KR970009650B1 - Biological treatment method using zeolite media - Google Patents
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Abstract
Description
도면은 본 발명에 따른 일실시예로서 제오라이트를 연속재생하면서 폐수를 정화하는 생물학적 처리공정을 나타내는 공정도이다.Figure 1 is a process diagram showing a biological treatment process for purifying wastewater while continuously regenerating zeolite as an embodiment according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 1차 침전조 3 : 폭기조1: primary sedimentation tank 3: aeration tank
5 : 2차 침전조 33 : 호기조5: secondary sedimentation tank 33: aerobic tank
7 : 제오라이트 반응조 31 : 혐기조7: zeolite reactor 31: anaerobic tank
32 : 무산소조32: Anaerobic tank
[산업상 이용분야][Industrial use]
본 발명은 제오라이트를 이용한 폐수의 생물학적인 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 절산화 미생물을 이용하여 제오라이트를 연속적으로 재생하면서 폐수를 정화하는 폐수의 생물학적 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biological treatment method of wastewater using zeolite, and more particularly, to a biological treatment method of wastewater that purifies the wastewater while continuously regenerating the zeolite using a oxidizing microorganism.
본 발명에서 폐수란 일반가정에서 배출되는 오수, 공장에서 배출되는 폐수, 도시에서 발생하는 제반 하수를 통칭하는 명칭이다.In the present invention, the wastewater is a name collectively referred to as sewage discharged from a general home, wastewater discharged from a factory, and general wastewater generated in a city.
[종래기술][Private Technology]
기존의 하수, 오수를 처리하는 폐수 처리장은 대부분 활성슬러지법으로 설계 운영되고 있으나, 활성 슬러지법은 유기물의 제거를 주목적으로 한 처리 공정으로서 부영양화의 원인이 되는 암모니아성 질소, 인 및 중금속에 대한 제거 공정이 고려되어 있지 않다. 이에 따라 현재의 폐수 처리장에서 처리되어 하천으로 방류되고 있는 방류수중에는 상당량의 암모니아성 질소, 인 및 중금속 성분이 함유되어 있어 이들 처리수를 방류할 경우 암모니아에 의한 독성뿐만 아니라 과량의 질소, 인으로 인하여 부영양화가 발생하여 하천의 수질이 악화되게 된다. 아울러 중금속의 유출은 하천의 생물에 유해하여 하천의 상태계를 파괴시킨다. 이러한 점에서 볼 때, 현재 실행되고 있는 대부분의 활성슬러지법에 의한 폐수 처리장은 암모니아성 질소, 인 및 중금속의 제거 공정의 도입이 시급히 요구되고 있다.Most sewage and sewage treatment plants are designed and operated with activated sludge method. However, activated sludge is a treatment process that aims to remove organic matters and removes ammonia nitrogen, phosphorus and heavy metals that cause eutrophication. The process is not considered. Accordingly, the discharged water treated in the current wastewater treatment plant and discharged to the stream contains a large amount of ammonia nitrogen, phosphorus and heavy metals. When the treated water is discharged, it is not only toxic by ammonia but also by excess nitrogen and phosphorus. Eutrophication occurs and the water quality of the streams deteriorates. In addition, the outflow of heavy metals is harmful to river organisms and destroys the state system of the rivers. In view of this, most of the activated sludge treatment plants currently implemented require urgent introduction of ammonia nitrogen, phosphorus and heavy metal removal processes.
