KR100607719B1 - Wastewater treatment system using oxidation ditch - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산화구법에 의한 하수 처리 장치에 관한 것으로서,The present invention relates to a sewage treatment apparatus by the oxidation sphere method,
침전지와 산화구를 일체형으로 설치하여 부지면적을 줄이고,Reduced land area by installing sedimentation basins and oxidizing spheres in one piece,
침전지에서 발생하는 슬러지를 재폭기하여 산화구의 유입부로 반송함으로써, 유기물 제거 및 질산화 효율을 향상시키며,By reaeration of sludge generated in the sedimentation basin and conveyed to the inlet of the oxidizing sphere, the organic matter removal and nitrification efficiency are improved,
수중 폭기기 및 교반기를 설치 운전함으로써, 질소 및 인을 제거할 수 있게 하고,By installing and operating an underwater aerator and stirrer, it is possible to remove nitrogen and phosphorus,
침전지에 가변형 유출웨어를 설치함으로써, 유입 유량 변동폭이 심한 경우에도 대응이 가능하도록 하며,By installing a variable outflow ware at the sedimentation basin, it is possible to cope with a severe fluctuation in inflow flow rate.
침전지 상등수를 여과 처리함으로써, 처리수의 재이용이 가능하도록 하여, 관광단지와 학교 및 마을 등의 하수 처리에 효율적으로 적용할 수 있도록 한 것이다.By treating the sedimentation supernatant with water, the treated water can be reused and can be efficiently applied to sewage treatment in tourism complexes, schools and villages.
선회류식 종합 전처리기, 산화구 반응조, 슬러지 재폭기조, 가변형 유출웨어 Swirl flow type pretreatment, Oxidation reactor, Sludge reaeration tank, Variable spill wear
Description
도 1 은 일반적인 산화구법에 의한 하수 처리 개념도,1 is a conceptual diagram of sewage treatment by a general oxidation sphere method,
도 2 는 본 발명의 산화구법에 의한 하수 처리의 공정 흐름도,2 is a process flowchart of the sewage treatment by the oxidation sphere method of the present invention;
도 3 a, 도 3 b 는 본 발명의 산화구법에 의한 하수 처리 장치의 전체 구성 상태를 나타낸 정면도 및 부분 평면도,3A, 3B are a front view and a partial plan view showing the overall configuration of the sewage treatment apparatus according to the oxidation sphere method of the present invention;
도 4 는 본 발명에 적용된 에어리프트 시스템의 부분 단면도,4 is a partial cross-sectional view of an airlift system applied to the present invention;
도 5 는 본 발명에 따른 가변형 유출웨어의 부분 단면도.5 is a partial cross-sectional view of the variable leakage wear in accordance with the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명Brief description of symbols for the main parts of the drawings
4 : 침사 분리액 5 : 침사 반출 탱크 4: sedimentation separation liquid 5: sedimentation tank
6 : 수중 폭기기 7 : 교반기 6: underwater aerator 7: agitator
9 : 경사판 10 : 슬러지 호퍼 9: slant plate 10: sludge hopper
11 : 가변형 유출웨어 15 : 슬러지 반송배관11: variable spill wear 15: sludge return piping
16, 16', 16'' : 에어리프트 시스템16, 16 ', 16' ': Air Lift System
31 : 부표 32 : 부표 지지대31: buoy 32: buoy support
34 : 부상 차단용 핀 35 : 축34: Pin to prevent injury 35: Shaft
100 : 선회류식 종합 전처리기 110 : 선회류 침사 제거기100: swirl flow pretreatment 110: swirl flow sediment remover
200 : 침사 분리기 300 : 산화구200: sedimentation separator 300: oxidation sphere
400 : 침전지 500 : 슬러지 저장조400: sedimentation basin 500: sludge storage tank
600 : 슬러지 재폭기조600: sludge reaeration tank
본 발명은 산화구법에 의한 하수 처리 장치에 관한 것으로서,The present invention relates to a sewage treatment apparatus by the oxidation sphere method,
침전지와 산화구를 일체형으로 설치하여 부지면적을 줄이고,Reduced land area by installing sedimentation basins and oxidizing spheres in one piece,
침전지에서 발생하는 슬러지를 재폭기하여 산화구의 유입부로 반송함으로써, 유기물 제거 및 질산화 효율을 향상시키며,By reaeration of sludge generated in the sedimentation basin and conveyed to the inlet of the oxidizing sphere, the organic matter removal and nitrification efficiency are improved,
수중 폭기기 및 교반기를 설치 운전함으로써, 질소 및 인을 제거할 수 있게 하고,By installing and operating an underwater aerator and stirrer, it is possible to remove nitrogen and phosphorus,
침전지에 가변형 유출웨어를 설치함으로써, 유입 유량 변동폭이 심한 경우에도 대응이 가능하도록 하며,By installing a variable outflow ware at the sedimentation basin, it is possible to cope with a severe fluctuation in inflow flow rate.
