KR100759847B1 - Advanced swage and waste water treatment method and apparatus with improved anaerobic basin and recirculation part. - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 은 본 발명에 따른 하, 폐수 처리장치의 평면 배치도.1 is a plan view of the waste water treatment apparatus according to the present invention.
도 2 는 본 발명에 따른 미생물 반응조 등 주요부의 상세 평면도.Figure 2 is a detailed plan view of the main part, such as a microbial reaction tank according to the present invention.
도 3 은 본 발명에 따른 종단면도.3 is a longitudinal sectional view according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 호기조와 무산조 연결부의 종단면도.Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view of the aerobic tank and anaerobic tank connection in accordance with the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 공정구성을 나타낸 개략도.5 is a schematic view showing a process configuration according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
11. 침산지 12. 유량 조정조11. Pickling
13, 유입배관 14. 유량 분배조13,
15. 유입분기배관 16. 비율 분배조15.
16-1. 작은 분배위어 16-2. 큰 분배위어16-1. Small Distribution Weir 16-2. Large distribution weir
17. 예비 탈질조 17-1. 예비 탈질조 교반기17. Preliminary Denitrification Tank 17-1. Preliminary denitrification agitator
18. 혼합조 18-1. 혼합조 교반기18. Mixing tank 18-1. Mixer Stirrer
19. 유입수로 20. 미생물 반응조19.
21. 혐기조 21-1 유입 전동 수문21. Anaerobic Tank 21-1 Inflow Electric Sluice
21-2. 혐기조 교반기 22. 무산소조21-2.
22-1. 무산소조 교반기 23. 호기조22-1. Anaerobic Tank Agitator 23. Aerobic Tank
24. 산기장치 25. 공기배관24.
26. 송풍기 27. 재 순환펌프26. Blower 27. Recirculation pump
30. 최종 침전지 30-1. 지하 배관실30. Final Settling Basin 30-1. Underground plumbing
30-2. 정류벽 30-3. 슬러지 수집기30-2. Rectifying Wall 30-3. Sludge collector
30-4. 스컴제거기30-4. Scum eliminator
31. 슬러지 호퍼 32. 슬러지 인발관31. Sludge Hopper 32. Sludge Drawing Tube
33. 슬러지 이송관 34. 반송 슬러지 펌프33. Sludge conveying
35. 반송 슬러지 토출관 36. 상등수 집수장치35. Returned
37. 상등수 배출관37. Supernatant discharge pipe
40. 소독조 41. 소독기40.
42. 방류 유량계 42. Discharge flow meter
가. 호기조 연장부 나. 혐기조 입구end. Exhalation tank extension b. Anaerobic entrance
다. 무산소조 입구 라. 호기조 입구All. Anaerobic entrance; Hogijo Inlet
마. 호기, 무산소조 연결 개구hemp. Exhalation, anaerobic connection opening
본 발명은 하, 폐수 처리장에서 질소와 인을 제거하는 고도처리에 관한 것으 로서 특히 A.2/O공법의 개량에 관한 기술이다.The present invention and, in a waste water treatment technology, particularly relates to an improvement of A. 2 / O method relates to a high level treatment for removing the nitrogen and phosphorus.
수중에 질소와 인이 존재하게 되면 담수나 해수에서 태양 광선의 작용으로 조류가 대량으로 발생하고 번식하여 수중의 용존 산소 고갈 및 독소를 발생하게 하고 물에 이취미를 발생하게 하기 때문에 물의 이용효과 증대와 어족 및 수중 생태계의 보호를 위하여 수중의 질소와 인을 제거하는 것은 매우 중요한 것이며 이와 같은 원인이 되는 영양 물질인 질소와 인을 하수로부터 제거하기 위한 처리를 고도처리라고 한다.When nitrogen and phosphorus are present in the water, algae are generated and reproduced in large quantities by the action of the sun's rays in fresh or sea water, causing dissolved oxygen depletion and toxins in the water, and causing odors in the water. The removal of nitrogen and phosphorus from the water is very important for the protection of the fish family and the aquatic ecosystem, and the treatment to remove nitrogen and phosphorus, the nutrients that cause this from the sewage, is called advanced treatment.
질소와 인을 하수로부터 제거하는 방법으로는 혐기조와 무산소조 및 호기조를 이용하여 인 방출, 선 탈질 및 질산화를 수행하는 전통적인 하수의 고도처리법이 많이 사용되고 있으며 이와 관련된 기본적인 기술로서는 A2/O와 이를 변형내지는 개량한 UCT, VIP 같은 처리 공법이 있다.A method of removing nitrogen and phosphorus from wastewater are the emission line denitrification and widely used in the high treatment of conventional sewage to perform nitrification and this basic technology as the A 2 / O, and this strain associated with the anaerobic and the anoxic tank and the aerobic tank There are also treatment methods such as improved UCT and VIP.
어느 공정이나 질소 제거 효과를 높이기 위하여서는 호기조에서 충분한 질산화를 이루고 혐기조에서 충분한 인 방출이 일어나고 무산소조에서 유입 하. 폐수 량의 1∼6배의 순환액을 재순환시키며 탈질을 하고 호기조에서는 질산화와 동시에 인의 과잉 섭취(luxury uptake)가 일어나야 한다.Either process achieves sufficient nitrification in the aerobic tank, sufficient phosphorus release in the anaerobic tank and inflow from the anaerobic tank. Recirculation and denitrification of 1 to 6 times the amount of wastewater is carried out, and in the aerobic bath, luxury uptake of phosphorus should occur simultaneously with nitrification.
