KR100394997B1 - Apparatus for purifying wastewater - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수정화장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 혐기조(1), 무산소조(2) 및 호기조(3)를 구비하는 폐수처리장치에 호환성 있게 적용될 수 있고, 또한, 비교적 간단한 설비를 통하여 우수한 탈질 효율을 달성할 수 있음으로 인하여, 종국적으로는 폐수정화 효율의 극대화를 기대할 수 있도록 하는 폐수정화장치에 관한 것이다. 본 발명은 혐기조(1), 무산소조(2), 호기조(3) 및 침전조(5)를 구비하는 폐수정화장치로서, 상기 무산소조(2) 전단으로부터 피처리수의 일부를 공급 받고 상기 무산소조(2) 후단의 호기조로(3)부터 반송되는 반송수를 공급 받아 용존산소를 저감시킨 후 무산소조(2)로 유입되게 하는 용존산소저감조(4b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수정화장치를 제공한다.The present invention relates to a wastewater purification apparatus, and more particularly, can be applied to the wastewater treatment apparatus having an anaerobic tank (1), an anaerobic tank (2) and an aerobic tank (3), and excellent through a relatively simple equipment Since the denitrification efficiency can be achieved, the present invention relates to a wastewater purification apparatus that can eventually be expected to maximize the efficiency of wastewater purification. The present invention is a wastewater purification apparatus having an anaerobic tank (1), an oxygen-free tank (2), an aerobic tank (3) and a settling tank (5), wherein a portion of the water to be treated is supplied from the front end of the oxygen-free tank (2), the oxygen-free tank (2) Provided is a wastewater purification apparatus, characterized by comprising a dissolved oxygen reduction tank (4b) to reduce the dissolved oxygen after receiving the return water supplied from the aerobic tank (3) of the rear stage to flow into the anoxic tank (2).
Description
본 발명은 폐수정화장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 혐기조, 무산소조, 호기조 및 침전조를 구비하는 폐수정화장치로서, 무산소조로 유입되는 유입수의 용존산소를 효과적으로 감소시킴으로써 질소, 인 및 BOD의 제거 효율을 극대화시킨 폐수정화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater purification apparatus. More specifically, the present invention relates to a wastewater purification apparatus having an anaerobic tank, an anaerobic tank, an aerobic tank, and a settling tank, which effectively maximizes the removal efficiency of nitrogen, phosphorus, and BOD by effectively reducing the dissolved oxygen of the influent flowing into the anoxic tank.
종래의 폐수정화장치로는 A2/O 공법, Bardenpho 공법, UCT 공법 등 다양한 공법이 제시되고 있고, 이들 또는 이들의 변형 공법에 의하여 폐수정화 효율이 다소는 개선된 점은 인정되고 있다.Conventional wastewater purification apparatus has been proposed various methods such as A 2 / O method, Bardenpho method, UCT method, it is recognized that the waste water purification efficiency is somewhat improved by these or their modified method.
예컨대, 대표적인 생물학적 질소·인 제거공법으로 알려지고 있는 A2/O 공법은 호기조의 전단계에 혐기조와 무산소조를 순차적으로 설치하고 호기조에서 처리된 처리수를 무산소조로 다시 반송하여 질산성 질소를 제거하며, 침전조에서 침전된 활성슬러지 중의 일부를 혐기조로 반송함으로써 반응조 전체의 미생물 농도를 일정하게 유지할 뿐만 아니라, 혐기상태에서 인을 방출시키고 후속 호기조에서 과잉의 인을 섭취함으로써 인을 제거한다.For example, the A 2 / O method, known as a representative biological nitrogen / phosphorus removal method, installs anaerobic tanks and anoxic tanks sequentially in all stages of the aerobic tanks, and returns the treated water from the aerobic tanks to anoxic tanks to remove nitrate nitrogen. Part of the activated sludge precipitated in the settling tank is returned to the anaerobic tank to keep the concentration of microorganisms throughout the reactor constant, as well as to release the phosphorus in the anaerobic state and to remove the phosphorus by ingesting excess phosphorus in the subsequent aerobic tank.
그러나, 이러한 A2/O 공법은 호기조에서 처리된 처리수를 무산소조로 반송하는 과정에서 용존된 산소도 함께 반송됨으로써 무산소조에서의 탈질 효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, this A 2 / O method has a problem in that the denitrification efficiency in the anoxic tank is lowered because the dissolved oxygen is also conveyed in the process of returning the treated water treated in the aerobic tank to the oxygen-free tank.
