KR101089227B1 - Advanced Wastewater Treatment Apparatus using biomedia and biomembrane and Advanced Wastewater Treatment Method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생물막과 생물분리막을 이용한 일체형 상향류 순환식 하·폐수 고도처리장치 및 이를 이용한 하·폐수 고도처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하·폐수가 하부로 유입되어 상향류로 흐르면서 처리되는 상향류식 생물학적 처리장치에 있어서, 하·폐수가 유입되고, 혐기 상태가 유지되어 탈인반응이 이루어지며, 생물막 담체가 내부에 구비된 생물막조; 상기 생물막조에서 배출된 처리수가 공급되고, 무산소 상태가 유지되어 탈질반응이 이루어지는 무산소조; 및 상기 무산소조에서 처리된 처리수가 유입되고, 외부에서 공기가 공급되어 호기상태가 유지되어 질산화 반응 및 유기물 산화 반응이 이루어지며, 분리막이 내부에 구비된 생물분리막조를 포함하고, 상기 생물막조, 무산소조 및 생물분리막조가 하나의 반응조로 이루어진 것을 특징으로 하는 생물막과 생물분리막을 이용한 일체형 상향류 순환식 하·폐수 고도처리장치 및 이를 이용한 하·폐수 고도처리방법에 관한 것이다. The present invention relates to an integrated upstream circulating sewage and wastewater advanced treatment apparatus using a biofilm and a bioseparation membrane, and a sewage and wastewater advanced treatment method using the same. In the upflow biological treatment device is a wastewater flows in, the anaerobic state is maintained to perform a dephosphorization reaction, the biofilm tank having a biofilm carrier therein; Oxygen-free tank is supplied with the treated water discharged from the biofilm tank, the oxygen-free state is maintained to perform the denitrification reaction; And treated water treated in the anoxic tank, air is supplied from the outside to maintain an aerobic state, and nitrification and organic oxidation reactions are performed, and a biological separation membrane tank having a separator therein includes the biofilm tank and the anoxic tank. And an integrated upstream circulating sewage and wastewater advanced treatment apparatus using a biofilm and a bioseparation membrane, and a sewage and wastewater advanced treatment method using the same.
본 발명을 통해 처리 시간 및 슬러지 발생량을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 질소 및 인을 효과적으로 제거할 수 있다. Through the present invention, not only can the treatment time and sludge generation amount be reduced, but also nitrogen and phosphorus can be effectively removed.
하·폐수, 고도처리, 생물막, 생물분리막, 슬러지 Sewage & Wastewater, Advanced Treatment, Biofilm, Bioseparation Membrane, Sludge
Description
본 발명은 생물막과 생물분리막을 이용한 일체형 상향류 순환식 하·폐수 고도처리장치 및 이를 이용한 하·폐수 고도처리방법에 관한 것이다. The present invention relates to an integrated upstream circulation type sewage and wastewater treatment system using a biofilm and a bioseparation membrane, and a method for treating wastewater and wastewater using the same.
수중에 질소와 인이 존재하게 되면 담수나 해수에서 태양 광선의 작용으로 조류가 대량으로 발생하고 번식하여 수중의 용존 산소 고갈 및 독소를 발생하게 한다. 따라서, 환경 보호와 수자원 확보를 위해 수중의 질소와 인을 제거하는 것은 매우 중요한 문제이다. 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, which causes dissolved oxygen depletion and toxins in the water. Therefore, it is very important to remove nitrogen and phosphorus in water to protect the environment and secure water resources.
이러한 수중의 영양물질인 질소와 인을 하·폐수로부터 제거하기 위한 처리를 고도처리라고 한다. The treatment for removing nitrogen and phosphorus, which are nutrients in water, from sewage and wastewater is called advanced treatment.
상기 고도처리 방법으로는 혐기조와 무산소조 및 호기조를 이용하여 인 방출, 탈질 및 질산화, 인 섭취를 수행하는 전통적인 하·폐수의 고도처리법이 많이 사용되고 있으며, A2O(Anaerobic Anoxic Oxic Process) 공법과 이를 변형내지는 개량한 UCT, VIP 같은 처리 공법이 알려져 있다. As the advanced treatment method, conventional sewage and wastewater advanced treatments using phosphorus release, denitrification and nitrification, and phosphorus intake using anaerobic tanks, anaerobic tanks and aerobic tanks are widely used.A2O (Anaerobic Anoxic Oxic Process) method and modification Treatment methods such as improved UCT and VIP are known.
