KR100636340B1 - Sequential batch reactor with anoxic process of biofilm for sewerage and its sewerage methods - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 은 본 발명에 따른 전체 구성을 나타낸 예시도1 is an exemplary view showing the overall configuration according to the present invention
도 2 는 본 발명에 따른 삼단 폭기노즐 분포도2 is a three-stage aeration nozzle distribution in accordance with the present invention
도 3 은 본 발명에 따른 하수처리단계를 나타낸 공정도3 is a process chart showing a sewage treatment step according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 반응조의 단면구성을 보인 예시도Figure 4 is an exemplary view showing a cross-sectional configuration of the reaction tank according to the present invention
도 5 는 본 발명에 따른 공정단계를 보인 블록도5 is a block diagram showing a process step according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(1) : 반응조 (2) : 유량조정조(1): reaction tank (2): flow rate adjusting tank
(3) : 하우징 (4) : 슬러지처리조(3): housing (4): sludge treatment tank
(5) : 소독/방류조 (6) : 접촉여재층(5): Disinfection / discharge tank (6): Contact media layer
(7) : 슬러지 적층 (10) : 공기 공급장치(송풍기)(7): sludge lamination (10): air supply device (blower)
(11) : 전자변(공기공급 조절장치) (12) : 정량이송펌프(11): Electronic valve (air supply control device) (12): Metering pump
(13) : 내부순환펌프 (14) : 부유식 배출펌프(13): Internal circulation pump (14): Floating discharge pump
(15) : 슬러지 이송펌프 (16) : 상단 폭기노즐군(15): sludge conveying pump (16): upper aeration nozzle group
(17) : 중단 폭기노즐군 (18) : 하단 폭기노즐군(17): interrupted aeration nozzle group (18): lower aeration nozzle group
(22) : 중부 교반용 수중펌프 (23) : 하부 교반용 수중펌프(22): submersible pump for central stirring (23): submersible pump for lower stirring
(24) : 원수 공급관 (25) : 내부순환수 이송관(24): Raw water supply pipe (25): Internal circulating water transfer pipe
(31) : 부표 (32) : 부유기 가이드 파이프31: buoy 32: floater guide pipe
(33) : 처리수 배출용 호스 (40) : 제어부(33): Hose for discharging treated water 40: Control part
(41) : 검출센서부 (50) : 상단 우측 폭기노즐(41): detection sensor unit 50: upper right aeration nozzle
(51) : 상단 좌측 폭기노즐 (52) : 중단 우측 폭기노즐(51): Upper left aeration nozzle (52): Interrupted right aeration nozzle
(53) : 중단 좌측 폭기노즐 (54) : 하단 우측 폭기노즐53: interrupted left aeration nozzle 54: lower right aeration nozzle
(55) : 하단 좌측 폭기노즐 (80) : 공기공급관(55): Lower left aeration nozzle (80): Air supply pipe
본 발명은 단일 반응조에서 생물막의 무산소 영역을 이용한 하수처리장치 및 그 하수처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회분식 반응조내에 삼단폭기구조 및 접촉 여재층를 구비토록 하여 내부순환을 통해 질소와 인의 제거효율을 대폭 향상시킨 하수처리장치 및 하수처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage treatment apparatus using an anoxic region of a biofilm in a single reactor and a sewage treatment method thereof, and more particularly, to remove nitrogen and phosphorus through internal circulation by providing a three-stage aeration structure and a contact media layer in a batch reactor. The present invention relates to a sewage treatment apparatus and a sewage treatment method which are greatly improved.
일반적으로 생물학적 하·폐수처리방법에서 질소 및 인은 미생물의 활동 및 증식을 위한 단백질과 핵산합성의 필수 영양소로 작용한다. 그러나 수중에 질소와 인 등의 영양염류가 다량 함유된 경우에는 조류 등의 자가영양미생물(Autotrophic Organism)의 급격한 번식으로 인한 부영양화(Eutrophication)현상으로 수중의 식물 성 플랑크톤인 조류(Alage)의 성장을 촉진시켜 수질오염을 유발시키게 된다.In general, nitrogen and phosphorus in biological sewage and wastewater treatment methods act as essential nutrients of protein and nucleic acid synthesis for the activity and growth of microorganisms. However, when nutrients such as nitrogen and phosphorus are contained in the water, eutrophication due to the rapid reproduction of autotrophic organisms, such as algae, may lead to the growth of algae, phytoplankton in the water. This will cause water pollution.
따라서, 처리장 방류수 수질기준에 질소와 인 항목을 추가(TN=60mg/ℓ,TP=8mg/ℓ)하였고, 최근에는 수질기준을 총질소(TN)=20mg/ℓ, 총인(TP)=2mg/ℓ로 강하되었으며, 이러한 영향으로 최근의 하수처리에는 질소 및 인을 제거할 수 있는 생물학적 고도처리공정이 도입되고 있다.Therefore, nitrogen and phosphorus items were added (TN = 60mg / l, TP = 8mg / l) to the treatment plant effluent water quality standard, and recently, the water quality standards were total nitrogen (TN) = 20mg / l and total phosphorus (TP) = 2mg / It has been lowered to l, and these effects have led to the introduction of advanced biological treatment processes to remove nitrogen and phosphorus in recent sewage treatments.
생물학적 질소 제거공정은 호기성 상태에서 하·폐수 중에 존재하는 유기질소나 암모니아성 질소를 질산화반응을 통해 질산성 질소로 전환시키고, 이렇게 생성된 질산성 질소를 무산소 상태에서 질소가스로 전화시키는 탈질반응을 수행하도록 이루어지며, 탈질반응에는 수소공여체를 첨가하는 생합성형 탈질화 방식과 탈질화 미생물의 내생호흡작용을 이용하는 내생 호흡형 탈질화 방식이 사용되고 있다.The biological nitrogen removal process converts organic nitrogen or ammonia nitrogen present in sewage and wastewater into nitric acid through nitrification in aerobic state, and performs denitrification by converting the nitrate nitrogen thus produced into nitrogen gas in anoxic state. In the denitrification reaction, a biosynthetic denitrification method using a hydrogen donor and an endogenous respiratory denitrification method using endogenous respiration of denitrifying microorganisms are used.
또한, 상기 생합성형 탈질화 방식은 수소공여체로서 폐수중의 유기물을 이용하는 방법과 메탄올, 초산 등의 약품을 첨가하는 방법으로 나눌 수 있다.In addition, the biosynthetic denitrification can be divided into a method of using organic substances in wastewater as a hydrogen donor and a method of adding drugs such as methanol and acetic acid.
한편, 하·폐수 중에 존재하는 질소는 상기 두 공정을 거쳐 제거하게 된다.On the other hand, nitrogen present in the sewage and waste water is removed through the two processes.
