KR100720008B1 - Advanced treatment system of wastewater and its method - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 하폐수 고도 처리 장치 및 방법은, 하폐수가 유입되는 생물 반응조와; 상기 생물 반응조에서 발생한 잉여슬러지를 인발하여 직접 탈수하여 처리하는 농축 탈수기와; 상기 생물 반응조에서 유입된 하폐수를 공급받아 상등류는 방류하고 침전된 슬러지액은 반송시키는 침전조와; 상기 침전조와 상기 생물 반응조 사이에 구비되어 상기 침전조에서 반송된 슬러지액을 저장한 후 혐기 조건을 거쳐 생물 반응조에 투입하는 슬러지 혐기조와; 상기 생물 반응조로 유입되는 일정량의 하폐수를 상기 슬러지 혐기조에 유입되도록 하는 유기탄소 공급부를 포함하여 구성됨으로써, 폐수를 이용하여 일정량의 유기물을 충분히 공급하여, 호기 조건에서 인을 과다 섭취하도록 하여 인의 재방출(Secondary release) 현상을 방지하게 되므로 고도처리 효과를 극대화시킬 수 있게 된다.Advanced wastewater treatment apparatus and method according to the present invention includes a biological reaction tank into which wastewater flows; A concentrated dehydrator for drawing excess sludge generated in the biological reaction tank and directly dewatering the treated sludge; A settling tank receiving the wastewater introduced from the biological reaction tank to discharge the supernatant and return the precipitated sludge solution; A sludge anaerobic tank provided between the settling tank and the biological reaction tank and storing the sludge liquid returned from the settling tank and entering the biological reaction tank through anaerobic conditions; It is configured to include an organic carbon supply unit for introducing a predetermined amount of wastewater flowing into the biological reaction tank into the sludge anaerobic tank, by supplying a certain amount of organic matter by using wastewater, and over-intake of phosphorus in aerobic conditions to re-release phosphorus (Secondary release) prevents the phenomenon can be maximized the effect.
Description
도 1은 종래 하폐수 고도 처리 순서가 도시된 블록도,1 is a block diagram showing a conventional wastewater advanced treatment sequence,
도 2는 종래 하폐수 고도 처리 장치가 도시된 구성도,2 is a configuration diagram showing a conventional wastewater wastewater treatment apparatus,
도 3은 본 발명에 따른 하폐수 고도 처리 순서가 도시된 블록도,3 is a block diagram showing an advanced wastewater treatment process according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 하폐수 고도 처리 장치가 도시된 구성도,4 is a block diagram showing an advanced wastewater treatment system according to the present invention,
도 5는 본 발명의 생물학적 인 제거 원리를 설명하기 위한 그래프이다.5 is a graph for explaining the principle of biological removal of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
51 : 침사조 53 : 유입 펌프조 51: sedimentation tank 53: inflow pump tank
54 : 하폐수 이송라인 55 : 생물 반응조 54: wastewater transfer line 55: biological reactor
56 : 폭기용 블로워 57 : 수중 포기기 56: blower blower 57: underwater aeration
60 : 침전조 62 : 방류수조 60: sedimentation tank 62: discharge tank
65 : 농축탈수기 67 : 슬러지 인발 펌프 65: concentrated dehydrator 67: sludge drawing pump
70 : 슬러지 혐기조 72 : 배출구 70: sludge anaerobic tank 72: outlet
75 : 반송 슬러지 펌프 80 : 유기탄소 공급부75: return sludge pump 80: organic carbon supply unit
81 : 유기물 공급라인 83 : 공급 조절밸브 81: organic matter supply line 83: supply control valve
본 발명은 하폐수 고도 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 생물 반응조에 별도의 슬러지 혐기조를 구비함과 아울러 슬러지 혐기조에 하폐수의 일부를 주입할 수 있도록 하여 인 제거 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 하폐수 고도 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an advanced wastewater treatment apparatus and method, in particular, having a separate sludge anaerobic tank in a bioreactor and allowing a portion of the wastewater to be injected into the sludge anaerobic tank to maximize phosphorus removal efficiency. An apparatus and method are provided.
