KR100313187B1 - Rapid mixing coagulant system for treating wastewater and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method is provided to get a sludge cake having low water content without pH adjustment of the raw water and to meet the criteria of the phosphorus of the discharged water of large amount precipitation. CONSTITUTION: In a water purification system including a screen, a grit chamber, an aerobic basin, a flash mixing tank, a flocculation tank, a polymer feeding tank and a settling tank, the system is characterized in that a zeolite-based coagulant is fed into the flash mixing tank and alum serving as inorganic coagulant is fed into the flocculation tank.

Description

응집침전형 오폐수 처리방법Coagulation Sedimentation Wastewater Treatment Method

본 발명은 응집 침전형 오폐수 처리방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 오폐수를응집 처리함에 있어서, 강우시, 통상 처리 속도의 10 배 이상으로 오폐수를 신속히 응집 처리할 수 있는 고속 응집형 오폐수 처리 장치 및 이를 이용하여 오폐수중에 함유된 인을 낮은 농도로 처리하는 오폐수의 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flocculation sedimentation wastewater treatment method. More specifically, in agglomeration of wastewater, a high-speed flocculation wastewater treatment apparatus capable of rapidly coagulating wastewater at a rate of 10 times or more of the normal treatment rate during rainfall, and treating phosphorus contained in the wastewater at low concentration using the same It relates to a method of treating waste water.

현재, 오폐수로 인한 환경 오염 정도는 매우 심각한 상황이며, 이를 해결하기 위해 각국 정부에서는 하수 종말처리장, 공단폐수 종말처리장, 분뇨처리장, 축산폐수 종말처리장 등 각종 환경기초시설의 설치에 많은 예산을 투입하고 있으며, 산업폐수의 배출허용기준을 강화하고 수질 총량제를 실시하는 등 산업폐수의 배출에 대한 규제를 강화해오고 있는 실정이다. 그러나 상수원으로 사용되고 있는 대규모 하천형 호소들은 유역내 각종 오염물질의 과다한 유입과 긴 체류시간, 호소의특이한 수리적 특성등으로 인하여 오염의 정도는 날로 악화되고 있다.At present, environmental pollution due to wastewater is very serious. To solve this problem, governments have put a lot of budget into the installation of various environmental foundations such as sewage treatment plants, industrial wastewater treatment plants, manure treatment plants, and livestock wastewater treatment plants. In addition, regulations on the discharge of industrial wastewater have been tightened by strengthening the emission allowance standard of industrial wastewater and implementing the total water quality system. However, large-scale stream-type appeals used for water supply are getting worse due to excessive inflow of various pollutants in the watershed, long residence times, and the specific hydraulic characteristics of the appeal.

특히 중,하류에 위치한 하천형 호소의 경우 유역내의 점오염원에서 발생되는 하수 및 폐수만을 처리해서는, 설령 이를 거의 전량을 처리한다 해도 부영양화를 피할 수 없게 된다. 왜냐하면 이 경우 부영양화에 대한 제한 인자는 인의 농도이며 인은 갈수기에 하수 및 폐수를 타고 유입되는 양보다 빗물에 씻겨 유입되는 양이 훨씬 더 많기 때문이다. 따라서 점오염원에서 발생되는 하수 및 폐수는 물론 가능한한 대부분의 우류수까지 함께 처리해야 되며 처리수질도 BOD 10 mg/L, COD 10 mg/L 등 유기물질의 농도보다는, 총 질소 7 mg/L, 총 인 0.05 mg/L 등 부영양화의 중요한 인자들에 대하여 만족되어야 한다. 특히 총 인의 농도가 하천형 호소의 부영양화의 제한 인자이므로 총 인의 부하량을 삭감하기 위한 처리가 필수적이다.In particular, in the case of stream-type appeals located in the middle and downstream, treating only sewage and wastewater generated from the point source in the watershed, even if the whole amount of it is treated, eutrophication cannot be avoided. This is because the limiting factor for eutrophication in this case is the concentration of phosphorus and phosphorus is much more washed out in rainwater than in the sewage and wastewater during the dry season. Therefore, sewage and wastewater from point sources should be treated as well as most of the milk water as possible, and the treated water quality is 7 mg / L total nitrogen rather than BOD 10 mg / L and COD 10 mg / L. Important factors for eutrophication, such as total phosphorus 0.05 mg / L, should be satisfied. In particular, since the concentration of total phosphorus is a limiting factor for eutrophication of stream-like appeal, treatment to reduce the total phosphorus loading is essential.

지금까지 설치된 한국내의 하수처리장은 거의 대부분 표준활성슬러지법 혹은 장기폭기법으로 되어 있는데 이들 처리방법은 총 인의 제거효율이 10~20 %로 대단히 낮으며, 특히 강우시에 우류수는 전혀 처리하지 않고 그대로 방류함으로써 문제를 발생시키고 있다.Most of the sewage treatment plants in Korea that have been installed up to now have a standard activated sludge method or a long-term aeration method, and these treatment methods have a very low removal efficiency of 10 to 20% of total phosphorus. The problem is caused by discharging as it is.

하수와 우류수 중의 총 인을 매우 낮은 농도로 처리하여 총 인의 부하량을 삭감할 수 있고 낮은 유기물 농도를 지닌 하수나 우류수의 처리에 적합한 처리 방법으로는 응집 침전 처리 방법이 있다. 이러한 물리화학적 처리는, 물리적 처리만 하는 하수처리장의 처리수질 향상을 위한 경우, 하수처리장이 유기물부하나 유량부하에 있어서 과부하인 경우, 강화된 방류수질 기준을 만족시키기 위하여 기존 시설의 개선이 필요한 경우, 신설되는 하수처리장의 경우, 총 인의 제거효율을 높여야 되는 경우, 유량의 변동이 크거나 간헐적으로 유입될 경우 특히 해수욕장처럼 여름 한철에만 하수가 다량 발생되는 경우, 산업폐수가 유입되어 생물학적 처리공정에 충격을 줄 경우, 기온이 낮아서 생물학적 처리가 어려운 기간이 긴 추운 지방의 경우, 부근에서 값싸게 응집제로 사용할 수 있는 약품을 부산물로 얻을 수 있는 경우, 처리수가 바다로 유입되는 경우 등 매우 다양한 경우에 적용되고 있다.A very low concentration of total phosphorus in sewage and milk water can be used to reduce the total phosphorus load, and a coagulation sedimentation treatment is a method for treating sewage or milk water having a low organic concentration. This physicochemical treatment is for improving the water quality of a sewage treatment plant that is only physically treated, when the sewage treatment plant is overloaded with organic matters or flow loads, and when an existing facility is required to meet the enhanced discharge water quality standards. In the case of new sewage treatment plants, when the total phosphorus removal efficiency needs to be improved, when the fluctuations in the flow rate are large or intermittent, especially when large amounts of sewage are generated only during summer, such as beaches, industrial wastewater flows into the biological treatment process. In the case of a cold climate where the temperature is low and the biological treatment is difficult due to the low temperature, when a chemical can be used as a coagulant cheaply as a by-product, when the treated water enters the sea, etc. Is being applied.

종래에, 총 인을 제거하기 위해서 소석회를 응집제로 사용하는 알카리 응집법이 많이 이용되어 왔다. 소석회는 높은 pH에서 인 뿐만 아니라 입자성 물질과 용해성 오염물질의 일부를 함께 제거해 주기 때문에 매우 효과적인 응집제로 간주되고 있다.Conventionally, the alkali flocculation method which uses slaked lime as a flocculant for removing total phosphorus has been used a lot. Slaked lime is considered a very effective coagulant because it removes not only phosphorus but also some of the particulate and soluble contaminants at high pH.

