KR100709456B1 - Waste water disposal plant and waste water disposal method - Google Patents

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박재휘
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김종범
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Abstract

본 발명은 혐기조; 용존산소저감조; 무산소조; 호기조; 및 내부에 침지형 분리막을 구비한 막결합형 침전조를 순차적으로 포함하는 폐수처리장치로써, 상기 막결합형 침전조 하부영역에서 유출되는 유출수 중 일부를 용존산소 저감조로 유입시키는 제1내부반송라인 및 상기 무산소조에서 처리되어 상기 호기조로 향하는 처리수 중 일부를 혐기조로 유입시키는 제2내부반송라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수처리장치 및 이를 이용한 폐수처리방법을 제공한다.The present invention anaerobic tank; Dissolved oxygen reduction; Anaerobic bath; Aerobic tank; And a membrane-bound sedimentation tank having a submerged membrane therein in sequence, wherein the first internal transport line and the anoxic tank introduce a portion of the effluent flowing out of the membrane-bound sedimentation basin into a dissolved oxygen reduction tank. It provides a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method using the same, characterized in that it has a second inner conveying line for processing a part of the treated water directed to the aerobic tank into the anaerobic tank.

폐수처리장치, 질소, 인 Wastewater Treatment System, Nitrogen, Phosphorus

Description

폐수처리장치 및 폐수처리방법{waste water disposal plant and waste water disposal method}Waste water treatment plant and waste water treatment method

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐수처리장치의 개략도이다.1 is a schematic view of a wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐수처리장치의 개략도이다.2 is a schematic view of a wastewater treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폐수처리과정을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a wastewater treatment process according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 피처리수 2 : 혐기조1: water to be treated 2: anaerobic tank

3 : 용존산소저감조 4 : 무산소조3: dissolved oxygen reduction tank 4: anoxic tank

5 : 호기조 6 : 막결합형 침전조5: aerobic tank 6: membrane-bound sedimentation tank

7 : 최종처리수 8 : 제1내부반송라인7: number of final treatment 8: 1st internal conveying line

9 : 제2내부반송라인 10 : 잉여슬러지9: second internal conveying line 10: surplus sludge

11 : 산기장치 12 : 침지형 분리막11: diffuser 12: dipping membrane

13, 14, 15 : 교반기 16 : 슬러지부상방해판13, 14, 15: Stirrer 16: Sludge flotation upper plate

본 발명은 하폐수 내에 포함된 유기물과 질소 및 인을 생물학적으로 제거하 고 이를 침지형 분리막에 의해 고액 분리할 수 있는 폐수처리장치 및 이를 이용한 폐수처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment apparatus capable of biologically removing organic matter, nitrogen and phosphorus contained in sewage wastewater and solid-liquid separation thereof by an immersion membrane, and a wastewater treatment method using the same.

일반적인 하폐수의 생물학적 처리방법은 대부분이 활성슬러지법에 의존하고 있다. 그러나 활성슬러지법은 유기물의 제거에는 매우 효과적이지만 질소와 인의 처리효율이 현저히 낮으므로 자연수계에 부영양화를 유발하고 있다.Most biological treatment methods for wastewater rely on activated sludge method. However, activated sludge method is very effective for the removal of organic matter, but the processing efficiency of nitrogen and phosphorus is very low, causing eutrophication in natural water system.

하수 중의 질소는 대부분 TKN(Total Kjeldahl Nitrogen) 형태로 존재하며, 일반적으로 질산화 및 탈질의 2단계 과정으로 이루어진 생물학적방법에 의하여 처리된다. 질산화 단계에서는 호기성인 질산화균에 의해 암모니아성질소 및 유기질소가 아질산성질소를 거쳐 질산성 질소로 전환된다. 무산소 조건에서 이루어지는 탈질 단계에서는 유리산소 대신 질산성 질소를 전자수용체로 사용하는 탈질 미생물이 유기물을 산화시키고 질산성 질소는 질소(N2)가스로 환원시키며, 결과적으로 질소는 대기 중으로 방출됨으로써 제거된다. 탈질 반응은 유기물이 없이 진행될 수 있는데, 유기물이 없는 경우를 내생 탈질반응(Endogeneous Denitrification)이라 하고, 상기 내생 탈질반응은 탈질 속도가 느려 피처리수가 장시간 체류하여야 하는 단점이 있다. 즉, 탈질반응은 유기물의 농도 및 종류에 의존한다.Nitrogen in sewage is mostly present in the form of TKN (Total Kjeldahl Nitrogen), and is generally treated by a biological method consisting of two steps of nitrification and denitrification. In the nitrification step, ammonia nitrogen and organic nitrogen are converted to nitrate nitrogen through nitrite nitrogen by aerobic nitrification bacteria. In the denitrification step under anoxic conditions, denitrification microorganisms, which use nitrate nitrogen as an electron acceptor instead of free oxygen, oxidize organic matter, reduce nitrate nitrogen to nitrogen (N 2 ) gas, and as a result nitrogen is released into the atmosphere. . The denitrification reaction can be carried out without organic matter, and the case where there is no organic matter is called endogeneous denitrification, and the endogenous denitrification reaction has a disadvantage in that the treated water has to stay for a long time due to a slow denitrification rate. That is, the denitrification reaction depends on the concentration and type of organic matter.

