KR101072530B1 - Membrane Coupled Fluidized-Bed Sequencing Batch Reactor - Google Patents
Membrane Coupled Fluidized-Bed Sequencing Batch Reactor Download PDFInfo
- Publication number
- KR101072530B1 KR101072530B1 KR1020090116025A KR20090116025A KR101072530B1 KR 101072530 B1 KR101072530 B1 KR 101072530B1 KR 1020090116025 A KR1020090116025 A KR 1020090116025A KR 20090116025 A KR20090116025 A KR 20090116025A KR 101072530 B1 KR101072530 B1 KR 101072530B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- membrane
- reactor
- continuous batch
- batch reactor
- diffuser
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
- C02F3/1273—Submerged membrane bioreactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/08—Aerobic processes using moving contact bodies
- C02F3/085—Fluidized beds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
- C02F3/105—Characterized by the chemical composition
- C02F3/108—Immobilising gels, polymers or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1263—Sequencing batch reactors [SBR]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/20—Activated sludge processes using diffusers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
본 발명은 반응기 하부에 설치되어 반응기 내부로 공기를 공급하는 산기관; 산기관 상부에 형성되어 있는 침지형 분리막 모듈; 반응기 속의 유체의 흐름을 유도하는 방해판; 및 산기관에서 발생된 공기와 함께 유동하며 침지형 분리막 표면에 부착된 막오염 물질을 제거하는 유동메디아를 포함하는 막결합형 연속회분식 반응기에 관한 것이다. 본 발명은 기존의 폐수 고도처리방법에서 활용되고 있는 막결합형 연속회분식 반응기에 유동메디아를 첨가한 새로운 형태의 하이브리드(hybrid) 반응기 기술로서 하/폐수에 포함된 유기물 및 영양염류를 보다 효율적으로 제거함과 동시에, 분리막의 오염을 감소시키고, 막 교체 및 막 세척 주기를 연장시킴으로써 고도처리장치의 운전 및 유지관리 비용을 낮출 수 있는 이점이 있다.The present invention is installed in the bottom of the reactor diffuser for supplying air into the reactor; Immersion type membrane module formed on the top of the diffuser; A baffle for inducing the flow of fluid in the reactor; And it relates to a membrane-bound continuous batch reactor comprising a fluid medium flowing with the air generated in the diffuser and removes the membrane fouling material attached to the surface of the immersion membrane. The present invention is a new type of hybrid reactor technology in which a fluidized medium is added to a membrane-bound continuous batch reactor used in an advanced wastewater treatment method, and more efficiently removes organic substances and nutrients contained in sewage / wastewater. At the same time, there is an advantage that the operation and maintenance costs of the advanced treatment apparatus can be lowered by reducing the contamination of the membrane and extending the membrane replacement and membrane cleaning cycles.
반응기, 폐수처리 Reactor, wastewater treatment
Description
본 발명은 하/폐수의 오염물질을 제거하는 막결합형 연속회분식 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a membrane-bound continuous batch reactor for removing contaminants from sewage / wastewater.
과거에는 하/폐수(이하, 간단히 '폐수'라고 함) 처리가 주로 유기물과 부유물질 제거에 관심을 두었지만, 최근 국내외에서는 도시 및 농(어)촌 하수를 포함한 각종 폐수 처리시설은 질소, 인 등의 영양염류 제거에 집중되고 있다. 영양염류를 제거하지 않고 방류하는 경우 부영양화를 가속시켜 소중한 수자원의 이용가치를 떨어뜨리고 생태계 파괴를 초래한다.In the past, sewage / wastewater treatment (hereinafter, simply referred to as 'wastewater') was mainly concerned with the removal of organic matter and suspended solids, but recently, at home and abroad, various wastewater treatment facilities, including urban and agricultural sewage, have been treated with nitrogen and phosphorus. It is focused on eliminating nutrients. If discharged without removing nutrients, it accelerates eutrophication, lowering the value of valuable water resources and damaging ecosystems.
폐수의 질소나 인 등의 영양염류를 제거하기 위한 생물학적 처리과정은 일반적으로 무산소 단계, 혐기단계, 호기단계 및 침전단계의 조합으로 이루어지며, 오염부하나 오염원 특성에 따라 처리시설의 설치와 규모 및 운전방식이 다른 다양한 고도처리공법이 적용된다.The biological treatment process for removing nutrients such as nitrogen and phosphorus from wastewater is generally composed of a combination of anoxic stage, anaerobic stage, aerobic stage and precipitation stage. Various advanced treatment methods with different driving methods are applied.