질소제거과정을 상세히 설명하면 호기조에서 질산화를 일으키는 독립영양세균에 의하여 암모니아가 질산성 질소로 산화되며 혐기상태가 되면 탈질세균이 하수 중에서 질소량의 약 3배의 유기물을 섭취하고 이 과정에서 질산성 질소(NO3)의 결합산소를 소비하여 질산성 질소(NO3)는 산소 분자를 상실하여 질소 가스(N2)가 되어 대기 중으로 방출되면서 질소가 제거 된다.Describing the nitrogen removal process in detail, ammonia is oxidized to nitrate nitrogen by an autotrophic bacterium that causes nitrification in an aerobic tank, and when it becomes anaerobic, denitrification bacteria ingest about three times the amount of organic matter in the sewage and in this process By consuming the bound oxygen of (NO 3 ), nitrate nitrogen (NO 3 ) loses oxygen molecules and becomes nitrogen gas (N 2 ), which is released into the atmosphere to remove nitrogen.
인 제거 과정을 살펴보면 혐기조에서 인 제거 미생물들은 세포내에 축적하였던 Poly-P를 분해할 때 발생하는 에너지를 이용하여 유기산을 섭취하여 체내에 저장하고 유리된 정인산(orthophosphate)을 세포 밖으로 방출하며 이로 인하여 혐기조의 인 농도는 높아진다.In the process of phosphorus removal, phosphorus-removing microorganisms in the anaerobic tank consume organic energy using energy generated when decomposing Poly-P accumulated in the cell, store it in the body, and release free orthophosphate out of the cell. Phosphorus concentration increases.
주변 환경이 호기상태로 변화하면 인 제거 미생물은 체내에 저장해둔 유기물(PHB)을 분해하여 ATP를 합성하고 하수중의 정인산을 섭취하면서 Poly-P를 합성하면서 인을 2∼6배나 많이 과잉으로 흡수하는데 이와 같은 현상을 과잉섭취(luxury uptake)라 하며 이렇게 인을 과잉섭취 한 슬러지를 잉여 슬러지로서 하수처리계 외로 제거 하여 하수중의 인을 제거하게 된다.When the surrounding environment changes to an aerobic state, the phosphorus-removing microorganisms decompose organic matter (PHB) stored in the body to synthesize ATP, ingest the phosphoric acid in sewage, and synthesize Poly-P while absorbing 2 to 6 times more phosphorus. This phenomenon is referred to as luxury uptake and the excess intake of phosphorus is removed as excess sludge outside the sewage treatment system to remove phosphorus from sewage.
하수중의 인을 효과적으로 제거하기 위해서는 혐기조에서 인의 방출이 원활하게 이루어지고 호기조에서 인의 과잉섭취가 일어나야 하는데 혐기조에 용존산소 및 질산염이 존재하면 인 제거 세균의 활동이 저해를 받아 인을 충분히 방출하지 못하여 인의 제거에 장해를 받는다.In order to effectively remove phosphorus from sewage, phosphorus should be discharged smoothly in anaerobic tank and excess intake of phosphorus should occur in aerobic tank. If dissolved oxygen and nitrate are present in anaerobic tank, the activity of phosphorus removing bacteria will be inhibited and it will not release phosphorus sufficiently. Disruption of phosphorus
혐기조에 질산성 질소가 2.5mg/L이상 존재하면 인 제거 세균의 인 방출이 저해를 받는 것으로 연구, 보고 되어 있다.The presence of more than 2.5mg / L of nitrate nitrogen in anaerobic tanks has been studied and reported to inhibit the phosphorus release of phosphorus-removing bacteria.
이를 해결하기 위하여 A2/O공법에서는 반송 슬러지량을 20∼50%로 제한하여 용존 산소 및 질산성 질소의 영향을 감소시키고 있으며 UCT, VIP공법에서는 반송 슬러지를 혐기조로 반송하지 않고 무산소조에 반송하고 무산소조에서 질산염 및 용 존 산소가 제거된 혼합액을 혐기조로 공급하여 그 영향을 적게 하고 있다.In order to solve this problem, the A 2 / O method limits the amount of returned sludge to 20-50% to reduce the effects of dissolved oxygen and nitrate nitrogen.In the UCT and VIP methods, the returned sludge is returned to the anaerobic tank without being returned to the anaerobic tank. In the anaerobic tank, the mixed solution from which nitrate and dissolved oxygen have been removed is supplied to the anaerobic tank to reduce the effect.
A2/O공법에는 기본적으로 혐기조에서 어느 정도 용존 산소 및 질산성 질소의 영향을 피할 수 없고 또 반송 슬러지량은 미생물 반응조의 MLSS농도나 기타 침강성 등의 영향으로 50%를 초과 할 수도 있으므로 혐기조에서의 인 방출이 불완전할 수 있다.In the A 2 / O method, the effects of dissolved oxygen and nitrate nitrogen are inevitable to some extent in the anaerobic tank, and the amount of returned sludge may exceed 50% due to the MLSS concentration or other sedimentation of the microbial reactor. Phosphorus release may be incomplete.