인 성분은 혐기성 상태에서 미생물이 유기물을 이용하여 인산염의 형태로 인을 방출 한 후, 호기상태에서 미생물이 상기 인을 과잉 섭취하고 세포내에 인의 함량이 높아진 상기 미생물을 잉여슬러지로 배출시킴으로써 제거된다. 한편, 혐기성 상태에서 미생물에 의한 인 방출을 위해서는 질산성질소의 농도가 낮아야 한다. 질 산성질소가 다량 존재하게 되면 질산성질소의 결합 산소로 인하여 인의 방출이 억제되기 때문이다.Phosphorus component is removed by the microorganism in the anaerobic state to release the phosphorus in the form of phosphate using organic matter, and then in the aerobic state by the microorganism to ingest the excess phosphorus and discharge the microorganism with high phosphorus content in the cell to the excess sludge. On the other hand, in order to release phosphorus by the microorganism in the anaerobic state, the concentration of nitrogen nitrate should be low. This is because the presence of a large amount of nitric acid nitrogen inhibits the release of phosphorus due to the bound oxygen of the nitric acid nitrogen.

상기 생물학적으로 하폐수 중의 오염물질을 제거하는 방법에 있어, 최종적으로 활성슬러지를 침전조에서 침전하고 처리된 상징수를 배출하게 된다. 그러나 슬러지의 부상이나 사상균에 의한 벌킹 현상으로 상징수가 부유물질을 상당수 함유하게 되고 이로 인해 처리수의 수질 악화로 이어지는 문제점이 있다.In the method of biologically removing contaminants in the sewage water, the activated sludge is finally precipitated in the sedimentation tank and the treated supernatant is discharged. However, there is a problem that the symbol water contains a large amount of suspended solids due to sludge injuries or bulking due to filamentous fungi, resulting in deterioration of the water quality of the treated water.

최근에는 이러한 문제의 해결을 위하여 최종 침전지 대신 생물학적 처리장치의 폭기조에 분리막을 설치한 MBR(Membrane Bio Reactor) 공법이 각광을 받고 있으며, 특히 방류수를 통해 배출되는 고형물질이 전혀 없어 잉여슬러지 배출에 의한 슬러지 배출 외에 슬러지의 유실이 없이 미생물 농도를 고농도(5,000∼15,000mg/L)로 유지할 수 있는 장점이 있다.Recently, the MBR (Membrane Bio Reactor) method, which has a membrane installed in the aeration tank of a biological treatment device instead of the final sedimentation basin, has been in the spotlight. Especially, since there is no solid substance discharged through the effluent, the discharge of excess sludge In addition to sludge discharge, there is an advantage of maintaining the concentration of microorganisms at a high concentration (5,000 to 15,000 mg / L) without loss of sludge.

그러나 종래 MBR 공법은 다음과 같은 여러 가지 문제점이 있다. 즉, 종래의 MBR 공법은 기공크기가 0.1∼0.4㎛인 멤브레인(분리막)을 이용하여 피처리수중의 고형물을 완벽하게 배제하여 처리수를 생산하는 한편 운전이 지속될 수록 분리막의 오염이 진행되어 처리수의 생산량이 감소하는 단점이 있다. 상기 단점을 해소하기 위하여 분리막의 오염을 저감하기 위한 세정공기가 필요한데, 분리막의 세정을 위한 공기량은 질산화와 유기물 제거에 필요한 공기량보다 훨씬 많기 때문에 조내에서의 과산화 현상이 나타날 수 있다. 또한 질산성 질소의 탈질을 위해 내부반송되는 피처리수 중의 용존산소 농도가 높게되어 전체공정에 용존산소 농도가 높게되고 따라서 탈질반응을 저해할 수 있다. 또한 분리막의 운영 MLSS(mixed liquor suspended solid)농도가 높아 운전압력 및 막저항의 증가로 처리수의 생산량이 감소하여 분리막의 세정주기가 짧아지는 경향이 있으며, MBR공정의 장점인 긴 SRT(Solids Retention Time) 및 높은 슬러지 농도로 인해 발생되는 막오염물질 중 SMP(Soluble microbial products)나 EPS(Extracellular polymeric substances) 등의 증가는 막의 수명을 저하시키고 세정주기를 짧게하는 단점이 있다. 또한 잉여슬러지의 폐기에 있어서 농축슬러지보다 상대적으로 낮은 농도의 폭기조슬러지를 폐기시키게 되므로 필요제거량에 비해 많은 부피의 슬러지를 폐기해야 하는 문제점 등이 있다.However, the conventional MBR method has a number of problems as follows. That is, the conventional MBR method completely removes the solids in the water to be treated using a membrane (separation membrane) having a pore size of 0.1 to 0.4 µm, while producing continuous treated water, while the contamination of the membrane proceeds as operation continues. There is a disadvantage in that the production of. In order to solve the above disadvantages, cleaning air is required to reduce the contamination of the separation membrane. Since the air amount for cleaning the separation membrane is much larger than the amount of air required for nitrification and organic matter removal, peroxidation may occur in the tank. In addition, the dissolved oxygen concentration in the treated water returned internally for the denitrification of nitrate nitrogen is high, so that the dissolved oxygen concentration is high in the whole process and thus can inhibit the denitrification reaction. In addition, the membrane's operating MLSS (mixed liquor suspended solids) concentration is high, which increases the operating pressure and membrane resistance, which reduces the yield of treated water, which shortens the cleaning cycle of the membrane, and the long SRT (Solids Retention), which is an advantage of the MBR process. The increase of SMP (Soluble microbial products) or EPS (Extracellular polymeric substances) among the membrane pollutants generated by the time and high sludge concentration has the disadvantage of reducing the life of the membrane and shortening the cleaning cycle. In addition, in the disposal of excess sludge, the aeration tank sludge having a relatively lower concentration than the concentrated sludge is disposed, and thus there is a problem in that a large volume of sludge should be disposed in comparison with the required removal amount.