그러나 기존의 응집 침전 처리공정으로는 차집되어오는 도시하수를 처리할 수는 있지만, 우기에 건기용량의 10배 또는 20배까지 늘어나는 우류수를 포함한 전량을 처리할 수는 없다. 기존의 응집침전처리공정으로 우류수까지 처리하기 위해서는 대단히 큰 규모의 처리시설을 갖추어야 하므로 시설비가 많이 들게되므로 평소의 유량만을 처리하는 데 만족해야했다. 우류수까지 모두 처리하기 위해서는 따라서 매우 짧은 체류시간으로 응집이 가능하고 매우 빠른 속도로 침전이 일어날 수 있는 매우 콤팩트한 처리공정이 되어야 한다. 소석회를 사용하는 기존의 응집처리공정으로는 계획시간 최대오수량으로 설계하는 경우 계획 1일 평균 오수량의 2배까지 처리할 수 있을 뿐 모든 우류수를 처리하는 것은 절대 불가능하다, 예컨대, 응집 처리 공정을 채택하고 있는 하수처리장에 관한 문헌[The MITRE Corporation,Wastewater Tretment Plants Physical-Chemical and AdvancedDisinfection Processes, Realisation en quelques chiffres, (1981)]을 참조하면, 응집 침전 처리 조건과 처리 수질을 고려할 때, 대부분 인의 제거를 목적으로 하지 않고 유기물질과 부유물질의 제거를 주 목적으로 하고 있으며, 인을 제거하기 위한 경우 소석회를 다량 주입하고 있음을 볼 수 있다. 그러나 이 경우에도 처리수중의 총 인의 농도는 1mg/L정도인 경우도 있으며 0.1mg/L 이내로는 낮출 수가 없었음을 알 수 있다. 또한, 상기 문헌에서, 응집 침전 처리시 발생되는 슬러지 발생량에 관한 자료를 보면, 1톤의 하수처리시 140~850g의 건조고형물이 발생되고 슬러지 케이크는 0.9~3.3L가 발생되며, 따라서, 사용하는 약품에 따라 다르기는 하나, 슬러지 생성량이 과다하고 슬러지 케이크의 함수율이 높아 슬러지 처분비용이 많이 들게됨을 알 수 있다. 특히 인을 충분히 제거하기 위하여 소석회를 다량 주입하는 처리장에서는 하수 1톤당 370~850g의 건조고형물이 발생하고 슬러지케이크는 2L이상 발생된다. 이것은 하루 10000톤을 처리하는 하수처리장에서 20톤의 슬러지 케이크가 발생함을 시사하고 있다.However, the existing flocculation sedimentation process can treat municipal sewage that is collected, but it cannot process the whole amount including the water that increases up to 10 times or 20 times the dry season during the rainy season. In order to treat up to the water by the existing flocculation sedimentation process, a large-scale treatment facility must be provided, which requires a lot of facility costs, and thus, it was necessary to satisfy only the usual flow rate. In order to treat all the upstream water, therefore, it must be a very compact treatment process that can be aggregated with very short residence times and that precipitation can occur at very high rates. In the existing flocculation process using slaked lime, it is possible to treat up to twice the average daily sewage amount of the planned time when it is designed with the maximum amount of planned wastewater. See the MITER Corporation, Wastewater Tretment Plants Physical-Chemical and Advanced Disinfection Processes, Realization en quelques chiffres, (1981), which have been adopted, and consider the removal of most phosphorus in consideration of flocculation sedimentation treatment conditions and treated water quality. The main purpose is to remove organic substances and suspended solids, and to inject phosphorus in large quantities to remove phosphorus. However, even in this case, the concentration of total phosphorus in the treated water may be about 1 mg / L and it cannot be lowered to within 0.1 mg / L. In addition, in the above documents, the data on the amount of sludge generated during the flocculation sedimentation treatment shows that 140 to 850 g of dry solids are generated in 1 ton of sewage treatment and 0.9 to 3.3 L of the sludge cake is generated. Although it depends on the drug, it can be seen that the sludge production amount is excessive and the sludge cake has a high water content, resulting in a high cost of sludge disposal. In particular, in the treatment plant injecting a large amount of slaked lime to remove phosphorus, 370 ~ 850g of dry solids per ton of sewage is generated, and sludge cake is generated more than 2L. This suggests that 20 tonnes of sludge cake will be produced in a sewage treatment plant that processes 10,000 tonnes per day.

하수 중에 포함된 인은 물론 비점오염원에 의한 인의 유입을 차단하기 위해서는 우기에 유입되는 빗물마저도 응집침전에 의해 처리할 수 있는 시스템이 구성되어야 한다. 따라서 본 발명자는 가능한 한 콤팩트한 처리시설이 되게 하여 평수기에는 정상적인 처리속도로 응집침전처리를 하고 강우시에는 평수기의 10배까지 빠른 처리속도로 처리함으로써 초기 강우시 우류수중의 비점오염원에 의한 오염물질의 응집침전 처리가 가능하도록 할 수 있도록 하는 처리 공정을 연구하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.In order to block the inflow of phosphorus by the nonpoint source as well as the phosphorus contained in the sewage, the rainwater flowing into the rainy season should be configured by coagulation sedimentation. Therefore, the present inventors make the compact processing facility as compact as possible, and performs coagulation and sedimentation treatment at normal processing speed in the smoothing season, and treats at a processing speed up to 10 times faster than the smoothing water during the rainfall, resulting in non-point source in the rainwater during initial rainfall. The present invention has been completed by studying a treatment process that enables the flocculation sedimentation treatment of contaminants.

도 1 은 본원 발명의 고속 응집침전형 오폐수 처리 장치를 포함한 처리계통도를 나타내는 도면1 is a view showing a treatment flow diagram including a high speed flocculation sedimentation wastewater treatment apparatus of the present invention.

도 2 는 종래의 응집 침전 처리 장치를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a conventional flocculation sedimentation treatment apparatus.

본 발명에 따르면, 스크린 및 침사지, 폭기형 저류조, 혼화조, 교반조, 고분자응집조 및 침전조가 차례로 연결된 처리장치에서 이루어지는 오폐수의 처리방법에 있어서, 상기 혼화조에 점토광물계 응집제를 투입하고, 상기 교반조에는 무기 응집제를 투입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 응집침전형 오폐수 처리방법이 제공된다.According to the present invention, in the treatment method of wastewater which is formed in a treatment apparatus in which a screen and a settlement, an aeration type storage tank, a mixing tank, a stirring tank, a polymer aggregating tank, and a precipitation tank are sequentially connected, a clay mineral flocculant is added to the mixing tank, and the stirring is performed. The tank is provided with a flocculation sedimentation type wastewater treatment method characterized by inputting and treating an inorganic flocculant.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 점토광물계 응집제는 제올라이계 응집제이며, 상기 무기응집제는 알럼인 것을 특징으로 하는 응집침전형 오폐수 처리방법According to another feature of the present invention, the clay mineral flocculant is a zeolai flocculant, and the inorganic flocculant is an alum.

이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 스크린 및 침사, 폭기형 저류조, 혼화조, 교반조, 고분자응집조 침전조로부터 혼화조 또는 교반조로 오폐수를 반송하는 라인이 설치되어, 침전조에 침전된 슬러지의 1 - 20% 이내를 혼화조 또는 교반조로 반송함으로써 원류속도를 60m/hr까지 증가시켜 콤팩트한 처리시설로 응집침전처리가 가능하도록 된 처리장치에서 이루어진다.The present invention is provided with a line for returning the waste water from the screen and sedimentation, aeration type storage tank, mixing tank, stirring tank, polymer coagulation tank settling tank to the mixing tank or agitating tank, mixing 1 ~ 20% of the sludge deposited in the settling tank Alternatively, the feed rate is increased to 60 m / hr by conveying to a stirring vessel, and is made in a processing apparatus that enables coagulation sedimentation treatment to a compact processing facility.

