KR100412330B1 - Membrane Coupled Activated Sludge Method Operating Anoxic/Anaerobic Zone alternatively for Removal of Nitrogen and Phosphorus - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법은, 질소 제거를 위한 탈질반응이 일어나는 무산소 공정 및 인의 방출을 위한 혐기 공정이 교대로 이루어지는, 질소 및 인을 동시처리하기 위한 하·폐수고도처리 방법으로서, 상기 무산소 공정은, 하수, 오수, 또는 폐수를 유입원수로 하여 연속적으로 무산소 공정과 혐기 공정이 교대로 운전되는 무산소/혐기 교대운전형 반응조로 유입시키는 단계(a); 간헐적으로 가동되는 내부반송펌프를 가동시켜 폭기조에서 발생되는 질산성 질소를 계속적으로 내부반송하여 무산소/혐기 교대운전형 반응조를 무산소 상태로 만드는 단계(b); 연속적으로 유입되는 유입원수 중의 유기물을 탄소원으로 이용하여, 상기 단계(b)의 내부반송으로 공급되는 질산성 질소를 질소가스로 전환하여 제거하는 단계(c); 상기 단계(c)에서 탈질처리된 혼합액을 월류시켜 이어지는 폭기조로 이동시키는 단계(d); 블로어에 의하여 연속적인 폭기가 이루어지는 폭기조의 호기성 조건하에서 질산화 미생물에 의하여 유입수로부터 공급되는 유기성 질소와 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키는 질산화 과정 및 남아있는 유기물을 분해하는 유기물 산화과정을 진행시키는 단계(e); 및 폭기조 내에 설치된 침지형 분리막을 이용하여 처리수를 연속적으로 배출시키는 단계(f)를 포함하여 구성되며, 상기 혐기 공정은, 하수, 오수, 또는 폐수를 유입원수로 하여 연속적으로 무산소/혐기 교대운전형 반응조로 유입시키는 단계(a'); 간헐적으로 가동되는 내부반송펌프의 가동을 정지시켜 폭기조에서 발생되는 질산성 질소의 내부반송을 중단하여 무산소/혐기 교대운전형 반응조를 혐기 상태로 만드는 단계(b'); 상기 단계(b)의 내부반송 중단으로 질산성 질소가 탈질되어 고갈된 혐기성 상태에서, 연속적으로 유입되는 유입원수 중의 유기물을 탄소원으로 이용하여, 탈인 미생물로 인을 방출시키는 단계(c'); 상기 단계(c')에서 인을 방출한 미생물을 월류시켜 이어지는 폭기조로 이동시키는 단계(d'); 블로어에 의하여 연속적인 폭기가 이루어지는 폭기조의 호기성 조건하에서 상기 단계(d')의 인 방출 미생물의 인 과잉섭취를 통하여 폭기조 내의 용존성 인의 농도를 낮추고, 동시에 질산화 미생물에 의하여 유입수로부터 공급되는 유기성 질소와 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키는 질산화 과정 및 남아있는 유기물을 분해하는 유기물 산화과정을 진행시키는 단계(e'); 폭기조 내에 설치된 침지형 분리막을 이용하여 인이 제거된 처리수를 연속적으로 배출시키는 단계(f'); 및 상기 단계(e')의 인이 과잉섭취된 상태의 슬러지를 폐기하여 인을 배출시키는 단계(g')를 포함하여 구성되고, 상기 무산소/혐기 교대운전형 반응조에서의 무산소 공정 및 혐기 공정의 구분은 내부반송펌프의 가동시간 조절에 의한 질산성 질소의 내부반송 유무에 따라 구분되는 것을 특징으로 한다.Oxygen-free and anaerobic process for the simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus in accordance with the present invention, the actuated membrane separation activated sludge process, nitrogen and phosphorus is carried out alternately an anaerobic process for the denitrification reaction to remove nitrogen and anaerobic process for the release of phosphorus Sewage and wastewater advanced treatment method for simultaneously treating the wastewater, wherein the anoxic process is introduced into an anaerobic / anaerobic alternating operation reactor in which anoxic and anaerobic processes are successively operated using sewage, sewage, or wastewater as inflow water. (A); (B) operating an internal transfer pump that is operated intermittently to continuously transport the nitrate nitrogen generated in the aeration tank to make the anaerobic / anaerobic shift driving reactor anoxic; (C) converting the nitrate nitrogen supplied through the internal transport of step (b) into nitrogen gas by using the organic material in the continuously introduced inflow water as a carbon source; (D) flowing the denitrification-treated mixture in step (c) and flowing it into the subsequent aeration tank; Under the aerobic conditions of the aeration tank where the continuous aeration by blower, the process of nitrification converting organic nitrogen and ammonia nitrogen supplied from influent by nitrifying microorganism into nitrate nitrogen and oxidizing organic matter decomposing remaining organic matter (e); And (f) continuously discharging the treated water using an immersion type membrane installed in the aeration tank, wherein the anaerobic process is continuously operated in an anaerobic / anaerobic shift operation using sewage, sewage, or wastewater as inflow water. Introducing into the reactor (a '); Stopping the operation of the internal transfer pump that is intermittently operated to stop the internal transfer of nitrate nitrogen generated in the aeration tank to make the anaerobic / anaerobic shift driving reactor anaerobic (b '); (C ') releasing phosphorus to dephosphorized microorganisms by using organic matter in the continuously introduced influent water as a carbon source in an anaerobic state in which denitrification of nitrogen nitrate is depleted due to the stop of internal transport of step (b); (D ') overflowing the microorganisms having released phosphorus in the step (c') to a subsequent aeration tank; Under the aerobic conditions of the aeration tank where continuous aeration is carried out by the blower, the concentration of dissolved phosphorus in the aeration tank is reduced by the phosphorus excess intake of the phosphorus-releasing microorganism of the step (d '), and at the same time, organic nitrogen and (E ') a nitrification process for converting ammonia nitrogen to nitrate nitrogen and an organic matter oxidation process for decomposing the remaining organic matter; Continuously discharging the treated water from which phosphorus has been removed using an immersion membrane installed in the aeration tank (f '); And (g ') discharging the sludge in a state in which the phosphorus in the step (e') is excessively ingested and discharging the phosphorus, wherein the anaerobic and anaerobic processes of the anaerobic / anaerobic alternating reactor are performed. The classification is characterized by the presence or absence of the internal transport of nitrate nitrogen by adjusting the operating time of the internal transport pump.
Description
본 발명은 하수 또는 폐수 중에 포함되어 있는 유기물질 뿐만 아니라, 하천과 호수의 부영양화를 일으키는 원인물질인 질소 및 인을 동시에 제거하기 위한 하·폐수의 고도처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시간간격에 따라 간헐적인 내부반송에 의하여 무산소 공정과 혐기 공정이 교대로 운전되는 무산소/혐기 교대운전형 반응조와 연속운전이 되는 침지형 분리막이 장착된 폭기조의 2개 반응조로 구성된 막분리 활성슬러지장치를 이용하여 하·폐수 중의 유기물과 함께 질소와 인을 동시에 제거하는 경제적이고 효과적인 하·폐수 고도처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an advanced treatment method of sewage and wastewater for simultaneously removing nitrogen and phosphorus, which are substances causing eutrophication of rivers and lakes, as well as organic substances contained in sewage or wastewater. Membrane Activated Sludge System composed of two reactors, an anaerobic / anaerobic alternating reactor, in which anoxic and anaerobic processes are operated alternately by intermittent internal transfer, and an aeration tank equipped with an immersion membrane for continuous operation. The present invention relates to an economical and effective method for advanced treatment of sewage and wastewater that simultaneously removes nitrogen and phosphorus together with organic matter in sewage and wastewater.
하·폐수 중에 포함되어 있는 질소와 인이 처리되지 않고 방류되는 경우, 하천과 호수의 부영양화를 일으켜 수자원 및 수생태계에 악영향을 미칠 뿐만 아니라, 특히 질산성 질소가 다량 함유된 물을 유아가 마실 경우에는 청색증을 유발할 수 있어 이에 대한 처리가 필요하다. 따라서, 규제가 강화되어가고 있는 질소와 인의 처리를 위하여 여러 가지 고도처리방법들이 고안되었으며, 대표적인 공정들로는 MLE(Modified Ludzack-Ettinger), A2O, UCT(University of Cape Town), MUCT(Modified University of Cape Town), VIP(Virginia Initiative Plant) 등의 생물학적 고도처리공법들이 있다.When nitrogen and phosphorus contained in sewage and wastewater are discharged untreated, it causes eutrophication of rivers and lakes, which adversely affects water resources and aquatic ecosystems, and especially when infants drink large amounts of nitrate nitrogen. May cause cyanosis and require treatment. Therefore, several advanced treatment methods have been devised for the treatment of nitrogen and phosphorus, which are becoming more regulated, and representative processes include Modified Ludzack-Ettinger (MLE), A 2 O, University of Cape Town (UCT), and Modified University (MUCT). bio-treatment techniques such as of Cape Town and VIP Initiative Plant.