또한, 탈질효율의 저하로 인하여 혐기조에서 인 방출을 저해하는 가장 큰 인자라 할 수 있는 반송 질산염 농도 또한 증가하여 인 제거 효율도 동시에 저하되는 문제점이 있었다.In addition, due to the decrease in the denitrification efficiency, the concentration of the carrier nitrate, which may be the biggest factor that inhibits phosphorus release in the anaerobic tank, also increases, resulting in a decrease in phosphorus removal efficiency.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같은 본 출원인의 선행 특허출원 00-11595호(발명의 명칭: 폐수처리장치 및 방법)에서는 호기조(3)에 용존산소저감조(4a)를 설치하여 무산소조(2)로 반송되는 반송수의 용존산소를 저감시킴으로써 무산소조(2)에서의 탈질 효율을 증가시켜 전체적으로 폐수처리 효율의 향상을 달성하였다. 또한, 기존의 A2/O 공법과 비교할 때, 무산소조에서 혐기조로 내부반송을 실시함에 따라 혐기조내에서 NOX에 의한 인 방출이 억제되지 않아 결국, 호기조에서 인 섭취율이 향상되어 인 제거효율이 우수하다는 장점을 가지고 있었다.Therefore, in the prior patent application 00-11595 of the present applicant (name of the invention: wastewater treatment apparatus and method) as shown in FIG. 1, a dissolved oxygen reduction tank 4a is installed in the aerobic tank 3 so as to provide an anaerobic tank 2. By reducing the dissolved oxygen of the returned water returned to the furnace, the denitrification efficiency in the oxygen-free tank 2 was increased, and the improvement of the wastewater treatment efficiency as a whole was achieved. In addition, as compared with the conventional A 2 / O method, the internal transport from the anaerobic tank to the anaerobic tank does not inhibit the release of phosphorus by NO X in the anaerobic tank, resulting in improved phosphorus intake rate in the aerobic tank, resulting in excellent phosphorus removal efficiency. It had the advantage.
그러나, 상기의 선행 특허출원에서는 유입 기질이 혐기조(1), 무산소조(2) 및 호기조(3)를 경유하는 동안 거의 소모되어 미생물을 산화시킬 기질이 부족하기 때문에 용존산소 저감효율이 좋지 못하였고, 이는 전체 설비에서 질소 및 인의 제거 효율의 좋지 못한 문제점이 있었다. 이를 다른 측면에서 살펴보면, 상기의 선행 특허출원에서는 무산소조(2)로 반송되는 반송수의 용존산소를 기준치 이하로 저감시키기 위해서는 긴 체류 시간을 필요로 하게 되고, 따라서 용존산소저감조(4a)의 용적을 크게 늘여야 하는 문제점이 있었다.However, in the above-mentioned prior patent application, dissolved oxygen reduction efficiency was not good because the inflow substrate was almost consumed while passing through the anaerobic tank (1), the anaerobic tank (2), and the aerobic tank (3), and the substrate was insufficient to oxidize microorganisms. This was a bad problem of nitrogen and phosphorus removal efficiency in the entire installation. In other respects, the preceding patent application requires a long residence time in order to reduce the dissolved oxygen of the returned water returned to the oxygen-free tank 2 below the reference value, and thus the volume of the dissolved oxygen-lowering tank 4a. There was a problem to greatly increase the.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무산소조로 반송되는 반송수의 용존산소저감효율을 극대화함으로써 탈질효율을 증가시키고, 이를 통하여 폐수정화장치의 질소 및 인의 처리효율의 극대화를 달성하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to increase the denitrification efficiency by maximizing the dissolved oxygen reduction efficiency of the return water returned to the oxygen-free tank, thereby the treatment efficiency of nitrogen and phosphorus in the wastewater purification apparatus To achieve the maximum.
본 발명의 또 다른 목적은 용존산소 저감속도를 향상시켜 용존산소저감조의 용적을 최소화하는데 있다.Another object of the present invention is to minimize the volume of dissolved oxygen reduction by improving the dissolved oxygen reduction rate.
본 발명의 또 다른 목적은 혐기조, 무산소조 및 호기조를 구비하는 폐수처리장치에 호환성 있게 적용될 수 있고, 또한, 비교적 간단한 설비를 통하여 우수한 탈질 효율을 달성할 수 있음으로 인하여, 종국적으로는 폐수정화 효율의 극대화를 기대할 수 있도록 하는데 있다.Another object of the present invention can be applied to the waste water treatment apparatus having an anaerobic tank, an anoxic tank and an aerobic tank compatible, and also because it can achieve a good denitrification efficiency through a relatively simple equipment, ultimately the waste water purification efficiency of It is to be able to expect to maximize.
도 1은 본 출원인이 기출원한 종래의 폐수정화장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional wastewater purification apparatus that the applicant has filed previously.
