[go: up one dir, main page]

KR20110045812A - Anaerobic Digestion Tissue Nitrogen Removal Device and Nitrogen Removal Method for Anaerobic Digestion Tissue - Google Patents

Anaerobic Digestion Tissue Nitrogen Removal Device and Nitrogen Removal Method for Anaerobic Digestion Tissue Download PDF

Info

Publication number
KR20110045812A
KR20110045812A KR1020090102525A KR20090102525A KR20110045812A KR 20110045812 A KR20110045812 A KR 20110045812A KR 1020090102525 A KR1020090102525 A KR 1020090102525A KR 20090102525 A KR20090102525 A KR 20090102525A KR 20110045812 A KR20110045812 A KR 20110045812A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tank
filtrate
anaerobic digestion
nitrite
desorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020090102525A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
권태혁
Original Assignee
(주)그린니스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)그린니스 filed Critical (주)그린니스
Priority to KR1020090102525A priority Critical patent/KR20110045812A/en
Publication of KR20110045812A publication Critical patent/KR20110045812A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302Nitrification and denitrification treatment
    • C02F3/305Nitrification and denitrification treatment characterised by the denitrification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • C02F11/04Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1205Particular type of activated sludge processes
    • C02F3/1215Combinations of activated sludge treatment with precipitation, flocculation, coagulation and separation of phosphates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/16Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/20Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02Temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/20Sludge processing

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

본 발명은 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 및 분뇨로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액을 저장하는 탈리액 저류조(10); 상기 탈리액 저류조(10)에서 유입된 탈리여액의 아질산염(NO2 -) 또는 질산염(NO3 -)을 아질산염 또는 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스(N2)로 전환하여 탈질하는 제1무산소조(20); 상기 제1무산소조(20)에서 유입된 탈리여액의 암모니아(NH3)를 아질산화균 또는 질산화균의 작용으로 아질산염 또는 질산염으로 산화시키고 상기 제1무산소조(20)로 반송시키는 제1폭기조(30); 상기 제1폭기조(30) 내부 온도를 34 내지 40℃로 유지시켜 아질산화균의 성장을 촉진하고 질산화균의 성장을 억제하는 열교환기(40); 및 상기 제1폭기조(30)에서 유입된 탈리여액을 고액분리하여 탈리여액 중 고형물질을 제거하는 침전조(50) 또는 가압부상조(60)를 포함하는 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치 및 이를 이용한 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법에 관한 것이다.The present invention provides a degreasing solution storage tank (10) for storing a stripping filtrate generated by solid-liquid separation of anaerobic digestion sludge after any anaerobic digestion of any one selected from the group consisting of food waste stripping liquid, livestock wastewater and manure; Denitrification by converting nitrite (NO 2 ) or nitrate (NO 3 ) from the desorption filtrate introduced from the desorption liquor 10 into nitrogen gas (N 2 ) by denitrifying microorganisms using nitrite or nitrate as an electron acceptor A first anaerobic tank 20; A first aeration tank 30 for oxidizing ammonia (NH 3 ) of the desorption filtrate introduced from the first anoxic tank 20 to nitrite or nitrate by the action of nitrite or nitrifying bacteria and returning it to the first anoxic tank 20; A heat exchanger 40 which maintains the internal temperature of the first aeration tank 30 at 34 to 40 ° C. to promote growth of nitrous oxide and inhibit growth of nitrifier; And an anaerobic digestion and desorbent nitrogen removal apparatus including a precipitation tank (50) or a pressurized floatation tank (60) for separating solids from the first aeration tank (30) to remove solids from the desorption filtrate, and anaerobic digestion using the same. It relates to a nitrogen removal method of the desorption liquid.

본 발명에 따르면, C/N비가 낮은 특성을 나타내는 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 또는 분뇨를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액의 고농도 질소 제거에 본 발명의 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치 및 이를 이용한 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법을 사용할 경우, A2O 공정 과 같이 유기 탄소원을 공급해야 하는 기존의 질소 제거 방식과 달리 추가로 유기 탄소원을 공급하지 않아도 높은 질소 제거 효과를 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, the anaerobic digestion leachate nitrogen removal of the present invention is carried out to remove the high concentration nitrogen of the leachate filtrate generated by solid-liquid separation of anaerobic digestion sludge after anaerobic digestion of food waste leachate, livestock wastewater or manure showing low C / N ratio When using the device and the nitrogen removal method of anaerobic digestion leachate using the same, it is possible to provide high nitrogen removal effect without supplying additional organic carbon source unlike the conventional nitrogen removal method that requires supplying organic carbon source such as A 2 O process. Will be.

혐기성 소화 탈리액, 질소 제거, 아질산화균, 질산화균 Anaerobic Digestion, Nitrogen Removal, Nitrite, Nitrifier

Description

혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치 및 이를 이용한 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법{Apparatus and method for removing nitrogen from anaerobic digested waste water}Anaerobic Digestional Denitrification Nitrogen Removal Apparatus and Method for Removing Nitrogen from Anaerobic Digestional Detachment Using the Same

본 발명은 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치 및 이를 이용한 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 및 분뇨로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액을 저장하는 탈리액 저류조(10); 상기 탈리액 저류조(10)에서 유입된 탈리여액의 아질산염(NO2 -) 또는 질산염(NO3 -)을 아질산염 또는 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스(N2)로 전환하여 탈질하는 제1무산소조(20); 상기 제1무산소조(20)에서 유입된 탈리여액의 암모니아(NH3)를 아질산화균 또는 질산화균의 작용으로 아질산염 또는 질산염으로 산화시키고 상기 제1무산소조(20)로 반송시키는 제1폭기조(30); 상기 제1폭기조(30) 내부 온도를 34 내지 40℃로 유지시켜 아질산화균의 성장을 촉진하고 질산화균의 성장을 억제하는 열교환기(40); 및 상기 제1폭기조(30)에서 유 입된 탈리여액을 고액분리하여 탈리여액 중 고형물질을 제거하는 침전조(50) 또는 가압부상조(60)를 포함하는 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치 및 이를 이용한 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an anaerobic digestion leachate nitrogen removal apparatus and a method for removing nitrogen from the anaerobic digestion leachate using the same, more specifically anaerobic digestion sludge after any anaerobic digestion of any one selected from the group consisting of food waste leachate, livestock wastewater and manure A desorption solution storage tank (10) for storing a desorption filtrate generated by solid-liquid separation; Denitrification by converting nitrite (NO 2 ) or nitrate (NO 3 ) from the desorption filtrate introduced from the desorption liquor 10 into nitrogen gas (N 2 ) by denitrifying microorganisms using nitrite or nitrate as an electron acceptor A first anaerobic tank 20; A first aeration tank 30 for oxidizing ammonia (NH 3 ) of the desorption filtrate introduced from the first anoxic tank 20 to nitrite or nitrate by the action of nitrite or nitrifying bacteria and returning it to the first anoxic tank 20; A heat exchanger 40 which maintains the internal temperature of the first aeration tank 30 at 34 to 40 ° C. to promote growth of nitrous oxide and inhibit growth of nitrifier; And an anaerobic digestion and desorbent nitrogen removal apparatus including a precipitation tank (50) or a pressurized floatation tank (60) for separating solids from the first aeration tank (30) by solid-liquid separation to remove solids from the desorption filtrate, and anaerobic digestion using the same. It relates to a nitrogen removal method of the desorption liquid.

자연계에 존재하는 질소의 형태는 암모니아성 질소, 아질산성 질소, 질산성 질소, 대기질소 등으로 질소는 미생물의 성장에 필수적이며, 세포내에 12 ~ 14% 정도 함유되어 있다. 생활하수의 질소원은 사람이 섭취한 단백질이며 대부분 요소(NH2-CO-NH2)와 다양한 유기 질소 화합물로 배출된다.The forms of nitrogen present in nature are ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, atmospheric nitrogen, etc. Nitrogen is essential for the growth of microorganisms, and contains about 12 to 14% in cells. Nitrogen in domestic sewage is a protein ingested by humans and is mostly released as urea (NH 2 -CO-NH 2 ) and various organic nitrogen compounds.

생물학적 방법에 의한 질소제거는 기본적으로 아래의 3가지 범주로 구분할 수 있는데, 물리 또는 화학적 처리보다 유지관리가 용이하고 경제성이 상대적으로 높아 하수 및 폐수내의 질소제거에 널리 사용되고 있으며, 재래식 활성슬러지 공정을 사용하며 유기물질 제거를 위한 기존 하수 및 폐수처리장의 부분적 개조로 유기물질과 질소 동시제거에 사용될 수 있다.Nitrogen removal by biological method can be basically classified into three categories, which are easier to maintain and economically than physical or chemical treatment, and are widely used to remove nitrogen from sewage and wastewater. It can be used for the simultaneous removal of organics and nitrogen by partial remodeling of existing sewage and wastewater treatment plants to remove organics.

<생물학적 방법에 의한 질소 제거>Nitrogen removal by biological method

1) 세포합성대사 경로를 통하여 세포의 구성성분으로 이용1) Use as cell constituents through cell synthesis metabolic pathway

2) 질산화 미생물에 의해 암모니아성 질소의 질산성 질소로의 변환2) Conversion of ammonia nitrogen to nitrate nitrogen by nitrifying microorganisms

3) 탈질 미생물에 의해 질산성 질소를 질소가스로 전환3) Converting nitrate nitrogen to nitrogen gas by denitrification microorganism

폐수 중의 질소는 대부분 유기질소와 암모니아성 질소(NH3-N)로 구성되어 있으며, 이 질소들은 가수분해(Hydrolysis)와 질산화반응(Nitrification)에 의하여 아질산성 질소(NO2-N)와 질산성 질소(NO3-N)로 변환된 후, 탈질과정(Denitrification)을 거쳐 질소가스(N2)로 대기 중에 방출됨으로써 제거된다. 탈질과정은 탄소원과 용존산소가 없는 무산소조건(Anoxic)을 필요로 한다.Most of the nitrogen in the wastewater is composed of organic nitrogen and ammonia nitrogen (NH 3 -N), which are nitrite nitrogen (NO 2 -N) and nitrate by hydrolysis and nitrification. After being converted to nitrogen (NO 3 -N), it is removed by being released into the atmosphere as nitrogen gas (N 2 ) through denitrification. Denitrification requires anoxic conditions with no carbon source and dissolved oxygen.