그러나, 이러한 대표적인 공정들은 여러 개의 반응조와 내부순환펌프들로 구성되어 있으며 질소와 인의 제거를 위한 최적조건을 유지하기가 까다로워 운전이 매우 복잡하고, 미생물과 처리수의 고액분리가 침전조에서 중력침강에 의하여 이루어지기 때문에 미생물의 농도를 높게 유지하기가 어렵다. 또한, 상기 공정들은 유입부하의 변동과 독성물질의 유입 등과 같은 충격부하에 의하여 미생물의 팽화현상 등이 발생하여 처리수질을 떨어뜨리거나 활성미생물의 유실로 효율적인 처리에 많은 문제가 있다. 뿐만 아니라, 두 개 이상의 독립적인 반응조들과 말단의 침전조를 설치해야 하므로 넓은 부지를 차지하여 중소규모의 하·폐수고도처리에는 적합하지 않다는 단점도 있다.However, these typical processes consist of several reactors and internal circulating pumps, which are difficult to maintain optimum conditions for the removal of nitrogen and phosphorus and are very complicated to operate. It is difficult to keep the concentration of the microorganisms high. In addition, the processes have many problems in efficient treatment due to the inflow of fluctuations of microorganisms due to the impact load, such as fluctuations in inflow load and influx of toxic substances, to reduce the water quality or the loss of active microorganisms. In addition, two or more independent reactors and the end of the sedimentation tank must be installed, so it takes up a large site and is not suitable for small and medium-sized sewage and wastewater treatment.
이러한 문제점을 해결하고자 고액분리에 분리막을 이용하는 분리막 활성슬러지방법들을 응용한 여러 가지 하·폐수고도처리 방법들이 시도되어지고 있다. 그러나, 이 경우에도 고도처리를 위하여 여러 개의 반응조를 배열해야 하고, 인의 제거가 어려운 등의 단점들이 있다.In order to solve this problem, various sewage and wastewater advanced treatment methods using membrane activated sludge methods using a separator for solid-liquid separation have been tried. However, even in this case, it is necessary to arrange several reactors for the advanced treatment, and there are disadvantages such as difficulty in removing phosphorus.
이러한 종래의 처리방법 중에 하나로 "배수처리방법(일본 특허공개번호 특개평7-100486)"이 있다. 이 방법에서는 간헐폭기를 통하여 질산화와 탈질을 유도하는 제1 처리조와 고액분리를 위한 침지형 분리막이 설치된 제2 처리조로 구성하여 질소제거가 가능하며 연속적인 흡인여과가 가능하도록 하고 있다. 그러나, 이 방법은 인의 제거를 위한 혐기조건을 만들 수가 없어 인제거를 효과적으로 달성할 수가 없으며, 연속흡인여과를 위하여 제2 처리조를 따로 설치하여 운전함으로써 분리막의 오염방지를 위하여 제2 처리조에 대한 추가적인 폭기가 필요하게 되어 폭기에 필요한 에너지 비용이 이중으로 들어가는 단점이 있다.One such conventional treatment method is a "drainage treatment method (Japanese Patent Laid-Open No. 7-100486). This method consists of a first treatment tank which induces nitrification and denitrification through an intermittent aeration and a second treatment tank which is equipped with an immersion type membrane for solid-liquid separation to remove nitrogen and allow continuous suction filtration. However, this method cannot create an anaerobic condition for the removal of phosphorus, so that phosphorus removal cannot be effectively achieved, and a second treatment tank is separately installed for continuous suction filtration to prevent contamination of the membrane. Since additional aeration is required, the energy cost of the aeration is doubled.