도 2는 본 발명의 원리를 개략적으로 보여주는 도면이다.2 schematically illustrates the principles of the present invention.
도 3는 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.3 is a view schematically showing a wastewater purification apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4b는 도 1의 폐수정화장치에서 용존산소저감조의 용존산소 저감특성을 알아 보기 위하여 실험한 결과를 보여주는 도면으로서, 도 4a는 초기 기질이 남아 있는 상태에서 호기조 내부 반송수의 용존산소 저감특성을 보여주는 도면이고, 도 4b는 기질이 완전 산화된 후 호기조 내부 반송수의 용존산소 저감특성을 보여주는 도면이다.4A to 4B are diagrams showing the results of experiments to determine the dissolved oxygen reduction characteristics of the dissolved oxygen lowering tank in the wastewater purification apparatus of FIG. 1, and FIG. 4A shows the dissolved oxygen of the return water inside the aerobic tank while the initial substrate remains. Figure 4b is a view showing the reduction characteristics, Figure 4b is a view showing the dissolved oxygen reduction characteristics of the return water in the aerobic tank after the substrate is completely oxidized.
도 5a 내지 도 5j는 도 3의 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치에서 용존산소저감조의 용존산소 저감특성을 알아 보기 위하여 실험한 결과를 보여주는 도면으로서, 각각 혐기조로부터 공급되는 처리수와 호기조로부터 반송되는 반송수의 혼합비를 달리하여 실험한 결과를 보여주는 도면이다.5a to 5j show the results of experiments to find the dissolved oxygen reduction characteristics of the dissolved oxygen reduction tank in the wastewater purification apparatus according to the preferred embodiment of the present invention of Figure 3, respectively, the treated water and the aerobic tank supplied from the anaerobic tank It is a figure which shows the result of experiment by changing the mixing ratio of returned water conveyed from the.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.6 to 11 is a view schematically showing a wastewater purification apparatus according to another preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1: 혐기조 2: 무산소조1: anaerobic tank 2: anaerobic tank
3: 호기조 4a, 4b: 용존산소저감조3: aerobic tanks 4a, 4b: dissolved oxygen reduction tank
5: 침전조5: settling tank
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 혐기조, 무산소조, 호기조 및 침전조를 구비하는 폐수정화장치로서, 상기 무산소조 전단으로부터 피처리수의 일부를 공급 받고 상기 무산소조 후단의 호기조로부터 반송되는 반송수를 공급 받아 용존산소를 저감시킨 후 무산소조로 유입되게 하는 용존산소저감조를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수정화장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a waste water purification apparatus having an anaerobic tank, an anoxic tank, an aerobic tank and a settling tank, receiving a portion of the water to be treated from the front end of the anaerobic tank and receiving the return water returned from the aerobic tank at the rear end of the anoxic tank The present invention provides a wastewater purification apparatus comprising a dissolved oxygen reduction tank for reducing dissolved oxygen and allowing it to flow into an anoxic tank.
본 발명은 다양한 폐수처리 공법에 그대로 응용될 수 있는데, 예컨대, A2/O 공법에 응용되는 경우에는, 침전조로부터 혐기조로의 슬러지 반송라인을 가질 것이다. 또한, 본 출원인의 선행 출원과 유사하게, 무산소조에서 처리된 처리수의 일부를 혐기조로 반송하는 무산소조처리수반송라인을 구비하고, 침전조에서 침전된 침전물의 일부를 호기조로 반송하는 슬러지반송라인을 구비할 수도 있다. 즉, 본 발명은 혐기조, 무산소조 및 호기조를 구비하는 다양한 폐수처리공법에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to various wastewater treatment processes as it is, for example, when applied to the A 2 / O process, it will have a sludge return line from the settling tank to the anaerobic tank. In addition, similar to the applicant's prior application, it is provided with an anaerobic tank treatment water conveying line for returning a portion of the treated water treated in the anoxic tank to the anaerobic tank, and a sludge conveying line for conveying a portion of the precipitate precipitated in the sedimentation tank to the aerobic tank. You may. That is, the present invention can be applied to various wastewater treatment methods having an anaerobic tank, an anaerobic tank and an aerobic tank.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구체예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 원리를 개략적으로 보여주는 도면이다. 무산소조 전단의피처리수, 예컨대, 유입원수 또는 무산소조 전단의 혐기조에서 처리된 처리수는 풍부한 기질을 함유하고 있다. 따라서, 본 발명에서는 도시한 바와 같이, 무산소조(2) 후단의 호기조(3)로부터 반송되는 반송수와 무산소조 전단의 기질이 풍부한 피처리수 일부를 용존산소저감조(4b)에 함께 공급하여 혼합함으로써, 물리적 혼합 및 미생물에 의한 생물학적 반응을 통하여 용존산소가 저감시키도록 하였다. 도 2의 용존산소저감조(4b)의 좌측 입력단은 기질이 풍부한 피처리수 일부의 공급을 나타낸 것인데, 상기 피처리수는 유입원수 또는 혐기조에서 처리된 처리수 등이 될 수 있고, 이 들 모두가 함께 공급될 수도 있다.2 schematically illustrates the principles of the present invention. The treated water of the anoxic tank front end, for example, the influent source or the treated water treated in the anaerobic tank front end, contains abundant substrate. Therefore, in the present invention, as shown in the drawing, by returning and supplying a part of the water to be returned from the aerobic tank 3 at the rear end of the anaerobic tank 2 and a portion of the treated water rich in the substrate at the front end of the anaerobic tank together to the dissolved oxygen reduction tank 4b. In addition, dissolved oxygen was reduced through physical mixing and biological reactions by microorganisms. The left input terminal of the dissolved oxygen reduction tank 4b of FIG. 2 shows the supply of a portion of the treated water rich in the substrate, and the treated water may be an inflow water or treated water treated in an anaerobic tank. May be supplied together.