이들 공법을 간단히 설명하면 다음과 같다.Briefly, these methods are as follows.
연속회분식 반응기(sequencing batch reactor: SBR) 는 하나의 반응기에서 무산소, 혐기, 호기 및 침전 과정이 단계적으로 이루어지도록 운전되는 공법으로, 단계별로 별도의 반응기가 필요하지 않아 폐수처리장의 소요 부지 면적을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 하수의 특성에 따라 탄력적으로 운전할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 상기 공법에서는 침전 후 배출하는 동안 미생물의 상태의 악화에 따른 슬러지 벌킹 및 핀플럭 현상으로 슬러지 일부분이 부상되어 배출수와 함께 배출되므로 수질을 악화시킬 수 있다는 단점도 있다.SBR (Sequencing Batch Reactor) is a process that operates anaerobic, anaerobic, aerobic and sedimentation step by step in one reactor. It does not need a separate reactor step by step, reducing the required area of wastewater treatment plant. In addition to being able to operate, it has the advantage of being able to operate flexibly according to the characteristics of the sewage. However, the method also has a disadvantage in that the sludge is caused by sludge bulking and pin flop due to the deterioration of microorganisms during the discharge after precipitation, and is discharged together with the discharged water, thereby deteriorating the water quality.
막결합형 생물반응기(membrane-coupled bioreactor: MBR) 는 일반적인 활성슬러지 공법에 분리막 기술의 장점을 결합하여 유기물뿐만 아니라 박테리어와 바이러스를 완벽하게 제거할 수 있는 공법으로, 폐수의 재이용 기술과 고도처리 분야에서 가장 주목받고 신뢰성 있는 기술로 인정되어 왔다. Membrane-coupled bioreactor (MBR) combines the advantages of membrane technology with the general activated sludge process to completely remove not only organic materials but also bacteria and viruses. It has been recognized as the most noticeable and reliable technology in the field.
상기 막결합형 생물반응기는 운전방식에 따라 교차흐름 방식(cross flow type)과 침지형 방식(submerged type)으로 나눌 수 있다. 교차흐름 방식은 순환펌프를 사용하여 미생물 혼합액을 분리막 모듈로 순환시키면서 가압 여과하여 처리수를 얻는 방식이고, 침지형 방식은 분리막을 활성슬러지의 포기조 내부에 설치하여 감압폄프에 의해 흡입방식의 여과를 통해 처리수를 얻는 방식이다. 상기 침지형 방식은 완벽한 고-액 분리가 가능하고 안정된 처리수를 확보할 수 있기 때문에 꾸준히 하수처리에 적용되고 있다.The membrane-bound bioreactor may be divided into a cross flow type and a submerged type according to a driving method. The cross flow method is a method of obtaining a treated water by circulating a microbial mixed solution through a circulating pump and filtration of the microbial mixture into a membrane module, and the immersion type method is installed through a suction type filtration by a pressure reducing pump by installing a separator inside an aeration tank of activated sludge. This is a method of obtaining treated water. The immersion type method has been applied to the sewage treatment steadily because it is possible to achieve a perfect solid-liquid separation and ensure a stable treatment water.
다만 막결합형 생물반응기는 많은 장점이 있음에도 불구하고 폐수 처리에 광범위하게 적용하는데 제한 요소로 지적되고 있는 것은 막오염(membrane fouling) 문제이다. 일반적으로 분리막의 수명은 막오염 현상으로 단축되게 된다. 그러므로 막오염을 방지하기 위하여 주기적으로 분리막의 표면을 세척하거나, 분리막 세공으로의 역세척을 통해 공극에 부착되어 있는 오염물질을 제거하여 플럭스를 회복시켜 주어야 한다. 이러한 세척은 여과수만으로 이루어지거나 여과수에 산, 알카리 또는 유기 및 무기 세제 등의 세척제를 혼합하여 이루어진다. However, membrane-bound bioreactors, despite their many advantages, are being pointed out as a limiting factor in their widespread use in wastewater treatment. In general, the life of the separator is shortened due to membrane fouling phenomenon. Therefore, in order to prevent membrane fouling, the surface of the membrane should be periodically cleaned, or backwashing into the membrane pores should remove the contaminants attached to the pores to restore the flux. This washing is performed only with the filtered water or by mixing the cleaning water, such as acid, alkali or organic and inorganic detergents.