본 출원인은 오수의 활성 슬러지 처리 시스템에 대한 고안을 실용신안등록 출원하여 등록(등록 번호; 20-289790)된 바 있다.The present applicant has applied for a utility model registration application for the design of activated sludge treatment system of sewage (Registration No. 20-289790).
상기 등록 고안은 하수처리장에서의 중요문제가 되는 일간, 주간 및 계절에 의한 부하변동 대처로 안정적인 유기물 및 질소ㅇ인의 고효율 제거를 위하여 ASRT(Aerated Solids Retention Time) 이론을 적용하여 하폐수를 안정적으로 처리하기 위한 고안이다. The registration design is applied to the Aerated Solids Retention Time (ASRT) theory in order to efficiently remove organic matter and nitrogen phosphorus by coping with load fluctuations of daily, weekly and seasonal, which are important problems in sewage treatment plants. It is devised to do.
이와 같은 등록 고안에 대하여 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Such a registration scheme will be described with reference to the drawings as follows.
도 1은 상기 등록 고안의 기본적인 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 등록 고안의 처리 시스템이 도시된 구성도이다.1 is a block diagram showing the basic configuration of the registration scheme, Figure 2 is a block diagram showing a processing system of the registration scheme.
이에 도시된 처리 시스템은 단일 반응조(15)에서 직접 잉여슬러지를 인발하여 처리하는 시스템으로서, 단일 반응조(15)에서 직접 활성 슬러지액을 유입부하량에 따라 인발한다. 그 결과 유입부하량이 크게 변동하는 경우, SRT(Solids Retention Time)는 변화되지만 혐기처리시간에 대한 호기처리시간의 실질적인 비율 을 유입부하량에 따라 조절함으로서 호기 조건하의 SRT(ASRT)를 일정하게 제어하도록 되어 있다.The treatment system shown here is a system for drawing and treating excess sludge directly in a
이를 위하여 상기 처리 시스템은 활성슬러지를 농축 없이 직접 탈수할 수 있는 유동판식 농축탈수기(25)와 혐기와 호기시간비율을 자유롭게 조정할 수 있는 수중포기기(Aquarator)(17)를 구비하고 있다.To this end, the treatment system is provided with a flow plate concentrated
이와 같은 처리 시스템은 상기 단일 반응조(15)에서 질소와 인을 처리하는 과정으로, 침사조(11)로 유입된 오폐수를 유입펌프조(13)에서 상기 단일 반응조(15)에 공급하고, 단일 반응조(15)에 공급된 오폐수는 폭기용 블로워(16) 및 수중포기기(17)의 운전 조건에 따라 혐기 및 호기 처리된다.Such a treatment system is a process of treating nitrogen and phosphorus in the
이후, 상기 단일 반응조(15) 내의 잉여 슬러지는 슬러지 인발 펌프(27)의 작동으로 농축 탈수기(25)로 바로 이송되어 탈수 처리되고, 단일 반응조(15)에서 배출된 오폐수는 최종 침전조(20)로 유입된 후에 방류 수조(22)를 거쳐 방류하도록 구성된다.Subsequently, the excess sludge in the
그리고 상기 최종 침전조(20)에서 가라앉은 슬러지를 포함한 슬러지액은 반송 슬러지 펌프(30)의 작동으로 다시 상기 단일 반응조(15) 내로 반송된다.And the sludge liquid including the sludge settled in the
그러나 상기한 바와 같은 등록 고안의 하폐수 처리 시스템은 단일 반응조 내에서 혐기 조건 또는 호기 조건으로 교번 운전되면서 인 제거가 이루어지기 때문에 하폐수에 들어있는 인을 보다 효과적으로 제거하는 데는 한계가 있는 문제점이 있다.However, the wastewater treatment system of the above-described registration design has a problem in that the phosphorus is removed more effectively in the wastewater because phosphorus is removed while operating alternately under anaerobic or aerobic conditions in a single reactor.