자연계 내에서 질산화 현상은 암모니아(NH3)를 순차적으로 아질산(NO2 -)과 질산(NO3 -)으로 산화시키는 화학합성 독립영양미생물이 작용하는 것으로 알려져 있다.In nature, nitrification is known to act as a chemical synthetic autotrophic microorganism that sequentially oxidizes ammonia (NH 3 ) to nitrous acid (NO 2 ) and nitric acid (NO 3 ).

{화학식 1}{Formula 1}

NH4 + + 1.5 O2 → NO2 - + 2H+ + H2O + 240~350KJ (Nitrosomonas) NH 4 + + 1.5 O 2 → NO 2 - + 2H + + H 2 O + 240 ~ 350KJ (Nitrosomonas)

{화학식 2}{Formula 2}

NO2 - + 0.5 O2 → NO3 - + 65~90KJ (Nitrobacter) NO 2 - + 0.5 O 2 → NO 3 - + 65 ~ 90KJ (Nitrobacter)

여기서 생성되는 에너지는 질산화 미생물들이 CO2, HCO3 -, CO3 2- 등과 같은 무기탄소원으로부터 자신에게 필요한 유기물질을 합성하는데 사용하므로 자체가 질산화 미생물의 성장과 매우 밀접한 관계를 가지고 있다. 상기 화학식 1 및 화학식 2의 반응 중 암모니아가 아질산으로 산화되는 첫 번째 반응은 주로 Nitrosomonas와 Nitrosococcus속의 미생물에 의해 이루어진다. Nitrosomonas 특히, N. europaea는 폐수처리를 위한 환경에서 가장 쉽게 찾을 수 있고, 현재까지 상당히 많은 연구가 진행된 미생물로 산화반응의 대표 미생물이라고 할 수 있다. 두 번째 반응인 아질 산의 산화반응은 Nitrobacter로 분류되는 미생물에 의해 수행된다.Energy generated here nitrifying microorganisms CO 2, HCO 3 - it is used to synthesize the organic material they need from the inorganic carbon source, such as, CO 3 2-, so that itself has a very closely related to the growth of nitrifying micro-organisms. In the reaction of Chemical Formulas 1 and 2, the first reaction in which ammonia is oxidized to nitrous acid is mainly performed by microorganisms of the genus Nitrosomonas and Nitrosococcus. Nitrosomonas, in particular, N. europaea, is the most easily found in the environment for wastewater treatment. The second reaction, nitrous acid oxidation, is carried out by a microorganism classified as Nitrobacter.

용존산소가 충분한 상태에서는 미생물들은 용존산소를 전자수용체로 사용하여 에너지를 얻게 되지만 용존산소가 절대적으로 부족하고 반면에 NO3 -나 NO2 -와 같은 형태의 화합물이 존재하는 무산소 상태에서는 NO3 -나 NO2 -등을 전자수용체로 사용하게 된다.The dissolved oxygen sufficient state organisms obtain the energy using the dissolved oxygen as an electron acceptor, but the dissolved oxygen shortage in the other hand, NO 3 to-the oxygen-free state in which the forms of the compounds such as the presence NO 3 - and NO 2 - Or NO 2 - is used as the electron acceptor.

탈질산화가 일어나는 우선조건은 낮은 DO 농도와 충분한 질산염의 확보에 있다. DO의 존재유무에 따라서 혐기성탈질이란 용어가 사용되기도 하나 생화학적 반응경로는 혐기성이 아니며, 단순히 호기성 반응경로가 약간 변형된 형태를 띠고 있다. 따라서 “혐기성 탈질”이란 용어가 선호되고 있으며 미생물도 일반적 호기성 미생물들 중에서 산소대신 질산이나 아질산을 최종 전자수용체로 사용할 수 있는 전자전달체계를 가진 미생물이면 탈질산화를 수행할 수 있게 된다. 탈질산화는 보통 2단계로 일어나며 첫 번째 단계는 질산이 아질산으로 전환되는 과정이고, 두 번째 단계는 두 가지의 중간생성물을 거치면서 아질산이 N2 gas로 전환되는 과정이다. 이 두 단계를 흔히 호흡이라 한다.Preferred conditions for denitrification are low DO concentrations and sufficient nitrates. The term anaerobic denitrification may be used depending on the presence of DO, but the biochemical reaction pathway is not anaerobic, but is merely a slightly modified aerobic reaction pathway. Therefore, the term “anaerobic denitrification” is preferred, and microorganisms can perform denitrification if the microorganism has an electron transport system that can use nitric acid or nitrous acid as the final electron acceptor instead of oxygen. Denitrification usually occurs in two stages: the first stage is the conversion of nitric acid to nitrite, and the second stage is the conversion of nitrite to N 2 gas through two intermediates. These two stages are commonly called breathing.

N2 gas로의 환원을 위해서 미생물은 산화제를 필요로 한다. 탈질산화를 위한 전자공여체는 아세트산, 아세톤, 메탄올 등을 들 수 있다. 폐수 자체는 가장 경제적이고 확실한 유기 탄소원으로 이것이 탈질산화에 이용되면 약간의 암모니아가 재합성되고 상당량의 용해성 BOD가 제거된다.Microorganisms need oxidant to reduce to N 2 gas. Examples of electron donors for denitrification include acetic acid, acetone and methanol. The waste water itself is the most economical and reliable source of organic carbon, and when it is used for denitrification, some ammonia is resynthesized and a significant amount of soluble BOD is removed.

음식물 쓰레기를 혐기성 미생물에 의해 분해 처리한 소화액 즉, 혐기성 소화액의 경우에는 가용한 유기물이 혐기성 소화과정을 거쳐 대부분 메탄으로 전환이 이루어졌기 때문에 C/N(탄소/질소)비가 매우 낮은 특성을 가진다. 음식물의 경우 혐기성 소화가 적절하게 이루어졌을 경우 BOD(생물학적 산소 요구량)는 5,000㎎/ℓ정도이며, 질소는 2,000 ~ 3,000㎎/ℓ 정도의 농도를 갖는다. 따라서 질소를 제거하기 위해 요구되는 적정 C/N비인 3.5 ~ 5, 대비 2.0 정도의 C/N비를 가짐으로써 탈질을 위한 유기탄소원이 부족하여 기존의 질소제거 공법을 적용하기에는 적정 유기물이 절대적으로 부족하기 때문에 대체탄소원인 메탄올 등을 공급할 필요가 있어 유지관리비가 많이 소요된다.In the case of digestive liquids in which food waste is decomposed by anaerobic microorganisms, that is, anaerobic digestion liquids, the available organic matter is converted to methane through anaerobic digestion, and thus has a very low C / N (carbon / nitrogen) ratio. For anaerobic digestion of food, BOD (biological oxygen demand) is about 5,000 mg / l and nitrogen is 2,000 to 3,000 mg / l. Therefore, it has an appropriate C / N ratio of 3.5 to 5, which is required to remove nitrogen, and a C / N ratio of about 2.0, and thus lacks an organic carbon source for denitrification. Therefore, it is necessary to supply methanol, which is an alternative carbon source, which requires a lot of maintenance costs.

또한, 혐기성 소화액은 질소 농도가 높기 때문에 질산화 및 탈질이 어렵다. 혐기성소화를 거친 음식물은 TKN성분 중 유기질소 성분들이 가수분해 되어 NH4 +-N로 전환이 이루어지기 때문에 혐기성 소화된 소화액의 수질을 분석해보면 T-N 중 NH4 +-N이 90% 이상을 차지한다. 또한, 질소의 대부분이 유입수 수질과 동일할 정도로 높은 농도를 유지하는 것이 특징이다. 따라서 질산화균인 Nitrosomonas 또는 Nitrobacter의 경우 고농도의 NH4 +-N 농도에서는 생장이 저해되므로 이러한 미생물이 저해 받지 않고 질산화가 가능하게 조건을 만들어 줄 필요성이 있다. 미생물의 질산화 조건은 NH4 +-N 이외에도 NO2-N, NO3-N, 온도 및 pH 등을 적절하게 조절할 필 요성이 있다.In addition, anaerobic digestion is difficult to nitrify and denitrate because of its high nitrogen concentration. Anaerobic digestion of foods is converted to NH 4 + -N by the hydrolysis of organic nitrogen components of TKN components, so when analyzing the water quality of anaerobic digested digestion, NH 4 + -N accounts for more than 90% of TN. . It is also characterized by maintaining a concentration high enough that most of the nitrogen is equal to the influent water quality. Therefore, in the case of Nitrosomonas or Nitrobacter nitrifying bacteria growth is inhibited at a high concentration of NH 4 + -N concentration it is necessary to make conditions that allow nitrification without being inhibited by these microorganisms. In addition to NH 4 + -N, the microbial nitrification conditions need to properly control NO 2 -N, NO 3 -N, temperature and pH.

C/N비가 3.0정도인 축산폐수의 경우에도 국내에 여러 공법이 적용되어 있지만, 시설비가 톤당 5 ~ 6,000만원에 이르면서도 방류수 수질을 맞추는데 어려움이 있는 형편이다. 따라서 최적의 경제적인 처리공정을 구성하여 경제성 있는 공법을 적용할 수 있어야 한다.In the case of livestock wastewater with a C / N ratio of around 3.0, various construction methods have been applied in Korea, but it is difficult to meet the quality of the discharged water, even though the facility cost is about 50,000 ~ 60 million won per ton. Therefore, it is necessary to construct an optimal economic treatment process and apply economical methods.

국내의 생물학적 질소제거 기술은 크게 A2O계열, SBR계열, 담체 및 MEDIA계열로 구분이 될 수 있고 개발된 기술도 30여개가 존재하고 있다. 하지만, 하수에 대부분이 적용된 기술로 혐기성 소화 처리된 폐수의 처리에는 부적절한 기술로 판단된다. 대부분의 T-N 제거 능력도 최대 70%정도에 머물러 고농도 질소 폐수처리에는 한계가 있다.Domestic biological nitrogen removal technology can be largely divided into A 2 O series, SBR series, carrier and MEDIA series, and there are about 30 developed technologies. However, most of the technology applied to sewage is considered to be inappropriate for the treatment of anaerobic digested wastewater. Most of the TN removal capacity is also up to 70%, which limits the treatment of high concentration nitrogen wastewater.

질소 고도처리에 적용된 국내의 생물학적 처리기술은 다음과 같은 한계를 가지고 있다.Domestic biological treatment technology applied to advanced nitrogen treatment has the following limitations.

