KR101186360B1 - 하폐수 고도처리 시스템 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 하폐수 고도처리 시스템은 용존산소량을 검출하기 위한 센서가 구비된 무산소조; 상기 센서로부터 검출된 정보를 받아 막여과조에 주입되는 공기량을 제어하는 제어수단; 및 멤브레인과 폭기장치가 구비되어 있으며, 막여과에 의해 처리수를 배출하면서 슬러지는 상기 무산소조로 반송하고, 상기 제어수단에 의해 폭기장치의 공기량이 조절되는 막여과조를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 하폐수 고도처리 시스템 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무산소조의 용존산소 농도에 따라 막여과조의 주입 공기량을 조절하여 탈질 효율을 향상시킬 수 있는 하폐수 고도처리 시스템 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 방법에 관한 것이다.
기존의 물리화학적 또는 생물학적 수처리 공정에 대한 대안으로 생물학적 수처리 반응조(생물 반응조)에 막분리 공정을 결합한 생물 반응조 공정이 최근 활발히 연구되고 있으며, 실제 공정에도 널리 적용되고 있다. 분리막 생물 반응조 공정은 종래의 물리화학적 또는 생물학적 수처리 공정과 비교하여 적은 부지면적이 가능하여 보다 경제적이고, 외부 충격 부하에도 안정적으로 운전하여 양질의 처리수를 확보할 수 있다.
이러한 하수 고도처리공정은 생물학적 하수 고도처리공법으로 일반적으로 유기물 및 인처리를 위한 혐기조, 탈질을 위한 무산소조, 유기물 제거와 질산화를 위한 호기조, 고액분리를 위한 막여과조로 이루어져 있다.
막여과조에서는 흡입식 침지형막을 통한 고액분리시 막표면에 오염이 형성되므로 막오염 방지를 위하여 막하단에 블러워에 의해 공기주입을 과도하게 공급하게 된다. 이에 따라, 막여과조의 용존산소가 생물학적 반응에 필요한 농도보다 높게 유지되고 높은 용존산소 농도의 슬러지가 반송라인을 통해 무산소조로 유입되면, 상기 무산소조의 탈질과정이 저해되는 단점이 있다.
즉, 침지형막을 통한 처리수 생산과정에서 막오염을 최소화하기 위해 공기를 불어 넣기 때문에 미생물에 필요한 공기량보다 많은 공기량을 요구하고, 이로 인해 분리막조내 용존산소 농도가 높게 유지될 수 밖에 없는 것이다. 이에 따라, 상기 막여과조의 용존산소 농도가 높은 슬러지가 무산소조로 그대로 반송라인을 통해 반송되면, 상기 무산소조내 산소농도가 증가하고, 이로 인해 질산성 질소의 탈질이 일어나지 않아 질소 제거 효율이 저하되는 것이다.
이러한 문제를 해결하고자 안정화조, 탈기조 등의 DO농도 저감용 반응조를 추가하는 방법이 제안되었으나, 건설 및 유지 비용을 증가시키는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 탈질 효율이 우수한 하폐수 고도처리 시스템 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 안정화조, 탈기조 등의 DO농도 저감용 반응조 등의 설비를 추가로 설치하지 않아도 탈질 효율이 우수한 하폐수 고도처리 시스템 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 처리 효율이 우수하고 안정적으로 운전할 수 있는 하폐수 고도처리 시스템 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 하폐수 고도처리 시스템에 관한 것이다. 상기 하폐수 고도처리 시스템은 용존산소량을 검출하기 위한 센서가 구비된 무산소조; 상기 센서로부터 검출된 정보를 받아 막여과조에 주입되는 공기량을 제어하는 제어수단; 및 멤브레인과 폭기장치가 구비되어 있으며, 막여과에 의해 처리수를 배출하면서 슬러지는 상기 무산소조로 반송하고, 상기 제어수단에 의해 폭기장치의 공기량이 조절되는 막여과조를 포함한다.
한 구체예에서 상기 제어수단은 무산소조의 용존산소량이 높으면 막여과조에 주입되는 공기량을 감소시켜 조절할 수 있다.
구체예에서 상기 제어수단은 상기 막여과조의 처리수의 생산플럭스를 조절할 수 있다.
