KR20110027457A

KR20110027457A - 연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응을 이용한 폐수처리방법

Info

Publication number: KR20110027457A
Application number: KR20090085558A
Authority: KR
Inventors: 이수철; 김동진
Original assignee: 주식회사 에코비젼
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2011-03-16

Abstract

본 발명은 연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응을 이용한 폐수처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응에서, 상기 암모니아의 산화에 의해 생성되는 아질산이 최종적으로 질산으로 산화되지 않고 아질산의 상태로 탈질될 수 있도록, pH를 조절하여 암모니아 또는 아질산에 의해 아질산산화균의 활성을 저해함으로써, 암모니아성 질소를 아질산으로만 산화시키는 것을 특징으로 하는, 연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응을 이용한 폐수처리방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 폐수처리방법은 암모니아를 질산으로 질산화시켜 폐수를 처리하는 공정에 비해 요구되는 에너지 및 탄소원 비용을 절감할 수 있고, pH 조절시 복잡한 공정이나 별도의 장치가 필요하지 않아 공정을 간소화할 수 있다.

질산화, 탈질, 연속회분식 반응기, 아질산, 자유 암모니아, 자유 아질산

Description

연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응을 이용한 폐수처리방법 {Method for Treating Wastewater Using Nitrification Reaction in Sequencing Batch Reactor}

폐수의 효율적인 질소 제거를 위한 많은 연구와 기술 개발이 시도되고 있다. 이러한 연구 및 기술 개발의 배경에는 단순히 질소성분이 수계에 미치는 여러 가지 나쁜 환경 영향 외에도 질소 성분이 지구 순환에 끼치는 영향 등이 전제되어 있다. 이러한 순환을 위한 기존의 질산화 및 탈질 과정에서 상당한 양의 에너지와 유기화합물이 필요한데, 지구전체를 기준으로 물질수지를 취해보면 총괄적으로 1 kg의 질소순환에 3.73 kg의 CO₂가 발생되기 때문에 계속적으로 지구온난화 기체인 CO₂의 축적이 불가피하게 된다. 따라서, 이러한 기존의 질소제거 방법의 대안으로 좀 더 친환경적이거나 지속 가능한 질소 제거 방법에 대해 관심과 연구가 현재 집중되고 있다.

구체적으로, 질산화 과정에서 포기에 필요한 에너지 절감과 탈질 과정에서 필요한 유기물의 양을 줄일 수 있는 새로운 미생물 대사(metabolism)나 공정개발이 바로 이것이며, 특히 미생물에 의한 새로운 질소 전환을 통한 질소 제거 공정과 함께 새로운 반응조의 개발과 배치, 조합 측면에 연구의 초점이 맞춰져 있다.

폐수에서 질소 성분은 대부분 암모니아(NH₃) 형태로 존재하며 이를 제거하기 위해서는 질산화와 탈질의 연속 공정이 요구된다.

암모니아 산화 (Ammonia oxidizing bacteria)	NH₄ ⁺ + 0.5O₂ → NH₂OH + H⁺(1) NH₂OH + O₂ → NO₂ ^- + H₂O + H⁺+ 240 350 kJ(2)
아질산 산화 (Nitrite oxidizing bacteria)	NO₂ ^- + 0.5O₂ → NO₃ ^-+ 65 90 kJ(3)
총괄 질산화	NH₄ ⁺ + 2O₂ → NO₃ ^-+ H₂O + 2H⁺(4)

상기 표 1의 질산화 반응식을 보면 1 mol의 암모니아(NH₃)가 산화되는데 2 mol의 산소(O₂)가 소모되면서 2 mol의 수소이온(H⁺)이 생성됨을 알 수 있다. 이것을 질량으로 환산하면 1 g 암모니아성 질소를 산화하는데 4.57 g의 산소가 필요하다는 것을 알 수 있다. 암모니아(NH₃)를 아질산(nitrous acid)까지만 산화시키는 경우에는 1 mol의 암모니아(NH₃) 당 1.5 mol의 산소가 필요하여 질산염(nitrate)까지 산화되는 것에 비해 필요한 산소(O₂)가 약 25% 줄어든다. 반면, 탈질의 경우에는 전자공여체가 필요한데 이는 하기 표 2와 같다.

