같이, 질산화 미생물들이 부착, 성장할 수 있는 담체에 생물막을 형성시켜 고농도로 유지할 경우, 반응기 내부의 불균일한 혼합과 미생물의 부착과 탈리 등의 문제점이 있어, 주기적인 담체의 교환으로 유지 관리에 어려움이 있고, 비용 문제가 발생하는 것으로 알려져 있다. 미생물 고정방법으로 보고되고 있는 포괄고정법은 알지네이트, 카파카라기난, 젤라틴, 아가 등이 알려져 있으며, 알지네이트와 카파카라기난 등이 미생물 담체 매트릭스로 주로 사용되고 있으나, 한국등록특허 제10-0460461호에서와 같이, 충진재, 코어용담체매트릭스, 코팅용담체 매트릭스 등에 질산화 미생물을 포함하는 하수처리장의 농축조 슬러지를 혼합하여 미생물을 고정시여 하수처리를 할 경우, 고정된 공간에서 질산화미생물의 산소부족으로 활성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
한국공개특허 제10-2008-0047664호 한국공개특허 제10-2007-0009803호 한국등록특허 제10-0455335호 한국등록특허 제10-0460461호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 온도 저하 등 외부 환경변화에 대응하여, 질소 및 인 등을 제거할 수 있으면서, 연속처리가 가능한 그래뉼을 이용한 하수처리시스템을 제공하는 것에 목적을 두고 있다.
이와 관련하여, 고농도의 질산화 미생물을 담체 또는 고정화 방법을 이용하지 않으면서, 고농도로 응집이 가능하고, 산소 농도가 풍부한 조건에서 활성을 유지하는 것에 목적을 두고 있으며, 여기에서, 탈질시 전자공여체를 확보하기 위하여 외부 탄소원이 반드시 필요했던 부분을 개선하여, 전자공여체의 추가적인 투입이 없이도 탈질이 가능하도록 하는 공정을 구성하는 것에 목적을 두고 있다.
또한, 13℃ 이하의 저온에서도 질산화 미생물의 활성 저하를 최소화할 수 있는 하수처리시스템을 제공하는 것에 목적을 두고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 하수처리시스템은 하수가 유입되는 하수유입구를 가진 무산소조 ; 상기 무산소조와 연결되는 혐기조 ; 상기 혐기조와 연결되며, 2개 이상의 별도의 구획된 공간으로 구성되고, 상기 공간 내부에는 그래뉼과 폭기장치가 포함되면서, 상기 폭기장치는 교대로 가동되는 간헐폭기조 ; 상기 간헐폭기조와 연결되면서 침전조를 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 간헐폭기조는 2개가 직렬로 연결되며, 두 번째 간헐폭기조와 무산소조는 액을 이송하는 이송관으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 하수처리시스템에서 상기 폭기조에 공급되는 공기는 30℃ 이상의 온도이며, 상기 폭기조에 공급되는 공기는 열교환기를 통과하여 가열되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 하수처리시스템의 운전방법은 하수가 유입되는 1단계 ; 상기 유입된 하수는 무산소조를 거치면서 탄소원을 공급받는 2단계 ; 상기 무산소조를 거친 하수가 혐기조로 유입되는 3단계 ; 상기 혐기조를 거친 하수가 질소처리 미생물로 구성된 그래뉼과 폭기장치가 포함된 제1 간헐폭기조 및 제2 간헐폭기조에 유입되는 4단계 ; 상기 제1 간헐폭기조가 폭기되고, 상기 제2 간헐폭기조는 비폭기상태인 5단계 ; 상기 제1 간헐폭기조가 비폭기 상태이고, 상기 제2 간헐폭기조가 폭기되는 6단계를 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 제5단계에서 무산소조의 하수가 혐기조로 유출되지 않고, 제6단계에서 무산소조의 하수가 혐기조로 유출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 하수처리시스템의 운전방법에서, 상기 제1 간헐폭기조가 폭기되고, 상기 제2 간헐폭기조는 비폭기상태에서, 제2 간헐폭기조의 하수는 침전조로 유입되는 