KR101076692B1 - 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법 - Google Patents

직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101076692B1
KR101076692B1 KR1020110077638A KR20110077638A KR101076692B1 KR 101076692 B1 KR101076692 B1 KR 101076692B1 KR 1020110077638 A KR1020110077638 A KR 1020110077638A KR 20110077638 A KR20110077638 A KR 20110077638A KR 101076692 B1 KR101076692 B1 KR 101076692B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tank
aeration tank
intermittent aeration
aeration
alternate
Prior art date
Application number
KR1020110077638A
Other languages
English (en)
Inventor
홍석원
최용수
송경근
맹승규
정재식
Original Assignee
한라오엠에스 주식회사
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한라오엠에스 주식회사, 한국과학기술연구원 filed Critical 한라오엠에스 주식회사
Priority to KR1020110077638A priority Critical patent/KR101076692B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101076692B1 publication Critical patent/KR101076692B1/ko

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
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1205—Particular type of activated sludge processes
    • C02F3/121—Multistep treatment
    • 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
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2853—Anaerobic digestion processes using anaerobic 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
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/286—Anaerobic digestion processes including two or more steps
    • 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
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
    • 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
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/308—Biological phosphorus removal
    • 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)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

본 발명은 1개의 무산소조와 2개의 간헐폭기조를 유입수의 유량 및 농도에 따라 직렬 또는 병렬로 가변 운전함으로써 처리수질을 일정하게 담보함과 함께 비폭기 모드로 운전되는 간헐폭기조에 유입수를 분할 유입시켜 무산소 및 혐기 조건을 연속적으로 조성함으로써 탈질 반응 및 인 방출을 유도함으로써 전단의 무산소조와 더불어 2단계에 걸친 탈질 반응을 통해 질소 제거효율을 최대화할 수 있는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치는 내부반송슬러지 내에 포함되어 있는 용존산소를 저감시키고 질산성 질소를 탈질하는 무산소조와, 폭기 및 비폭기 모드에 따라 각각 인의 방출 및 과잉섭취 그리고 질산화 및 탈질화 반응을 유도하는 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 및 상기 제 1 교호간헐폭기조, 제 2 교호간헐폭기조의 하부에 각각 구비되어 처리수를 생산하는 제 1 침지식분리막, 제 2 침지식분리막을 포함하여 이루어지며, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우, 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조는 비폭기모드와 폭기모드로 교호 운전됨과 함께 서로 반대되는 모드로 운전되며, 하폐수는 상기 무산소조와 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>로 분할되어 유입되며, 상기 무산소조로부터 배출되는 유입수는 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>로 공급되며, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이상인 경우, 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조는 모두 폭기모드로만 운전되며, 하폐수는 상기 무산소조로만 공급됨과 함께 상기 무산소조로부터 배출되는 유입수는 상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조에 균등하여 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법{Apparatus and methods for activated sludge process with submerged membrane operating alternatively in series or in parallel}
본 발명은 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1개의 무산소조와 2개의 간헐폭기조를 유입수의 유량 및 농도에 따라 직렬 또는 병렬로 가변 운전함으로써 처리수질을 일정하게 담보함과 함께 비폭기 모드로 운전되는 간헐폭기조에 유입수를 분할 유입시켜 비폭기 모드로 운전되는 간헐폭기조를 순차적으로 무산소 및 혐기 조건으로 조성함으로써 2단계(무산소조-무산조 조건의 간헐폭기조)에 걸친 탈질 반응을 통해 질소 제거효율을 최대화하고 혐기 조건의 간헐폭기조에서는 인 방출을 유도할 수 있는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법에 관한 것이다.
하폐수에 포함된 유기물, 질소 및 인이 적절히 처리되지 않고 하천 또는 해양으로 방류되는 경우에는 용존산소 고갈, 부영양화, 오염물질의 퇴적 등으로 인해 건강한 수생태계의 유지가 불가능하다.
하폐수를 처리하는 방법은 크게 물리화학적 처리방법과 생물학적 처리방법으로 구분되며, 생물학적 처리방법은 통상 활성슬러지를 이용한다.