UCT나 VIP공법에서는 무산소조에서 혐기조로 혼합액을 순환시키기 위하여 별도의 펌프와 배관 등이 필요하여 구조가 복잡하고 조작이 번거로우며, 하, 폐수와 다량의 반송 슬러지 및 순환수가 혼합된 혼합액을 혐기조로 순환시켜서 인을 충분히 방출하게 하기 위해서는 유입 하, 폐수량의 100∼150%의 많은 순환수를 혐기조로 보내야 하기 때문에 소비 동력이 증가하는 문제가 있었다.In the UCT or VIP method, a separate pump and piping are required to circulate the mixed liquid from an anaerobic tank to an anaerobic tank, which is complicated in structure and cumbersome to operate, and circulates the mixed liquid mixed with wastewater and a large amount of return sludge and circulating water to an anaerobic tank. In order to discharge phosphorus sufficiently, a large amount of circulating water of inflow and wastewater has to be sent to the anaerobic tank, which leads to an increase in power consumption.
또한 질소제거율을 높이기 위하여 재순환 율을 증가시키는 경우에는 펌프와 배관을 이용하기 때문에 압력손실이 증가하여 소비 동력도 크게 증가하여 비경제적이었다.In addition, when the recirculation rate was increased to increase the nitrogen removal rate, the pressure loss was increased due to the use of pumps and pipes, resulting in an uneconomical increase in power consumption.
본 발명은 하수 및 폐수의 고도처리에 있어서 무산소조에서혐기조로의 재순환을 없애거나 최소화하고서도 혐기조에서 인 방출이 완전하게 일어나고 적은 소비동력으로 호기조로부터 무산소조로의 재순환 양을 크게 해서 질소 및 인의 제거율을 높이게 한 하, 폐수의 고도처리 장치 및 방법을 제공하기 위하여 제안된 것이다.The present invention eliminates or minimizes the recirculation of an anaerobic tank to an anaerobic tank in the advanced treatment of sewage and wastewater, and completely releases phosphorus in the anaerobic tank and increases the recycle rate from the aerobic tank to the anaerobic tank with a small consumption power to increase the removal rate of nitrogen and phosphorus. One is to provide an apparatus and method for advanced treatment of wastewater.
이를 위하여 본 발명은 혐기조의 전단에 예비 탈질조를 설치하고 예비 탈질조에는 유입하수의 일부와 반송 슬러지를 공급하고 적합한 체류시간을 확보하여 탈질한 후 연접한 혼합조에서 나머지 유입하수와 균질하게 혼합하고 인접한 혐기조로 이송하여 혐기조에서 인 방출이 완전하게 일어나게 하여 인의 제거율을 높이도록 하는 것을 목적으로 한다.To this end, the present invention installs a preliminary denitrification tank at the front end of the anaerobic tank, and supplies a part of the influent sewage and return sludge to the preliminary denitrification tank and secures a suitable residence time, and then mixes it homogeneously with the remaining influent sewage in the combined mixing tank after denitrification. The purpose of the present invention is to increase the removal rate of phosphorus by transporting it to an adjacent anaerobic tank to completely release phosphorus from the anaerobic tank.
또 본 발명은 예비탈조와 혼합조, 미생물 반응조와 최종 침전지 , 그리고 슬러지 반송 및 내부 순환부로 처리장을 구성하고, 미생물 반응조는 혐기조, 무산소조, 호기조로 구성하고 최종 침전지는 앞쪽 저면에 슬러지 호퍼와 슬러지 반송 장치를 설치하고 후단부에 상징수 집수장치를 설치하되, 미생물 반응조를 세로 방향으로 둘로 나누어 한쪽에는 혐기조와 무산소조를 설치하고 다른 쪽에는 호기조를 설치하고 , 혐기조는 최종 침전지의 앞쪽에 인접하여 설치하고, 혐기조와 연접하여 무산소조를 설치하고 , 무산소조와 회기조를 연접하여 설치하고, 호기조 끝 쪽과 무산소조의 시작부분을 연결되게 설치하고 재순환 펌프로 하, 폐수가 재순환하게 하여 슬러지 반송 및 재순환에 따른 배관손실을 최소화하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention comprises a preliminary degasser and mixing tank, microbial reaction tank and final sedimentation basin, and sludge conveyance and internal circulation, the microbial reactor is composed of anaerobic tank, anoxic tank, aerobic tank, and the final sedimentation tank is sludge hopper and sludge conveyance on the front bottom Install the device and install the symbol water collecting device at the rear end, install the anaerobic tank and anaerobic tank on one side by dividing the microbial reactor into two in the vertical direction, install the aerobic tank on the other side, and install the anaerobic tank adjacent to the front of the final settling basin. In order to connect the anaerobic tank, install an anaerobic tank, connect the anaerobic tank and the recirculation tank, install the end of the aerobic tank and the start of the anaerobic tank, connect it with a recirculation pump, and recycle the waste water. The aim is to minimize losses.