아질산 탈질	6NO₂ ^- + 3CH₃OH →3N₂ + 3CO₂ + 3H₂O + 6OH^- (5)
질산 탈질	6NO₃ ^- + 5CH₃OH →3N2 + 5CO₂ + 7H₂O + 6OH^- (6)

상기 탈질 반응을 보면 6 mol의 질산성 질소가 질소(N₂) 가스로 환원되는데 총 5 mol의 CH₃OH이 필요한 반면에 6 mol의 아질산성 질소가 질소(N₂) 가스로 환원되기 위해서는 오직 3 mol의 CH₃OH이 필요한 것을 알 수 있다. 즉, 암모니아성 질소를 아질산성 질소까지만 질산화시켜 탈질시키는 것은 2 mol의 CH₃OH(총량의 40%)을 절감할 수 있는 것이다.

한편, 도 1과 같이 아질산 경로로 질소를 제거하는 것을 Sharon(single reactor system for high-rate ammonium removal over nitrite) 공정이라 하는데, 이 Sharon 공정은 암모니아성 질소를 아질산성 질소까지만 산화시키고 바로 탈질하는 기술을 일컫는 말로써 질소제거에 필요한 산소와 유기탄소를 줄일 수 있는 장점이 있다 (EP 826,639). 이를 구현하기 위해서는 반응기의 온도를 25~40℃로 높여 침전지에 의한 슬러지 반송 없이 연속적으로 운전하여 높은 온도에서 비성장속도가 낮은 아질산 산화균을 반응기에서 배제(dilution out)하는 방법을 이용하고 있다. 이 경우, 아질산 산화균 없이 암모니아 산화균만이 반응기에 분포하게 되어 자연스럽게 아질산이 축적되게 된다. 즉, 상기 Sharon 공정은 아질산 산화균이 높은 온도에서 비성장속도가 낮은 점에 이용하여, 연속반응기 내의 온도조절을 통해 아질산 산화균을 반응기에서 배제함으로써, 암모니아성 질소를 아질산성 질소로만 산화시켜 탈질하는 기술이다.

이에, 본 발명자들은 아질산 산화균을 반응기에서 조절하여 암모니아성 질소를 아질산성 질소로만 산화시켜 탈질시키는 다른 공정을 개발하고자 예의 노력한 결과, 자유 암모니아 또는 자유 아질산이 아질산 산화균에 대해서만 선택적으로 저해 활성을 나타낸다는 점에 착안하여, 연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응 과정에서, 기질인 자유 암모니아 또는 생성물인 자유 아질산의 농도에 따라 pH를 조절하여 아질산산화균의 저해를 유도함으로써, 암모니아성 질소를 아질산으로만 산화시켜 탈질시킬 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은, 연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응 과정에서 자유 암모니아를 자유 아질산으로만 산화시켜 탈질하는, 연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응을 이용한 폐수처리방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응을 이용한 폐수처리방법으로서, 자유 암모니아 또는 자유 아질산에 의한 아질산 산화균의 저해작용을 이용하여, 폐수 내에 함유되어 있는 암모니아성 질소를 아질산으로만 산화시키는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법을 제공한다.

본 발명은 일 관점에서, 본 발명은 연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응을 이용한 폐수처리방법으로서, 자유 암모니아 또는 자유 아질산에 의한 아질산 산화균의 저해작용을 이용하여, 폐수 내에 함유되어 있는 암모니아성 질소를 아질산으로만 산화시키는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법에 관한 것이다. 이때, 상기 암모니아성 질소는 암모니아 및 암모늄을 포함하는 개념이다.

본 발명은 자유 암모니아와 자유 아질산의 아질산 산화균 저해특성 및 기질과 생성물의 농도가 시간에 따라 변하는 연속회분식반응기의 특성을 이용한 것이다.