활성슬러지를 이용한 하폐수 처리방법으로는 질소 제거를 위한 바덴포, MLE 공법, 인 제거 중심의 Phostrip 그리고 질소와 인 동시 제거를 위한 A2O, UCT, VIP 프로세스 등이 있다. 그러나, 이와 같은 공법들은 모두 미생물과 처리수의 분리를 위해 중력식 침강을 이용하고 있어 유입부하, 유량 변동 및 동절기 수온 하강 등에 의한 팽화 현상에 의해 완벽한 분리가 이루어지지 못하는 단점이 있다. 최근에는 이러한 단점을 보완하기 위해 분리막이 적용되는 막분리 활성슬러지 공법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
일 예로, 한국등록특허 제412330호는 무산소-혐기 교대반응조와 분리막이 침지된 폭기조의 조합된 구성을 통해, 질산성 질소의 내부반송 유무에 따라 질소와 인을 선택적으로 제거하는 기술을 제시하고 있다. 그러나, 한국등록특허 제412330호는 1개의 무산소-혐기 교대반응조와 1개의 폭기조로 구성됨에 따라, 연속적인 처리에 어려움이 있다.
또한, 한국등록특허 제566321호는 MBR 공법을 응용함과 함께 유입수와 반송슬러지를 혐기조와 교대유입반응조로 분할 유입시켜 질소 및 인 제거효율을 향상시킴을 특징으로 하고 있으나, 내부반송슬러지 내 존재하는 용존산소 및 결합산소의 제거를 위해 용존산소저감조가 요구되는 등 장치구성에 있어서 복잡해지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 1개의 무산소조와 2개의 간헐폭기조를 조합함과 함께 간헐폭기조에 유입수를 분할 유입시켜 혐기 조건을 조성함으로써 인 방출을 유도하고, 비폭기 모드로 운전되는 간헐폭기조로 유입수가 유입되도록 하여 2단계에 걸친 탈질 반응을 통해 질소 제거효율을 최대화할 수 있는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 1개의 무산소조와 2개의 간헐폭기조를 유입수의 유량 및 농도에 따라 직렬 또는 병렬로 가변 운전함으로써 처리수질을 일정하게 담보할 수 있는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치는 하폐수 내에 포함되어 있는 질산성 질소를 탈질하는 무산소조와, 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 및 상기 제 1 교호간헐폭기조, 제 2 교호간헐폭기조의 하부에 각각 구비되어 처리수를 생산하는 제 1 침지식분리막, 제 2 침지식분리막을 포함하여 이루어지며, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우, 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조는 비폭기모드와 폭기모드로 교호 운전됨과 함께 서로 반대되는 모드로 운전되며, 하폐수는 상기 무산소조와 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>로 분할되어 유입되며, 상기 무산소조로부터 배출되는 유입수는 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>로 공급되며, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이상인 경우, 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조는 모두 폭기모드로만 운전되며, 하폐수는 상기 무산소조로만 공급됨과 함께 상기 무산소조로부터 배출되는 유입수는 상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조에 균등하여 공급되는 것을 특징으로 한다.
하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우, 제 1 교호간헐폭기조 또는 제 2 교호간헐폭기조는 폭기모드에서 슬러지를 상기 무산소조로 내부반송하며, 상기 제 1(또는 제 2) 침지식분리막은 제 1(또는 제 2) 교호간헐폭기조가 폭기모드일 때 처리수를 생산하며, 제 1(또는 제 2) 교호간헐폭기조가 비폭기모드일 때는 처리수 생산을 중단한다. 또한, 전체 하폐수 중 상기 무산소조에 70∼80vol%, <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>에 20∼30vol% 공급된다.
하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우, 하폐수가 일정량 분할 유입되는 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>는 유기물 공급에 의해 무산소 조건을 거쳐 혐기 조건으로 운전된다.
하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이상인 경우, 상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조의 후단에 인 제거를 위한 응집, 흡착 장치 등과 같은 추가설비가 더 구비될 수 있다.