구체예에서 상기 제어수단은 막여과조에 주입되는 공기량에 따라 생산플럭스를 조절할 수 있다.
구체예에서 상기 하폐수 고도처리 시스템은 상기 무산소조와 상기 막여과조 사이에 호기조를 더 구비할 수 있다.
구체예에서, 상기 하폐수 고도처리 시스템은 혐기조에서 처리된 처리원수가 무산소조로 유입될 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 하폐수 고도처리 시스템을 이용한 하폐수 고도처리 방법에 관한 것이다. 구체예에서 상기 방법은 처리원수를 무산소조에 유입시켜 탈질화반응을 수행하고; 그리고 상기 무산소조를 거친 처리원수를 멤브레인과 폭기장치가 구비된 막여과조에 유입시켜 슬러지와 처리수로 분리하며, 상기 슬러지는 상기 무산소조로 반송하는 하폐수 고도처리 방법으로서, 상기 무산소조 내의 용존산소량을 검출하고; 그리고 상기 센서로부터 검출된 정보에 따라 막여과조에 주입되는 공기량을 조절하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 무산소조의 용존산소량이 높으면 막여과조에 주입되는 공기량을 감소하도록 조절할 수 있다.
상기 방법은 막여과조에 주입되는 공기량에 따라 생산플럭스를 가변적으로 운전할 수 있다.
상기 방법은 막여과조에 주입되는 공기량이 감소하면 생산압력을 모니터링 하면서 생산플럭스를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 안정화조, 탈기조 등의 DO농도 저감용 반응조 등의 설비를 추가로 설치하지 않아도 탈질 효율이 우수하며, 안정적으로 가동될 수 있는 하폐수 고도처리 시스템 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 방법을 제공하는 발명 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 동작과정을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 동작과정을 나타낸 순서도이다.
도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다.
본 발명의 하폐수 고도처리 시스템은 침지형 분리막 생물반응조에 있어서, 블로어 조절을 통해 탈질효율을 향상시킬 수 있다. 상기 하폐수 고도처리 시스템은 무산소조(10); 센서로부터 검출된 정보를 받아 막여과조에 주입되는 공기량을 제어하는 제어수단(30); 및 막여과조(20)를 포함한다.
상기 무산소조(10)에는 센서(150)가 구비되어 있어 용존산소량을 검출하고, 검출된 정보를 제어수단(30)으로 전송한다. 상기 센서(150)와 상기 제어수단(30)은 센서로부터 검출된 정보가 전송될 수 있도록 연결되어 있다.
또한 상기 제어수단(30)은 상기 센서(150)로부터 검출된 정보를 받아 막여과조(20)에 주입되는 공기량을 제어할 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 제어수단(30)은 막여과조(20)에 공기를 발생시키는 폭기장치(220) 를 작동시키는 블로어(310)를 조절할 수 있다.
이에 따라, 센서(150)에 의해 무산소조(10)의 용존산소량이 높은 것으로 감지되면, 상기 제어수단(30)은 막여과조(20)에 주입되는 공기량을 감소시켜 막여과조(30)에서 무산소조(10)로 반송되는 슬러지의 용존산소 농도를 감소시킬 수 있는 것이다.
상기 막여과조(30)에는 멤브레인(210)과 폭기장치(220)가 구비되어 있다. 상기 멤브레인은 멤브레인 모듈이 침지되어 장착된 침지형일 수 있다. 또한 상기 막여과조(30) 내의 용존산소 농도를 측정하기 위한 센서(도시되지 않음)가 더 구비될 수 있으며, 상기 센서로부터 검출된 정보도 제어수단(30)에 전송될 수 있다. 상기 막여과조(30)에는 무산소조(10)로부터 처리된 처리원수가 라인(L20)을 통해 유입되고 막여과에 의해 처리수를 라인(L21)을 통해 배출하면서 슬러지는 라인(L10)을 통해 상기 무산소조(10)로 반송한다. 상기 폭기장치(220)는 블로어(310)에 의해 작동되고, 상기 블로어(310)의 동작은 제어수단(30)에 의해 조절된다. 이 때 주입공기량은 감소/증가시 최소값/최대값을 정해놓고 정해진 범위 내에서 조절된다.