아울러 본 발명은 재순환 비를 증가하여 질소제거율을 높이는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to increase the nitrogen removal rate by increasing the recycle ratio.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여,The present invention to achieve the above technical problem,
침사지에서 협잡물 및 모래가 제거된 하수 및 폐수(이하 하. 폐수라 칭한다)가 유량조정조로 유입되어 유입펌프로 처리장으로 이송하는 하. 폐수의 처리 시설 에 있어서,Sewage and wastewater (hereinafter referred to as wastewater) from which sediments and sands have been removed from the sedimentation basin are introduced into the flow control tank and transported to the treatment plant by inflow pumps. In the wastewater treatment facility,
하, 폐수처리장의 중요한 구성을 예비 탈질조와 혼합조, 미생물 반응조, 최종 침전지, 슬러지 반송장치 및 내부 순환장치로 구성하되 미생물 반응조는 혐기조, 무산소조, 호기조로 구성하고;The main components of the wastewater treatment plant are preliminary denitrification tank, mixing tank, microbial reaction tank, final sedimentation basin, sludge conveying apparatus and internal circulation system, but the microbial reaction tank is composed of anaerobic tank, anaerobic tank and aerobic tank;
미생물 반응조를 세로로 2분하여 한쪽에는 혐기조를 최종 침전지와 인접하게 설치하고 무산조는 혐기조 후단에 연접하여 설치하고 다른 쪽에는 호기조를 무산소조와 연접하게 설치하고 호기조의 후단에는 최종 침전지를 연접하게 설치하고, 무산소조의 시작부와 호기조의 후단 연장부가 서로 연결되게 설치하고 상기 연결부에 개구부를 형성하고 상기 개구부에 재순환 펌프를 설치하고, 비율 분배조와 예비 탈질조 및 혼합조는 혐기조 옆에 인접하여 설치하고, 혼합조와 혐기조는 유입수로로 연결하고,Install the anaerobic tank on the one side adjacent to the final sedimentation basin, connect the anaerobic tank to the rear end of the anaerobic tank, connect the aerobic tank to the anaerobic tank on the other side, and connect the final sedimentation basin to the rear end of the aerobic tank. , The beginning of the anaerobic tank and the rear end extension of the aerobic tank are installed to be connected to each other, and the opening is formed in the connecting portion, and the recirculation pump is installed in the opening, and the ratio distribution tank and the pre-denitrification tank and the mixing tank are installed adjacent to the anaerobic tank, and mixed To the tank and the anaerobic tank,
상기 혐기조에는 저부에 혐기조 교반기(21-2)를 설치하고, 무산소조의 저부에는 무산소조 교반기(22-1)를 설치하고, 호기조에는 앞쪽에서 뒤쪽으로 갈수록 공기량이 감소하는 점감식의 산기장치(24)를 설치하고;The anaerobic tank stirrer 21-2 is installed at the bottom of the anaerobic tank, and the anaerobic tank stirrer 22-1 is installed at the bottom of the anaerobic tank, and the aerobic tank apparatus of diminishing type in which the amount of air decreases from the front to the rear is reduced. Install it;
유입된 하. 폐수는 유량 분배 조(14)에서 각 계열별로 균등하게 분배되도록 하고, 유입분기배관(15)를 통하여 비율 분배조(16)로 유입되고 비율 분배조(16)에서 일부는 예비 탈질조(17)로 공급하고 나머지는 혼합조(18)로 공급하고, 반송 슬러지 펌프(34)에서 이송된 활성 슬러지는 예비 탈질조(17)에서 하, 폐수와 혼합되어 탈질 된 다음 혼합조(18)로 이송하고 혼합조(18)에서 균등히 혼합된 하, 폐수는 유입수로(19)를 거쳐 유입 전동수문(21-1)을 통하여 혐기조(21)로 이송하고; 및Influx Ha. Waste water is distributed evenly by each series in the flow distribution tank (14), flows into the ratio distribution tank (16) through the inlet branch pipe (15), and part of the preliminary denitrification tank (17) in the ratio distribution tank (16). And the remainder are supplied to the
혐기조(21)에서는 혐기조 교반기(21-2)로 교반 한 후 하, 폐수는 연접한 무산소조(22)로 유입시키고 호기조의 호기조 연장부(가)에서 내부 순환 펌프(27)로 반송한 하, 폐수와 무산소조 교반기(22-1)로 혼합한 후 연접한 호기조(23)로 유입시키고 호기조에서는 산기장치(24)에 의하여 점감식으로 포기된 하, 폐수는 연접한 최종 침전지(30)로 유입되어 슬러지는 침전되고 상징수는 유출되고, 침전된 슬러지는 슬러지 호퍼(31)로 모이고 슬러지 인발관(32)와 슬러지 이송관(33)을 통하여 반송 슬러지 펌프(34)로 이송되게 한 개량된 탈질조와 재순환 부를 가진 하, 폐수의 고도처리 방법 및 장치를 제공한다.In the
본 발명에 대하여 그 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.( [도면1] ∼ [도면4] 참조)The configuration and operation of the present invention will be described in detail as follows. (See [Fig. 1] to [Fig. 4].)