상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조의 내부에 공기 주입을 위한 산기관이 구비되며, 상기 산기관의 일단에는 공기주입펌프로 구비된다. 또한, 상기 무산소조의 유입수가 제 1 교호간헐폭기조 또는 제 2 교호간헐폭기조로 선택적으로 이동되도록 하기 위해 무산소조와 제 1 교호간헐폭기조의 연결부, 무산소조와 제 2 교호간헐폭기조의 연결부에 각각 유입수로가 구비되며, 각각의 유입수로는 선택적으로 개폐된다.
본 발명에 따른 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 방법은 무산소조, 제 1 교호간헐폭기조 및 제 2 교호간헐폭기조를 구비하고, 상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조에 각각 제 1 침지식분리막과 제 2 침지식분리막이 각각 구비된 장치를 이용한 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 방법에 있어서, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우, 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조는 비폭기모드와 폭기모드로 교호 운전됨과 함께 서로 반대되는 모드로 운전되며, 하폐수는 상기 무산소조와 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>로 분할되어 유입되며, 상기 무산소조로부터 배출되는 유입수는 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>로 공급되며, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이상인 경우, 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조는 모두 폭기모드로만 운전되며, 슬러지 내부반송은 100~200% 범위 내에서 실시하고 하폐수는 상기 무산소조로만 공급됨과 함께 상기 무산소조로부터 배출되는 유입수는 상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조에 균등하게 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
무산소조와 2개의 교호간헐폭기조가 하폐수의 유량 및 농도에 따라 직렬 또는 병렬 형태로 가변적으로 운영될 수 있으며, 이를 통해 시간적, 계절적으로 다양한 성상을 갖는 하폐수를 효과적으로 처리할 수 있다.
또한, 비폭기모드의 교호간헐폭기조에 하폐수가 분할 유입되도록 함으로써 연속적으로 무산소 및 혐기 조건을 조성하고, 이를 통해 무산소조와 비폭기모드의 교호간헐폭기조에 의한 2회에 걸친 탈질 반응을 유도할 수 있다. 이와 함께, 고유량 및 고농도의 하폐수를 처리함에 있어서, 2개의 교호간헐폭기조를 모두 폭기모드로 운전함에 따라, 유량조정조의 용량을 줄임과 함께 용존산소저감조가 요구되지 않는 효과를 얻을 수 있다.
덧붙여, 각각의 교호간헐폭기조 내에 침지식분리막을 구비시킴으로써 폭기량을 현저하게 낮출 수 있어 에너지 저감 효과를 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치의 구성도.
도 2 및 도 3은 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하일 경우, 직렬 운전되는 침지식 막분리 활성슬러지 장치에서의 하폐수 처리 경로를 설명하기 위한 참고도.
도 4는 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이상일 경우, 병렬 운전되는 침지식 막분리 활성슬러지 장치에서의 하폐수 처리 경로를 설명하기 위한 참고도.
본 발명은 용존산소저감조 역할을 겸비하는 무산소조, 제 1 교호간헐폭기조 및 제 2 교호간헐폭기조를 포함하여 구성되며, 상기 제 1 교호간헐폭기조 및 제 2 교호간헐폭기조는 폭기모드와 비폭기모드로 교호 운전됨과 함께 서로 반대되는 운전모드로 운전되며, 이와 같은 조건 하에 무산소조의 유입수는 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 간헐폭기조로 유입되도록 함으로써 2회에 걸친 탈질 반응이 유도하여 탈질 효율을 극대화하는 것을 특징으로 한다. 상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조에는 각각 침지식 분리막이 구비된다.
또한, 하폐수를 무산소조 뿐만 아니라 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 간헐폭기조로도 분할 유입되도록 함으로써 해당 간헐폭기조 내에 유기물을 일정량 이상 공급되도록 하여 이를 통해 해당 간헐폭기조를 혐기성 조건으로 유도하여 인이 방출되도록 할 수 있다.