따라서, 본 발명은, 유기물 제거 및 질산화를 위한 호기조의 과산화현상을 줄이고 분리막의 운전, 활성오니 미생물 농도(MLSS 농도)를 줄여 막오염을 최소화하며, 적절한 양의 슬러지 폐기를 하는 폐수처리장치 및 그 폐수처리방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention, the waste water treatment apparatus for minimizing membrane contamination by reducing the peroxidation of the aerobic tank for organic matter removal and nitrification, the operation of the membrane, reducing the concentration of activated sludge microorganisms (MLSS concentration), and the sludge disposal of the appropriate amount and its It is to provide a wastewater treatment method.

또한, 본 발명은 질소 및 인이 보다 효율적으로 그리고 최대한 제거되도록 하고, 침지형 분리막의 효율을 극대화 할 수 있는 폐수처리장치 및 그 폐수처리방법을 제공하는 것이다.In addition, the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method capable of removing nitrogen and phosphorus more efficiently and maximally, and maximize the efficiency of the immersion type membrane.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 하나의 실시형태는 혐기조; 용존산소저감조; 무산소조; 호기조; 및 내부에 침지형 분리막을 구비한 막결합형 침전조를 순차적으로 포함하는 폐수처리장치로써,One embodiment of the present invention for achieving the above object is an anaerobic tank; Dissolved oxygen reduction; Anaerobic bath; Aerobic tank; And a membrane-bound sedimentation tank having an immersion type membrane therein in sequence,

상기 막결합형 침전조 하부영역에서 유출되는 유출수 중 일부를 용존산소 저감조로 유입시키는 제1내부반송라인 및A first internal conveying line for introducing a portion of the effluent flowing out of the membrane-bound sedimentation basin into a dissolved oxygen reduction tank;

상기 무산소조에서 처리되어 상기 호기조로 향하는 처리수 중 일부를 혐기조로 유입시키는 제2내부반송라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수처리장치이다.And a second internal conveying line for introducing a portion of the treated water to the anaerobic tank, which is treated in the anoxic tank and directed to the aerobic tank.

상기 침지형 분리막은 바람직하게는 상기 막결합형 침전조의 내부 상부영역에 마련되어 있다.The immersion type separation membrane is preferably provided in the inner upper region of the membrane-bound sedimentation tank.

여기서, 상기 침지형 분리막은 흡입여과방식의 중공사 분리막으로 마련되며, 산기관이 일체로 마련되어 있는 것이 바람직하다.Here, the submerged membrane is provided as a hollow fiber membrane of the suction filtration method, it is preferable that the diffuser is integrally provided.

또한, 상기 침지형 분리막은 중공사형 지지체를 포함하며, 상기 침지형 분리막의 인장강도는 35~45 kgf/fil이고, 평균공경은 바람직하게는 0.2~0.5 ㎛, 보다 바람직하게는 0.4 ㎛이다.In addition, the immersion type membrane comprises a hollow fiber support, the tensile strength of the immersion type membrane is 35 ~ 45 kg f / fil, the average pore diameter is preferably 0.2 ~ 0.5 ㎛, more preferably 0.4 ㎛.

그리고, 상기 막결합형 침전조의 내부에는 상기 침지형 분리막의 하부에 슬러지부상방해판이 마련되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the inside of the membrane-bound sedimentation tank is preferably provided with a sludge portion upper release plate in the lower portion of the immersion type separation membrane.

본 발명의 다른 하나의 실시형태는 피처리수를 혐기조에 유입시켜 상기 피처리수를 탈인 처리하는 단계; 상기 혐기조에서 처리된 처리수를 용존산소저감조에 유입시켜 상기 혐기조에서 처리된 처리수의 유기물을 산화시켜 제거하는 단계; 상기 용존산소저감조에서 처리된 처리수를 무산소조로 유입시켜 탈질 처리하는 단계; 상기 무산소조에서 처리된 처리수를 호기조로 유입시켜 산소가 공급되는 상태에서 질산화반응 및 유기물 산화 반응 시키는 단계; 상기 호기조에서 처리된 처리수를 침지형 분리막을 갖는 막결합형 침전조로 유입시켜 상기 침지형 분리막을 통해 미생물과 최종 처리한 최종처리수를 분리하여 배출하는 단계를 포함하는 폐수처리방법으로,Another embodiment of the present invention comprises the steps of flowing the treated water into the anaerobic tank dephosphorized treatment; Introducing the treated water treated in the anaerobic tank into a dissolved oxygen reduction tank to oxidize and remove organic matter of the treated water treated in the anaerobic tank; Denitrifying the treated water in the dissolved oxygen reducing tank by introducing it into an anoxic tank; Performing nitrification and organic oxidation in the state in which oxygen is supplied by introducing the treated water treated in the anoxic tank into an aerobic tank; In the wastewater treatment method comprising the step of introducing the treated water treated in the aerobic tank into the membrane-bound sedimentation tank having an immersion type separation membrane and separating and discharging the microorganism and the final treated water through the immersion type separation membrane,