이와 같은 요구에 부응하여 현재의 폐수 처리 시스템에 있어서 암모니아성 질소, 인 및 중금속을 제거하기 위한 목적으로 여러가지 처리 공정들이 연구, 실용화 되어지고 있다. 그 예로서 A/0, A2/0, 바덴포(Berdenpho)법, 포스트립(Phostrip)법, 회분식활성슬러지법(SBR)등이 있다. A/0법 A2/0법은 각각 폐수중의 암모니아 질소를 제거하는 데 주목적이 있으나 질소의 제거 효율이 낮고 토지의 요구량이 많은 문제점이 있다. 또 /0, 2/0, 바덴포법, 포스트립법은 기존의 활성슬러지법 폐수 처리장에서 1 내지 4개의 반응조를 새로이 첨가하여 미생물과 화학적 반응에 의하여 질소를 제거한다.In response to this demand, various treatment processes have been studied and put into practice for the purpose of removing ammonia nitrogen, phosphorus and heavy metals in current wastewater treatment systems. Examples thereof include A / 0, A2 / 0, the Berdenpho method, the postrip method, and the batch activated sludge method (SBR). A / 0 method A2 / 0 method is mainly used to remove ammonia nitrogen from wastewater, but there are problems of low nitrogen removal efficiency and high land demand. The / 0, 2/0, Badenpo method, and post-lip method add 1 to 4 new reactors in the existing activated sludge wastewater treatment plant to remove nitrogen by chemical reaction with microorganisms.
그러나, 이와 같이 새로이 반응조를 첨가시킬 경우 시설비가 증가하게 되며, 화학물질의 사용에 따라 운전비의 증가를 가져온다는 문제점이 있다. SBR 반응조는 하나의 반응조에서 질소와 인을 제거할 수 있다는 장점을 가지고 있으나 운전이 연속적으로 이루어지지 못함으로써 저류조의 추가적인 설치와 부하에 매우 민감한 문제점이 있다.However, when the reaction tank is newly added as described above, the facility cost increases, and there is a problem in that an operation cost increases due to the use of chemicals. SBR reactor has the advantage of removing nitrogen and phosphorus in one reactor, but there is a problem that is very sensitive to the additional installation and load of the storage tank because the operation is not made continuously.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 1994년 대한민국 특허출원 제94-11029호에서 제오라이트를 이용한 생물학적인 처리방법을 제공하였다. 상기한 제94-11029호에서는 양이온에 대한 이온 선택성이 Cs+〉Rb+〉K+〉NH4 +〉Ba+〉Sr+〉Na+〉Ca+2인 MO·Al2O3·mSiO2·nH2O(M은 알칼리 토금속)으로 표시되는 함수 알루미늄을 주성분으로 하는 천연 제오라이트를 사용하여 이를 2차 침전조에 설치함으로써 암모니아, 인 및 중금속을 이온교환에 의하여 폐수로부터 제거하는 방법을 제공하였다. 그러나 이와 같이 제오라이트를 이용하여 이온교환반응에 의하여 암모늄을 제거할 경우 계속적인 이온교환을 위해서는 제오라이트를 재생하여 사용하여야만 한다는 문제점이 있다. 이와 같이 제오라이트를 재생하는 방법으로 화학적 재생방법, 열적처리방법, 온-사이트 바이오리제너레이션(On-Site Bioregene ration) 방법 등이 있다.In order to solve this problem, the present inventors have provided a biological treatment method using zeolite in the Republic of Korea Patent Application No. 94-11029 in 1994. In the above-mentioned 94-11029, the ion selectivity for cations is MO · Al 2 O 3 · mSiO 2 ·, where Cs + > Rb + > K + > NH 4 + > Ba + > Sr + > Na + > Ca +2 Using a natural zeolite mainly composed of hydrous aluminum represented by nH 2 O (M is an alkaline earth metal), it was provided in a secondary precipitation tank to provide a method for removing ammonia, phosphorus and heavy metals from wastewater by ion exchange. However, when the ammonium is removed by the ion exchange reaction using the zeolite as described above, there is a problem that the zeolite must be regenerated and used for the continuous ion exchange. As a method of regenerating zeolites, there are a chemical regeneration method, a thermal treatment method, an on-site bioregeneration method, and the like.