또 다른 종래의 방법으로서 "침지식 분리막을 이용한 생물학적 질소 인 제거 장치 및 방법(대한민국 특허공개 2002-44820)"이 있다. 이 방법은 무산소조, 혐기조, 호기조, 탈기조를 순차적으로 설치하여 질소와 인의 동시제거를 유도하고 있다. 그러나, 이 경우에도 인제거를 위해서 혐기조를 추가로 두어야하며, 또한 국내의 하수의 특성인 낮은 C/N비를 갖는 하수인 경우에는 전단에 설치된 무산소조에서 대부분의 탄소원을 탈질에 사용함으로써, 혐기조에서의 인의 방출에 필요한 탄소원의 부족으로 인의 제거에 한계가 있는 등의 단점이 있다.Another conventional method is an apparatus and method for removing biological nitrogen phosphorus using an immersion membrane (Korean Patent Publication No. 2002-44820). This method induces simultaneous removal of nitrogen and phosphorus by installing anaerobic tank, anaerobic tank, aerobic tank and degassing tank sequentially. However, in this case, an anaerobic tank should be additionally used for phosphorus removal, and in the case of sewage with low C / N ratio, which is a characteristic of domestic sewage, most of the carbon source is used for denitrification in an anaerobic tank installed at the front end. There is a disadvantage that there is a limit to the removal of phosphorus due to the lack of a carbon source necessary for the release of phosphorus.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 내부순환펌프의 간헐적 가동으로 무산소/혐기 공정을 교대로 반복시켜, 무산소 상태에서는 탈질반응으로 질소를 제거하고, 혐기 상태에서는 인을 방출시킴으로써, 하·폐수 중의 질소와 인을 동시에 처리하고, 처리수질을 향상시킨, 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법 및 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention, by alternately repeating the anaerobic / anaerobic process by the intermittent operation of the internal circulation pump, in the anoxic state to remove nitrogen by denitrification In the anaerobic state, by releasing phosphorus, it simultaneously treats nitrogen and phosphorus in sewage and wastewater, and improves the treated water quality, and provides an anoxic and anaerobic process-operated membrane separation activated sludge process and apparatus for simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus. It is.
또한, 본 발명은 무산소/혐기 공정의 유지시간 및 내부순환유량의 조절이 가능하고, 반응조 및 소요펌프의 개수를 줄여 공정의 구성이 단순하면서도 연속적인 처리가 가능한, 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention can control the maintenance time and the internal circulation flow rate of the anaerobic / anaerobic process, the number of reactors and the number of pumps required by the simple configuration of the process, while the continuous treatment, anoxic for simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus And to provide an anaerobic process alternate operation type membrane separation activated sludge process and apparatus.
도 1(a)는 본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법에 있어서, 무산소 처리공정을 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 1 (a) schematically shows an anoxic treatment process in an anoxic and anaerobic process-operated membrane separation activated sludge process for simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention.
도 1(b)는 본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법에 있어서, 혐기 처리공정을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 1 (b) schematically shows the anaerobic treatment process in the anaerobic and anaerobic process alternate operation type membrane separation activated sludge process for the simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1: 유입원수 2: 무산소/혐기 교대운전형 반응조1: source of inflow 2: anaerobic / anaerobic shift reactor
3: 교반기 4: 내부반송펌프3: stirrer 4: internal return pump
5: 폭기조 6: 침지형 분리막5: Aeration tank 6: Immersion type membrane
7: 처리수 8: 슬러지 폐기7: treated water 8: sludge disposal
9: 블로어9: blower
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법은, 질소 제거를 위한 탈질반응이 일어나는 무산소 공정 및 인의 방출을 위한 혐기 공정이 교대로 이루어지는, 질소 및 인을 동시처리하기 위한 하·폐수고도처리 방법으로서, 상기 무산소 공정은, 하수, 오수, 또는 폐수를 유입원수로 하여 연속적으로 무산소 공정과 혐기 공정이 교대로 운전되는 무산소/혐기 교대운전형 반응조로 유입시키는 단계(a); 간헐적으로 가동되는 내부반송펌프를 가동시켜 폭기조에서 발생되는 질산성 질소를 계속적으로 내부반송하여 무산소/혐기 교대운전형 반응조를 무산소 상태로 만드는 단계(b); 연속적으로 유입되는 유입원수 중의 유기물을 탄소원으로 이용하여, 상기 단계(b)의 내부반송으로 공급되는 질산성 질소를 질소가스로 전환하여 제거하는 단계(c); 상기 단계(c)에서 탈질처리된 혼합액을 월류시켜 이어지는 폭기조로 이동시키는 단계(d); 블로어에 의하여 연속적인 폭기가 이루어지는 폭기조의 호기성 조건하에서 질산화 미생물에 의하여 유입수로부터 공급되는 유기성 질소와 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키는 질산화 과정 및 남아있는 유기물을 분해하는 유기물 산화과정을 진행시키는 단계(e); 및 폭기조 내에 설치된 침지형 분리막을 이용하여 처리수를 연속적으로 배출시키는 단계(f)를 포함하여 구성되며, 상기 혐기 공정은, 하수, 오수, 또는 폐수를 유입원수로 하여 연속적으로 무산소/혐기 교대운전형 반응조로 유입시키는 단계(a'); 간헐적으로 가동되는 내부반송펌프의 가동을 정지시켜 폭기조에서 발생되는 질산성 질소의 내부반송을 중단하여 무산소/혐기 교대운전형 반응조를 혐기 상태로 만드는 단계(b'); 상기 단계(b)의 내부반송 중단으로 질산성 질소가 탈질되어 고갈된 혐기성 상태에서, 연속적으로 유입되는 유입원수 중의 유기물을 탄소원으로 이용하여, 탈인 미생물로 인을 방출시키는 단계(c'); 상기 단계(c')에서 인을 방출한 미생물을 월류시켜 이어지는 폭기조로 이동시키는 단계(d'); 블로어에 의하여 연속적인 폭기가 이루어지는 폭기조의 호기성 조건하에서 상기 단계(d')의 