7단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 하수처리시스템의 운전방법에서 상기 유입되는 하수의 온도는 13℃ 이하이고, 총질소 농도가 50 mg/L 이하에서 최종 처리수 중 총질소 농도가 10 mg/L 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 그래뉼을 이용한 하수처리시스템은 담체 또는 미생물 고정화를 이용하지 않고, 질산화 미생물을 고농도로 응집시킴으로써, 현장의 운전조건을 맞추기가 용이하고, 온도 등 환경변화에도 질산화 미생물의 활성저하를 최소화할 수 있는 효과가 있다. 특히, 온도 저하와 관련하여, 따뜻한 공기를 폭기함으로써, 겨울철의 급격한 온도저하에도 대응할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 하수처리시스템은 기존의 배치식과 비교하여, 간헐폭기조를 복수개 구비함으로써, 연속식으로 운전될 수 있어 단위 시간당 처리 가능한 폐수량이 증대될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 하수처리시스템은 무산소조를 전단에 위치시킴으로써, 유기물과 같은 전자공여체의 인위적인 투입이 없이, 탈질화가 일어날 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하수처리시스템의 공정구성을 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 그래뉼을 이용한 하수처리시스템에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1에 나타난 본 발명에 따른 그래뉼(100)을 이용한 하수처리시스템은 하수가 유입되는 하수유입구를 가진 무산소조(10), 상기 무산소조(10)와 연결되는 혐기조(20), 상기 혐기조(20)와 연결되며, 2개 이상의 별도의 구획된 공간으로 구성되고, 상기 공간 내부에는 그래뉼(100)과 폭기장치가 포함되면서, 상기 폭기장치는 교대로 가동되는 간헐폭기조(30)(40), 상기 간헐폭기조(30)(40)와 연결되면서 침전조(50)를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 하수처리시스템에서 첫 번째 공정인 무산소조(10)로 유입되는 하수는 통상적으로 BOD(생물학적 산소요구량)이 150 mg/L 이하로 유지된 상태에서 무산소조(10)로 유입되며, 이 경우, 총질소의 함량은 약 50 mg/L 수준에서 유입이 이루어진다. 본 발명에 따른 하수처리시스템의 무산소조(10)에서는 탈질 미생물에 의해 탈질이 이루어지게 되며, 상기 탈질반응은 아래와 같은 반응식을 가진다.
NO3 - + 1.08CH3OH + H+ → 0.065 C6H7O2N + 0.47N2 + 0.76CO2 + 2.44 H2O
상기 무산소조(10)에서는 탈질미생물에 의해 질산화된 성분이 무해한 질소가스로 환원되어 대기 중으로 방출되며, 상기의 탈질미생물은 산소공급이 없는 무산소 환경과 충분한 유기물이 공급된 상태에서, NO3 - 성분을 질소로 환원하게 된다.
본 발명에 따른 질소처리시스템에서는 마이크로코쿠스, 슈도모나스, 아코모받터 및 바실러스 중 1개 이상의 탈질미생물이 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 하수처리시스템에서 중요한 특징 중 하나는, 상기의 충분한 유기물 공급이 필요한 탈질과정에서, 기존 선행기술에서와 같이 인위적으로 탄소원을 투입하지 않고, 하수 중 포함된 유기물을 이용하여 탈질 반응을 순조롭게 이끌어낼 수 있다는 점이다. 기존 선행기술의 경우, 무산소조(10)가 질산화 반응이 일어나는 호기조의 뒤에 위치하여, 호기조를 거치면서 유기물의 농도가 극단적으로 낮아짐에 따라, 탈질을 위한 유기물의 추가적인 투입이 불가피한 측면이 있었으며, 본 발명에 따른 하수처리시스템은 상기에서와 같이 무산소조(10)를 제일 앞단에 위치시켜, 하수가 직접 유입되게 하여, 인위적인 유기물의 투입없이 탈질반응을 이끌어낼 수 있도록 구성되어있다.