어느 공정이나 질소 제거 효과를 높이기 위하여서는 호기조에서 충분한 질산화를 이루고 혐기조에서 충분한 인방출이 일어나고 무산소조에서 유입 하. 폐수 량의 1∼6배의 순환액을 재순환시키며 탈질을 하고 호기조에서는 질산화와 동시에 인의 과잉 섭취(luxury uptake)가 일어나야 한다.In order to enhance the nitrogen removal effect in any process, sufficient nitrification occurs in the aerobic tank, sufficient phosphorus release from 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.
A2O 공법은 침전지로부터 반송되는 활성슬러지로부터 인의 방출이 이루어지는 혐기 공정, 탈질반응이 일어나는 무산소 공정 및 질산화와 유기물 분해 그리고 인의 과잉섭취(Luxury uptake)가 일어나는 호기 공정으로 운전되어지고, 생물학적 고도처리 공법으로 널리 보편화되어있다. The A2O process is operated by an anaerobic process in which phosphorus is released from activated sludge returned from the settling basin, an anoxic process in which denitrification occurs, and an aerobic process in which nitrification and organic decomposition and luxury uptake of phosphorus occur. It is widely used.
그러나, 이러한 A2O 공법은 질소 및 인의 제거 효율이 비교적 낮다는 단점이 있다. 또한, 소규모 오수처리장치는 초기에 부유성장식 미생물을 사용하는 활성슬러지나 장기폭기법을 많이 사용하는 바, 이는 운전시 슬러지 벌킹(Bulking)현상이 자주 발생하고 부하변동이 큰 경우에 대처하기 어렵고 잉여 오니가 다량 발생하는 등의 문제점이 있다.However, this A2O method has a disadvantage in that the removal efficiency of nitrogen and phosphorus is relatively low. In addition, small-scale sewage treatment apparatus uses a lot of activated sludge or long-term aeration method in the early stage using suspended growth microorganisms, which is difficult to cope with the case of frequent sludge bulking and large load fluctuations during operation. There is a problem such that a large amount of surplus sludge occurs.
또한 고도처리 공법으로 혐기조, 무산소조, 호기조를 복합적으로 사용하는 많은 생물학적 공법들이 개발되고 있으나, 미생물의 성장 및 반응속도가 느리기 때문에 많은 공간면적이 필요하고, 유입수의 농도변화에 따른 대응이 유연하지 못하며 잉여슬러지가 다량 발생하는 기술적 한계가 있다. In addition, many biological processes using a combination of anaerobic, anaerobic, and aerobic tanks have been developed as advanced treatment methods.However, because of the slow growth and reaction rate of microorganisms, a large space area is required, and the response to inflow concentration changes is not flexible. There is a technical limitation that a large amount of surplus sludge occurs.
1990년대부터 호기조 내의 미생물 농도를 높이기 위한 방법으로 담체를 이용하여 고정상 미생물의 농도를 높이는 방법과 생물분리막을 이용하여 부유상 미생물의 농도를 높이는 방법이 개발되면서 처리효율 및 처리속도가 향상되었다. 그러나 상기한 두가지 방법은 호기조 내의 미생물을 고농도로 유지시키는 방법으로 혐기 미생물의 고농도 유지 및 활성에 대한 부분은 고려되고 있지 않다. Since the 1990s, as a method for increasing the concentration of microorganisms in an aerobic tank, a method of increasing the concentration of fixed phase microorganisms using a carrier and a method of increasing the concentration of floating phase microorganisms using a bioseparation membrane has been developed, thereby improving processing efficiency and processing speed. However, the above two methods maintain high concentrations of microorganisms in an aerobic tank, and a part of maintaining high concentrations and activities of anaerobic microorganisms is not considered.
일반적으로 혐기 미생물의 성장 및 반응속도는 호기 미생물보다 느리기 때문에 전체적인 공정의 균형을 위해서는 이에 대한 보완이 필요하다. In general, the growth and reaction rate of anaerobic microorganisms is slower than that of aerobic microorganisms.
또한 최근 난분해성 물질에 대한 환경기준이 강화되는 추세에 있어 효율적인 혐기조 운전을 위한 제반 기술의 필요성이 증가되고 있다. In addition, as the environmental standards for hardly decomposable substances are recently strengthened, the necessity of various technologies for efficient anaerobic operation is increasing.