도 3는 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도시한 바와 같이, 도 3의 폐수처리장치는 본 출원인의 선행 특허출원과 유사한 구성을 가지고 있다.3 is a view schematically showing a wastewater purification apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. As shown, the wastewater treatment apparatus of FIG. 3 has a configuration similar to the applicant's prior patent application.
폐수를 처리하기 위한 유입수는 혐기조(1)로 유입되며, 혐기조(1)에서 믹서로 혼합되고 동시에 인제거 미생물인 PAOs(Phosphorus Accumulating Organisms)에 의해 유기물이 제거되고 인이 방출되어 조내 인의 농도가 증가한다.Influent to treat wastewater is introduced into the anaerobic tank (1), mixed with the mixer in the anaerobic tank (1), and at the same time, organic matter is removed and phosphorus is released by phosphorus-removing microorganisms (Phosphorus Accumulating Organisms) to increase the concentration of phosphorus in the tank. do.
혐기조(1)에서 처리된 처리수의 일부는 무산소조(2)로 이송되는데, 무산소조(2)에서도 믹서에 의해 혼합되면서 탈질균에 의한 질소 및 유기물의 제거가 일어난다. 무산소조(2)에서 처리된 처리수는 호기조(3)로 이송되고 일부는 무산소조처리수반송라인을 통해 혐기조(1)로 반송된다. 무산소조(2)에서 NOX가 제거된 처리수를 혐기조(1)로 내부반송함에 따라 혐기조(1)에서 NOX에 의한 인 방출 억제현상이 발생하지 않아 결국, 최종 인의 제거효율이 향상되게 된다. 호기조(3)에서는 바닥에서 압축공기를 불어넣어 산소를 공급함으로써 잔여 유기물과 암모니아성 질소의 제거가 일어난다. 호기조(3)에서 처리된 처리수는 질소의 제거를 위해 일부는 무산소조(2)로 반송되고 일부는 침전조(5)로 이송된다. 침전조(5)에서는 슬러지를 침전시키고 정화된 물을 외부로 배출하며, 활성슬러지의 일부는 다시 슬러지반송라인을 통해 호기조(3)로 공급된다.A part of the treated water treated in the anaerobic tank 1 is transferred to the anoxic tank 2, in which the nitrogen and organics are removed by denitrification bacteria while being mixed by a mixer. The treated water treated in the anaerobic tank 2 is transferred to the aerobic tank 3 and a part is returned to the anaerobic tank 1 through the anoxic tank treated water transport line. As the treated water from which the NO X is removed in the anaerobic tank 2 is returned to the anaerobic tank 1, the phosphorus emission suppression phenomenon by the NO X does not occur in the anaerobic tank 1, so that the final phosphorus removal efficiency is improved. In the aerobic tank 3, compressed air is blown from the bottom to supply oxygen to remove residual organic matter and ammonia nitrogen. The treated water treated in the aerobic tank 3 is partially returned to the anoxic tank 2 for removal of nitrogen and a part is transferred to the settling tank 5. In the settling tank 5, sludge is settled and the purified water is discharged to the outside, and a part of the activated sludge is supplied to the aeration tank 3 through the sludge conveying line again.
