KR100972395B1 - Advanced treatment apparatus and method for waste water - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하폐수 고도처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 부화 산소가 함유된 미세기포를 이용하는 하폐수 고도처리장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an advanced wastewater treatment apparatus and method, and more particularly, to an advanced wastewater treatment apparatus and method using microbubbles containing enriched oxygen.
일반적으로 생물학적으로 하폐수를 고도처리하여 유기물과 질소와 인을 제거하는 환경신기술로 지정된 처리방법으로는, AO공정, SBR공정, A2O공정, UCT공정, VIP공정, HBR공정 등 다수가 있다.In general, there are a number of treatment methods, such as AO process, SBR process, A 2 O process, UCT process, VIP process, and HBR process, which are designated as new environmental technologies for biologically advanced wastewater to remove organic matter, nitrogen and phosphorus.
이 중에서 A2O공정은 혐기-호기(A/O)공법을 개량하여 질소, 인을 제거하기 위한 공법으로 혐기조, 무산소조, 호기조로 구성되며, 질산성 질소를 제거하기 위한 내부 반송과 최종 침전지로부터의 슬러지 반송으로 구성되고, 혐기조에서 반송 슬러지가 유입하수와 함께 혼합되어 미생물에 의한 인의 배출이 일어나고, 무산소조에서 탈질이 발생하여 질소가 제거되며, 호기조에서는 질산화반응과 인을 배출한 미생물들이 인을 과잉 섭취하여 하폐수의 고도처리가 가능한 공법이다.Among them, A 2 O process is an anaerobic tank, anoxic tank, and aerobic tank to improve the anaerobic-aerobic (A / O) process and remove nitrogen and phosphorus. It is composed of returning sludge, and the returning sludge is mixed with the inflow sewage in the anaerobic tank to release phosphorus by microorganisms, denitrification occurs in the anoxic tank, and nitrogen is removed. It is a method that can be highly treated of wastewater by excessive intake.
그리고, HBR공정은 유입된 하폐수의 협잡물을 제거할 수 있는 전처리 장치, 하폐수의 악취 및 영양염류를 제거하기 위해 미생물을 배양하는 배양조, 혐기조, 호기성 및 무산소 상태에서 질산화, 탈질화, 인의 과잉섭취를 유도하기 위한 간헐포기조, 슬러지를 고액분리하기 위한 침전조로 구성되고, 침전조에서 침강된 슬러지 일부를 배양조와 사전 악취제거를 위해 전처리 시설로 순환시키게 되며, 이와같은 원리 및 시설을 통해 하폐수의 악취제거 및 고도처리가 가능한 공법이다.In addition, the HBR process is a pretreatment device capable of removing contaminants of the influent sewage, nitrification, denitrification, and ingestion of phosphorus in the culture tank, anaerobic tank, aerobic and anaerobic conditions in which microorganisms are cultivated to remove odors and nutrients from the sewage. It consists of an intermittent aeration tank to induce the sedimentation, and a sedimentation tank for separating the sludge into solids, and the sludge sedimented in the sedimentation tank is circulated to the pre-treatment facility to remove the odor from the culture tank. And advanced processing is possible.
그러나 상기의 공정들은 호기조의 산기관에서 발포하는 기경이 미세하지 않아 DO(용존산소)의 전달률이 포기량에 비하여 미미하여 처리시간이 과다하게 걸리며, 처리효율이 떨어진다는 단점이 있다.However, the above processes have a drawback that the delivery rate of DO (dissolved oxygen) is insignificant compared to the amount of aeration because the diameter of foaming in the aerobic tank of the aerobic tank is insignificant.
또한, 내부 반송 또는 슬러지 반송을 위한 복잡한 반송시스템이 요구될 뿐만 아니라 후단에 별도의 최종 침전조가 구비되어야 함으로 넓은 설치부지가 요구되고 초기 설치비가 증대되며, 처리수질의 안정성이 떨어지고, 별도의 후처리 설비없이 처리수를 중수로 활용하는 것이 불가능하다는 문제점이 있다.In addition, a complicated conveying system for internal conveying or sludge conveying is required, and a separate final sedimentation tank is to be provided at the rear end, thus requiring a large installation site, increasing an initial installation cost, deteriorating stability of treated water quality, and separate post-treatment. There is a problem that it is impossible to utilize the treated water as heavy water without equipment.
따라서, 본 발명의 목적은, 처리시간 및 처리효율을 혁신적으로 개선하며, 설치용량의 축소로 설치부지를 줄일 수 있고, 제반 및 운영 경비를 절감할 수 있으며, 별도의 후처리 설비없이 처리수를 중수도 수준의 수질로 재사용할 수 있도록 한 하폐수 고도처리장치 및 방법을 제공함에 있다.
