KR101186859B1 - Sysytem and method of advanced sewage and wastewater treatment having optimization controller of respective reactors - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하수 및 오수고도처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 반응조에 반응 조절조를 구비하여, 반응조 내의 최적 반응조건을 조성하여 유기물, 질소 및 인의 제거효율을 향상시키고 유입수의 수질, 수량 및 온도 변화에도 안정적인 방류수질을 확보하기 위한 하수 및 오수고도처리 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a sewage and sewage advanced treatment system, and more specifically, each reaction tank is equipped with a reaction control tank, to create an optimum reaction conditions in the reaction tank to improve the removal efficiency of organic matter, nitrogen and phosphorus and the quality of water, quantity of influent And it relates to a sewage and sewage advanced treatment system to ensure a stable discharge water quality even with temperature changes.
종래 하수 및 오수고도처리 시스템은 반응조의 구성에 따라 다양한 공법이 개발되어 사용되고 있다. 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, A2O 공법의 경우에 침전조(50)에서 외부반송이 혐기조(20)로 유입되고 호기조(40)에서 무산소조(30)로 내부반송이 되므로 MLSS 농도는 혐기조 ≒ 무산소조 ≒ 호기조의 조건이 된다.Conventional sewage and sewage advanced treatment systems have been developed and used in a variety of methods depending on the configuration of the reaction tank. First, as shown in Figure 1, in the case of the A2O method, the external transport from the
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, Bardenpho공법의 경우, 침전조(50)에서 혐기조(20)로 외부반송이 되고 호기조(40)에서 무산소조(30)로 내부반송이 되므로 MLSS 농도는 혐기조 ≒ 무산소조 ≒ 호기조의 조건이 된다.And, as shown in Figure 2, in the case of the Bardenpho method, the external transport from the
또한, 도 3에 도시된 UCT 공법의 경우, 침전조(50)에서 무산소조I(30-1)로 외부반송이 되고 호기조(40)에서 무산소조II(30-2)로 내부반송I이 이루어지고 무산소조I(30-1)에서 혐기조(20)로 내부반송II가 이루어지므로 MLSS의 농도는 형기조 < 무산소조 ≒ 호기조의 조건이 된다.In addition, in the case of the UCT method shown in FIG. 3, the external transport I is made from the
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, VIP 공법의 경우, 침전조(50)에서 무산소조(30)로 외부반송이 되고 호기조(40)에서 무산소조(30)로 내부반송I이 이루어지고 무산소조(30)에서 혐기조(20)로 내부반송II가 이루어지므로 MLSS의 농도는 혐기조 < 무산소조 ≒ 호기조의 조건이 된다.And, as shown in Figure 4, in the case of the VIP method, the external transport from the
따라서 상기 A2O, Bardenpho, UCT, VIP 등의 공법은 호기조(40)와 무산소조(30)의 MLSS의 값이 유사하게 유지된다.Therefore, the method of A2O, Bardenpho, UCT, VIP and the like maintains the values of MLSS of the
동절기에는 질산화균의 활성 저하로 인해 하절기와 유사한 NH3-N의 제거효율을 유지하기 위해서는 호기조(40)의 MLSS의 값을 증가시켜야만 한다. 그러나 이와 같이 종래에 설치되어 있는 하수 및 오수 처리 시스템들의 대부분 공법은 반송슬러지 라인이 혐기조(20)나 무산소조(30)로 연결되어 있기 때문에 무산소조(30)의 MLSS의 값도 증가하게 되어 무산소조(30)내의 F/M비가 저하되게 된다.During the winter, in order to maintain the removal efficiency of NH3-N similar to the summer due to the deterioration of nitrifying bacteria, the value of MLSS of the
그리고 이러한 공법들은 외국에서 도입된 기술로서 우리나라 하수 성상에 적합하지 않은 문제점이 있다.And these methods are a technology introduced from abroad, there is a problem that is not suitable for the sewage of our country.
우리나라 하수처리장의 1차 처리수의 성상을 살펴보면, CODcr은 180mg/L, 질소농도가 25mg/L 내외이다. 즉, 우리나라 하수는 BOD 100mg/L내외로 그 농도가 매우 낮은 편이다. 우리나라 하수의 SCOD/TCOD의 비는 0.44정도인 반면에 미국은 0.57로서 국내하수가 낮은 편으로 이는 생활양식의 차이 및 하수관의 상황 등과 관련이 있기 때문이다. TKN/BOD를 보면, 우리나라 하수가 0.33, 미국이 0.3으로서 우리나라 하수는 BOD에 비해 질소함량이 커서 전체적인 질산화에 소요되는 시간이 더 걸리는 반면에, BOD농도가 낮아 질산화 속도가 증대되는 경우도 있다.Looking at the characteristics of the primary treatment water of the sewage treatment plant in Korea, CODcr is 180mg / L, nitrogen concentration is about 25mg / L. In other words, Korea's sewage is about 100mg / L BOD concentration is very low. The ratio of SCOD / TCOD of Korean sewage is about 0.44, while that of the US is 0.57, which means that domestic sewage is low, which is related to lifestyle differences and the situation of sewer pipes. TKN / BOD shows that Korea's sewage is 0.33 and the United States is 0.3, and Korea's sewage has a higher nitrogen content than BOD, so it takes longer to complete nitrification.