본 발명에서는 질소 및 인 처리 효율이 높을 뿐만 아니라 처리 시간 및 슬러지 발생량을 절감할 수 있는 일체형 상향류 순환식 하·폐수 고도처리장치 및 이를 이용한 하·폐수 고도처리방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an integrated upflow circulating sewage and wastewater advanced treatment apparatus capable of reducing the treatment time and sludge generation as well as high nitrogen and phosphorus treatment efficiency and a method for treating sewage and wastewater using the same. .
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 In order to achieve the above object, the present invention
하·폐수가 하부로 유입되어 상향류로 흐르면서 처리되는 상향류식 생물학적 처리장치에 있어서, In the upflow biological treatment device which is treated while flowing into the bottom and flows upstream,
하·폐수가 유입되고, 혐기 상태가 유지되어 탈인반응이 이루어지며, 생물막 담체가 내부에 구비된 생물막조;A sewage / wastewater is introduced, and an anaerobic state is maintained to perform dephosphorization, and a biofilm tank having a biofilm carrier therein;
상기 생물막조에서 배출된 처리수가 공급되고, 무산소 상태가 유지되어 탈질반응이 이루어지는 무산소조; 및Oxygen-free tank is supplied with the treated water discharged from the biofilm tank, the oxygen-free state is maintained to perform the denitrification reaction; And
상기 무산소조에서 처리된 처리수가 유입되고, 외부에서 공기가 공급되어 호기상태가 유지되어 질산화 반응 및 유기물 산화 반응이 이루어지며, 분리막이 내부에 구비된 생물분리막조를 포함하고,Treated water treated in the oxygen-free tank is introduced, the air is supplied from the outside to maintain the aerobic state to perform nitrification and organic oxidation reaction, the membrane comprises a biological separation membrane tank provided therein,
상기 생물막조, 무산소조 및 생물분리막조가 하나의 반응조로 이루어진 것을 특징으로 하는 생물막과 생물분리막을 이용한 일체형 상향류 순환식 하·폐수 고도처리장치를 제공한다.It provides an integrated upstream circulation type sewage and wastewater treatment apparatus using a biofilm and a bioseparation membrane, characterized in that the biofilm tank, anoxic tank and bioseparation membrane tank consists of one reaction tank.
또한, 본 발명은 In addition,
하·폐수가 하부로 유입되어 상향류로 흐르면서 처리되는 상향류식 생물학적 처리방법에 있어서, In the upflow biological treatment method in which the wastewater flows into the bottom and flows upwardly,
처리하고자 하는 하·폐수를 생물막조에 유입시켜, 생물막 담체에 부착된 혐기성 미생물을 이용하여 탈인화 반응을 수행하는 단계; Introducing wastewater to be treated into a biofilm tank, and performing a dephosphorization reaction using anaerobic microorganisms attached to the biofilm carrier;
상기 생물막조를 거친 처리수를 무산소조에 유입시켜, 탈질화 반응을 수행하는 단계; Introducing the treated water having passed through the biofilm tank into an anoxic tank to perform a denitrification reaction;
상기 무산소조를 거친 처리수를 생물분리막조에 유입시켜, 분리막에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 질산화 반응 및 유기물 산화 반응을 수행하는 단계; 및Introducing the treated water undergoing the anaerobic tank into a bioseparation membrane tank to perform nitrification and organic oxidation using aerobic microorganisms attached to the membrane; And
상기 생물분리막조의 슬러지 일부를 상기 무산소조로 반송시키고, 나머지 잔량 슬러지 및 무산소조를 거친 처리수는 모두는 외부로 배출시키는 단계A part of the sludge of the bioseparation membrane tank is returned to the anoxic tank, and the remaining amount of the sludge and the treated water passing through the anoxic tank are discharged to the outside.
를 포함하는 하·폐수 고도처리 방법을 제공한다. Provides a high sewage and wastewater treatment method comprising a.
본 발명을 통하여 질소 및 인을 효과적으로 제거할 수 있고, 슬러지 발생량 및 처리시간을 절감할 수 있으며, 부지면적을 최소화 할 수 있다.Through the present invention, it is possible to effectively remove nitrogen and phosphorus, to reduce the amount of sludge generated and treatment time, and to minimize the land area.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 하·폐수 고도처리장치는 호기조 내부에만 분리막 또는 담체가 구비된 종래의 생물학적 고도처리장치와는 달리, 호기조 내부에는 분리막이 설치되 고, 혐기조 내부에는 생물막 담체가 구비된다. Unlike the conventional biological advanced treatment apparatus in which the sewage / wastewater treatment system of the present invention is provided with a separator or carrier only in the aerobic tank, a separator is installed in the aerobic tank, and a biofilm carrier is provided in the anaerobic tank.