즉, 연속회분식반응기 내의 폐수의 질산화 반응에 있어서, 기질인 자유 암모니아의 농도는 시간이 경과함에 따라 감소하는 반면, 생성물인 자유 아질산의 농도는 시간이 경과함에 따라 증가하게 된다. 따라서, 상기 질산화 반응에 소요되는 전체 반응 시간 중 1/2에 해당하는 시점을 반응 중기라고 했을 때, 질산화 반응 시작 후 반응 중기까지의 자유 암모니아 농도는 반응 중기 이후 반응 종료까지의 자유 암모니아의 농도에 비해 상대적으로 높다. 또한, 상기 질산화 반응 시작 후 반응 중기까지의 자유 아질산 농도는 반응 중기 이후 반응 종료까지의 자유 아질산의 농도에 비해 상대적으로 낮다. 상기 자유 암모니아의 농도가 질산화 반응 과정 중에 상대적으로 높인 상태인 반응 시작 후 중기까지는 자유 암모니아에 의한 아질산 산화균 저해특성을 극대화하기 위해, 자유 암모니아가 높은 농도로 유지되도록 pH를 조절한다. 상기 반응 과정 중에, 자유 아질산의 농도가 질산화 반응 과정 중에 상대적으로 높인 상태인 반응 중기부터 반응 종료까지는 자유 아질산에 의한 아질산 산화균 저해특성을 극대화하기 위해, 자유 아질산이 높은 농도로 유지되도록 폐수의 pH를 조절한다.

상기 연속회분식반응기 내의 폐수의 질산화 반응에 있어서, 상기 연속회분식 반응기 내의 질산화 반응 시작 후 반응 중기까지는 pH를 7.0~8.0으로 조절하여, 상기 자유 암모니아에 의한 아질산 산화균의 저해를 유도하여 암모니아성 질소를 아질산으로만 산화시킬 수 있다. 이 경우, 상기 pH가 7.0~8.0일 때, 자유 암모니아가 높은 농도인 상태를 유지할 수 있어, 자유 암모니아에 의한 아질산 산화균 저해효과를 극대화할 수 있다. 또한, 질산화 반응이 진행되면서, 자유 아질산이 시간 경과에 따라 생성되기 시작하므로 자유 아질산에 의한 아질산 산화균의 저해작용도 병행이된다. 그러나, pH 7.0~8.0에서 자유 암모니아가 전체 질산화 반응 공정 중 상대적으로 높은 농도로 유지되는 상태이므로, 자유 암모니아에 의한 아질산 산화균 저해가 자유 아질산에 의한 아질산 산화균 저해에 비해 우월하게 나타난다.

상기 연속회분식반응기 내의 폐수의 질산화 반응에 있어서, 상기 연속회분식 반응기 내의 질산화 반응 중기 이후 반응 종료까지는 pH를 6.0~7.0으로 조절하여, 상기 자유 아질산에 의한 아질산 산화균의 저해를 유도하여 암모니아성 질소를 아질산으로만 산화시킬 수 있다. 이 경우, 상기 pH가 6.0~7.0일 때, 자유 아질산이 높은 농도인 상태를 유지할 수 있어, 자유 아질산에 의한 아질산 산화균 저해효과를 극대화할 수 있다. 또한, 질산화 반응이 진행되면서, 자유 암모니아가 감소하기는 하나 완전히 제거되기 전에는 일부 잔여하므로, 자유 암모니아에 의한 아질산 산화균의 저해작용도 병행이된다. 그러나, pH 6.0~7.0에서 자유 아질산이 전체 질산화 반응 공정 중 상대적으로 높은 농도로 유지되는 상태이므로, 자유 아질산에 의한 아질산 산화균 저해가 자유 암모니아에 의한 아질산 산화균 저해에 비해 우월 하게 나타난다.

본 발명에 따른 연속회분식 반응기를 이용한 폐수의 질산화 방법은 종래기술의 Sharon 공정과는 다른 기작으로, 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)와 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)을 이용한다는 점에서 차이가 있다. 상기와 같은 기술은 주로 암모니아성 질소 농도가 높은 시스템에 적용되고 있는데 이는 우선 암모니아성 질소 농도가 높아야 아질산성 질소의 축적이 쉽고 질소 농도가 높아야 질산화와 탈질에 필요한 산소와 유기탄소원 비용의 절감이 극대화되기 때문이다. 여기서 암모니아(NH₃) 산화균의 활성은 그대로 둔 채 아질산(HNO₂) 산화균의 활성만을 저하시키는 방법으로 연속회분식 반응기(SBR, Sequencing Bach Reactor)에 초기 유입되는 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)에 의한 것과 반응의 후반부에 형성되는 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)에 의한 것이 각각 그 역할을 수행하게 된다.