Therefore, the object of the present invention is to innovatively improve the processing time and processing efficiency, to reduce the installation site by reducing the installation capacity, to reduce the overall and operating costs, and to provide the treated water without a separate after-treatment equipment The present invention provides an advanced wastewater treatment system and method for reusing it into water quality of medium water level.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하폐수 고도처리장치(2)는, 다수개의 수직격벽(30)들로 구획된 단일반응조(4)를 포함하여 구성된 하폐수(W) 고도처리장치에 있어서, 단일반응조(4)는 스크린조(6)를 거쳐 유입된 하폐수(W)를 집수하는 집수조(8)와, 측벽에 부착된 초음파장치(34)를 통해 초음파를 투사하여 하폐수(W)를 화학처리하는 화학반응조(10)와, 공기가 용해된 가압수를 토출하여 하폐수(W)내 슬러지를 부상시키는 가압부상조(12)와, 가압부상조(12)를 거친 하폐수(W)를 균질화하는 저류조(14)와, 일정간격으로 4단계의 막들(54a)(54b)(54c)(54d)이 설치되어 회전동작하는 4단막분리조(16)와, 바이오 세라믹으로 형성된 벌집터널(58)이 하폐수(W)의 원적외선 파동을 일으켜 하폐수(W)내 미생물들의 인 배출을 활성화하는 혐기조(18)와, 미세기포 산기관(68)을 통하여 99%의 질소를 포기하여 하폐수(W)내 미생물들의 탈질 및 유기물 제거를 활성화하는 무산소조(20)와, 미세기포 산기관(70)을 통하여 30% 이상의 산소가 함유된 미세기포를 포기하여 하폐수(W)내 질산화반응과 인을 배출한 미생물들이 인을 과잉 섭취하도록 활성화하는 호기조(22)와, 미세기포 산기관(72)을 통하여 30% 이상의 산소가 함유된 공기를 고압으로 포기하여 오염물질을 부상처리하는 부상분리조(24)와, 마이크로 웨이브파를 이용하여 하폐수(W)를 멸균처리하는 소독조(26)로 구성되며, 가압부상조(12)와 부상분리조(24)는 슬러지배출관(84)을 통해 슬러지농축조(28)와 연결 구성되고, 부상분리조(24)는 오니반송관(86)을 통해 혐기조(18)와 연결 구성됨을 특징으로 한다.Advanced
그리고, 본 발명의 하폐수 고도처리방법은, 하폐수 고도처리방법에 있어서,And, the advanced wastewater treatment method of the present invention, in the advanced wastewater treatment method,
하폐수(W)가 스크린조(6)로 유입되어 고형 입자들이 제거된 후 집수조(8)에서 집수되고, 화학반응조(10)로 오버플로우되고 초음파에 의해 화학반응이 촉진된 후, 가압부상조(12)로 오버플로우되어 가압탱크(46)로부터 공급된 가압수의 기포에 흡착되어 수면위로 부상하고, 저류조(14)로 오버플로우되어 균질화된 후, 4단막분리조(16)로 오버플로우되어 회전하는 4단계의 막(54a)(54b)(54c)(54d)을 거치면서 오염원이 제거되고, 혐기조(18)로 오버플로우되어 바이오 세라믹으로 형성된 벌집터널(58)을 거치며 원적외선 파동에 의해 하폐수(W)내 미생물들의 인 배출이 활성화되고, 무산소조(20)로 오버플로우되어 99% 질소의 미세기포로 하폐수(W)내 미생물들의 탈질 및 유기물제거가 활성화되고, 호기조(22)로 오버플로우되어 30% 이상의 산소가 함유된 미세기포로 하폐수(W)내 질산화반응과 인을 배출한 미생물들이 인을 과잉 섭취하도록 활성화되고, 부상분리조(24)로 오버플로우되어 고압의 30% 이상의 산소가 함유된 미세기포에 의해 오염물질이 부상하고, 여과된 후 소독조(26)로 보내져 마이크로 웨이브파에 의해 멸균처리되고, 가압부상조(12)와 부상분리조(24)의 슬러지는 슬러지농축조(28)로 보내져 분리 처리되고, 부상분리조(24)의 오니는 혐기조(18)로 반송 처리됨을 특징으로 한다.
After the wastewater (W) is introduced into the screen tank (6) to remove the solid particles, it is collected in the collection tank (8), overflowed to the chemical reaction tank (10) and accelerated the chemical reaction by ultrasonic, 12), which is overflowed into the bubble of the pressurized water supplied from the
본 발명은 미세기포 산기관을 통하여 30% 이상의 산소가 함유된 미세기포를 공급하여 처리시간 및 처리효율을 혁신적으로 개선하며, 설치용량의 축소로 설치부지를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 제반 및 운영 경비를 절감할 수 있고, 별도의 후처리 설비없이 처리수를 중수도 수준의 수질로 재사용할 수 있다는 효과가 있다.