침전지 상등수를 여과 처리함으로써, 처리수의 재이용이 가능하도록 하여, 관광단지와 학교 및 마을 등의 하수 처리에 효율적으로 적용할 수 있도록 한 것이다.By treating the sedimentation supernatant with water, the treated water can be reused and can be efficiently applied to sewage treatment in tourism complexes, schools and villages.
일반적으로 산화구법에 의한 하수 처리는 도 1 에 도시된 바와 같이, 1 차 침전지를 설치하지 않고, 타원형 수로의 반응조를 이용하여 기계식 폭기 장치에 의해 폭기를 행하며, 2 차 침전지에서 고액 분리가 이루어지는 저부하형 활성 슬러지 공법으로, 상기 기계식 폭기 장치는 처리에 필요한 산소를 공급하는 이외에 산화구내의 활성 슬러지와 유입 하수를 혼합, 교반시키고, 혼합액에 유속을 부여하여 산화구내를 순환시켜 활성 슬러지가 침강되지 않도록 하는 기능을 갖는다.In general, the sewage treatment by the oxidative sphere method does not install a primary sedimentation basin, as shown in FIG. 1, aeration is performed by a mechanical aeration apparatus using a reaction tank of an elliptical channel, and a bottom part in which solid-liquid separation is performed in a secondary sedimentation basin. In the lower-type activated sludge process, the mechanical aeration device not only supplies oxygen for treatment but also mixes and stirs activated sludge in the oxidizing sphere and the influent sewage, and gives a flow rate to the mixed solution to circulate the oxidizing sphere so that the activated sludge does not settle. Has the function to
이러한 산화구법에 의한 하수 처리의 현재까지 알려진 주요 몇가지 방식을 소개하면 다음과 같다.The following are some of the main known methods of sewage treatment by the oxidative sphere method.
먼저 표준 활성 슬러지 변법으로 원형 산화구내에 회전하는 산기 장치를 설치하여 반응조내의 상태를 호기성/무산소성으로 유지시켜 유기물 및 질소를 제거하는 Schreiber 법은 소규모 시설을 대상으로 하며, 기존 산화구 공정에 비하여 질소 제거 효율은 우수하지만 상시 폭기 운전으로 질산화/탈질 효율이 간헐폭기 운전에 비해 낮은 결점이 있다.First, the Schreiber method, which removes organic matter and nitrogen by aerobic / oxygen-free, maintains the state in the reactor as aerobic / oxygen-free by installing a rotating apparatus in a circular oxidizing sphere using a standard activated sludge method. Although the removal efficiency is excellent, the nitrification / denitrification efficiency is lower than the intermittent aeration operation due to the continuous aeration operation.
그리고 타원형 산화구 형태로 산화구 중심원상에서 유입과 유출이 이루어지며, 산소 공급에 있어 기계식 수평 로타를 사용하여 관형 흐름에 의한 질산화와 탈질 영역이 이루어져 별도의 격벽이 불필요한 Orbal-Simpre 법은 원수의 수질 및 유 량 변동에 강한 반면에, 유로가 복잡하여 토목 공사비와 부지 면적이 과다하게 요구되고, 상시 폭기 운전으로 질소와 인의 제거 효율이 낮을 뿐만 아니라, 동력비도 많이 드는 단점이 있다.In the form of elliptical oxidizing sphere, the inflow and outflow is made on the center of the oxidizing sphere, and in the oxygen supply, the Orbal-Simpre method, which does not require a separate bulkhead, consists of a nitrification and denitrification zone by tubular flow using a mechanical horizontal rotor. On the other hand, it is strong against fluctuations in flow rate, and the complicated flow path requires excessive civil construction cost and site area, and it is not only low efficiency of removing nitrogen and phosphorus by regular aeration operation but also high power cost.
또한 기존 산화구법의 개량형으로 전단에 혐기성 선택조를 설치하고 산화구를 무산소조, 호기성조로 주기적으로 운전하며, 에너지와 비용 절감을 위해 수심이 깊은 산화구에 격벽이 설치된 PID 법은 혐기조에서 인 방출 과정을 거친 슬러지가 무산소 조건의 산화구로 유입되므로 미생물이 충분히 활성화되지 못하여 인의 섭취 효율이 저하될 우려가 있는 결함이 있다.In addition, an anaerobic selection tank is installed at the front end as an improvement of the existing oxidizing sphere method, and the oxidizing sphere is operated periodically as an anaerobic tank and aerobic tank. Since the sludge is introduced into the oxidizing sphere under anoxic conditions, there is a defect that the intake efficiency of phosphorus may be lowered because the microorganisms are not sufficiently activated.