상기 막결합형 침전조 하부영역에서 유출되는 유출수 중 일부는 제1내부반송라인을 통해 상기 용존산소저감조로 유입되어 용존산소가 제거된 후 상기 무산소조로 유입되는 단계; 상기 막결합형 침전조 하부영역에서 유출되는 유출수 중 일부는 잉여슬러지로 폐기 배출되는 단계; 및 상기 무산소조에서 처리되어 상기 호기조로 향하는 처리수 중 일부는 상기 무산소조 후단에서 제2내부반송라인을 통해 상기 혐기조로 유입되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법이다.A part of the effluent flowing out of the membrane-bound sedimentation tank lower region flows into the dissolved oxygen reduction tank through a first internal transport line to remove dissolved oxygen and then flows into the anoxic tank; Discharging some of the effluent flowing out of the membrane-bound sedimentation basin into the excess sludge; And some of the treated water treated in the anaerobic tank and directed to the aerobic tank are introduced into the anaerobic tank through a second internal conveying line at the rear end of the anaerobic tank.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 폐수처리장치 및 폐수처리방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐수처리장치는 순차적으로 배치된 혐기조(2), 용존산소저감조(3), 무산소조(4), 호기조(5) 및 막결합형 침전조(6)를 포함한다.As shown in Figure 1, the wastewater treatment apparatus according to the present invention is anaerobic tank (2), dissolved oxygen reduction tank (3), anoxic tank (4), aerobic tank (5) and membrane-bound sedimentation tank (6) arranged sequentially It includes.

여기서, 막결합형 침전조(6)에서 유출되는 유출수 중 일부를 용존산소저감조(3)로 유입시키는 제1내부반송라인(8)과, 무산소조(4)에서 처리되어 호기조(5)로 향하는 처리수 중 일부를 혐기조(2)로 유입시키는 제2내부반송라인(9)을 더 포함한다.Here, the first inner conveying line (8) for introducing a portion of the effluent flowing out of the membrane-bound sedimentation tank (6) into the dissolved oxygen reduction tank (3), and the treatment in the anoxic tank (4) to the aerobic tank (5) It further includes a second inner conveying line (9) for introducing some of the water into the anaerobic tank (2).

또한, 본 발명에 따른 폐수처리장치는 혐기조(2), 용존산소저감조(3), 무산 소조(4)의 미생물 부패 방지와 완전한 혼합작용을 위한 교반기(13,14,15 )를 더 포함할 수 있다.In addition, the wastewater treatment apparatus according to the present invention may further include agitators (13,14,15) for preventing the microbial rot and complete mixing of the anaerobic tank (2), dissolved oxygen reduction tank (3), anoxic tank (4). Can be.

혐기조(2)의 내부에서는 미생물(PAOs)에 의해 유입된 피처리수가 탈인 처리된다. 혐기조(2) 내의 미생물이 피처리수의 유기물을 이용하여 인을 과잉 방출하는 역할을 한다.In the anaerobic tank 2, the treated water introduced by the microorganisms (PAOs) is dephosphorized. The microorganisms in the anaerobic tank 2 play a role of excessive release of phosphorus by using the organic material of the water to be treated.

용존산소저감조(3)의 내부에서는 혐기조(2)에서 처리되어 용존산소저감조(3)로 유입된 처리수의 유기물을 산화시켜 제거하며, 제1내부반송라인(8)을 통해 막결합형 침전조(6)에서 용존산소저감조(3)로 유입되는 내부반송물 중에 포함되어 있는 용존산소를 저감하는 역할을 한다.Inside the dissolved oxygen reduction tank (3), the organic matter of the treated water which is processed in the anaerobic tank (2) and flows into the dissolved oxygen reduction tank (3) is oxidized and removed, and the membrane-bound type is connected through the first inner transfer line (8). In the settling tank (6) serves to reduce the dissolved oxygen contained in the internal transport flowing into the dissolved oxygen reduction tank (3).

즉, 용존산소저감조(3)는 제1내부반송라인(8)을 통해 유입된 내부반송물 중의 높은 용존산소를 이용하여 용존산소저감조(3)로 유입된 처리수의 유기물을 제거하는 동시에 용존 산소를 저감시킬 수 있으며, 결과적으로 이어지는 무산소조(4)의 탈질효율을 높이는 기능을 수행한다.That is, the dissolved oxygen reduction tank 3 removes organic matter from the treated water introduced into the dissolved oxygen reduction tank 3 by using high dissolved oxygen in the internal transport flowed through the first internal transport line 8. Oxygen can be reduced, and as a result, it performs a function of increasing the denitrification efficiency of the anoxic tank (4).

전술한 실시예에서 피처리수는 가장 먼저 혐기조(2)로 유입되고 혐기조(2)에서 용존산소저감조(3)을 통해서 무산소조(4)로 유입되나, 용존산소저감조에(3)서 유기물이 충분히 제거됨으로 인해 무산소조(4)에서의 탈질을 위한 탄소원이 부족할 경우, 탈질을 위한 탄소원을 공급을 위해 혐기조(2)로 유입되는 피처리수를 혐기조(2) 및 무산소조(4)로 분할 유입시킬 수 있다.(도 2) 이 경우 피처리수 중의 유기물에 의해 질산성 질소를 질소(N2) 가스로 환원하는 후술할 무산소조의 탈질반응이 원활히 수행될 수 있다.In the above-described embodiment, the water to be treated is first introduced into the anaerobic tank (2) and introduced into the anaerobic tank (4) through the dissolved oxygen reducing tank (3) in the anaerobic tank (2), but the organic matter in the dissolved oxygen reducing tank (3) If there is insufficient carbon source for denitrification in the anoxic tank (4) because it is sufficiently removed, the treated water flowing into the anaerobic tank (2) to supply the carbon source for denitrification is divided into the anaerobic tank (2) and the anoxic tank (4). In this case, the denitrification reaction of the anoxic tank, which will be described later, to reduce the nitrate nitrogen to the nitrogen (N 2 ) gas by the organic material in the water to be treated can be performed smoothly.