The present invention innovatively improves processing time and processing efficiency by supplying microbubbles containing more than 30% oxygen through the microbubble diffuser, and can reduce the installation site by reducing the installation capacity, and overall and operating expenses It can reduce the cost, and there is an effect that can be reused in the water quality of the water level without a separate after-treatment facilities.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 하폐수 고도처리장치의 블럭 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 하폐수 고도처리장치의 개략도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 화학반응조의 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 가압부상조의 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 4단막분리조의 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 혐기조의 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 화학반응조에 사용되는 초음파장치의 평면도이다.1 is a block diagram of an advanced wastewater treatment system according to an embodiment of the present invention,
2 is a schematic diagram of an advanced sewage water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of a chemical reaction tank according to an embodiment of the present invention,
4 is a perspective view of the pressure injured tank according to an embodiment of the present invention,
5 is a perspective view of a four-stage membrane separation tank according to an embodiment of the present invention,
6 is a perspective view of an anaerobic tank according to an embodiment of the present invention;
7 is a plan view of the ultrasonic apparatus used in the chemical reaction tank according to the embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 화학반응조에 초음파장치를 설치하여 약품반응시간을 줄이고, 저류조와 혐기조 사이에 4단막이 회전하는 4단막분리조를 설치하여 오염물을 다단계로 필터링하고, 혐기조에 바이오 세라믹으로 형성된 벌집모양의 터널을 설치하여 하폐수의 원적외선 파동을 일으켜 하폐수내 미생물들의 인 배출을 활성화하며, 미세기포 산기관을 통하여 혐기조에는 질소를 공급하고 호기조에는 30% 이상의 산소가 함유된 미세기포를 공급하여서 처리시간 및 처리효율을 혁신적으로 개선하며, 설치용량의 축소로 제반 및 운영 경비를 절감할 수 있고, 방류수의 BOD 및 COD를 5㎎/ℓ이하로 하여 중수도 수준의 수질로 재사용할 수 있는 것이다.The present invention reduces the chemical reaction time by installing an ultrasonic device in the chemical reaction tank, by installing a four-layer separation tank in which the four-layer membrane is rotated between the storage tank and the anaerobic tank to filter contaminants in multiple stages, the honeycomb-shaped honeycomb formed of bio-ceramic in the anaerobic tank By installing a tunnel, the far-infrared wave of the wastewater is activated to activate phosphorus discharge of microorganisms in the wastewater, and nitrogen is supplied to the anaerobic tank through the microbubble diffuser and the microbubble containing 30% or more oxygen is supplied to the aerobic tank for treatment time and treatment. Innovatively improving efficiency, reducing installation capacity and operating costs, and reducing the BOD and COD of the effluent to less than 5mg / l, which can be reused as a medium water quality.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 하폐수 고도처리장치의 블럭 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 하폐수 고도처리장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 화학반응조의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 가압부상조의 사시도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 4단막분리조의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 혐기조의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 화학반응조에 사용되는 초음파장치의 평면도이다.1 is a block diagram of an advanced wastewater treatment system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram of an advanced wastewater treatment system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a chemical reaction tank according to an embodiment of the