상기 혼화조에 투입되는 점토광물계 응집제로는 당업계에서 통상 사용되고있는 것들이 포함될 수 있으나, 이중 제올라이트계 응집제가 바람직한 바, 이는 암모니아성 질소와 총 인의 제거율이 우수하고 가중응집이 가능하기 때문이다. 특히, 본 발명에서는 밀도가 큰 점토광물인 나트로라이트(Natrolite)와 몬모릴로나이트(Montmorillonite)를 주성분으로 한 응집제인 아쿠아(Aqua) 219 [제조원: 정광 아쿠아(주)]를 사용하였다.The clay mineral flocculant added to the mixing tank may include those commonly used in the art, but a double zeolite flocculant is preferable because the removal rate of ammonia nitrogen and total phosphorus is excellent and weighted flocculation is possible. In particular, in the present invention, agglomeration agent Aqua 219 (manufacturer: Concentrate Aqua Co., Ltd.), which is a cohesive agent composed mainly of Natrolite and Montmorillonite, which are dense clay minerals, was used.

또한 상기 교반조에 투입되는 무기응집제로는 당업계에서 통상 사용되고 있는 것들이 포함될 수 있으나, 이중, 알럼(alum, 황산 반토)를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 고분자응집조에는 당업계에서 통상 사용되고 있는 고분자응집제가 투입되는데, 이중, 음이온성 고분자응집제의 하나인 SA 307을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the inorganic coagulant added to the stirring vessel may include those commonly used in the art, of which it is preferable to use alum (alum, alumina sulfate). In addition, the polymer agglomeration tank is generally used in the polymer coagulant is used in the art, it is preferable to use SA 307, one of the anionic polymer coagulant.

전술한 바와 같은, 본 발명의 오폐수 처리 방법에서, 점토광물계 응집제로서 아쿠아(Aqua) 219를 사용하고, 무기 응집제로서 알럼을 사용하고 고분자 응집제로서 SA 307을 사용하였을 때, 최대 처리속도에서 아쿠아(Aqua)219 주입후 혼화조에서 3분, 알럼 주입 후 교반조에서 1분, 고분자응집제 주입후 응집조예서 3분으로 응집이 가능하고 슬러지를 1~20%의 반송비로 혼화조나 교반조로 반송시킨 결과 월류속도 60 m/hr로 침전조의 설계가 가능하게 된다. 위의 계획시간 최대오수량이 1200㎥일 때의 계획시간 평균 오수량은 600㎥이 되므로 우기에는 이 유량의 10 배까지 처리한다고 보면 급화조는 300㎥, 교반조는 100㎥, 응집조는 300㎥, 침전조는 100㎡(10m ×10m)로 설계되어 최대 처리속도에서 총응집시간은 7분으로, 기존의 12분에 비해 약 40% 감소하며 침전조의 월류속도는 100배 증가한다.As described above, in the wastewater treatment method of the present invention, when Aqua (219) is used as the clay mineral flocculant, alum is used as the inorganic flocculant and SA 307 is used as the polymer flocculant, After 219 injection, 3 minutes in mixing tank, 1 minute in stirring tank after injection of alum, and 3 minutes in coagulation tank after polymer coagulant injection are possible, and the sludge is returned to mixing or stirring tank at 1 ~ 20% of return rate. The speed of 60 m / hr allows the design of the settling tank. When the maximum planned wastewater amount is 1200㎥, the planned wastewater will be 600㎥, so if the rainy season is treated up to 10 times of this flow rate, the urging tank is 300㎥, the stirring tank is 100㎥, the flocculation tank is 300㎥, and the sedimentation tank is Designed as 100㎡ (10m × 10m), the total aggregation time is 7 minutes at the maximum processing speed, about 40% decrease compared to the existing 12 minutes, and the overflow speed of the settling tank is increased by 100 times.

이때, 침전조는 플럭의 침전분리를 유리하게 하기 위하여 경사판을 설치하고 슬러지 스크래퍼를 설치한다. 따라서 계획시간 최대 오수량에서는 혼화조 15분, 교반조 5분, 응집조 15분의 응집속도로 운전하다가 우기가 되면 하루 144000㎥의 유량을 처리함으로써 우류수까지 모두 처리할 수 있는 처리시스템이 가능하게 된다. 침전지의 유효수심을 4m로 하면 우류수를 처리하지 못하는 기존의 응집침전 처리시스템의 전체 용적은 8260㎥인 반면에 우류수까지 모두 처리할 수 있는 본 발명은 1100㎥에 불과하므로 본 발명의 경우 우류수까지 모두 처리하면서도 처리시설의 규모는 85%이상 감소하게 되는 장점이 있다.At this time, the settling tank is installed with an inclined plate and a sludge scraper in order to favor the sedimentation of the floc. Therefore, in the maximum amount of filthy water planned, the system operates at a flocculation speed of 15 minutes for mixing tank, 5 minutes for stirring tank, and 15 minutes for flocculation tank. do. If the effective depth of the sedimentation basin is 4 m, the total volume of the existing flocculation sedimentation treatment system that cannot process the wet water is 8260 m 3, while the present invention that can process all the water is only 1100 m 3. Even though all the numbers are processed, the size of the treatment facility is reduced by more than 85%.

본 발명의 경우에는 우류수를 처리하기 위하여 계획 1일 평균 오수량의 1/2인 7200㎥의 폭기식 저류조가 필요하게 되는데, 이를 포함하더라도 기존의 처리시설의 저류조(체류시간 4~5시간, 2400~3000㎥)를 감안하면 기존의 처리시설보다 더 커지지 않는다. 반면 기존의 처리시설에서는 약 100㎥의 용량의 pH 조정조가 응집처리수의 pH 조정을 위해 필요할 경우도 있다.In the case of the present invention, in order to treat the milky water is required aeration type storage tank of 7200㎥, which is 1/2 of the average daily sewage of the plan, even if this includes the storage tank of the existing treatment facility (retention time 4-5 hours, 2400 ~ 3000㎥), it is no bigger than existing treatment facilities. On the other hand, in the existing treatment facility, a pH adjusting tank having a capacity of about 100 m 3 may be required to adjust the pH of the flocculated water.

도 1 은 본 발명의 처리 장치를 이용한 응집첨전 처리계통의 측면도와 평면도로 나누어 보여주고 있다. 또한 도 2 는 기존의 응집침전 처리장치의 일례를 보여주고 있다.1 is divided into a side view and a plan view of a flocculation treatment system using the treatment apparatus of the present invention. 2 shows an example of a conventional flocculation sedimentation treatment apparatus.

위의 제시된 기존의 응집처리방법은 어느 것도 빗물까지 처리하여 총 인의 농도를 0.05mg/L 이내로 낮출 수 있는 방법은 없다. 가는 모래를 사용하여 응집속도를 빠르게 하고 플럭의 침전속도를 증가시킴으로써 시설을 매우 콤팩트하게 할 수 있는 처리방법이 있으나, 이것도 부유물질을 게거하는 것이 주목적이고 총 인의농도를 0.05mg/L이하로 낮추지는 못한다. 그러나 본 발명에 의해서는 그것이 가능함을 알 수 있다. 이로 인하여 모든 하천형 호소의 부영양화에 의한 조류번성 문제와 연안해역의 적조발생문제를 해결할 수 있게 된 것이다.None of the existing flocculation methods presented above can reduce the total phosphorus concentration to within 0.05 mg / L by treating up to rainwater. There is a treatment method that can make the facility very compact by using fine sand to increase the flocculation speed and increase the flocculation rate, but this is also mainly to remove suspended solids and lower the total phosphorus concentration below 0.05mg / L. Can't. However, it can be seen that by the present invention it is possible. As a result, it is possible to solve the problem of algal bloom and red tide in coastal waters caused by eutrophication of all stream-type appeals.

이하의 실시예와 더불어 본 발명을 더 상세히 설명하고자 한다. 이 실시예에 사용된 분석 방법은 환경오염방지법과 미국의 표준법(Standard Methods)에 준하여 시행하였다, 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하고자 하는 것이며 본 발명의 사상을 제한하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. The analytical methods used in this example were conducted in accordance with the Environmental Pollution Control Act and the Standard Methods of the United States. These examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the spirit of the present invention.