끝으로 산화구 내에 침전지를 내장시킨 내장형 침전지 산화구를 2 지 이상 조합하고, 무산소, 호기의 간헐 포기 및 유로 변경 방법을 반복하여 운영함으로써, 유기물과 질소와 인을 제거하는 방법인 PhICD 법은 상기 PID 공정과 유사하여 객관적인 차별화가 미흡하고, 2 계열 이상의 반응조 구성이 필요하다는 단점이 있다.Finally, the PhICD method, which is a method of removing organic matter, nitrogen and phosphorus by repeatedly operating two or more built-in settler oxidizers having built-in settler in the oxidizing sphere, and repeatedly operating anoxic and aerobic aeration and changing the flow path, is performed in the PID process. Similarly, the objective differentiation is insufficient, and two or more reactor configurations are required.
위와 같은 여러 가지 산화구법의 구성상 특징을 종합하여 보면, PhICD 법을 제외한 대부분의 산화구법에서 침전지는 외장형 침전지로 구성되어 있어 산화구에 소요되는 부지 이외에 침전지 부지가 별도로 요구되고, 폭기기로서 주로 고정식 횡축형 폭기기를 사용하고 있는데, 이는 산화구의 유입 유량이 감소할 때에 산화구의 수위가 낮아져 효과적인 폭기가 어려워져 산화구의 처리 효율이 떨어지며, 또한 일 반적으로 폭기기로서 산화구내의 슬러지와 유입하수 혼합액에 유속을 부여하여 산화구내를 순환시켜 슬러지가 침강되지 않도록 하고 있지만 그 효과가 크게 나타나지 않는 실정에 있다.In summary, the constituent features of the various oxidative sphere methods, in most oxidative sphere methods except the PhICD method, are composed of external sedimentation basins. The horizontal aeration type aerator is used. When the inflow rate of the oxidizer is decreased, the level of the oxidizer is lowered, so that the effective aeration is difficult. Therefore, the treatment efficiency of the oxidizer is lowered. The sludge is prevented from settling by circulating the oxidizing sphere by imparting a flow rate to it, but the effect is not large.
본 발명은 이와 같은 종래의 산화구법에 의한 하수 처리 방식이 갖고 있는 제반 문제점을 해소하기 위하여 연구된 것으로서,The present invention has been studied to solve all the problems of the conventional sewage treatment method by the oxidative sphere method,
본 발명의 목적은 하수 유입 유량의 변동폭이 큰 경우에도 대응이 가능하며, 질소나 인의 고도처리가 가능하고, 처리수를 재이용할 수 있는 산화구법에 의한 하수 처리 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sewage treatment apparatus using an oxidation sphere method that can cope with a large fluctuation in the flow rate of sewage inflow, capable of highly treating nitrogen or phosphorus, and reusing treated water.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
침전지와 산화구를 일체형으로 설치하여 부지면적을 줄이고,Reduced land area by installing sedimentation basins and oxidizing spheres in one piece,
침전지에서 발생하는 슬러지를 재폭기하여 산화구의 유입부로 반송함으로써, 유기물 제거 및 질산화 효율을 향상시키며,By reaeration of sludge generated in the sedimentation basin and conveyed to the inlet of the oxidizing sphere, the organic matter removal and nitrification efficiency are improved,
수중 폭기기 및 교반기를 설치 운전함으로써, 질소 및 인을 제거할 수 있게 하고,By installing and operating an underwater aerator and stirrer, it is possible to remove nitrogen and phosphorus,
침전지에 가변형 유출웨어를 설치함으로써, 유입 유량 변동폭이 심한 경우에도 대응이 가능하도록 하며,By installing a variable outflow ware at the sedimentation basin, it is possible to cope with a severe fluctuation in inflow flow rate.