무산소조(4)는 용존산소저감조(3)에서 처리된 처리수를 탈질 처리한다. 용존산소저감조(3)에서 용존 산소가 저감된 내부반송물이 용존산소저감조(3)에서 무산소조(4)로 유입되면 내부반송물 중의 질산성 질소를 전자수용체로하여 질소(N2)가스로 환원하는 탈질 처리가 이루어진다.The oxygen-free tank 4 denitrates the treated water treated in the dissolved oxygen reduction tank 3. When the internal transport product with reduced dissolved oxygen in the dissolved oxygen reduction tank (3) flows into the anoxic tank (4) from the dissolved oxygen reduction tank (3), the nitrate nitrogen in the internal transport is reduced to nitrogen (N 2 ) gas by using an electron acceptor. Denitrification treatment is carried out.

여기서, 침전조로부터 내부 반송되는 피처리수에는 용존 산소가 많아서 이를 직접적으로 무산소조로 유입시킬 경우 탈질반응이 저해되는 문제점이 있었던 종래와 달리, 본 발명에 따르면, 무산소조(4) 앞에 용존산소저감조(3)를 마련하여 용존 산소를 제거함으로써 무산소조(4)에서 탈질반응이 효율적으로 진행될 수 있게 된다.Here, unlike the prior art that there is a problem that the denitrification reaction is inhibited when there is a lot of dissolved oxygen in the treated water returned from the settling tank directly into the oxygen-free tank, according to the present invention, the dissolved oxygen-lowering tank in front of the oxygen-free tank (4) ( By providing 3) to remove dissolved oxygen, the denitrification reaction can be efficiently carried out in the oxygen-free tank 4.

그리고, 무산소조(4) 후단에서 탈질이 이루어진 슬러지를 포함하는 처리수의 일부를 인 방출을 위해 제2내부반송라인(9)을 통해 혐기조로 반송(9)될 수 있다. 인방출을 위한 혐기조건 형성을 위해서는 용존산소의 농도가 낮아야 하며 질산성질소와 같이 결합산소가 존재할 경우 혐기조건이 아닌 무산소조건이 형성되므로 인방출을 위한 혐기조건 형성에 저해를 가져온다. 따라서 본 발명에서는 인방출 효과를 극대화하기 위하여 무산소조 후단에서 탈질이 이루어진 처리수의 일부를 반송하여 인방출을 극대화하고 혐기조의 미생물을 보충하게 된다.Then, a portion of the treated water including sludge denitrified at the rear end of the anaerobic tank 4 may be returned 9 to the anaerobic tank through the second inner conveying line 9 for phosphorus discharge. In order to form anaerobic conditions for phosphorus release, the concentration of dissolved oxygen must be low, and if there is a combined oxygen such as nitrate nitrogen, anoxic conditions are formed instead of anaerobic conditions, which leads to inhibition of the formation of anaerobic conditions for phosphorus release. Therefore, in the present invention, in order to maximize the phosphorus release effect, a part of the treated water denitrified at the rear end of the anaerobic tank is returned to maximize phosphorus release and replenish anaerobic microorganisms.

호기조(5)에서는 무산소조(4)에서 처리된 처리수 중 잔류 유기물 제거와 유기질소 및 암모니아성질소를 질산성질소로 산화하는 과정이 이루어진다.In the aerobic tank (5), a process for removing residual organic matter and oxidizing organic nitrogen and ammonia nitrogen to nitrate nitrogen is carried out in the treated water treated in the anoxic tank (4).

즉, 호기조(5)의 내부에 산기장치(11)가 마련되어 있음에 따라, 호기조(5)의 내부에서는 무산소조(4)에서 처리된 처리수를 산소가 공급되는 상태에서 질산화 반응 및 유기물 산화 반응이 진행된다.That is, as the aerobic apparatus 11 is provided inside the aerobic tank 5, the nitrification and organic oxidation reaction can be performed in the state in which oxygen is supplied to the treated water treated in the aerobic tank 4. Proceed.

막결합형 침전조(6)는 내부 상부영역에 침지형 분리막(12)이 마련되어 있고, 내부 하부영역은 슬러지의 침전이 가능하도록 호퍼형태의 구조로마련되어 있으며, 침지형 분리막(12)의 하측에는 슬러지의 침전유도와 슬러지 부상을 억제하는 슬러지부상방해판(16)이 마련되어 있다.The membrane-bound sedimentation tank (6) is provided with an immersion type separation membrane (12) in the inner upper region, the inner lower region is prepared in a hopper-like structure to allow the sedimentation of sludge, sedimentation of sludge under the immersion type separation membrane (12) The sludge part upper release plate 16 which suppresses induction and sludge rise is provided.

여기서, 침지형 분리막(12)은 흡입여과방식의 중공사 분리막으로 마련되며, 침지형 분리막(12)은 중공사형 지지체를 포함하고 산기관(미도시)이 일체로 마련되어 있는 것이 바람직하다. 상기 산기관으로 제공되는 공기에 의하여 분리막의 오염이 억제된다.Here, the submerged membrane 12 is provided as a hollow fiber membrane of the suction filtration method, the submerged membrane 12 preferably comprises a hollow fiber support and integrally provided with an diffuser (not shown). Contamination of the separator is suppressed by the air provided to the diffuser.