혐기조(1)에서 무산소조(2)로 유입되는 처리수와 호기조(3)에서 무산소조(2)로 반송되는 반송수는 용존산소저감조에서 혼합되어 용존산소가 저감된 후 무산소조(2)로 유입되도록 한다. 따라서, 무산소조(2)로 유입될 때는 혼합수 내의 용존산소를 거의 소비하여 용존산소가 거의 없는 상태로 주입되게 된다. 탈질화 과정에서 전자수용체로 NOX를 이용하게 되는데, 이 때 용존산소가 유입되게 되면 에너지 생성측면에서 용존산소를 이용하는 것이 유리하여 결국 탈질제거효율이 저하되게 된다. 따라서 용존산소저감조(4b)가 설치됨에 따라 무산소조(2)로 용존산소가 유입되지 않아 질소제거효율이 향상되게 된다.The treated water flowing into the anaerobic tank (1) from the anaerobic tank (1) and the return water returned from the aerobic tank (3) to the anaerobic tank (2) are mixed in the dissolved oxygen reducing tank to reduce the dissolved oxygen and flow into the anoxic tank (2). do. Therefore, when flowing into the oxygen-free tank (2), the dissolved oxygen in the mixed water is almost consumed to be injected in the state of little dissolved oxygen. There is the use of NO X in the denitrification process as an electron acceptor, at this time, if the dissolved oxygen to be introduced to utilize the dissolved oxygen in terms of energy produced by the glass is to be finally lowered denitration removal efficiency. Therefore, as the dissolved oxygen reduction tank 4b is installed, the dissolved oxygen does not flow into the oxygen-free tank 2, thereby improving the nitrogen removal efficiency.
혐기조(1) 유출수 중 용존산소저감조(4b)로 유입되는 처리수와 용존산소저감조(4b)를 경유하지 않고 직접 무산소조(2)로 유입되는 처리수의 비율은 설계자의 설계목적에 따라 선택되어진다. 즉, 혐기조(1) 유출수의 전부가 용조산소저감조를 통하여 무산소조(2)로 유입되는 경우, 무산소 탈질에 필요한 유기물이 부족하게 되어 효과적인 탈질을 저해하게 되기 때문이다. 따라서, 용존산소 저감조로 유입되도록 하는 혐기조(1) 유출수의 분배 비율은 유입되는 오폐수의 유기물의 함량과도 밀접하게 관련된다.The ratio of the treated water flowing into the dissolved oxygen reduction tank (4b) and the treated water flowing directly into the anaerobic tank (2) without passing through the dissolved oxygen reduction tank (4b) in the anaerobic tank (1) effluent is selected according to the designer's design purpose. It is done. That is, when all of the effluent of the anaerobic tank (1) flows into the anoxic tank (2) through the oxygen-lowering tank, the organic matter necessary for the anoxic denitrification is insufficient, thereby inhibiting effective denitrification. Therefore, the distribution ratio of the anaerobic tank 1 effluent to be introduced into the dissolved oxygen reduction tank is also closely related to the content of organic matter of the wastewater introduced.
본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 혐기조(1)와 무산소조(2)의 내부에는 수직으로 다수개의 격벽을 설치하되 격벽의 한쪽면은 혐기조(1) 또는 무산소조(2)의 측벽에 밀착시키고, 반대쪽은 어느 정도 이격시키며, 다수개의 격벽이 지그재그로 설치됨으로써 혐기조(1)와 무산소조(2)의 내부에서 플러그 흐름(Plug Flow)이 발생하도록 할 수 있다. 플러그 흐름은 완전혼합흐름에 비해 미생물의 내생호흡을 유도하기에 적합할 뿐만 아니라, 내생호흡을 통하여 오염물질의 제거효율을 향상시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 플러그 흐름은 혐기조(1) 또는 무산소조(2)에서 처리 속도를 향상시키고 최종적으로 처리 효율을 높이게 된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the inside of the anaerobic tank (1) and the anaerobic tank (2) is provided with a plurality of partitions vertically, one side of the partition is in close contact with the side wall of the anaerobic tank (1) or anoxic tank (2), the opposite side Is spaced apart to some extent, and a plurality of partitions are installed in a zigzag to allow a plug flow to occur inside the anaerobic tank 1 and the anaerobic tank 2. Plug flow is not only suitable for inducing endogenous respiration of microorganisms compared to complete mixing flow, but also has the advantage of improving the removal efficiency of contaminants through endogenous respiration. Therefore, such a plug flow improves the processing speed in the anaerobic tank 1 or the anaerobic tank 2 and finally increases the processing efficiency.