인 방출 미생물의 인 과잉섭취를 통하여 폭기조 내의 용존성 인의 농도를 낮추고, 동시에 질산화 미생물에 의하여 유입수로부터 공급되는 유기성 질소와 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키는 질산화 과정 및 남아있는 유기물을 분해하는 유기물 산화과정을 진행시키는 단계(e'); 폭기조 내에 설치된 침지형 분리막을 이용하여 인이 제거된 처리수를 연속적으로 배출시키는 단계(f'); 및 상기 단계(e')의 인이 과잉섭취된 상태의 슬러지를 폐기하여 인을 배출시키는 단계(g')를 포함하여 구성되고, 상기 무산소/혐기 교대운전형 반응조에서의 무산소 공정 및 혐기 공정의 구분은 내부반송펌프의 가동시간 조절에 의한 질산성 질소의 내부반송 유무에 따라 구분되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the anoxic and anaerobic process-type membrane separation activated sludge process for the simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention, an anoxic process for denitrification to remove nitrogen and for the release of phosphorus An advanced anaerobic wastewater treatment method for simultaneously treating nitrogen and phosphorus in which anaerobic processes are alternately performed, wherein the anoxic process is operated by alternately operating an anaerobic process and an anaerobic process using sewage, sewage, or wastewater as inflow water. (A) introducing an anaerobic / anaerobic shift driving reactor; (B) operating an internal transfer pump that is operated intermittently to continuously transport the nitrate nitrogen generated in the aeration tank to make the anaerobic / anaerobic shift driving reactor anoxic; (C) converting the nitrate nitrogen supplied through the internal transport of step (b) into nitrogen gas by using the organic material in the continuously introduced inflow water as a carbon source; (D) flowing the denitrification-treated mixture in step (c) and flowing it into the subsequent aeration tank; Under the aerobic conditions of the aeration tank where the continuous aeration by blower, the process of nitrification converting organic nitrogen and ammonia nitrogen supplied from influent by nitrifying microorganism into nitrate nitrogen and oxidizing organic matter decomposing remaining organic matter (e); And (f) continuously discharging the treated water using an immersion type membrane installed in the aeration tank, wherein the anaerobic process is continuously operated in an anaerobic / anaerobic shift operation using sewage, sewage, or wastewater as inflow water. Introducing into the reactor (a '); Stopping the operation of the internal transfer pump that is intermittently operated to stop the internal transfer of nitrate nitrogen generated in the aeration tank to make the anaerobic / anaerobic shift driving reactor anaerobic (b '); (C ') releasing phosphorus to dephosphorized microorganisms by using organic matter in the continuously introduced influent water as a carbon source in an anaerobic state in which denitrification of nitrogen nitrate is depleted due to the stop of internal transport of step (b); (D ') overflowing the microorganisms having released phosphorus in the step (c') to a subsequent aeration tank; Under the aerobic conditions of the aeration tank where continuous aeration is carried out by the blower, the concentration of dissolved phosphorus in the aeration tank is reduced by the phosphorus excess intake of the phosphorus-releasing microorganism of the step (d '), and at the same time, organic nitrogen and (E ') a nitrification process for converting ammonia nitrogen to nitrate nitrogen and an organic matter oxidation process for decomposing the remaining organic matter; Continuously discharging the treated water from which phosphorus has been removed using an immersion membrane installed in the aeration tank (f '); And (g ') discharging the sludge in a state in which the phosphorus in the step (e') is excessively ingested and discharging the phosphorus, wherein the anaerobic and anaerobic processes of the anaerobic / anaerobic alternating reactor are performed. The classification is characterized by the presence or absence of the internal transport of nitrate nitrogen by adjusting the operating time of the internal transport pump.
본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법에 있어서, 무산소 공정의 단계(f) 및 혐기 공정의 단계(f')의 처리수를 얻기 위한 침지형 분리막은 막의 형태가 평막형, 중공사형, 또는 관형으로부터 선택되는 정밀여과막 또는 한외여과막인 것을 특징으로 한다.In the anoxic and anaerobic alternating membrane separation activated sludge process for the simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention, the immersion type membrane for obtaining the treated water of step (f) of the anaerobic process and step (f ') of the anaerobic process The silver membrane is characterized in that the microfiltration membrane or ultrafiltration membrane selected from flat membrane type, hollow fiber type, or tubular type.