생물학적 인 제거공정은 미생물의 인 과다섭취(Luxury Uptake)현상을 이용한 것으로, 활성슬러지내에는 인을 과잉 섭취할 수 있는 Acinetobacter종이 주류를 이룬 Poly-P 미생물이 있는데, 인 제거 반응조 내의 환경이 혐기상태와 호기상태가 반복되면, Poly-P 미생물의 활동은 평소에 비해 상대적으로 활발해지고 이에 따라 인의 섭취량이 증가하게 되며, 인 함량이 높은 미생물을 슬러지로 제거함으로써 인 제거효율을 높이는 것이 생물학적 인 제거기술의 원리이다. 참고로 활성슬러지내의 일반 미생물의 인 함유 비는 2~3%이나 Poly-P 미생물은 이보다 높은 5~10%이다.Biological removal process is based on the microorganism's luxury uptake phenomenon. In activated sludge, there is Acinetobacter species that can ingest excessive phosphorus, and Poly-P microorganism is mainly used. When the aerobic and aerobic states are repeated, the activity of Poly-P microorganisms becomes more active than usual and the intake of phosphorus increases accordingly, and it is possible to increase the phosphorus removal efficiency by removing the microorganisms having high phosphorus content with sludge. Is the principle. For reference, the phosphorus content ratio of general microorganisms in activated sludge is 2 ~ 3%, but the poly-P microorganism is 5 ~ 10% higher than this.
상기와 같은 오폐수를 처리하기 위해 다양한 처리방법이 제시되고 있으나, 환경적인 측면과 설치 공간 및 유지/보수비용 등의 이유로 회분식(SBR)공법이 각광 받고 있다.Various treatment methods have been proposed to treat the waste water as described above, but the batch method (SBR) method has been in the spotlight for environmental reasons, installation space, and maintenance / repair costs.
상기 회분식공법은 공간적으로 분할된 여러 반응조들을 하나의 단일 반응조로 합쳐 각각의 반응이 시간의 순서에 따라 진행되도록 하는 것으로, 하나의 반응조에서 유입, 혐기, 호기, 침전, 배출이 시간의 순서에 따라 이루어지며 순서별로 나타나는 SBR 반응조의 일반적 기능을 설명하면 다음과 같다.The batch method combines spatially divided reaction tanks into one single reactor so that each reaction proceeds in the order of time. In one reactor, inflow, anaerobic, aerobic, precipitation, and discharge are performed in order of time. The following describes the general function of the SBR reactor.
유입(Fill)기간 동안에는 하수가 반응조 내에 남아있는 미생물과 접촉하면서 원하는 부피만큼 채워지게 된다. 유입기간에는 혐기반응이 일어나면서 탈질과 인 방출을 행한다.During the fill period, the sewage is brought into contact with the microorganisms remaining in the reactor and filled to the desired volume. During the inflow period, anaerobic reactions take place, denitrification and phosphorus release.
반응(React)기간은 산소를 공급하는 호기성 반응시간과 산소의 공급이 없는 혐기 또는 무산소 반응시간으로 이루어진다. 이 기간 동안에는 유기물 제거뿐만 아니라 질소와 인의 제거를 동시에 이룰 수 있다. 반응기간 동안 호기/혐기 상태가 주기적으로 반복된다.The reaction period consists of an aerobic reaction time for supplying oxygen and an anaerobic or anoxic reaction time without supplying oxygen. During this time, not only organic matter but also nitrogen and phosphorus can be simultaneously removed. During the reaction period, the aerobic / anaerobic state is repeated periodically.
침전(Settle)기간은 혼합액으로부터 고액분리를 이루는 단계이며, 침전기간 중에 유입수의 흐름이 전혀 없는 정적 흐름으로 높은 침전효율을 가지게 된다. SBR은 슬러지의 재순환 없이 침전된 슬러지가 다음 사이클에서 반응에 필요한 미생물로 사용된다.The settle period is a step of separating solid-liquid from the mixed liquor, and has a high settling efficiency as a static flow with no influent flow during the settling period. SBR is used for the microorganisms in which sedimented sludge is required for the reaction in the next cycle without recycling the sludge.
배출(Draw)기간은 고액 분리된 상징액의 배출시 침전 슬러지의 흔들림이 없도록 고정된 배출펌프 또는 부상 배출펌프를 사용하며, 이외에도 다양한 배출방식 이 이용되고 있다. In the draw period, a fixed discharge pump or a floating discharge pump is used so that there is no shaking of the settling sludge during discharge of the solid-liquid supernatant, and various discharge methods are used.
이와 같은 회분식공법은 고도로 자동화된 운전시스템을 요구하기 때문에 활성화되지 못하였으나, 최근의 자동화기술 및 센서기술의 일반화로 널리 사용되고 있으며, 우리나라에는 SBR공정의 기계장치나 공정의 일부를 변경하여 만들어진 여러 종류의 SBR변법 들이 적용되고 있는데, 대표적인 것으로는 Fluidyne SBR, Jet Tech Omniflo SBR, CASS SBR, KIDEA, ICEAS, Aqua-MSBR, 선회와류식-SBR, 범양 연속회분식 활성슬러지법(PSBR) 등이 있다. 이러한 공법들의 처리원리는 모두 유사하며, 각 공법의 가장 큰 차이점은 하수유입방식과 기계장치의 차이점을 들 수 있다.This batch method has not been activated because it requires a highly automated operation system, but it is widely used as a generalization of recent automation technology and sensor technology. In Korea, various kinds made by changing the machinery or part of the SBR process SBR variants are applied, such as Fluidyne SBR, Jet Tech Omniflo SBR, CASS SBR, KIDEA, ICEAS, Aqua-MSBR, Swirl Vortex-SBR, and Bumyang Continuous Batch Activated Sludge (PSBR). The treatment principles of these methods are all similar, and the biggest difference of each method is the difference between sewage inflow method and machinery.
한편, 상기 여러 종류의 SBR 프로세스는 BOD, COD, SS는 효과적으로 제거시키나 질소와 인을 동시 제거 하기는 어려운 실정이다.Meanwhile, the various types of SBR processes effectively remove BOD, COD, and SS, but are difficult to remove nitrogen and phosphorus simultaneously.
일반적으로 질산성질소(NOX_N)가 질소(N2)가스로 방출(탈질)될 때뿐만 아니라 인 축적 미생물이 폴리-β-히드록시부틸산(PHB)의 형태로 축적되고 인을 방출시킬 때에도 유기물이 필요하게 된다. 이처럼 하수 내에 포함된 질소와 인의 제거 시 유기물이 중요 인자로 작용하게 되며, 제한된 유기물을 탈질화 미생물과 인축적 미생물에게 적절하게 분배 되도록 하는 것이 중요하다.In general, phosphorus accumulation microorganisms accumulate in the form of poly-β-hydroxybutyl acid (PHB) and release phosphorus, as well as when nitrogen nitrate (NO X _N) is released (denitrified) into nitrogen (N 2 ) gas. Even when organic matter is needed. As such, organic matter plays an important role in the removal of nitrogen and phosphorus contained in the sewage, it is important to properly distribute the limited organic matter to denitrifying microorganisms and condensation microorganisms.
