KR100295499B1 - 하수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 기존의 시설을 유지하면서 일부 구성을 변경하는 것에 의해 질소와 인의 제거 효율을 크게 향상시키므로써 경제성과 실용성을 갖춘 하수처리 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유입되는 하수의 유속을 증가시켜 체류시간을 줄이므로써, 유기물을 다량 확보토록 된 1차 침전지와;

질소를 처리하기 위한 탈질 반응을 수행하는 무산소조와;

미생물로부터 인의 방출을 유도하는 혐기성조와;

미생물들에 의한 인의 과잉 섭취 및 질소처리의 전단계인 질화반응을 수행하기 위해 호기성 조건을 조성하기 위한 폭기조와;

처리수와 슬러지를 분리하기 위한 2차 침전지의 순서로 배치되며,

슬러지의 침전을 방지하기 위하여 유입수를 교반하도록 상기 무산소조와 혐기성조에 각각 설치되는 교반기와;

상기 폭기조에 기포를 공급하기 위한 공기공급기와;

상기 혐기성조에서 미생물들이 인 방출시 이를 촉진하기 위하여 필요한 유기물을 공급하도록 1차 침전지의 유입하수를 혐기성조로 직접 투입하기 위한 1차 침전지 처리수 분배라인과;

상기 폭기조를 통하여 질산화된 하수를 탈질처리하기 위하여 상기 무산소조로 순환시키는 슬러지 순환라인과;

상기 2차 침전지에 가라앉은 슬러지하수를 상기 혐기성조로 반송하는 반송라인과;

상기 2차 침전지의 상부에 위치하는 처리수를 방류하기 위한 최종처리수배출관로와;

상기 2차 침전지의 바닥에 가라앉는 슬러지 하수의 일부를 상기 혐기성조로 반송시킨 후 나머지를 외부로 배출하기 위한 폐기슬러지 배출라인;을 포함하여 구성되어 있다.

Description

하수처리장치

본 발명은 일반 가정에서 배출되는 오수, 공장에서 배출되는 폐수 및 도시에서 발생하는 제반 하수를 정화 처리하는 하수 처리 장치에 관한 것이다.

수자원이 부족한 나라의 경우 각종 댐을 구축하여 조성되는 인공 호수가 중요한 용수원으로 이용되고 있으나, 급속한 개발정책 및 산업화에 기인하여 생활하수와 공장폐수가 그대로 하천으로 흘러들어 상수원으로 이용되고 있는 호소로 유입되어 부영양화를 초래하므로써 수질을 급속히 악화시켜 식수원을 위협하고 그 오염된 물이 바다로 흘러들어 적조 현상등을 유발하여 연안양식업에도 많은 피해를 주고 있다.

이 때문에 하수처리장을 설치하여 생활하수나 공장폐수를 정화처리한 후 하천으로 방류하여 하천 및 호소의 오염을 막고 있다.

그러나 현재 국내에서 채택하고 있는 하수처리장의 하수처리공법은 생물학적 산소요구량, 즉 BOD라 통칭되는 유기물과 부유물질을 처리 대상으로 하는 활성 슬러지 공법을 채택하고 있어 질소와 인의 처리가 부족하므로써 부영양화에 의한 하천의 수질 악화를 피할 수 없는 실정이다.

현재 부영양화의 원인 물질인 질소 및 인성분을 제거하기 위한 가장 경제적인 방법으로는 미특허 4,056,465호의 생물학적 처리방법인 소위 A20 공법, 미특허 4,867,883호에 의한 VIP공법, 미특허 3,964,998호에 의한 Bardenpho 공법등이 알려져 있다.

그러나 이들 공법들은 하수관리 체계가 잘 갖추어진 조건하에서는 적합한 공법이나, 우리나라와 같이 하수관거 보급률이 낮고 하수배제 방식이 주로 합류식으로 되어 있어, 하수의 유기물 함량이 낮은 수질 특성에는 적합하지 않다는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제 95-31,935호에서는 질산화 미생물을 부착시킨 제오라이트 여과지를 기존의 활성슬러지 공정의 최종 처리수 유출부에 설치하고, 여과지의 운전 방식을 하향식, 상향식, 팽창식 또는 유동식 여과지로 구성하고 역세척 장치를 설치하는 화학처리 방식에 의한 질소와 인처리 공정이 제시되어 있다.