도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 하폐수 고도처리장치(2)는 단일반응조(4)가 다수개의 수직격벽(30)들에 의해 집수조(8), 화학반응조(10), 가압부상조(12), 저류조(14), 4단막분리조(16), 혐기조(18), 무산소조(20), 호기조(22), 부상분리조(24), 소독조(26)로 구획되고, 가압부상조(12)와 부상분리조(24)는 슬러지배출관(84)을 통해 슬러지농축조(28)와 연결되고, 부상분리조(24)는 오니반송관(86)을 통해 혐기조(18)와 연결되어서 구성된다. 하폐수(W)는 단일반응조(4)의 수직격벽(30)으로 구획된 각 수조에서 처리된 후 오버플로우되어 다음 단계의 수조로 흘러갈 수 있도록 구성된다.1 and 2, the advanced
본 발명의 실시예에 의한 단일반응조(4)의 선두에는 하폐수(W)와 함께 유입되는 큰 입자성 물질을 제거하기 위한 스크린조(6)가 설치되어 있다. 스크린조(6)는 단일반응조(4)에 구획된 각각의 수조에 비하여 작은 규모로 형성될 수 있으며, 내부에 큰 입자성 물질을 걸러주는 스크린망(32)이 일정간격으로 설치된다.At the head of the
스크린망(32)에서 입자성 물질이 걸러진 후에는 하폐수(W)는 집수조(8)로 오버플로우된다. 집수조(8)에서는 유입된 하폐수(W)를 집수하는 역할을 한다. 집수조(8)는 하폐수(W)를 24시간동안 집수할 수 있는 용량으로 형성될 수 있다.After the particulate matter is filtered out of the
집수조(8)에서 집수된 하폐수(W)는 수직격벽(30)을 넘고 화학반응조(10)로 오버플로우된다. 화학반응조(10)는 가압부상조(12)의 전단계에 설치되어 하폐수(W)를 산화, 중화반응하고, 응집하여 화학처리하는 역할을 한다. 본 발명의 일 예에서는 화학반응조(10)를 단일반응조(4)의 가압부상조(12) 전단계에 설치하였지만, 변형예로서 화학반응조(10)는 단일반응조(4) 외부에 별도의 독립된 수조로 설치되어 가압부상조(12)로 하폐수(W)가 유입되도록 구성될 수 있음은 이 기술분야에 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다.The wastewater (W) collected in the sump (8) is over the
화학반응조(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 수직격벽(88)에 의해 산화조(10a), 중화조(10b), 응집조(10c)로 구획되어 내측벽에 초음파장치(34)가 설치된다.As shown in FIG. 3, the
화학반응조(10)의 산화조(10a)에서는 염화알루미늄(AlCl3), 황산알루미늄(Al2(SO4)3)등을 투입하여 하폐수(W)를 산화처리한다. 산화조(10a)에서 산화처리된 하폐수(W)는 중화조(10b)로 오버플로우된다. 중화조(10b)에서는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 산화처리된 하폐수(W)를 중화반응한다. 이때, 화학반응조(10)의 산화조(10a)와 중화조(10b)의 내측벽에는 초음파센서(38)로 구성된 초음파장치(34)를 부착하여 일정 주파수의 초음파를 투사할 수 있도록 구성한다.In the
본 발명의 실시예에 의한 초음파장치(34)는 도 7에 도시된 바와 같이, 직사각형 기판(36)에 다수개의 초음파 센서(38)가 부착되어 2000∼3000kHz의 주파수를 발생할 수 있도록 구성된다.As shown in FIG. 7, the
초음파장치(34)에서 발생되는 2000∼3000kHz의 초음파는 하폐수(W)의 입자를 미세화시키고, 하폐수(W)내 착염을 분해할 뿐만 아니라 화학반응의 촉진과 분산작용을 증가시켜 화학반응시간을 10분에서 5분으로 단축시키고, 약품의 투입량을 30∼50% 절감하며, 특히, 난분해성 악성 폐수처리에 효과가 좋으며, 유지와 폐놀 등의 처리에 탁월한 효과를 보인다.The 2000-3000 kHz ultrasonic wave generated by the
중화조(10b)에서 중화반응된 하폐수(W)는 응집조(10c)로 오버플로우되어 응집반응된다. 응집조(10c)에서는 고분자응집체가 투입되어 하폐수(W)내 오염물을 응집시켜 처리한다.The wastewater W neutralized in the
화학반응조(10)에서 반응 처리된 하폐수(W)는 가압부상조(12)로 오버플로우된다. 가압부상조(12)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 가압탱크(46)가 연결되고 가압수가 공급되는데, 가압탱크(46)는 미세기포를 발생시키는 동시에 미세기포가 응집된 슬러지덩어리(FLOC) 주변에 포집되게 하여 슬러지 부상에 중요한 역할을 한다.The wastewater W treated in the
가압부상조(12)로 유입된 하폐수(W) 10∼20%는 펌프(42)에 의해 유입라인(48)을 따라 가압탱크(46)로 유입되고, 가압탱크(46)는 이젝트(50)를 통해 외부공기를 유입하고 3∼5㎏/㎠의 압력을 가한 상태로 유입된 하폐수(W)에 공기를 용해시켜 이를 다시 유출라인(52)을 따라 가압부상조(12)로 보내고, 공기가 용해된 하폐수(W)는 가압부상조(12)의 대기중에 개방되면서 용해된 공기가 미세한 기포가 되어 상승하게 되고, 이때, 기포가 가압부상조(12)내 하폐수(W)의 부유물질 주위에 부착되어 부유물의 비중이 감소하게 되고, 부유물은 수면으로 떠오르게 된다.10 to 20% of the wastewater (W) introduced into the
하폐수(W)는 가압부상조(12)에서 10분간 처리된 후, 저류조(14)로 오버플로우된다.The wastewater W is treated in the
저류조(14)는 240∼260㎥의 용량으로 형성될 수 있으며, 하폐수(W)는 저류조(14)에서 150분간 머물러 농도가 어느 정도 균질화된 후 4단막분리조(16)로 오버플로우된다.The
4단막분리조(16)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 일정간격으로 4단계의 막들(54a)(54b)(54c)(54d)은 상하부의 회전축에 벨트형식으로 설치되고, 상부의 회전축에 설치된 구동모터(56)에 의해 수직회전가능하도록 구성된다. 4단계의 막들(54a)(54b)(54c)(54d)은 멤브레인으로 형성되고, 저류조(14)에서 혐기조(18)로 갈수록 점차적으로 조밀하게 형성된 막으로 구성된다. 예를 들어, 1단계의 막(54a)은 50메쉬, 2단계의 막(54b)은 150메쉬, 3단계의 막(54c)은 250메쉬, 4단계의 막(54d)은 500메쉬로 형성될 수 있다. 그리고, 4단계 막들(54a)(54b)(54c)(54d)의 하폐수 처리용량은 설계기준에 의하여 조정할 수 있다.As shown in FIG. 5, the four-stage
4단계의 막들(54a)(54b)(54c)(54d)은 반영구적으로 사용할 수 있어 매우 경제적이고, 하폐수(W)내 오염물질을 무약품으로 처리할 수 있어 매우 친환경적이라는 장점이 있다.The
4단막 분리조(16)의 4단계의 막들(54a)(54b)(54c)(54d)은 수직회전하며 하폐수(W)내의 녹조, 적조, 남조 등 클로이드 상태의 오염원을 85∼90%까지 처리한 후, 하폐수(W)를 혐기조(18)로 오버플로우시킨다.The