또한, 주입되는 공기량에 따라 생산 압력을 모니터링하여 생산 플럭스는 가변적으로 운전될 수 있다. 즉, 공기량이 감소되면 막오염이 증가할 수 있기 때문에 가변적으로 생산플럭스를 운영하여 막오염을 방지할 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 막여과조(20)의 처리수의 생산플럭스는 제어수단(30)에 의해 조절될 수 있다. 본 발명에서 처리수의 생산플럭스는 막여과조(20)로부터 처리된 처리수의 시간당 생산 수량으로 정의한다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어수단(30)은 막여과조(20)에 주입되는 공기량에 따라 생산 펌프(320)를 조절하여 생산플럭스를 조절할 수 있다. 상기 생산펌프(320)는 막여과조(20)로부터 처리된 처리수가 배출되는 라인(L21)에 압력계(315)와 함께 설치되어 처리수를 흡인 배출한다.
본 발명의 하폐수 고도처리 시스템은 필요에 따라 혐기조, 호기조, 탈기조 등을 더 구비할 수 있으며, 또한 단일 혹은 복수의 무산소조를 구비할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 무산소조(10)와 막여과조(20) 사이에 호기조(15)를 더 구비할 수 있다. 이 경우 무산소조(10)로부터 처리원수는 라인(L15)에 의해 호기조(15)로 유입되고, 상기 호기조(15)로부터 처리된 처리원수는 라인(L20)을 통해 막여과조(20)에 유입된다. 또한 상기 무산소조(10)와 호기조(15)는 복수로 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 개략도이다. 상기 하폐수 고도처리 시스템은 처리원수가 무산소조(10)에 유입되기 전에 혐기조(5)를 통해 처리된 후 무산소조(10)에 유입될 수 있다. 또한 상기 무산소조는 복수로 구비될 수 있다. 예를 들면, 제1무산소조(10a) 와 제2 무산소조(10b)를 통해 탈질화 반응을 거친 처리원수는 호기조(15)에서 유기물 제거 및 질산화 반응을 거칠 수 있다. 상기 제2 무산소조(10b)에서는 혐기조(5)로 반송되는 반송라인(L5)이 더 설치될 수 있으며, 막분리조(20)으로부터의 슬러지는 라인(L10)을 통해 제1무산소조(10a) 로 반송될 수 있다. 또한, 제1무산소조(10a)의 센서가 용존산소(DO)를 감지하여 제어수단(30)으로 정보를 보내면, 상기 제어수단(30)에 의해 막분리조(20)에 주입되는 공기량이 제어된다.
본 발명의 다른 관점은 상기 하폐수 고도처리 시스템을 이용한 하폐수 고도처리 방법에 관한 것이다. 구체예에서 처리원수는 무산소조에 유입시켜 탈질화반응이 이루어지고, 상기 무산소조를 거친 처리원수는 직접 혹은 호기조 등을 거쳐 막여과조로 유입된다. 상기 무산소조에는 센서가 구비되어 있어 무산소조 내의 용존산소를 검출한다. 상기 막여과조는 멤브레인과 폭기장치가 구비되어 있으며, 슬러지와 처리수로 분리하고 상기 슬러지는 상기 무산소조로 반송한다.
상기 무산소조 내의 센서로부터 용존산소량이 검출되면, 상기 검출된 정보는 제어수단으로 전송되어 막여과조에 주입되는 공기량을 조절하는 것이다. 이 때, 무산소조의 용존산소량이 높으면 막여과조에 주입되는 공기량을 감소하도록 조절할 수 있다. 또한, 상기 방법은 막여과조에 주입되는 공기량에 따라 생산플럭스를 가변적으로 운전할 수 있다. 예를 들면, 막여과조에 주입되는 공기량이 감소되면 막오염이 증가할 수 있기 때문에 생산플럭스를 감소시키는 것이다.
도 5는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 하폐수 고도처리 시스템의 동작과정을 나타낸 순서도이다.