막결합형 연속회분식 반응기(membrane-coupled sequencing batch reactor: MSBR)는 폐수를 유입, 반응, 침전, 배출 및 유지 등의 단계를 거쳐 처리하는 연속회분식 반응공정에서 침전단계 및 배출단계를 분리막 여과로 대체한 공법으로, 상기 막결합형 생물반응기의 한 종류이다. Membrane-coupled sequencing batch reactor (MSBR) replaces sedimentation stage and discharge stage with membrane filtration in a continuous batch reaction process that processes wastewater through inflow, reaction, precipitation, discharge and maintenance. In one process, it is a kind of the membrane-bound bioreactor.
연속회분식 반응기의 경우 슬러지의 침전이 완벽할 때에는 방류수에 슬러지가 유출되지 않으나, 미생물의 상태가 악화될 경우 배출수에 슬러지 유출이 발생하여 원하는 수질을 얻을 수 없어서 추가적인 여과장치가 필요하다. In the case of a continuous batch reactor, sludge does not flow out into the effluent when the sludge is perfectly settled, but when the microorganism deteriorates, sludge outflow occurs in the discharged water, and thus an additional filtration device is required.
따라서 상기 막결합형 연속회분식 반응기를 사용할 경우 분리막을 이용하여 슬러지 여과 및 병원성 미생물을 거의 완벽하게 제거할 수 있어 연속회분식 반응공정의 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 연속회분식 반응공정에서는 활성슬러지를 침전시키고 처리수를 배출할 때 많은 침전시간이 필요하였으나, 상기 막결합형 연속회분식 반응기를 이용할 경우 분리막을 이용하여 침전단계를 생략할 수 있기 때문에 연속회분식 반응공정의 조업시간을 단축할 수 있는 이점이 있다. Therefore, when the membrane-bound continuous batch reactor is used, sludge filtration and pathogenic microorganisms can be almost completely removed by using a separation membrane to overcome the limitations of the continuous batch reaction process, and to be active in the conventional continuous batch reaction process. Although the settling time was required to settle the sludge and discharge the treated water, it is possible to shorten the operation time of the continuous batch reaction process because the precipitation step can be omitted by using the membrane-type continuous batch reactor. There is an advantage to that.
첨부된 도1은 종래의 막결합형 연속회분식 반응기를 나타낸 모식도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 분리막 아래에 산기관에 위치하며 산기관을 통해 산소가 공급되고 분리막을 이용하여 슬러지 여과 및 병원성 미생물을 제거할 수 있다.1 is a schematic view showing a conventional membrane-bound continuous batch reactor. As shown in the figure, it is located in the diffuser under the separator, oxygen is supplied through the diffuser and the membrane can be used to remove sludge filtration and pathogenic microorganisms.
다만 상기와 같은 장점을 가진 막결합형 연속회분식 반응공정도 상기 막결합형 생물반응공정과 마찬가지로 막오염 및 공극 막힘의 문제는 여전하다. However, the membrane-bound continuous batch reaction process having the above-mentioned advantages, like the membrane-bound bioreaction process, still has problems of membrane fouling and pore blocking.
즉, 분리막 표면에 발달하는 케이크층(cake layer)으로 인한 유출수의 생산속도 즉, 플럭스(flux)가 저하되는 문제점을 지니고 있기 때문이다. 안정적인 처리수를 생산하기 위해(또는 일정한 플럭스를 유지하기 위해)서는 주기적인 막의 세척을 통한 막 오염의 제거가 요구되며, 이는 상기 막결합형 연속회분식 반응공정의 운전 및 유지관리 비용이 상승하는 요인으로 작용한다.In other words, this is because the production rate of the effluent due to the cake layer developed on the surface of the separator, that is, the flux is reduced. In order to produce stable treated water (or to maintain a constant flux), membrane fouling is required by periodic washing of the membrane, which increases the operation and maintenance costs of the membrane-bound continuous batch reaction process. Acts as.