그러나, 인축적 미생물과 탈질 미생물이 경쟁관계에 있을 때에는 탈질 미생물이 상대적으로 인축적 미생물에 비해 먼저 유기물을 섭취하게 되어 우점종이 된다. 그러므로 인축적 미생물에게 제한된 유기물을 최대한 먼저 공급하도록 하여 질산성질소의 독성유발물질의 방해를 줄여주어야 탈질 미생물에 비해 상대적으로 약 한 인축적 미생물의 활동을 활성화시킴으로서 질소와 인의 동시 처리가 일어날 수 있게 된다.However, when there is a competition between the accumulation of microorganisms and the denitrification microorganisms, the denitrification microorganism becomes a dominant species by first ingesting organic matters compared to the accumulation microorganisms. Therefore, it is necessary to reduce the interference of toxic toxic substances of nitrate nitrogen by supplying the limited organic material to the microorganism as soon as possible, so that the simultaneous treatment of nitrogen and phosphorus can occur by activating the activity of the weaker microorganism, which is relatively weaker than the denitrifying microorganism. .
현재 우리나라의 하수 및 오·폐수 특성상, 질소와 인을 제거하는데 필요한 유기물 농도가 낮아 영양소 제거 측면에서 불리한 성상을 지니고 있고, 질소와 인 동시제거에 필요한 미생물을 우점적으로 증식할 수 있는 시스템이 부족하여 중/소규모 하수 처리 시스템으로 적합하지 않은 문제점이 있었다.At present, due to the characteristics of sewage and wastewater in Korea, the concentration of organic matter necessary for removing nitrogen and phosphorus is low, which is disadvantageous in terms of nutrient removal, and there is a lack of a system capable of predominantly growing microorganisms necessary for simultaneous removal of nitrogen and phosphorus. There was a problem that is not suitable as a medium / small sewage treatment system.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 그 목적은 원수의 주입 시 인의 방출이 먼저 이루어지도록 반응조 하부에 접촉여재층을 설치하여 생물막을 형성시키고, 반응조 상부에 볼텍스(Vortex) 형성을 위한 삼단폭기구조를 구비토록 하여 산소의 이용 효율의 증대에 따른 산화 반응을 촉진시키고, 질산화된 상부 처리수를 DOㆍORP제어에 의해 항상 용존산소 농도 0.2ppm이하로 관리되는 반응조 하부 무산소 영역으로 순환시켜 탈질을 적극 유도하며, 혐기와 호기의 반복시간을 가능한 짧게 함으로써 반복횟수를 늘려 미생물의 스트레스 증가에 기인한 인의 과잉섭취(Luxury Uptake)를 유도하여 세포합성이 높아지도록 구성되어 질소와 인의 제거효율을 향상시키고, 산소 반응시간을 줄여 전체적인 사이클 타임 및 체류시간을 절감할 수 있으며, 종래의 SBR공법에 비해 기계설비 및 처리기능에 따른 부가 설비가 대폭 축소되어 설비 및 유지비용을 절감할 수 있는 단일 반응조에서 생물막의 무산소 영역을 이용한 하수처리장치 및 그 하수처리방법 을 제공함에 있다.The present invention is devised to solve the conventional problems as described above, the object is to form a biofilm by installing a contact media layer in the lower part of the reaction vessel so that the release of phosphorus first when the raw water is injected, the vortex (Vortex) ) It has a three-stage aeration structure for formation to promote the oxidation reaction according to the increase of oxygen utilization efficiency, and the nitrified upper treated water is always managed under the dissolved oxygen concentration of 0.2ppm or less by DO and ORP control. Actively denitrification by circulating to the area, and by increasing the number of repetitions by making the repetition time of anaerobic and aerobic as short as possible, induces the uptake of phosphorus caused by the stress of microorganisms to increase cell synthesis. Improves phosphorus removal efficiency and reduces oxygen reaction time, reducing overall cycle time and residence time Compared with the conventional SBR method, the additional equipment according to the mechanical equipment and treatment functions is greatly reduced, so that the sewage treatment apparatus using the anoxic zone of the biofilm and its sewage treatment method in a single reactor can reduce the equipment and maintenance cost. In providing.
도 1 은 본 발명에 따른 전체 구성을 나타낸 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 삼단 폭기노즐 분포도를, 도 3 은 본 발명에 따른 하수처리단계를 나타낸 공정도를, 도 4 는 본 발명에 따른 반응조의 단면구성을 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 공정단계를 보인 블록도를 도시한 것으로, 본 발명은 유량조정조(2), 반응조(1), 소독/방류조(5), 슬러지처리조(4)로 내부가 구획된 하우징(3)이 구성되고, 상기 반응조(1)의 내부 하단부에 접촉여재층(6)이 설치되어 제한된 미생물을 인축적 미생물에게 최대한 먼저 공급토록 함으로써 질산성질소(NOX_N)의 독성유발물질의 방해를 줄여 탈질 미생물에 비해 상대적으로 약한 인축적 미생물의 활동을 활성화시키고, 또한 접촉여재층(6)에 고정된 부착미생물에 의해 높은 부유물질농도(MLSS)를 유지케 하여 질소와 인의 동시 처리가 손쉽게 일어날 수 있도록 구성되어 있다.1 is an exemplary view showing the overall configuration according to the present invention, Figure 2 is a three-stage aeration nozzle distribution according to the present invention, Figure 3 is a process diagram showing a sewage treatment step according to the present invention, Figure 4 according to the