본 발명에 따른 하수처리시스템에서 무산소조(10)의 후단에는 혐기조(20)가 위치하고 있으며, 상기 혐기조(20) 내부에는 인을 방출하는 미생물에 의해 하수 중 포함된 인화합물이 분해되고, 이때 발생된 에너지에 의해 아세틸조효소로 변화된 후, 인산이온의 방출이 일어난다.
상기의 인산이온의 형태로 인이 방출되는 혐기조(20)를 거친 후, 유입된 하수는 혐기조(20)와 연결되면서, 2개 이상의 별도로 구획된 공간으로 구성되고, 상기 공간 내부에는 그래뉼(100)과 폭기장치가 포함되면서, 상기 폭기장치는 교대로 가동되는 간헐폭기조(30)(40)로 유입된다. 본 발명에 따른 하수처리시스템에서 간헐폭기조(30)(40)는 폭기와 비폭기를 교대로 진행하면서, 비폭기시 그래뉼(100)의 외부 유출을 방지하면서, 처리된 상등수를 외부로 방출하기 위하여 항상 2개 이상의 복수 개로 구성된다. 본 발명에 따른 하수처리시스템이 가동되기 시작하는 시점에서, 그래뉼(100)은 별도로 제조된 그래뉼(100) 제조설비에서 제조가 이루어지며 가동이 이루어진 후에는 상기의 간헐폭기조(30)(40)에서 그래뉼(100)의 제조 및 성장이 이루어지게 된다. 본 발명에 따른 하수처리시스템의 간헐폭기조(30)(40)에서는 그래뉼(100)에 의해 질산화와 인의 흡수가 중점적으로 이루어지며, 이와 더불어, 유기물도 함께 제거된다. 상기의 과정을 구체적으로 살펴보면, 유입된 하수 중 포함된 유기물은 폭기에 의해 공급된 산소와 영양소로 세포의 성장과 이산화탄소, 암모니아 등으로 변환되어 유기물이 제거되며, 이때 생성된 질소성분 및 하수 중 이미 포함되어 유입된 유기질소 등의 질소성분은 호기성 그래뉼(100)에 함유된 니트로소모나스, 니트로백터 등의 호기성 미생물에 의해 암모니아성 질소로 전환된다. 상기의 과정을 거친 후, 암모니아성 질소는 이를 산화시키는 미생물에 의해 아질산성 질소, 질산성 질소로 변환이 이루어진다.
22NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3 - → C6H7O2N + 21NO3 - + 2OH2O + 42H+
본 발명에 따른 하수처리시스템의 간헐폭기조에서는 호기성 그래뉼(100)이 포함되어 있으며, 상기 호기성 그래뉼(100)은 질산화를 위한 질산화 미생물로 구성되며, 필요에 따라서는 인 제거 미생물이 함께 포함되어 그래뉼(100)이 구성될 수 있다. 상기 인 제거 미생물은 호기성 상태에서 세포내에 저장된 PHB (Poly-β-hydroxybutyrate)를 산소로 분해하면서 인산이온을 외부로부터 섭취하여 Poly-phosphate 형태로 세포내에 저장된다. 상기와 같이 세포내에 축적된 인 화합물은 간헐폭기조(30)(40)로부터 무산소조(10)로 반송된 후, 혐기조(20)에서 인의 방출이 이루어진다.
본 발명에 따른 하수처리시스템의 간헐폭기조는 아래와 같은 2가지의 특징을 가진다. 첫 번째 특징은 겨울철 급격한 온도 저하에 따른 호기성 그래뉼(100)의 활성 저하를 최소화하기 위한 가열된 공기를 폭기하는 것에 있으며, 두 번째 특징은 복수 개의 간헐폭기조(30)(40)를 폭기와 비폭기로 교대로 운전하면서, 본 발명에 따른 하수처리시스템을 연속식으로 운전하는 것에 있다.