그러나 상기한 방식은 2차 침전지에 의해 고체와 액체의 분리가 이루어지면 상층 유출수는 잔존하는 유기물이 거의 없는 상태이므로 질산화 미생물의 개체수가 적거나 존재여부가 의문시 되어, 제오라이트가 가지고 있는 화학성능, 즉 이온교환에 의해서만 처리가 가능하게 된다. 이 경우 하수중에 존재하는 질소의 형태의 아직 산화되지 않은 암모니아성 질소(NH₄ ⁺)의 양이온 형태와 질산성질소(NO₃ ^-)의 음이온 형태가 공존하게 되므로 양,음이온의 동시 제거가 가능한 이온교환수지가 필요하나 천연 제오라이트는 알카리 토금속으로 표시되는 알루미늄이 주성분이므로 암모니아성 질소만이 제거되는 단점이 있다. 또한 하수에 항상 동시에 존재하는 질소와 인중 인성분의 처리는 불가능하기 때문에 질소보다도 훨씬 저농도에서도 녹조 및 적조 현상을 일으키게 되는 인성분에 대한 대비책이 없다는 단점이 지적되고 있다.

이와같은 단점을 보완하기 위해 한국공개 특허공보 제 96-10,551호에서는 화학처리와 병행하여 생물처리를 하는 공정이 제시되어 있다.

상기 방식은 인성분의 처리는 생물학적으로 처리하고, 질소 성분은 생물학적 처리와 병용하여 질산화미생물을 부착시킨 제오라이트에 의한 화학처리로 수행하고 있다. 그러나 상기 방식의 경우 하수 자체가 고농도의 부유물질로 구성되어 있기 때문에 제오라이트 여과지가 빈번하게 막히는 현상이 발생하여 하수처리 운전이 중단되는 일이 잦으며, 이를 제어하기 위해서 역세척 시설이 반드시 필요하나 역세척을 수행하기 위해서는 제오라이트의 손실이 발생하기 때문에 제오라이트 소모량이 많아질 뿐만 아니라 제오라이트를 재생하기 위해서는 별도의 반응 장치를 추가로 설치해야 하기 때문에 운전비 및 시설비의 추가 부담이 필요하다. 또한 제오라이트의 재생처리는 폐산과 폐알카리 처리로 이루어지기 때문에 2차 오염이 수반되는 문제점이 있게 된다.

한편, 한국 공개 특허 96-22,286호는 미국의 에어 프러덕트 앤 케미칼사에 의한 미국특허 공보 4,056,465 호에 개시된 소위 A20공정을 그대로 유지하면서 혐기성조→무산소조→폭기조로 구성한 후 단순하게 무산소조와 폭기조 유출부에 여재 충진부를 두어 단회로 현상을 막고, 미생물들을 여재 충진부에 부착하여 질산화 및 탈질효율을 증가시킬 수 있도록 한 처리 공정이 제시되어 있다.

그러나 이와같은 부착미생물 공법은 충진된 여재가 미생물들의 서식지 역할을 하기 때문에 미생물 개체수 확보에는 유리하지만 하수의 교반 및 매체의 이동에 따라 생기는 전단력에 의해 부착된 미생물들의 탈리 현상이 발생하고 특히, 무산소상태에서 여재충진부에 서식하는 미생물들은 내생 호흡단계에 있는 미생물들이 대부분이기 때문에 부착력이 약하며, 응집성이 없어 2차 침전지에서 미세한 부유물질로 유출되기 쉽다. 이에 따라 최종처리수의 탁도가 저하되고 수질악화를 일으키기 쉽다는 것은 주지의 사실이며, 여재 충진부에 부착한 미생물량을 인위적으로 조절할 수 없기 때문에 충격부하에 대한 대처능력이 떨어지며, 충격부하후의 순응시간도 매우 오래 걸리는 것이 단점으로 지적되고 있다.

또한 한국공개 특허공보 제96-22,287호에 의하면 상기 한국공개특허공보 제96-22,286호와 동일 공정을 사용하면서 첫 단계를 무산소조로 운전하고 후단계를 혐기성조로 운전하는 방식을 제안하고 있다.