즉, 본 발명은 유량조정조(2), 반응조(1), 소독/방류조(5), 슬러지처리조(4)로 내부가 구획된 하우징(3)과, 상기 유량조정조(2)의 내부에 설치되어 유량조정조(2)에 저장된 원수를 원수 공급관(24)을 통해 반응조(1)의 하부로 공급하는 정량이송펌프(12)와, 상기 반응조(1)의 바닥으로부터 소정의 공간을 형성토록 이격되어 설치된 접촉여재층(6)와, 접촉여재층(6) 상부에 순서대로 설치된 상/중/하단 폭기 노즐군(16,17,18)과, 상기 상,중,하단 폭기노즐군(16,17,18)으로 공기를 공급하는 공기공급장치(10)와, 상기 공기공급장치(10)와 상,중,하단 폭기노즐군(16,17,18)을 연결하는 공기 공급관(80) 상에 설치된 전자변(11)과, 상기 반응조내 상부에 설치되어 질산화 처리된 상등수를 제어신호에 따라 내부 순환수 이송관(25)을 통해 접촉여재층 하부의 무산소 영역으로 순환시키는 내부순환펌프(13)와, 반응조(1)내에 수직하게 설치된 가이드 파이프(32)를 따라 승하강하며 처리수를 소독/방류조(5)로 배출하는 무동력 부유식 배출펌프(14)와, 상기 반응조(1)내의 소정위치에 설치되어 슬러지를 교반하는 교반용 수중펌프(22,23)와, 상기 접촉여재층(6) 하부의 잉여 슬러지를 간헐적으로 슬러지처리조(4)로 이송시키는 슬러지이송펌프(15)와, 상기 반응조(1)의 내부에 설치되어 반응조 내의 용존산소농도(DO), 수소이온농도(pH), 산화환원전위(ORP), 부유물농도(MLSS), 수위(WLG)를 검출하는 센서와 연결되어 이를 감지하는 검출센서부(41)와, 상기 검출센서부(41)에 의해 발생된 검출신호에 따라 전자변(11)과 펌프(12,13,14,15) 및 공기공급장치(10)를 제어하는 제어부(40)로 구성되어 있다. That is, the present invention is a
상기 하우징(3)은 합성수지재(Fiberglass reinforced plastic, FRP) 또는 콘크리트 구조물로 구성된다.The
상기 유량조정조(2)의 내부에는 원수를 일정량씩 반응조(1)로 공급하기 위한 정량이송펌프(12)가 설치되어 있고, 이 정량이송펌프(12)의 배출 측에 원수공급관(24)이 연결되어 있으며, 이 원수 공급관(24)의 끝단이 반응조(1)의 하부에 위치하도록 설치되어 있다.Inside the flow rate adjustment tank (2), a fixed quantity feed pump (12) for supplying raw water to the reactor (1) by a predetermined amount is installed, and the raw water supply pipe (24) is connected to the discharge side of the fixed quantity transfer pump (12). It is provided so that the end of this raw
상기 반응조(1)의 하단부에는 접촉여재층(6)이 설치되며, 이 접촉여재층(6)의 상부로 상단 폭기노즐군(16), 중단 폭기노즐군(17)과 하단 폭기노즐군(18)이 순차적으로 설치되며 한편, 반응조(1) 내의 용존산소농도(DO), 수소이온농도(pH), 산화환원전위(ORP),부유물질농도(MLSS), 수위(WLG)를 센싱하기 위한 검출센서부(41)가 설치되어 있고, 이 반응조(1)에서 고액 분리된 상등액만을 소독/방류조(5)로 배출하는 무동력 부유식 배출펌프(14)가 설치되어 있으며, 혐기반응시 슬러지를 교반시키기 위한 교반용 수중펌프(22,23)가 설치되어 있다. The lower portion of the
또한, 하수처리공정이 완료된 후 필요에 따라 반응조내의 잉여슬러지만를 간헐적으로 배출하기 위한 슬러지이송펌프(15)가 설치되어 있다.After the sewage treatment step is completed, a
상기 상단 폭기노즐군(16)은 도 2 에 도시된 바와 같이, 반응조(1)의 바닥면을 향하는 다수의 폭기노즐(50,51)로 구성되고, 공기 공급조절장치(11)에 의해 통제되면서 공기를 분사하도록 되어 있다. The upper
상기 중단 폭기노즐군(17)은 도 2 에 도시된 바와 같이, 서로 등간격을 갖는 4개의 노즐이 원형배열되어 좌측 폭기노즐(53)과 우측 폭기노즐(52)이 순차적으로 번갈아가며 랜덤(Random)하게 작동되어 난류(Vortex)를 형성케하는 구조로 구성되어 있다. As shown in FIG. 2, the interrupted
상기 하단 폭기노즐군(18)은 반응조(1)의 상부를 향하는 다수의 폭기노즐(54,55)로 구성되어 있다.The lower
또한, 상기 상단 폭기노즐군(16)과 중단 폭기노즐군(17) 및 하단 폭기노즐군(18)은 공기 공급조절장치(11)에 의해 개별적으로 공기공급장치(10)에 연결되어 공 기를 공급받게 되고, 공기 공급조절장치(11)는 제어부(40)의 신호에 의해 통제된다. In addition, the upper
또한, 상기 상,중,하단 폭기노즐군(16,17,18)의 개개의 방향은 랜덤하게 설치되어 있고 각 단은 교번으로 랜덤하게 작동됨으로써 반응조(1)내에 볼텍스를 형성하도록 구성되어 있다. In addition, the individual directions of the upper, middle, and lower
상기 접촉여재층(6)은 HBC 링 구조로 본원 발명의 출원인이 출원 등록(실용신안등록 제0154905)한 여재걸이 유니트(도 2 참조)로 설치되어 있다. 상기 검출센서부(41)는 반응조(1) 내의 용존산소농도(DO), 수소이온농도(pH), 산화환원전위(ORP),수위계(WLG), 온도를 검출할 수 있도록 각각의 값을 센싱하는 다수의 센서로 구성되어 있다.The
즉, 상기 접촉여재층(6)은 HBC(Hanging Bio Contactor)링상 여재가 여재틀 유니트에 고정되어 장착되어 있으며, 여재는 용수철 형태로서 보통은 상부 여재걸이판과 하부 여재걸이판 및 4개의 포스트로 구성된 여재틀 유니트에 매달아 접촉여재층에 장착하게 된다. HBC링이 장착되는 본 여재걸이 유니트는 본 출원인이 1996.12.27일자로 출원한 출원 명세서(실용신안 등록 제 0154905호)에 상세히 기재되어 있으므로 그 설명은 생략하기로 한다. 다음에 본 발명에 사용되는 접촉매질인 HBC링의 제원의 예를 설명하면 다음과 같다.That is, the contact media layer (6) is mounted on the HBC (Hanging Bio Contactor) ring media is fixed to the media unit, the media is a spring form, usually the upper media hanger plate and the lower media hanger plate and four posts It is mounted on the contact filter layer by hanging on the configured filter unit. The filter hanger unit equipped with the HBC ring is described in detail in the application specification filed by the applicant of December 27, 1996 (Utility Model Registration No. 0154905), the description thereof will be omitted. Next, an example of the specification of the HBC ring which is a contact medium used in the present invention will be described.
HBC(Hanging Bio Contactor)링의 제원 : Specifications of HBC (Hanging Bio Contactor) Ring:
재질은 폴리염화비닐리덴실(Polyvinylidene Chloride Fiber)로서 미생물의 부착이 용이하고 구조상 수중에서 사방 방사형으로 펼쳐진 비표면적이 큰 고리형상 을 하고 있다. 이 HBC링은 1개당 고리의 수가 1m당 대략 9,500개이고, 실의 두께는 1백 데니어(Denier)이고, 2,850m를 꼬아 만든 HBC링의 길이는 1m정도이고, 직경은 25mm에 달한다. 이와 같은 제원의 HBC링은 스프링 형태의 실이 미세하여 비표면적이 넓으므로 360°각도 전방향으로 다량 다종의 미생물 부착이 용이하다.The material is polyvinylidene chloride fiber (Polyvinylidene Chloride Fiber) is easy to attach microorganisms and has a ring shape with a large specific surface area spread radially in water. The HBC ring has approximately 9,500 rings per meter, the thickness of the thread is 100 denier, the HBC ring twisted 2,850m is about 1m long, and the diameter is 25mm. The HBC ring of the specification is a spring-like thread is fine, so the specific surface area is wide, it is easy to attach a large number of microorganisms in all directions 360 ° angle.