우선적으로, 젓번째 특징을 구체적으로 살펴보면, 겨울철 급격한 온도 저하에 따른 호기성 그래뉼(100)의 활성 저하를 방지하기 위하여 30℃ 이상으로 가열된 공기를 간헐폭기조(30)(40)내에서 폭기하도록 구성된다. 이를 위하여, 폭기조로 공급되는 공기를 가열할 수 있는 가열장치가 필요하며, 상기 가열장치가 열교환기인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 하수처리시스템의 간헐폭기조(30)(40)로 공급되는 공기는 열교환기를 통과하여 30℃ 이상으로 가열되며, 상기와 같이 가열된 공기는 폭기장치로 공급되어 그래뉼(100)이 포함된 간헐폭기조(30)(40) 내부의 온도를 올리게 된다.
본 발명에 따른 하수처리시스템 간헐폭기조의 두 번째 특징인 연속식 운전방법에 대하여 구체적으로 살펴보면, 상기 간헐폭기조(30)(40)는 2개가 직렬로 연결되는 것이 바람직하며, 상기 혐기조(20)를 거친 하수가 질소처리 미생물로 구성된 그래뉼(100)과 폭기장치가 포함된 제1간헐폭기조(30) 및 제2간헐폭기조(40)로 유입된다. 이후, 상기 제1간헐폭기조(30)가 폭기되고, 상기 제2간헐폭기조(40)는 비폭기상태가 되며, 반대로 상기 제1간헐폭기조(30)가 비폭기 상태이고, 상기 제2간헐폭기조(40)가 폭기되는 상태가 된다. 이때, 상기 제1간헐폭기조(30)가 폭기되고, 상기 제2간헐폭기조(40)는 비폭기가 되는 상태에서 제2간헐폭기조(40)의 하수는 침전조(50)로 유입이 이루어진다. 결과적으로, 본 발명에 따른 질소처리시스템의 제1 및 제2의 2개의 간헐폭기조(30)(40)는 함께 폭기 및 비폭기가 이루어지지 않고, 항상 제1 폭기조가 폭기될 경우, 제2 폭기조는 비폭기이고, 제1폭기조가 비폭기일 경우, 제2 폭기조는 폭기상태가 된다. 또한, 제2 폭기조가 비폭기 상태일 경우, 제2 폭기조에서 처리된 하수는 다음 공정인 침전조(50)로 유입되어, 제2 폭기조로부터 방출이 이루어지게 된다. 이처럼, 본 발명에 따른 하수처리시스템에서 하수는 직렬로 연결된 제1 및 제2간헐폭기조(40)에서, 우선적으로 제1간헐폭기조(30)를 거쳐 폭기된 후, 제2간헐폭기조(40)로 유입되며, 제2간헐폭기조(40)의 폭기가 완료될 경우, 일정시간의 비폭기 시간을 가진 후, 침전조(50)로 방출이 이루어진다. 상기 공정에서, 제1간헐폭기조(30)에 상기 혐기조(20)를 거친 하수가 유입되면, 제1간헐폭기조(30)는 폭기상태로 운전되며, 이때 제2간헐폭기조(40)는 상기에 기재된 바와 같이 비폭기 상태가 된다. 제1간헐폭기조(30)의 폭기가 완료될 경우, 제1간헐폭기조(30)에서 처리된 하수는 제2간헐폭기조(40)로 유입되며, 제2간헐폭기조(40)에서 폭기가 시작되면, 비폭기 상태에 있는 제1간헐폭기조(30)에 혐기조(20)에서 처리를 완료한 하수의 유입이 이루어진다. 상기 제2간헐폭기조(40)의 폭기가 완료되면, 제2 제2간헐폭기조(40)는 비폭기 상태가 되며, 이때 제1간헐폭기조(30)는 폭기 상태에 진입하게 된다.