그리고 침지형 분리막(12)의 인장강도는 35~45 kgf/fil이고, 평균공경은 바람직하게는 0.2~0.5㎛, 보다 바람직하게는 0.4 ㎛이다.And the tensile strength of the immersion type membrane 12 is 35 ~ 45 kg f / fil, the average pore diameter is preferably 0.2 ~ 0.5㎛, more preferably 0.4 ㎛.

본 발명에서 사용 가능한 산기관이 일체로 구비된 침지형 분리막(12)의 일예가 한국 공개특허공보 제2004-52192호에 공지되어 있으며, 중공사형 지지체를 보유하여 고인장강도를 갖는 분리막의 일예가 한국 공개특허공보 제2003-68017호에 공지되어 있다.One example of an immersion type membrane 12 having an diffuser that can be used in the present invention is known from Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-52192, and one example of a membrane having a high tensile strength by having a hollow fiber support is disclosed in Korea. It is known from publication 2003-68017.

이러한 침지형 분리막(12)을 통하여 막결합형 침전조(6)에서 미생물과 처리수를 분리하여 정화된 최종처리수(7)를 배출하게 된다. 보통의 슬러지 및 대장균의 크기는 1 ㎛ 이상이므로 본 발명의 침지형 분리막(12)을 사용하면 완벽한 고액분리가 가능하게 된다.Through the submerged membrane 12, the microorganism and the treated water are separated from the membrane-bound sedimentation tank 6 to discharge the purified final treated water 7. Since the size of the common sludge and E. coli is 1 μm or more, the immersion type separation membrane 12 of the present invention enables perfect solid-liquid separation.

슬러지부상방해판(16)은 원활한 침전과 이미 침전된 슬러지가 상부로 부상하지 않도록 막결합 침전조(6)의 중앙영역에 설치되어 막결합 침전조(6)의 상부와 하부의 농도구배를 둠으로써, 상대적으로 침지형 분리막(12)이 운영되는 막결합 침전조(6) 상부에 저농도의 슬러지 농도가 형성되어 침지형 분리막(12)의 운영을 원활히 수행할 수 있도록 도와준다.The sludge flocculation plate 16 is installed in the central region of the membrane-bound sedimentation tank 6 so as to prevent the smooth sedimentation and the sludge that has already settled to the upper portion, thereby providing a concentration gradient between the upper and lower portions of the membrane-bound sedimentation tank 6, A low concentration of sludge is formed on the membrane-bound sedimentation tank 6 in which the immersion type separation membrane 12 is operated to help the operation of the immersion type separation membrane 12 smoothly.

전술한 구성을 갖는 막결합형 침전조(6)에 있어서, 침지형 분리막(12) 및 산기관이 상부에 구비되어 있음으로 인하여 막결합형 침전조(6)의 상부영역은 호기조의 역할을 한다. 즉, 산기관으로 공급된 공기에 의해 막결합형 침전조(6)의 상부는 호기조(5)로부터 유입된 유입수의 유기질소가 질산성질소로 산화하는 질산화 반응이 이루어지고, 또한 유기물이 산화되어 제거된다. 또한 혐기조에서 과잉 방출된 인의 과량 흡수를 유도한다.In the membrane-bound sedimentation tank 6 having the above-described configuration, the upper region of the membrane-bound sedimentation tank 6 serves as an aerobic tank because the immersion type separation membrane 12 and the diffuser are provided at the top. That is, the upper part of the membrane-bound sedimentation tank 6 is formed by the air supplied to the diffuser, A nitrification reaction is performed in which organic nitrogen oxidizes to nitrate nitrogen, and organic matter is oxidized and removed. It also induces excessive absorption of phosphorus released in the anaerobic tank.

막결합형 침전조(6)의 하부는 침전조의 역할을 하게 된다. 즉, 막결합형 침전조(6)의 하부에서는 침전성이 양호한 미생물을 침전 농축하고 내생탈질을 유도하여 질소 제거율을 높이며 또한, 고농도의 슬러지의 일부를 탈질을 위해 제1내부반송라인을 통해 용존산소저감조(3)로 반송하여 다량의 미생물 확보를 통한 처리효율을 높일 수 있으며 일부는 폐기함으로써 잉여슬러지(10) 부피를 줄일 수 있다.The lower part of the membrane-bound sedimentation tank 6 serves as a sedimentation tank. That is, the lower part of the membrane-bound sedimentation tank 6 precipitates and concentrates microorganisms having good sedimentability and induces endogenous denitrification to increase the nitrogen removal rate, and also dissolves oxygen through a first internal transport line for denitrification. By returning to the reduction tank (3) can increase the treatment efficiency through securing a large amount of microorganisms, and by discarding a portion of the sludge (10) can be reduced in volume.

이와 같은 구성을 갖는 폐수처리장치에 있어서, 제1내부반송라인(8)을 통해 내부반송물을 무산소조(4)의 앞에 설치된 용존산소저감조(3)에 보내어 산소를 저감 한 내부반송물을 무산소조(4)로 유입시킴으로써 무산소조(4)의 탈질반응이 충분히 이루어질 수 있도록 하며, 특히 피처리수가 혐기조(2)와 무산소조(4)에 분할 유입되는 경우, 무산소조(4)는 피처리수의 유기물을 최대한 활용하여 질산성질소를 충분히 탈질시킨다.In the wastewater treatment apparatus having such a configuration, the internal conveyance is sent to the dissolved oxygen reduction tank (3) installed in front of the anoxic tank (4) via the first internal transport line (8) to reduce the oxygen in the internal transport product (4). Inflow to the anaerobic tank (4) is sufficient to achieve a denitrification reaction, especially when the treated water is split into the anaerobic tank (2) and the anaerobic tank (4), the anaerobic tank (4) takes full advantage of the organic matter of the treated water To sufficiently denitrate the nitrate.