상기 무동력 부유식 배출펌프(14)는 도 2 와 같이 부표(31)에 고정 지지되며, 상기 부표(31)는 플라스틱 재질로 이루어지고, 반응조(1)내에 수직하게 설치된 다수의 가이드 파이프(32)에 의해 지지되며, 상기 무동력 부유식 배출펌프(14)에는 플랙시블하게 변형가능한 처리수 배출용 호스(33)가 설치되어 처리수를 소독/방류조(5)로 배출할 수 있도록 구성되어 있다. The non-powered floating
상기 반응조 중부 교반용 수중펌프(22)는 접촉여과조(6)의 상부에 위치토록 설치되어 원수 유입 및 혐기반응시 접촉여재층(6)의 상단에서 반응조(1)의 상단으로 와류를 형성시켜 슬러지를 교반하도록 구성되어 있다. The reactor middle stirred water pump 22 is installed on the upper portion of the
상기 반응조 하부 교반용 수중펌프(23)는 접촉여재층(6)의 하부에 위치토록 설치되어 원수 유입 및 혐기반응시 접촉여재층(6)의 하단에서 반응조(1)의 슬러지를 교반하도록 구성되어 있다. 여기서 상기 교반용 수중펌프는 전기구동펌프, 또는 슬러지의 교반을 위한 수중회전체 및 기타 교반장치로 구성될 수 있다.The water tank 23 for stirring the lower part of the reactor is installed to be positioned below the
상기 슬러지이송펌프(15)는 반응조(1)의 하단부에 설치되어 하수처리공정 후 반응조(1) 내에 필요 이상으로 많은 양의 슬러지가 잔존할 경우, 슬러지배출관을 통해 잉여슬러지를 슬러지처리조(4)로 배출하도록 구성되어 있다.The
상기 제어부(40)는 검출센서부(41)에 의해 센싱된 각종 데이터를 마이크로프 로세스에서 조합하여 현재 반응조(1)의 하수의 처리상태에 따라 PLC 제어장치를 통해 펌프(12,13,14,15), 공기공급장치(10), 전자변(11)등을 자동으로 제어하도록 구성되어 있다.The
상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 및 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and operation of the present invention configured as described above are as follows.
도 3 은 본 발명에 따른 하수처리단계를 나타낸 공정도를, 도 6 은 본 발명에 따른 공정단계를 보인 블록도를 도시한 것으로, 본 발명은 유량조정조(2)에 저장된 원수를 혐기상태의 반응조 하부로 유입시켜 슬러지 적층(7)과 접촉여재층(6)을 순차적으로 거치면서 원수내의 인을 우선적으로 방출하는 단계(S1)와, 상기 단계(S1)를 거치고 접촉여재층(6)을 통과하여 부상한 원수에 상,중,하단 폭기노즐군(16,17,18)을 통해 제어 신호에 따라 간헐적으로 랜덤하게 폭기하여 호기상태의 산화 반응에서 질산화 및 인이 섭취되는 단계(S2)와, 상기 단계(S2) 진행 중에 반응조 상단 및 하단의 용존산소농도(DO) 및 산화환원전위(ORP)를 센싱하여 처리된 상등수를 호기 폭기 시간에서도 용존산소농도(DO)를 0.2ppm 이하로 관리되는 반응조 하부 무산소 영역으로 순화시켜 탈질을 적극적으로 유도하는 단계(S3)와, 상기 단계(S2)를 거친 후 혐기 반응 시간대 초반에 산화반응에서의 고농도 용존산소를 빠른 시간내에 저감시켜 반응조의 혐기상태를 최대한 효과적으로 유지하기 위해 질산화된 상등수를 산화환원전위(OPR) 센싱 신호에 따라 반응조 하부로 순환시키고, 순환량 만큼 하부 슬러지가 상승함과 동시에, 접촉여재층 상부와 하부를 교반용 수중펌프를 각각 작동시켜 반응조 전체적으로 와류를 형성시켜 슬러지가 교반되면서 반 응조가 신속히 혐기화되어 반응에 필요한 혐기시간을 충분히 확보하는 단계(S4), 상기 단계(S4)로 유지된 혐기, 무산소 상태에서 인의 방출 및 탈질을 이루는 단계(S5)와, 단계(S2)와 단계(S3) 및 단계(S4)가 반복적으로 일어나게 함으로써 유기물, 질소 및 인을 제거하는 단계(S6)와, 상기 단계(S6)를 거친 후 적정 침강시간을 유지시킨 후 처리된 상등수를 무동력 부유식 배출펌프를 통해 소독/방류조로 배출하는 단계(S7)와, 상기 단계(S7) 후 반응조 내의 잉여슬러지를 슬러지처리조로 이송하는 단계(S8)로 이루어져 있다. Figure 3 is a process diagram showing a sewage treatment step according to the present invention, Figure 6 is a block diagram showing a process step according to the present invention, the present invention is the raw water stored in the flow control tank (2) in the anaerobic reactor bottom By passing through the sludge stack (7) and the contact filter layer (6) in order to first release the phosphorus in the raw water (S1), and through the step (S1) through the contact filter layer (6) Steps to animate nitrification and phosphorus in the aerobic oxidation reaction by intermittently randomly aeration according to the control signal through the upper, middle, lower aeration nozzle group (16, 17, 18) to the injured raw water (S2), During the step (S2), the supernatant treated by sensing the dissolved oxygen concentration (DO) and the redox potential (ORP) at the top and bottom of the reactor is treated with a dissolved oxygen concentration (DO) of 0.2 ppm or less even under an aerobic aeration time. Purification to the anoxic zone In order to dramatically reduce the high dissolved dissolved oxygen in the oxidation reaction in the early stage of the anaerobic reaction time after passing the step (S3) and the step (S2) dramatically to maintain the anaerobic state of the reactor as effectively as possible According to the redox potential (OPR) sensing signal, the lower part of the reaction tank is circulated, and the lower sludge rises by the amount of circulation, while the upper and lower contact medium layers are operated by agitating submersible pumps to form vortices throughout the reaction tank to stir the sludge. While the reaction coagulation is rapidly anaerobic to ensure sufficient anaerobic time required for the reaction (S4), the anaerobic maintained in the step (S4), the step of achieving the release and denitrification of phosphorus in the anaerobic state (S5) and step (S2) ), Step (S3) and step (S4) to occur repeatedly to remove the organic matter, nitrogen and phosphorus (S6), and after the step (S6) Maintaining the sedimentation time to discharge the treated supernatant to the disinfection / discharge tank through a non-power floating pump (S7), and after the step (S7) to transfer the excess sludge in the reactor to the sludge treatment tank (S8) consist of.