그러나 무산소조와 혐기성조는 처리하고자 하는 하는 물질이 질소냐 인이냐에 따라 구분하는 것인데 모든 조건이 같은 상태에서 혐기성조가 무산소조로, 무산소조가 혐기성조로 변화된다는 것은 논리상 이치에 어긋나며, 또한 2차 침전지 하부에 축적되는 슬러지 내부에는 부분적으로 혐기성 상태가 조성되어 흡수된 인이 다시 방출될 가능성이 있어, 이 상태에서 순환될 경우 무산소조에서는 인의 방출과 탈질 반응이 동시에 이루어지게 되므로써 유기물에 대한 상호 경쟁이 발생하여 질소제거율이 저하되는 단점이 있게 된다.

또다른 한국공개특허공보 제 96-10,918호에서는 혐기성조→무산소조→인흡수조→침전조→질산화조→침전조와 3개의 반송배관으로 구성되어 질소와 인을 처리하는 공정이 개시되어 있다.

그러나 상기 공정은 그 처리구조가 너무 복잡하며 탈질미생물과 탈인 미생물을 구분할 수 있는 방법이 없기 때문에 인흡수조와 질산화조를 구분할 수 없다.

또한 질소와 인처리 이론에 따르면 인처리를 위해서는 혐기성조→폭기조순으로 구성되며, 질소처리를 위해서는 폭기조→무산소조 순으로 구성되어야 한다는 대전제에 의해 혐기성조→인흡수조→침전조→무산소조→질산화조→침전조의 형태로 구성하는 것이 효율적이어서 인과 질소 처리를 동시에 만족시키기가 곤란하다.

아울러 중간에 설치된 침전조에서 활성화된 미생물 덩어리인 슬러지가 고액 분리되면 질산화 미생물 또한 배제되므로 침전조 후단에 설치되는 질산화조에서는 미생물의 개체수가 부족할 뿐 아니라 먹이도 부족하여 질산화 미생물의 생육조건이 열약하게 되어 처리효율이 저하되는 단점이 지적되고 있다.

또다른 인,질소 처리 공정을 개시하고 있는 미국특허 공보 5,733,455호에 의하면 살수여상조(미생물서식지)→무산소조(혐기성조)→폭기조→침전조로 구성하고 무산소조 유입부에 탈질반응 및 인방출에 필요한 유기물을 외부에서 투입하는 공정을 제시하고 있다.

그러나 탈질반응과 인 방출반응이 동시에 일어나게 하기 위한 무산소조에서는 질산성산소로 인한 산화-환원 전위차가 증가하여 혐기성 상태가 저하되기 때문에 인의 방출이 어려우며, 탈인균의 인방출에 유용한 유기 물질이 탈질균에 소모되기 때문에 인 제거 능력이 감소되는 경향이 있으며, 기존 하수내에 존재하는 유기물이 중간에 설치된 침전조에서 제거되어 부족한 유기물을 보충 투입하여야 하는 번거로움이 있게 된다. 이 경우 탈질 탈인을 위한 유기물이 충분하여 적정수준의 처리 효율이 유지될 수 있으나 별도의 유기물을 구입하여 투입하여야 하므로 운전 및 유지관리비가 상승되며, 비정상 운전시에는 별도의 오염 물질의 인위적 투입으로 인해 2차 오염을 야기시킬 우려가 있다는 단점이 제기될 수 있다.

이에 본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 제안된 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 기존의 시설을 유지하면서 일부 구성을 변경하는 것에 의해 질소와 인의 제거 효율을 크게 향상시키므로써 경제성과 실용성을 갖춘 하수처리 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유입되는 하수의 유속을 증가시켜 체류시간을 줄이므로써, 유기물을 다량 확보토록 된 1차 침전지와;

질소를 처리하기 위한 탈질 반응을 수행하는 무산소조와;

미생물로부터 인의 방출을 유도하는 혐기성조와;

미생물들에 의한 인의 과잉 섭취 및 질소처리의 전단계인 질화반응을 수행하기 위해 호기성 조건을 조성하기 위한 폭기조와;

처리수와 슬러지를 분리하기 위한 2차 침전지의 순서로 배치되며,

슬러지의 침전을 방지하기 위하여 유입수를 교반하도록 상기 무산소조와 혐기성조에 각각 설치되는 교반기와;

상기 폭기조에 기포를 공급하기 위한 공기공급기와;

상기 혐기성조에서 미생물들이 인 방출시 이를 촉진하기 위하여 필요한 유기물을 공급하도록 1차 침전지의 유입하수를 혐기성조로 직접 투입하기 위한 1차 침전지 처리수 분배라인과;

상기 폭기조를 통하여 질산화된 하수를 탈질처리하기 위하여 상기 무산소조로 순환시키는 슬러지 순환라인과;

상기 2차 침전지에 가라앉은 슬러지하수를 상기 혐기성조로 반송하는 반송라인과;

상기 2차 침전지의 상부에 위치하는 처리수를 방류하기 위한 최종처리수배출관로와;

상기 2차 침전지의 바닥에 가라앉는 슬러지 하수의 일부를 상기 혐기성조로 반송시킨 후 나머지를 외부로 배출하기 위한 폐기슬러지 배출라인;을 포함하여 구성되어 있다.