1) 질산화 과정에서 다량의 공기를 필요로 한다.1) The nitrification process requires a lot of air.

2) 질산화 후 탈질하기 위해서는 다량의 유기물을 필요로 하나 혐기성소화액은 유기물이 적어 현재의 상태에서는 적용이 곤란하다.2) Denitrification after nitrification requires a large amount of organic matter, but anaerobic digestion is difficult to apply in the present state due to the small amount of organic matter.

3) 질산화 미생물의 성장 속도가 낮아 질산화를 하기 위해서는 긴 SRT(처리시간)가 요구된다.3) Nitrification Low growth rate of microorganisms requires long SRT (treatment time) for nitrification.

4) 질소의 농도가 1,000㎎/ℓ이상인 고농도 폐수는 NH3 Free Ammonia Inhibition 작용으로 인하여 질산 및 탈질이 힘들어 농도에 따라 HRT를 20 ~ 30일 까지 가져가는 경우가 많아 부지가 협소한 경우는 적용이 힘들다. 특히 국내에 적용 중인 축산폐수처리 공정의 경우 긴 HRT를 가져가는 A2O공정이 대다수를 차지한다.4) High concentration wastewater with nitrogen concentration above 1,000mg / ℓ is difficult to nitrate and denitrification due to NH 3 Free Ammonia Inhibition action, so HRT is often taken up to 20-30 days depending on the concentration. Hard. In particular, in the domestic livestock wastewater treatment process, the A 2 O process with a long HRT is the majority.

국내외 저 C/N비의 고농도 질소 함유 폐수 처리방법은 다음과 같다.Domestic and foreign low C / N ratio high concentration nitrogen containing wastewater treatment method is as follows.

1) Membrane 적용 공법1) Membrane application method

Membrane을 적용하여 미생물의 농도를 높여 질산화 및 탈질을 원활하게 하는 공정으로 구성이 되어 있으나 Membrane의 Fouling현상으로 인하여 폐수처리가 적절하게 이루어지고 있지 못한 상태이다.Although it is composed of a process that increases the concentration of microorganisms to facilitate nitrification and denitrification by applying membrane, wastewater treatment is not properly performed due to the fouling phenomenon of membrane.

2) ANAMMOX(Anaerobic ammonium oxidation)2) ANAMMOX (Anaerobic ammonium oxidation)

전자수용체로서 아질산염을 사용하여 암모니아를 질소기체로 산화하는 방법으로 독립영양 탈질공정이다. ANAMMOX 공법은 암모니아의 반을 아질산염으로 전환하는 것을 전제로 하고 있어 SHARON 공정을 전 단계에 적용해야만 한다.It is an autotrophic denitrification process that uses nitrite as an electron acceptor to oxidize ammonia to nitrogen gas. The ANAMMOX process is based on the conversion of half ammonia to nitrite and the SHARON process must be applied at all stages.

단점으로는 슬러지의 배가시간이 약 11일로, 안정화되는데 실험실 규모에서는 약 120일, 실용화 공장에서는 약 200일 정도가 소요되며, 슬러지가 이상 징후로 인해 다량 유출될 경우 회복하는데도 많은 시간이 소요되거나 회복이 안 될 경우가 있다. 또한, NO2-N 과 NH4 +-N의 이론적인 비율이 1 : 1.3 정도이나 연구자나 폐수의 종류에 따라 그 비율이 달라 정확한 비율을 산출하기 어렵다. 따라서 NH4 +-N의 농도가 5,000㎎/ℓ에 이르는 고농도 질소폐수를 방류수 “나”기준까지 처리하기 위해 서는 후단에 고전적인 질산화 탈질공정이 필수적으로 부가되어야 할 것으로 생각된다. 또한, SHARON 공정의 효율에 따라 질산화된 질소비율이 일정치 않으므로 처리수의 농도 변화가 심할 것으로 판단되며, 외국의 경우도 상업화가 이루어지지 않고 국내에서도 연구단계에 머물러 있는 실정이다.The disadvantage is that the sludge doubled time is stabilized to about 11 days, but it takes about 120 days at the laboratory scale and about 200 days at the commercial plant, and it takes a lot of time to recover or recover when the sludge is leaked due to abnormal symptoms. This may not be the case. In addition, the theoretical ratio of NO 2 -N and NH 4 + -N is about 1: 1.3, but the ratio varies depending on the type of researcher or wastewater, making it difficult to calculate the correct ratio. Therefore, the classical nitrification and denitrification process must be added to the rear stage to treat high concentration nitrogen wastewater with concentration of NH 4 + -N up to 5000m / l up to the effluent “I” standard. In addition, since the nitrified nitrogen ratio is not constant according to the efficiency of SHARON process, the concentration of treated water is considered to be severe, and even in foreign countries, the commercialization is not made and it is still at the research stage in Korea.

3) OLAND(Oxygen limited autotrophic nitrification denitrification)3) OLAND (Oxygen limited autotrophic nitrification denitrification)

이 공정은 Ghent 대학에서 개발된 공정으로 autotrophic nitrifiers를 배양한 후 암모늄이 풍부한 하수를 처리하는데 배양된 미생물을 생물 촉매로 사용한 공정이다. 하지만, 유입 암모니아가 높은 축산폐수, 매립지침출수, 반류수 등의 경우에는 메탄올과 같은 외부 탄소원을 추가적으로 공급하여야만 방류수 수질기준을 만족할 뿐만 아니라, 장기간의 공기 공급이 필요한 단점을 가지고 있다.The process was developed at Ghent University and used to cultivate autotrophic nitrifiers and use microorganisms as biocatalysts to treat ammonium-rich sewage. However, in the case of livestock wastewater, landfill leachate, and refluxed water having high inflow ammonia, it is necessary to additionally supply an external carbon source such as methanol to satisfy the discharged water quality standard and has a disadvantage of requiring long-term air supply.

4) SHARON-ANAMMOX4) SHARON-ANAMMOX

이 공정은 Delft 대학의 Muller 등이 최초로 실험실 규모의 배양에 성공하였으며, 이 후 연속 회분식 반응기를 이용하여 ANAMMOX 연구를 수행하였다. 1998년에는 Fludized bed 반응기를 사용 기존 질소 제거 효율의 2배 이상을 달성하였다. 최근 일본에서는 2000년 쿠마모토대학이 네델란드 PAQUES사와 공동연구를 하였다. 국내의 경우는 2007년 한국과학기술연구원에서 입상슬러지를 이용하여 고농도질소를 제거하는 연구를 수행하였다.The process was the first successful laboratory-scale cultivation by Muller et al. At Delft University and then conducted an ANAMMOX study using a continuous batch reactor. In 1998, fluoridated bed reactors were used to achieve more than twice the efficiency of conventional nitrogen removal. In Japan, Kumamoto University recently collaborated with PAQUES, the Netherlands, in 2000. In Korea, in 2007, the Korea Institute of Science and Technology conducted the study to remove high concentration nitrogen using granular sludge.

하지만 상기 모든 고농도질소를 처리하는 기술을 개발하고 있는 외국의 경우에도 국내의 음식물 폐수와 같은 성상 즉, 암모니아농도가 4,000 ~ 5,000㎎/ℓ에 이르는 고농도 저 C/N비의 폐수 처리에는 적용한 사례가 없는 것으로 알고 있다.However, even in the case of foreign countries that are developing all of the above high concentration nitrogen treatment, there is a case that is applied to wastewater treatment of high concentration low C / N ratio with the same characteristics as domestic food waste water, that is, ammonia concentration of 4,000 ~ 5,000mg / ℓ. I do not know.

국내의 경우 고농도 질소 폐수의 일종인 축산폐수의 경우는 주로 A2O 계열의 공법을 적용하여 처리하고 있으나, C/N비가 낮은 혐기성 소화액의 처리에는 아직 적용하여 성공한 사례가 없다. 고농도 폐수를 처리하는 것보다는 해양 투기하는 것이 유지관리 측면에서 편하고, 해양투기 비용도 비교적 저렴하였기 때문에 처리하여야 한다는 필요성이 없었기 때문이기도 하다. 하지만, 전혀 시도가 없었던 것은 아니다.In Korea, livestock wastewater, a kind of high-density nitrogen wastewater, is treated mainly by the A 2 O-based method, but it has not been successfully applied to the treatment of anaerobic digestion fluid with low C / N ratio. This is because dumping at sea, rather than treating high concentrations of wastewater, is more convenient in terms of maintenance and because the cost of dumping at sea is relatively low, there is no need for treatment. However, it was not without attempt at all.

따라서 C/N비가 낮은 고농도 질소 폐수를 처리하는 기술의 확보가 시급한 실정이다. 현재 고농도의 질소를 처리하는 방법으로는 아질산산화를 이용한 기술개발이 각 대학의 실험실 규모에서 진행되어 저 농도의 질소를 함유한(1,000㎎/ℓ) 슬러지소화액 반류수를 처리하는 용도로 응용되고 있으나, 음식물폐수와 같이 질소의 농도가 4,000 ~ 5,000㎎/ℓ에 이르는 고농도 폐수를 처리하는 기술을 확립시키는데는 부족하다고 생각된다.Therefore, it is urgent to secure a technology for treating high concentration nitrogen wastewater having a low C / N ratio. At present, as a method of treating high concentration of nitrogen, technology development using nitrite oxidation has been applied in the laboratory scale of each university, and it is applied to treating sludge digested water containing low concentration of nitrogen (1,000mg / ℓ). For example, it is considered insufficient to establish a technique for treating high concentration wastewater with a concentration of 4,000 to 5,000 mg / l such as food wastewater.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 아질산화에 관여하는 Nitrosomonas와 질산화에 관여하는 Nitrobacter를 사용한 질소 제거 방법에 있어서, 34 내지 40℃의 비교적 높은 온도를 사용할 경우, Nitrobacter의 증식은 억제되고 Nitrosomonas의 증식은 배가되어 아질산화가 주로 이루어지기 때문에, 아질산화 및 질산화 과정을 거치는 방법 보다 유기 탄소원의 요구량이 35% 이상, 필요 공기량이 25% 이상 줄어드는 것을 확인하 고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made diligent research efforts to overcome the problems of the prior art, in the nitrogen removal method using Nitrosomonas involved in nitrous oxidation and Nitrobacter involved in nitrification, when using a relatively high temperature of 34 to 40 ℃ As the growth of Nitrobacter is suppressed and the growth of Nitrosomonas is doubled and nitrous oxidation is mainly performed, it is confirmed that the requirement of organic carbon source is reduced more than 35% and the required air amount is more than 25% than the nitrous and nitrification process. The present invention has been completed.