즉, 상기한 등록 고안은 ACS 공법 즉, 간헐 폭기 방식을 이용한 것으로서, 이를 ASRT로 조절하여, 슬러지를 단일반응조에서 직접 탈수하는 공정을 갖으나, 이와 같은 처리 공정으로부터 이론적인 인의 제거는 호기 시간대 미생물에 의한 과잉섭취가 이루어지는데, 상기 ACS 공법은 혐기 기간이 다소 짧아서 효과적으로 인의 제거가 이루어지지 못하는 문제가 있었다.That is, the above-described registration scheme uses an ACS method, that is, an intermittent aeration method, and has a process of dewatering sludge directly in a single reactor by adjusting it with an ASRT, but the theoretical removal of phosphorus from such a treatment process is an aerobic time zone microorganism. Ingestion is caused by excessive intake, the ACS method has a problem that the anaerobic period is rather short, so that phosphorus removal cannot be effectively performed.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 최종 침전조로부터 반송되는 슬러지액을 생물 반응조와 별도로 구성된 슬러지 혐기조에 저장하는 동시에 이 슬러지 혐기조에 소량의 하폐수를 주입할 수 있도록 구성함으로써 인축적 미생물이 유기물을 충분히 섭취할 수 있도록 하여 호기 상태로부터 인의 과잉 섭취를 안정적으로 유도하고, 이에 따라 경제적인 비용으로 고도처리 효과를 극대화할 수 있는 하폐수 고도 처리 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by storing the sludge liquid returned from the final sedimentation tank in a sludge anaerobic tank configured separately from the biological reaction tank and configured to inject a small amount of wastewater into the sludge anaerobic tank to accumulate microorganisms It is an object of the present invention to provide a wastewater wastewater treatment apparatus and method that can induce excessive intake of phosphorus from aerobic state stably by ingesting enough of the organic matter, thereby maximizing the treatment effect at an economical cost.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 하폐수 고도 처리 장치는, 하폐수가 유입되는 생물 반응조와; 상기 생물 반응조 내에 구비되어 혐기와 호기 운전을 선택적으로 수행하는 수중 포기기와; 상기 생물 반응조에서 발생한 잉여슬러지를 인발하여 직접 탈수하여 처리하는 농축 탈수기와; 상기 생물 반응조에서 유입된 하폐수를 공급받아 상등류는 방류하고 침전된 슬러지액은 반송시키는 침전조와; 상기 침전조와 상기 생물 반응조 사이에 구비되어 상기 침전조에서 반송된 슬러지액을 저장한 후 혐기 조건을 거쳐 생물 반응조에 투입하는 슬러지 혐기조와; 상기 생물 반응조로 유입되는 일정량의 하폐수를 상기 슬러지 혐기조에 유입되도록 하는 유기탄소 공급부를 포함한 것을 특징으로 한다.The wastewater advanced treatment apparatus according to the present invention for realizing the above object includes a biological reaction tank into which wastewater flows; An underwater aeration unit provided in the biological reactor to selectively perform anaerobic and aerobic operation; A concentrated dehydrator for drawing excess sludge generated in the biological reaction tank and directly dewatering the treated sludge; A settling tank receiving the wastewater introduced from the biological reaction tank to discharge the supernatant and return the precipitated sludge solution; A sludge anaerobic tank provided between the settling tank and the biological reaction tank and storing the sludge liquid returned from the settling tank and entering the biological reaction tank through anaerobic conditions; Characterized in that it comprises an organic carbon supply for allowing a predetermined amount of wastewater flowing into the biological reactor into the sludge anaerobic tank.
여기서 상기 유기탄소 공급부는 상기 생물 반응조에 하폐수를 공급하는 유입 펌프조로부터 상기 슬러지 혐기조 내에 하폐수를 공급할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, the organic carbon supply unit is preferably configured to supply the wastewater into the sludge anaerobic tank from the inflow pump tank for supplying the wastewater to the biological reaction tank.