이는 다른 연속 반응기에서는 얻을 수 없는 것으로 연속회분식 반응기(SBR, Sequencing Bach Reactor)의 회분식 반응의 특성을 이용한 것이다. 연속흐름 반응기(PFR, Plug Flow Reactor)와는 달리 연속회분식 반응기(SBR, Sequencing Bach Reactor)는 회분반응기의 특성을 가지고 있기 때문에 기질이나 생성물의 농도가 시간에 따라 변하게 되고, 반응 초기에는 기질의 농도가 높고 반응 후기에는 생성물의 농도가 높아진다.

본 발명에서는 이와 같은 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)와 자유 아질 산(Free nitrous acid, HNO₂)의 아질산 산화균 저해특성과 그 효과를 최대화하기 위해 연속회분식 반응기(SBR, Sequencing Bach Reactor)의 특성을 이용, 암모니아(NH₃)를 질산 이온까지 산화되지 않고 아질산 이온으로만 산화된 후 바로 탈질하는 방법을 이용하는 것이다.

자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)나 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)은 모두 질산화 미생물에 독성을 나타내는데, 특히 아질산 산화균이 민감한 것으로 보고되었다. Nitrosomonas는 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)의 농도 10∼150 mg N/L에서, Nitrobacter는 0.1∼1.0 mg N/L 사이의 저농도에서 저해를 받는 것으로 보고된 바 있다 (Anthonisen et al., J. WPCF., 48: 835-852, 1976). 또한, Nitrobacter는 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)의 농도가 0.22∼2.8 mg N/L일 때 저해를 받는다고 보고되었고, 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃) 농도가 1∼5 mg N/L 일 때 Nitrobacter에 저해를 주며 Nitrosomonas에는 저해를 주지 않아 아질산성 질소가 축적된다고 보고된 바 있다 (Villaverde et al. Wat. Res., 34(2): 602-610, 2000). 이처럼 약간의 pH 변화에도 평형관계의 변화에 따라 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)와 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)의 농도를 변화시키는 것이 가능하다. 암모니아(NH₃) 또는 아질산(HNO₂)의 평형관계 반응식, 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃) 또는 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)의 수학식은 하기와 같다.

H⁺+ OH^-↔ NH₃+ H₂O......암모니아 평형(ammonia equilibrium)

H⁺+ NO₂ ^-↔ HNO₂ ......아질산 평형(nitrous acid equilibrium)

NH₃-N (㎎/ℓ) = NH₄ ⁺-N (㎎/ℓ) × 10^pH / (K_a/K_w+ 10^pH )

HNO₂-N (㎎/ℓ) = NO₂ ^--N (㎎/ℓ) / (K_b/K_w× 10^pH )

K_a, K_b = 암모니아와 아질산 평형의 이온화 상수(The ionization constant of the ammonia and nitrous acid equilibrium equation)

K_w = 물의 이온화 상수(The ionization constant of water)

K_a/K_w = e^{(6334/273+℃)}, K_b/K_w = e^{(-2300/273+℃)}

따라서, 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)와 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂) 농도가 암모늄 이온과 아질산 이온 외에 pH에 특히 민감하게 반응하므로 반응 초기에는 pH를 약간 높여 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃) 농도를 높게, 반응 후반부에는 질산화에 의해 pH가 감소하는 것을 방치하여 낮은 pH 영역에서 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂) 농도를 높게 유지시키는 방법을 연속회분식 반응기(SBR, Sequencing Bach Reactor)에 적용, 지속적으로 아질산 산화균을 저해하여 이들이 반응기로부터 배제(dilution out)되도록 한다.