이와 함께, 하폐수의 농도 및 유량이 일정한 경우에는 무산소조, 제 1 교호간헐폭기조 및 제 2 교호간헐폭기조를 직렬 연결시켜, 무산소조-제 1 교호간헐폭기조(비폭기모드)-제 2 교호간헐폭기조(폭기모드) 또는 무산소조-제 2 교호간헐폭기조(비폭기모드)-제 1 교호간헐폭기조(폭기모드)의 순서로 유입수가 이동되도록 하며, 하폐수의 농도 및 유량이 기준치보다 높은 경우에는 무산소조, 제 1 교호간헐폭기조 및 제 2 교호간헐폭기조를 병렬 연결시켜, 무산소조로부터 배출되는 유입수가 제 1 교호간헐폭기조 및 제 2 교호간헐폭기조에 동시에 유입되도록 할 수 있으며, 이를 통해 하폐수의 농도, 유량과 무관하게 처리수질을 일정하게 담보할 수 있음을 또 다른 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치는 용존산소저감조 역할을 겸비하는 무산소조(110), 제 1 교호간헐폭기조(120) 및 제 2 교호간헐폭기조(130)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제 1 교호간헐폭기조(120)와 제 2 교호간헐폭기조(130) 내에는 각각 유입수를 슬러지와 처리수로 분리하는 제 1 및 제 2 침지식 분리막(121)(131)이 구비된다.
상기 무산소조(110)는 용존산소저감조 역할을 겸비하는 탈질조로서, 외부로부터 유입되는 하폐수 및 폭기모드의 교호간헐폭기조로부터 내부반송된 슬러지에 포함되어 있는 아질산성 질소 및 질산성 질소를 질소 가스로 탈질하는 역할을 한다. 한편, 종래의 막분리 기술을 이용하는 하폐수처리장치의 경우, 혐기조-무산소조의 형태로 배열됨에 따라 내부반송슬러지에 용존되어 있는 용존산소를 제거하기 위해 혐기조 전단에 용존산소저감조가 요구되나, 본 발명의 경우 무산소조로 일정량의 하폐수가 유입되도록 하여 무산소조 내에 유기물이 공급되도록 함으로써 무산소조의 기본적인 역할인 탈질 역할 이외에 무산소조로 반송되는 내부반송슬러지에 포함되어 있는 용존산소를 저감하는 역할을 할 수 있다.
상기 제 1 교호간헐폭기조(120)와 제 2 교호간헐폭기조(130)는 각각 비폭기모드, 폭기모드로 교호 운전되며, 제 1 교호간헐폭기조(120)와 제 2 교호간헐폭기조(130)는 서로 반대되는 모드로 운전된다. 즉, 제 1 교호간헐폭기조(120)가 비폭기모드로 운전되면 제 2 교호간헐폭기조(130)는 폭기모드로 운전되며, 반대로 제 1 교호간헐폭기조(120)가 폭기모드이면 제 2 교호간헐폭기조(130)는 비폭기모드로 운전된다.
상기 제 1 교호간헐폭기조(120)와 제 2 교호간헐폭기조(130)는, 비폭기모드 하에서는 아질산성 및 질산성 질소를 질소 가스로 환원시키는 역할을 하며, 폭기모드 하에서는 유기성 질소 및 암모니아성 질소를 아질산성 및 질산성 질소로 전환함과 함께 유입수 내의 인이 인 저장 미생물에 의해 섭취되도록 한다. 한편, 상기 제 1 교호간헐폭기조(120)와 제 2 교호간헐폭기조(130)는 비폭기모드로 운전되는 경우, 하폐수의 일부 유량이 공급되어 일정량이 유기물이 공급되며 이를 통해 상술한 탈질 반응과 함께 인 방출이 유도된다.
이와 같이, 제 1 교호간헐폭기조(120)와 제 2 교호간헐폭기조(130)가 교호 운전되며, 하폐수의 일부 유량이 간헐폭기조로 분할 유입되는 조건을 적용함으로써, 본 발명에 있어서 상기 무산소조(110), 제 1 교호간헐폭기조(120), 제 2 간헐폭기조는 무산소조-혐기조-호기조의 형태로 운전되는 효과를 얻을 수 있다. 여기서, 하폐수를 교호간헐폭기조에 분할 유입하는 이유는 기본적으로 일정량의 유기물이 공급되도록 하여 혐기 조건을 조성하여 인의 방출을 유도하기 위함이다.