혐기조(18)에서는 수조가 혐기상태로 유지하여 하폐수내 미생물들이 인을 배출하도록 하는 역할을 한다. 혐기조(18)에는 산소공급 없이 교반만이 이루어진다.In the anaerobic tank (18) serves to keep the tank anaerobic to discharge the phosphorus microorganisms in the wastewater. The
본 발명의 실시예에 의한 혐기조(18)는 도 6에 도시된 바와 같이, 50㎥의 용량으로 형성되고, 하부에 바이오 세라믹으로 형성된 벌집터널(58)을 설치하여 하폐수(W)가 벌집터널(58)을 통과하는 과정에서 소용돌이가 일어남과 동시에 원적외선 파동을 일으켜 하폐수(W)를 미세화시키고, 하폐수(W)내 질산염 및 인염을 분해하며, 하폐수(W)내 미생물들의 인 배출을 활성화한다.As shown in FIG. 6, the
혐기조(18)에 설치된 벌집터널(58)은 토루마린(Torumaline), 펄라이트(Pearlite) 등의 방사선물질과 견운모(Sericite), 점토(Clay) 등의 희토류광물을 적정비율로 섞어 소성한 바이오 세라믹으로 형성된다.The
벌집터널(58)은 두께 1.5㎜, 직경 3㎜, 높이 2.5㎜의 정육각형의 관 수십만개가 결합되어 벌집모양으로 형성될 수 있으며, 혐기조(18)의 용량에 따라 정육각형의 직경과 높이는 변화될 수 있다.The
상기와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 실시예에 의한 혐기조(18)는 50㎥의 용량으로 하폐수(W)를 30분이내에 MLSS(mixed liquor suspended solid) 농도가 5,000㎎/ℓ로 형성되도록 처리할 수 있다.By the configuration as described above, the
혐기조(18)에서 처리된 하폐수(W)는 수직격벽(30)을 넘어 무산소조(20)로 오버플로우된다.The wastewater W treated in the
무산소조(20)에서는 수조가 무산소 상태로 형성되며, 하폐수(W)내 미생물들에 의해 무산소상태에서 부족한 산소를 질산성질소내 산소가 소비되는 환원 작용으로 질소가스 상태로 대기중에 방출시키는 탈질화 반응 및 유기물제거가 수행된다.In the oxygen-
일반적으로 혐기조(18)를 거쳐 무산소조(20)로 유입된 하폐수(W)는 DO가 2∼3ppm로 되어 있는데, 무산소조(20)에서는 하폐수(W)내 DO가 0ppm에 도달할 경우에 미생물에 의해 질산염이 분해되는 것이 용이해진다. 그러나, 무산소조(20)에서 DO 2∼3ppm의 하폐수(W)를 DO 0ppm의 하폐수로 처리하는데에는 4∼5시간 이상이 소요된다.In general, the wastewater (W) introduced into the anaerobic tank (20) through the anaerobic tank (18) has a DO of 2 to 3 ppm, in the anaerobic tank (20) when the DO in the wastewater (W) reaches 0 ppm by microorganisms It is easy to decompose nitrates. However, it takes 4 to 5 hours or more to treat the wastewater W of 2-3 ppm of DO in the
따라서, 본 발명의 실시예에서는 무산소조(20)에 등록특허공보 제844141호에 게재된 미세기포 산기관(68)을 설치하고, 질소발생기(60)를 질소공급관(78)을 통하여 미세기포 산기관(68)과 연결하여 99%의 질소로 이루어진 미세기포를 무산소조(20)에 포기한다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the micro-bubble diffuser (68) disclosed in Patent No. 844141 is installed in the oxygen-free tank (20), and the nitrogen generator (60) through the nitrogen supply pipe (78). In connection with 68, the microbubbles of 99% nitrogen are given up in the oxygen-
무산소조(20)에 공급된 질소 미세기포는 무산소조(20)에 있는 소량의 산소와 결합하여 질산이온으로 형성되어서 무산소조(2)를 DO 0ppm의 상태로 신속하게 형성하는 역할을 한다. 아울러, 상기 과정을 통해 생성된 N2O, NO 등의 질산이온은 혐기조(18)에서 벌집터널(58)을 통과하며 분해된 질산염의 N2O, NO 등과 함께 무산소상태에서 탈질균이 탈질화반응을 수행하기 위해 질산호흡, 아질산호흡을 통해 질산염을 N2O, NO 등의 형태로 환원시키는 과정을 단축시키므로, 탈질화반응이 신속하게 진행될 수 있도록 한다.Nitrogen microbubbles supplied to the oxygen-
탈질화반응에는 전자수용체가 관여하게 되는데 주요 전자 수용체로 하폐수(W)내의 유기물의 유기탄소원이 사용되면서 유기물은 분해 처리되고, 질소는 대기중으로 방출된다.The denitrification reaction involves electron acceptors. As the main electron acceptor, the organic carbon source of organic matter in the wastewater (W) is used to decompose organic matter and nitrogen is released into the atmosphere.
본 발명의 실시예에서 사용하는 질소발생기(60)는 독일의 퓨리클사의 제품으로 사용할 수 있다. 그리고, 질소발생기(60)에 의해 발생된 질소는 미세기포 산기관(68)을 통하여 30분간 간헐적으로 포기되며, 0.8㎥/min의 속도로 포기될 수 있다.
무산소조(20)에 설치된 미세기포 산기관(68)은 실리카 분말, 알루미나 분말 성형체를 압출기에 주입하고, 진동을 부여하며 가압하여 압출 성형하고, 열처리로에서 소성하여서 형성한 것으로서, 실리카 또는 알루미나 분말 미립자가 산기관(68) 표면에서 내부 중심으로 갈수록 크기가 커지는 분포를 형성하게 된다. 따라서 1기압 내외의 작은 공기압만 적용해도 미세기포를 균일하면서도 일정하게 공급하는 효과가 있다.The
상기와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 실시예에 의한 무산소조(20)는 50㎥의 용량으로 하폐수(W)를 30분이내에 90%이상 처리하는 효과가 있다.By the above configuration, the oxygen-
무산소조(20)에서 탈질화반응 및 유기물제거를 마친 하폐수(W)는 수직격벽(30)을 넘어 호기조(22)로 오버플로우된다.After the denitrification reaction and organic matter removal in the
호기조(22)에서는 수조가 호기상태로 되게하여 질산화반응과 인을 배출한 미생물들이 인을 과잉 섭취하도록 함으로서 하폐수(W)내 질소와 인의 제거가 이루어지도록 한다.In the aerobic tank (22), the tank is brought into an aerobic state so that the nitrification and the microorganisms that discharged the phosphorus intake excessively of phosphorus to remove nitrogen and phosphorus in the wastewater (W).