상기와 같이 간헐폭기조(30)(40)를 거친 하수는 침전조(50)로 유입되며, 상기 침전조(50)에서는 고형물의 침전이 이루어지게 되며, 고형물과 분리된 상등액은 방류된다.
본 발명에 따른 질소처리시스템의 운전방법을 살펴보면, 하수가 유입되는 1단계, 상기 유입된 하수는 무산소조(10)를 거치면서, 탄소원을 공급받는 2단계, 상기 무산소조(10)를 거친 하수가 혐기조(20)로 유입되는 3단계, 상기 혐기조(20)를 거친 하수가 질소처리 미생물로 구성된 그래뉼(100)과 폭기장치가 포함된 제1간헐폭기조(30) 및 제2간헐폭기조(40)에 유입되는 4단계, 상기 제1간헐폭기조(30)가 폭기되고, 상기 제2간헐폭기조(40)는 비폭기상태인 5단계, 상기 제1간헐폭기조(30)가 비폭기 상태이고, 상기 제2간헐폭기조(40)가 폭기되는 6단계를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 6단계에서 무산소조(10)를 거친 하수가 유입되며, 상기 제1간헐폭기조(30)가 폭기되고, 상기 제2간헐폭기조(40)는 비폭기상태에서 제2간헐폭기조(40)의 하수는 침전조(50)로 유입되는 7단계를 포함할 수 있다.
실시예
BOD 100 내지 150 mg/L, 총질소 농도 약 50 mg/L의 하수 5 L/day 를 무산소조(10)로 유입하여, 1 시간 후 혐기조(20)로 유입하였다. 무산소조(10)에는 마이크로코쿠스 탈질미생물이 포함되어 있으며, 혐기조(20)에는 인 방출 미생물이 포함되어 있다. 혐기조(20)에서 1 시간이 지난 후, 제1간헐폭기조(30)로 하수가 유입되고, 30분 내지 1 시간 동안 폭기된 후, 제2간헐폭기조(40)로 유입되어 30분 내지 1 시간의 폭기를 실시하였다. 제2간헐폭기조(40)가 폭기상태일 때, 혐기조(20)에서 제1간헐폭기조(30)로 하수가 유입되며, 제2간헐폭기조(40)의 폭기가 완료된 후, 제2간헐폭기조(40)는 15분 내지 30분 동안 비폭기상태에서 유지된다. 제1 및 제2간헐폭기조(40)에는 니트로소모나스 및 니트로백터 미생물로 구성된 그래뉼(100)이 포함되어 있다. 상기와 같이 제2간헐폭기조(40)의 비폭기가 완료된 후, 제2간헐폭기조(40)의 상등수는 침전조(50)로 유입된다. 침전조(50)를 거친 최종방류수의 총질소 농도는 10 mg/L 이하로 검출되었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
10 : 무산소조 20 : 혐기조
30 : 제1간헐폭기조 40 : 제2간헐폭기조
50 : 침전조 100 : 그래뉼

Claims (9)

  1. 하수가 유입되는 하수유입구를 가진 무산소조 ;
    상기 무산소조와 연결되는 혐기조 ;
    상기 혐기조와 연결되며, 2개 이상의 별도의 구획된 공간으로 구성되고, 상기 공간 내부에는 그래뉼과 폭기장치가 포함되면서, 상기 폭기장치는 교대로 가동되는 간헐폭기조 ;
    상기 간헐폭기조와 연결되면서 침전조를 포함하고 ;
    상기 간헐폭기조는 2개가 직렬로 연결되고, 두 번째 간헐폭기조와 무산소조는 액을 이송하는 이송관으로 연결되고, 상기 간헐폭기조에 공급되는 공기는 30℃ 이상의 온도이면서, 열교환기를 통과하여 가열되는 것을 특징으로 하는 하수처리시스템
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019112044A1 (ja) * 2017-12-07 2020-12-10 三菱ケミカル株式会社 水の浄化方法、水の浄化装置及び低水温下における該浄化装置の使用
CN110104878A (zh) * 2019-04-30 2019-08-09 江苏十月金环保设备有限公司 一种用于黄泔水污水处理的设备及其工艺
CN111072218B (zh) * 2019-12-05 2024-04-23 南京万德斯环保科技股份有限公司 一种农村生活污水的处理***和方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100992463B1 (ko) * 2010-04-20 2010-11-08 한라오엠에스 주식회사 인 여과조 및 막분리장치를 이용한 하폐수처리장치 및 방법
KR101265963B1 (ko) * 2012-09-04 2013-05-27 (주)으뜸산업 반응 온도 유지 장치를 구비한 호기조