도 1은 본 발명에 의한 하수처리장치를 나타내는 도면

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2 : 1차 침전지

3 : 무산소조

4 : 혐기성조

5 : 폭기조

6 : 공기 공급기

7 : 2차 침전지

9,10 : 교반기

11 : 폐기 슬러지 배출라인

12 : 최종 처리수 배출라인

13 : 반송라인

이하 본 발명의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 하수처리 장치를 나타내는 도면으로 부호 1은 1차 침전지(2)로 하수를 유입시키기 위한 하수유입관로이다.

국내에서 발생되는 하수의 경우 질소 및 인 처리를 위한 유기물이 부족한 저부하의 하수이기 때문에 기존의 처리공정에서와처럼 1차 침전지(2)의 용량을 크게 하여 후속공정에의 부하를 경감시킬 경우 탈질 반응을 일으키는 탈질균과 탈인 반응을 일으키는 탈인균의 생육에 필요한 유기물이 부족하게 되므로 본 발명의 1차 침전지(2)는 종래보다 그 용량을 작게 설계하고 또한 하수의 통과유속을 증대시켜 1차 침전지(2)내에서의 체류시간을 줄이므로써 부유물질과 침강 속도가 빠른 협잡물만을 제거토록 하여 종래의 1차 침전지의 표면부하율인 25∼40㎥/㎡/day 보다 크게 하여 침전되는 유기물을 최대한 억제하므로써 후속 공정들에서 탈질 및 탈인 미생물이 생육하는데 필요한 조건 즉, 유기물의 확보 조건을 조성토록 한다.

무산소조(3)는 후속되는 처리공정인 폭기조(5)와 더불어 하수속의 질소 성분의 정화를 담당하게 된다.

유입하수의 질소성분중 대부분을 차지하는 질소 형태인 암모니아성 질소(NH₃-N)는 폭기조(5)의 공기공급기(6)를 통하여 공급되는 산소와 반응하고 유기물속에 다량 포함된 미생물인 니트로사모나스(Nitrosomonas)에 의해 산화되어 아질산성질소(NO₂-N)로 전환되고, 아질산성 질소는 다시 미생물인 니트로백터(Nitrobactor)의 분해 작용에 의해 질산성 질소(NO₃-N)로 바뀌게 된다.

이와같은 질소 형태의 변화가 폭기조에서 행해진 후 2차 침전지(7)로 이송되는 도중에 하수의 일부를 슬러지 순환라인(8)을 통해 앞선공정의 무산소조(3)로 환원시키게 된다.

폭기조(5)에서의 반응에 의해 질산성 질소(NO₃-N)의 형태로 질소 성분을 함유하고 있는 하수는 무산소조(3)에서 탈질 반응을 일으키게 된다.

탈질반응은 자연수계의 대부분을 차지하는 종속영양 미생물인 임의성 미생물에 의해 이루어지며, 이때의 전자 전달 체계는 환원된 전자공여체로서 유기물을 사용하고 산화된 최종 전자 수용체로서 산소, 혹은 질산성 질소, 황산이온 등을 사용하는 데 각각의 전자수용체가 하수속의 유기물과 반응시 산소>질산성질소>황산이온 등의 순으로 이루어지기 때문에 산소가 존재하지 않는다면, 즉 무산소 상태가 되면 미생물들은 전자수용체로서 질산성 질소기(radical)에서 화학적으로 결합된 산소를 활용하여 호흡하게 되기 때문에 질산성 질소(NO₃-N)는 산소를 미생물 호흡에 빼앗겨 최종적으로 유리된 질소만 존재하게 되며, 이때 가스상의 질소는 대기중으로 날아가 버리고 말게 되어 하수속의 질소가 제거되게 되는 것이다.

각조(5)(3)에서 나타나는 현상을 반응식으로 표현하면 다음과 같다.