그러나 상기한 재생방법 중 화학적 재생방법은 제오라이트를 재생하고 방출되는 재생수가 또 다른 수질 오염원이 되어 그 처리가 곤란하다는 문제점이 있으며, 열적처리방법은 재생과정에서의 에너지 사용이 많아 비용이 고가라는 문제점이 있으며, 온-사이트 바이로리제너레이션 방법은 별도의 반응장치를 설치하여야만 하기 때문에 운전비 및 시설비의 추가부담이 발생한다는 문제점이 있다.However, among the above regeneration methods, the chemical regeneration method regenerates zeolite and discharges the regenerated water as another source of water pollution, which makes it difficult to treat the thermal regeneration method. In addition, the on-site virogeneration method has a problem in that an additional burden of operating and facility costs occurs because a separate reactor must be installed.
상기와 같은 제오라이트의 재생상의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 상기한 대한민국 특허출원 제94-11029호에서 암모늄 이온교환에 따른 제오라이트 필터의 재생을 재생수의 주입 없이 제오라이트에 질산화 미생물을 입혀서 실시하는 기술을 제공하였다. 그러나 이와 같이 제오라이트에 질산화 미생물을 고정하여 제오라이트를 재생하는 방법은 별도로 미생물을 고정하는 과정이 필요하다는 문제점이 있다.In order to solve the problem of regeneration of the zeolite as described above, the inventors of the Republic of Korea Patent Application No. 94-11029 described above a technique for performing the regeneration of the zeolite filter according to the ammonium ion exchange by applying nitric oxide microorganisms to the zeolite without injection of regeneration water Provided. However, the method of regenerating the zeolite by fixing nitrifying microorganisms to the zeolite as described above has a problem in that a process of fixing the microorganism is required separately.
또, 미생물을 입혀서 제오라이트를 생물학적으로 재생하는 경우, 질산화과정에서는 호기성 상태의 유지가 필수적으로 동반되게 된다.In addition, when biologically regenerating zeolite by applying microorganisms, maintenance of aerobic state is essential in nitrification.
그러나, 호기성 상태의 유지를 위한 산소의 전달에 있어서 상기 출원에서는 원수 속에 포함된 산소만을 제공함으로써 산소의 부족에 의한 질산화의 일부 장애요인이 나타나게 된다.However, in the application of oxygen for maintaining an aerobic state, the application presents only some obstacles to nitrification due to lack of oxygen by providing only oxygen contained in raw water.
그리고 질산화 미생물을 제오라이트 표면에 고정시킬 경우 종속영양 미생물과 질산화 미생물인 자가영양 미생물의 균형이 적절히 이루어지지 못하는 약점이 있다.In addition, when the nitrifying microorganisms are immobilized on the zeolite surface, there is a weak point that the balance between heterotrophic microorganisms and autotrophic microorganisms, which are nitrifying microorganisms, cannot be properly achieved.
아울러, 일반적인 A2/0공정보다 작은 호기조의 체류시간을 거치게 됨으로서 질산화 미생물의 성장에 필요한 적절한 체류시간을 제공해주지 못하는 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage that it does not provide an appropriate residence time required for the growth of nitrification microorganisms by going through the residence time of the aerobic tank smaller than the general A2 / 0 process.
[본 발명의 해결하려 하는 과제][Problem to solve the present invention]
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 첫째 생물학적 제오라이트 필터를 이용하여 암모니아성 질소, 인 및 중금속의 제거능이 우수한 폐수의 생물학적 처리방법을 제공하고, 둘째 제오라이트의 재생을 효율적이며 연속적으로 달성할 수 있는 페수의 생물학적처리방법을 제공한다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to first provide a biological treatment method for wastewater having excellent removal ability of ammonia nitrogen, phosphorus and heavy metals using a biological zeolite filter, and secondly Provided is a biological treatment method of wastewater that can efficiently and continuously achieve regeneration of zeolites.