따라서 본 발명의 주된 목적은 A2O 공정과 같이 많은 양의 유기 탄소원을 공급해야 하며, 많은 양의 공기를 이용해 송풍해야 하는 기존의 질소 제거 방식에 비하여, 25% 이상의 공기량 절감 및 35% 이상의 유기 탄소원(메탄올) 사용량 절감의 효과를 제공할 수 있는 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치 및 이를 이용한 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the main object of the present invention is to provide a large amount of organic carbon source, such as A 2 O process, compared to the conventional nitrogen removal method that must be blown by using a large amount of air, more than 25% of air volume saving and 35% or more organic The present invention provides an anaerobic digestive sorbent nitrogen removal apparatus capable of providing a reduction in the amount of carbon source (methanol), and a nitrogen removal method of the anaerobic digestive leachate using the same.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 및 분뇨로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액을 저장하는 탈리액 저류조(10);According to an aspect of the present invention, the present invention is an anaerobic digestion of any one selected from the group consisting of food waste stripping liquid, livestock wastewater and manure after the anaerobic digestion sludge solids to store the stripping filtrate generated by the solid-liquid separation (10) ;

상기 탈리액 저류조(10)에서 유입된 탈리여액의 아질산염(NO2 -) 또는 질산염(NO3 -)을 아질산염 또는 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스(N2)로 전환하여 탈질하는 제1무산소조(20);Denitrification by converting nitrite (NO 2 ) or nitrate (NO 3 ) from the desorption filtrate introduced from the desorption liquor 10 into nitrogen gas (N 2 ) by denitrifying microorganisms using nitrite or nitrate as an electron acceptor A first anaerobic tank 20;

상기 제1무산소조(20)에서 유입된 탈리여액의 암모니아(NH3)를 아질산화균 또는 질산화균의 작용으로 아질산염 또는 질산염으로 산화시키고 상기 제1무산소조(20)로 반송시키는 제1폭기조(30);A first aeration tank 30 for oxidizing ammonia (NH 3 ) of the desorption filtrate introduced from the first anoxic tank 20 to nitrite or nitrate by the action of nitrite or nitrifying bacteria and returning it to the first anoxic tank 20;

상기 제1폭기조(30) 내부 온도를 34 내지 40℃로 유지시켜 아질산화균의 성 장을 촉진하고 질산화균의 성장을 억제하는 열교환기(40); 및A heat exchanger 40 which maintains the internal temperature of the first aeration tank 30 at 34 to 40 ° C. to promote growth of nitrous oxide and inhibit growth of nitrifier; And

상기 제1폭기조(30)에서 유입된 탈리여액을 고액분리하여 탈리여액 중 고형물질을 제거하는 침전조(50) 또는 가압부상조(60)를 포함하는 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치를 제공한다(도 1 및 도 2).It provides an anaerobic digestion desorption nitrogen removal apparatus including a settling tank 50 or a pressurized floatation tank 60 to remove the solids in the desorption filtrate by separating the desorption filtrate introduced from the first aeration tank 30 (FIG. 1). And FIG. 2).

본 발명에 있어서, 상기 혐기성 소화 탈리액은 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 또는 분뇨를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액을 의미한다.In the present invention, the anaerobic digestion stripping solution refers to a stripping filtrate which is produced by solid-liquid separation of anaerobic digestion sludge after anaerobic digestion of food wastes, livestock wastewater or manure.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 및 분뇨로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액을 저장하는 탈리액 저류조(10);According to another aspect of the present invention, the present invention is an anaerobic digestion of any one selected from the group consisting of food waste stripping liquid, livestock wastewater and manure after the anaerobic digestion sludge solids to separate the desorption storage tank (10) ;

상기 탈리액 저류조(10)에서 유입된 탈리여액의 아질산염(NO2 -) 또는 질산염(NO3 -)을 아질산염 또는 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스(N2)로 전환하여 탈질하는 제1무산소조(20);Denitrification by converting nitrite (NO 2 ) or nitrate (NO 3 ) from the desorption filtrate introduced from the desorption liquor 10 into nitrogen gas (N 2 ) by denitrifying microorganisms using nitrite or nitrate as an electron acceptor A first anaerobic tank 20;

상기 제1무산소조(20)에서 유입된 탈리여액의 암모니아(NH3)를 아질산화균 또는 질산화균의 작용으로 아질산염 또는 질산염으로 산화시키고 상기 제1무산소조(20)로 반송시키는 제1폭기조(30);A first aeration tank 30 for oxidizing ammonia (NH 3 ) of the desorption filtrate introduced from the first anoxic tank 20 to nitrite or nitrate by the action of nitrite or nitrifying bacteria and returning it to the first anoxic tank 20;

상기 제1폭기조(30) 내부 온도를 34 내지 40℃로 유지시켜 아질산화균의 성 장을 촉진하고 질산화균의 성장을 억제하는 열교환기(40);A heat exchanger 40 which maintains the internal temperature of the first aeration tank 30 at 34 to 40 ° C. to promote growth of nitrous oxide and inhibit growth of nitrifier;

상기 제1폭기조(30)에서 유입된 탈리여액의 질산염을, 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스로 전환하여 탈질하는 제2무산소조(70);A second anoxic tank (70) for converting the nitrate of the desorption filtrate introduced from the first aeration tank (30) into nitrogen gas by denitrifying microorganisms using nitrate as an electron acceptor;

상기 제2무산소조(70)에서 유입된 탈리여액의 암모니아(NH3)를 질산화균의 작용으로 질산염으로 산화시키고 상기 제2무산소조(70)로 반송시키는 제2폭기조(80); 및A second aeration tank (80) for oxidizing ammonia (NH 3 ) of the desorption filtrate introduced from the second anoxic tank (70) to nitrate by the action of nitrifying bacteria and returning it to the second anoxic tank (70); And

상기 제2폭기조(80)에서 유입된 탈리여액을 고액분리하여 탈리여액 중 고형물질을 제거하는 침전조(50) 또는 가압부상조(60)를 포함하는 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치를 제공한다(도 3 및 도 4).It provides an anaerobic digestion desorption nitrogen removal apparatus including a settling tank 50 or a pressurized tank 60 to remove the solids in the desorption filtrate by separating the desorption filtrate introduced from the second aeration tank (80) (Fig. 3). And FIG. 4).

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 a) 탈리액 저류조(10)를 거친, 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 및 분뇨로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액을 제1무산소조(20)로 유입시켜 탈리여액의 아질산염 또는 질산염을 아질산염 또는 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스로 환원시키는 제1탈질 단계;According to another aspect of the present invention, the present invention is a) produced by anaerobic digestion of any one selected from the group consisting of food waste degreasing solution, livestock wastewater and manure, which has passed through the desorption liquid storage tank (10), is produced by solid-liquid separation of anaerobic digestion sludge A first denitrification step of introducing a desorption filtrate to be introduced into the first anoxic tank 20 to reduce the nitrite or nitrate of the desorption filtrate to nitrogen gas by a denitrification microorganism using nitrite or nitrate as an electron acceptor;

b) 상기 제1탈질 단계를 거친 탈리여액을 제1폭기조(30)로 유입시키고, 제1폭기조(30) 내부의 탈리여액 온도를 34 내지 40℃로 유지시켜 상기 제1폭기조(30) 내부의 아질산화균 증식속도는 배가시키고 질산화균 증식속도는 억제시킴으로써 상기 제1폭기조(30) 내부 탈리여액의 암모니아를 질산염보다 아질산염으로 더 많이 산화되게 하는 아질산화 단계;b) flowing the desorption filtrate passed through the first denitrification step into the first aeration tank 30 and maintaining the desorption filtrate temperature in the first aeration tank 30 at 34 to 40 ° C. in the first aeration tank 30. Nitrite oxidation step of oxidizing the nitrite bacteria growth rate and inhibiting the nitrification bacteria growth rate so that the ammonia of the deaerated filtrate in the first aeration tank 30 is more oxidized with nitrite than nitrate;

c) 상기 아질산화 단계를 거친 탈리여액을 내부반송을 통해 제1무산소조(20)로 재주입하여 질소가스로 탈질시키는 제1내부반송 및 탈질 단계; 및c) a first internal transfer and denitrification step of re-injecting the desorption filtrate through the nitrite oxidation step into the first anaerobic tank 20 through internal transfer to denitrify with nitrogen gas; And

d) 상기 탈질화된 탈리여액을 침전조(50) 또는 가압부상조(60)로 이송하여 처리수 및 슬러지로 분리시키고, 상기 슬러지의 일부를 제1무산소조(20)로 반송하는 단계를 포함하는 상기 혐기성 소화폐액 질소 제거 장치를 이용한 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법을 제공한다.d) transferring the denitrified denitrification filtrate to the settling tank 50 or the pressure flotation tank 60 to separate the treated water and sludge, and returning a portion of the sludge to the first anaerobic tank 20. Provided is a method for removing nitrogen from an anaerobic digestion leachate using an anaerobic digestion waste nitrogen removal device.

본 발명의 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법에 있어서, 상기 c)단계 및 d)단계 사이에 e) 상기 제1아질산화 단계를 거친 탈리여액을 제2무산소조(70)로 유입시켜 탈리여액의 질산염을, 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스로 환원시키는 제2탈질 단계;In the method for removing nitrogen from the anaerobic digestive leachate of the present invention, between the steps c) and d), e) the releasing filtrate after the first nitrite oxidation step is introduced into a second anoxic tank (70) to obtain nitrate of the releasing filtrate. A second denitrification step of reducing nitrate to nitrogen gas by using a denitrification microorganism using an electron acceptor;

f) 상기 제2탈질 단계를 거친 탈리여액을 제2폭기조(80)로 유입시키고, 상기 제2탈질단계를 거친 후 잔류한 암모니아(NH3)를 질산화균의 작용으로 질산염으로 산화시키는 질산화 단계; 및f) a nitrification step of introducing the desorption filtrate after the second denitrification step into the second aeration tank 80 and oxidizing ammonia (NH 3 ) remaining after the second denitrification step to nitrate by the action of nitrifying bacteria; And

g) 상기 질산화 단계를 거친 탈리여액을 내부반송을 통해 제2무산소조(70)로 재주입하여 질소가스로 탈질시키는 제2내부반송 및 탈질 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.g) It is preferable to further include a second internal transfer and denitrification step of re-injecting the denitration filtrate passed through the nitrification step into the second anoxic tank 70 through an internal transport to denitrify with nitrogen gas.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically.