이에 따라 호기성 미생물 및 혐기성 미생물이 모두 고농도로 활성화되어 안정적인 처리 효율 확보가 가능할 뿐만 아니라 처리 시간 및 슬러지 발생량을 현저히 감소시킬 수 있다. 이와 더불어 하·폐수가 하부로 유입되어 상향류로 흐르면서 처리되는 상향류식 생물학적 처리장치로서, 혐기조, 무산소조 및 호기조가 하나의 반응조로 이루어져 부지면적을 최소화할 수 있다. Accordingly, both aerobic and anaerobic microorganisms are activated at a high concentration to ensure stable treatment efficiency, and can significantly reduce treatment time and sludge generation. In addition, it is an upflow type biological treatment device that is processed while flowing downflow and wastewater flows to the bottom, and anaerobic tank, anoxic tank and aerobic tank are composed of one reaction tank to minimize the land area.
도 1은 본 발명에 따른 생물막과 생물분리막을 이용한 일체형 상향류 순환식 하·폐수 고도처리장치의 개략도를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a schematic diagram of an integrated upstream circulation type sewage and wastewater treatment system using a biofilm and a bioseparation membrane according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 하·폐수 고도처리장치(100)는 하·폐수가 유입되어 처리되고, 혐기 상태가 유지되어 탈인 반응이 이루어지는 생물막조(101); 상기 생물막조에서 배출된 처리수 및 생물분리막조에서 반송된 반송 슬러지가 공급되어 처리되고, 무산소 상태가 유지되어 탈질 반응이 이루어지는 무산소조(102); 상기 무산소조에서 처리된 처리수가 유입되고, 외부에서 공기가 공급되어 호기상태가 유지되어 질산화 반응 및 유기물 산화 반응이 이루어지는 생물분리막조(103)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the sewage and wastewater
특히, 본 발명의 하·폐수 고도처리장치(100)는 생물막조(101) 내부에 생물막 담체(111)가 구비되고, 생물분리막조(103) 내부에 분리막(112)이 구비되어, 생물막조(101)의 혐기성 미생물과 생물분리막조(103)의 호기성 미생물이 모두 고농도로 유지된다.In particular, the sewage and wastewater
또한, 본 발명의 하·폐수 고도처리장치(100)은 하·폐수가 하부로 유입되어 상향류로 흐르면서 처리되는 상향류식 생물학적 처리장치로서, 상기 생물막조(101), 무산소조(102) 및 생물분리막조(103)가 하나의 반응조로 이루어진다. In addition, the advanced sewage and
도 2는 본 발명예에 따른 생물막과 생물분리막을 이용한 일체형 상향류 순환식 하·폐수 고도처리장치의 모식도를 나타낸 도면이다. Figure 2 is a view showing a schematic diagram of the integrated upstream circulating sewage, wastewater advanced treatment apparatus using a biofilm and a biological separation membrane according to the present invention.