[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐수 원수를 1차 침전조에 유입시켜 일정시간 머물게 하여 조대입자를 침전제거시키고, 조대입자를 침전제거시킨 폐수를 혐기조, 무산소조, 호기조를 포함하는 폭기조로 보내어 종속영양 미생물에 의해 고분자의 유기물을 저분자의 유기물로 분해하고, 상기 한 폭기조에서 유기물이 분해된 폐수를 2차 침전조에 유입시켜 일정시간 머물게 하여 슬러지를 침전제거시키고, 상기한 슬러지를 침전제거시킨 폐수를 처리수로서 방류하고 2차침전조 내에 침전된 슬러지를 폭기조로 환송하는 공정을 포함하는 페수의 생물학적 처리방법으로서, 상기한 1차침전조에서 조대입자를 침전제거시킨 폐수의 일부와 상기한 폭기조의 호기조로부터 질산화 미생물을 포함하는 반송수를 제오라이트를 포함하는 제오라이트 반응조로 유입시킨 후 제오라이트 반응조에서 처리된 처리수를 폭기조의 무산소조로 유입시키고 상기한 폭기조의 호기조로부터 질산화 미생물을 포함하는 반송수를 제오라이트를 연속적으로 재생하는 페수의 생물학적 처리방법을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention includes the wastewater in which the raw water is introduced into the primary sedimentation tank to stay for a predetermined time to precipitate and remove the coarse particles, and the anaerobic tank, the anaerobic tank, and the aerobic tank. It is sent to the aeration tank to decompose the organic matter of the polymer into the low molecular weight organic matter by heterotrophic microorganisms, and the waste water from which the organic matter is decomposed in the aeration tank is introduced into the secondary settling tank for a certain period of time to precipitate and remove the sludge, and the sludge is precipitated. A biological treatment method of wastewater comprising the step of releasing the removed wastewater as treated water and returning the sludge settled in the secondary settling tank to the aeration tank, wherein the wastewater from which the coarse particles are precipitated in the primary settling tank and The return water containing nitrification microorganisms from the aeration tank of the aeration tank includes the zeolite O is then introduced into the light reaction tank inlet for the water treatment process in zeolite reaction tank to the anoxic tank of the aeration tank and to provide biological treatment of wastewater method for reproducing can transport the zeolite in a row, including nitrification microorganisms from the aerobic tank of the above-described aeration tank.
본 발명에 있어서 상기한 질산화 미생물을 포함하는 호기조의 반송수는 폐수 원수에 대해 100 내지 300 부피%인 것이 바람직하다.In the present invention, the return water of the aerobic tank containing the nitrifying microorganism is preferably 100 to 300% by volume with respect to the raw water.
본 발명에 있어서, 상기한 반응조는 상향류 방식인 것이 바람직하다.In the present invention, the reaction tank is preferably an upflow system.
본 발명에 있어서, 상기한 질산화 미생물은 니트로스모나스, 니트로박터로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.In the present invention, the nitrifying microorganism is preferably selected from the group consisting of nitrosmonas and nitrobacter.
작용Action
본 발명은 폭기조의 호기조에 존재하는 니트로소모나스(Nitrosomonas), 니트로박터(Nitrobacter)와 같은 질산화 미생물을 제오라이트 반응조로 반송시켜 제오라이트내로 이온교환되어 축전되는 암모늄이온을 질산화시킴으로써 별도의 재생장치 또는 재생수의 유입 없이도 제오라이트의 이온교환용량(Cation exchange capacity)이 유지되게 하였다.The present invention is to return the nitrification microorganisms such as Nitrosomonas, Nitrobacter in the aeration tank of the aeration tank to the zeolite reaction tank to nitrify the ammonium ions ion-exchanged and stored in the zeolite to separate the regeneration apparatus or regeneration water Zeolite ion exchange capacity was maintained without inflow.