암모니아성 질소는 Nitrosomonas와 Nitrobacter의 질산화 미생물에 의해 하기 화학식 3 및 화학식 4에 따른 아질산화 및 질산화 공정을 단계적으로 거치는 것이 일반적이다.Ammonia nitrogen is generally subjected to the nitridation and nitrification process according to the following Chemical Formulas 3 and 4 by the nitrifying microorganisms of Nitrosomonas and Nitrobacter.

{화학식 3} 아질산화Nitrous Oxidation

NH4 + + 1.5O2 → NO2 + H2O + 2H+ (Nitrosomonas)NH 4 + + 1.5O 2 → NO 2 + H 2 O + 2H + (Nitrosomonas)

{화학식 4} 질산화Nitrification

NO2 + 0.5O2 → NO3 (Nitrobacter)NO 2 + 0.5 O 2 → NO 3 (Nitrobacter)

본 발명은 질산화 공정 중 아질산화에 관여하는 Nitrosomonas의 증식속도는 배가시키고, 질산화에 관여하는 Nitrobacter의 증식속도는 인위적으로 억제시켜, 질산화를 아질산 단계까지만 진행시키고 Nitrobacter는 wash out 시키는 것으로, 본 발명의 필수요소는 반응조로부터 질산화 미생물인 Nitrobacter의 증식을 억제하는 것이며, 보통 높은 온도(34 ~ 40℃)와 pH에서 아질산화 미생물인 Nitrosomonas가 보다 높은 성장률의 이점을 가지기 때문에, 혐기성 소화폐액과 상기 미생물들이 반응하는 폭기조를 34 ~ 40℃로 유지하는 것을 특징으로 한다.The present invention is to increase the growth rate of Nitrosomonas involved in nitrification during nitrification process, artificially inhibit the growth rate of Nitrobacter involved in nitrification, proceeds nitrification only to the nitrite stage and wash out Nitrobacter, An essential factor is to inhibit the growth of nitrobacter, a nitrifying microorganism, from the reactor, and the anaerobic digestive fluid and the microorganisms can be enhanced because nitrosomonas, a nitrite microorganism, usually has a higher growth rate at high temperatures (34-40 ° C) and pH. The reaction aeration tank is characterized by maintaining at 34 ~ 40 ℃.

{화학식 5} 아질산염의 탈질Denitrification of Nitrite

6NO2- + 3CH3OH → 3N2 + 6HCO3- + 3H2O6NO 2- + 3CH 3 OH → 3N 2 + 6HCO 3- + 3H 2 O

{화학식 6} 질산염의 탈질Denitrification of Nitrate

6NO3- + 5CH3OH → 3N2 + 6HCO3- + 7H2O6NO 3- + 5CH 3 OH → 3N 2 + 6HCO 3- + 7H 2 O

상기 화학식 5 내지 화학식 6에 나타난 바와 같이, 아질산염이나 질산염을 제거하기 위해서 메탄올과 같은 유기 탄소원을 사용할 경우 아질산염의 탈질은 질산염의 탈질보다 40% 더 적은 메탄올을 필요로 한다. 즉, 질소 제거에서 아질산염의 경로가 질산염의 경로보다 25% 더 적은 산소량을 필요로 하고, 유기 탄소원으로 메탄올을 사용할 경우 40% 더 적은 메탄올을 필요로 한다는 것이다.As shown in Chemical Formulas 5 to 6, when an organic carbon source such as methanol is used to remove nitrite or nitrate, denitrification of nitrite requires 40% less methanol than denitrification of nitrate. That is, the nitrite pathway in nitrogen removal requires 25% less oxygen than the nitrate pathway, and 40% less methanol when methanol is used as the organic carbon source.

따라서 본 발명은 상기 설명한 바와 같이, 질산화 반응을 억제시키고 아질산화 반응을 활성화 시키는 것이기 때문에, 기존 질산화 반응을 거치는 질소 제거 방법에 비해 유기 탄소원과 산소의 양을 적게 필요로 하게 된다.Therefore, as described above, since the present invention suppresses nitrification reaction and activates nitrous oxidation reaction, it requires less amount of organic carbon source and oxygen than the nitrogen removal method through the conventional nitrification reaction.

추가적으로 알칼리성 물질의 소모량이 기존 질소 제거 방법에 비해 적게 소모되어 pH의 감소량이 적어지기 때문에 상기 미생물의 생존에 유리한 조건이 되어 보다 효율적으로 암모니아성 질소를 아질산성 질소 또는 질산성 질소로 전환시킬 수 있게 되며, 탈질속도가 빠르기 때문에 고농도 질소 폐수에 적용이 가능한 방법이다.In addition, since the consumption of alkaline substances is less than that of the conventional nitrogen removal method, the decrease in pH is reduced, which is an advantageous condition for the survival of the microorganisms, so that the ammonia nitrogen can be converted into nitrite nitrogen or nitrate nitrogen more efficiently. It is a method that can be applied to high concentration nitrogen wastewater because of the fast denitrification rate.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for illustrating the present invention, and thus the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

C/N비가 낮은 특성을 나타내는 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 또는 분뇨를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액의 고 농도 질소 제거에 본 발명의 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치 및 이를 이용한 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법을 사용할 경우, A2O 공정과 같이 유기 탄소원을 공급해야 하는 기존의 질소 제거 방식과 달리 추가로 유기 탄소원을 공급하지 않아도 높은 질소 제거 효과를 제공할 수 있게 된다.Anaerobic digestion desorption nitrogen removal apparatus of the present invention for removing high concentration nitrogen of the desorption filtrate produced by separating anaerobic digestion sludge after anaerobic digestion of food waste stripping liquid, livestock wastewater or manure showing low C / N ratio When the nitrogen removal method of the anaerobic digestion leachate is used, it is possible to provide a high nitrogen removal effect without supplying an additional organic carbon source unlike the conventional nitrogen removal method, which requires supplying an organic carbon source such as an A 2 O process.

비교예 1. 기존 AComparative Example 1 Existing A 22 O 공정을 이용한 질소 제거Nitrogen removal using O process

도 5에 도시된 바와 같은 시스템을 이용하여 음식물 쓰레기 탈리액의 혐기성 소화 탈리여액의 질소 제거를 46일간 실시하되, 무산소조에 메탄올을 하루에 2.5㎏MeOH/㎏NO3-NRe 비율로 주입하였고, 매일 혐기조 및 무산소조의 pH와 용존산소농도(DO)를 측정하였으며, 폭기조의 pH, 온도 및 용존산소농도를 측정하였다(표 1).Using the system as shown in Figure 5 was carried out for nitrogen removal of anaerobic digestion desorption filtrate of food waste desorption liquid for 46 days, methanol was injected into the anaerobic tank at 2.5kgMeOH / kgNO 3 -N Re ratio per day, daily The pH and dissolved oxygen concentration (DO) of the anaerobic and anaerobic tanks were measured, and the pH, temperature and dissolved oxygen concentrations of the aeration tank were measured (Table 1).

{표 1}{Table 1}

횟 수 Count 혐기조Anaerobic tank 무산소조Anaerobic 폭기조Aeration tank pHpH DODO pHpH DODO pHpH 온도Temperature DODO 1One 6.65 6.65 00 6.75 6.75 00 6.08 6.08 25.0 25.0 4.25 4.25 22 6.47 6.47 00 6.70 6.70 00 6.39 6.39 25.6 25.6 4.95 4.95 33 6.536.53 00 6.756.75 00 6.416.41 26.3 26.3 4.384.38 44 6.63 6.63 00 6.82 6.82 00 6.50 6.50 27.0 27.0 4.12 4.12 55 6.61 6.61 00 6.57 6.57 00 6.23 6.23 24.9 24.9 3.50 3.50 66 6.62 6.62 00 6.56 6.56 00 6.31 6.31 24.8 24.8 4.09 4.09 77 6.71 6.71 00 6.64 6.64 00 6.54 6.54 25.2 25.2 4.73 4.73 88 6.41 6.41 00 6.30 6.30 00 6.08 6.08 26.6 26.6 3.95 3.95