도 2를 참조하면, 하·폐수 고도처리장치(500)는 하·폐수가 유입되어 처리되고, 혐기 상태가 유지되어 탈인반응이 이루어지며, 생물막 담체(511) 및 ORP 센서(521)가 내부에 구비된 생물막조(501); 상기 생물막조에서 배출된 처리수 및 생물분리막조(503)에서 반송된 반송 슬러지가 공급되어 처리되고, 무산소 상태가 유지되어 탈질 반응이 이루어지며, 온도센서(522), pH센서(523) 및 DO센서(524)가 내부에 구비된 무산소조(502); 상기 무산소조에서 처리된 처리수가 유입되고, 외부에서 공기가 공급되어 호기상태가 유지되어 질산화 반응 및 유기물 산화 반응이 이루어지며, 분리막(512), 온도센서(525), pH센서(526) 및 DO센서(527)가 내부에 구비된 생물분리막조(503)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the sewage and wastewater
이때 상기 생물막조(101) 내부에 구비된 생물막 담체(111)에 혐기성 미생물이 고농도로 서식하여, 난분해성 물질이 혐기성 미생물과 장기간 접촉하여 집중적 처리가 가능하다. 이에 따라 난분해성 물질에 대한 혐기성 미생물의 분해력이 증진되고, 결과적으로 난분해성 물질이 신속하게 분해된다. 특히, 혐기성 미생물은 부유성 보다 고착성이 우수하므로 담체를 이용하는 경우 보다 효율적으로 혐기성 미생물을 고농도로 유지할 수 있다. At this time, the anaerobic microorganisms inhabit a high concentration in the
또한, 부수적으로 혐기성 미생물의 생장으로 인한 탈질 작용이 유도되어 질산성 질소의 제거가 가능하며, 난분해성 유기물의 소화과정에서 유기산이 생성되어 무산소조(102)의 유기원으로 활용될 수 있어 별도의 영양원 투입을 줄일 수 있는 장점이 있다.In addition, it is incidentally denitrification effect due to the growth of anaerobic microorganisms are induced to remove the nitrate nitrogen, organic acid is generated in the digestion process of the non-degradable organic matter can be used as an organic source of the
상기 생물막 담체(111)는 고정상과 유동상 모두 가능하다. The
생물막 담체(111)의 재질은 본 발명에서 한정하지 않으며, 이 분야에서 공지된 바의 것을 사용한다. 대표적으로 폴리염화비닐, 폴리에텔렌, 폴리에테르술폰, 폴리플루오르화물비닐리덴, 폴리테트라플루오르에틸렌, 세라믹 등이 가능하다. The material of the
이때 생물막조(501)에 구비된 ORP센서(521)는 생물막조 처리수의 산소 산도를 측정한다. 이러한 ORP센서에 의해 생물막조(501)의 ORP는 -50 내지 -400mV를 유지시켜서 혐기성 미생물의 최적생육 효과를 얻도록 한다.At this time, the
상기 무산소조(102)에는 상기 생물막조(101)에서 처리된 처리수 및 상기 생물분리막조(103)에서 반송된 반송 슬러지가 유입되어 미생물에 의한 탈질 과정이 수행된다. 이때 상기 생물분리막조(103)의 슬러지를 무산소조로 반송하는 반송 슬러지 배관(113)이 구비되는 것이 바람직하다. 또한 무산소조 내부에는 공급된 처리수 및 반송 슬러지의 혼합을 위한 교반 장치(미도시)가 구비된다다. In the oxygen-
상기 반송 슬러지 배관(113)을 통해 상기 생물분리막조(103)에서 암모니아성질소(NH3-N)가 질산화하여 생성된 질산성질소가 무산소조(102)로 유입된다. 또한 생물분리막(112)에 의해 농축된 부유 미생물이 반송 펌프(미도시) 및 반송 슬러지 배관(113)을 통해 무산소조(102)로 공급됨으로써, 무산소조(102)의 미생물 농도를 고농도로 유지할 수 있게 한다. Nitrogen nitrogen produced by nitrification of ammonia nitrogen (NH 3 -N) in the
구체적으로, 무산소조(102)에서는 분자상의 산소(자유산소)가 없는 무산소 조건에서 미생물이 유기물을 분해할 때 자유산소 대신 질산성질소(NO3-N) 분자 내의 결합산소를 최종 전자 수용체로 이용함으로써 질산성 질소를 질소가스(N2)로 환원시켜 수중의 질소를 제거하여, 탈질 과정이 이루어진다. Specifically, in the
상기 무산소조(502)에는 무산소 내부 온도를 측정하기 위한 온도센서(522); 무산소조 처리수의 pH를 감지하기 위한 pH센서(523); 및 무산소조 처리수의 용존산소농도를 감지하기 위한 DO센서(524)가 구비된다. 이러한 센서에 의해 무산소조(502)는 15 내지 35 ℃, pH 6.5 내지 8.0, 용존산소는 0.5 ㎎/ℓ 이하가 유지되도록 한다. The
상기 생물분리막조(103)에 상기 무산소조(102)에서 처리된 처리수가 유입되고, 내부에 구비된 분리막(112)에 의하여 호기성 부유미생물을 고농도로 활성화되어, 유기물 산화 및 질산화, 인 과잉섭취가 이루어진다. 상기 생물분리막조(103)에서 최종 처리된 처리수는 흡입 펌프(미도시)의 흡입력에 의해 외부로 배출되어 진다.The treated water treated in the
이때 분리막(112)은 호기성 미생물을 부유성 상태로 고농도로 활성화시켜 생물분리막조(103) 내의 호기성 미생물 균질성을 증가시키므로, 잔류하는 유기물을 빠르게 제거하고 동시에 질산화 반응의 효율 및 인의 과량 섭취 효율을 높일 수 있다. At this time, the
이러한 분리막은 중공사막, 평막 모두 적용이 가능하며, 그 재질은 본 발명에서 특별히 그 종류를 한정하지는 않는다. 일예로 폴리염화비닐, 폴리에텔렌, 폴리에테르술폰, 폴리플루오르화물비닐리덴, 폴리테트라플루오르에틸렌, 세라믹 등이 가능하다. Such a separation membrane is applicable to both hollow fiber membrane and flat membrane, the material is not particularly limited in its kind in the present invention. For example, polyvinyl chloride, polyetherene, polyethersulfone, polyfluoride vinylidene, polytetrafluoroethylene, ceramics, and the like are possible.