본 발명의 제오라이트 반응조에서와 같이 제오라이트 필터와 질산화 미생물을 이용하여 폐수로부터 암모늄이온을 제오라이트로 제거하고 제오라이트 필터로부터의 암모늄이온을 제거하여 제오라이트를 재생하는 메카니즘은 암모니아가 농도구배에 따라 제오라이트 필터 내부로 확산되는 과정(이온 확산 과정), 암모늄이온이 제오라이트 표면에서 이온 교환되어 제오라이트 내부에 고립되는 과정(이온 교환 반응), 이온 교환된 암모늄이온이 호기조로부터 제오라이트 반응조로 반송된 자가영양 미생물(autotroph)인 질산화 미생물에 의하여 생물학적으로 질산화되는 과정(질산화 반응)으로 구성된다.As in the zeolite reactor of the present invention, a mechanism for regenerating zeolite by removing ammonium ions from the wastewater using zeolite filters and nitrifying microorganisms and removing ammonium ions from the zeolite filter is carried out inside the zeolite filter according to the concentration gradient. Diffusion process (ion diffusion process), ammonium ion is ion exchanged on the zeolite surface and isolated inside the zeolite (ion exchange reaction), ion exchanged ammonium ion is an autotrophic microorganism (autotroph) returned from the aerobic tank to the zeolite reactor It consists of a process of nitrifying biologically (nitrification reaction) by nitrifying microorganisms.
암모니아성 질소를 생물학적으로 제거하기 위하여서는 우선적으로 하/폐수에 존재하는 암모니아성 질소를 질산화 미생물 예를 들어 니트로소모나스, 니트로박터에 의하여 질산성 질소로 변환시켜야 한다. 이 반응을 나타내면 다음과 같다. 이러한 질산화 반응은 호기성 상태에서 충분한 체류시간을 요한다.In order to biologically remove ammonia nitrogen, ammonia nitrogen present in the sewage / wastewater must first be converted into nitrate nitrogen by nitrifying microorganisms such as nitrosomonas and nitrobacter. This reaction is as follows. This nitrification reaction requires a sufficient residence time in the aerobic state.
니트로소모나스Nitrosomonas
니트로박터Nitrobacter
상기의 반응은 호기성 조건에서 일어난다. 상기의 반응에 의하여 생성된 질산성 질소는 전자 수용체로 이용되어 혐기성 반응으로 질소로 환원되어 계로부터 방출된다.The reaction takes place under aerobic conditions. The nitrate nitrogen produced by the above reaction is used as an electron acceptor, reduced to nitrogen in an anaerobic reaction, and released from the system.
한편 폭기조의 호기조에서는 유기물의 제거와 동시에 질산화 미생물에 의해 질산화가 이루어지며, 이때 호기조에서 유기물을 분해하는 종속영양 미생물(Heterotroph)과 자가영양 미생물(Autotroph)간의 적절한 생태학적 평형관계가 이루어져 호기조가 운전된다. 본 발명에서는 질산화 미생물을 제오라이트 반응조로 공급하기 위하여 상기한 호기조의 유출수를 제오라이트 반응조의 반송수로 이용하며, 이때 제오라이트 표면에는 유기물보다 암모늄이온이 높은 비율로 존재하여 자가영양 미생물이 왕성하게 활동하게 되어 활발한 질산화 과정에 의해 제오라이트의 생물학적 재생이 연속적으로 이루어지게 된다.In the aerobic tank of the aeration tank, the nitrification is carried out by nitrification microorganisms at the same time as the removal of organic matter. At this time, the aerobic tank is operated due to the proper ecological equilibrium relationship between heterotrophs and autotrophs that decompose organic substances in the aerobic tank. do. In the present invention, the effluent of the aerobic tank is used as the return water of the zeolite reactor in order to supply the nitrifying microorganisms to the zeolite reaction tank, and the autotrophic microorganisms are active on the surface of the zeolite at a higher ratio of ammonium ions than the organic matter. Active nitrification leads to continuous bioregeneration of zeolites.