하. 폐수는 침사지로(11)로 유입하여 여기에서 협잡물과 모래 등의 이물질이 제거된 후 유량 조정조(12)에 유입되게 하였다.Ha. Wastewater flows into the
유량 조정조(12)에 유입된 하. 폐수는 유입펌프로 양수하여 유입관(13)을 통하여 유량 분배조(14)로 이송되고 유량 분배조(14)에서 각 계열별로 균등하게 분배된 하. 폐수는 유입 분기배관(15)를 통하여 비율 분배조(16)으로 이송되게 하였다.The lower flowed into the flow adjustment tank (12). Waste water is pumped into the inflow pump and is transferred to the
비율 분배조(16)에 유입된 하. 폐수는 일부는 예비 탈질조(17)로 이송되고 나머지는 혼합조(18)로 이송되게 하였고 예비 탈질조(17)에는 상기 일부 하, 폐수와 반송 슬러지 펌프(34)에서 양수되어 반송 슬러지 토출관(35)를 통하여 유입된 반송 슬러지가 혐기상태에서 예비 탈질조 교반기(17-1)에 의하여 일정시간 동안 교반된 다음 혼합조(18)로 유입되어 미리 유입된 하, 폐수와 혐기상태에서 일정시간 동안 교반되어 균등히 혼합한 다음 유입수로(19)를 거쳐 유입 전동 수문(21-1)을 통하여 혐기조(21)로 이송되게 하였다.The lower flowed into the
혐기조(21)에는 그 저부에 혐기조 교반기(21-2)를 설치하여 유입된 하, 폐수를 완전 혼합되게 하였다.The
혐기조(21)을 통과한 하, 폐수는 무산소조 입구(다)를 통하여 연접하여 설치한 무산소조(22)로 유입되고 무산소조(22)의 저부에는 무산소조 교반기(22-1)를 설치하였고, 무산소조(22)와 호기조 연장부(가)가 연결되게 설치한 격벽에는 호기, 무산소조 연결 개구(마)를 통하여 유입되는 재 순환수와 유입된 하, 폐수가 무산소조 교반기(22-1)에 의하여 완전 혼합되게 하였다.After passing through the
무산소조(22)를 통과한 하, 폐수는 연접한 호기조(23)의 앞쪽으로 유입되어 흐르면서 산기장치(24)에 의하여 점감식으로 포기되도록 하였다.After passing through the
호기조(22)를 통과한 하, 폐수는 정류벽(30-2)를 통하여 최종 침전지(30)으로 유입되고 최종 침전지에서 슬러지는 침전하여 슬러지 호퍼(31)로 모이고 상징수는 상징수 집수장치(36)을 통하여 유출되고 소독조(40)에서 대장균군을 소독하여 사멸 시킨 후 방류수로서 방류되게 하였다.After passing through the
슬러지 호퍼(31)에 모인 슬러지는 슬러지 인발관(32)와 슬러지 이송관(33)에 연결한 반송 슬러지 펌프(34)로 양수하여 반송 슬러지 토출관(35)를 통하여 상기 예비 탈질조(17)로 이송하게 하였다.The sludge collected in the
본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention in detail as follows.
침사지에서 모래 및 협잡물이 제거된 하, 폐수는 유량 분배조(14)에서 계열 별로 균등한 양으로 분배되어 유입 분기배관(15)를 통하여 비율 분배조로 유입되며 비율 분배조(16)에서 폭이 작은 분배위에(16-1)과 큰 분배위어(16-2)를 통하여 위어 폭 비율로 분배되어 폭이 작은 분배위어(16-1)을 통과한 하, 폐수는 예비 탈질조(17)로 유입되고, 큰 분배위어(16-2)를 통과한 하, 폐수는 혼합조(18)로 유입된다.After the sand and contaminants have been removed from the settlement, the wastewater is distributed in an equal amount for each series in the
반송슬러지 펌프(34)에서 양수된 반송 슬러지가 반송 슬러지 토출관(35)을 통하여 예비 탈질조(17)로 공급되며 이 반송 슬러지와 하, 폐수는 예비 탈질조(17)에서 예비 탈질조 교반기(17-1)에 의하여 완전히 혼합된 상태에서 일정 시간 체류하면서 하, 폐수내의 유기물이 반송 슬러지 내의 호기성 세균에 의하여 일부 섭취되면서 반송 슬러지 내에 존재하던 극히 적은 양의 용존 유리산소가 먼저 소비되어 없어지고 용존 유리산소가 없어진 혐기성 상태에서 탈질 세균의 작용으로 질산성 질소가 질소 가스로 전환되어 대기 중으로 방출됨으로서 질소가 제거되는 탈질 작용이 일어난다.The conveying sludge pumped by the conveying
반송 슬러지 내에는 호기성 세균과 질산화 세균(니트로소모나스 , 니트로 박터 등) 및 탈질 세균들과 같은 통성세균(호기성과 혐기성의 다른 조건에서도 생존이 가능한 세균을 말함)이 혼합되어 있으므로 혐기성 조건에서 유기물이 있으면 질산성 질소는 탈질 세균의 작용으로 즉시 탈질이 진행되는 것이다.The return sludge contains aerobic bacteria, nitrifying bacteria (nitrosomonas, nitrobacter, etc.) and communicable bacteria (such as bacteria capable of surviving other aerobic and anaerobic conditions) such as denitrifying bacteria. If present, nitrate nitrogen is the denitrification process by the action of denitrification bacteria.
예비 탈질조(17)에서 탈질이 된 하, 폐수는 혼합조(18)로 유입되어 큰 분배위어(16-2)를 통하여 유입된 하, 폐수와 함께 혼합조 교반기(18-1)의 작용으로 균질하게 혼합된 다음 유입수로(19)를 통하여 유입전동 수문(21-1)을 통하여 혐기조 (21)로 유입된다.After denitrification in the
비율 분배조(16)에서 폭이 작은 분배위어(16-1)과 큰 분배위어(16-2)의 비율은 다음과 같이 정한다.In the
예를 들어 유입 하, 폐수중의 총 질소(T-N)농도가 36mg/L이고 미생물 반응조에서 질산화 율은 100%로 가정하고 총 질소 제거율을 75%라고 하고 반송 슬러지의 반송 비율을 50%로 정한 경우에, 반송 슬러지 중에 포함된 총 질소의 양은(질산화 비율을 100%로 가정했으므로 질산성 질소의 양과 같다)유입되는 하, 폐수가 가진 총 질소 의 양에 총 질소 잔류 율과 반송 슬러지의 반송비율을 곱한 것과 같으며 반송 슬러지 중의 질산성 질소의 유입되는 총 질소 의 양에 대한 비율은 다음과 같다.For example, if the total nitrogen (TN) concentration in wastewater is 36 mg / L under inflow, and the nitrification rate is 100% in the microbial reactor, the total nitrogen removal rate is 75% and the return rate of the return sludge is 50%. The total amount of nitrogen contained in the return sludge (the same as the amount of nitrate nitrogen since the nitrification rate is assumed to be 100%), the total nitrogen residual rate and the return rate of the return sludge, It is equal to the product, and the ratio of the total amount of nitrogen introduced into the return sludge is as follows.