도 4a 내지 도 4b는 도 1의 폐수정화장치에서 용존산소저감조(4a)의 용존산소 저감특성을 알아 보기 위하여 실험한 결과를 보여주는 도면으로서, 도 4a는 초기 기질이 남아 있는 상태에서 호기조 내부 반송수의 용존산소 저감특성을 보여주는 도면이고, 도 4b는 기질이 완전 산화된 후 호기조 내부 반송수의 용존산소 저감특성을 보여주는 도면이다.Figures 4a to 4b is a view showing the results of experiments to determine the dissolved oxygen reduction characteristics of the dissolved oxygen reduction tank (4a) in the waste water purification apparatus of Figure 1, Figure 4a is the internal conveyance of the aerobic tank with the initial substrate remaining 4 is a view showing the dissolved oxygen reduction characteristics of water, Figure 4b is a view showing the dissolved oxygen reduction characteristics of the return water in the aerobic tank after the substrate is completely oxidized.
용존산소 저감특성을 파악하기 위하여 호기조(3)에서 무산소조(2)로 내부 반송되는 호기조(3)의 유출수를 채취하여 회분식 반응조에서 시간에 따른 용존산소 농도를 측정하였다. 실험조건은 아래의 표 2에 나타내었다.In order to determine the dissolved oxygen reduction characteristics, the effluent from the aerobic tank 3 returned internally from the aerobic tank 3 to the anoxic tank 2 was collected and the dissolved oxygen concentration was measured in a batch reactor. Experimental conditions are shown in Table 2 below.
도 4a는 표 1의 실험조건에 따라 실험한 결과를 나타낸 그래프이다. 도시한 바와 같이, 실험결과, 약 30분 정도의 체류시간이 필요한 것으로 나타났다. 용존산소 저감의 기울기에 차이가 있는 이유는 초기 기질 농도차로 인한 결과로 해석된다.Figure 4a is a graph showing the results of the experiment according to the experimental conditions of Table 1. As shown, the experimental results show that a residence time of about 30 minutes is required. The difference in the slope of dissolved oxygen reduction is interpreted as a result of the initial substrate concentration difference.
용존산소 저감과 초기 기질과의 관계를 알아보기 위하여 초기 기질을 완전히 산화시킨 후 용존산소가 저감되는 특성을 파악한 실험을 하였다. 실험조건은 아래의 표 2에 나타내었다.In order to investigate the relationship between dissolved oxygen reduction and initial substrate, experiments were conducted to investigate the characteristics of dissolved oxygen reduction after complete oxidation of initial substrate. Experimental conditions are shown in Table 2 below.
도 4b는 표 2의 실험조건에 따라 실험한 결과를 나타내는 그래프이다. 도시한 바와 같이, 기질을 완전히 산화시킨 결과, 초기 용존산소의 농도가 7.0 mg/L 이상으로 증가되었으며, 이를 0.2 mg/L 이하로 저감시키는데 약 70분 정도가 소요되었다. 실제 현장에서 운영 중인 호기조(3)에서의 용존산소 농도는 최대 3 mg/L 이하로 유지되므로, 이를 적용할 경우 도 4a의 결과와 같이 약 30분 정도 소요된다.Figure 4b is a graph showing the results of the experiment according to the experimental conditions of Table 2. As shown, as a result of complete oxidation of the substrate, the initial dissolved oxygen concentration increased above 7.0 mg / L and it took about 70 minutes to reduce it to below 0.2 mg / L. Dissolved oxygen concentration in the aerobic tank (3) operating in the actual site is maintained at a maximum of less than 3 mg / L, when applied it takes about 30 minutes as shown in Figure 4a.
도 5a 내지 도 5j는 도 3의 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치에서 용존산소저감조(4b)의 용존산소 저감특성을 알아 보기 위하여 실험한 결과를 보여주는 도면으로서, 각각 혐기조(1)로부터 공급되는 처리수와 호기조(3)로부터 반송되는 반송수의 혼합비를 달리하여 실험한 결과를 보여주는 도면이다.5a to 5j are diagrams showing the results of experiments to determine the dissolved oxygen reduction characteristics of the dissolved oxygen reduction tank 4b in the wastewater purification apparatus according to the preferred embodiment of the present invention of Figure 3, respectively, anaerobic tank (1) It is a figure which shows the result of experiment by changing the mixing ratio of the treated water supplied from and the returned water conveyed from the aerobic tank 3.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 출원인의 선행 출원에 따르면, 용존산소를 제거하는데는 약 30분 정도의 체류시간을 필요로 하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 체류시간의 단축을 위하여 호기조(3)로부터 반송되는 반송수에 기질을 첨가함으로써 기질 산화방법을 이용하여 용존산소를 저감할 수 있도록 하였다. 여기서 가장 바람직한 방안으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 용존산소 농도가 통상 2 ∼ 3 mg/L인 반송수에 용존산소 농도가 통상 0.2 mg/L 이하로 유지되는 혐기조(1) 유출수의 일부를 혼합함으로써 물리적인 혼합에 의한 용존산소 저감과 아울러 혐기조(1) 유출수 내에 존재하는 기질로 인한 미생물의 기질 산화 작용 현상에 의해 용존산소의 농도를 빠르게 저감시킬 수 있도록 하였다.As described above, according to the applicant's prior application, the residence time of about 30 minutes is required to remove the dissolved oxygen. Therefore, in the present invention, in order to shorten the residence time, dissolved oxygen can be reduced by using a substrate oxidation method by adding a substrate to the return water returned from the aerobic tank 3. As the most preferable method here, as shown in FIG. 3, a part of the effluent water of the anaerobic tank 1 in which the dissolved oxygen concentration is usually maintained at 0.2 mg / L or less in the return water having the dissolved oxygen concentration of normally 2-3 mg / L By mixing, the dissolved oxygen was reduced by physical mixing, and the dissolved oxygen concentration was rapidly reduced by the substrate oxidation phenomenon of the microorganism due to the substrate present in the anaerobic tank (1) effluent.