한편, 유입수가 분할 유입된 교호간헐폭기조는 일시적으로 무산소 조건을 유지하다가 용존산소와 아질산성 및 질산성 질소가 완벽히 제거된 후 혐기 조건으로 변화된다. 즉, 비폭기모드의 교호간헐폭기조는 일시적인 무산조 조건을 거쳐 혐기 조건으로 유지되며, 비폭기모드의 교호간헐폭기조가 일시적으로 무산조 조건을 거침에 따라 전단의 무산소조(110)와 함께 2번에 걸친 탈질 반응을 유도할 수 있게 된다. 여기서, 하폐수가 무산소조(110)와 교호간헐폭기조에 분할 유입되는 양은 전체 하폐수 대비 무산소조(110)에 70∼80vol%, (제 1 또는 제 2)교호간헐폭기조에 20∼30vol%가 공급되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 무산소조(110), 제 1 교호간헐폭기조(120), 제 2 간헐폭기조가 무산소조-혐기조-호기조의 형태로 운전되도록 하기 위해, 상기 무산소조(110)에서 배출되는 유입수는 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조로만 공급된다. 예를 들어, 제 1 교호간헐폭기조(120)가 비폭기모드, 제 2 교호간헐폭기조(130)가 폭기모드이면 상기 무산소조(110)의 유입수는 제 1 교호간헐폭기조(120)로 공급되며 제 1 교호간헐폭기조(120) 내에서 일정 시간 체류 후 제 2 교호간헐폭기조(130)로 공급된다(도 2 참조). 또한, 제 1 교호간헐폭기조(120)가 폭기모드, 제 2 교호간헐폭기조(130)가 비폭기모드이면 무산소조(110)의 유입수는 제 2 교호간헐폭기조(130)로 공급되며 제 2 교호간헐폭기조(130) 내에서 일정 시간 체류 후 제 1 교호간헐폭기조(120)로 공급된다(도 3 참조). 즉, 제 1 교호간헐폭기조(120)가 비폭기모드이면 무산소조(110)-제 1 교호간헐폭기조(120)-제 2 교호간헐폭기조(130)의 순서로 유입수가 이동되며, 제 2 교호간헐폭기조(130)가 비폭기모드이면 무산소조(110)-제 2 교호간헐폭기조(130)-제 1 교호간헐폭기조(120)의 순서로 유입수가 이동된다. 여기서, 상기 무산소조(110)의 유입수가 제 1 교호간헐폭기조(120) 또는 제 2 교호간헐폭기조(130)로 선택적으로 이동되도록 하기 위해 무산소조(110)와 제 1 교호간헐폭기조(120)의 연결부, 무산소조(110)와 제 2 교호간헐폭기조(130)의 연결부에 각각 유입수로를 구비시키고, 각각의 유입수로(103)를 선택적으로 개폐하여 유입수를 선택적으로 이동시킬 수 있다.
2개의 간헐폭기조를 적용하는 종래의 기술은 운전 상태(폭기모드 또는 비폭기모드)에 무관하게 유입수를 처리, 배출하는 방식임에 따라, 간헐폭기조가 폭기모드일 때도 유입수가 공급되는 경우가 발생되며 이 경우 유입수에 대한 비폭기모드 처리가 미흡하게 진행된 채로 배출될 수밖에 없다.
본 발명의 경우, 비폭기모드의 교호간헐폭기조에만 무산소조(110)의 유입수가 공급되도록 하고, 일정 시간 비폭기모드 하에서 처리된 후 폭기모드의 교호간헐폭기조로 이동되도록 함으로써, 무산소조(110)에서 유입되는 유입수가 비폭기모드와 폭기모드를 모두 거치게 되어 인의 과잉섭취, 질산화 및 탈질산화 과정이 균일하게 진행될 수 있고, 하폐수가 무산소조(110)와 비폭기모드의 교호간헐폭기조를 차례로 거치게 되어 2회의 탈질 반응을 유도할 수 있게 된다. 이와 함께 하폐수의 일정량이 비폭기모드의 교호간헐폭기조로 공급됨에 따라 인 방출도 함께 유도된다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 제 1 교호간헐폭기조(120), 제 2 교호간헐폭기조(130)의 하부에는 각각 제 1 침지식분리막(121), 제 2 침지식 분리막(131)이 구비된다. 또한, 제 1 교호간헐폭기조(120), 제 2 교호간헐폭기조(130) 내에는 공기 주입을 위한 산기관(101)이 구비되고, 상기 산기관(101)의 일단에는 공기주입펌프(102)가 구비된다.