상기 생물분리막조(503)에는 생물분리막조 내부 온도를 측정하기 위한 온도센서(525); 생물분리막조 처리수의 pH를 감지하기 위한 pH센서(526); 및 생물분리막조 처리수의 용존산소농도를 감지하기 위한 DO센서(527)가 구비된다. 이러한 센서에 의해 생물분리막조(503)는 15 내지 35 ℃, pH 6.5 내지 8.0, 용존산소는 0.5 ㎎/ℓ 이하가 유지되도록 한다. The
이때 생물분리막조(503)에는 공기주입기(514)가 구비되어 있어, 브로워(532)로부터 발생된 기포를 생물분리막조(503)로 공급한다. 공기주입기(514)로부터 공급된 기포의 상승력, 분리막(512) 접촉에 의한 산화력과 탈기작용으로 막표면의 세정 작용이 자동으로 이루어져 분리막(512)의 수명은 물론이고, 여과 효율도 안정적으로 지속할 수 있다.In this case, the
추가적으로, 생물분리막조(502)로부터 최종 처리된 처리수가 흡입 펌프(533)에 의해 흡입되는 압력을 감지하기 위한 흡입압력센서(528) 및 생물막조로의 처리수가 분리막(512)을 투과하는 유량을 측정하기 위한 투과량 센서(529)를 구비하여, 최종 처리된 유출수의 유출량 및 분리막 투과량을 조절할 수 있다. In addition, the
특히, 본 발명은 주요 반응조건을 검출할 수 있는 센서가 생물막조, 무산소조 및 생물분리막조에 설치되고, 유출수의 흡입조건 및 분리막 투과량을 검출하는 센서가 추가적으로 구비되므로, 실시간 분석한 값을 온라인으로 연결되어 있는 중앙제어시스템(600) 또는 휴대용 단말기(610)에 송수신하여 관리자에게 결과값을 자동으로 전달할 수 있는 시스템을 구현할 수 있다. In particular, the present invention is a sensor that can detect the main reaction conditions are installed in the biofilm tank, anoxic tank and bioseparation membrane tank, and additionally equipped with a sensor for detecting the intake conditions of the effluent and the permeation amount of the membrane, so that the real-time analysis value is connected online By transmitting and receiving to the
이를 위해 센서의 정보를 원격 송,수신하여 하·폐수 고도처리시스템을 감시 및 제어하기 위한 인터페이스를 구성할 수 있다. For this purpose, an interface for monitoring and controlling the advanced sewage and wastewater treatment system can be configured by remotely transmitting and receiving sensor information.