또한 기존의 폭기조에 분리막을 침지시킴으로 발생되는 MBR공법의 문제를 해결할 수 있도록, 침지형 분리막(12) 및 산기관을 막결합형 침전조(6)의 상부에 설치한 막결합형 침전조(6)를 사용함으로써 침지형 분리막(12)에 의한 고액분리가 충분히 이루어지며, 막결합형 침전조(6)가 호기조 및 침전조의 역할을 동시에 수행한다는 장점이 있다.In addition, in order to solve the problem of the MBR method generated by immersing the separation membrane in the existing aeration tank, a membrane-bound sedimentation tank (6) having an immersion type separation membrane (12) and an acid pipe installed on the membrane-bound precipitation tank (6) is used. Thereby, the solid-liquid separation by the immersion type separation membrane 12 is sufficiently made, and the membrane-bound type precipitation tank 6 has the advantage of simultaneously performing the roles of an aerobic tank and the settling tank.

또한, 막결합형 침전조(6)에서 충분히 농축된 슬러지를 일부 반송함으로써 슬러지의 활용은 높이고, 폐기량은 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, by partially conveying the sludge sufficiently concentrated in the membrane-bound sedimentation tank 6, the utilization of the sludge is increased, and the amount of waste is reduced.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 폐수처리방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a wastewater treatment method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐수처리과정은 피처리수를 혐기조(2)에 유입시켜 피처리수를 탈인 처리하는 단계; 혐기조(2)에서 처리된 처리수를 용존산소저감조(3)에 유입시켜 혐기조(2)에서 처리된 처리수의 유기물을 산화시켜 제거하는 단계; 용존산소저감조(3)에서 처리된 처리수를 무산소조(4)로 유입시켜 탈질 처리하는 단계; 무산소조(4)에서 처리된 처리수를 호기조(5)로 유입시켜 산소가 공급되는 상태에서 질산화반응 및 유기물 산화 반응 시키는 단계; 호기조(5)에서 처리된 처리수를 침지형 분리막(12)을 갖는 막결합형 침전조(6)로 유입시켜 미 생물에 의해 호기조(5)로부터 유입된 유입수를 최종 처리한 최종처리수(7)를 침지형 분리막(12)을 통해 분리하여 배출하는 단계가 순차적으로 이루어지는 한편, 막결합형 침전조(6) 하부영역에서 유출되는 유출수 중 일부가 탈질을 위해 제1내부반송라인(8)을 통해 용존산소저감조(3)로 유입시켜 용존산소가 제거된 후 무산소조(4)로 유입되고, 막결합형 침전조(6) 하부영역에서 유출되는 유출수 중 일부가 잉여슬러지(10)로 폐기 배출되며, 무산소조(4)에서 처리되어 호기조(5)로 향하는 처리수 중 일부가 무산소조(4) 후단에서 제2내부반송라인(9)을 통해 혐기조(2)로 유입되게 된다.As shown in Figure 3, the wastewater treatment process according to the present invention is a step of dephosphorizing the water to be treated by introducing the water to be treated in the anaerobic tank (2); Flowing the treated water in the anaerobic tank (2) into the dissolved oxygen reduction tank (3) to oxidize and remove the organic matter of the treated water in the anaerobic tank (2); Introducing the treated water treated in the dissolved oxygen reduction tank 3 into the anoxic tank 4 to perform denitrification; Introducing the treated water treated in the anoxic tank (4) into the aerobic tank (5) to perform nitrification and organic oxidation in a state in which oxygen is supplied; The treated water treated in the aerobic tank (5) is introduced into a membrane-bound sedimentation tank (6) having an immersion type membrane (12), and the final treated water (7) which finally treated the influent introduced from the aerobic tank (5) by microorganisms While the step of separating and discharging through the immersion type membrane 12 is sequentially performed, a portion of the effluent flowing out from the lower region of the membrane-bound sedimentation tank 6 is reduced by dissolved oxygen through the first internal transfer line 8 for denitrification. Dissolved oxygen is removed by inflow into the tank (3) and then flows into the anoxic tank (4), and some of the effluent flowing out of the membrane-bound sedimentation tank (6) lower area is discharged to the excess sludge (10), and anoxic tank (4). Some of the treated water to be treated in the aerobic tank (5) is introduced into the anaerobic tank (2) through the second inner conveying line (9) at the rear end of the anaerobic tank (4).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 기존 MBR공정의 문제점을 해결하고, 하폐수 및 오수 중의 유기물은 물론 질소 및 인을 효과적으로 제거하면서 침지형 분리막의 효율을 최대화 할 수 있는 처리기술을 제공함에 따라, 자연수계에 환경오염을 최소화할 수 있다.As described above, the present invention solves the problems of the existing MBR process, and provides a treatment technology that can maximize the efficiency of the immersion type membrane while effectively removing nitrogen and phosphorus as well as organic matter in sewage and sewage, Environmental pollution can be minimized.