제 1 침지식분리막(121)과 제 2 침지식분리막(131)은 각각 유입수를 여과하여 처리수를 생산하는 역할을 수행하는데, 상기 제 1 교호간헐폭기조(120)와 제 2 교호간헐폭기조(130)의 운전 상태에 따라 상기 제 1 침지식분리막(121), 제 2 침지식분리막(131) 역시 선택적으로 동작된다.
즉, 제 1(또는 제 2) 교호간헐폭기조(120)가 폭기모드일 경우에는 제 1(또는 제 2) 침지식분리막(121)은 처리수를 배출하며, 제 1(또는 제 2) 교호간헐폭기조(120)가 비폭기모드일 경우에는 제 1(또는 제 2) 침지식분리막(121)은 처리수 배출을 중단한다. 이 때, 폭기모드시 상기 산기관(101)을 통해 해당 교호간헐폭기조 내에 공기가 주입되고, 비폭기모드시에는 공기 주입은 차단되고 해당 교호간헐폭기조 내에 하폐수의 분할 유입이 진행된다. 또한, 교호간헐폭기조 내의 슬러지는 폭기모드에서 상기 무산소조(110)로 내부반송되며, 반송되는 슬러지의 양은 유입수 대비 100∼300% 정도가 바람직하다.
상기 구성 이외에, 상기 무산소조(110), 제 1 교호간헐폭기조(120) 및 제 2 교호간헐폭기조(130) 내에는 교반 역할을 하는 교반기(104)가 더 구비될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법을 설명하였다. 한편, 이상 설명한 침지식 막분리 활성슬러지 방법은 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우에 적용된다. 여기서, 기준치라 함은 하폐수의 유량 및 농도에 대한 기준값을 의미하며, 상기 기준치는 설치 환경에 따라 가변적으로 적용될 수 있다.
하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이상인 경우 즉, 고농도 및 고유량의 하폐수에 대해서는 다음과 같은 처리공정이 적용된다. 이 때, 고농도 및 고유량의 하폐수를 처리하기 위한 장치는 도 1에 도시된 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치를 동일하게 이용한다.
고농도 및 고유량의 하폐수를 처리하는 경우, 도 4에 도시한 바와 같이 외부의 하폐수는 교호간헐폭기조로 분할 유입되지 않고 모두 무산소조(110)로 공급된다. 또한, 상기 제 1 교호간헐폭기조(120) 및 제 2 교호간헐폭기조(130)는 모두 폭기모드로만 운전되며, 상기 무산소조(110)로부터 배출되는 유입수는 상기 제 1 교호간헐폭기조(120)와 제 2 교호간헐폭기조(130)에 균등하게 공급된다. 이와 함께, 폭기모드의 상기 제 1 교호간헐폭기조(120)와 제 2 교호간헐폭기조(130)에서 슬러지가 상기 무산소조(110)로 100∼200% 내부반송되며, 제 1 침지식분리막(121)과 제 2 침지식분리막(131)을 통해 처리수가 배출된다. 한편, 고농도 및 고유량의 하폐수를 처리하는 경우에 있어서, 상기 제 1 교호간헐폭기조(120)와 제 2 교호간헐폭기조(130)의 후단에 응집침전수단 또는 흡착수단 등의 추가설비를 구비시켜 인의 응집, 처리를 추가적으로 실시할 수도 있다.