아래의 표 3은 혐기조(1)의 유출수와 호기조(3)의 내부 반송수를 혼합하여 용존산소 저감특성을 측정한 실험에 사용된 실험조건이다.Table 3 below is an experimental condition used in the experiment to measure the dissolved oxygen reduction characteristics by mixing the effluent water of the anaerobic tank (1) and the internal return water of the aerobic tank (3).
도 5a 내지 도 5j는 표 3의 실험조건에 따라 혐기조(1) 유출수와 호기조(3)로부터의 내부 반송수의 혼합비를 1 : 1 ∼ 1 : 10으로 하여 실험한 결과 나타난 용존산소 저감특성을 보여주는 그래프이다.5A to 5J show dissolved oxygen reduction characteristics as a result of experiments in which the mixing ratio of the anaerobic tank 1 effluent and the internal return water from the aerobic tank 3 is 1: 1 to 1:10 according to the experimental conditions of Table 3; It is a graph.
도 5a를 도 4a와 비교하여 볼 때, 혼합하기 전에는 약 30분 정도가 소요되는 반면, 혼합 후에는 약 4분 정도가 소요되는 것을 알 수 있다. 이는 혐기조(1) 유출수가 혼합되어 용조산소가 저감되는 물리적 현상 뿐만 아니라, 혐기조(1) 유출수 내에 존재하는 다량의 기질을 미생물이 산화시키는 생물학적 반응의 결과로 판단된다.When comparing FIG. 5A with FIG. 4A, it takes about 30 minutes before mixing, while it takes about 4 minutes after mixing. This is believed to be a result of the biological reaction in which the microorganism oxidizes a large amount of substrate present in the anaerobic tank 1 effluent, as well as a physical phenomenon in which the anaerobic tank 1 effluent is mixed to reduce the dissolved oxygen.
위 실험 결과를 토대로 혐기조(1) 유출수와 호기조(3)의 내부 반송수의 적정 혼합 비율을 파악하기 위하여 혐기조(1) 유출수와 호기조(3) 내부 반송수의 혼합비를 1 : 2 ∼ 1 : 10으로 하여 실험한 결과, 최대 필요시간은 약 6분 정도로 나타났다. 따라서 도 1에 도시한 바와 같이 내부 반송수를 일정 시간 체류시켜 용존산소 농도를 저하시키는데 필요한 체류시간보다, 도 3에 도시한 바와 같이 혐기조 유출수의 일부를 혼합하는 것이 바람직한 것임을 알 수 있다.Based on the above test results, the mixing ratio of the anaerobic tank (1) effluent and the aerobic tank (3) internal return water was determined in order to determine an appropriate mixing ratio of the anaerobic tank (1) effluent and the internal return water of the aerobic tank (3). As a result of experiment, the maximum required time was about 6 minutes. Therefore, as shown in FIG. 3, it is preferable to mix a part of the anaerobic tank effluent water as shown in FIG. 3, rather than the residence time required to hold the internal return water for a predetermined time to decrease the dissolved oxygen concentration as shown in FIG. 1.