반송 슬러지 중의질산성 질소량/유입되는 총 질소의 양= (100-75)×50/100= 12.5%Nitrate nitrogen in the return sludge / amount of total nitrogen introduced = (100-75) x 50/100 = 12.5%
따라서 탈질을 위하여 예비 탈질조(17)에 공급해야 할 하, 폐수의 비율은 유입 하수의 12.5%이다.Therefore, to be denitrified, the
질소 제거율은 통상적으로 75∼90%, 슬러지 반송비율은 50∼100%이므로 예비 탈질조로 공급될 하, 폐수의 비율은 (100-(75∼90)×((50∼100)/100)=5∼25%이다.Since the nitrogen removal rate is usually 75 to 90% and the sludge return ratio is 50 to 100%, the ratio of waste water is supplied to (100- (75 to 90) × ((50 to 100) / 100) = 5 It is-25%.
따라서 작은 분배위어(16-1)는 전체 분배 위어 폭의 5∼25%가 되게 하며 하, 폐수처리장 설계 시 총 질소 제거율과 반송 슬러지의 반송비율은 미리 정하기 때문에 비율 분배조(16)에서의 분배 비율도 위에서 예를 든 방법으로 정할 수 있으며 최대 슬러지 반송비율에 맞추어 정하면 그 보다 적은 슬러지 반송비율일 때는 조건 수정 없이 운전하여도 예비 탈질조에서 완전한 탈질을 일어나게 할 수 있다.Therefore, the small distribution weir 16-1 is 5 to 25% of the total distribution weir width, and the total nitrogen removal rate and the return ratio of the return sludge are predetermined in the design of the wastewater treatment plant. The ratio can also be determined in the above-described manner, and if the ratio is set to the maximum sludge return ratio, the lower sludge return ratio can lead to complete denitrification in the preliminary denitrification tank even if the operation is carried out without condition modification.
또한 운전 중에 반송 슬러지의 반송 비율을 변경할 필요가 있을 경우에는 작은 분배위어(16-1)과 큰 분배위어(16-2)의 폭을 가변 할 수 있는 가변 폭 위어를 설치하는 방법도 있으나 꼭 필요한 것은 아니다(도시하지 않음).In addition, if it is necessary to change the conveying ratio of the conveying sludge during operation, there is a method of installing a variable width weir that can vary the width of the small dispensing weir 16-1 and the large dispensing weir 16-2. (Not shown).
여기서 종래의 A2/O, UCT, VIP 공정과 본 발명의 고도처리 공정의 각종 지표를 비교하면 다음의 <표1>과 같다.Here, comparing the various indicators of the conventional A2 / O, UCT, VIP process and the advanced treatment process of the present invention is shown in the following <Table 1>.
<표1> 각종 질소, 인 동시처리 고도처리 공정의 비교<Table 1> Comparison of Nitrogen and Phosphorus Advanced Treatment Processes
본 발명은 위 <표1>에 표시한 것과 같이 예비 탈질조를 설치하고 유입 하, 폐수의 일부를 혼합하여 탈질한 후 혐기조에서 나머지 하수와 함께 처리함으로서 A2/O공정의 장점인 재순환비1이 없이도 A2/O공정의 결점인 혐기조에서 인 방출이 저해 받는 것을 해결하였다.The present invention provides a recycling ratio 1, which is an advantage of the A 2 / O process by installing a preliminary denitrification tank as shown in Table 1 above, inflowing, mixing and denitrifying some of the wastewater, and treating the remaining sewage in an anaerobic tank. Even without this, it was solved that phosphorus release was inhibited in the anaerobic tank, which is a drawback of the A 2 / O process.
또한 UCT 나 VIP 공정에 비하면 재순비1이 생략되어 구조가 간단하고 운전이 용이하며 소비 동력이 적다.In addition, compared to UCT or VIP process, recycling ratio 1 is omitted, so the structure is simple, operation is easy, and power consumption is low.