본 발명은 폐수에 포함된 유기물 및 영양염류를 보다 효율적으로 제거하기 위해 막결합형 연속회분식 반응기에 유동메디아를 첨가한 하이브리드(hybrid) 반응기에 관한 것으로, 유동메디아가 산기관을 통해 공급되는 공기방울과 함께 이동하면서, 분리막 표면에 부착된 막오염 물질을 제거하여 분리막의 오염을 감소시킴으로써 막 교체 및 막 세척 주기를 연장시킨 막결합형 연속회분식 반응기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a hybrid reactor in which a fluid medium is added to a membrane-bound continuous batch reactor in order to more efficiently remove organic matter and nutrients contained in wastewater. The purpose of the present invention is to provide a membrane-bound continuous batch reactor that extends membrane replacement and membrane cleaning cycles by removing membrane contaminants attached to the membrane surface while reducing the contamination of the membrane.
본 발명의 일 실시예에 따르면According to one embodiment of the invention
반응기 하부에 설치되어 반응기 내부로 공기를 공급하는 산기관;An diffuser installed at the bottom of the reactor to supply air into the reactor;
산기관 상부에 형성되어 있는 침지형 분리막 모듈; Immersion type membrane module formed on the top of the diffuser;
반응기 속의 유체의 흐름을 유도하는 방해판; 및A baffle for inducing the flow of fluid in the reactor; And
산기관에서 발생된 공기와 함께 유동하며 침지형 분리막 표면에 부착된 막오염 물질을 제거하는 유동메디아Flow media that flows with the air generated from the diffuser and removes membrane contaminants attached to the surface of the immersion type membrane
를 포함하는 막결합형 연속회분식 반응기를 제공한다.It provides a membrane-bound continuous batch reactor comprising a.
본 발명의 막결합형 연속회분식 반응기는 유동메디아를 이용함으로써 질산화균과 같은 비증식 속도가 느린 미생물의 농도를 높일 수 있고, 활성슬러지 공법과 비교하여 잉여 슬러지 발생량이 적으며 저농도의 유기성 하수에도 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 산기관을 통해 공급된 공기방울이 침지형 분리막 모듈과 방해판 사이에서 상승류를 일으킴으로써 유동메디아가 공기방울과 함께 이동하게 되고, 이로 인해 분리막 표면에 부착된 막오염 물질을 제거할 수 있게 되어 막오염을 제어할 수 있는 효과가 있다.The membrane-bound continuous batch reactor according to the present invention can increase the concentration of microorganisms with low non-proliferation rate, such as nitrifying bacteria, by using a fluidized medium, and produces less excess sludge than the activated sludge method and is applied to low concentration organic sewage. In addition, the air bubble supplied through the diffuser causes an upward flow between the submerged membrane module and the baffle, causing the flow media to move with the air bubbles, thereby removing membrane contaminants attached to the membrane surface. It is possible to control the membrane fouling effect.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 상세하게 설명하기로 한다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 막결합형 연속회분식 반응기를 나타낸 모식도이다. Figure 2 is a schematic diagram showing a membrane-bound continuous batch reactor according to the present invention.
본 발명은 막결합형 연속회분식 반응기(100)로서, 산기관(103), 침지형 분리막 모듈(102), 방해판(104) 및 유동메디아(105)를 포함한다.The present invention is a membrane-bound
상기 산기관(103)은 반응기(100) 내부로 공기를 공급하는 역할을 한다. 상기 산기관(103)은 반응기(100) 하부에 설치되어 있으며 에어펌프(40)와 연결되어 에어펌프에서 생성된 공기를 반응기 내부로 공급한다. The
상기 침지형 분리막 모듈(102)은 반응기(100) 내의 미세한 입자(오염물질, 미생물 등)를 걸러 내는 역할을 한다.The submerged
상기 침지형 분리막 모듈은 중공사(hollow fiber), 관(tubular) 또는 평(flat)막 형태의 분리막을 가지는 침지형 분리막 모듈일 수 있으며, 바람직하게 는 평막 형태의 분리막이 좋다.The immersion membrane module may be an immersion membrane module having a membrane in the form of hollow fiber, tubular or flat membrane, preferably a membrane in the form of a flat membrane.
상기 침지형 분리막 모듈이 평막 형태의 분리막인 경우 분리막은 0.01 ㎛ 내지 0.5 ㎛의 세공경을 가지는 MF(micro filtration)막이 바람직하다. When the immersion type membrane module is a separator in the form of a flat membrane, the separator is preferably a MF (micro filtration) membrane having a pore diameter of 0.01 μm to 0.5 μm.