또한 상기 유기탄소 공급부를 통해 주입되는 폐수량은 상기 슬러지 혐기조의 저수량의 10~20% 정도인 것이 바람직하다.In addition, the amount of waste water injected through the organic carbon supply unit is preferably about 10 to 20% of the low amount of the sludge anaerobic tank.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 하폐수 고도 처리 방법은, 반응조에 유입된 하폐수를 혐기 교반과 호기 교반을 선택적으로 수행하면서 처리하는 단계와; 상기 반응조에서 발생한 잉여슬러지를 인발하여 탈수 처리하는 단계와; 상기 반응조를 거친 하폐수 중 상등류는 배출하고, 하부에 침전된 슬러지액은 슬러지 혐기조로 반송하는 단계와; 상기 반응조로 유입되기 전의 폐수의 일부를 상기 슬러지 혐기조 내로 유입시키고, 상기 반송된 슬러지액을 상기 슬러지 혐기조에서 혐기 방식으로 저장하여 인 제거 미생물을 개량하는 단계와; 상기 슬러지 혐기조에서 월류된 오폐수를 다시 상기 반응조로 유입시켜 상기 개량된 미생물로부터 인을 과잉 섭취한 슬러지를 제거하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.The wastewater advanced treatment method according to the present invention for realizing the above object comprises the steps of treating the wastewater introduced into the reaction tank while selectively performing anaerobic stirring and aerobic stirring; Drawing out excess sludge generated in the reactor to dehydrate the treatment; Discharging the supernatant in the wastewater passed through the reaction tank, and returning the sludge liquid deposited at the bottom to the sludge anaerobic tank; Improving a phosphorus removing microorganism by introducing a portion of wastewater before entering the reactor into the sludge anaerobic tank and storing the returned sludge liquid in the sludge anaerobic tank in an anaerobic manner; Including the sludge in excess of phosphorus from the improved microorganism by introducing the wastewater overflowed from the sludge anaerobic tank back to the reactor.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 하폐수 고도 처리 순서가 도시된 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 하폐수 고도 처리 장치가 도시된 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing the high level of wastewater treatment according to the present invention, Figure 4 is a block diagram showing a high degree of wastewater treatment apparatus according to the present invention.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 하폐수 고도 처리 순서는 침사조(51) 및 유입 펌프조(53)에서 생물 반응조(55)로 유입되고, 상기 생물 반응조(55)를 거친 하폐수는 침전조(60)에서 상등수는 방류 수조(62)를 통해 외부로 방류되고, 슬러지가 포함된 슬러지액은 슬러지 혐기조(70)로 반송된 후 다시 생물 반응조(55)로 유입되어 처리되는 한편, 상기 생물 반응조(55)에서 생성된 잉여 슬러지는 바로 농축 탈수기(65)로 배출되어 처리된다.Referring to FIG. 3, the wastewater advanced treatment sequence according to the present invention is introduced into the
이와 같은 처리 순서를 구현하기 위한 본 발명의 하폐수 고도 처리 장치를 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.The wastewater advanced treatment apparatus of the present invention for implementing such a treatment sequence will be described in detail with reference to FIG. 4.
본 발명의 하폐수 고도 처리 장치는, 하폐수가 유입되는 침사조(51) 및 유입 펌프조(53)와, 상기 유입 펌프조(53)로부터 공급된 하폐수가 처리되는 생물 반응조(55)와, 상기 생물 반응조(55) 내에 구비되어 혐기 교반과 호기 교반을 선택적으로 수행하는 수중 포기기(57)와, 상기 생물 반응조(55)에서 발생한 잉여슬러지를 인발하여 직접 탈수하여 처리하는 농축 탈수기(65)와, 상기 생물 반응조(55)로부터 하폐수를 공급받아 상등류는 방류하고 슬러지 등의 액은 반송시키는 침전조(60)와, 상기 침전조(60)와 상기 생물 반응조(55) 사이에 구비되어 상기 침전조(60)에서 반송된 슬러지를 저장한 후 혐기 처리하여 생물 반응조(55)에 투입하는 슬러지 혐기조(70)로 구성된다.The wastewater advanced treatment apparatus of the present invention includes a
특히 본 발명은 상기 생물 반응조(55)로 유입되는 일정량의 하폐수를 상기 슬러지 혐기조(70)에 유입되도록 하는 유기탄소 공급부(80)가 구성된다.In particular, the present invention is composed of an organic
이와 같은 본 발명의 장치를 구성하는 주요 구성 부분을 상세히 설명하면 다음과 같다.The major components constituting such an apparatus of the present invention will be described in detail as follows.