침전지 상등수를 여과 처리함으로써, 처리수의 재이용이 가능하도록 하여, 관광단지와 학교 및 마을 등의 하수 처리에 효율적으로 적용할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.By filtering the sedimentation supernatant, the treated water can be reused, and can be efficiently applied to sewage treatment in tourism complexes, schools and villages.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명의 산화구법에 의한 하수 처리의 공정 흐름도로서,2 is a process flowchart of sewage treatment by the oxidative sphere method of the present invention;
하수 처리장으로 유입된 하수는 선회류식 종합 전처리기(100)에서 협잡물과 모래가 제거된 후, 산화구(300)로 유입되어, 유기물과 질소 및 인의 제거가 이루어진 뒤, 산화구(300)에 일체형으로 설치된 침전지(400)로 유입된다.The sewage introduced into the sewage treatment plant is removed from the swirl
침전지(400)에서 상등수는 가변형 유출웨어(11)를 통해 여과지(700)로 유출되어 여과된 후, 소독조(800)로 유입된다. 소독조(800)에서의 소독은 염소 또는 자외선 등을 이용한 기존의 하수 소독 방법을 따르며, 소독조(800)를 지난 하수는 방류되어지거나, 재이용을 위한 재이용수조(900)에 저장된다.The supernatant from the
한편, 상기 침전지(400)에 침전된 슬러지는 슬러지 저장조(500)로 이송되어져 필요한 양만큼 슬러지 재폭기조(600)로 보내지고, 잉여 슬러지는 슬러지 처리를 위해 기존의 슬러지 처리 공정과 같이, 농축조(1000)와 탈수기(1100)에서 농축과 탈수 과정을 통해 최종 처분된다.On the other hand, the sludge precipitated in the
그리고 상기 슬러지 재폭기조(600)로 보내진 슬러지는 재폭기된 후, 산화구(300)로 반송된다.The sludge sent to the
또한 상기 선회류식 종합 전처리기(100)에서 침강된 모래는 에어리프트 시스템에 의해 침사분리기(200)로 인양되어져 모래와 물(4)(이하 침사 분리액)로 분리되며, 모래는 침사 반출 탱크(5)에 모여져 반출되고, 침사 분리액(4)은 산화구(300)로 반송된다.In addition, the sand sedimented in the spiral flow type pre-processor 100 is lifted by the air lift system to the
도 3 a, 도 3 b 는 본 발명의 산화구법에 의한 하수 처리 장치의 전체 구성 상태를 나타낸 정면도 및 부분 평면도로서,3A and 3B are front and partial plan views showing an overall configuration of the sewage treatment apparatus according to the oxidation sphere method of the present invention;
펌프(1)에 의해 유입된 하수는 선회류식 종합 전처리기(100)의 스크린(2)에서 조대형 협잡물이 제거된 뒤, 선회류 침사 제거기(110)에서 모래는 토네이도 블록(3)이 설치된 부분으로 침강되어, 에어리프트 시스템(16)에 의해 침사 분리기(200)로 인양된다. 이 때 인양 효율을 증대시키기 위해 선회류 침사 제거기(110)의 바닥에 본 출원인이 개발한 실용신안등록 제 328098 호의 토네이도 블록(3)을 설치한다. 이 토네이도 블록(3)은 침사 호퍼내의 사공간을 없애주고, 침사 인양시 축적된 모래에 유동성을 제공하여 침사 인양성을 극대화시키는 기능을 한다.The sewage introduced by the pump (1) is removed after the coarse contaminants are removed from the screen (2) of the spiral flow type pretreatment (100), the sand in the swirl flow sediment remover (110) to the portion where the tornado block (3) is installed It is settled and lifted by the
그리고 상기 침사 분리기(200)에서는 침사 분리액(4)과 모래를 분리하여 침사 분리액(4)은 산화구(300)로 보내지고, 모래는 반출을 위한 침사 반출 탱크(5)에 모여진다. 상기 에어리프트 시스템(16)에 대하여는 도 4 에서 구체적으로 설명하기로 한다.And in the
이렇게 선회류 종합 전처리기(100)에서 전처리된 하수는 산화구(300)로 유입된다. 산화구(300)에는 수중 폭기기(6)와 교반기(7)가 설치되어 있다.The sewage pretreated in the
상기 수중 폭기기(6)는 산화구(300)내에서 호기 조건을 형성하여 하수내에 존재하는 미생물에 의해 질산화와 인 흡수를 촉진하게 되는데, 하수는 산화구(300)를 순환하면서 점점 용존산소농도가 감소되어지며, 수중 폭기기(6)가 설치된 지점으로 도달하기 직전에는 용존산소농도가 최소가 된다. 이 지점에서 질소가 제거되고(탈질), 미생물은 인을 방출한다. 이러한 순환이 반복되는 과정 중에 미생물은 방출한 인의 양보다 더 많은 양의 인을 호기상태에서 과잉 섭취하게 되고, 인을 과잉 섭취한 미생물을 잉여 슬러지로 폐기함으로써 인을 제거할 수 있다(탈인).The