본 발명에 있어서, 상기 pH는 중탄산염 또는 알카리제(가성소다 또는 석회)에 의하여 조절되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에서 연속회분식 반응기 내의 폐수의 pH는 pH 센서 등에 의해 감지될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 폐수는 무산소 조건 또는 호기 조건 하에서 상기 연속회분식 반응기로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 반응기 내에서 탈질과 질산화과 동시에 이루어지는 경우, 상기 폐수는 무산소 조건으로 유입될 수 있고, 상기 반응기 내에서 질산화가 주로 이루어지는 경우, 상기 폐수는 호기 조건으로 유입될 수 있다.

본 발명에 따른 폐수처리방법은 기존의 암모니아를 질산으로 산화시켜 제거하는 방법에 비해 질산화에 필요한 공기량의 25%, 탈질에 필요한 전자공여체인 탄소원의 40%를 절감할 수 있으므로 질소가 함유된 폐수의 처리에 있어 매우 경제적이다. 또한, pH 조절시 별도의 장치나 복잡한 공정이 필요치 않아 공정을 간소화할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1. 연속회분식 반응기를 이용한 폐수의 질산화

암모니아(NH₃)를 함유한 폐수를 연속회분식 반응기(SBR, Sequencing Bach Reactor)에 유입시켜 아질산이 축적되도록 질산화하였다 (도 2). 연속회분식 반응기 운전 조건은 하기 표 3과 같았고 실험에 사용한 폐수의 조성은 하기 표 4와 같았다. 질산화 미생물은 춘천시 소재의 하수처리장 농축조 슬러지에서 채취하여 접종하였다.

연속회분식 반응기 조작순서		운전조건
조작	시간	운전조건
Fill Aeration Setting Draw Total	2 min 180~300 min 4 min 5 min 180 min	DO > 1.8 ㎎/ℓ MLSS 2500~300 ㎎/ℓ Air Flow > 3ℓ/ min pH 7.0 ~ 7.6

성분	농도 (㎎/ℓ)
(NH₄)₂SO₄	200 ~ 1,000
MgSO₄·7H₂O	30
KCl	35
NaHPO₄·12H₂O	29
CaCl₂·2H₂O	16
KH₂PO₄	45
FeCl₃·6H₂O	10

반응기 운전 후 약 70 일 경과한 다음의 수질분석 결과, 도 3에 나타난 바와 같이 160 분의 암모니아(NH₃) 산화 과정 동안 암모니아(NH₃)는 전부 산화되었고 질산성 질소는 검출되지 않았으며, 추가 20 분의 호기성 조건에서도 질산성 질소는 검출되지 않았다. 대신 아질산 이온이 증가되어 산화된 암모니아(NH₃)가 거의 대부분 아질산(HNO₂)으로 전환되었음을 확인할 수 있다. 따라서, 암모니아(NH₃)는 100% 제거되었으며, 전체 산화된 암모니아(NH₃)의 99% 가량이 아질산(HNO₂)으로 전환되었음을 확인할 수 있었다. 종래 기술에 의하면 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)와 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)의 저해는 암모니아(NH₃) 산화균보다 아질산 산화균이 더 민감하게 작용한다고 보고되었다.

본 실험에서는 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)와 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)의 저해효과를 극대화하고자 알카리도(alkalinity) 유지를 위해 투입하는 중탄산염(bicarbonate)의 양을 조절, 반응 초기 pH를 7.0~8.0의 범위로 반응 중기 이후 pH를 6.5~7.5의 범위로 유지시켰다. 이렇게 함으로써 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)와 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)의 농도가 높아지게 화학평형을 유지시킬 수 있었고 저해효과가 커짐을 확인할 수 있었다.

지속적으로 아질산 산화균이 저해되는 조건으로 반응기를 운영한 결과, 초기에는 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)가 아질산 산화균을 저해하고 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)의 저해가 끝난 후에는 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)이 아질산 산화균을 저해한 것으로 확인되었다. 상기와 같이 지속적인 아질산 산화균의 저해로 인해 아질산 산화균은 쇠퇴하여 수세(washout)된 것으로 확인되었다.

