일반기술

미생물이 고정화된 담체가 다층 배치된 수처리용 반응기 및 이를 이용한 수처리 방법

짧은 공탑 체류시간(empty bed contact time)동안 호기성 조건을 유지시키면서 유기물질과 암모니아성질소의 제거효율을 향상시킨 수처리용 반응기 및 이를 이용한 수처리 방법으로 반응기내에 미생물이 고정화된 담체가 다층으로 분리되어 충진된 반응기를 개발하여 이 반응기의 다수의 층에 원수를 단계적으로 주입함으로써 기존의 생물학적 처리방법보다 제거물질의 처리효율이 향상된 처리방법을 제공하는 것이다. 반응기내에 미생물이 고정화된 담체로 이루어진 생물학적 충진층을 2이상으로 분리 배치하고, 수처리용 반응기 및 처리되어야 할 원수를 상기 반응기의 2이상의 충진층에 분산 주입시켜 처리한다. 본 기술에 의하면 기존의 생물학적 처리방법보다 유기물질 및 암모니아성 질소의 제거에 있어서, 처리효율을 높일 수 있어 수처리 시설에서의 많은 응용이 기대된다미생물을 이용한 음용수 및 폐수처리는 반응기의 운전조건에 따라 아주 민감하므로 용존산소량, 제거물질 및 pH를 최적의 조건으로 유지시켜야 한다. 일반적인 호기성 조건하의 미생물에 의한 유기물질의 산화공정과 질화공정이 제대로 이루어지기 위해서는 많은 양의 용존산소가 필요하다. 그러나 기존의 생물학적 활성탄 처리방법에서는 반응기내에 일체형으로 충진된 담체의 상층에서 용존산소의 대부분이 사용되므로 하층으로 내려갈수록 유기물의 산화와 질산화 반응에 필요한 용존산소량이 감소하게 되어 미생물의 활성저하 및 미생물 개체수의 급격한 감소가 일어나 처리효율이 크게 감소하게 된다. 이에 비해 본 기술의 생물학적 반응기는 다수의 충진층을 포함하고 있어서 각 층마다 담체의 종류를 다르게 할 수 있으며, 특정물질을 제거하고자 할 때 이에 우수한 성능을 보이는 담체를 선택하여 부분적으로 상층부에 충진함으로써 처리효과를 더욱 높일 수 있다. 또한 용존산소량이 충분한 원수를 최상부의 충진층뿐만 아니라 그 하부의 다수의 층에 분산시켜 주입함으로써 하부 충진층에서의 용존산소량을 증가시켜 준다. 특히 처리될 오염물을 과다하게 포함하고 있는 과부하 원수의 경우, 하부 충진층에 주입되는 원수는 일단 상부층에서 정제된 원수와 합쳐져서 오염물질인 유기물의 농도가 희석되는 결과, 미생물의 처리능력을 안정적으로 유지한다. 또한 역세(backwashing)가 부분적으로 나누어 이루어지기 때문에 같은 유량을 이용할지라도 팽창률이 더욱 증가하여 역세에 필요한 펌프운전비 및 물의 사용량을 줄일 수 있다