본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법에 있어서, 무산소 공정의 단계(f) 및 혐기 공정의 단계(f')는 침지형 분리막으로부터 처리수를 얻기 위하여 막여과함에 있어 흡인펌프를 이용하거나, 수두차에 의한 자연적인 흡인압을 이용하는 것을 특징으로 한다.In the anaerobic and anaerobic process alternating membrane separation activated sludge process for the simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention, step (f) of the anaerobic process and step (f ') of the anaerobic process obtain treated water from the immersion type membrane. In the case of membrane filtration, it is characterized by using a suction pump or using a natural suction pressure due to water head difference.
본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지장치는, 질소 제거를 위한 탈질반응이 일어나는 무산소 공정 및 인의 방출을 위한 혐기 공정이 교대로 이루어지는, 질소 및 인을 동시처리하기 위한 하·폐수고도처리 장치로서, 무산소 공정과 혐기 공정이 교대로 운전되고 교반기가 장착된 무산소/혐기 교대운전형 반응조; 호기성 상태에서 유기물 산화, 질산화 반응, 및 인의 과잉섭취가 일어나도록 하는, 블로우가 설치된 폭기조; 상기 폭기조로부터 발생되는 질산성 질소를 상기 무산소/혐기 교대운전형 반응조로 반송하는 내부반송펌프; 및 막 여과를 통하여 처리수를 연속적으로 배출하는 상기 폭기조내에 장착되는 침지형 분리막을 포함하여 구성되고, 상기 무산소/혐기 교대운전형 반응조에서의 무산소 공정 및 혐기 공정의 구분은 내부반송펌프에 의한 질산성 질소의 내부반송 유무에 따라 구분된다.Oxygen-free and anaerobic process alternating operation type membrane separation activated sludge apparatus for the simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention, nitrogen and phosphorus, the anaerobic process for the denitrification reaction for nitrogen removal and the anaerobic process for the release of phosphorus alternately, An apparatus for treating sewage and wastewater, comprising: an anoxic / anaerobic alternating reactor equipped with an agitator and an anaerobic process and an anaerobic process operated alternately; An aeration tank equipped with a blow, which causes organic matter oxidation, nitrification reaction, and excessive intake of phosphorus in an aerobic state; An internal conveying pump for conveying nitrate nitrogen generated from the aeration tank to the anoxic / anaerobic alternating operation reactor; And an immersion type separation membrane mounted in the aeration tank for continuously discharging the treated water through membrane filtration, wherein the separation between the anoxic process and the anaerobic process in the anaerobic / anaerobic alternating reactor is performed by an internal transfer pump. It is classified according to the internal transport of nitrogen.
본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지장치에 있어서, 상기 침지형 분리막은 막의 형태가 평막형, 중공사형, 또는 관형으로부터 선택되는 정밀여과막 또는 한외여과막이다.In the anaerobic and anaerobic process-operated membrane separation activated sludge apparatus for the simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention, the immersion type membrane is a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane whose membrane is selected from flat membrane, hollow fiber type, or tubular type. .
본 발명에 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지장치에 있어서, 상기 장치는 침지형 분리막으로부터 처리수를 흡인 여과하기 위하여 흡인펌프를 더 포함할 수 있다.In the present invention, an anoxic and anaerobic process-operated membrane separation activated sludge apparatus for simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus, the apparatus may further include a suction pump for suction filtering the treated water from the immersion membrane.
이하, 본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지장치 및 공법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an anoxic and anaerobic process-operated membrane separation activated sludge apparatus and method for simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1(a)는 본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법에 있어서, 무산소 처리공정을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1(b)는 본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법에 있어서, 혐기 처리공정을 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 1 (a) schematically shows an anoxic treatment process in an anoxic and anaerobic process-operated membrane separation activated sludge process for simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention. Figure 1 (b) schematically shows the anaerobic treatment process in the anaerobic and anaerobic process alternate operation type membrane separation activated sludge process for the simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명은 폭기조(5)로부터 활성슬러지 혼합액을 무산소/혐기 교대운전형 반응조(2)로 반송하는 내부반송펌프(4)를 시간간격에 따라 단속함으로써 무산소조건과 혐기조건이 교대로 이루어지도록 하는, 교반기(3)가 장착된 무산소/혐기 교대운전형 반응조(2)와 연속적인 폭기와 막여과가 이루어지는 침지형 분리막(6)이 장착된 폭기조(5)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the present invention provides an anoxic condition and an anaerobic condition by intermittently controlling the internal conveying pump 4 for returning the activated sludge mixed solution from the aeration tank 5 to the anaerobic / anaerobic alternating operation reactor 2. It consists of an aerobic / anaerobic alternating reaction reactor 2 equipped with an agitator 3 and an aeration tank 5 equipped with an immersion separator 6 in which continuous aeration and membrane filtration are performed.