본 발명의 실시예에서는 호기조(22)에도 무산소조(20)와 동일한 형태의 미세기포 산기관(70)을 설치하고, 미세기포 산기관(70)은 공기공급관(80)에 의해 산소부양장치(64)와 연결된다. 미세기포 산기관(70)은 산소부양장치(64)에 의해 산소가 30%이상 함유된 미세기포를 호기조(22)에 포기한다.In the embodiment of the present invention, the
본 발명의 실시예에서 사용하는 산소부양장치(64)도 독일의 퓨리클사의 제품으로 사용할 수 있다. 그리고, 산소부양장치(64)에 의해 발생된 공기는 미세기포 산기관(70)을 통하여 2시간동안 호기조(22)내에 2㎏/㎠의 압력과 3.2㎥/min의 속도로 포기될 수 있다.The
일반적으로 공기중에는 산소가 20% 함유되어 있는 것에 반하여, 산소부양장치(64)는 공기중에 산소가 30%이상이 함유되도록 하여 호기조(22)에 포기한다. 30%이상의 산소가 함유된 공기는 미세기포 산기관(70)에 의하여 호기조(22)에 미세기포로 포기되어 하폐수(W)내 질산화반응과 인을 배출한 미생물들이 인을 과잉 섭취하도록 활성화하는 역할을 한다. 따라서, 운행시간을 50% 이상 단축하고, 제반경비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 하폐수(W)내 BOD 및 COD를 5㎎/ℓ이하로 처리하는 효과가 있다.Generally, 20% of oxygen is contained in the air, whereas the
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명의 실시예에 의한 호기조(22)는 200㎥의 용량으로 형성되어 하폐수(W)를 2시간이내에 95%이상 처리할 수 있다.By the above configuration, the
호기조(22)에서 반응이 완료된 하폐수(W)는 수직격벽(30)을 넘어 부상분리조(24)로 오버플로우된다. 부상분리조(24)에도 무산소조(20)와 동일한 형태의 미세기포 산기관(72)을 설치하고, 부상분리조(24)의 미세기포 산기관(72)도 호기조(22)와 연결된 산소부양장치(64)를 통해 30%이상의 산소가 함유된 공기를 공급받는다.The wastewater W in which the reaction is completed in the
부상분리조(24)의 미세기포 산기관(72)은 호기조(22)의 공기공급관(80)과는 별도의 라인으로 형성된 공기공급관(82)으로 산소부양장치(64)와 연결되어 30분동안 3㎏/㎠의 압력과 0.8㎥/min의 속도로 부상분리조(24)에 포기할 수 있다.The microbubble diffuser 72 of the
부상분리조(24)에 포기되는 미세기포는 하폐수(W)내 부유물질을 마지막으로 한 번 더 부상시켜 처리하는 역할을 한다. 본 발명의 실시예에 의한 미세기포 산기관(72)은 하폐수(W)내 부유물질을 빠르고 확실하게 부상시키는 효과가 있다.The microbubble that is abandoned in the
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명의 실시예에 의한 부상분리조(24)는 50㎥의 용량으로 형성되어 30분이내에 하폐수(W)내 활성화된 미생물과 미처리된 유기물을 95%이상 처리할 수 있다.By the above configuration, the floating
부상분리조(24)에서 부유물질이 부상된 하폐수(W)는 압력식 여과기(74)에 의해 여과된 후 소독조로 유입된다. 압력식 여과기(74)는 규조토를 여제(filter)로 이용하여 2단계에 걸쳐 여과하는 장치이며, 내부에 의한 자동 역세척장치가 설치되어 여재를 반영구적으로 사용할 수 있다. 그리고, 부상분리조(24)에서 부상하지 못한 침강오니는 오니반송관(86)을 따라 혐기조(18)로 다시 반송 처리된다.The sewage waste water W in which the floating material floats in the
또한, 가압부상조(12)와 부상분리조(24)는 슬러지배출관(84)을 통해 슬러지농축조(28)와 연결된다. 슬러지농축조(28)는 가압부상조(12)와 부상분리조(24)에서 생긴 슬러지를 농축 처리한다.In addition, the
마지막으로, 부상분리조(24)에서 압력식 여과기(74)를 통해 여과된 하폐수(W)는 소독조(26)로 유입되어 오존 또는 마이크로 웨이브파에 의해 멸균 처리된 후 방류된다.Finally, the wastewater W filtered through the
상기와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 하폐수 고도처리장치(2) 및 방법은 축분뇨와 같은 악성폐수를 24시간이내에 BOD 5㎎/ℓ이하, COD 5㎎/ℓ이하의 중수도 수준의 처리수로 처리하여 농용수로 재사용할 수 있다.According to the above configuration, the advanced
또한, 처리시간 및 처리효율의 혁신적인 개선으로 인한 설치 용량의 축소로 설치부지를 줄일 수 있으며, 시설비 및 운영비를 30∼50% 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the installation site can be reduced by reducing the installation capacity due to the innovative improvement of processing time and processing efficiency, and there is an effect of reducing the facility cost and operating cost by 30-50%.
미설명부호(42)(72)는 펌프이고, 미설명부호(62)는 저장탱크이며, 미설명부호(40)은 교반기이다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be determined by the equivalent of claims and claims.