인의 제거는 혐기조건에서 인의 방출, 호기조건에서 인의 흡수메카니즘을 이용하여 제거되는데, 인의 제거에 앞서서 질산성 질소의 존재는 혐기조건에서 인의 방출을 억제하여 인의 제거효율이 떨어지게 된다. 인의 방출 억제 메카니즘은 인의 방출에 관여하는 미생물이 질산성 질소를 전자수용제로 이용하므로써 인의 방출보다는 흡수에 관여하게 된다.The removal of phosphorus is removed by the release of phosphorus under anaerobic conditions and the absorption mechanism of phosphorus under aerobic conditions. Before the removal of phosphorus, the presence of nitrate nitrogen inhibits the release of phosphorus under anaerobic conditions, resulting in a decrease in phosphorus removal efficiency. The mechanism of suppressing phosphorus release is that microorganisms involved in phosphorus release are involved in absorption rather than phosphorus release by using nitrate nitrogen as an electron acceptor.
그러므로 방출량에 비례하여 인의 흡수가 이루어지게 되는데, 혐기조건에서 방출량이 적어지므로 호기조건에서 인의 과잉 섭취는 적게 일어나므로서 전체적으로 인의 제거율은 떨어지게 된다.Therefore, the absorption of phosphorus is made in proportion to the amount of release. Since the amount of release is reduced under anaerobic conditions, the excessive intake of phosphorus occurs in aerobic conditions, so the removal rate of phosphorus as a whole decreases.
본 발명에서는 무산소조에서 제오라이트의 반응기의 유출수에 의해 충분한 유기물 원이 제공됨과 아울러 전산화 미생물이 제오라이트 반응기를 추가적으로 거치게 됨으로써 체류시간이 길어져 충분한 질산화를 이룩함으로 충분한 질산성 질소의 제거를 위한 탈질반응이 왕성하게 일어난다. 그러므로 인의 제거효율은 기존의 A2/0 공정보다 높아짐과 동시에 상기한 특허출원 제94-11029호 공정보다 질산화율이 높아지므로서 탈질의 충분한 효과와 함께 인의 제거효율도 높아지게 된다.In the present invention, a sufficient source of organic matter is provided by the effluent of the zeolite reactor in the anoxic tank, and the additional microorganisms pass through the zeolite reactor, so that the residence time is long, thereby achieving sufficient nitrification. Happens. Therefore, the removal efficiency of phosphorus is higher than that of the existing A2 / 0 process, and the nitrification rate is higher than that of the aforementioned patent application No. 94-11029, so that the phosphorus removal efficiency is increased together with the sufficient effect of denitrification.
일반의 하수처리 공정에서는 중금속의 제거를 위한 처리과정이 별도로 존재하지 않는다. 그런데 제오라이트 반응기에서는 제오라이트가 중금속에 대한 선택성을 가지고 있으므로 제오라이트 반응기를 거치는 동안 중금속의 제거가 이루어진다.In the general sewage treatment process, there is no separate treatment for the removal of heavy metals. However, in the zeolite reactor, since the zeolite has a selectivity to the heavy metal, the heavy metal is removed during the zeolite reactor.
본 발명에서는 원수의 일부와 폭기조의 호기조에서 반송수의 비율을 원수의 100에서 300부피%로 유지시키므로서 대부분의 처리수가 제오라이트 반응조를 거치게 되므로서 중금속의 제거가 이루어진다.In the present invention, most of the treated water passes through the zeolite reaction tank while removing the heavy metals while maintaining the ratio of returned water in the aeration tank of the raw water and the aeration tank of 100 to 300% by volume of the raw water.
제오라이트 반응조에 주어지는 반송수의 유량은 원수에 대하여 100 내지 300부피%를 유지시키는 것이 바람직하며, 반송수 유량이 100부피% 미만일 경우 제오라이트 반응조에서 질산화 미생물의 성장속도가 낮아 제오라이트 재생이 원활하게 이루어지지 않을 수 있으며, 200부피%를 초과할 경우에는 반응조의 부피가 커지고 유량 증가에 따른 재생능력 증가율이 미미하다.The flow rate of the return water given to the zeolite reactor is preferably maintained at 100 to 300% by volume with respect to the raw water. When the flow rate of the return water is less than 100% by volume, the growth rate of nitrifying microorganisms in the zeolite reactor is low and the zeolite regeneration is not smoothly performed. If it exceeds 200% by volume, the volume of the reactor is increased and the rate of regeneration capacity is insignificant with increasing the flow rate.