110 : 무산소조 120 : 제 1 교호간헐폭기조
130 : 제 2 교호간헐폭기조

Claims (11)

  1. 내부반송슬러지에 포함되어 있는 용존산소를 저감함과 함께 질산성 질소를 탈질하는 무산소조;
    제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조; 및
    상기 제 1 교호간헐폭기조, 제 2 교호간헐폭기조의 하부에 각각 구비되어 처리수를 생산하는 제 1 침지식분리막, 제 2 침지식분리막을 포함하여 이루어지며,
    하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우,
    제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조는 비폭기모드와 폭기모드로 교호 운전됨과 함께 서로 반대되는 모드로 운전되며, 하폐수는 상기 무산소조와 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>로 분할되어 유입되며, 상기 무산소조로부터 배출되는 유입수는 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>로 공급되며,
    하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이상인 경우,
    제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조는 모두 폭기모드로만 운전되며, 하폐수는 상기 무산소조로만 공급됨과 함께 상기 무산소조로부터 배출되는 유입수는 상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조에 균등하게 공급되며,
    하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우,
    제 1 교호간헐폭기조 또는 제 2 교호간헐폭기조는 폭기모드에서 슬러지를 상기 무산소조로 내부반송하는 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우,
    상기 제 1(또는 제 2) 침지식분리막은 제 1(또는 제 2) 교호간헐폭기조가 폭기모드일 때 처리수를 생산하며, 제 1(또는 제 2) 교호간헐폭기조가 비폭기모드일 때는 처리수 생산을 중단하는 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우,
    전체 하폐수 중 상기 무산소조에 70∼80vol%, <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>에 20∼30vol% 공급되는 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우,
    하폐수가 일정량 분할 유입되는 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>는 유기물 공급에 의해 순차적으로 무산소 및 혐기 조건으로 운전되는 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이상인 경우,
    상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조의 후단에 인 제거를 위한 응집침전수단 또는 흡착수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 무산소조의 유입수가 제 1 교호간헐폭기조 또는 제 2 교호간헐폭기조로 선택적으로 이동되도록 하기 위해 무산소조와 제 1 교호간헐폭기조의 연결부, 무산소조와 제 2 교호간헐폭기조의 연결부에 각각 유입수로를 구비되며, 각각의 유입수로는 선택적으로 개폐되는 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치.
  8. 무산소조, 제 1 교호간헐폭기조 및 제 2 교호간헐폭기조를 구비하고, 상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조에 각각 제 1 침지식분리막과 제 2 침지식분리막이 각각 구비된 장치를 이용한 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 방법에 있어서,
    하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우,
    제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조는 비폭기모드와 폭기모드로 교호 운전됨과 함께 서로 반대되는 모드로 운전되며, 하폐수는 상기 무산소조와 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>로 분할되어 유입되며, 상기 무산소조로부터 배출되는 유입수는 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>로 공급되며,
    하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이상인 경우,
    제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조는 모두 폭기모드로만 운전되며, 하폐수는 상기 무산소조로만 공급됨과 함께 상기 무산소조로부터 배출되는 유입수는 상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조에 균등하게 공급되며,
    하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우,
    제 1 교호간헐폭기조 또는 제 2 교호간헐폭기조는 폭기모드에서 슬러지를 상기 무산소조로 내부반송하는 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우,
    상기 제 1(또는 제 2) 침지식분리막은 제 1(또는 제 2) 교호간헐폭기조가 폭기모드일 때 처리수를 생산하며, 제 1(또는 제 2) 교호간헐폭기조가 비폭기모드일 때는 처리수 생산을 중단하는 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 하폐수의 유량 및 농도가 기준치 이하인 경우,
    하폐수가 일정량 분할 유입되는 <상기 제 1 교호간헐폭기조와 제 2 교호간헐폭기조 중 비폭기모드로 운전되는 교호간헐폭기조>는 유기물 공급에 의해 순차적으로 무산소 및 혐기 조건으로 운전되는 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 방법.