상기 방해판(104)은 반응기 속의 유체가 산기관(103)에서 공급된 공기에 의해 침지형 분리막 모듈(102)과 방해판(104) 사이에서 상승류를 일으킨 후 일정한 유체의 흐름을 형성할 수 있도록 유도하는 역할을 한다. 상기 방해판(104)은 침지형 분리막 모듈(102) 양측에 위치한다.The
도 2는 본 발명에 따른 막결합형 연속회분식 반응기의 일 예를 나타낸 모식도로서, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 대규모의 사업장에서는 필요에 따라 다수의 침지형 분리막 모듈(102) 및 방해판(104)이 교대로 형성될 수 있다. 사업장의 규모에 따라 침지형 분리막 모듈(102) 및 방해판(104)의 개수는 조절될 수 있다. Figure 2 is a schematic diagram showing an example of a membrane-bound continuous batch reactor according to the present invention, the present invention is not limited to this, a large number of submerged
본 발명에서 '유동메디아'란 반응기 내에서 유동하는 담체를 의미한다.In the present invention, "fluid media" means a carrier flowing in the reactor.
상기 유동메디아(105)는 미생물들이 서식할 수 있는 담체 및 산기관(103)에서 발생된 공기와 함께 유동하며 침지형 분리막(102) 표면에 부착된 막오염 물질을 제거하는 역할을 한다.The
상기 유동메디아는(105) 미생물이 서식할 수 있도록 다공이 형성되어 다표면적을 가진 것이 바람직하며, 활성탄, 플라스틱(PVA), 세라믹, 알지네이트 나트륨(sodium alginate), 제올라이트, 벤토나이트, 패각 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.The fluid media (105) is preferably formed with pores to inhabit microorganisms having a multi-surface area, activated carbon, plastic (PVA), ceramics, sodium alginate, zeolite, bentonite, shells and polyurethane It may be made of a material containing at least one selected from the group consisting of.
본 발명의 막결합형 연속회분식 반응기에 있어서 폴리우레탄 재질의 유동메 디아를 사용할 경우 기공도(porosity) 95% 이상, 밀도 0.035 내지 0.040g/cm³ 인 것으로서, 반응기 내에서 미생물이 유동메디아에 부착하여 성장을 할 경우에 유동메디아의 밀도는 0.95 내지 1.05g/cm³인 것이 바람직하나, 이에 제한하는 것은 아니다.In the membrane-bound continuous batch reactor of the present invention, when a polyurethane-based fluid medium is used, it has a porosity of 95% or more and a density of 0.035 to 0.040 g / cm³. When growing, the density of the flowing media is preferably 0.95 to 1.05 g /
또한 유동메디아는 분리막 모듈과 방해판의 간격에 따라 사용되는 크기가 달라질 수 있으나, 상승류에 의해 순환이 잘되면서 상기 침지형 분리막 표면에 부착된 막오염 물질을 제거하기 위하여 2mm 내지 20mm 길이와, 2mm 내지 20mm의 직경을 가지는 것이 바람직하며, 분리막과 접촉할 때 분리막의 재질에 손상을 주지 않도록 펠렛형태, 육면체형, 타원형 형태 또는 원형형태를 가지는 것이 바람직하나, 이에 제한하는 것은 아니다.In addition, the flow media may vary in size depending on the distance between the membrane module and the baffle plate, and is well circulated by the upward flow to remove the membrane contaminants attached to the surface of the immersed membrane, 2 mm to 20 mm long, and 2 mm. It is preferable to have a diameter of 20mm, it is preferable to have a pellet form, hexahedral, elliptical form or circular shape so as not to damage the material of the separator when contacted with the separator, but is not limited thereto.