제오라이트 반응조의 형태는 상향류 방식을 택하는 것이 원수와 반송수의 합으로 인한 대량의 유량을 처리할 수 있어 바람직하다. 아울러 이와 같은 상향류로 윤전하므로써 채널링(channelling)의 방지와 함께 제오라이트와 미생물의 접촉시간을 충분히 길게 할 수 있다.The type of zeolite reactor is preferably upflow because it can handle a large amount of flow due to the sum of raw water and return water. In addition, by rotating in such an upflow, the contact time between the zeolite and the microorganism can be sufficiently long while preventing channeling.
본 발명에 있어서, 상기한 제오라이트는 ASTM 메쉬 4번 내지 14번으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 제오라이트가 4번 미만일 경우 체류시간이 작아 충분 질소제거가 일어나지 않을 수 있으며, 14번을 초과할 경우 파울링(fouling)이 발생할 수 있다.In the present invention, the zeolite is preferably selected from the group consisting of ASTM mesh Nos. 4 to 14. If the zeolite is less than 4 times, the residence time is small, so sufficient nitrogen removal may not occur, and if it exceeds 14 times, fouling may occur.
실시예Example
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention to aid in understanding the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 가장 특징적인 면은 도면에 도시한 바와 같이 폐수 원수를 1차 침전조(1)→폭기조(3)→2차 침전조(5) 구성되어지는 폐수의 생물학적 처리과정에 있어서, 1차 침전조(1)의 처리수 일부를 암모니아성 질소, 인 및 중금속과 같은 양이온과 이온교환할 수 있는 제오라이트 반응조(7)로 이송하여 암모니아성 질소를 제오라이트와의 이온교환으로 제거하고 제오라이트 반응조(7)은 폭기조(3)의 포기조(33)로부터 질산화 미생물을 반송받아 제오라이트의 암모니아를 제거함으로써 제오라이트를 재생하고 동시에 원수중의 암모니아를 제거할 수 있다. 일부분은 필터의 이온 교환으로 제거하고 나머지는 질산화하여 원수중의 상기한 암모니아 이온 교환 반응을 반응식으로 보다 상세히 나타내면 다음과 같다.The present invention is described in more detail as follows. The most characteristic aspect of the present invention is the primary sedimentation tank in the biological treatment process of wastewater consisting of the primary sedimentation tank (1) → aeration tank (3) → secondary sedimentation tank (5) as shown in the drawings, A part of the treated water of 1) is transferred to the zeolite reaction tank 7 which is capable of ion exchange with cations such as ammonia nitrogen, phosphorus and heavy metals to remove ammonia nitrogen by ion exchange with zeolite, and the zeolite reaction tank 7 is aeration tank. The nitrification microorganism is returned from the aeration tank 33 in (3) to remove the ammonia of the zeolite, thereby regenerating the zeolite and simultaneously removing the ammonia in the raw water. Part of the filter was removed by ion exchange and the rest was nitrified to give a more detailed reaction scheme of the ammonia ion exchange reaction in raw water as follows.
(여기서, M은 알칼리 토금속으로서 암모니아와 교환되는 제오라이트 내부 양이온을 나타낸다.)(Where M represents the zeolite internal cation exchanged with ammonia as alkaline earth metal)
또한 상기의 제오라이트와 질산화 미생물 사이에서 발생하는 암모니아의 질산화 반응은 다음의 반응식에 의하여 진행되어진다.In addition, the nitrification of ammonia generated between the zeolite and nitrifying microorganism is carried out by the following reaction formula.