실시예1Example 1

경기도 반월 지역의 우수토구의 하수를 취하여 하수의 pH를 7 부근으로 조정하고, 아쿠아219 를 50mg/L주입하고, 2분간 교반한 후 20 - 100 mg/L로 알럼을 주입하고, 1분간 교반하고, 고분자응집제를 주입하고, 3분간 응집시킨 결과 표 1과 같은 처리결과를 얻었다.Take sewage from Usu-dong, Banwol, Gyeonggi-do, adjust the pH of the sewage to around 7, inject 50 mg / L of Aqua219, stir for 2 minutes, inject alum at 20-100 mg / L, and stir for 1 minute. , A polymer coagulant was injected, and the mixture was agglomerated for 3 minutes to obtain the treatment results shown in Table 1.

상기 표에서 보듯이 아쿠아219를 50mg/L 주입한 경우에 알럼을 40mg/L 이상 주입하면 총 인의 농도가 0.1mg/L 이하로 제거됨을 보이고 있으며, 최적 조건인 60mg/L 이상에서는 0.01 mg/L까지 제거되어 99% 이상의 제거율을 보였다.As shown in the table above, injecting 50 mg / L of Aqua 219 shows that total phosphorus concentration is removed below 0.1 mg / L when injecting more than 40 mg / L of alum, and 0.01 mg / L above 60 mg / L of optimal conditions. It was removed up to 99% of the removal rate.

그러나 이때 TKN은 22%의 제거율을 보였다. 아쿠아219를 이용하여 총 인을 매우 낮은 농도로 제거할 수 있음을 볼 수 있으나, TKN의 제거율은 그리 좋지 않았다.However, TKN showed 22% removal rate. It can be seen that Aqua 219 can be used to remove total phosphorus at very low concentrations, but the removal rate of TKN was not very good.

실시예 2Example 2

반월우수토구의 하수를 취하여 아쿠아219를 100mg/L주입 후 5분간 급속교반하는 경우 알럼의 주입량을 변화시켜가며 응집실험을 하였으며, 그 결과를 하기 표 2 에 나타내었다.When sewage from Banwol Utogu was taken and rapidly stirred for 5 minutes after injection of 100 mg / L of Aqua 219, the flocculation experiment was performed while changing the injection amount of alum, and the results are shown in Table 2 below.

상기 표에서 확인할 수 있는 바와 같이, 최적 주입량에서 총 인의 제거율은 100%로서 0mg/L까지 제거되었으며, TKN도 17.1mg/L로부터 14.3mg/L까지 제거되어 16%의 제거율을 보였다. 따라서 아쿠아219 100 mg/L 주입시에는 총 인은 아주 낮은 농도까지 제거가 가능하나 질소의 제거율은 좋지 않음을 확인할 수 있었다. COD 제거율이 낮은 것은 이 하수중의 유기물이 생활오수에서 온 것이 아니라 공장 폐수에서 온 용해성의 유기물이기 때문이다.As can be seen in the above table, the total phosphorus removal rate at the optimal injection amount was 100% and was removed up to 0 mg / L, and TKN was also removed from 17.1 mg / L to 14.3 mg / L, showing a removal rate of 16%. Therefore, when Aqua 219 100 mg / L injection, total phosphorus can be removed to a very low concentration, but the removal rate of nitrogen was not good. The low COD removal rate is due to the fact that the organic matter in the sewage is not from domestic sewage but from soluble organic matter from the plant wastewater.

실시예3Example 3

반월우수토구의 하수를 대상으로 아쿠아219를 200mg/L 주입 한 후, 5분간 교반하는 경우 알럼의 주입량을 변화시켜가며 응집실험을 하였다. 그 결과를 표 3 에 나타내었다.After injecting 200 mg / L of Aqua 219 into the sewage of Banwol Utogu, and stirring for 5 minutes, the flocculation experiment was performed while changing the injection amount of alum. The results are shown in Table 3.

상기 표에서 확인할 수 있는 바와 같이, 알럼 주입량이 75mg/L 이상인 경우, 총 인의 제거율이 우수하였으며, 질소 제거율은 13~21% 로서 높지 않았다. 한편, COD 제거율은 18~19 % 로서 아쿠아219를 100mg/L 주입한 경우와 거의 유사하였다.As can be seen in the above table, when the amount of the alum injected was 75 mg / L or more, the total phosphorus removal rate was excellent, and the nitrogen removal rate was not high as 13 to 21%. On the other hand, the COD removal rate was 18-19%, which was almost the same as the case of 100mg / L injection of Aqua219.

실시예4Example 4

반월우수토구의 하수를 대상으로 아쿠아219를 300mg/L주입한 후 5분간 교반하는 경우에, 알럼의 주입량을 변화시켜가며 응집실험을 하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.When 300mg / L of Aqua 219 was injected into the sewage of Banwol Utogu and stirred for 5 minutes, the flocculation experiment was performed while varying the injection amount of alum. The results are shown in Table 4.

이 경우에는 알럼 주입량 75mg/L 이상에서 매우 낮은 총 인의 농도를 얻을 수 있었으며, 알럼 100mg/L 이상에서는 질소의 제거도 100% 라는 매우 양호한 결과를 보였다. 그러나 같은 75mg/L를 주입한 경우에는 고분자 응집제의 주입량 만을달리 했을 뿐인데 질소제거율에서 매우 상반된 결과를 보였다. 이것으로 보아 질소의 제거율을 높게 유지하기 위해서는 처리수의 pH를 7.5이하로 유지하도록 충분한 양의 알럼이 주입되어야 할 것으로 보인다. 한편 COD 제거율은 이 경우에도 16~18%로 아쿠아219를 200 mg/L 주입한 경우보다도 오히려 낮았다. 따라서 아쿠아219에 의한 응집시, 얻어진 낮은 COD 제거율은 응집제에 의한 것이 아니라 반월우수토구하수의 특성이 일반적인 도시하수와는 달리 입자상 또는 콜로이드상의 유기물을 많이 지니지 않고 용해성 유기물을 지니고 있기 때문으로 보인다. 따라서 이들 유기물에 의한 COD를 낮추기 위해서는 폭기와 같은 다른 수단이 필요할 것으로 판단된다.In this case, a very low total phosphorus concentration was obtained at an alum injection rate of 75 mg / L or more, and at 100 mg / L or more, the removal of nitrogen was 100%. However, when the same 75mg / L was injected, only the injection amount of the polymer flocculent was different, and the results showed very opposite results in the nitrogen removal rate. This suggests that in order to maintain a high nitrogen removal rate, sufficient amount of alum should be injected to maintain the pH of the treated water below 7.5. In this case, the removal rate of COD was 16-18%, which was lower than that of 200 mg / L injection of Aqua219. Therefore, when agglomeration with Aqua 219, the low COD removal rate is not due to the flocculant, but because the characteristics of the Banwol sewage sewage sewage do not have much particulate or colloidal organic matter, unlike the general municipal sewage, and have soluble organic matter. Therefore, other means such as aeration are needed to reduce COD by these organics.

실시예 5Example 5

반월우수토구의 하수를 대상으로 아쿠아219의 주입량을 50 내지 300mg/L로변화시키면서 응집실험을 하였다. 그 결과를 표 5 에 나타내었다.Agglutination experiment was performed while varying the injection amount of Aqua 219 to 50 to 300 mg / L in the sewage of Banwol superior soil. The results are shown in Table 5.