본 발명의 막결합형 연속회분식 반응기(100)는 상기와 같은 특징을 가진 유동메디아(105)를 반응기 내에 포함함으로써, 산기관(103)을 통해 공기방울이 침지형 분리막 모듈(102)과 방해판(104) 사이에서 상승류를 일으키면, 이 상승류를 따라 활성슬러지와 유동메디아가 이동을 하게 되면서 막 표면에 부착된 막오염 물질을 제거하게 된다. 따라서 이러한 막오염 물질의 지속적인 제거로 인해, 막 교체 및 막 세척 주기를 연장시킬 수 있으며, 막결합형 연속회분식 반응공정의 운전 및 유지관리 비용을 절감시킬 수 있다. The membrane-bound
본 발명의 일 양태에서, 본 발명은 산기관(103), 침지형 분리막 모듈(102), 방해판(104) 및 유동메디아(105) 이외에 교반기(101)를 추가로 더 포함할 수 있다.In an aspect of the present invention, the present invention may further include an
상기 교반기(101)는 반응기(100) 내로 유입된 원수를 교반시키는 역할을 한다. 상기 교반기(101)는 반응기(100) 상부에 설치되어 있으며 교반모터(30)에 의해 구동된다.The
도 3은 도 2의 A-A'의 단면도를 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 침지형 분리막 모듈(102) 및 방해판(104)이 반응기 내부에서 장착된 모습을 보여준다.3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2, and shows the state in which the submerged
도 3에 따르면, 침지형 분리막 모듈(102) 및 방해판(104)의 양단을 고정시키는 고정부(120)는 반응기의 외벽을 형성하는 케이스(110)에 구비되어 있으며, 상기 고정부(120)는 홈(121-1a, 121-1b, 121-2a, 121-2b, 122a, 122b)이 형성되어 있어, 여기에 침지형 분리막 모듈(102) 및 방해판(104)의 양단이 미끄럼 장착된다. According to FIG. 3, a fixing
도 4는 본 발명의 막결합형 연속회분식 반응기를 이용한 폐수 처리 시스템을 간략하게 나타낸 모식도이다.Figure 4 is a schematic diagram showing a wastewater treatment system using a membrane-bound continuous batch reactor of the present invention.
첨부된 도 4를 자세히 살펴보면, 원수탱크(10)에 있는 원수가 원수유입펌프(20)에 의해 막결합형 연속회분식 반응기(100) 내로 공급되는 원수공급부; 혐기 반응을 위해 반응기(100) 내로 유입된 원수가 교반모터(30)에 의해 구동되어 교반시키는 교반기; 에어펌프(40)에 의해 산기관을 통하여 공기가 공급되는 공기공급부; 침지형 분리막에 연결된 흡입펌프(50)에 의해 막결합형 연속회분식 반응기(100)에서 분리막에 의해서 부유물질과 투과수를 분리하여 처리수를 얻는 흡입부; 상기 원수유입펌프(20), 교반모터(30), 에어펌프(40) 및 흡입펌프(50)가 PLC(programmable logical controller(60))에 의해서 제어되는 제어부; 및 흡입펌프(50)에 의해 생기는 압력과 처리수의 유량을 컴퓨터(70)에 의해 모니터링하는 측정부로 이루어진 폐수 처리 시스템이다.Referring to Figure 4 in detail, the raw water supply unit is supplied to the raw water in the
본 발명의 막결합형 연속회분식 반응기(100)를 이용하여 폐수를 처리하는 하는 경우, (a) 원수탱크에 있는 원수가 원수유입펌프에 의해 막결합형 연속회분식 반응기에 공급되는 단계; (b) 혐기성 조건 하에 미생물을 이용하여 탈질 및 탈인과정을 진행시키는 단계; (c) 산기관에 의해 연속적으로 폭기가 이루어지면서 산기관을 통해 공기방울이 침지형 분리막 모듈과 방해판 사이에서 상승류를 일으키면, 이 상승류를 따라 반응기 내부에 있는 활성슬러지와 유동메디아가 순환하는 단계; (d) 호기성 조건하에 미생물을 이용하여 질산화 과정 및 유기물 산화과정을 진행시키는 단계; 및 (e) 침지형 분리막을 이용하여 유기물 및 영양염류가 제거된 처리수를 배출시키는 단계를 통하여 폐수가 처리된다.When the wastewater is treated using the membrane-bound
상기 (c)단계에서, 상승류를 따라서 활성슬러지와 유동메디아가 이동을 하게 되면서 막 표면에 부착된 막오염 물질을 제거하게 된다.In the step (c), as the activated sludge and the flowing media moves along the upward flow, the membrane fouling material attached to the membrane surface is removed.