먼저, 상기 침사조(51)는 스크린을 통해 유입 하수에 포함된 큰 이물질을 걸러내고, 유입 펌프조(53)는 내부에 유입된 하폐수를 상기 생물 반응조(55)에 공급한다.First, the
다음, 상기 생물 반응조(55)는 상기 수중 포기기(57)와 폭기용 블로워(56)를 이용하여 혐기와 호기 시간 비율을 유입부하량에 따라 조절하여 하폐수를 처리하도록 구성된다.Next, the
다음, 상기 농축 탈수기(65)는 상기 생물 반응조(55)에서 슬러지 인발펌프(67)를 통해 직접 활성 슬러지액을 인발하여 탈수할 수 있도록 구성된 것으로서, 유동판식 농축 탈수기(65)로 구성된다. 이의 구체적인 구성은 공지 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.Next, the concentrated
다음, 상기 침전조(60)는 내부에 회전 구동되는 슬러지 수집기(61)가 구비되어 슬러지가 침전된 상등수는 방류 수조(62)로 배출되어 하천 등으로 방류되고, 상기 슬러지 수집기(61)에 의해 걸러진 슬러지를 포함한 슬러지액은 반송 라인(74)을 통해 상기 슬러지 혐기조(70)로 보내진다.Next, the
다음, 상기 슬러지 혐기조(70)는 혐기 조건에서 인 제거 효율을 높이기 위해서 설치된 구성 부분으로서, 상기 생물 반응조(55)에 일체로 구비되되, 구획벽(71) 으로 나누어져 구성된다. 상기 구획벽(71) 상부에는 상기 슬러지 혐기조(70)에서 넘친 하폐수가 생물 반응조(55)로 넘어가도록 배출구(72)가 구비된다.Next, the sludge
또한 상기 슬러지 혐기조(70)의 내부에는 혐기조 내에 유입된 하폐수를 침전되지 않도록 교반기(73)가 구비된다.In addition, a
그리고 상기 침전조(60)와 슬러지 혐기조(70) 사이에는 반송 슬러지 펌프(75)가 구비되어 슬러지가 포함된 하폐수를 강제 이송토록 구성된다.And between the
본 실시예에서는 상기 슬러지 혐기조(70)가 상기 생물 반응조(55)에 일체로 구성된 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 침전조(60)에서 반송된 슬러지를 저장한 상태에서 혐기 처리할 수 있는 구성이면 상기 생물 반응조(55)와 분리되어 구성되는 것도 가능하다.In this embodiment, the sludge
다음, 상기 유기탄소 공급부(80)는 상기 슬러지 혐기조(70)에 유기탄소원을 공급하는 부분으로서, 별도의 유기탄소 공급수단을 이용하지 않고, 하폐수에 포함된 유기탄소원을 이용할 수 있도록 상기 유입 펌프조(53)에서 상기 생물 반응조(55)로 유입되는 일정량의 하폐수를 이용할 수 있도록 구성된다.Next, the organic
즉, 도 4를 참조하면, 상기 유입 펌프조(53)에서 상기 생물 반응조(55) 사이에는 하폐수를 공급할 수 있도록 하폐수 공급라인(54)이 구비되는 바, 상기 유기탄소 공급부(80)는 상기 하폐수 공급라인(54)에서 분기되어 상기 슬러지 혐기조(70)로 연결되는 유기물 공급라인(81)으로 구성된다.That is, referring to FIG. 4, a
여기서 상기 유기물 공급라인(81)에는 상기 슬러지 혐기조(70)로 유입되는 유기탄소원의 량 즉, 하폐수의 양을 조절할 수 있도록 공급 조절밸브(83)가 구비되 는 것이 바람직하다.Here, the organic material supply line 81 is preferably provided with a
이때 상기 슬러지 혐기조(70)에 주입되는 하폐수의 양은 상기 슬러지 혐기조(70)의 총 저수량의 10~20% 정도인 것이 바람직하다.At this time, the amount of wastewater injected into the sludge