여기에서 산화구(300)에 수중 폭기기(6)와 교반기(7)를 사용하는 것은 본 발명의 특징 중 하나로 이에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Here, the use of the
첫째로 종래의 산화구법에서는 폭기기로서 주로 횡축형 폭기기를 사용하고 있는데, 이 경우, 유입 유량 감소시에 수위가 낮아지면 폭기 효율이 감소하여 질소나 인의 처리가 제대로 이루어지지 않는다는 단점이 있었다. 그러나 이에 반해 본 발명에서는 수중 폭기기(6)를 사용함으로써, 산화구(300)의 수심 깊은 곳으로부터 폭기가 이루어지므로 수위의 변동이 발생하여도 이에 영향을 받지 않고 산화구(300)를 순환하는 하수에 산소 전달이 가능하다는 장점이 있다.First, in the conventional oxidizing sphere method, a horizontal axle type aerator is mainly used as an aerator. In this case, when the water level decreases when the inflow flow rate decreases, the aeration efficiency decreases and nitrogen or phosphorus treatment is not performed properly. However, in the present invention, by using the
둘째로 종래에는 산화구(300)에서 슬러지가 침강되지 않도록 유속을 유지하기 위해 주로 폭기기를 가동함으로써 유속을 제공하였다. 그러나 종래의 횡축형 폭기기에서는 산화구(300) 수심 깊은 곳까지 폭기기로 인한 유속 증가를 기대하기에는 어려움이 있었고, 또한 유속 증가를 위해 폭기기의 설치 대수를 증가시키는 것은 질소와 인의 제거 효율을 감소시킬 우려가 있다. 따라서 본 발명에서는 산화구 심층부에서의 유속 유지를 위해 교반기(7)를 사용함으로써, 질소와 인의 제거 효율에 영향을 미치지 않고, 슬러지의 침강을 방지할 수 있다.Secondly, in the related art, the flow rate is mainly provided by operating the aerator to maintain the flow rate so that sludge does not settle in the oxidizing
한편, 상기 산화구(300)는 침전지(400)와 슬러지 저장조(500), 슬러지 재폭기조(600)가 일체형으로 설치되어 있다. 산화구(300)를 순환하는 하수는 침전지(400)로 유입되며, 침전지(400)에는 슬러지 수집기(8)와 침전 효율 향상을 위한 경사판(9)이 설치되어 있다.On the other hand, the
본 발명에서는 슬러지 수집기로서 당사가 개발하여 국산신기술 KT를 인정받 은 비금속 슬러지 수집기(KT 제0670호)를 설치함으로써, 장치의 부식을 방지하고자 하였다.In the present invention, by installing a non-metal sludge collector (KT No. 0670), which was developed by the company as a sludge collector and approved by the new domestic technology KT, KT 0670 was intended to prevent corrosion of the device.
침전지(400)에서 슬러지는 슬러지 호퍼(10)에 저장되며, 침전지(400) 상등수는 가변형 유출웨어(11)를 통해 여과지(700)를 거쳐 소독조(800)로 방류(12)된다. 가변형 유출웨어(11)에 대하여는 도 5 에서 설명한다.The sludge from the
다시 상기 슬러지 호퍼(10)에 저장된 슬러지는 에어리프트 시스템(16')에 의해 슬러지 저장조(500)로 이송된다. 슬러지 저장조(500)의 슬러지는 필요한 양만큼 슬러지 재폭기조(600)로 유입(13)시키고, 잉여 슬러지는 슬러지 처리 단계로 배출(14)한다. 그리고 상기 재폭기된 슬러지는 슬러지 반송배관(15)을 통해 산화구(300The sludge stored in the
)로 반송시킨다. 이렇게 반송된 슬러지는 재폭기로 인해 미생물이 최대로 증식되어 있으므로 이를 반송함으로써, 하수내의 유기물을 효과적으로 제거할 수 있다.To return. The sludge conveyed in this way can effectively remove organic matters in the sewage by conveying the microorganisms because the microorganisms are maximized by reaeration.
여기에서 산화구(300)에서의 유기물 및 질소, 인의 제거 기작을 상세히 설명하면 다음과 같다.Herein, the mechanism of removing organic substances, nitrogen, and phosphorus from the oxidizing
하수가 유입되는 산화구(300)의 유입부에서는 수중 폭기기(6)의 가동에 의해 호기 지역이 형성된다. 호기 지역에서는 하수중에 존재하는 유기성 질소로 부터 전 환되는 암모니아성 질소 (NH4 +-N)가 아질산균 (Nitrosomonas)과 질산균 (Nitrobacter)에 의해 아질산성 질소 (NO2 --N)와 질산성 질소 (NO3 --N)로 산화된다.At the inlet of the oxidizing
이 때의 질산화 과정은 다음과 같다.The nitrification process at this time is as follows.