혐기조(21)에 유입된 하, 폐수는 용존 유리 산소나 질산성 질소등 결합산소가 없는 완전한 혐기성 상태에서 혐기조 교반기(21-2)의 작용으로 교반되어 완전혼합 상태에서 하, 폐수와 반송 슬러지가 골고루 접촉하게 되면서 유기물이 공급되므로 인 제거 미생물은 유기물을 섭취하면서 미생물이 가지고 있던 인을 충분히 방출하게 된다.The wastewater flowing into the
혐기조(21)을 통과한 하, 폐수는 무산소조 입구(다)를 통하여 무산소조로 유입되며 동시에 호기, 무산소조 연결개구(마)에 설치한 재순환 펌프(27)의 작용으로 호기조(23)로부터도 질산화 되어 다량의 질산성 질소를 포함한 하, 폐수가 다량으로 유입된다.After passing through the
무산소조(22)에 설치한 무산소조 교반기(22-1)의 작용으로 질산성 질소가 다량 포함된 재순환수와 혐기조(21)에서 유입된 유기물이 풍부한 하, 폐수가 완전 혼합되면서 골고루 접촉하기 때문에 탈질 세균의 작용이 왕성하게 일어나서 질산성 질소중의 결합산소를 소비하여 질산성 질소는 질소가스로 전환되어 대기 중으로 방출되어 제거 되며 이때 질산성 질소 1에 대하여 3의 비율로 하, 폐수중의 유기물을 섭취하고 알칼리도를 방출하기 때문에 무산조에서는 유기물의 농도는 감소하고 pH 는 상승한다.Denitrification bacteria because the abundant organic matter introduced from the
무산소조에서 제거되는 질산성 질소의 비율은 다음 식으로 표시된다.The proportion of nitrate nitrogen removed in an anaerobic bath is given by
Nr = R/(R+1)×100Nr = R / (R + 1) × 100
여기서, Nr : 질산성 질소제거율 (%)Where Nr: nitrate nitrogen removal rate (%)
R : 유입 하, 폐수량에 대한 재순환량의 배수비율 (자연수)R: Drainage ratio of recycled amount to inflow and wastewater (natural water)
예를 들면 재순환 비율이 6이라고 하면 질산성 질소의 제거율 Nr 은For example, if the recycle rate is 6, the removal rate Nr of nitrate nitrogen is
Nr = R/(R+1)×100 = 6/(6+1)×100 = 85.7%가 된다.Nr = R / (R + 1) × 100 = 6 / (6 + 1) × 100 = 85.7%.
이때 유입 하, 폐수의 총질소가 35mg/L이라고 하고 100% 질산화가 일어났다고 가정하면 방류수 중에 남는 총 질소의 농도는 35×(100-85.7)/100=5.000mg/L이 된다.At this time, assuming that total nitrogen of the wastewater is 35 mg / L and 100% nitrification has occurred, the total nitrogen remaining in the effluent is 35 × (100-85.7) /100=5.000 mg / L.
위 식으로부터 질소 제거율은 재순환 비율에만 영향을 받고 재순환 비율이 클수록 질소 제거율이 높아짐을 알 수 있다.It can be seen from the above equation that the nitrogen removal rate is only affected by the recycle rate, and the higher the recycle rate, the higher the nitrogen removal rate.
호기조(23)에서 무산소조(22)로 재순환되는 하, 폐수는 배관 없이 호기, 무산소조 연결개구(마)의 얇은 격벽으로 된 구멍 하나만 통과하면 되므로 연결개구(마)의 크기를 적절하게 정하면 통과로 인하여 생기는 압력 손실은 매우 작아서 거의 무시할 정도로 작으며 모의실험에 의하면 0.1∼0.3m의 수두만 있어도 유입 하, 폐수량에 대하여 5∼6배의 재순환비가 얻어지므로 재순화수를 순환시키는데 필요한 동력은 매우 작다.The waste water, which is recycled from the
따라서 작은 동력으로 큰 재순환 비를 얻을 수 있어서 적은 소비 동력으로 질소 제거율을 높일 수 있는 것이다.Therefore, a large recycle ratio can be obtained with a small power, and the nitrogen removal rate can be increased with a small power consumption.
무산소조(22)에서 탈질이 된 하, 폐수는 연접하여 설치된 호기조(23)로 유입되며 호기조(23)의 바닥에는 앞쪽은 산기관이 많이 설치되고 뒤쪽으로 갈수록 산기관이 적게 설치된 산기장치(24)에 의하여 송풍기에서 공급되는 공기 중의 산소가 하, 폐수에 용해되어서 호기 상태가 되며 용존 유리 산소 농도를 2∼4mg/L로 유지하면서 동시에 공기의 부상력으로 하, 폐수를 완전 혼합하면 하, 폐수중의 호기성 미생물과 질산화 미생물 및 인 제거 미생물이 활성화되어 왕성하게 활동하면서 질산화 미생물인 니트로소모나스 와 니트로박터 등의 작용으로 유입 하, 폐수 중의 암모니아성 질소는 질산성 질소로 산화되고 인제거 미생물의 작용으로 하, 폐수 중에 포함된 인은 과잉 섭취현상에 의하여 통상시의 2∼6배나 많이 인 제거 미생물의 체내에 과잉으로 섭취되어 축적되므로 호기조의 끝에서는 하, 폐수 중에 인 농도는 아주 낮아지고 질산성 질소의 농도는 최대가 되며 유기물의 농도도 아주 낮아진다.After denitrification from the
또한 질산화 과정에서 질산화 미생물은 많은 알칼리도를 섭취하므로 호기조의 끝단에서 pH는 낮아진다.In addition, during nitrification, nitrifying microorganisms consume a lot of alkalinity, so the pH is lowered at the end of the aerobic tank.