의 실험결과를 보면 아쿠아219의 주입량에 상관없이 알럼의 주입량을 적절히 조절하면 총 인의 제저율을 높게 얻을 수 있음을 알 수 있다. 그러나 질소의 제거율은 대부분의 경우 높지 않았다. 질소의 제거율을 높이기 위해서는 아쿠아 219의 주입량을 높여야 함을 알 수 있다. 이것은 총 질소중의 암모니아성 질소가 아쿠아219 조성 중 제올라이트에 의해 이온교환되어 제거되기 때문이다.Experimental results show that, regardless of the injection amount of Aqua 219, it is possible to obtain a high total phosphorus removal rate by properly adjusting the injection amount of alum. However, the removal rate of nitrogen was not high in most cases. It can be seen that the injection amount of Aqua 219 must be increased to increase the removal rate of nitrogen. This is because ammonia nitrogen in the total nitrogen is ion exchanged and removed by the zeolite in the Aqua219 composition.

실시예 6Example 6

위와 같은 실험실에서의 아쿠아219를 이용한 응집실험결과를 토대로 현장에서의 파일럿(pilot) 실험을 수행하였다. 현장의 파일럿 응집장치는 실제 처리시설을 모사할 수 있도록 집수조, 교반조, 응집조, 경사판 침전조로 구성되어 있으며, 집수조의 용적은 600L, 교반조의 용적은 32L, 응집조의 용적은 64L, 경사판 침전조의 표면적은 0.16㎡로 설계되어 있다.Pilot experiments were performed in the field based on the results of the flocculation experiment using Aqua219 in the above laboratory. The pilot flocculation device in the field consists of a collection tank, agitating tank, agglomeration tank, and an inclined plate sedimentation tank to simulate the actual treatment facility.The volume of the collection tank is 600L, the volume of the agitation tank is 32L, the volume of the agglomeration tank is 64L, The surface area is designed to 0.16 m2.

첫 번째 실험 : 아쿠아219 50mg/L, 알럼 60mg/L, 고분자 응집제 0.5mg/L를 주입하고, 아쿠아주입 후 4분, 알럼 주입 후 4분의 급속교반과 완속교반 16분의 조건에서 총 인은 4.6mg/L로부터 0.01mg/L까지 제거되었으나 TKN은 3.2mg/L로부터 2.9mg/L로 9%만이 제거되었다.First experiment: Aqua 219 50 mg / L, 60 mg / L of alum, 0.5 mg / L of polymer flocculant were injected, and total phosphorus was applied under conditions of rapid stirring and slow stirring of 4 minutes after aqua injection and 4 minutes after alum injection. TKN was removed from 4.6 mg / L to 0.01 mg / L but only 9% of TKN was removed from 3.2 mg / L to 2.9 mg / L.

두 번째 실험 : 아쿠아219 300mg/L를 집수조에 미리 넣어 충분히 섞이게 한후 반응조로 4L/분의 처리속도로 투입하고, 교반조에서 알럼 100mg/L를 주입하고 교반조에서 고분자응집제 1mg/L를 주입하며 수행하였다. 약 2시간이 지난 후 처리수를 취하여 분석한 결과 탁도는 28mg/L에서 2mg/L로 93% 제거되었으며, 총 인은 0.656mg/L에서 불검출까지 100% 제거되었다. 한편 TKN은 10.4mg/L에서 0.56mg/L가지 95% 제거율을 보였다. COD는 182.4mg/L에서 163.2mg/L로 11%만이 제거되었다. 또한, 8L/분의 처리속도로 운전한 결과 탁도는 91%, 총 인은 92%, TKN은 85%, COD는 21%의 제거율을 보였다. 이 처리속도에서도 슬러지 반송이 없이도 침전조에서 응집입자들이 전혀 떠오르지 않음을 확인 할 수 있었다.Second experiment: Aqua 219 300mg / L was pre-mixed into the sump and mixed well, and then 4L / min was added to the reactor, 100mg / L of alum was injected into the mixing tank, and 1mg / L of polymer coagulant was injected into the mixing tank. Was performed. After about 2 hours, turbidity was removed 93% from 28mg / L to 2mg / L and total phosphorus was removed 100% from 0.656mg / L to no detection. Meanwhile, TKN showed 95% removal rate of 0.56mg / L from 10.4mg / L. COD was only 11% removed from 182.4 mg / L to 163.2 mg / L. In addition, the turbidity was 91%, total phosphorus was 92%, TKN was 85%, and COD was 21%. Even at this treatment rate, it could be confirmed that no flocculated particles appeared in the settling tank even without sludge return.

세 번째 실험 : 소석회를 집수조에 미리 넣어 pH를 11까지 조정하고 충분히 섞이게 한 후 반응조로 4L/분의 처리속도로 투입하고, 급속교반조에서 알럼 40mg/L를 주입하고 완속교반조에서 고분자응집제 1mg/L를 주입하여 수행하였다. 약 2시간이 지난 후 처리수를 취하여 분석한 결과 탁도는 13mg/L에서 3.5mg/L로 73% 제거되었으며, 총 인은 0.462mg/L에서 0.098mg/L까지 79% 제거되었다. 한편 TKN은 8.4mg/L에서 8.12mg/L까지 3% 제거율을 보였다. COD는 163.5 mg/L에서147.2 mg/L로 10%만이 제거되었다. 또한, 6L/분의 처리속도로 운전한 결과 탁도는 68%, 총 인은 78%, TKN은 3%, COD는 4%의 제거율을 보였다. 이 경우에는 이 처리속도에서도 침전조에서 작은 응집입자들이 위로 많이 떠오르는 것을 확인 할 수 있었다. 한편 소석회와 알럼에 의한 응집시에는 총 인은 양호한 제거율을 보이고 있으나, TKN은 거의 전혀 제거하지 못함을 확인하였으며 COD 제거율도 아쿠아219에 의한 응집시보다 좋지 않음을 확인하였다. 또한 플럭의 침전성이 양호하지 못하여 소석회와 알럼을 응집제로 사용하는 경우에는 콤팩트한 침전시설을 가질 수 없음을 확인하였다. 플럭의 침전속도를 측정한 결과 평균 침전속도는 24cm/min 으로서 월류속도 1.44 m/hr에 해당하였으며 15.7~35.7 cm/min의 속도로 분포되이 있어 월류속도가 0.942 m/hr인 경우 플럭이 침전하지 못하고 끌려가게 된다는 결론을 얻을 수 있다. 그런데 본 발명에 사용된 파일럿 응집장치의 침전조는 6L/min의 처리속도에서 이미 2.25m/hr의 월류속도를 지니므로 경사판 침전조로 설계되었지만 플럭이 딸려나가게 되는 것은 당연하다. 또한 이 경우에는 응집처리후의 pH가 10부근이어서 처리수의pH조정을 해야 하는 단점이 있다.Third experiment: adjust the pH to 11 in the sump in the sump and mix well, add 4L / min into the reaction tank, inject 40mg / L of alum in the rapid agitator and 1mg of the polymer coagulant in the slow agitator. / L was injected. After about 2 hours, turbidity was removed 73% from 13mg / L to 3.5mg / L and total phosphorus was removed 79% from 0.462mg / L to 0.098mg / L. On the other hand, TKN showed 3% removal rate from 8.4mg / L to 8.12mg / L. COD was only removed 10% from 163.5 mg / L to 147.2 mg / L. In addition, the turbidity was 68%, total phosphorus was 78%, TKN was 3%, and COD was 4%. In this case, even at this treatment rate, it was confirmed that many small flocculated particles floated up in the settling tank. On the other hand, the total phosphorus showed good removal rate when coagulated by slaked lime and alum, but TKN was hardly removed at all, and the COD removal rate was not as good as when coagulated by Aqua 219. In addition, it was confirmed that the flocculation property of the floc was not good, and thus, when the slaked lime and the alum were used as flocculants, the flocculant could not have a compact precipitation facility. As a result of measuring the flocculation rate, the average sedimentation rate was 24cm / min, which corresponds to the monthly flow rate 1.44 m / hr, and was distributed at the speed of 15.7 ~ 35.7 cm / min. It can be concluded that they cannot be dragged. By the way, the settling tank of the pilot flocculator used in the present invention is already designed as an inclined plate settling tank because it already has a monthly flow rate of 2.25m / hr at a processing speed of 6L / min, it is natural to come with a floc. In addition, in this case, the pH after the coagulation treatment has a disadvantage that the pH of the treated water must be adjusted.