1 단계 : NH4 + + 3/2O₂ → NO2 - + H2O + 2H+ Step 1: NH 4 + + 3 / 2O₂ → NO 2 - + H 2 O + 2H +
2 단계 : NO2 - + 1/2O2 → NO3 - Step 2: NO 2 - + 1 / 2O 2 → NO 3 -
총괄 반응 : NH4 + + 2O2 → NO3 - + H2O + 2H+ General reaction: NH 4 + + 2O 2 → NO 3 - + H 2 O + 2H +
산화구(300) 유입부에서 수중 폭기기(6)에 의해 공급되었던 산소는 산화구(300)를 순환하는 동안 점차 소모되고, 최종적으로는 산소가 없는 무산소지역을 형성하기에 이른다. 무산소지역에서는 탈질소균에 의해 아질산 호흡 및 질산 호흡을 통해 아질산성 질소 (NO2 --N)와 질산성 질소 (NO3 --N)를 N2가스로 환원한다. 이 때의 탈질 과정은 다음과 같다.Oxygen supplied by the
아질산 호흡 : 2NO2 - + 3H2 → N2 + 2OH- + 2H2O Nitrite respiration: 2NO 2 - + 3H 2 → N 2 + 2OH - + 2H 2 O
질산 호흡 : 2NO3 - + 5H2 → N2 + 2OH- + 4H2O Nitrate respiration: 2NO 3 - + 5H 2 → N 2 + 2OH - + 4H 2 O
위의 반응에서 H2는 수소공여체(기질)에서 얻어진다. 이 수소공여체는 하수중의 유기물이나 미생물계 내의 축적물 등의 분해에 의해 공급된다. 이러한 수소공여체가 부족할 경우, 메탄올과 같은 외부 탄소원을 공급하여야 한다.In the above reaction, H 2 is obtained from a hydrogen donor (substrate). This hydrogen donor is supplied by decomposition of organic matter in sewage and deposits in microbial systems. If these hydrogen donors are scarce, external carbon sources such as methanol must be supplied.
여기에서 본 발명의 특징인 슬러지의 재폭기 과정과, 재폭기된 슬러지를 산화구(300)로 반송하는 의미를 설명하면 다음과 같다.Herein, the reaeration process of the sludge which is a feature of the present invention, and the meaning of conveying the reaerated sludge to the oxidizing
첫째로 슬러지를 재폭기하는 것은 슬러지내의 미생물이 슬러지에 포함된 유기물을 영양분으로 섭취하여 최대로 증식하도록 하기 위함이다. 산소와 유기물을 에너지원으로 하여 슬러지내 미생물은 지속적으로 증식하게 되고, 결국에는 미생물의 영양분으로 사용되는 유기물이 부족한 상태에 도달하게 되며, 일부 미생물은 영양분 부족으로 인해 자산화가 이루어지기도 한다. 슬러지의 재폭기는 질산화 효율을 향상시켜 특히 미생물의 활동이 낮은 겨울철의 낮은 수온에서도 안정된 처리 효율을 확보할 수 있는 장점이 있다.First, re-aeration of the sludge is to allow the microorganisms in the sludge to maximize the growth by ingesting the organic matter contained in the sludge as nutrients. Microorganisms in the sludge continue to multiply by using oxygen and organic matter as energy sources, eventually reaching a state in which organic matter used as nutrients for microorganisms is insufficient, and some microorganisms may be assetd due to nutrient deficiency. Re-aeration of sludge improves nitrification efficiency, and thus has the advantage of ensuring stable treatment efficiency even at low water temperatures in winter, when microbial activity is low.
둘째로 이와 같은 상태에 놓인 재폭기된 슬러지를 산화구(300)로 반송(15)함으로써, 미생물은 유입되는 하수중에 포함된 유기물을 활발히 섭취하게 되고, 따라 서 유기물 제거 효율이 기존의 방법보다 월등히 향상될 수 있다. 또한 산화구(300)로 반송된 슬러지는 탈질 과정에 필요한 수소공여체를 공급하는 탄소원으로 이용되기도 하여 탈질 효율 향상과 외부 탄소원 공급에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.Secondly, by returning 15 the reaerated sludge placed in this state to the oxidizing
미생물은 호기 상태에서는 하수중에 존재하는 인(정인산)을 섭취하여 세포내에서 폴리인산으로 축적하고, 혐기 상태에서는 세포내에 축적된 폴리인산을 가수분해하여 정인산으로 방출하는 것으로 알려져 있다. 혐기 상태에서 호기 상태로 변화시킬 경우 혐기 상태에서 미생물이 방출한 인의 양보다 더 많은 양의 인을 호기 상태에서 과잉 섭취하기 때문에 이를 잉여 슬러지로 배출(14) 폐기함으로써, 생물학적으로 인을 제거할 수 있다.Microorganisms are known to ingest phosphorus (jeongphosphoric acid) present in sewage in aerobic state and accumulate as polyphosphoric acid in cells, and hydrolyze and release polyphosphoric acid accumulated in cells as anaphosphoric acid in anaerobic state. When changing from anaerobic state to aerobic state, because phosphorus is ingested in aerobic state more than the amount of phosphorus released by microorganisms in the aerobic state, it can be discharged as excess sludge (14) to biologically remove phosphorus. have.