이러한 인터페이스는 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절히 선정될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스는 각각의 센서의 신호를 아날로그에서 디지털로 변환하기 위한 ADC모듈, 디지털에서 아날로그로 변환하기 위한 DAC모듈, 변환된 센서의 정보를 저장하기 위한 메모리모듈과 메인콘트롤러와 주변장치의 작동상태 감시 및 장치의 작동을 위한 DIO모듈과 미리 설정된 프로그램에 의하여 반응조 내의 용존산소농도와 용액내의 산소 산도, 내부 온도, pH 측정과 측정된 값의 비교 판단을 결정하는 커맨더모듈과, 센서에 의하여 정보화 된 데이터를 저장하는 백업모듈과 현재의 상태를 표시하기 위한 디스플레이를 중앙처리장치(600)와 연계하여 구성할 수 있다. Such an interface may be appropriately selected by one of ordinary skill in the art. For example, the interface may include an ADC module for converting a signal of each sensor from analog to digital, a DAC module for converting from digital to analog, a memory module for storing the converted sensor information, and a main controller and a peripheral device. Commander module to determine the comparison between dissolved oxygen concentration in the reaction tank, oxygen acid in solution, internal temperature, pH measurement and measured value by DIO module for operating condition monitoring and device operation The backup module for storing the information data and the display for displaying the current state can be configured in conjunction with the
상기 인터페이스가 메인콘트롤러와 데이터 송,수신을 위한 원격 통신 방법으로 초고속 통신망이나, 무선통신, 및 전화공중망 등이 가능하다. The interface may be a high-speed communication network, a wireless communication, a telephone public network, etc. as a remote communication method for data transmission and reception with the main controller.
이와 같은 본 발명의 생물막 담체(111)와 분리막(112)을 이용한 하·폐수 고도처리장치를 통해, 질소는 생물분리막조(103)의 질산화 반응과, 무산소조(102)의 탈질 반응을 통해 제거되고, 인은 생물막조(101)의 인 방출과 생물분리막조(103)의 인 과잉섭취를 통해 슬러지에 축적되는 과정을 통해, 최종적으로 잉여 슬러지가 배출됨으로써 제거된다. Through the advanced sewage and wastewater treatment apparatus using the
이와 같은 하·폐수 고도처리장치를 이용한 하·폐수 고도처리방법은 처리하고자 하는 하·폐수를 생물막조에 유입시켜, 생물막 담체에 부착된 혐기성 미생물을 이용하여 탈인화 반응을 수행하는 단계; 상기 생물막조를 거친 처리수를 무산소조에 유입시켜, 탈질화 반응을 수행하는 단계; 상기 무산소조를 거친 처리수를 생물분리막조에 유입시켜, 분리막에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 질산화 반응 및 유기물 산화 반응을 수행하는 단계; 및 상기 생물분리막조의 슬러지 일부를 상기 무산소조로 반송시키고, 나머지 잔량 슬러지 및 무산소조를 거친 처리수는 모두는 외부로 배출시키는 단계로 이루어진다. The advanced sewage and wastewater treatment method using the advanced sewage and wastewater treatment apparatus may include introducing wastewater to be treated into a biofilm tank and performing dephosphorization reaction using anaerobic microorganisms attached to the biofilm carrier; Introducing the treated water having passed through the biofilm tank into an anoxic tank to perform a denitrification reaction; Introducing the treated water undergoing the anaerobic tank into a bioseparation membrane tank to perform nitrification and organic oxidation using aerobic microorganisms attached to the membrane; And returning a part of the sludge of the bioseparation membrane tank to the anoxic tank, and discharging the remaining amount of the sludge and the treated water that passed through the anoxic tank to the outside.
본 발명의 하·폐수 고도처리장치 및 방법은 종래의 생물학적 처리장치 및 방법과 비교하여 단시간 내에 유기물 분해와 고도처리가 가능하므로, 매우 경제적이고 효율적이다. The advanced sewage and wastewater treatment apparatus and method of the present invention are very economical and efficient because organic matter decomposition and advanced treatment are possible in a short time as compared with the conventional biological treatment apparatus and method.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예 및 실험예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples and the experimental examples.
<실시예 1>≪ Example 1 >
본 발명의 하·폐수 고도처리장치의 처리능력을 확인하기 위해서 도 1에 도시한 방법으로 공정을 구현하였다. 이때 생물막조의 담체는 크기가 균일한 세라믹 담체를 충전하였으며, 생물분리막조의 분리막은 C-PVC 재질의 평막을 사용하였다. In order to confirm the treatment capacity of the advanced sewage treatment system of the present invention, the process was implemented by the method shown in FIG. At this time, the carrier of the biofilm tank was filled with a ceramic carrier having a uniform size, and the separator of the biofilm separator tank was a flat membrane made of C-PVC.
유입수는 용인시의 하수종말처리장으로 유입된 하수를 본 실시예와 비교예에 동일하게 적용하였으며, 운전조건은 다음의 표 1에 기재된 바와 같다.Influent was applied to the sewage flowing into the sewage treatment plant in Yongin in the same manner as in this Example and Comparative Example, the operating conditions are as shown in Table 1 below.