KR1020110077638A 2011-08-04 2011-08-04 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법 KR101076692B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110077638A KR101076692B1 (ko) 2011-08-04 2011-08-04 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110077638A KR101076692B1 (ko) 2011-08-04 2011-08-04 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101076692B1 true KR101076692B1 (ko) 2011-10-26

Family

ID=45033364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110077638A KR101076692B1 (ko) 2011-08-04 2011-08-04 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101076692B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004268040A (ja) * 2004-05-17 2004-09-30 Maezawa Ind Inc 排水処理装置及びその運転方法
KR100992463B1 (ko) * 2010-04-20 2010-11-08 한라오엠에스 주식회사 인 여과조 및 막분리장치를 이용한 하폐수처리장치 및 방법
KR101036001B1 (ko) * 2010-12-07 2011-05-23 (주)대림그린엔택 교번분할주입과 분리막을 이용한 하ㆍ폐수처리방법 및 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004268040A (ja) * 2004-05-17 2004-09-30 Maezawa Ind Inc 排水処理装置及びその運転方法
KR100992463B1 (ko) * 2010-04-20 2010-11-08 한라오엠에스 주식회사 인 여과조 및 막분리장치를 이용한 하폐수처리장치 및 방법
KR101036001B1 (ko) * 2010-12-07 2011-05-23 (주)대림그린엔택 교번분할주입과 분리막을 이용한 하ㆍ폐수처리방법 및 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101312966B1 (ko) 혐기조 및 반송라인과 결합된 2단탈질 방식의 엠비알 폐수처리 장치
KR20020090967A (ko) 질소 및 인의 동시처리를 위한 무산소/혐기조 교대 운전형막분리 활성슬러지공법 및 장치
MX2008008689A (es) Metodo y sistema para nitrificar y desnitrificar agua de desperdicio.
CN109368782B (zh) 一种基于侧流sbr强化连续流工艺污水短程硝化方法与系统
EP4245728A1 (en) Partial nitritation using sequencing batch reactor with filter media and wastewater treatment device and system for shortcut nitrogen removal using same
KR101068579B1 (ko) 세라믹 분리막을 이용한 폭기 배출 교대식 하폐수처리장치 및 방법
US20120012524A1 (en) Membrane bioreactor process
KR101133330B1 (ko) 반류수의 인성분과 막폐색 물질 제거를 이용한 막분리 고도수처리 시스템
KR101779492B1 (ko) 폐수 처리 시스템
KR20230140563A (ko) 연속 흐름 반응기에서 호기성 생물학적 폐수 처리
KR100464110B1 (ko) 고농축 슬러지 반송을 이용한 하 폐수 정화장치 및 그처리방법
KR100454362B1 (ko) 가변형 간벽이 설치된 연속 회분식 반응조 및 이를 이용한생물학적 하·폐수 고도처리방법
KR101076692B1 (ko) 직렬-병렬 가변운전형 침지식 막분리 활성슬러지 장치 및 방법
KR100655471B1 (ko) 상향류 생물반응조와 가압형 분리막을 이용한 하·폐수 처리장치
KR100463631B1 (ko) 연속유입 및 간헐배출식 하ㆍ폐수 처리장치 및 그 방법
KR100632487B1 (ko) 단계적으로 운영되는 연속회분식 폐수처리장치 및 그 방법
CN102329058A (zh) 污水三段生物处理工艺及装置
KR101186845B1 (ko) 암모니아 및 유기물의 동시제거 공정장치 및 폐수처리 방법
CN109734182B (zh) 曝气生物滤池系统以及曝气生物过滤方法
KR100709456B1 (ko) 폐수처리장치 및 폐수처리방법
KR100398912B1 (ko) 하수 및 오,폐수의 질소, 인 동시 제거방법
KR100783790B1 (ko) 다단탈질여과를 이용한 하수처리장치 및 이를 이용한 하수처리방법
KR20120005804A (ko) 분리막과 이를 이용한 하폐수 처리장치 및 그 방법
KR100823691B1 (ko) 질소와 인을 제거시킴과 동시에 발생 슬러지량을 저감시키기 위한 고도처리공법
KR20050024524A (ko) 오ㆍ폐수 고도처리 시스템 및 오ㆍ폐수 고도처리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140916

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150909

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161012

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170912

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190925

Year of fee payment: 9