1)폭기조(5)에서의 반응식

2)무산소조(3)에서의 반응식

상기 반응식에서 알 수 있듯이 하수속에 포함된 질소 계통의 오염원은 폭기조(5)로부터 무산소조(3)로 순환하는 과정을 통하여 무산소조(3)속에서 물(H₂O)과 질소(N₂)로 분해되고 기체인 질소는 대기중으로 날아가 버리고 말기 때문에 하수속에 존재하는 암모니아성 질소의 대부분을 처리할 수 있게 된다.

질소 처리만을 위해서라면 상기 반응식의 순서를 따라 폭기조→무산소조의 순서로 배치하여야 하나 이 경우 미생물들이 내생 호흡기 후반부에 걸쳐 있기 때문에 후속공정인 2차 침전지(7)에서 고액 분리가 일어나지 않게 된다. 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 무산소조(3)를 먼저 설치하고 그 위에 폭기조(5)를 설치하여 하수를 순환시켜 처리하므로써 2차 침전지에서의 고액 분리가 원활하게 이루어지도록 하였다.

즉, 폭기조(5)에서 질산화된 유출수를 무산소조(3)로 재순환시켜 탈질반응을 일으켜 질소를 처리토록 하고 혐기성조와 폭기조에서 인을 처리토록하면 질소와 인의 동시 처리 효율이 극대화되고 고액 분리도 원활해져 깨끗한 처리수를 방출할 수 있게 되는 것이다. 도면중 부호 9와 10은 처리조(3)(4) 전체의 하수 및 미생물 균등화 및 미생물 덩어리가 다량 함유된 슬러지가 침전하지 않고 골고루 하수속에 분포되도록 회전하여 교반하는 교반기이다.

한편, 폭기조(5)와 함께 인성분의 처리를 위하여 무산소조(3)와 폭기조(5) 사이에 혐기성조(4)가 설치되어 있다.

미생물이 세포내에 포함하고 있는 인 함량은 건조무게비로 1.5∼2% 정도가 되어 기존의 활성 슬러지 공법으로는 세포 합성에 필요한 양만큼의 인 밖에는 제거할 수 없기 때문에 인의 처리 효율이 낮다.

그러나 혐기성 조건에 이어 호기성 조건이 따를 경우 미생물의 인섭취량은 미생물 세포 성장을 위한 이론적 요구량을 초과하여 세포내 인 함량이 4∼12%(건조무게비)에 이르게 된다는 생물학적 메카니즘에 따라 본 발명은 무산소조→혐기성조→폭기조 순으로 배열하고 폭기조(5)로부터 무산소조(3)로 질산성 하수를 순환시키는 공정 및 혐기성조와 폭기조가 순서로 잇달아 설치되므로서 종래와 큰 구조 변경 없이 각 반응조들의 배치순서와 하수 반송 시스템을 질소와 인처리의 최적 조건을 동시 충족하도록 변경시키는 것에 의해 질소와 인 제거 처리 효율을 크게 향상시키는 것이 가능하게 된 것이다.

혐기성조(4)에서는 하수중에 존재하는 용해성 생물학적 요구량(BOD)이 임의성 미생물들이 발효 반응에 의해 아세테이프와 같은 저급지방산(SCFA, Short Chain Fatty Acid)으로 전환되고, 생성된 저급지방산은 아시네토백터(Acinetobacter)라 불려지는 미생물에 의해 분해되면서 세포내에 저장된 탄수화물(다중 인, Polypho Sphate)의 가수분해를 통해 발생되는 에너지를 이용하여 인이 방출된다

인이 방출되면 저급지방산은 PHB(Poly-β-hydroxy butyrate)로 변화되어 세포내에 축적된다.

이러한 반응 후 혐기성조(4)에서 폭기조(5)로 하수가 넘어가면 공기공급기(6)를 통해 공급되는 산소에 의해 호기성 조건이 형성되는데 따라 미생물의 세포내에 축적된 PHB가 산화되면서 탄수화물이 재생되는데 이 때 미생물들이 인을 과잉으로 섭취하게 된다. 즉, 혐기성조(4)에서 미생물들이 스트레스를 받아 방출하였던 인의 량보다 몇배나 많은 인을 호기성조인 폭기조(5)에서 흡수하게 되므로 하수속의 인의 함량은 급격히 감소되는 것이다.