본 발명의 구성과 작용을 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the configuration and operation of the present invention in more detail.
하수, 오수, 폐수 등의 유입원수(1)는 연속적으로 무산소/혐기 교대운전형 반응조(2)로 유입된다. 무산소/혐기 교대운전형 반응조(2)에서의 무산소 공정과 혐기 공정의 구분은 내부반송의 유무에 따라서 구분할 수 있다. 즉, 시간간격에 따라 간헐적으로 가동되는 내부반송펌프(4)가 가동되고 있는 기간동안은 내부반송에 의하여 계속적으로 질산성 질소가 공급되기 때문에 무산소 공정이 되며, 정지되어 있는 기간동안은 질산성 질소의 공급이 끊어져 조내에 질산성 질소가 고갈되어 혐기 공정이 된다.Inflow source water 1 of sewage, sewage, wastewater, etc. is continuously introduced into an anaerobic / anaerobic shift driving reactor 2. The anaerobic and anaerobic processes in the anaerobic / anaerobic shift reactor (2) can be classified according to the presence or absence of internal transport. That is, since the nitrate nitrogen is continuously supplied by the internal transfer during the period in which the internal transfer pump 4 which is operated intermittently according to the time interval is operated, it becomes an oxygen-free process, and during the period during which it is stopped, the nitrate nitrogen The supply of is cut off and the nitrate nitrogen is depleted in the tank and becomes an anaerobic process.
무산소 공정 동안 무산소/혐기 교대운전형 반응조(2) 내에서는, 연속적으로 유입되는 유입원수(1) 중의 유기물을 탄소원으로 이용하여, 폭기조(5)로부터 내부반송으로 공급되는 질산성 질소를 질소가스로 전환하여 제거하는 탈질과정이 진행되며, 이렇게 탈질처리된 혼합액은 월류하여 이어지는 폭기조(5)로 이동하게 된다. 블로어(9)에 의하여 연속적인 폭기가 이루어지는 폭기조(5)에서는 호기성 조건하에서 질산화 미생물에 의하여 유입수로부터 공급되는 유기성 질소와 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키는 질산화 과정 및 남아있는 유기물을 분해하는 유기물 산화과정이 진행되며, 동시에 폭기조(5) 내에 설치된 침지형 분리막(6)을 이용하여 처리수(7)를 연속 배출한다.In the anoxic / anaerobic alternating reactor (2) during the anoxic process, nitrate nitrogen supplied from the aeration tank (5) to the inner conveyance from the aeration tank (5) is used as nitrogen gas by using organic matter in the continuously introduced inflow water (1) as a carbon source. The denitrification process of conversion and removal proceeds, and the denitrification mixture is moved to the aeration tank 5 which is subsequently passed. In the aeration tank 5 in which the aeration is continuously performed by the blower 9, the nitrification process of converting the organic nitrogen and ammonia nitrogen supplied from the inflow by the nitrifying microorganism into the nitrate nitrogen under aerobic conditions, and the organic matter decomposing the remaining organic matter. The oxidation process proceeds, and at the same time, the treated water 7 is continuously discharged using the immersion type membrane 6 installed in the aeration tank 5.