구분
division
(Q)
Sludge Transfer
(Q)
(℃)
Temperature
(℃)
<비교예 1: 생물분리막 공정>Comparative Example 1: Bioseparation Membrane Process
혐기조에 담체를 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였으며, 공정조건은 상기 표 1, 구체적인 공정도는 도 3에 나타내었다. Except not using a carrier in the anaerobic tank was carried out in the same manner as in Example 1, the process conditions are shown in Table 1, the specific process diagram shown in FIG.
<비교예 2>Comparative Example 2
기존의 통상적인 생물학적 고도처리공정을 적용하여 비교예 2를 수행하였다. 비교예 2는 생물막과 생물분리막을 사용하지 않았기 미생물 농축을 위하여 외부의 침전조를 운영하였다. 공정조건은 상기 표 1, 구체적인 공정도는 도 4에 나타내었다. Comparative Example 2 was carried out by applying a conventional biological advanced treatment process. In Comparative Example 2, the biofilm and the bioseparation membrane were not used, and thus, an external precipitation tank was operated to concentrate the microorganisms. Process conditions are shown in Table 1 above and FIG. 4.
<실험예 1: 처리능력 평가>Experimental Example 1: Evaluation of Processing Capacity
상기 실시예 1, 비교예 1 내지 2의 처리공정의 처리능력을 3개월 동안의 운전 결과를 평균처리하여 평가하고, 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다. The processing capacity of the processing steps of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was evaluated by averaging the operation results for 3 months, and the results are shown in Table 2 below.
(시간)
Processing time
(time)
Dewatering Sludge Generation (g / m 3 )
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1의 경우 비교예 2와 비교하여 처리시간이 50% 이상 향상되었으며, 슬러지 발생량 또한 비교예 1,2와 비교하여 50% 정도 감량되었다. 또한, 질소처리 효율은 40%, 인 처리효율 30% 수준으로 향상됨을 확인할 수 있었다. Referring to Table 2, in Example 1, the treatment time was improved by 50% or more compared with Comparative Example 2, and the amount of sludge generation was also reduced by about 50% compared with Comparative Examples 1,2. In addition, the nitrogen treatment efficiency was confirmed to improve to 40%, phosphorus treatment efficiency 30% level.
도 1은 본 발명에 따른 생물막과 생물분리막을 이용한 하·폐수 고도처리장치의 개략도를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic diagram of an advanced sewage and wastewater treatment apparatus using a biofilm and a biological separation membrane according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 생물막과 생물분리막을 이용한 하·폐수 고도처리장치의 모식도를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a view showing a schematic diagram of an advanced sewage and wastewater treatment apparatus using a biofilm and a biological separation membrane according to the present invention.
도 3은 비교예 1의 하·폐수 고도처리장치의 개략적인 구성도를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a schematic configuration diagram of an advanced sewage and wastewater treatment apparatus of Comparative Example 1. FIG.
도 4는 비교예 2의 하·폐수 고도처리장치의 개략적인 구성도를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a schematic configuration diagram of an advanced sewage and wastewater treatment apparatus of Comparative Example 2. FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101: 생물막조 102: 무산소조101: biofilm tank 102: anoxic tank
103: 생물분리막조 111: 생물막 담체103: bioseparation membrane tank 111: biofilm carrier
112: 분리막 113: 반송 슬러지 배관112: separator 113: conveying sludge piping
501: 생물막조 502: 무산소조501: biofilm tank 502: anoxic tank
503: 생물분리막조 511: 생물막 담체503: bioseparation membrane tank 511: biofilm carrier
512: 분리막 513: 반송 슬러지 배관512: separator 513: conveying sludge piping
521: ORP센서 522: 온도센서521: ORP sensor 522: temperature sensor
523: pH센서 524: DO센서523: pH sensor 524: DO sensor
525: 온도센서 526: pH센서525: temperature sensor 526: pH sensor
527: DO센서 528: 흡입압력센서527: DO sensor 528: suction pressure sensor
529: 투과량센서 531: 반송펌프529: transmission sensor 531: conveying pump
532: 브로워 600: CPU532: Brower 600: CPU
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KR101419850B1 (en) * | 2013-04-29 | 2014-07-21 | 한국산업기술시험원 | Treatment system of wastewater having package type bioreactor |
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-
2009
- 2009-02-20 KR KR20090014224A patent/KR101089227B1/en not_active IP Right Cessation
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