도 5는 본 발명의 막결합형 연속회분식 반응기에서 원수유입, 혐기반응, 호기반응 및 분리막에 의한 처리수 흡입을 각각 단계별로 나타낸 것이다. (1)단계에서는 원수탱크에 있는 원수가 원수유입펌프에 의해 유입되며 교반기가 작동되어 유입된 원수를 막결합형 연속회분식 반응기 전체로 분산시키게 된다. (2)단계에서는 더 이상 원수의 유입은 없으며, 혐기상태에서 교반기가 작동하여 계속해서 원수를 막결합형 연속회분식 반응기 전체로 분산시키고, 혐기성 조건 하에 미생물을 이용하여 탈질 및 탈인 과정을 진행시킨다. (3)단계에서는 산기관에 의해 연속적으로 폭기가 이루어지면서 산기관을 통해 공기방울이 침지형 분리막 모듈과 방해판 사이에서 상승류를 일으키고, 이 상승류를 따라서 활성슬러지와 유동메디아 반응기 내 부에 있는 활성슬러지와 유동메디아가 순환하는 하게 된다. 이 때 호기성 조건하에 미생물을 이용하여 질산화 과정 및 유기물 산화과정을 진행시킨다. (4)단계에서는 침지형 분리막 모듈을 통해 입자성 물질 및 미생물이 완전히 제거된 처리수가 배출되게 된다. Figure 5 shows the raw water inflow, anaerobic reaction, aerobic reaction and inhaled treated water in each step in the membrane-bound continuous batch reactor of the present invention. In step (1), the raw water in the raw water tank is introduced by the raw water inflow pump, and the stirrer is operated to disperse the raw water into the entire membrane-bound continuous batch reactor. In step (2), there is no more inflow of raw water, and the stirrer is operated in anaerobic state to continuously disperse the raw water throughout the membrane-bound continuous batch reactor, and proceed with denitrification and dephosphorization using microorganisms under anaerobic conditions. In the step (3), continuous aeration by the diffuser causes air bubbles through the diffuser to create an upward flow between the immersion membrane module and the baffle plate, and the active sludge and the active media inside the fluidized media reactor Sludge and flowing media are circulated. At this time, the nitrification process and the organic matter oxidation process are carried out using microorganisms under aerobic conditions. In step (4), the treated water from which the particulate matter and the microorganism are completely removed is discharged through the immersion membrane module.
도 6은 본 발명에 따른 막결합형 연속회분식 반응기 및 종래의 막결합형 연속회분식 반응기의 시간에 따른 투과유속 별 압력강하의 변화를 나타낸 것이다. 투과유속을 20 LMH(단위시간, 단위막 면적당의 막 여과수량: L/m²-hr), 25 LMH 및 30 LMH 로 변화시키면서 진행한 결과 본 발명에 따른 막결합형 연속회분식 반응기를 장시간 운전하여도 압력강하변화는 미미한 것을 알 수 있었다. 이를 통해 본 발명에 따른 막결합형 연속회분식 반응기가 분리막 표면에 부착된 막오염 물질을 효과적으로 제어하는 것을 알 수 있었다.Figure 6 shows the change in pressure drop per permeate flow rate with time of the membrane-bound continuous batch reactor according to the present invention and the conventional membrane-bound continuous batch reactor. As the permeate flow rate was changed to 20 LMH (unit time, membrane filtration water per unit membrane area: L / m²-hr), 25 LMH and 30 LMH, the membrane-bound continuous batch reactor according to the present invention was operated for a long time. The pressure drop change was found to be insignificant. Through this, the membrane-bound continuous batch reactor according to the present invention was found to effectively control the membrane fouling material attached to the membrane surface.
도 1은 종래의 막결합형 연속회분식 반응기를 나타낸 모식도이다. 1 is a schematic diagram showing a conventional membrane-bound continuous batch reactor.
도 2는 본 발명에 따른 막결합형 연속회분식 반응기를 나타낸 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a membrane-bound continuous batch reactor according to the present invention.
도 3은 도 2의 A-A'의 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 막결합형 연속회분식 반응기를 이용한 폐수 처리 시스템을 간략하게 나타낸 모식도이다.Figure 4 is a schematic diagram showing a wastewater treatment system using a membrane-bound continuous batch reactor of the present invention.