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6177007B1 (en) * 1996-04-23 2001-01-23 Daewoo Corporation High efficiency apparatus for treating nitrogen and phosphorous contained in sewage
IL138198A (en) * 1998-03-04 2004-06-01 Mikkel G Mandt File reaction systems involve anoxic erupting segments
KR100321680B1 (ko) * 1998-12-23 2002-06-24 이상일 유로변경에의한폐수의영양염류처리방법
KR100455335B1 (ko) 1999-12-06 2004-11-06 주식회사 효성 질소제거 미생물(암모니아성질소 → 질산성질소) 고정화방법
KR100460461B1 (ko) 2002-05-30 2004-12-08 주식회사 에코다임 생물활성성분 고정화 담체 및 그의 제조장치
WO2004002904A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-08 Kingsford Environmental (H.K.) Ltd. Combined activated sludge-biofilm sequencing batch reactor and process
FR2841548B1 (fr) * 2002-06-28 2005-04-22 Syndicat Interdepartemental Po Procede de traitement en trois etapes biologiques d'un effluent
US7279100B2 (en) * 2005-01-31 2007-10-09 Ashbrook Simon-Hartley Operations, Lp Methods and apparatus for treating wastewater employing a high rate clarifier and a membrane
KR20070009803A (ko) 2005-07-14 2007-01-19 주식회사 태영 질산화미생물 코팅 담체 및 그를 이용한 하수의 유기물,질소, 인 고도처리장치
TWI316923B (en) * 2006-02-17 2009-11-11 Ind Tech Res Inst System and method for treating carbon, nitrogen, phosphorous containing wastewater
KR20080047664A (ko) 2006-11-27 2008-05-30 (주)누리바이오텍 질소제거 효율향상을 위한 질산화미생물 농화배양 방법
CN101239767A (zh) * 2007-08-27 2008-08-13 北京能拓高科技有限公司 高浓度有机污水处理***
US8585900B2 (en) * 2010-08-06 2013-11-19 Manuel Alvarez-Cuenca Compact upright bioreactor for the elimination of nutrients
WO2012099283A1 (ko) * 2011-01-19 2012-07-26 주식회사 드림이엔지 하수 처리 장치
ES2401445B2 (es) * 2013-02-01 2014-01-20 Universidade De Santiago De Compostela Sistema Integrado de reactor anaerobio metanogénico y biorreactor de membranas para la eliminación de materia orgánica y nitrógeno en aguas residuales
KR20140104627A (ko) * 2013-02-20 2014-08-29 주식회사 부강테크 분리막을 이용한 활성 미생물 그래뉼의 회수가 가능한 오폐수 처리장치 및 이를 이용한 오폐수 처리방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100992463B1 (ko) * 2010-04-20 2010-11-08 한라오엠에스 주식회사 인 여과조 및 막분리장치를 이용한 하폐수처리장치 및 방법
KR101265963B1 (ko) * 2012-09-04 2013-05-27 (주)으뜸산업 반응 온도 유지 장치를 구비한 호기조

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