따라서 본 발명에서는 이러한 원리를 이용하여 산화구(300)에서 수중 폭기기(6)의 폭기량 조절을 통해 산화구(300)의 호기 지역에서는 미생물이 인을 충분히 섭취할 수 있는 최소한의 용존산소농도로 알려진 2 ㎎/L 이상을 유지할 수 있도록 하고, 무산소지역에서는 용존산소가 존재하지 않거나 최소가 되도록 하여 인의 방출을 극대화할 수 있다.Therefore, in the present invention, by using this principle, in the aerobic region of the oxidizing
도 4 는 본 발명에 적용된 에어리프트 시스템의 부분 단면도이다.4 is a partial cross-sectional view of an airlift system applied to the present invention.
본 발명에서 선회류 침사 제거기(110)에 침강된 모래의 인양과 침전지 슬러 지의 이송 및 재폭기 슬러지의 이송에는 에어리프트 시스템(16)(16')(16'')을 사용한다. 에어리프트 시스템(16)(16')(16'')은 토네이도 블록(3)과 함께 구성된다. 토네이도 블록(3)은 선회류 침사 제거기(110) 등의 바닥에 설치되어 침사가 인양되지 않는 사각 지역을 없애주는 효과를 갖는 것으로, 침사 인양시 에어 리프팅을 위해 주입된 공기(21)가 흡입 쳄버(25)에 설치된 노즐(22)을 통해 분사되면, 이에 따라 토네이도 블록(3) 위쪽으로 침강된 모래에 유동이 발생(24)하여 침사가 모두 흡입 쳄버(25) 내로 흡입되어 토출(23)된다.In the present invention, the airlift system 16 (16 ') 16' 'is used to lift the sand settled in the swirl
도 5 는 본 발명에 따른 가변형 유출웨어(11)의 부분 단면도로서,5 is a partial cross-sectional view of the variable leakage wear 11 according to the present invention,
가변형 유출웨어(11)는 본 발명의 특징 중 하나로 침전지(400)의 수위 변동에 따라 오르내릴 수 있도록 유출웨어(11) 양쪽에 부표(31)를 장착한다. 부표(31)는 침전지(400)에서 상하로만 이동이 가능하도록 침전지(400) 벽면에 부표 지지대(32)로 위치를 고정한다. 부표(31)의 용적은 유출웨어(11)가 침전지(400) 수표면으로부터 적절한 깊이로 잠겨 수위가 증가하거나 감소하여도 침전지(400) 상등수는 항상 일정한 유량이 유출될 수 있도록 설계되어진다. 따라서 유량이 변동하여도 유출웨어(11)를 가변형으로 설치함으로써, 안정적인 침전 처리가 가능한 것이다.Variable outflow wear 11 is one of the features of the present invention is equipped with a
그러나 본 발명에서의 가변형 유출웨어(11)는 항상 일정한 유량을 유출시킬 수 있도록 고안되었으므로 유입 유량이 지속적으로 증가하는 경우에는 침전지(400)의 수위도 증가하여 결국 침전지(400) 상단을 월류할 수도 있다. 따라서 이러한 점 을 방지하기 위해 부표(31)의 하단에 더 이상의 유출웨어 부상을 차단하기 위한 부상 차단용 핀(34)을 설치하였다. 이는 유입 유량이 지속적으로 증가하는 경우, 수위 상승에 따라 부상하던 유출웨어(11)를 일정한 위치에 고정시킴으로써, 유출웨어(11)는 유입 유량이 증가하는 만큼 지속적으로 침전지 상등수를 유출시키게 되어 더 이상의 수위 상승을 방지하는 효과가 있다.However, since the variable outflow wear 11 in the present invention is designed to always discharge a constant flow rate, if the inflow flow rate is continuously increased, the level of the settling
또한 반대로 유입 유량이 지속적으로 감소하는 경우에는 유출웨어(11)가 침전지(400)에서 점차 아래로 이동하게 되고, 유출웨어(11)와 부표(31)를 고정한 축(35)이 부표 지지대(32)에 의해 저지됨으로써, 더 이상 유출웨어(11)는 내려가지 않게 된다. 이로써 산화구(300) 내에서 어느 정도의 수위를 유지시켜줄 수 있어 하수중의 유기물과 질소 및 인을 제거하는 미생물이 생존할 수 있을 뿐만 아니라, 침전지(400)에서 침전 효율 향상을 위해 설치한 경사판(9)과의 충돌로 인한 파손을 방지할 수 있다.On the contrary, when the inflow flow rate is continuously reduced, the outflow ware 11 gradually moves downward from the
위와 같은 원리로 작동되는 가변형 유출웨어(11)에서 유출되는 처리수는 주름관(33)을 통해 여과지(700)로 유출(12)된다. 여과지로서는 본 출원인이 개발하여 국산 신기술로 인정받은 TAB Filter (KT 제 1544 호)를 이용한다. 여과된 처리수는 소독조(800)에서 소독된 후, 방류되어지거나 재이용을 위한 재이용 수조(900)에 모여진다.The treated water flowing out of the variable outflow wear 11 that operates on the same principle is discharged to the