횟 수 Count 혐기조Anaerobic tank 무산소조Anaerobic 폭기조Aeration tank pHpH DODO pHpH DODO pHpH 온도Temperature DODO 99 6.41 6.41 00 6.30 6.30 00 6.08 6.08 26.6 26.6 3.95 3.95 1010 6.38 6.38 00 6.51 6.51 00 6.25 6.25 25.3 25.3 3.48 3.48 1111 7.86 7.86 00 7.76 7.76 00 6.72 6.72 24.1 24.1 2.98 2.98 1212 7.96 7.96 00 7.93 7.93 00 7.51 7.51 25.6 25.6 1.22 1.22 1313 8.14 8.14 00 8.05 8.05 00 6.74 6.74 26.0 26.0 3.14 3.14 1414 8.22 8.22 00 8.14 8.14 00 7.48 7.48 26.6 26.6 2.50 2.50 1515 8.25 8.25 00 8.17 8.17 00 7.21 7.21 26.1 26.1 2.78 2.78 1616 8.06 8.06 00 8.05 8.05 00 7.07 7.07 26.4 26.4 3.03 3.03 1717 8.05 8.05 00 8.03 8.03 00 7.07 7.07 27.5 27.5 2.56 2.56 1818 8.16 8.16 00 8.13 8.13 00 7.20 7.20 27.7 27.7 4.25 4.25 1919 8.13 8.13 00 8.10 8.10 00 7.30 7.30 29.1 29.1 4.21 4.21 2020 8.15 8.15 00 8.09 8.09 00 7.17 7.17 28.0 28.0 3.96 3.96 2121 8.09 8.09 00 8.04 8.04 00 6.86 6.86 27.4 27.4 3.92 3.92 2222 6.75 6.75 00 7.77 7.77 00 6.45 6.45 26.9 26.9 5.80 5.80 2323 7.87 7.87 00 7.33 7.33 00 5.82 5.82 26.2 26.2 6.93 6.93 2424 7.80 7.80 00 7.57 7.57 00 6.22 6.22 25.7 25.7 6.10 6.10 2525 7.93 7.93 00 7.71 7.71 00 6.19 6.19 29.2 29.2 4.90 4.90 2626 7.957.95 00 7.787.78 00 6.226.22 27.2 27.2 5.13 5.13 2727 7.967.96 00 7.767.76 00 6.286.28 28.7 28.7 5.43 5.43 2828 7.957.95 00 7.827.82 00 6.176.17 28.0 28.0 4.72 4.72 2929 8.01 8.01 00 7.897.89 00 6.03 6.03 25.7 25.7 4.95 4.95 3030 7.997.99 00 7.797.79 00 5.845.84 26.3 26.3 4.224.22 3131 7.947.94 00 7.857.85 00 5.775.77 27.4 27.4 4.514.51 3232 7.927.92 00 7.807.80 00 5.515.51 27.0 27.0 4.234.23 3333 7.81 7.81 00 7.69 7.69 00 5.37 5.37 27.1 27.1 4.04 4.04 3434 7.867.86 00 7.747.74 00 5.295.29 26.5 26.5 4.05 4.05 3535 7.99 7.99 00 7.81 7.81 00 5.08 5.08 27.9 27.9 4.624.62 3636 8.028.02 00 7.867.86 00 5.295.29 29.1 29.1 5.40 5.40 3737 8.018.01 00 7.817.81 00 5.475.47 28.8 28.8 5.145.14 3838 7.967.96 00 7.787.78 00 5.585.58 28.4 28.4 5.025.02 3939 7.997.99 00 7.747.74 00 5.815.81 28.6 28.6 5.225.22 4040 8.04 8.04 00 7.85 7.85 00 6.14 6.14 28.5 28.5 5.22 5.22 4141 8.028.02 00 7.817.81 00 5.945.94 27.9 27.9 5.645.64 4242 7.93 7.93 00 7.75 7.75 00 5.80 5.80 27.8 27.8 6.33 6.33 4343 7.98 7.98 00 7.84 7.84 00 6.18 6.18 28.1 28.1 1.92 1.92 4444 7.967.96 00 7.837.83 00 6.236.23 28.3 28.3 2.222.22 4545 7.947.94 00 7.787.78 00 6.056.05 28.6 28.6 2.412.41 4646 7.887.88 00 7.747.74 00 5.745.74 28.7 28.7 1.851.85 4747 7.82 7.82 00 7.67 7.67 00 5.46 5.46 28.8 28.8 1.36 1.36 평균Average 7.697.69 00 7.627.62 00 6.266.26 27.127.1 4.094.09

음식물 쓰레기 탈리액의 혐기성 소화 탈리여액의 질소 제거 실시 전에 탈리여액의 COD, BOD, SS, T-N, T-P, NH3-N, NO2-N 및 NO3-N을 측정하였고, 실시 중에 폭기조 내부의 COD, BOD, SS, T-N, T-P, NH3-N, NO2-N 및 NO3-N을 측정하였으며, 실 시 후 방류수의 COD, BOD, SS, T-N, T-P, NH3-N, NO2-N 및 NO3-N를 측정하였다(표 2).Anaerobic Digestion of Food Waste Desorbents COD, BOD, SS, TN, TP, NH 3 -N, NO 2 -N and NO 3 -N were measured before nitrogen removal of the desorption filtrate, and the COD inside the aeration tank was , BOD, SS, TN, TP, NH 3 -N, NO 2 -N and NO 3 -N were measured and COD, BOD, SS, TN, TP, NH 3 -N, NO 2- N and NO 3 -N were measured (Table 2).

{표 2} (단위 : ㎎/ℓ){Table 2} (Unit: mg / l)

항목Item 소화탈리액 탈리액 Digestive Tissue Desorption 폭기조Aeration tank 방류수Effluent 1회1 time 2회Episode 2 1회1 time 2회Episode 2 1회1 time 2회Episode 2 CODCOD 262262 380380 -- -- 179179 105105 BODBOD 420420 247247 -- -- 99.499.4 49.749.7 SSSS 270270 138138 1,9801,980 -- 11.711.7 13.013.0 T-NT-N 886886 1,1001,100 530530 -- 303303 295295 T-PT-P 24.324.3 21.721.7 36.236.2 -- 22.422.4 10.310.3 NH3-NNH 3 -N 795795 897897 135135 55.155.1 146146 56.356.3 NO2-NNO 2 -N 0.240.24 0.100.10 39.639.6 0.250.25 77.677.6 0.020.02 NO3-NNO 3 -N 불검출Not detected 0.150.15 312312 409409 196196 221221

실시예 1. 본 발명의 시스템을 이용한 질소 제거Example 1 Nitrogen Removal Using System of the Invention

도 3에 도시된 바와 같은 시스템을 이용하여 음식물 쓰레기 탈리액의 혐기성 소화 탈리여액의 질소 제거를 37일간 실시하였고, 매일 제1무산소조, 제2무산소조 및 제2폭기조의 pH와 용존산소농도(DO)를 측정하였으며, 제1폭기조의 pH, 온도 및 용존산소농도를 측정하였다(표 3).Nitrogen removal of the anaerobic digestion and desorption filtrate of food waste desorption liquid was carried out for 37 days using the system as shown in FIG. The pH, temperature and dissolved oxygen concentration of the first aeration tank were measured (Table 3).

{표 3}{Table 3}

횟 수
Count
제1무산소조First anaerobic tank 제1폭기조(아질산화조)First aeration tank (nitrous oxide tank) 제2무산소조Second anaerobic 제2폭기조Second Aeration Tank
pHpH DODO pHpH 온도Temperature DODO pHpH DODO pHpH DODO 1One 7.587.58 00 6.846.84 36.936.9 6.096.09 6.776.77 00 6.426.42 22 7.327.32 00 6.756.75 34.834.8 6.536.53 6.416.41 00 6.386.38 6.956.95 33 8.328.32 00 8.168.16 36.036.0 5.725.72 7.407.40 00 7.017.01 7.097.09 44 8.608.60 00 8.548.54 38.038.0 6.906.90 7.597.59 00 6.736.73 55 8.578.57 00 8.228.22 35.335.3 6.086.08 7.687.68 00 7.057.05 66 8.528.52 00 8.168.16 35.435.4 6.346.34 7.847.84 00 77 8.568.56 00 8.238.23 35.635.6 6.846.84 8.228.22 00 88 8.648.64 00 8.328.32 37.137.1 7.007.00 8.558.55 00 77 6.96.9 99 8.688.68 00 8.588.58 32.832.8 7.307.30 8.468.46 00 6.76.7 7.27.2 1010 8.628.62 00 8.528.52 34.934.9 7.087.08 8.168.16 00 1111 8.628.62 00 8.558.55 34.234.2 5.125.12 8.558.55 00 7.987.98 5.155.15 1212 8.738.73 00 8.028.02 39.639.6 3.083.08 8.218.21 00 7.057.05 5.585.58 1313 8.938.93 00 7.357.35 36.336.3 3.263.26 8.318.31 00 7.17.1 7.27.2 1414 8.868.86 00 7.517.51 35.835.8 3.843.84 8.248.24 00 1515 8.938.93 00 7.357.35 36.0 36.0 3.803.80 7.207.20 00 7.057.05 7.267.26 1616 9.119.11 00 8.098.09 38.838.8 4.304.30 8.008.00 00 8.048.04 7.87.8 1717 8.978.97 00 7.797.79 37.537.5 1.051.05 8.038.03 00 8.18.1 6.86.8 1818 8.818.81 00 8.148.14 35.135.1 3.803.80 8.168.16 00 8.238.23 6.66.6 1919 9.119.11 00 8.048.04 34.134.1 5.145.14 8.438.43 00 8.48.4 6.226.22 2020 8.948.94 00 8.138.13 35.535.5 4.284.28 8.118.11 00 2121 8.958.95 00 8.118.11 35.235.2 4.074.07 8.138.13 00 2222 9.099.09 00 8.168.16 34.934.9 3.553.55 8.418.41 00 8.478.47 6.26.2 2323 8.808.80 00 8.478.47 34.634.6 5.945.94 8.528.52 00 8.578.57 6.76.7 2424 8.848.84 00 8.268.26 35.935.9 5.825.82 8.428.42 00 2525 8.968.96 00 8.158.15 33.733.7 5.665.66 8.328.32 00 8.518.51 6.86.8 2626 8.918.91 00 8.278.27 34.834.8 4.954.95 8.398.39 00 2727 8.908.90 00 8.228.22 36.636.6 4.544.54 8.408.40 00 8.58.5 6.636.63 2828 8.558.55 00 8.168.16 35.235.2 4.284.28 8.428.42 00 2929 8.278.27 00 8.348.34 35.335.3 4.694.69 8.528.52 00 3030 8.198.19 00 8.578.57 35.535.5 4.614.61 8.698.69 00 8.778.77 6.66.6 3131 9.329.32 00 8.858.85 33.133.1 6.136.13 8.828.82 00 8.848.84 6.96.9 3232 9.349.34 00 8.758.75 34.534.5 6.226.22 8.788.78 00 8.868.86 6.96.9 3333 8.938.93 00 8.558.55 34.934.9 5.425.42 8.668.66 00 3434 8.278.27 00 7.987.98 35.335.3 4.094.09 8.138.13 00 6.386.38 4.74.7 3535 8.198.19 00 7.847.84 35.735.7 4.534.53 8.098.09 00 3636 8.268.26 00 7.587.58 36.136.1 4.824.82 7.847.84 00 3737 8.348.34 00 7.637.63 35.435.4 4.594.59 7.697.69 00 5.55.5 6.56.5 평균 Average 8.668.66 00 8.098.09 35.635.6 5.075.07 8.128.12 00 7.647.64 6.626.62

음식물 쓰레기 탈리액의 혐기성 소화 탈리여액의 질소 제거 실시 전에 탈리여액의 COD, BOD, SS, T-N, T-P, NH3-N, NO2-N 및 NO3-N을 측정하였고, 실시 중에 제1무산소조, 제1폭기조, 제2무산소조 및 제2폭기조 내부의 COD, BOD, SS, T-N, T- P, NH3-N, NO2-N 및 NO3-N을 측정하였으며, 실시 후 방류수의 COD, BOD, SS, T-N, T-P, NH3-N, NO2-N 및 NO3-N를 측정하였다(표 4).Anaerobic Digestion of Food Waste Desorbents The COD, BOD, SS, TN, TP, NH 3 -N, NO 2 -N and NO 3 -N of the desorption filtrate were measured prior to the nitrogen removal of the desorption filtrate. COD, BOD, SS, TN, T-P, NH 3 -N, NO 2 -N and NO 3 -N in the first aeration tank, the second anoxic tank and the second aeration tank were measured. , SS, TN, TP, NH 3 -N, NO 2 -N and NO 3 -N were measured (Table 4).