4 : 단일반응조 10 :화학반응조
12 : 가압부상조 16 : 4단막분리조
18 : 혐기조 20 :무산소조
22 : 호기조 24 : 부상분리조
34 : 초음파장치 46 : 가압탱크
58 : 벌집터널 60 : 질소발생기
64 : 산소부양장치 68,70,72 : 미세기포 산기관4: single reactor 10: chemical reactor
12: pressure injured tank 16: four-stage membrane separation tank
18: anaerobic tank 20: anaerobic tank
22: aerobic tank 24: floating separation tank
34: ultrasonic apparatus 46: pressurized tank
58: honeycomb tunnel 60: nitrogen generator
64:
Claims (10)
단일반응조(4)는 스크린조(6)를 거쳐 유입된 하폐수(W)를 집수하는 집수조(8)와, 측벽에 부착된 초음파장치(34)를 통해 초음파를 투사하여 하폐수(W)를 화학처리하는 화학반응조(10)와, 공기가 용해된 가압수를 토출하여 하폐수(W)내 슬러지를 부상시키는 가압부상조(12)와, 가압부상조(12)를 거친 하폐수(W)를 균질화하는 저류조(14)와, 일정간격으로 4단계의 막들(54a)(54b)(54c)(54d)이 설치되어 회전동작하는 4단막분리조(16)와, 바이오 세라믹으로 형성된 벌집터널(58)이 하폐수(W)의 원적외선 파동을 일으켜 하폐수(W)내 미생물들의 인 배출을 활성화하는 혐기조(18)와, 미세기포 산기관(68)을 통하여 99%의 질소를 포기하여 하폐수(W)내 미생물들의 탈질 및 유기물 제거를 활성화하는 무산소조(20)와, 미세기포 산기관(70)을 통하여 30% 이상의 산소가 함유된 미세기포를 포기하여 하폐수(W)내 질산화반응과 인을 배출한 미생물들이 인을 과잉 섭취하도록 활성화하는 호기조(22)와, 미세기포 산기관(72)을 통하여 30% 이상의 산소가 함유된 공기를 고압으로 포기하여 오염물질을 부상처리하는 부상분리조(24)와, 마이크로 웨이브파를 이용하여 하폐수(W)를 멸균처리하는 소독조(26)로 구성되며, 가압부상조(12)와 부상분리조(24)는 슬러지배출관(84)을 통해 슬러지농축조(28)와 연결 구성되고, 부상분리조(24)는 오니반송관(86)을 통해 혐기조(18)와 연결 구성됨을 특징으로 하는 하폐수 고도처리장치.
In the advanced wastewater treatment system (2) comprising a single reactor (4) partitioned into a plurality of vertical bulkheads (30),
The single reaction tank 4 projects the ultrasonic wave through the collection tank 8 for collecting the wastewater W introduced through the screen tank 6 and the ultrasonic device 34 attached to the side wall, thereby chemically treating the wastewater W. The chemical reaction tank 10 to discharge, the pressurized tank 12 to discharge the pressurized water in which air is dissolved, and to raise the sludge in the waste water W, and the storage tank to homogenize the waste water W through the pressurized tank 12 14, four-stage membrane separation tank 16, in which four stages 54a, 54b, 54c, 54d are installed and rotated at predetermined intervals, and a honeycomb tunnel 58 made of bio-ceramic wastewater Denitrification of the microorganisms in the wastewater (W) by abandoning 99% of nitrogen through the anaerobic tank (18) and microbubble diffuser (68) which causes the far-infrared wave of (W) to activate the phosphorus discharge of the microorganisms in the wastewater (W). And an oxygen-free tank 20 for activating organic matter removal, and microbubbles containing 30% or more oxygen through the microbubble diffuser 70. By abandoning the air containing at least 30% of oxygen at high pressure through the aerobic tank 22 and the microbubble diffuser 72 to activate the nitrification reaction in the wastewater (W) and the microorganisms that discharged the phosphorus to ingest excessive phosphorus Floating separation tank 24 for the treatment of contaminants, and disinfection tank 26 for sterilizing the wastewater (W) using microwaves, pressurized flotation tank 12 and the floating separation tank 24 is The sludge discharge pipe 84 is configured to be connected to the sludge concentration tank 28, the flotation separation tank 24 is connected to the anaerobic tank 18 through the sludge conveying pipe 86, characterized in that the advanced wastewater treatment system.
미세기포 산기관(68)(70)(72)은 실리카 분말, 알루미나 분말 성형체 중 어느 하나를 소성하여 형성함을 특징으로 하는 하폐수 고도처리장치.
The method of claim 1,
Microbubble diffuser (68) (70) (72) is an advanced wastewater treatment apparatus, characterized in that formed by firing any one of silica powder, alumina powder compact.
화학반응조(10)의 초음파장치(34)는 2000∼3000kHz의 파장을 발생함을 특징으로 하는 하폐수 고도처리장치.
The method of claim 1,
Ultrasonic apparatus 34 of the chemical reaction tank 10 is a wastewater advanced treatment apparatus, characterized in that for generating a wavelength of 2000 ~ 3000kHz.
4단막분리조(16)의 4단계의 막들(54a)(54b)(54c)(54d)은 혐기조(18)로 갈수록 점차적으로 조밀하게 형성됨을 특징으로 하는 하폐수 고도처리장치.
The method of claim 1,
Four stage membranes (54a) (54b) (54c) (54d) of the four-stage separation tank 16 is characterized in that the wastewater advanced treatment apparatus is gradually densified toward the anaerobic tank (18).