네번째 실험 : 아쿠아219 100mg/L를 집수조에 미리 넣어 충분히 섞이게 한 후 반응조로 4L/분의 처리속도로 투입하고 급속교반조에서 알럼 30 mg/L 를 주입하고 완속교반조에서 고분자응집제 1.5mg/L를 주입하며 수행하였다. 약 2 시간이 지난 후 처리수를 취하여 분석한 결과 탁도는 5mg/L에서 2.1mg/L로 57% 제거되었으며총 인은 0.534mg/L에서 0.02mg/L까지 96% 제거되었다. 한편 TKN은 8.96mg/L에서 7mg/L까지 22% 제거율을 보였다. COD는 136 mg/L에서 86.8mg/L로 36%만이 제거되었다.Fourth experiment: Aqua 219 100mg / L was pre-mixed into the sump and mixed well, then 4L / min was added to the reactor and 30mg / L of alum was injected in the rapid agitator and 1.5mg / L of the polymer coagulant in the slow agitator. Injection was performed. After about 2 hours, turbidity was removed 57% from 5mg / L to 2.1mg / L and total phosphorus was removed 96% from 0.534mg / L to 0.02mg / L. TKN showed 22% removal from 8.96mg / L to 7mg / L. COD was removed from 136 mg / L to 86.8 mg / L, only 36%.

다섯 번째 실험: 아쿠아219 200 mg/L를 침수조에 미리 넣어 충분히 섞이게 한 후 반응조로 8L/분의 처리속도로 투입하고, 급속교반조에서 알럼 87.5 mg/L를 주입하고, 완속교반조에서 고분자응집제 1.5mg/L를 주입하여 수행하였다. 약 1시간이 지난 후 처리수를 취하여 분석한 결과 탁도는 17mg/L에서 1.8mg/L로 89% 제거되었으며, 총 인은 0.667mg/L에서 0.07mg/L까지 89% 제거되었다. 한편 TKN은 9.52 mg/L에서 8.4 mg/L까지 12% 제거율을 보였다. COD는 162.2 mg/L에서 126.1 mg/L로 22%만이 제거되었다.Fifth experiment: Aqua 219 200 mg / L was added to the immersion tank and mixed well. Then, the reactor was introduced at a processing speed of 8 L / min, the alum was injected with 87.5 mg / L in the rapid agitation tank, and the polymer coagulant in the slow agitation tank. This was done by injecting 1.5 mg / L. After about 1 hour, turbidity was removed 89% from 17mg / L to 1.8mg / L and total phosphorus was removed from 0.667mg / L to 0.07mg / L after 89%. On the other hand, TKN showed a 12% removal rate from 9.52 mg / L to 8.4 mg / L. COD was only removed 22% from 162.2 mg / L to 126.1 mg / L.

또한 4L/분의 처리속도로 운전한 결과 탁도는 91%, 총 인은 0.01mg/L까지 99%, TKN은 0%, COD)는 20%의 제거율을 보였는데, 이 경우에는 처리수의 pH를 7.5 이하로 유지하였으나 인의 제거율은 양호한 반면 질소의 제거는 얻지 못 하였다.In addition, the turbidity was 91%, the total phosphorus was 99%, the TKN was 0%, and the COD) was 20%. Was maintained below 7.5, but the removal rate of phosphorus was good but nitrogen removal was not obtained.

실시예1~6의 결과 검토Review the results of Examples 1-6

상기 실시예 1 내지 6의 실험 결과로 부터, 질소와 인의 제거율을 높게 얻으려면 아쿠아219의 주입량을 300mg/L이상으로 하여야 하며, 반응시간도 충분히 제공되어야 함을 알 수 있다. 다행히 질소와 인의 오염도가 놓은 건기에는 최대 처리 유량의 10%로 운전할 수 있으므로 각 반응조의 체류시간을 충분하게 길게 가져 갈 수가 있다. 또한 우기에는 질소의 농도가 낮아지므로 인을 제거하는데 초점을 맞춘다면 실시예 1에서 보았듯이 아쿠아219 주입 후 반응조에서 체류시간은 2분 정도로 짧아도 충분하며, 아쿠아219 주입후 반응조에서 1~2분의 체류시간, 고분자 응집제 주입 응집조에서 3분의 체류시간에서 아쿠아 219 100~200mg/L를 주입하면 된다. 실험을 수행한 현장의 수온이 겨우 영상인 정도로 매우 낮아서 모든 반응속도가 대단히 낮을 것이라는 점을 감안하고, 또한 수온이 찬 겨울에는 건기여서 하수유량이 많지 않다는 점을 감안한다면 큰 무리가 아니라고 판단된다.From the experimental results of Examples 1 to 6, it can be seen that in order to obtain a high removal rate of nitrogen and phosphorus, the injection amount of Aqua 219 should be 300 mg / L or more, and the reaction time should be sufficiently provided. Fortunately, dry seasons with nitrogen and phosphorus levels can operate at 10% of the maximum treatment flow rate, allowing a longer residence time of each reactor. In addition, in the rainy season, since the concentration of nitrogen is lowered, if the focus is on removing phosphorus, as shown in Example 1, the residence time in the reactor after the injection of Aqua 219 may be as short as about 2 minutes, and it may be 1 to 2 minutes in the reactor after the injection of Aqua 219. Retention time, injection of polymer flocculant 100-200 mg / L of Aqua 219 may be injected in a retention time of 3 minutes in the flocculation tank. Considering that the water temperature at the site where the experiment was performed is very low as the image, all reaction rates will be very low, and considering that the sewage flow rate is not high because of the dry season in the cold water temperature, it is not a big problem.

실시예 7Example 7

빗물까지 모두 응집처리를 하기 위해서는 콤팩트한 처리시설이 되어야 하고 이를 위해서는 플럭의 침전속도가 대단히 빠르지 않으면 안된다. 플럭의 침전성을 개선하고 응집처리효율에 미치는 슬러지 반송의 영향을 조사하기 위하여 아쿠아 219를 100, 200과 300mg/L으로 주입하고, 알럼을 각각 20, 30, 50mg/L를 주입하고, 고분자응집제는 2mg/L를 주입하며, 각 테스트를 수행한 후 침전된 슬러지를 다음 쟈 테스트시 Alum 주입전에 주입하여 슬러지 반송을 모사하는 실험을 수행하였다.In order to coagulate all the rainwater, it must be a compact treatment facility, and the settling speed of the flocs must be very fast. Aqua 219 was injected at 100, 200 and 300 mg / L, alum was injected at 20, 30 and 50 mg / L, respectively, to improve the flocculation of flocs and investigate the effect of sludge return on flocculation efficiency. Inject 2mg / L, after each test was carried out experiment to simulate the sludge return by injecting the sludge precipitated before Alum injection in the next jar test.