{표 4} (단위 : ㎎/ℓ){Table 4} (Unit: mg / L)

항 목Item 소화탈리액
탈리액
Digestive Liquid
Desorption
제1무산소조First anaerobic tank 제1폭기조First Aeration Tank 제2무산소조Second anaerobic 제2폭기조Second Aeration Tank 방류수Effluent
1회1 time 2회Episode 2 1회1 time 2회Episode 2 1회1 time 2회Episode 2 1회1 time 2회Episode 2 1회1 time 2회Episode 2 1회1 time 2회Episode 2 CODCOD 949949 740740 -- -- -- -- -- -- -- -- 23.023.0 323323 BODBOD 1,8601,860 1,7101,710 -- -- -- -- -- -- -- -- 26.426.4 13.013.0 SSSS 1,1801,180 950950 -- -- -- -- -- -- -- -- 7.87.8 9.29.2 T-NT-N 1,0601,060 1,1001,100 -- -- -- -- -- -- -- -- 287287 297297 T-PT-P 23.823.8 29.029.0 -- -- -- -- -- -- -- -- 17.817.8 15.915.9 NH3-NNH 3 -N 838838 767767 128128 159159 130130 7.687.68 96.596.5 4.394.39 41.941.9 1.181.18 26.126.1 1.281.28 NO2-NNO 2 -N 0.220.22 0.080.08 0.830.83 5.205.20 3.153.15 180180 0.650.65 228228 0.940.94 234234 201201 235235 NO3-NNO 3 -N 1.271.27 0.610.61 26.026.0 0.400.40 16.816.8 3.103.10 56.456.4 7.277.27 97.397.3 7.967.96 45.445.4 15.015.0

상기 비교예 1 및 실시예 1의 결과, A2O 공정의 방류수 T-N 농도는 303 및 295㎎/ℓ, 본 발명의 공정은 287 및 297㎎/ℓ로 본 발명 공정에 메탄올을 주입하지 않았음에도 불구하고 A2O 공정과 유사한 수질을 나타내었다.As a result of Comparative Example 1 and Example 1, the effluent TN concentration in the A 2 O process was 303 and 295 mg / L, and the process of the present invention was 287 and 297 mg / L, although methanol was not injected into the process of the present invention. And water similar to A 2 O process.

A2O 공정의 방류수중 암모니아성 질소 농도는 146 및 56.3㎎/ℓ로 높은 송풍량에도 불구하고 질산화(NO3-N)가 충분히 이루어지지 않아 질소제거가 낮은 반면, 본 발명 공정의 방류수중 암모니아성 질소 농도는 26.1 및 1.28㎎/ℓ이며, 아질산성 질소 농도는 201 및 235㎎/ℓ로 나타나 대조군에 비해 적은 송풍량에서도 충분히 아질산화가 진행된 것으로 나타났다.The concentration of ammonia nitrogen in the effluent water of the A 2 O process is 146 and 56.3 mg / l, and despite the high air flow, the nitrification (NO 3 -N) is not sufficiently achieved, resulting in low nitrogen removal. Nitrogen concentrations were 26.1 and 1.28 mg / l, and nitrite nitrogen concentrations were 201 and 235 mg / l.

이상 설명한 바와 같이, C/N비가 낮은 특성을 나타내는 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 또는 분뇨를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액의 고농도 질소 제거에 본 발명의 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치 및 이를 이용한 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법을 사용할 경우, A2O 공정과 같이 유기 탄소원을 공급해야 하는 기존의 질소 제거 방식과 달리 추가로 유기 탄소원을 공급하지 않아도 높은 질소 제거 효과를 제공할 수 있게 된다.As described above, the anaerobic digestion leachate nitrogen removal of the present invention is carried out to remove the high concentration nitrogen of the leachate filtrate produced by solid-liquid separation of anaerobic digestion sludge after anaerobic digestion of food waste leachate, livestock wastewater or manure showing low C / N ratio When using the apparatus and the nitrogen removal method of anaerobic digestion leachate using the same, unlike the conventional nitrogen removal method that requires the supply of organic carbon sources such as A 2 O process, it is possible to provide high nitrogen removal effect without additional organic carbon sources. Will be.

도 1은 본 발명 시스템의 일실시예를 도식화하여 나타낸 것이다.1 is a schematic representation of one embodiment of the system of the present invention.

도 2는 본 발명 시스템의 일실시예를 도식화하여 나타낸 것이다.2 is a schematic representation of one embodiment of a system of the present invention.

도 3은 본 발명 시스템의 일실시예를 도식화하여 나타낸 것이다.3 is a schematic representation of one embodiment of a system of the present invention.

도 4는 본 발명 시스템의 일실시예를 도식화하여 나타낸 것이다.4 is a schematic representation of one embodiment of the system of the present invention.

도 5은 기존 A2O 공정의 시스템을 도식화하여 나타낸 것이다.Figure 5 shows a schematic of the system of the existing A 2 O process.

Claims (4)

음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 및 분뇨로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액을 저장하는 탈리액 저류조(10);A stripping solution storage tank (10) for storing a stripping filtrate generated by anaerobic digestion of any one selected from the group consisting of food waste stripping liquid, livestock wastewater and manure and then solid-liquid separation of anaerobic digestion sludge; 상기 탈리액 저류조(10)에서 유입된 탈리여액의 아질산염(NO2 -) 또는 질산염(NO3 -)을 아질산염 또는 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스(N2)로 전환하여 탈질하는 제1무산소조(20);Denitrification by converting nitrite (NO 2 ) or nitrate (NO 3 ) from the desorption filtrate introduced from the desorption liquor 10 into nitrogen gas (N 2 ) by denitrifying microorganisms using nitrite or nitrate as an electron acceptor A first anaerobic tank 20; 상기 제1무산소조(20)에서 유입된 탈리여액의 암모니아(NH3)를 아질산화균 또는 질산화균의 작용으로 아질산염 또는 질산염으로 산화시키고 상기 제1무산소조(20)로 반송시키는 제1폭기조(30);A first aeration tank 30 for oxidizing ammonia (NH 3 ) of the desorption filtrate introduced from the first anoxic tank 20 to nitrite or nitrate by the action of nitrite or nitrifying bacteria and returning it to the first anoxic tank 20; 상기 제1폭기조(30) 내부 온도를 34 내지 40℃로 유지시켜 아질산화균의 성장을 촉진하고 질산화균의 성장을 억제하는 열교환기(40); 및A heat exchanger 40 which maintains the internal temperature of the first aeration tank 30 at 34 to 40 ° C. to promote growth of nitrous oxide and inhibit growth of nitrifier; And 상기 제1폭기조(30)에서 유입된 탈리여액을 고액분리하여 탈리여액 중 고형물질을 제거하는 침전조(50) 또는 가압부상조(60)를 포함하는 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치.Anaerobic digestion desorption nitrogen removal apparatus comprising a settling tank (50) or a pressurized flotation tank (60) for removing solid matter from the desorption filtrate by solid-separating the desorption filtrate introduced from the first aeration tank (30). 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 및 분뇨로 이루어진 군에서 선택된 어느 하 나를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액을 저장하는 탈리액 저류조(10);A stripping solution storage tank (10) for storing a stripping filtrate generated by anaerobic digestion of any one selected from the group consisting of food waste stripping liquid, livestock wastewater and manure and then solid-liquid separation of anaerobic digestion sludge; 상기 탈리액 저류조(10)에서 유입된 탈리여액의 아질산염(NO2 -) 또는 질산염(NO3 -)을 아질산염 또는 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스(N2)로 전환하여 탈질하는 제1무산소조(20);Denitrification by converting nitrite (NO 2 ) or nitrate (NO 3 ) from the desorption filtrate introduced from the desorption liquor 10 into nitrogen gas (N 2 ) by denitrifying microorganisms using nitrite or nitrate as an electron acceptor A first anaerobic tank 20; 상기 제1무산소조(20)에서 유입된 탈리여액의 암모니아(NH3)를 아질산화균 또는 질산화균의 작용으로 아질산염 또는 질산염으로 산화시키고 상기 제1무산소조(20)로 반송시키는 제1폭기조(30);A first aeration tank 30 for oxidizing ammonia (NH 3 ) of the desorption filtrate introduced from the first anoxic tank 20 to nitrite or nitrate by the action of nitrite or nitrifying bacteria and returning it to the first anoxic tank 20; 상기 제1폭기조(30) 내부 온도를 34 내지 40℃로 유지시켜 아질산화균의 성장을 촉진하고 질산화균의 성장을 억제하는 열교환기(40);A heat exchanger 40 which maintains the internal temperature of the first aeration tank 30 at 34 to 40 ° C. to promote growth of nitrous oxide and inhibit growth of nitrifier; 상기 제1폭기조(30)에서 유입된 탈리여액의 질산염을, 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스로 전환하여 탈질하는 제2무산소조(70);A second anoxic tank (70) for converting the nitrate of the desorption filtrate introduced from the first aeration tank (30) into nitrogen gas by denitrifying microorganisms using nitrate as an electron acceptor; 상기 제2무산소조(70)에서 유입된 탈리여액의 암모니아(NH3)를 질산화균의 작용으로 질산염으로 산화시키고 상기 제2무산소조(70)로 반송시키는 제2폭기조(80); 및A second aeration tank (80) for oxidizing ammonia (NH 3 ) of the desorption filtrate introduced from the second anoxic tank (70) to nitrate by the action of nitrifying bacteria and returning it to the second anoxic tank (70); And 상기 제2폭기조(80)에서 유입된 탈리여액을 고액분리하여 탈리여액 중 고형물질을 제거하는 침전조(50) 또는 가압부상조(60)를 포함하는 혐기성 소화 탈리액 질소 제거 장치.Anaerobic digestion desorption nitrogen removal apparatus comprising a settling tank (50) or a pressurized flotation tank (60) for removing the solids from the desorption filtrate by solid-liquid separation of the stripping filtrate introduced from the second aeration tank (80). a) 탈리액 저류조(10)를 거친, 음식물쓰레기 탈리액, 축산폐수 및 분뇨로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 혐기성 소화시킨 후 혐기성 소화 슬러지를 고액 분리하여 생성되는 탈리여액을 제1무산소조(20)로 유입시켜 탈리여액의 아질산염 또는 질산염을 아질산염 또는 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스로 환원시키는 제1탈질 단계;a) anaerobic digestion of any one selected from the group consisting of food waste stripping liquor, livestock wastewater and manure, which has passed through the stripping liquor storage tank 10, and the stripping filtrate produced by solid-liquid separation of anaerobic digestion sludge is introduced into the first anaerobic tank 20 A first denitrification step of reducing nitrite or nitrate in the denitrification filtrate to nitrogen gas by a denitrification microorganism using nitrite or nitrate as an electron acceptor; b) 상기 제1탈질 단계를 거친 탈리여액을 제1폭기조(30)로 유입시키고, 제1폭기조(30) 내부의 탈리여액 온도를 34 내지 40℃로 유지시켜 상기 제1폭기조(30) 내부의 아질산화균 증식속도는 배가시키고 질산화균 증식속도는 억제시킴으로써 상기 제1폭기조(30) 내부 탈리여액의 암모니아를 질산염보다 아질산염으로 더 많이 산화되게 하는 아질산화 단계;b) flowing the desorption filtrate passed through the first denitrification step into the first aeration tank 30 and maintaining the desorption filtrate temperature in the first aeration tank 30 at 34 to 40 ° C. in the first aeration tank 30. Nitrite oxidation step of oxidizing the nitrite bacteria growth rate and inhibiting the nitrification bacteria growth rate so that the ammonia of the deaerated filtrate in the first aeration tank 30 is more oxidized with nitrite than nitrate; c) 상기 아질산화 단계를 거친 탈리여액을 내부반송을 통해 제1무산소조(20)로 재주입하여 질소가스로 탈질시키는 제1내부반송 및 탈질 단계; 및c) a first internal transfer and denitrification step of re-injecting the desorption filtrate through the nitrite oxidation step into the first anaerobic tank 20 through internal transfer to denitrify with nitrogen gas; And d) 상기 탈질화된 탈리여액을 침전조(50) 또는 가압부상조(60)로 이송하여 처리수 및 슬러지로 분리시키고, 상기 슬러지의 일부를 제1무산소조(20)로 반송하는 단계를 포함하는 제 1항 또는 제 2항의 혐기성 소화폐액 질소 제거 장치를 이용한 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법.d) transferring the denitrified denitrification filtrate to the settling tank 50 or the pressure flotation tank 60 to separate the treated water and sludge, and returning a portion of the sludge to the first anoxic tank 20. Nitrogen removal method of anaerobic digestion leachate using the anaerobic digestion waste nitrogen removal apparatus of Claim 1 or 2. 제 3항에 있어서, 상기 c)단계 및 d)단계 사이에 e) 상기 제1아질산화 단계를 거친 탈리여액을 제2무산소조(70)로 유입시켜 탈리여액의 질산염을, 질산염을 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물에 의해 질소가스로 환원시키는 제2탈질 단계;According to claim 3, between step c) and step d) e) the denitrification filtrate through the first nitrite oxidation step is introduced into the second anoxic tank 70 to use the nitrate of the desorbed filtrate, nitrate as an electron acceptor A second denitrification step of reducing the nitrogen gas by the denitrification microorganism; f) 상기 제2탈질 단계를 거친 탈리여액을 제2폭기조(80)로 유입시키고, 상기 제2탈질단계를 거친 후 잔류한 암모니아(NH3)를 질산화균의 작용으로 질산염으로 산화시키는 질산화 단계; 및f) a nitrification step of introducing the desorption filtrate after the second denitrification step into the second aeration tank 80 and oxidizing ammonia (NH 3 ) remaining after the second denitrification step to nitrate by the action of nitrifying bacteria; And g) 상기 질산화 단계를 거친 탈리여액을 내부반송을 통해 제2무산소조(70)로 재주입하여 질소가스로 탈질시키는 제2내부반송 및 탈질 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화 탈리액의 질소 제거 방법.g) nitrogen removal of the anaerobic digestion and releasing fluid further comprising a second internal transfer and denitrification step of re-injecting the denitration filtrate through the nitrification step into the second anoxic tank 70 through internal transport and denitrifying with nitrogen gas. Way.
KR1020090102525A 2009-10-28 2009-10-28 Anaerobic Digestion Tissue Nitrogen Removal Device and Nitrogen Removal Method for Anaerobic Digestion Tissue Ceased KR20110045812A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090102525A KR20110045812A (en) 2009-10-28 2009-10-28 Anaerobic Digestion Tissue Nitrogen Removal Device and Nitrogen Removal Method for Anaerobic Digestion Tissue