혐기조(18)내 MLSS(mixed liquor suspended solid) 농도는 5,000㎎/ℓ를 유지하도록 함을 특징으로 하는 하폐수 고도처리장치.
The method of claim 1,
MLSS (mixed liquor suspended solid) concentration in the anaerobic tank 18, characterized in that to maintain 5,000 mg / ℓ.
호기조(22)는 산소부양장치(64)에 의해 30% 이상의 산소가 함유된 미세기포를 2㎏/㎠의 압력과 3.2㎥/min의 속도로 포기함을 특징으로 하는 하폐수 고도처리장치.
The method of claim 1,
The aerobic tank 22 is a high wastewater treatment system, characterized in that to give up the micro-bubbles containing more than 30% oxygen by the oxygen flotation device at a pressure of 2kg / ㎠ and a speed of 3.2m 3 / min.
부상분리조(24)는 산소부양장치(64)에 의해 30% 이상의 산소가 함유된 미세기포를 3㎏/㎠의 압력과 0.8㎥/min의 속도로 포기함을 특징으로 하는 하폐수 고도처리장치.
The method of claim 1,
Floating separation tank 24 is a high wastewater treatment system, characterized in that to give up the micro-bubbles containing more than 30% oxygen by the oxygen flotation device 64 at a pressure of 3㎏ / ㎠ and a rate of 0.8㎥ / min.
벌집터널(58)은 토루마린(Torumaline), 펄라이트(Pearlite)를 포함한 방사선물질과 견운모(Sericite), 점토(Clay)를 포함한 희토류광물을 섞어서 소성하여서 형성한 바이오 세라믹임을 특징으로 하는 하폐수 고도처리장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
Honeycomb tunnel (58) is a high-wastewater treatment system characterized in that it is a bio-ceramic formed by mixing and firing a rare earth mineral including radioactive material, such as Torumaline and Pearlite, Sericite and Clay. .
하폐수(W)가 스크린조(6)로 유입되어 고형 입자들이 제거된 후 집수조(8)에서 집수되고, 화학반응조(10)로 오버플로우되고 초음파에 의해 화학반응이 촉진된 후, 가압부상조(12)로 오버플로우되어 가압탱크(46)로부터 공급된 가압수의 기포에 흡착되어 수면위로 부상하고, 저류조(14)로 오버플로우되어 균질화된 후, 4단막분리조(16)로 오버플로우되어 회전하는 4단계의 막(54a)(54b)(54c)(54d)을 거치면서 오염원이 제거되고, 혐기조(18)로 오버플로우되어 바이오 세라믹으로 형성된 벌집터널(58)을 거치며 원적외선 파동에 의해 하폐수(W)내 미생물들의 인 배출이 활성화되고, 무산소조(20)로 오버플로우되어 99% 질소의 미세기포로 하폐수(W)내 미생물들의 탈질 및 유기물제거가 활성화되고, 호기조(22)로 오버플로우되어 30% 이상의 산소가 함유된 미세기포로 하폐수(W)내 질산화반응과 인을 배출한 미생물들이 인을 과잉 섭취하도록 활성화되고, 부상분리조(24)로 오버플로우되어 고압의 30% 이상의 산소가 함유된 미세기포에 의해 오염물질이 부상하고, 여과된 후 소독조(26)로 보내져 마이크로 웨이브파에 의해 멸균처리되고, 가압부상조(12)와 부상분리조(24)의 슬러지는 슬러지농축조(28)로 보내져 분리 처리되고, 부상분리조(24)의 오니는 혐기조(18)로 반송 처리됨을 특징으로 하는 하폐수 고도처리방법.
In the advanced wastewater treatment method,
After the wastewater (W) is introduced into the screen tank (6) to remove the solid particles, it is collected in the collection tank (8), overflowed to the chemical reaction tank (10) and accelerated the chemical reaction by ultrasonic, 12), which is overflowed into the bubble of the pressurized water supplied from the pressure tank 46, floats on the surface of the water, overflows into the storage tank 14, homogenizes, and then overflows into the four-stage membrane separation tank 16 and rotates. Pollutants are removed while passing through the four stages of membranes 54a, 54b, 54c, and 54d, and overflowed into the anaerobic tank 18, through a honeycomb tunnel 58 formed of bio-ceramic, Phosphorus discharge of microorganisms in W) is activated, denitrification and organic matter removal of microorganisms in sewage water (W) are activated by overflowing into an oxygen-free tank (20) and overflowing into an aerobic tank (22) by 30% Wastewater (W) with fine bubbles containing oxygen The nitrification reaction and the microorganisms that discharged phosphorus are activated to ingest excessive phosphorus, overflowed to the flotation separation tank 24, and contaminants are lifted by microbubbles containing at least 30% of oxygen at high pressure, filtered, and then disinfected. The sludge of the pressure flotation tank 12 and the flotation separation tank 24 is sent to the sludge concentration tank 28 for separation and treatment, and the sludge of the flotation separation tank 24 is sent to the sterilization treatment by microwaves. Advanced wastewater treatment method characterized in that it is returned to the anaerobic tank (18).
소독조(26)를 거친 처리수는 BOD 및 COD가 5㎎/ℓ이하로 유지되어 방류됨을 특징으로 하는 하폐수 고도처리방법.10. The method of claim 9,
The treated water that has passed through the disinfection tank 26 is BOD and COD is kept below 5mg / ℓ discharged, characterized in that the discharged.
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