상기 단계(S2)는 상,중,하단 폭기노즐군이 교번으로 랜덤(Random)하게 동작하면서 반응조 내에 볼텍스를 형성한다. The step (S2) forms a vortex in the reaction tank while the upper, middle and lower aeration nozzle groups alternately randomly (Random).
반응조(1)의 혐기상태에서 정량이송펌프(12)에 의해 원수가 반응조(1)내로 일정량 유입되면, 유입된 원수의 원활한 유기물의 공급 및 슬러지 적층(7)에 의한 활성오니의 풍부한 유기물을 공급받아 인축적 미생물의 활동을 활성화시켜 탈인 효율을 증대시키고, 접촉여과조(6)에 부착된 탈질을 유도하는 균의 왕성한 성장조건을 형성하게 된다. When a certain amount of raw water is introduced into the
즉, 유입 원수중의 인화합물(Acetate, Acetic Acid 이온 상태로 존재)은 혐기상태의 슬러지 적층(7) 및 접촉여재층(6)의 접촉재를 거치면서 충분한 탄소원(영양분)을 확보한 인축적 미생물(PAOs, Phosphate accumulating organisms, PAOs의 주된 우점종은 Acinetobacter)의 세포내로 확산 이동되면서, 세포내 인산이온의 중합체(Poly-P, Poly-phosphate)가 혐기상태에서 분해되면서 발생된 에너지(ATP)를 이용하여 아세틸조효소(AcCoA, Acetyl-CoA)로 변화되고, AcCoA가 TCA(Tricarboxylic Acid) Cycle을 거쳐 PHB(Poly-β- hydroxybutyrate)상태로 저장되면서 활발히 인산이온(P-)을 방출한다. In other words, phosphorus compounds (in Acetate and Acetic Acid ions) in the influent raw water are accumulated in the anaerobic sludge stack (7) and the contact material layer (6) while the sufficient accumulation of carbon source (nutrient) The main dominant species of microorganisms (PAOs, Phosphate accumulating organisms, PAOs) are diffused and transferred into cells of Acinetobacter, and the energy (ATP) generated by the decomposition of intracellular phosphate polymers (Poly-P, Poly-phosphate) is anaerobic. used by being changed into acetyl coenzyme (AcCoA, acetyl-CoA), as AcCoA is through the TCA (Tricarboxylic acid) Cycle stored in a state PHB (Poly-β- hydroxybutyrate) actively phosphate ions (P -) emits.
상기와 같은 과정을 거쳐 접촉여재층(6)의 상부로 부상한 원수는 폭기노즐군의 간헐적인 랜덤폭기에 의해 호기반응과 혐기반응을 반복하게 되면서 질소와 인을 제거하게 된다. 이때 반응조(1)내의 반응시간을 효과적으로 제어하기 위해 삼단폭기장치, 즉 상,중,하단 폭기노즐군(16,17,18)이 설치되어 있다.The raw water floating to the upper portion of the
일반적으로 호기성 대사에 있어서 산소는 동화작용을 위한 전자수용체로서 주로 작용하고 미생물의 신진대사가 산소의 요구 속도를 결정한다. Fick의 확산법칙에 의해 폭기 중의 용존산소농도 변화율은 접촉계면의 면적(A)와 산소부족분(CS-C,CS는 액체중의 기체의 포화농도, C는 액체중의 기체농도)에 비례하고 액막의 두께에 반비례한다. 이러한 산소전달에 영향을 미치는 인자는 산소의 포화정도, 온도, 폐수의 특성, 난류정도 등이며, Mancy와 Okun이 전개한 폭기중의 난류에 관한 이론을 적용하면 난류의 정도에 따라 액체중의 확산에 대한 저항을 감소시키므로 막 저항이 확산속도를 제어하게 되고, 난류도가 커지면 막이 파괴됨으로서 산소의 전달속도를 증가시켜 전체적으로 반응시간을 단축시키게 된다.In general, in aerobic metabolism, oxygen mainly acts as an electron acceptor for assimilation, and the metabolism of microorganisms determines the required rate of oxygen. According to Fick's law of diffusion, the rate of change of dissolved oxygen concentration during aeration is proportional to the area (A) of the contact interface and the oxygen deficiency (C S -C, C S is the saturation concentration of the gas in the liquid, C is the gas concentration in the liquid). And inversely proportional to the thickness of the liquid film. Factors affecting this oxygen transfer are oxygen saturation, temperature, characteristics of waste water, and turbulence. The theory of turbulence in aeration developed by Mancy and Okun is applied to the diffusion in liquid according to the degree of turbulence. As the resistance to the membrane is reduced, the membrane resistance controls the diffusion rate, and when the turbulence increases, the membrane is destroyed, thereby increasing the transfer rate of oxygen to shorten the reaction time as a whole.
본 발명에서는 상기 산소전달속도를 현저하게 향상시키기 위해 반응조(1)의 중간에 설치된 중단 폭기노즐군(17)의 좌측 폭기노즐(53)과 우측 폭기노즐(52) 그리고 상단 폭기노즐군(16), 하단 폭기노즐군(18)을 서로 교번으로 랜덤하게 동작시 킴으로서 반응조(1)내에 볼텍스를 형성시켜 반응조(1)내의 균일한 농도와 기액 경계막에서의 산소의 전달률을 현저하게 향상시키게 된다.In the present invention, the
또한, 고농도 용존산소를 함유한 상등수의 반응조 하부로의 순환은 슬러지에 산소를 공급하여 슬러지 자기산화과정을 거치게 하여 슬러지에 포함된 유기물 종류의 탄수화물은 당류나 유기산으로, 단백질은 아미노산으로, 지방은 지방산이나 글리세린으로 분해하여 다시 작은 분자로 분해되면서 슬러지의 볼륨(SVI)을 적극적으로 줄여 주게 된다. In addition, circulation of the supernatant water containing high dissolved oxygen to the lower part of the reaction tank supplies oxygen to the sludge and undergoes sludge self-oxidation process, and carbohydrates of the organic species contained in the sludge are sugars or organic acids, proteins are amino acids, and fats are It breaks down into fatty acids or glycerin and breaks it down into smaller molecules, which actively reduces the volume of sludge (SVI).