이상과 같이, 본 발명의 산화구법에 의한 하수 처리 장치는 침전지(400)에서 가변형 유출웨어(11)를 사용하여 어느 정도의 유량 변동에도 대응 가능하고, 안정적인 처리 효율을 확보할 수 있으며,As described above, the sewage treatment apparatus according to the oxidation sphere method of the present invention can cope with any flow rate fluctuation by using the variable outflow wear 11 in the
산화구(300) 내에서의 폭기와 교반을 통해 호기조건과 무산소조건을 형성할 수 있어 질소와 인의 제거가 가능하고,It is possible to form aerobic conditions and anoxic conditions through aeration and agitation in the oxidizing
슬러지를 재폭기하여 반송함으로써, 미생물을 최대로 활성화시켜 유기물 제거 및 질산화 효율을 기존의 방법보다 크게 향상시킬 수 있으며, 특히 수온이 낮은 겨울철에도 안정적인 처리가 가능하다.By re-aeration and conveying the sludge, it is possible to maximize the microorganisms to maximize the removal of organic matter and the nitrification efficiency than the existing method, in particular, stable treatment is possible even in the low water temperature in winter.
그리고 침전지(400)를 산화구(300)와 일체형으로 설치함으로써, 침전지 외장형 산화구법에 비해 부지면적이 매우 적게 소요되고, 침전지(400)에 경사판(9)을 설치함으로써, 침전 효율을 향상시킬 수 있으며,And by installing the
모래 인양 및 슬러지 이송에 에어리프트 시스템(16)(16')(16'')을 사용함으로써, 기존보다 효율적이고, 유지 관리비가 크게 절감되며,By using
수중 폭기기(6)를 사용함으로써, 수위 변동에도 효과적인 산소 전달이 가능하고, 교반기(7)를 가동함으로써, 산화구(300) 내에서의 유속 유지와 슬러지의 침전을 방지할 수 있으며,By using the
산화구(300)에 의해 처리된 하수를 여과 처리함으로써, 처리수의 재이용이 가능하다.By treating the sewage treated by the
이러한 본 발명의 산화구법에 의한 하수 처리 장치는 관광단지나 유원지, 학교 등과 같이 유량의 변동폭이 심한 곳에서의 하수 처리와, 그리고 식품가공, 육류포장, 우유가공 등의 각종 산업 단지에서 발생되는 오수의 처리에도 적용이 가능하다.The sewage treatment apparatus according to the oxidative sphere method of the present invention is used for sewage treatment in places where fluctuations in flow rates are severe, such as tourist complexes, amusement parks, schools, etc., and sewage generated in various industrial complexes such as food processing, meat packaging, and milk processing. It is also applicable to treatment.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20050021737A KR100607719B1 (en) | 2005-03-16 | 2005-03-16 | Wastewater treatment system using oxidation ditch |
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KR20050021737A KR100607719B1 (en) | 2005-03-16 | 2005-03-16 | Wastewater treatment system using oxidation ditch |
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KR100607719B1 true KR100607719B1 (en) | 2006-08-03 |
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CN104591375A (en) * | 2014-12-04 | 2015-05-06 | 中国科学院生态环境研究中心 | Integrated oxidation ditch with 3D circulation and operation method |
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KR100375549B1 (en) | 2000-07-14 | 2003-03-10 | 주식회사 에이더불유티 | Floating internal clarifier |
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2005
- 2005-03-16 KR KR20050021737A patent/KR100607719B1/en not_active IP Right Cessation
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