슬러지 반송을 모사하는 각 테스트를 6번 반복 수행한 결과 슬러지 반송량이 증가할수록 생성된 플럭의 침전성이 개선됨을 확인하였다. 1000mL 메스실린더에서 침전실험을 한 결과 두 번째 반송후 부터는 약 1m/분의 침전속도를 보이는 플럭이 생성되었으며 반응기내의 고형물 농도가 약 2000mg/L이 되도록 많은 양을 반송한 경우에는 2m/분의 침전속도를 지니는 플럭이 생성되었다. 이 속도는 120m/hr에 해당하므로 슬러지 반송을 하여 반응기내의 고형물농도를 2000mg/L로 유지한다면60m/hr의 월류 속도로 침전조를 설계할 수 있을 것으로 보인다. 이렇게 유지하기 위해서는 침전조의 슬러지의 고형물농도가 20000mg/L라고 가정한다면 슬러지 반송비를 0.1이상으로 유지해야 한다는 결론이 얻어진다. 슬러지 반송을 모사한 실험에 대한 처리수 분석결과는 하기 표 6 및 7에 나타내었다.As a result of repeating each test that simulates sludge conveyance six times, it was confirmed that as the sludge conveyed amount increased, the settability of the generated floc improved. Precipitation experiments in a 1000 mL measuring cylinder resulted in a floc with a settling rate of about 1 m / min after the second transfer, and a 2 m / min settling when a large amount was returned so that the solids concentration in the reactor was about 2000 mg / L. A floc with speed has been created. Since this speed corresponds to 120 m / hr, it is possible to design the sedimentation tank at a monthly flow rate of 60 m / hr if sludge is returned to maintain the solid concentration in the reactor at 2000 mg / L. To maintain this, it is concluded that the sludge return ratio should be maintained at 0.1 or more, assuming a solid concentration of 20000 mg / L in the sludge of the sedimentation tank. Treatment water analysis results for the experiments to simulate the sludge return is shown in Tables 6 and 7.

위 실험 결과를 보면 세 경우 모두 총 인의 제거율은 우수하나 질소는 2~28%의 제거율을 보여 제거율이 좋지 않았다.The results of the above experiments showed that the removal rate of total phosphorus was good in all three cases, but the removal rate of nitrogen was 2 ~ 28%.

위 실험결과를 보면 적당량의 슬러지 반송으로 아쿠아219의 주입량 100mg/L 이상에서 매우 양호한 총 인의 제거율을 얻을 수 있음을 보이고 있다. 질소의 제거율은 앞의 경우보다 약간 개선되었으나 21~36%에 그치고 있다.The above test results show that a good amount of total phosphorus removal can be obtained at the injection amount of aqua 219 over 100mg / L by the appropriate amount of sludge conveyance. Nitrogen removal was slightly improved compared to the previous case, but only 21-36%.

실시예 8Example 8

현장 파일럿 장치를 이용하여 32L/min 의 처리속도로 아쿠아219 100mg/L를 주입하고 알럼 40mg/L, 고분자 응집제 2mg/L를 주입하며 슬려지를 처리유량의 5%의 비율로 교반조로 반송하며 처리한 결과 COD는 220mg/L에서 163mg/L 까지 26%, 총 인은 0.874mg/L에서 0.04mg/L까지 95% 제거되었다. TKN은 16.1mg/L에서 11.1mg/L까지 31% 제거되었으며, 탁도는 23.4로부터 2.1 까지 91% 제거되었다. 이 처리속도에서도 플럭의 침전은 양호하여 거의 떠오르지 않았다. 이 운전속도에서는 12.0m/hr의 월류속도가 된다.Inject 100 mg / L Aqua Aqua219 at a treatment rate of 32 L / min, inject 40 mg / L of alum, 2 mg / L of polymer flocculant, and return sludge to the agitation tank at a rate of 5% of the flow rate. As a result, COD was removed 26% from 220mg / L to 163mg / L and total phosphorus was removed 95% from 0.874mg / L to 0.04mg / L. TKN was 31% removed from 16.1 mg / L to 11.1 mg / L, and turbidity was 91% removed from 23.4 to 2.1. At this treatment rate, the floc precipitated well and hardly appeared. At this operating speed, the overflow speed is 12.0m / hr.

같은 현장 파일럿 장치를 이용하여 64L/min의 처리속도로 아쿠아219 100mg/L를 주입하고 알럼 40mg/L, 고분자 응집제 2mg/L를 주입하며 슬러지를 처리유량의 10%의 비율로 급속교반조로 반송하며 처리한 결과 COD는 154mg/L에서 120mg/L까지 22%, 총 인은 0.664mg/L에서 0.05mg/L까지 92% 제거되었다 TKN은 12.8mg/L에서 9.7mg/L까지 24% 제거되었으며, 탁도는 18.5로부터 2.3 까지 88% 제거되었다. 이 처리속도에서도 플럭의 침전은 양호하여 거의 떠오르지 않았다. 이 운전속도에서는 24.0m/hr의 월류속도가 된다.Using the same field pilot device, 100 mg / L of Aqua 219 is injected at a processing speed of 64 L / min, 40 mg / L of alum and 2 mg / L of polymer coagulant are injected, and the sludge is returned to a rapid stirring tank at a rate of 10% of the treated flow rate. The treatment resulted in 22% COD removal from 154mg / L to 120mg / L and 92% total phosphorus from 0.664mg / L to 0.05mg / L. TKN was removed 24% from 12.8mg / L to 9.7mg / L. Turbidity was removed 88% from 18.5 to 2.3. At this treatment rate, the floc precipitated well and hardly appeared. At this operating speed, the overflow speed is 24.0m / hr.

실시예 9Example 9

아쿠아219 주입량 100, 200 , 300mg/L에서 알럼을 각각 25, 50, 75mg/L주입하고 고분자 응집제 2mg/L를 주입하여 응집시킨 후 발생된 슬러지 전량을 진공 여과하여 슬러지케이크 발생량을 결정하고 건조 오븐에서 건조시켜 슬러지의 건조중량과 함수율을 구하였다. 한편 소석회로 pH 11로 조종하고 알럼 35mg/L를 가하고 고분자응집제 2mg/L를 주입하여 응집시킨 후, 발생된 슬러지에 대해서도 위와 같은분석을 수행하였다. 이 실험 결과는 표 8에 나타내었다.Inject the alum at 25, 50 and 75mg / L of Aqua 219 injection amount 100, 200 and 300mg / L, and inject the agglomerate with 2mg / L of the polymer flocculant to determine the amount of sludge produced by vacuum filtration. It was dried at to obtain the dry weight and water content of the sludge. On the other hand, it was adjusted to pH 11 with calcined circuit, 35mg / L of alum was added, 2mg / L of polymer coagulant was injected and coagulated. The results of this experiment are shown in Table 8.

위 실험 결과로 볼 때 아쿠아219로 응집할 경우 함수율이 매우 낮은 슬러지 케이크가 얻어지므로 소석회와 아쿠아로 응집한 경우보다 슬러지 케이크의 발생량이 상당히 적음을 예상할 수 있다. 아쿠아219의 주입량에 따라 함수율이 대단히 상이한 결과를 보였는데, 이는 시료중의 고형물의 양의 차이 때문으로 판단되어 현장 실험에서 얻어진 다량의 침전된 슬러지를 취하여 고형물농도와 함수율을 구한 결과 침전된 슬러지의 고형물농도는 4.18%였고 진공여과시킨 슬러지케이크 중의 함수율은 61%였다. 따라서 같은 양의 슬러지 고형물이 발생되는 경우 처분해야 하는 슬러 지케이크의 양은 소석회로 응집하는 경우의 약 3분의 1이 될 것으로 예상된다.As a result of the above experiment, when agglomeration with aqua 219 yields a very low water content sludge cake, it can be expected that the amount of sludge cake is considerably less than that of agglomeration with slaked lime and aqua. The water content was very different depending on the injection amount of Aqua 219, which was judged to be due to the difference in the amount of solids in the sample, and the solid concentration and the moisture content were calculated by taking a large amount of precipitated sludge obtained in the field experiment. Solids concentration was 4.18% and water content in vacuum filtered sludge cake was 61%. Therefore, when the same amount of sludge solids is generated, the amount of sludge cake to be disposed of is expected to be about one third of that when agglomerated with calcination.

실시예 10Example 10

응집처리에 의하나 유기물의 제거율이 낮은 하수의 COD 및 BOD 제거율을 높이기 위해 저류조에서 폭기와 미생물의 접종을 하는 경우를 모사한 후 응집실험을수행하였다. 하기 표 9 는, 미생물을 활성슬러지 반응조에서 순응시킨 후 150mg/L의 농도가 되도록 접종하고 6시간 또는 12시간 폭기후의 수질의 변화를 나타낸 것이다.In order to increase COD and BOD removal rate of sewage with low removal rate of organic matter by coagulation treatment, coagulation experiment was conducted after simulating the inoculation of aeration and microorganisms in the storage tank. Table 9 below shows the change in water quality after 6 hours or 12 hours of aeration after inoculating the microorganisms in an activated sludge reactor to a concentration of 150 mg / L.