산기장치(24)는 앞쪽에는 산기관이 많고 뒤 쪽에는 적게 설치하였기 때문에 산소 요구량이 많은 앞쪽에는 많은 공기가 공급되고 산소 요구량이 상대적으로 적은 뒤쪽에는 산기관이 적어서 공기 공급량이 적어지며, 호기조의 앞쪽에서는 용존 유리 산소 농도를 2∼4 mg/L로 높게 하여 질산화 및 인의 과잉 섭취가 원활하게 일어나도록 하고, 호기조의 맨 끝에서는 용존 유리 산소 농도가 0.3∼0.5 mg/L이 되도록 조정하여 재순환 수의 용존 유리 산소가 무산소조(22)에서 탈질작용을 저해하지 않도록 한다.Since the
호기조(23)의 끝 쪽에 있는 호기조 연장부(가)를 통하여 무산소조(22)로 재순환수가 이송된다.Recirculated water is transferred to the
호기조(23)에서 최종 침전지(30)으로 유입된 하, 폐수는 중력에 의하여 고형물(슬러지)은 바닥으로 침전되어 슬러지 호퍼(31)로 모이고 이 슬러지는 슬러지 인발관(32)에서 슬러지 이송관(33)을 통하여 반송 슬러지 펌프(34)로 이송되고 반송 슬러지 펌프(34)에서 양수된 반송 슬러지는 반송 슬러지 토출관(35)을 통하여 예비 탈질조(16)으로 이송된다.The wastewater introduced into the final settling basin (30) from the aerobic tank (23), the solids (sludge) is sedimented to the bottom by gravity and collected in the
최종 침전지(30)에서 발생한 상등수는 상등수 집수장치(36)에서 집수되어 상등수 배출관(37)을 통하여 소독조(40)에서 대장균군이 제거 된 후 방류유량계(42)를 통하여 방류수로서 하천 등으로 방류된다.The supernatant generated in the
이상의 설명에서 하, 폐수 처리방법 및 장치와 관련된 통상의 공지된 기술은 생략되어 있으나, 당 업자라면 이를 당연히 추측, 추론할 수 있을 것이다.In the above description, the general known techniques related to the wastewater treatment method and apparatus are omitted, but those skilled in the art will naturally be able to infer and deduce them.
본 발명을 설명함에 있어서 첨부된 도면을 기준으로 특정 형상과 구조를 갖는 하, 폐수 처리장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당 업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the following description of the present invention, the wastewater treatment apparatus has a specific shape and structure with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art. It should be interpreted as falling within the scope of protection.
또 본 발명의 혐기조, 무산소조, 호기조 모두 또는 어느 한 공정에 생물막 장치 또는 생물막 여재, 또는 부유식 생물막 소재를 설치하는 것도 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석 되어야 할 것이다.In addition, the installation of a biofilm device or a biofilm medium, or a floating biofilm material in all of the anaerobic tank, anoxic tank, and aerobic tank of the present invention or any process should be interpreted as falling within the protection scope of the present invention.
본 발명은 비율 분배조를 통하여 유입 하, 폐수의 일부를 예비 탈질로 보내 반송 슬러지 중의 질산성 질소를 제거하고, 나머지 하, 폐수와 함께 혐기조로 이송함으로서 무산소에서 혐기조로 내부 순환수를 이송함이 없이도 충분한 인 방출이 이루어지게 하여 높은 인 제거 목적을 달성할 수 있다.The present invention flows through the ratio distribution tank, and sends a portion of the waste water to the preliminary denitrification to remove the nitrate nitrogen in the return sludge, and transfer the internal circulating water from the anaerobic to the anaerobic tank by transferring to the anaerobic tank together with the remaining waste water. It is possible to achieve high phosphorus removal objectives by allowing sufficient phosphorus release to occur without.
또 본 발명은 혐기조, 무산소조, 호기조를 연접하여 설치하고, 혐기조를 최종 침전지 앞쪽에 인접하게 설치하고 호기조의 후단이 무산조의 시작위치와 연결배관없이 호기조 연장부와 연결되는 구조로 하고 연결부에 형성한 개구부에 재순환 펌프를 설치하여 호기조의 하, 폐수를 무산소조로 이송하게 함으로서 손실수두를 최소화 하여 적은 동력으로 큰 재 순환비를 얻을 수 있게 하여 질소 제거율을 높이는 목적을 달성할 수 있다.In addition, the present invention is installed by connecting the anaerobic tank, anaerobic tank, aerobic tank, the anaerobic tank adjacent to the front of the final sedimentation basin, and the rear end of the aerobic tank is connected to the aerobic tank extension without connecting the start position of the anaerobic tank and formed in the connecting portion By installing a recirculation pump in the opening to transfer the waste water of the aerobic tank to the anaerobic tank, the head can be minimized and the large recirculation ratio can be obtained with less power, thereby achieving the purpose of increasing the nitrogen removal rate.
나아가 본 발명은 예비 탈질조와 반송 슬러지 펌프를 인접하게 설치하여 반송 슬러지 이송에 따른 손실수두를 최소화 하여 반송 슬러지의 이송에 필요한 동력을 절감하는 목적을 달성할 수 있다.Furthermore, the present invention can achieve the object of reducing the power required for the transfer of the conveying sludge by minimizing the head of the loss due to the conveying sludge transport by installing the preliminary denitrification tank and the conveying sludge pump adjacently.
아울러 본 발명은 순환펌프 및 연결배관을 생략함으로서 구조를 간단화하고 운전을 용이하게 하는 목적을 달성할 수 있다.In addition, the present invention can achieve the object of simplifying the structure and easy operation by omitting the circulation pump and the connection pipe.
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