생산플러스와 막여과조에 주입되는 공기유량을 설정하여 가동한 후 무산소조의 용존산소를 검출하여 기준 값보다 높을 경우 막여과조의 주입 공기는 블로어를 조절하여 단계별로 낮춘다. 이로 인해 막여과조에 의해 무산소조로 반송되는 슬러지의 용존산소가 낮아지게 되고 무산소조의 용존산소(DO)도 낮아지게 되는 것이다. 변경된 무산소조의 용존산소를 다시 센서에 의해 체크하여 기준값을 초과하면 블로어 조절을 반복하고 기준값에 도달하면 모니터링을 지속한다. 한편 변경된 주입 공기유량이 생산압력에 영향을 미치면, 생산플럭스를 조절하도록 한다. 즉, 막여과조에 주입되는 공기량이 감소되면 생산압력을 모니터링 하면서 생산플럭스를 감소시키는 것이다. 구체예에서는 주입 공기유량의 감소로 막여과조 내의 용존산소가 떨어지면 막여과조의 생산 플럭스를 생산펌프에 의해 조절한다. 이 경우, 상기 생산 펌프에 연결된 압력계를 체크하여 기준값을 초과하면 생산플럭스를 감소시키고, 기준값을 초과하지 않으면 공기유량을 유지한다.
본 발명은 상기 구체예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구체예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
5: 혐기조 10 : 무산소조
15 : 호기조 20 : 막여과조
30 : 제어수단 150: 센서
210 : 멤브레인 220: 폭기장치
310 : 블로어 315: 압력계
320 : 생산펌프
15 : 호기조 20 : 막여과조
30 : 제어수단 150: 센서
210 : 멤브레인 220: 폭기장치
310 : 블로어 315: 압력계
320 : 생산펌프
Claims (10)
- 용존산소량을 검출하기 위한 센서가 구비된 무산소조;
상기 센서로부터 검출된 정보를 받아 막여과조에 주입되는 공기량을 제어하는 제어수단; 및
멤브레인과 폭기장치가 구비되어 있으며, 막여과에 의해 처리수를 배출하면서 슬러지는 상기 무산소조로 반송하고, 상기 제어수단에 의해 폭기장치의 공기량이 조절되는 막여과조;
를 포함하고,
상기 제어수단은 생산펌프에 의해 상기 막여과조의 처리수의 생산플럭스를 조절하는 것을 특징으로 하는 하폐수 고도처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 무산소조의 용존산소량이 높으면 막여과조에 주입되는 공기량을 감소시켜 조절하는 것을 특징으로 하는 하폐수 고도처리 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 막여과조에 주입되는 공기량에 따라 생산펌프에 의해 생산플럭스를 조절하는 것을 특징으로 하는 폐수 고도처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 하폐수 고도처리 시스템은 상기 무산소조와 상기 막여과조 사이에 호기조를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하폐수 고도처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 하폐수 고도처리 시스템은 혐기조에서 처리된 처리원수가 무산소조로 유입되는 것을 특징으로 하는 하폐수 고도처리 시스템.
- 처리원수를 무산소조에 유입시켜 탈질화반응을 수행하고; 그리고 상기 무산소조를 거친 처리원수를 멤브레인과 폭기장치가 구비된 막여과조에 유입시켜 슬러지와 처리수로 분리하며, 상기 슬러지는 상기 무산소조로 반송하는 하폐수 고도처리 방법으로서,
상기 무산소조 내의 용존산소량을 검출하고; 그리고
센서로부터 검출된 정보에 따라 막여과조에 주입되는 공기량을 조절하는;
단계를 포함하고,
상기 막여과조에 주입되는 공기량에 따라 생산펌프를 조절하여 생산플럭스를 가변적으로 운전하는 것을 특징으로 하는 하폐수 고도처리 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 방법은 무산소조의 용존산소량이 높으면 막여과조에 주입되는 공기량을 감소하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 하폐수 고도처리 방법.
- 삭제
- 제7항에 있어서, 상기 방법은 막여과조에 주입되는 공기량이 감소하면 생산압력을 모니터링 하면서 생산플럭스를 감소시키는 것을 특징으로 하는 하폐수 고도처리 방법.
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KR20120032845A KR101186360B1 (ko) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 하폐수 고도처리 시스템 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 방법 |
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