도 5는 본 발명의 막결합형 연속회분식 반응기에서 원수유입, 혐기반응, 호기반응 및 분리막에 의한 처리수 흡입을 각각 단계별로 나타낸 것이다.Figure 5 shows the raw water inflow, anaerobic reaction, aerobic reaction and inhaled treated water in each step in the membrane-bound continuous batch reactor of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 막결합형 연속회분식 반응기 및 종래의 막결합형 연속회분식 반응기의 시간에 따른 투과유속별 압력강하의 변화를 나타낸 것이다.Figure 6 shows the change of pressure drop per permeate flow rate with time of the membrane-bound continuous batch reactor and the conventional membrane-bound continuous batch reactor according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 원수탱크 10: raw water tank
20: 원수유입펌프 20: raw water inlet pump
30: 교반모터 30: stirring motor
40: 에어펌프 40: air pump
50: 흡입펌프 50: suction pump
60: programmable logical controller 60: programmable logical controller
70: 모니터링 컴퓨터 70: monitoring computer
80: 디지털압력게이지 80: digital pressure gauge
90: 전자저울 90: electronic balance
100, 200: 반응기100, 200: reactor
101: 교반기101: stirrer
102, 202: 침지형 분리막 모듈102, 202: Immersion type membrane module
103, 203: 산기관103, 203: diffuser
104: 방해판104: baffle
105: 유동메디아105: floating media
205: 공기방울205: air bubbles
110: 케이스110: case
120: 고정부120: fixed part
121-1a, 121-1b, 121-2a, 121-2b, 122a, 122b: 끼움 홈121-1a, 121-1b, 121-2a, 121-2b, 122a, 122b: fitting groove
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090116025A KR101072530B1 (en) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | Membrane Coupled Fluidized-Bed Sequencing Batch Reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090116025A KR101072530B1 (en) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | Membrane Coupled Fluidized-Bed Sequencing Batch Reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110059325A KR20110059325A (en) | 2011-06-02 |
KR101072530B1 true KR101072530B1 (en) | 2011-10-11 |
Family
ID=44394482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090116025A KR101072530B1 (en) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | Membrane Coupled Fluidized-Bed Sequencing Batch Reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101072530B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102395961B1 (en) * | 2020-07-30 | 2022-05-10 | 주식회사 코레드 | Eco-friendly cleaning apparatus submurged tubular filtration membrane and the cleaning method using this |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008221054A (en) | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Hitachi Ltd | Drainage treatment apparatus and method |
-
2009
- 2009-11-27 KR KR1020090116025A patent/KR101072530B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008221054A (en) | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Hitachi Ltd | Drainage treatment apparatus and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110059325A (en) | 2011-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7553418B2 (en) | Method for water filtration | |
KR101404179B1 (en) | Fluidized membrane bioreactor | |
CN101618925B (en) | Sewage treatment device | |
KR101328008B1 (en) | Apparatus and method for anaerobic wastewater treatment with membrane | |
US20060081533A1 (en) | Batch-continuous process and reactor | |
JP5889328B2 (en) | Method and sewage treatment apparatus for treating organic substances and nitrogen contained in sewage | |
JP4059790B2 (en) | Membrane separation activated sludge treatment apparatus and membrane separation activated sludge treatment method | |
KR101163098B1 (en) | Method for Treating Wastewater Using Membrane Coupled Fluidized-Bed Sequencing Batch Reactor | |
JP6184541B2 (en) | Sewage treatment apparatus and sewage treatment method using the same | |
JP4529670B2 (en) | Biological treatment equipment | |
JP2014000495A (en) | Sewage treatment apparatus, and sewage treatment method using the same | |
KR101072530B1 (en) | Membrane Coupled Fluidized-Bed Sequencing Batch Reactor | |
CN106145325A (en) | A kind of batch-type is moved through filter bed sewage water treatment method and device thereof | |
KR100574672B1 (en) | the treatment unit of sewage and wastewater using membrane bio reactor | |
JPH11104698A (en) | Drainage treatment method | |
JP6267567B2 (en) | Vegetable wastewater filtration equipment | |
KR20030097075A (en) | Hybrid Submerged Plate Type Membrane Bioreactor Using microfilter Combined With Biofilm-Activated Carbon for Advanced Treatment of Sewage and Wastewater | |
KR100383385B1 (en) | Apparatus for filtering water in a membraned-combining type | |
CN117585870B (en) | Industrial sewage treatment process and treatment device thereof | |
CN215855334U (en) | MBBR biological filler coupling ceramic flat plate membrane biochemical reaction device | |
Hussain et al. | Membrane bio reactors (MBR) in waste water treatment: a review of the recent patents | |
KR100344848B1 (en) | apparatus for preventing pollution using membrane of immersed type and method for cleaning membrane of immerced type | |
KR102456199B1 (en) | Separation membrane unit and advanced wastewater treatment system using the same | |
CN107500401A (en) | A kind of ecological filter and its application method for advanced treatment of wastewater | |
JP2010172843A (en) | Water treatment apparatus and water treatment method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141002 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151028 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171011 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181004 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191008 Year of fee payment: 9 |