또한 연속적으로 반복되는 이와 같은 공정은 슬러지의 세포 일부를 자기산화하여 감량화하고, 고도처리에 이용되는 미생물의 탄소원과 유기물로 공급하게 된다. 사용되고 남은 잉여슬러지(인함유)는 슬러지 이송펌프(15)를 작동하여 간헐적으로 슬러지처리조(4)로 이송되어 최종처리하게 된다. In addition, this process, which is repeated continuously, reduces the amount of the sludge cells by self-oxidizing and supplies them to the carbon source and organic matter of the microorganisms used for advanced processing. The remaining sludge (containing phosphorus) used is operated by the
상기 혐기반응과 호기반응을 반복함에 있어, 혐기와 호기의 반복시간을 가능한 짧게 하고 반복 횟수를 늘려 미생물의 스트레스(Stress)증가로 인한 인의 과잉섭취를 유도하여 세포합성이 높아지도록 함으로써 인의 제거효율을 증대시키게 된다. 수리학적 체류시간(4~6hr)은 가능한 짧게 유지하고, 한주기 내에서 반복적으로 나타나는 혐기반응과 호기반응의 시간배분에서 혐기반응 시간을 2배 정도 길게 하며, 호기성 반응에서 혐기성 반응으로 전환될 때 반응조(1) 내의 용존산소농도가 높으면 전환 시간대가 길어져 혐기반응 시간이 그 만큼 줄어드는 결과가 발생함으로 반응조(1)의 호기반응 시에 용존산소농도가 적정범위(2~2.5mg/ℓ)를 초과하지 않도록 검출센서부(41)에 의해 검출되어 제어부(40)로 전달된 용존산소농도에 기초 하여 공기공급장치(10) 및 전자변(11)을 제어하는 피드백(Feed Back) 콘트롤을 수행하게 된다.In repeating the anaerobic and aerobic reactions, the repetition time of anaerobic and aerobic cycles is made as short as possible and the number of repetitions is increased to induce excessive intake of phosphorus due to stress of microorganisms to increase cell synthesis, thereby increasing phosphorus removal efficiency. Increased. Hydraulic retention time (4 ~ 6hr) should be kept as short as possible, and the anaerobic and aerobic reactions will be doubled in the time distribution of the anaerobic and aerobic reactions that occur repeatedly within one cycle. If the dissolved oxygen concentration in the reactor (1) is high, the conversion time is long, and the anaerobic reaction time is reduced by that amount. Therefore, the dissolved oxygen concentration exceeds the proper range (2 to 2.5 mg / l) during the aerobic reaction of the reactor (1). In order not to perform the feedback control to control the air supply device 10 and the electronic valve 11 based on the dissolved oxygen concentration detected by the
상기 혐기반응시에는 교반용 수중펌프(22,23)를 작동하여 슬러지가 침전되지 않고 원활하게 현탁 및 유동할 있도록 접촉여재층(6)의 상단 및 하단에서 반응조(1)의 상단으로 와류를 형성시켜 슬러지를 교반하게 된다.During the anaerobic reaction, agitated submersible pumps 22 and 23 are operated to form a vortex from the top and bottom of the
상기 호기반응과 혐기반응에 의한 질소와 인의 제거에 따른 반응을 설명하면,If the reaction according to the removal of nitrogen and phosphorus by the aerobic reaction and anaerobic reaction,
상기 호기 반응 시간에 반응조(1)내에서 호기성 미생물에 의해 유기물이 활발히 분해되어 에너지를 얻고 세포합성을 하여, 오폐수내의 유기물은 미생물의 새로운 세포(C5H7O2N), CO2 등으로 전환되어 제거된다. 이때 1kg의 C5H7O2N을 합성하기 위해서는 0.12kg의 질소와 0.025kg의 인이 소비된다. 이것을 식으로 나타내면 다음과 같다.The exhalation of organic matter by aerobic microorganisms in the reactor (1) the reaction time is actively decomposed to obtain the energy to the cell synthesis, the organic matter in the waste water are new cell (C 5 H 7 O 2 N ) of the microorganism, CO 2, etc. Converted and removed. At this time, 0.12kg of nitrogen and 0.025kg of phosphorus are consumed to synthesize 1kg of C 5 H 7 O 2 N. This is expressed as follows.
CHON(유기물) + O2 + 영양소 → C5H7O2N + CO2 + NH3 + 기타 생성물CHON + O 2 + Nutrients → C 5 H 7 O 2 N + CO 2 + NH 3 + Other products
상기 호기반응 시간에 반응조(1)내에서 질산화 반응이 활발히 일어난다. 오폐수 속의 유기질소(Organic Nitrogen) 및 암모니아성 질소(NH3-N)가 질산화 미생물[니트로소모나스(Nitrosomonas)와 니트로백터(Nitrobacter)등, 호기성 독립 영양 미생물(Aerobic Autotrophic Bacteria)]의 분해 작용에 의해 NH3-N 로 전환된다. NH3-N은 이를 산화시키는 미생물에 의해 아질산성 질소(NO2-N)를 거쳐 질산성 질소 (NO3-N)로 된다. 이러한 미생물은 산소로 암모니아를 산화시키며 생장한다. 수중에서 암모니아 이온(NH4 +) 형태로 존재하는 암모니아의 질산화 과정을 식으로 나타내면 다음과 같다.In the aerobic reaction time, the nitrification reaction takes place actively in the reaction tank (1). Organic Nitrogen and Ammonia Nitrogen (NH 3 -N) in Sewage Water Decompose Nitrogen Microorganisms (Aerobic Autotrophic Bacteria) such as Nitrosomonas and Nitrobacter To NH 3 -N. NH 3 -N is converted to nitrate nitrogen (NO 3 -N) via nitrite nitrogen (NO 2 -N) by a microorganism oxidizing it. These microorganisms grow by oxidizing ammonia with oxygen. The nitrification of ammonia in water in the form of ammonia ions (NH 4 + ) is as follows.
22NH4 + + 37O2 + 4CO2 + HCO3 - → C5H7O2N + 21NO3 - + 20H2O + 42H+ 22NH 4 + + 37O 2 + 4CO 2 + HCO 3 - → C 5 H 7 O 2 N + 21NO 3 - + 20H 2 O + 42H +
상기 호기반응 시간에 반응조(1)내에서 인 제거 미생물(PAOs, phosphate accumulating organisms)는 호기성 상태에서 세포내에 저장된 PHB를 산소로 분해하면서 인산이온(orthophosphate)을 외부로부터 섭취하여 Poly-phosphate 형태로 세포내에 저장된다. 이러한 합성과정에 필요한 에너지원(ATP)를 계속 공급하기 위하여 외부로 부터 PAOs(PAOs의 주된 우점종은 Acinetobacter)에 의한 인 섭취량이 증가하게 되는데, 이러한 인 섭취량이 높은 미생물을 슬러지로 제거함으로서 인은 최종적으로 제거된다.In the aerobic reaction time, phosphorus-removing microorganisms (PAOs, phosphate accumulating organisms) in the
호기반응시간대를 거친 처리수는 혐기반응시간대로 이동된다. 혐기성 미생물에 의한 유기물 분해 과정은 크게 2단계로 나눌 수 있다. 첫번째 단계에서는 유기산 생성균에 의해 유기물이 초산(CH3COOH)이나 로피온산(CH3CH2COOH)과 같은 유기산으로 전환되며 단백질의 경우에는 분해되는 과정에서 유기산 이외에 암모니아(NH3)가 생성된다. 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 생성된 유기산이 메탄 생성균에 의해 최종 산물인 메탄과 이산화탄소로 전환된다. 유기산 생성균의 증식 속도는 빠른 반면에 메탄 생성균의 증식 속도는 느리기 때문에 혐기성 방법에 의한 폐수처 리 효율은 유기산 생성균보다는 메탄 생성균의 역활에 의해 좌우된다. 메탄생성균에 의한 유기물은 C5H7O2N, CH4, CO2 등으로 전환된다. 분해과정을 식으로 나타내면 다음과 같다.Treated water after the aerobic reaction time zone is moved to the anaerobic reaction time. The decomposition of organic matter by anaerobic microorganisms can be divided into two stages. The first organic material by the acid producing bacteria in the step of acetic acid (CH 3 COOH), or as will be converted into an organic acid such as propionic acid (CH 3 CH 2 COOH) is ammonia (NH 3) is generated in addition to the organic acid in the course of decomposition in the case of a protein . In the second stage, the organic acid produced in the first stage is converted by the methane producing bacteria into the final products methane and carbon dioxide. Since the growth rate of organic acid producing bacteria is high while the growth rate of methane producing bacteria is slow, the efficiency of wastewater treatment by anaerobic methods is more dependent on the role of methane producing bacteria than organic acid producing bacteria. Organic matter by methanogenic bacteria is converted to C 5 H 7 O 2 N, CH 4 , CO 2 and the like. The decomposition process is expressed as follows.