즉, 본 발명에 따르면, 낮은 유기물 부하에서도 효과적인 질소 및 인의 제거가 이루어지며, 침지형 분리막의 완벽한 고액분리로 인한 양질의 처리수 배출, 적절한 슬러지체류시간 확보를 통한 F/M비 유지, 이로 수반된 슬러지 발생량 저감의 효과를 제공할 수 있게 된다.That is, according to the present invention, effective nitrogen and phosphorus removal is achieved even at a low organic load, and high quality treated water discharged by perfect solid-liquid separation of the immersion type membrane, maintaining the F / M ratio through securing the appropriate sludge residence time, It is possible to provide the effect of reducing the amount of sludge generated.

또한, 슬러지부상방해판이 마련되는 경우, 상하부의 슬러지 농도차를 둠으로써 상대적으로 낮은 농도에서 침지형 분리막이 운영됨에 따라, 침지형 분리막의 오염방지 및 원활한 운전이 가능하게 된다.In addition, when the sludge upper release plate is provided, the immersion separation membrane is operated at a relatively low concentration by providing a sludge concentration difference in the upper and lower portions, it is possible to prevent contamination and smooth operation of the immersion separation membrane.

Claims (6)

혐기조; 용존산소저감조; 무산소조; 호기조; 및 내부에 침지형 분리막을 구비한 막결합형 침전조를 순차적으로 포함하는 폐수처리장치로써,Anaerobic tank; Dissolved oxygen reduction; Anaerobic bath; Aerobic tank; And a membrane-bound sedimentation tank having an immersion type membrane therein in sequence, 상기 막결합형 침전조 하부영역에서 유출되는 유출수 중 일부를 용존산소 저감조로 유입시키는 제1내부반송라인 및A first internal conveying line for introducing a portion of the effluent flowing out of the membrane-bound sedimentation basin into a dissolved oxygen reduction tank; 상기 무산소조에서 처리되어 상기 호기조로 향하는 처리수 중 일부를 혐기조로 유입시키는 제2내부반송라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.And a second internal conveying line for introducing a portion of the treated water to the anaerobic tank, which is treated in the anaerobic tank and directed to the aerobic tank. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 침지형 분리막은 상기 막결합형 침전조의 내부 상부영역에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.The submerged membrane is a wastewater treatment apparatus, characterized in that provided in the inner upper region of the membrane-bound sedimentation tank. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 침지형 분리막은 흡입여과방식의 중공사 분리막으로 마련되며, 산기관이 일체로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.The submerged membrane is provided as a hollow fiber membrane of the suction filtration method, waste water treatment apparatus characterized in that the diffuser is provided integrally. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 침지형 분리막은 중공사형 지지체를 포함하며, 상기 침지형 분리막의 인장강도는 35~45 kgf/fil이고, 평균공경은 0.2 ~ 0.5 ㎛인 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.The submerged membrane comprises a hollow fiber support, the tensile strength of the submerged membrane is 35 ~ 45 kg f / fil, waste water treatment apparatus characterized in that the average pore size is 0.2 ~ 0.5 ㎛. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 막결합형 침전조의 내부에는 상기 침지형 분리막의 하부에 슬러지부상방해판이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.Wastewater treatment apparatus characterized in that the inside of the membrane-bound sedimentation tank is provided with a sludge release plate on the lower portion of the immersion type separation membrane. 피처리수를 혐기조에 유입시켜 상기 피처리수를 탈인 처리하는 단계;Dephosphorizing the treated water by introducing the treated water into an anaerobic tank; 상기 혐기조에서 처리된 처리수를 용존산소저감조에 유입시켜 상기 혐기조에서 처리된 처리수의 유기물을 산화시켜 제거하는 단계;Introducing the treated water treated in the anaerobic tank into a dissolved oxygen reduction tank to oxidize and remove organic matter of the treated water treated in the anaerobic tank; 상기 용존산소저감조에서 처리된 처리수를 무산소조로 유입시켜 탈질 처리하는 단계;Denitrifying the treated water in the dissolved oxygen reducing tank by introducing it into an anoxic tank; 상기 무산소조에서 처리된 처리수를 호기조로 유입시켜 산소가 공급되는 상태에서 질산화반응 및 유기물을 산화반응 시키는 단계;Inflowing the treated water treated in the oxygen-free tank into an aerobic tank to oxidize nitrification and organic matter in a state where oxygen is supplied; 상기 호기조에서 처리된 처리수를 침지형 분리막을 갖는 막결합형 침전조로 유입시켜 상기 침지형 분리막을 통해 최종처리한 최종처리수를 분리하여 배출하는 단계를 포함하는 폐수처리방법으로써,A wastewater treatment method comprising the step of introducing the treated water treated in the aerobic tank into the membrane-bound sedimentation tank having an immersion type separation membrane and separating and discharging the final treated water through the immersion type separation membrane, 상기 막결합형 침전조 하부영역에서 유출되는 유출수 중 일부를 제1내부반송라인을 통해 상기 용존산소저감조로 유입하여 용존산소가 제거된 후 상기 무산소조 로 유입시키는 단계; 및Introducing a portion of the effluent flowing out of the membrane-bound sedimentation tank lower region into the dissolved oxygen reduction tank through a first internal conveying line to remove the dissolved oxygen and then introducing it into the anoxic tank; And 상기 무산소조에서 처리되어 상기 호기조로 향하는 처리수 중 일부를 제2내부반송라인을 통해 상기 혐기조로 유입시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.And treating the anaerobic tank with a portion of the treated water directed to the aerobic tank into the anaerobic tank through a second internal transport line.
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