실험예 1. 질산화 미생물의 분포확인

상기 실시예 1의 질산화 과정이 완료된 연속회분식 반응기에서 미생물을 채취하여 FISH(Fluorescent in situ Hybridization)를 수행하고 CLSM(Confocal Laser Scanning Microscopy)로 관찰하여 질산화 미생물의 분포를 확인하였다. 암모니아 산화균의 대표적인 미생물로 Nitrosomonas spp.와 Nitrosospira spp., 아질산 산화균의 대표적인 미생물로 Nitrobacter spp.와 genus Nitrospira의 분포를 알아보았다. 미생물의 정량분석은 이미지 분석장치(image analyzer)로 각 10장 이상의 FISH image를 정량분석하여 나온 데이터를 데이터통계분석 프로그램인 SPSS V12 로 최소값, 최대값, 평균, 평균의 표준오차, 평균의 95% 신뢰범위를 구하여 각 미생물에 대한 정량 %를 구하였다.

하기 표 5는 연속회분식 반응기의 미생물의 군집분포를 정량화하기 위해 FISH/CLSM으로 관찰된 FISH 이미지 각 10개를 image analyzer로 정량분석한 데이터를 수치해석 통계프로그램인 SPSS V12를 이용, 각 미생물의 평균 및 평균의 표준오차, 95% 신뢰범위를 구하여 나타낸 것이다. 미생물의 정량화 데이터는 95%의 신뢰구간 안에 평균이 표준오차 범위 안에 속하였다. 아질산 산화균을 지속적으로 저해시켜 수세(washout)시킨 결과, 암모니아 산화균이 99%를 차지하였으며, 아질산 산화균은 거의 검출되지 않았다.

Sample#	암모니아 산화균		아질산 산화균
Sample#	Nitrosomonas spp.	Nitrosospira spp.	Nitrobacter spp.	genus Nitrospira
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	34.78 29.98 31.15 30.94 32.31 34.12 34.18 35.01 29.83 35.41	5.54 5.21 5.31 4.56 5.80 5.43 5.32 5.18 5.60 5.67	0.44 0.39 0.45 0.49 0.52 0.46 0.52 0.49 0.47 0.39	N.D* N.D N.D N.D N.D N.D N.D N.D N.D N.D
최소값 최대값	29.83 35.41	4.56 5.80	0.39 0.52	- -
평균	32.8	5.4	0.46	-
평균의 95% 신뢰구간	31.22 ~ 34.32	5.11 ~ 5.61	0.42 ~ 0.50	-
평균의 표준오차	0.68	0.11	0.01	-

* N.D. not detected

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 아질산(nitrite)에 의한 선택적 질산화 탈질의 전체적인 개략도를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 질소제거에 이용된 연속회분식 반응기를 나타낸 도이다.

도 3은 본 발명에 따른 연속회분식 반응기에서 질산화단계에서의 질소 성분 농도 변화와 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃)와 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)에 의한 아질산 산화균 저해 구간을 나타낸 그래프이다 {●: NH₄ ⁺-N, ○: NO₂ ^--N, ▼: NO₃ ^--N, ◆: Total-N, ■: 자유 암모니아(Free ammonia, NH₃), ▲: 자유 아질산(Free nitrous acid, HNO₂)}.

Claims

연속회분식 반응기 내의 폐수 질산화 반응을 이용한 폐수처리방법에 있어서,

자유 암모니아 또는 자유 아질산에 의한 아질산 산화균의 저해작용을 이용하여, 폐수 내에 함유되어 있는 암모니아성 질소를 아질산으로만 산화시키는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제1항에 있어서, 상기 연속회분식 반응기 내의 질산화 반응 시작 후 반응 중기까지는 pH를 7.0~8.0으로 조절하여, 상기 자유 암모니아에 의한 아질산 산화균의 저해를 유도하여 암모니아성 질소를 아질산으로만 산화시키는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제1항에 있어서, 상기 연속회분식 반응기 내의 질산화 반응 중기 이후 반응 종료까지는 pH를 6.0~7.0으로 조절하여, 상기 아질산에 의한 아질산 산화균의 저해를 유도하여 암모니아성 질소를 아질산으로만 산화시키는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제1항에 있어서, 상기 pH는 중탄산염 또는 알카리제에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.