CHON(유기물) + H2O + 영양소 → C5H7O2N + CH4 + CO2 + NH3 + HCO3 + 기타 생성물CHON + Organic 2 + H 2 O + Nutrients → C 5 H 7 O 2 N + CH 4 + CO 2 + NH 3 + HCO 3 + Other products
상기 혐기 반응 시간에 질산화 작용에 의해 생성된 NO3-N은 다시 이를 환원시키는 미생물에 의해 무해한 질소가스(N2)로 환원되어 대기 중으로 방출된다. 탈질 미생물은 전술한 질산화 반응의 경우와는 달리 임의성 종속영양 미생물(facultative heterotrophic bacteria)이다. 용존산소가 충분한 경우에는 호기성 독립영양 미생물(질산화 미생물, 아질산화 미생물 등)이 산소를 전자수용체(electron acceptor)로 에너지를 얻는 활동이 우세해지는 반면, 산소와 질산염을 영양원으로 에너지를 얻는 상기 탈질 미생물의 활동이 억제되므로 탈질작용을 활성화시키기 위해서는 산소공급이 없는 무산소(anoxic) 환경과 충분한 유기물의 공급이 절대적으로 필요하다. 대표적인 탈질 미생물로는 마이크로코쿠스(Micrococcus), 슈도모나스(Pseudomonas), 아코모박터(Archomobacter) 및 바실러스(Bacillus) 등이 있다. 탈질화 반응식의 예는 다음과 같다.NO 3 -N produced by nitrification at the anaerobic reaction time is reduced to harmless nitrogen gas (N 2 ) and released into the atmosphere by a microorganism which reduces it again. Denitrifying microorganisms are facultative heterotrophic bacteria unlike the nitrification reactions described above. When there is sufficient dissolved oxygen, aerobic autotrophic microorganisms (nitrification microorganisms, nitrous oxide microorganisms, etc.) are predominantly active in obtaining oxygen as an electron acceptor, whereas the denitrifying microorganisms in which oxygen and nitrates are energized as nutrient sources. In order to activate the denitrification, an anoxic environment without oxygen supply and sufficient organic matter are absolutely necessary. Representative denitrifying microorganisms include Micrococcus, Pseudomonas, Archomobacter and Bacillus. An example of a denitrification scheme is as follows.
NO3 - + 1.08CH3OH + H+ → 0.065C5H7O2N + 0.47N2 + 0.76C02 + 2.44H2O NO 3 - + 1.08CH 3 OH + H + → 0.065C 5 H 7 O 2 N + 0.47
상기와 같은 혐기/호기/혐기/호기를 반복함으로써 하수내 질소와 인을 제거 하게 되며, 이후 모든 기기를 정지시켜 반응조(1)내를 정류 상태로 만들어 슬러지가 쉽게 침전되도록 하게 된다.By repeating anaerobic / aerobic / aerobic / aerobic as described above, nitrogen and phosphorus in the sewage are removed. After that, all the equipment is stopped to make the sludge precipitated easily in the reactor (1).
이와 같이 슬러지가 침전되면, 무동력 부유식 배출펌프(14)에 의해 처리수를 소독/방류조(5)로 배출하게 되며, 이때 무동력 부유식 배출펌프(14)는 침전된 슬러지의 흔들림이 없도록 반응조(1)의 수위에 따라 하강하며 처리수를 배출함으로써 작업공정을 완료하게 된다.When the sludge is settled as described above, the treated water is discharged to the disinfection /
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
상술한 바와 같이 본 발명은 반응조의 하단부에 접촉여재층이 설치되어 질소와 인의 동시처리효율을 향상시킬 수 있고, 삼단폭기로 반응조내에 심한 난류를 형성하여 산소반응시간을 줄일 수 있으므로 전체적인 사이클타임 및 체류시간을 대폭적으로 줄일 수 있으며, 호기 반응시 폭기 시간대에도 DO, ORP 제어에 따른 접촉여재층(6) 하부에 형성된 무산소 영역이 존재하여 질산화 처리된 상등수를 하부로 순환시켜 적극적인 탈질 과정을 거치게 하여 질소 처리 효율을 극대화 한다. As described above, in the present invention, the contact medium layer is installed at the lower end of the reaction tank to improve the simultaneous treatment efficiency of nitrogen and phosphorus, and the three stage aeration forms severe turbulence in the reaction tank, which reduces the oxygen reaction time, thereby reducing the overall cycle time and The residence time can be drastically reduced, and there is an oxygen-free zone formed under the
또한, 반응조의 하단부에 설치된 접촉여재층(6)에 부착된 미생물군은 반응조 (1)내의 MLSS 농도를 높게 유지시켜 낮은 F/M비(BOD-SS부하, 유기물부하)의 적용으로 BOD 부하가 낮아 효율적 운전을 가능케 한다. In addition, the microbial group attached to the
또한, 반응조내 자동운전으로 운전상태를 항상 파악할 수 있고, 유지관리가 용이하며 미생물 공급 등이 불필요한 효과가 있다.In addition, it is possible to always know the operating state by the automatic operation in the reaction vessel, easy maintenance and there is no unnecessary effect such as microbial supply.
또한, 기존 SBR공법에 비해 기계설비 및 처리기능에 따른 부가 설비가 대폭 축소되어 유지관리가 용이하고, 에너지 절약문제에 있어서도 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, compared to the existing SBR method, the additional facilities according to the mechanical equipment and processing functions are greatly reduced and easy to maintain, there is an effect that can reduce the cost in the energy saving problem.
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