혐기 공정 동안에는 무산소/혐기 교대운전형 반응조(2)로의 내부반송이 멈추며 그에 따라 무산소/혐기 교대운전형 반응조(2) 내에 잔류하고 있는 질산성 질소가 탈질되어 완전히 제거되어 혐기성 상태가 되며 유입원수 중에 포함된 탄소원을 이용하여 탈인 미생물이 인의 방출을 하게 된다. 인을 방출한 미생물은 이어지는 폭기조(5)에서 호기성 조건하에서 인의 과잉섭취를 통하여 폭기조(5) 내의 용존성 인의 농도를 낮추게 되며, 동시에 폭기조에서는 질산화 미생물에 의하여 유입수로부터 공급되는 유기성 질소와 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환시키는 질산화 과정 및 남아있는 유기물을 분해하는 유기물 산화과정이 진행된다. 이렇게 인이 제거된 처리수(7)를 침지형 분리막(6)을 이용하여 연속 배출하게 된다. 동시에 인이 과잉섭취된 상태의 슬러지를 폐기(8)함으로써 최종적으로 인이 배출된다.During the anaerobic process, the internal transfer to the anaerobic / anaerobic alternating reactor (2) stops, and therefore, the nitrate nitrogen remaining in the anaerobic / anaerobic alternating reactor (2) is denitrated and completely removed to become anaerobic. Dephosphorized microorganisms release phosphorus using the carbon source included. Phosphorus-releasing microorganisms lower the concentration of dissolved phosphorus in the aeration tank 5 by overingestion of phosphorus under aerobic conditions in the subsequent aeration tank 5, and at the same time, in the aeration tank, organic nitrogen and ammonia nitrogen supplied from the influent by the nitrifying microorganisms. Nitrification process to convert N to nitrate nitrogen and organic matter oxidation process to decompose the remaining organic matter is carried out. The treated water 7 from which phosphorus is removed is continuously discharged using the immersion type separation membrane 6. At the same time, the phosphorus is finally discharged by disposing the sludge in the state in which phosphorus is excessively ingested.
비록 상기에서 본 발명은 도시된 도면을 중심으로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 본 발명자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, it will be apparent to the inventors that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the present invention, and the appended claims It is natural to belong to.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소 및 혐기 공정 교대운전형 막분리 활성슬러지공법은, 내부순환펌프의 간헐적 가동으로 무산소/혐기 공정을 교대로 반복시켜, 무산소 상태에서는 탈질반응으로 질소를 제거하고, 혐기 상태에서는 인을 방출시킴으로써, 하·폐수 중의 질소와 인을 동시에 효과적으로 처리할 수 있다. 특히, 국내의 일반적인 하수의 특성인 C/N비가 낮은 경우에도, 하수 중에 포함된 한정된 탄소원을 탈질과 인 제거에 효과적으로 분배이용함으로써, 질소와 인의 제거효율을 동시에 높게 유지할 수 있어 국내하수처리에 적용이 유리한 방법이다. 또한, 처리되는 수질도 침지형 분리막을 통한 완벽한 고액분리가 이루어지기 때문에, 고도로 깨끗한 수질을 유지하게 되어 처리된 처리수를 별도의 추가적인 처리 없이 중수로서 바로 재이용할 수 있는 장점이 있다.As described above, the oxygen-free and anaerobic process-type membrane separation activated sludge process for the simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus according to the present invention, by an intermittent operation of the internal circulation pump alternately repeating the anaerobic / anaerobic process, an anoxic state By removing nitrogen by denitrification and releasing phosphorus in an anaerobic state, nitrogen and phosphorus in sewage and wastewater can be effectively treated simultaneously. In particular, even when the C / N ratio, which is a characteristic of domestic sewage, is low, the limited carbon source contained in sewage can be effectively used for denitrification and phosphorus removal, so that nitrogen and phosphorus removal efficiency can be maintained at the same time. This is an advantageous way. In addition, the treated water quality is also a complete solid-liquid separation through the immersion type membrane, there is an advantage that the treated water can be reused as heavy water immediately without additional treatment to maintain a highly clean water quality.
또한, 본 발명에서는 무산소/혐기 교대운전형 반응조가 시간간격에 따라 교대로 운전되지만, 유입원수가 연속적으로 유입되는 동시에 폭기조에서 막여과 공정을 통해 연속적으로 처리수를 생산함으로써 총 처리수량을 높게 유지할 수 있다는 장점이 있다.In addition, in the present invention, the anaerobic / anaerobic shift type reaction tank is operated alternately according to the time interval, but the inflow of raw water is continuously introduced and at the same time the treated water is continuously produced through the membrane filtration process in the aeration tank to maintain a high total amount of treated water. There is an advantage that it can.
본 발명은 내부반송펌프의 가동시간을 조절함으로써, 무산소/혐기 공정의 유지시간 및 내부순환유량의 조절을 용이하게 할 수 있고, 나아가 반응조 및 소요펌프의 개수를 줄임으로써, 공정의 구성이 단순하면서도 연속적인 처리가 가능하여 경제적이다.The present invention can easily control the maintenance time and the internal circulation flow rate of the anaerobic / anaerobic process by adjusting the operating time of the internal transfer pump, and furthermore, the process configuration is simple by reducing the number of reactors and required pumps. It is economical because it can be processed continuously.
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Legal Events
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| A302 | Request for accelerated examination | ||
| G15R | Request for early opening | ||
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| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
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| B701 | Decision to grant | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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