한편, 상기에서 상기 유기물 공급라인(81)이 상기 하폐수 공급라인(54)에서 분기되는 구성으로 예시하였으나, 실시 조건에 따라서는 상기 유입 펌프조(53)에서 바로 상기 슬러지 혐기조(70)로 연결되어 소량의 하폐수를 공급할 수 있도록 구성되거나, 외부의 하폐수를 상기 슬러지 혐기조(70)에 공급하는 것도 가능하다.On the other hand, the organic material supply line 81 is illustrated as a branched structure from the sewage waste
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 하폐수 고도 처리 장치를 이용한 하폐수 고도 처리 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the wastewater wastewater treatment method using the wastewater wastewater treatment apparatus according to the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 침사조(51)로 유입된 하폐수는 유입 펌프조(53)를 통해 생물 반응조(55)로 유입되고, 생물 반응조(55)에 유입된 하폐수는 수중 포기기(57) 및 폭기용 블로워(56)를 이용하여 혐기 교반과 호기 교반을 선택적으로 수행하면서 슬러지를 인발시켜 처리하게 된다.First, the sewage water introduced into the
다음, 상기 생물 반응조(55)에서 발생한 잉여슬러지를 슬러지 인발펌프(67)를 이용하여 바로 인발하여 농축 탈수기(65)에서 탈수 처리하는 한편, 상기 침전조(60)에서 상기 생물 반응조(55)를 거친 하폐수 중 상등류는 배출하고, 하부에 가라앉은 슬러지 액은 반송 슬러지 펌프(75)에 의해 슬러지 혐기조(70)로 반송하게 된다.Next, the excess sludge generated in the
다음, 상기 슬러지 혐기조(70) 내에서 반송된 슬러지를 포함한 하폐수가 혐 기 방식으로 저장됨과 아울러 상기 유입 펌프조(53)에서 일정량의 하폐수가 유입되면서 유기탄소원이 공급되어 인 제거 미생물이 인을 과잉 섭취하기 위한 개량단계가 진행된 후에, 다시 생물 반응조(55)로 유입되어 인을 효율적으로 제거한다. 이러한 상기 단계를 반복하면서 하폐수의 처리가 이루어진다.Next, the wastewater containing sludge conveyed in the sludge
여기서, 상기 슬러지 혐기조(70)를 이용함과 아울러 상기 슬러지 혐기조(70)에 유기탄소원을 공급하면서 인을 효율적으로 제거하는 원리를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Here, the principle of efficiently removing phosphorus while supplying the organic carbon source to the sludge
도 5는 본 발명의 생물학적 인 제거 원리를 설명하기 위한 그래프이다.5 is a graph for explaining the principle of biological removal of the present invention.
일반적으로 생물학적 질소제거법과 생물학적 인제거법의 사이에는, 원리에 있어서 근본적인 상위가 있고, 어느 쪽의 공정이라도 효율적으로 질소와 인을 동시에 제거하는 데는 어려움이 따르게 된다.In general, there is a fundamental difference in principle between the biological nitrogen removal method and the biological phosphorus removal method, and it is difficult to efficiently remove nitrogen and phosphorus simultaneously in either process.