이와같이 하여 인을 과잉으로 섭취한 미생물은 하수속에 함유된 채 후속 공정인 2차 침전지(7)로 이동(그러나 앞서 설명한바와같이 일부 하수는 무산소조로 순환하게 됨)하여 2차 침전지(7)내에서 침전되어 바닥에 퇴적되어지게 되며, 폐기 슬러지 배출라인(11)을 통하여 외부로 배출하여 별도 처리하게 되며, 2차 침전지(7)의 상부에 위치하는 처리수(깨끗하게 정화된 하수)는 최종처리수 배출관로(12)를 통해 하천등으로 방류된다.

한편, 폐기 슬러지 배출라인(11)을 통하여 슬러지를 모두 배출하게 되면, 질소와 인처리를 위한 미생물이 부족하여 값비싼 미생물을 혐기성조(4) 및 폭기조(5)에 지속적으로 보충 공급해주지 않으면 안되어 운영비용의 상승을 가져 오게 된다.

이 때문에 본 발명에서는 인위적으로 활성화된 미생물의 손실을 방지하고 앞 공정에서 질소와 인 처리를 위해 필요한 미생물의 개체수 확보를 위해 슬러지의 일부를 반송라인(13)을 통해 혐기성조(4)로 반송한다.

동시에 1차 침전지(2)에 유입된 하수의 전량을 무산소조(3)로 유입시키지 아니하고 하수의 일부를 1차 침전지 처리수 분배라인(15)을 통해 혐기성조(4)로 투입하므로써 미생물 성장에 유용한 유기물의 공급량을 늘려준다.

이상에서와 같이 본 발명은 종래의 질소와 인 처리 공정에서 채택하고 있는혐기성조→무산소조→폭기조 대신 무산소조→혐기성조→폭기조의 순서로 구성하고 폭기조로부터 질산성 하수를 무산소조로 반송시키며, 1차 침전지에서는 유기물의 침전을 최소화한 후 무산소조로 유입되는 하수의 일부는 무산소조를 우회하여 직접 혐기성조로 투입하며, 2차 침전지의 슬러지의 일부를 혐기성조로 반송시킴과 함께 유기물이 풍부한 1차 침전지의 유입하수의 일부를 혐기성조에 투입하므로써 하수속의 질산성 질소가 완전히 제거된 후 혐기성조로 유입되어 인 방출이 원활히 이루어져 탈질 및 탈인 효과가 매우 높으며, 특히, 무산소조를 혐기성조 선단에 설치하므로써 우리나라와 같이 관거불량으로 인해 원수의 질산성 질소의 농도가 높은 경우에도 처리 효율이 안정적이다. 또한, 하수처리에 유용한 미생물 및 유기물의 확보가 가능하여 탈인 및 탈질 미생물의 성장이 용이하므로써 유기물 함량이 낮은 저부하시에도 질소와 인의 효율적인 처리가 가능한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 유입되는 하수의 유속을 증가시켜 체류시간을 줄이므로써, 유기물을 다량 확보토록 된 1차 침전지와;

   질소를 처리하기 위한 탈질 반응을 수행하는 무산소조와;

   미생물로부터 인의 방출을 유도하는 혐기성조와;

   미생물들에 의한 인의 과잉 섭취 및 질소처리의 전단계인 질화반응을 수행하기 위해 호기성 조건을 조성하기 위한 폭기조와;

   처리수와 슬러지를 분리하기 위한 2차 침전지의 순서로 배치되며,

   슬러지의 침전을 방지하기 위하여 유입수를 교반하도록 상기 무산소조와 혐기성조에 각각 설치되는 교반기와;

   상기 폭기조에 기포를 공급하기 위한 공기공급기와;

   상기 혐기성조에서 미생물들이 인 방출시 이를 촉진하기 위하여 필요한 유기물을 공급하도록 1차 침전지의 유입하수를 혐기성조로 직접 투입하기 위한 1차 침전지 처리수 분배라인과;

   상기 폭기조를 통하여 질산화된 하수를 탈질처리하기 위하여 상기 무산소조로 순환시키는 슬러지 순환라인과;

   상기 2차 침전지에 가라앉은 슬러지하수를 상기 혐기성조로 반송하는 반송라인과;

   상기 2차 침전지의 상부에 위치하는 처리수를 방류하기 위한 최종처리수배출관로와;

   상기 2차 침전지의 바닥에 가라앉는 슬러지 하수의 일부를 상기 혐기성조로 반송시킨 후 나머지를 외부로 배출하기 위한 폐기슬러지 배출라인;을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 하수 처리 장치.