일반기술

광합성 미생물을 이용한 하폐수 처리방법 및 그의 처리장치

광합성 미생물을 이용한 하폐수 처리기술로서, 즉 유입 원수관, 침전조, 탈질 반응조, 최종 침전조, 처리수 방출관, 반송관으로 구성된 하폐수 처리장치를 이용하여 광합성 미생물로 질소를 효율적으로 제거하는 하폐수 처리관련 기술이다. 오폐수를 처리하기 위한 일반적인 방법은 크게 두단계로 진행되는데 폐수에 포함된 일정 크기의 부유물을 물리적으로 제거하는 1차 처리 단계와 폐수의 유기물을 생물학적으로 제거하는 2차 처리 단계로 이루어진다. 상기 2차 처리 단계에서 처리되는 폐수는 유기물과 질소를 포함하고 있으며, 이러한 폐수를 처리하기 위해서 통상적으로 생물학적 활성슬러지 방법이 사용되고 있다. 통상적인 폐수 처리 시스템은 질화 및 탈질소화 공정을 위하여 분리된 탱크를 필요로 하는데 먼저, 질화탱크 속에서는 질화반응을 일으키는 미생물과 공급된 산소에 의해 유입된 폐수의 유기질소 및 암모니아계 질소가 산화되어 아질산염 질소나 질산염 질소로 전환된다. 이와 같이 질화된 폐수는 질화탱크에서 탈질소탱크로 운반되어 탈질소 미생물의 호흡작용에 의해 질소는 분리되어 대기중에 방출된다. 탈질소 처리된 물은 침전탱크 속으로 유입되어 활성슬러지와 물로 분리되며, 분리된 물은 고도의 공정으로 다시 넘겨지거나 염소 살균 처리된 후 시스템 밖으로 방출되고 활성슬러지는 회수되어 질화탱크로 유입된다. 그러나, 이러한 생물학적 활성슬러지 처리방법에서는 잉여슬러지 발생량이 다량 발생하게 되고 이러한 잉여슬러지를 처리하기 위해서는 별도의 설비와 비용이 추가되는 문제점이 있다. 이와 같은 종래의 폐수처리 시스템은 질화 및 탈질소화 공정을 위해 분리된 탱크를 필요로 하므로 대형 설비가 필요하다. 또한, 질화탱크 내 암모니아계 질소가 아질산염이나 질산염을 생성하기 위해 산화되어 pH가 상당히 감소하므로 미생물 생육이 저하되고, 이를 방지하기 위하여 알칼리를 첨가해야 하며 폐수에서 질소 제거율이 상당히 낮다는 문제점이 지적되고 있다. 더욱이, 일반적으로 종속 영양 생물을 탈질소 미생물로 사용하므로 에탄올이나 포도당 같은 유기 탄소원을 다량 첨가해야 하기 때문에 폐수 처리 공정 비용이 상승한다. 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 광합성 미생물을 사용하여 별도의 유기 탄소원 없이도 효율적으로 질소를 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 목적이다.하폐수 처리 방법에 있어서 먼저 현탁을 일으키는 물질을 제거하고 광합성 미생물을 이용하여 질소를 제거한 다음, 최종적으로 침전조에서 광합성 미생물을 침전시켜 처리수를 방출하는 것이 특징이다. 또한 유입 원수관, 침전조, 탈질 반응조, 최종 침전조, 처리수 방출관, 반송관으로 구성된 하폐수 처리장치에 혐기성 미생물 대신 광합성 미생물을 사용하여 질소 함량이 높은 하폐수에서 별도의 유기 탄소원을 첨가하지 않고도 효율적으로 질소를 제거할 수 있다.질소원을 대량으로 포함하는 하폐수에서 추가적인 유기 탄소원을 공급하지 않고도 질소를 최고 95% 이상 제거할 수 있으며, 기존에 사용되던 혐기조를 생략함으로써 하수처리 비용을 절감할 수 있다.광합성미생물은 최근 사회문제가 되고있는 음식물쓰레기 뿐만 아니라 고농도의 축산폐수, 생선 및 가축의 도축부산물, 기타 고농도의 유기성폐수,생활오폐수 등을 효과적으로 분해 처리하여 양질의 퇴비 또는 사료로 만들어주고 오염물질이 없는 맑은 물로 정화하는데 기능이 탁월하여, 광합성미생물을 이용한 하폐수 처리에 관해 국내외에서의 연구개발이 활발하고, 상용화의 진척도 빨라 시장전망은 밝은 편이다.