위 실험결과를 보면 폭기가 계속되면서 pH는 올라가고 탁도는 약간 감소하였다. COD는 폭기시간이 진행될수록 약간 감소하였으며 BOD는 12시간 폭기후 69%의 제거율을 나타내었다.The results of the experiment showed that as the aeration continued, the pH increased and the turbidity decreased slightly. COD decreased slightly as the aeration time progressed, and BOD showed 69% removal after 12 hours of aeration.

표 10에는 12시간 폭기후 응집실험결과와 폭기시키기 않은 원수의 응집실험결과를 보이고 있다.Table 10 shows the results of the flocculation test after 12 hours of aeration and the results of the flocculation of untreated aerated water.

위 실험결과를 보면 미생물을 접종 후 폭기후에 응집을 하면 처리수의 탁도가 대단히 좋아짐을 알 수 있다. 또한 COD제거율은 큰 차이는 없지만 폭기후에 응집한 것이 30 mg/L대로 더 낮아짐을 확인 할 수 있었다. 미생물의 농도는 낮아도 BOD의 제거는 많이 일어남을 볼수 있는데 처리수의 농도가 10mg/L이하로 떨어질 수 있음을 보이고 있다. 이것은 폭기시간 12시간인 슬러지반송이 없는 폭기식 라군과 같은 생물학적 처리법과 같은 처리 결과를 보인 것으로 볼 수 있다. 총 인의 농도는 폭기와 상관없이 양호한 제거율을 보였으며 TKN은 예상과 달리 폭기로 크게 개선되지 않았으나 300mg/L의 아쿠아219 주입에서는 꽤 높은 제거율을 보였다.The above test results show that the turbidity of the treated water is greatly improved by agglutination after aeration after inoculation of microorganisms. In addition, the COD removal rate was not significantly different, but the concentration after the aeration was lowered to 30 mg / L. Even though the concentration of microorganisms is low, the removal of BOD can be seen a lot, which shows that the concentration of treated water can drop below 10mg / L. This can be seen as the same treatment result as biological treatment such as aeration lagoon without sludge return with aeration time of 12 hours. Total phosphorus concentration showed good removal rate regardless of aeration, and TKN did not improve as expected, but it was quite high at 300 mg / L Aqua219 injection.

실시예 11Example 11

응집 후 처리수의 중금속과 양이온의 농도변화를 확인하기 위하여 현장에서 파일럿 응집장치로 처리한 시료와 실험실에서원수를 직접응집한 시료와 6시간 폭기 후 응집한 시료의 중금속 및 양이온의 농도를 분석하였다. 그 결과를 표 11에 나타내었다.The concentrations of heavy metals and cations in the samples treated with the pilot flocculation device in the field and the samples directly agglomerated in the laboratory and the samples agglomerated after 6 hours of aeration were analyzed to confirm the concentration changes of the heavy metals and cations in the treated water after flocculation. . The results are shown in Table 11.

위 표의 결과를 볼 때 암모니아의 이온교환속도보다 빠른 교환 속도를 지니는 K가 일반적인 물에서 볼 수 있는 농도인 10mg/L보다 상당히 높고 Na, Mg, Ca 등 다른 양이온도 매우 높기 때문에 암모니아의 흡착이 덜 일어난 것으로 보인다. 중금속의 농도는 응집처리를 통하여 상당히 제거됨을 보이고 있으며, 청정지역 배출허용기준과 비교할 때 기준치보다 크게 낮으므로 전혀 문제가 되지 않는다. 호소의 수질 환경기준과 비교해도 모두 기준치 이하를 보이고 있다.From the results in the table above, the adsorption of ammonia is less because K, which has a faster exchange rate than the ion exchange rate of ammonia, is considerably higher than 10 mg / L, the concentration found in normal water, and other cations such as Na, Mg, and Ca are also very high. It seems to have happened. The concentration of heavy metals has been shown to be significantly removed through flocculation, and this is not a problem at all, as it is significantly lower than the baseline when compared to clean area emission limits. Compared with the water quality standards of the appeal, they are all below the standard.

상기 실시예들에서 볼 수 있는 바와 같이 하수를 폭기식 저류조에서 12시간 이상의 체류시간으로 폭기식 라군처럼 처리한후, 점토광물계 아쿠아219를 사용하고, 무기응집제를 사용하고, 고분자응집제를 사용하여 슬러지를 반응조 또는 급속 교반조로 적당량을 반송하는 고속 응집침전처리함으로써 건기에는 하수중의 유기물을 80%이상 제거하고 총 인을 0.05mg/L 이내로 처리하고 암모니아성 질소를 20~90% 제거하고 부유물질을 90%이상 제거하여, 처리수 탁도가 1mg/L인 맑은 처리수를 얻을 수 있으며 우기에는 건기의 10배 이상의 빠른 속도를 처리하면서도 적어도 총 인의 농도는 0.05mg/L를 얻을 수 있는 처리공정이 가능함을 확인하였다. 따라서, 처리수의 pH 조정이 더 이상 필요치 않으며 기존의 응집제에 비해 슬러지의 발생량이 적고 슬러지 케이크의 함수율이 낮은 장점이 있다. 결국, 본 방법으로 많은 양의 빗물까지 처리하면서 총 인의 농도를 호소화 부영양화 예방을 위해 방류되어야 하는 기준(호소의 Ⅲ등급 수질기준) 농도인 50ppb 이내로 낮출 수 있다.As can be seen in the above examples, the sewage is treated like an aeration lagoon with a residence time of 12 hours or more in an aeration storage tank, then clay mineral aqua 219 is used, an inorganic coagulant is used, and a polymer coagulant is used for sludge. By the high-speed flocculation sedimentation treatment to return the appropriate amount to the reaction tank or the rapid stirring tank, in the dry season, more than 80% of organic matter in the sewage is removed, the total phosphorus is treated within 0.05mg / L, 20-90% of ammonia nitrogen is removed, and suspended solids are removed. By removing more than 90%, it is possible to obtain clear treated water with a treated turbidity of 1mg / L, and in the rainy season, it is possible to process 10 times faster than dry season while at least total phosphorous concentration of 0.05mg / L is possible. It was confirmed. Therefore, the pH adjustment of the treated water is no longer necessary, and there is an advantage that the amount of sludge generated and the water content of the sludge cake is lower than that of the conventional flocculant. As a result, the present method can reduce the total phosphorus concentration to within 50 ppb, which is the standard (water class III standard) of the discharge that should be discharged to prevent the eutrophic eutrophication while treating a large amount of rainwater.

Claims (2)

스크린 및 침사지, 폭기형 저류조, 혼화조, 교반조, 고분자응집조 및 침전조가 차례로 연결된 처리장치에서 이루어지는 오폐수의 처리방법에 있어서, 상기 혼화조에 점토광물계 응집제를 투입하고, 상기 교반조에는 무기응집제를 투입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 응집침전형 오폐수 처리방법In the treatment method of waste water, which is formed in a treatment apparatus in which a screen and a settlement, an aeration type storage tank, a mixing tank, a stirring tank, a polymer aggregating tank, and a precipitation tank are sequentially connected, clay mineral flocculant is added to the mixing tank, and an inorganic coagulant is added to the mixing tank. Agglomerated sedimentation wastewater treatment method characterized in that the input treatment 제1항에 있어서, 상기 점토광물계 응집제는 제올라이계 응집제이며, 상기 무기응집제는 알럼인 것을 특징으로 하는 응집침전형 오폐수 처리방법The method of claim 1, wherein the clay mineral coagulant is a zeolae coagulant, and the inorganic coagulant is alum.
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