일반기술

고효율 상향류식 혐기성 슬러지상 반응조를 이용한 폐수처리 시스템

본 발명은 고효율 상향류식 혐기성 슬러지상 반응조를 이용한 폐수처리시스템에 관한 것으로서 자기고정화 미생물을 이용한 혐기성 폐수처리법이다. 혐기성 메탄 발효 반응에 기여하는 상호 공존성 미생물의 생리학적 특성을 이용하여 혐기성 미생물의 성장특성을 극대화 시킨 폐수처리시스템이며, 본 시스템은 탄수화물 및 단백질계 산업폐수를 주처리 대상으로 하며, 폐수처리과정에 있어서 형성된 활성도가 높은 혐기성 미생물의 응결물 즉, 입상 슬러지에 의해 처리되며 본 폐수처리 시스템은 상대적으로 수소분압의 크기에 따라 상분리된 조건에서 생성된 입상 슬러지를 이용한 2단 혐기성 폐수처리 시스템에 관한 것이다.본 발명은 산업폐수의 효과적인 처리에 있어서 고활성도를 지닌 미생물의 생화학적 응결체, 즉 입상슬러지를 이용한 폐수처리법으로 기존의 호기성 및 혐기성 폐수처리공법에 비해 설계 및 유지관리적인 측면에서 경제성이 높다. 즉 미생물의 농도를 높게 유지하기 위해 고가의 충진재가 필요치 않으며, 높은 유기물질 부하뿐만 아니라 미생물의 생리학적 특성에 따라 상분리되어 운전되므로 반응조의 용적을 감소시킬 수 있고, 처리효율이 높게 유지할 수 있다. 아울러 기존의 상향류식 혐기성 슬러지상 반응조에서 필요한 측정기술이 요구되는 기체/고체 분리장치가 불필요하다. 입상 슬러지의 형성기작에 대한 확실한 이론의 도입 없이 수행되는 기존의 상향류식 혐기성 슬러지상 반응조에 비하여 효과적인 상분리에 의하여 우수한 입상슬러지의 형성을 촉진시킬 수 있다. 또한 발생가스가 중간에서 유출되므로 입상슬러지층에서의 과잉 팽창을 방지할 수 있다. 그리고 추가적인 침전지의 설치로 인하여 반응조로부터 방출되는 미생물의 농도를 제어하여 궁극적으로는 처리의 안정성에 기여한다.본 발명은 종래의 결점을 해소하기 위하여 다음과 같은 목적하에서 개발되었는데, 보다 현장에 적용가능하고 운전의 안정성을 향상시키기 위한 것으로서 다음과 같은 기술적 특징이 있다. 첫째, 본 폐수처리 시스템은 기존의 타워형 반응조를 각각 3개의 지역으로 분리시킨 형상으로 반응조의 높이를 낮출 수 있으므로 기존의 반응조에 있어서 설계 및 시공상의 난점을 해결하고자 하였다. 특히 본 시스템에서는 기존의 반응조에서 특정 기술분야로 고려되고 있는 내부침전지 즉, 기체/고체 분리 장치가 불필요하다. 둘째, 본 폐수처리 시스템은 기존의 반응조에 비해 보다 합리적인 입상슬러지의 형성기작을 도입하고 있다. 따라서 안정되고 우수한 입상슬러지가 형성되어 반응조 전체의 안정성을 향상시키게 된다. 또한 본 폐수처리 시스템은 반응조 내부에 형성되는 상분리 현상으로 고부하로 운전시에도 각각의 상분리된 입상 슬러지 층을 안전하게 유지할 수 있다. 셋째, 본 시스템에서 형성되는 우수한 입상슬러지는 혐기성 발효공정에 기여하는 각종미생물의 조합성을 향상시켜 그 활성도를 매우 높게 유지하도록 되어 있으며, 이는 궁극적으로 본 시스템의 우수한 유기물질 제거효율과 반응조의 안정성 향상에 기여한다. 넷째, 본 폐수처리 시스템은 시스템내에 구성되어 있는 침전부의 효과적인 운영으로 유출수로 배출되는 미생물의 양을 제어할 수 있어, 그 결과 반응조 내의 미생물 보유성을 증가시키게 된다. 다섯째, 본 시스템은 폐수처리로 인하여 생산되는 슬러지의 처리가 불필요하며, 또한 생산되는 과잉의 입상 슬러지는 별도의 저장탱크에 저장하여 충격부하나 반응조의 불안정시에 재이용될 수 있는 장점이 있다.