상기와 같은 이온교환반응 및 질산화 과정을 거쳐 제오라이트 반응조내의 제오라이트는 폐수처리 시스템 운전시 최대 이온 용량에 도달되지 않고 별도의 재생공정 없이 계속적으로 암모니아성 질소, 인 및 중금속을 제거할 수 있다. 제오라이트 반응조(7)에서 처리된 유출수는 폭기조(3)의 무산소조(32)로 이송되어 계속적인 폐수 처리 공정이 진행된다.Through the ion exchange reaction and nitrification process as described above, the zeolite in the zeolite reactor does not reach the maximum ion capacity during the operation of the wastewater treatment system and can continuously remove ammonia nitrogen, phosphorus and heavy metals without a separate regeneration process. The effluent treated in the zeolite reaction tank 7 is transferred to the anaerobic tank 32 of the aeration tank 3 to proceed with the continuous wastewater treatment process.
이에 따라, 본 발명에서와 같이 제오라이트 반응조(7)을 통과한 처리수에는 유기 물질, 질산성 질소, 제오라이트 금속 이온(칼슘과 같은 알칼리 토금속)가 존재하며 암모니아성 질소, 인 및 중금속이 존재하지 않는 순수한 유기물원이 되어 뒤에 있게 되는 탈질소화 공정에 매우 효과적으로 이용될 수 있다.Accordingly, in the treated water passing through the zeolite reactor 7 as in the present invention, organic substances, nitrate nitrogen, zeolite metal ions (alkaline earth metals such as calcium) are present and no ammonia nitrogen, phosphorus and heavy metals are present. It can be used very effectively in a denitrification process that is followed by a pure organic source.
또한 본 발명은 원수를 상향류로 작용시켜 유속에 의행 원수를 제오라이트 표면에 접촉시키며 제오라이트 반응조(7)의 제오라이트 필터에 걸리는 수두감소를 처리하기 위하여 원수의 흐름 방향과 동일한 방향으로 역세척을 행하는 상향류 방식의 제오라이트 반응조(7)를 설치하였다.In addition, the present invention is to operate the raw water in the upward flow to contact the raw water at the flow rate to the zeolite surface and to backwash in the same direction as the flow direction of the raw water in order to handle the head reduction of the zeolite filter of the zeolite reactor 7 A zeolite reactor 7 of the same type was installed.
[효과][effect]
상기한 바와 같이 본 발명은 제오라이트 반응조를 이용하여 암모니아성 질소, 인 및 중금속을 효과적으로 제거함과 동시에 폭기조의 호기조에 존재하는 질산화 미생물을 제오라이트 반응조로 반송하여 제오라이트를 연속적으로 재생함으로써 별도의 제오라이트 재생공정이 필요없는 효율적이고 경제적인 폐수의 생물 학적 처리방법이다.As described above, the present invention provides a separate zeolite regeneration process by efficiently removing ammonia nitrogen, phosphorus and heavy metals using a zeolite reaction tank and simultaneously returning the zeolites to the zeolite reaction tank by returning nitrifying microorganisms present in the aerobic tank of the aeration tank. Efficient and economical biological treatment of wastewater is unnecessary.
즉 폭기조의 호기조에서 질산화 미생물을 다량으로 함유한 반송수를 제오라이트 반응조로 유입시켜 연속적으로 제오라이트를 재생시켜 암모니아에 대한 처리효율을 높히고, 제오라이트 반응기의 처리수를 유기물원으로 하여 무산소조에서 질소제거율을 높히고, 질산성 질소에 의한 인의 제거에 대한 방해 작용을 없앰으로서 인의 제거효율을 높히고, 제오라이트 반응가에 중금속의 제거를 이룩함과 동시에 경제적인 생물학적 처리방법이다.In other words, the return water containing a large amount of nitrifying microorganisms is introduced into the zeolite reaction tank in the aeration tank of the aeration tank to continuously regenerate the zeolite to increase the treatment efficiency for ammonia, and to increase the nitrogen removal rate in the anoxic tank using the treated water of the zeolite reactor as the organic material source. It is an economical biological treatment method that improves phosphorus removal efficiency and removes heavy metals to zeolite reactants by eliminating interference with phosphorus removal by nitrate nitrogen.
Claims (5)
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1994
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