이 원리상의 상위란 생물학적 질소 제거법에서는 비증식속도가 느린 질소제거미생물을 계 내에 유지하기 위해서 혐기 운전 시간을 길게 할 필요가 있는 반면, 생물학적 인 제거법에서는 활성슬러지에 과잉 인을 섭취시키기 위해서 반대로 호기 운전 시간을 길게 하여, 잉여슬러지의 생성량을 많게 하는 운전제어가 필요하다는 것이다. 따라서 인 제거 효율을 높이기 위해 호기 운전 시간을 길게 하면 반대로 질소 제거 효율이 떨어지게 되므로, 질소 제거 효율이 떨어지지 않으면서도 인 제거 효율은 높아지도록 하는 시스템이 요구된다.The principle difference is that biological nitrogen removal requires a longer anaerobic operation time in order to keep the nitrogen removal microorganisms with slow growth rate, whereas biological removal requires reverse aerobic operation to ingest excess phosphorus into activated sludge. It is necessary to control the operation to increase the time and increase the amount of excess sludge produced. Therefore, if the exhalation operation time is increased in order to increase the phosphorus removal efficiency, since the nitrogen removal efficiency is lowered on the contrary, a system for increasing the phosphorus removal efficiency without reducing the nitrogen removal efficiency is required.
본 발명에서는 도 5에서와 같은 활성슬러지 미생물에 의한 인의 방출 및 과잉섭취의 대사를 이용하게 되는데, 본 발명의 주요 특징부인 슬러지 혐기조(70)에 서 도 5의 "A" 구간에서와 같은 혐기 조건을 추가적으로 확보하여, 인을 함유한 하폐수가 상기 슬러지 혐기조(70)를 거치는 과정에서 슬러지 내의 인을 용출시키고, 호기 운전을 시행할 수 있는 상기 생물 반응조(55)에서 인을 과다 섭취하여 인 제거 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.In the present invention, the release of phosphorus by the activated sludge microorganism and the excessive intake of metabolism as shown in Figure 5 is used, the anaerobic conditions as in the section "A" of Figure 5 in the sludge
즉, 최근의 각 국의 연구결과에 의하면, 도 5에서와 같이 혐기성 상태에서 인이 방출되고 호기성 상태에서 인이 과잉섭취되는 럭셔리 업테이크(luxury uptake)가 일어난다는 연구 결과를 얻고 있다. That is, according to recent research results of each country, as shown in FIG. 5, a luxury uptake in which phosphorus is released in an anaerobic state and excess phosphorus is ingested in an aerobic state is obtained.
인축적 미생물 즉, PAO 미생물(Acinetobacter)이라는 특정 박테리아는 본 발명의 슬러지 혐기조(70)와 같은 혐기 조건에서 아세테이트와 같은 짧은 지방산(Fatty acid)을 PHB(Poly hydroxy butyrate, (C4H6O2)n) 형태로 체내 축적하며, 이때 필요한 에너지는 인중합체(Poly-P; poly-phosphate)를 정인산염(ortho-P; ortho-phosphate)로 분해해서 얻으므로, 인 용출이 발생하면서 우점종의 인 제거 미생물을 성장 개량시키게 된다.Inchuk enemy microorganism that is, PAO microorganisms (Acinetobacter) of certain bacteria is a short fatty acid (Fatty acid) for PHB (Poly hydroxy butyrate, such as acetate under anaerobic conditions, such as sludge
특히, 상기 침전조(60)에서 슬러지 혐기조(70) 내로 반송되는 슬러지 내에는 질산성 질소가 함유되어 있는데, 이때 질산성(질소) 미생물이 슬러지 혐기조(70)에 있는 탄소원을 인 섭취 미생물보다 빨리 반응하여 소비할 수 있으므로, 충분한 유기물(탄소원)이 공급되어야만 높은 인 방출을 유도하여 생물 반응조(55)로 넘어간 후에 호기 상태에서 인을 과잉 섭취하여 높은 인 처리효율을 유도할 수 있다.In particular, the sludge returned from the settling
즉, 상기 슬러지 혐기조(70) 내에 유기물(탄소원)이 부족할 경우에 PAO 미생물이 소량의 인을 방출한다. 이때 호기 조건에서 미생물 성장에 따른 인 과잉섭취량이 적어 인의 처리 효율이 떨어지게 된다. 따라서 상기한 유기탄소 공급부(80)를 이용하여 상기 슬러지 혐기조(70) 내에 소량의 하폐수를 주입함으로써, PAO 미생물이 슬러지 혐기조(70) 내에서 인중합체(Poly-P)를 정인산염(ortho-P) 형태로 방출함과 아울러 주입된 하폐수 내의 유기 탄소원을 이용하여 PHB 형태로 체내에 축적한다.That is, when the organic matter (carbon source) is insufficient in the sludge