실험 결과를 종합하여 보면, 혐기조(1) 유출수와 호기조(3)의 내부반송수를 혼합할 경우 용존산소 저감조에서의 (호기조(3) 내부반송수/혐기조(1) 유출수)의 적정 혼합비율은 10 이하로 산정하는 것이 바람직한 것으로 보이며, 용존산소 저감조의 체류시간은 최대 10분 이내가 되도록 설계하는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 이에 한정되지 아니하고, 도 4a의 30분보다 작은 체류시간을 얻을 수 있는 한, 상기 범위에 한정되지 않음은 물론이다.Based on the experimental results, when mixing the anaerobic tank (1) effluent and the internal return water of the aerobic tank (3), the proper mixing ratio of (aerobic tank (3) internal return water / anaerobic tank (1) effluent) in the dissolved oxygen reduction tank It is desirable to calculate the value of 10 or less, and it may be desirable to design the residence time of the dissolved oxygen reduction tank to be within 10 minutes at maximum. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is not limited to the above range as long as the residence time smaller than 30 minutes of FIG. 4A can be obtained.
도 6는 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 6의 폐수정화장치는 도 3의 폐수정화장치와는 달리 별도의 설비 공간을 필요로 하지 않는다는 장점이 있다.6 is a view schematically showing a wastewater purification apparatus according to another preferred embodiment of the present invention. The wastewater purification apparatus of FIG. 6 has an advantage of not requiring a separate facility space, unlike the wastewater purification apparatus of FIG. 3.
도 7은 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 7의 폐수정화장치는, 도 3의 폐수정화장치와 유사한 구조를 가지나, 다만 호기조(3)로부터 반송되는 반송수, 유입원수의 일부, 혐기조(1)에서 처리된 처리수의 일부가 용존산소저감조(4b)에 유입되는 점에 차이가 있다.7 is a view schematically showing a wastewater purification apparatus according to another preferred embodiment of the present invention. The wastewater purification apparatus of FIG. 7 has a structure similar to that of the wastewater purification apparatus of FIG. 3, except that the returned water returned from the aerobic tank 3, a part of the inflowed water, and a part of the treated water treated in the anaerobic tank 1 are dissolved oxygen. There exists a difference in the point which flows into the reduction tank 4b.
도 8은 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 8의 폐수정화장치 역시 도 3의 폐수정화장치와 유사한 구조를 가지나, 다만 호기조(3)로부터 반송되는 반송수, 유입원수의 일부가 용존산소저감조(4b)에 유입된다는 점에 차이가 있다.8 is a view schematically showing a wastewater purification apparatus according to another preferred embodiment of the present invention. The wastewater purification apparatus of FIG. 8 also has a structure similar to that of the wastewater purification apparatus of FIG. 3, except that a part of the return water and inflow water returned from the aerobic tank 3 flows into the dissolved oxygen reduction tank 4b. .
도 9는 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치로서, 본 발명이 종래의 A2/O 공법에 적용된 구체예를 개략적으로 보여주는 도면이다.Figure 9 is a waste water purification apparatus according to another preferred embodiment of the present invention, a view schematically showing an embodiment of the present invention applied to the conventional A 2 / O method.
도 10은 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치로서, 본 발명이 종래의 5단계 Bardenpho 공법에 적용된 구체예를 개략적으로 보여주는 도면이다.Figure 10 is a waste water purification apparatus according to another preferred embodiment of the present invention, a view schematically showing an embodiment of the present invention applied to the conventional five-step Bardenpho process.
도 11은 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 따른 폐수정화장치로서, 본 발명이 종래의 UCT 공법에 적용된 구체예를 개략적으로 보여주는 도면이다.Figure 11 is a waste water purification apparatus according to another preferred embodiment of the present invention, a view schematically showing an embodiment of the present invention applied to the conventional UCT method.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 본 발명은 무산소조로 반송되는 반송수의 용존산소저감효율을 극대화함으로써 탈질효율을 증가시키고, 이를 통하여 폐수정화장치의 질소 및 인의 처리효율의 극대화를 달성할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the present invention increases the denitrification efficiency by maximizing the dissolved oxygen reduction efficiency of the return water returned to the oxygen-free tank, thereby maximizing the treatment efficiency of nitrogen and phosphorus in the wastewater purification apparatus. It works.
또한, 본 발명은 용존산소 저감속도를 향상시켜 용존산소저감조의 용적을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of minimizing the volume of dissolved oxygen reduction by improving the dissolved oxygen reduction rate.
또한, 본 발명은 혐기조, 무산소조 및 호기조를 구비하는 폐수처리장치에 호환성 있게 적용될 수 있고, 또한, 상기한 바와 같이 비교적 간단한 설비를 통하여우수한 탈질 효율을 달성할 수 있음으로 인하여, 종국적으로는 폐수정화 효율의 극대화를 기대할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can be applied to the waste water treatment apparatus having an anaerobic tank, an anaerobic tank and an aerobic tank compatible, and also because it can achieve excellent denitrification efficiency through a relatively simple equipment as described above, ultimately, waste water purification There is an effect that can be expected to maximize the efficiency.
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