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090102525A KR20110045812A (en) 2009-10-28 2009-10-28 Anaerobic Digestion Tissue Nitrogen Removal Device and Nitrogen Removal Method for Anaerobic Digestion Tissue

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110045382A Division KR20110059692A (en) 2011-05-13 2011-05-13 Nitrogen removal device for anaerobic digestion
KR1020110045377A Division KR101045975B1 (en) 2011-05-13 2011-05-13 Method for removing nitrogen from anaerobic digested waste water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110045812A true KR20110045812A (en) 2011-05-04

Family

ID=44240811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090102525A Ceased KR20110045812A (en) 2009-10-28 2009-10-28 Anaerobic Digestion Tissue Nitrogen Removal Device and Nitrogen Removal Method for Anaerobic Digestion Tissue

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110045812A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103435162A (en) * 2013-09-04 2013-12-11 武汉兴天宇环境工程有限公司 Method for treating organic wastewater by anaerobic-aerobic combined process
CN104556375A (en) * 2014-12-01 2015-04-29 江门天诚溶剂制品有限公司 Method for improving sewage treatment efficiency by aerobic tank cooling
KR20160042774A (en) * 2014-10-10 2016-04-20 정동수 Wastewater treatment system improving T-N quality of effluent water through pre-treatment of reducing nitrogen in returning water from dehydration process at the digestion tank of community sewage disposal plant
CN119569273A (en) * 2024-12-11 2025-03-07 北京城市排水集团有限责任公司 Device and method for realizing synchronous dephosphorization of deep denitrification in high ammonia nitrogen wastewater based on integrated anaerobic ammonia oxidation coupling short-cut nitrification and denitrification
KR102779933B1 (en) * 2024-05-17 2025-03-18 대전광역시 Apparatus and Method for treating wastewater containing high concentration of nitrogen using the Foodwaste leachate

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103435162A (en) * 2013-09-04 2013-12-11 武汉兴天宇环境工程有限公司 Method for treating organic wastewater by anaerobic-aerobic combined process
KR20160042774A (en) * 2014-10-10 2016-04-20 정동수 Wastewater treatment system improving T-N quality of effluent water through pre-treatment of reducing nitrogen in returning water from dehydration process at the digestion tank of community sewage disposal plant
CN104556375A (en) * 2014-12-01 2015-04-29 江门天诚溶剂制品有限公司 Method for improving sewage treatment efficiency by aerobic tank cooling
KR102779933B1 (en) * 2024-05-17 2025-03-18 대전광역시 Apparatus and Method for treating wastewater containing high concentration of nitrogen using the Foodwaste leachate
CN119569273A (en) * 2024-12-11 2025-03-07 北京城市排水集团有限责任公司 Device and method for realizing synchronous dephosphorization of deep denitrification in high ammonia nitrogen wastewater based on integrated anaerobic ammonia oxidation coupling short-cut nitrification and denitrification

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Towards mainstream deammonification of municipal wastewater: Partial nitrification-anammox versus partial denitrification-anammox
CN102753489B (en) The anoxic biological phosphate-eliminating simultaneously carried out and nitrogen and recovered energy
JP3737410B2 (en) High concentration organic wastewater treatment method and apparatus using biomaker
Wang et al. Influence of critical factors on nitrogen removal contribution by anammox and denitrification in an anammox-inoculated wastewater treatment system
CA2635278C (en) Method and system for nitrifying and denitrifying wastewater
JP4496735B2 (en) Biological treatment of BOD and nitrogen-containing wastewater
KR101613995B1 (en) System for advanced wastewater treatment using optimal micro-organism of pollutants and the method thereof
US8721887B2 (en) Method and system for treating wastewater
She et al. Salinity effect on simultaneous nitrification and denitrification, microbial characteristics in a hybrid sequencing batch biofilm reactor
CN116216989B (en) Fecal sewage treatment method and system
KR20110045812A (en) Anaerobic Digestion Tissue Nitrogen Removal Device and Nitrogen Removal Method for Anaerobic Digestion Tissue
KR20110059692A (en) Nitrogen removal device for anaerobic digestion
KR101045975B1 (en) Method for removing nitrogen from anaerobic digested waste water
KR100315874B1 (en) Method and Apparatus of Biological Nitrogen Removal from the High Concentration Industrial Wastewater
KR100446577B1 (en) Method for Eliminating Nitrogen Using Granule of Nitrifying Microorganisms
JPS585118B2 (en) Yuukiseihaisuino
KR100542431B1 (en) High concentration organic wastewater treatment system combining biofilm fermentation tank and anaerobic, anaerobic and aerobic tank
KR20010076873A (en) Organic and nitrogen compound removal methods from landfill leachate using an anaerobic-aerobic-anoxic system
KR100783785B1 (en) Manufacturing method of carbon source for advanced treatment of sewage and wastewater
KR100321679B1 (en) Advanced wastewater treatment method
KR100942054B1 (en) Advanced Wastewater Treatment Method and Treatment System by Batch Bioreactor
CN111807515A (en) Method for removing total nitrogen of nitrogen-containing organic wastewater
KR100202066B1 (en) Wastewater Treatment Using Biological Three-Phase Digestion Process in a Single Reactor
KR20120135746A (en) Apparatus for treating high-concentration nitrogen wastewater and method for treating high-concentration nitrogen wastewater using the same
KR100748596B1 (en) Wastewater Treatment System Using High Concentration Organic Wastewater and Wastewater Treatment Method Using The Same

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20091028

A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20091030

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20091028

Comment text: Patent Application

A302 Request for accelerated examination
PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20100908

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

Patent event date: 20091028

Patent event code: PA03021R01I

Comment text: Patent Application

A302 Request for accelerated examination
PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20101223

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

Patent event date: 20091028

Patent event code: PA03021R01I

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20110214

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20110506

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

A107 Divisional application of patent
PA0107 Divisional application

Comment text: Divisional Application of Patent

Patent event date: 20110513

Patent event code: PA01071R01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20110622

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20110214

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I