이와 같은 슬러지 혐기조(70)에서 우점종 상태를 유지한 PAO 미생물은 생물 반응조(55)로 넘어간 후, 호기성 상태에서 축적된 유기물(PHB)을 분해해 성장하면서 발생된 에너지를 이용하여 방출된 정인산염을 럭셔리 업테이크(Luxury uptake) 즉, 과다 섭취하면서 인중합체(Poly-P)로 재합성하게 되고, 이와 같이 인을 과잉 섭취한 미생물이 포함된 슬러지를 농축 탈수기(65) 쪽으로 곧바로 분리해 냄으로서 인의 제거를 극대화할 수 있게 되는 것이다.PAO microorganisms maintained in the dominant species state in the sludge
결국, 상기한 바와 같이 본 발명은 생물 반응조(55)와 별도로 혐기 조건을 충분히 확보할 수 있도록 슬러지 혐기조(70)가 구성함과 아울러 이 슬러지 혐기조(70)에 하폐수를 이용하여 유기 탄소원을 주입하게 되므로, 호기 운전 시간을 길게 하지 않은 조건에서도 호기 시간대에 미생물들이 인을 과잉 섭취하도록 유도하고, 이렇게 미생물이 다량의 인을 과잉 섭취하여 체내에 고밀도로 축적된 상태에서 농축탈수기(65) 등을 이용하여 생물 반응조(55) 내에서 생성된 슬러지를 바로 인발하여 제거함으로써 인 제거 효율을 높일 수 있게 된다.As a result, the present invention, as described above, the sludge
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 하폐수 고도 처리 장치 및 방법은 침전조로부터 반송되는 슬러지를 슬러지 혐기조에 저장한 다음 생물 반응조에 투입할 수 있도록 이루어져 있기 때문에 간단한 구조 변경으로 약품 등을 투입하지 않고도 질소 제거 기능은 충분히 유지하면서, 인 제거 효율을 최대한 높일 수 있게 되어 고효율의 질소 및 인 처리 기능을 수행할 수 있는 이점이 있다.The wastewater advanced treatment apparatus and method according to the present invention constructed and operated as described above is configured to store sludge returned from the settling tank in a sludge anaerobic tank and then to be introduced into a bioreactor, without introducing chemicals or the like by a simple structural change. While maintaining the nitrogen removal function sufficiently, it is possible to increase the phosphorus removal efficiency as much as possible, there is an advantage that can perform a high efficiency nitrogen and phosphorus treatment function.
또한 본 발명은 슬러지 혐기조에 하폐수를 공급하여 유기 탄소원을 주입할 수 있도록 구성되기 때문에 별도의 외부 탄소원을 공급하지 않은 상태에서도 폐수를 이용하여 일정량의 유기물을 충분히 공급하여 호기 조건에서 인을 과다 섭취할 수 있도록 하여, 인의 재방출(Secondary release) 현상을 방지하게 되므로 인의 제거 효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 이에 따라 간단한 구조 변경으로 경제적이면서 고도처리 효과를 극대화할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention is configured to supply the organic carbon source by supplying the wastewater to the sludge anaerobic tank, so that even in the absence of a separate external carbon source to supply a certain amount of organic matter using wastewater to ingest excessive phosphorus in aerobic conditions In this way, the secondary release phenomenon of phosphorus can be prevented, so that the phosphorus removal efficiency can be further improved. Accordingly, there is an advantage of maximizing the economical and advanced treatment effect by simple structure change.
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WO2011129493A1 (en) * | 2010-04-13 | 2011-10-20 | Essa Co., Ltd. | Sewage treatment apparatus for buried type tank |
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2006
- 2006-03-16 KR KR1020060024202A patent/KR100720008B1/en active IP Right Grant
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