질산화가 된 경우라도 유입 BOD가 낮으므로 탈질소율은 낮을 수 있으며, 우리나라 하수의 Alkalinity는 80150mg/L[as CaCO3]로서 이는 유입수내의 NH4+-N을 질산화시킬 때 소비되는 양[7.14mg Alk./1mg NH4+-N 산화]과 탈질에 의해 생성되는 양[3.6mg Alk./1mg NO3--N]을 고려해 볼 때 거의 여유가 없거나 다소 부족한 농도로 나타나고 있다.Even in the case of nitrification, the denitrification rate can be low because the inflow BOD is low, and the sewage Alkalinity of our sewage is 80150mg / L [as CaCO3], which is the amount consumed when nitrifying NH4 + -N in the inflow [7.14mg Alk./1mg Considering the NH4 + -N oxidation] and the amount produced by denitrification [3.6mg Alk./1mg NO3--N], the concentration is almost free or somewhat insufficient.
이와 같이 우리나라의 하수특성은 질소와 인의 농도에 비해 상대적으로 유기물의 농도가 낮아 생물학적으로 질소와 인을 동시에 처리할 경우, 유기탄소원의 부족으로 인하여 안정된 처리가 어려운 실정이다. 생물학적 영양소 제거 공정의 적용을 위해서는 유입되는 하수의 성상이 매우 중요하며, 저농도의 하수에서는 그 성상이 전체적인 처리효율을 결정하는 주요 요소가 된다. 국내 하수는 BOD 약100mg/L 정도로 외국에 비하여 절반 정도이며, 국내 하수 특성 가운데 생물학적 영양소 제거 공정의 적용을 어렵게 하는 것은 질소의 농도가 상대적으로 높다는 것이다.As such, the sewage characteristics of Korea are relatively low compared to the concentration of nitrogen and phosphorus, so when biologically treating nitrogen and phosphorus simultaneously, it is difficult to stably process due to the lack of organic carbon source. The characteristics of the incoming sewage are very important for the application of the biological nutrient removal process, and in low concentration sewage, it becomes a major factor in determining the overall treatment efficiency. Domestic sewage is about 100mg / L of BOD, about half of that compared to other countries, and the difficulty of applying biological nutrient removal process among domestic sewage characteristics is that nitrogen concentration is relatively high.
Ekama(1983)와 Hartwig(1992)등에 의하면 생물학적 질소인 제거 공정에 적합한 COD/TKN비를 11이상으로 설명하고 있으며, 특히 Hartwig는 7.7이하에서는 적용이 어렵다고 설명하고 있는데, 국내하수의 COD/TKN비는 평균 7.7이하로서 영양소 제거가 적합하지 않은 농도로 나타나고 있다. 그리고 Ekama는 유입수 성상에 따라 적절한 영양소 제거 공정을 다음과 같이 제시하였다.According to Ekama (1983) and Hartwig (1992), the COD / TKN ratio, which is suitable for the removal process of biological nitrogen, is described as 11 or more. Especially, Hartwig explains that it is difficult to apply below 7.7. Is below 7.7, indicating that nutrient removal is not suitable. Ekama suggested the proper nutrient removal process according to the influent characteristics as follows.
COD/TKN > 12.5 A2/OCOD / TKN> 12.5 A2 / O
COD/TKN > 9.10 MUCTCOD / TKN> 9.10 MUCT
COD/TKN > 7.10 UCTCOD / TKN> 7.10 UCT
따라서, Ekama에 따르면 국내 하수의 경우는 A2/O 및 MUCT 공정의 적용은 어렵고 UCT공정이 적용 가능하다 할 수 있으나, 국내처럼 저농도의 하수가 유입되는 경우에는 긴 체류시간[1024시간]으로 인해 유기물이 부족하게 되어 실패할 가능성이 크다. 그리고 Pitman(1993)의 Bardenpho공정에 의한 운전 결과를 보면, 유입 BOD가 200mg/L 정도일 때 유기물, 질소, 인 제거에 만족할 만한 결과를 보이는 반면, 유입 BOD가 100mg/L정도일 때는 탈질에 필요한 유기물 부족으로 질산성 질소가 제거되지 않았고 이로 인하여 인 방출도 방해를 받아 인 제거도 실패하였다. 따라서 국내처럼 저농도 하수가 유입되는 경우 Bardenpho공정처럼 긴 체류시간[1024시간]을 갖는 공정은 유기물 부족으로 실패할 가능성이 크다.Therefore, according to Ekama, domestic sewage is difficult to apply A2 / O and MUCT process and UCT process can be applied. However, when low concentration of sewage flows like domestic, it has long residence time [1024 hours]. This lack is likely to fail. In addition, Pitman (1993) 's Bardenpho process showed satisfactory results for removal of organic matter, nitrogen and phosphorus when the inflow BOD was about 200mg / L, while the insufficiency of organic matter for denitrification was inferior when the inflow BOD was about 100mg / L. Nitrate was not removed, which prevented phosphorus release and failed to remove phosphorus. Therefore, when low concentration sewage flows in Korea, a process with a long residence time [1024 hours] like the Bardenpho process is likely to fail due to the lack of organic matter.
또 다른 문제점은 우리나라는 외국에 비해 사계절이 뚜렷하므로 온도변화가 심하다는 것이다. 특히 동절기시 하수의 수온이 10℃ 이하로 내려가서 미생물 활동이 저하되어 처리효율이 떨어진다는 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 반응조의 온도를 올려주거나, 하수의 체류시간을 늘려 미생물이 활동이 저하되어도 오랜시간 접촉하게 만들어 주거나, 미생물을 많이 공급하여 같은 시간에 많은 수의 미생물이 오염물질을 섭취하게 하는 방법이 있다.Another problem is that Korea has four distinct seasons compared to other countries, so the temperature change is severe. In particular, during winter season, the temperature of sewage is lowered below 10 ℃, and microbial activity is lowered, which reduces treatment efficiency. In order to solve this problem, increase the temperature of the reaction tank, increase the residence time of the sewage to make contact with the microorganisms for a long time even if the activity decreases, or supply a large number of microorganisms at the same time so that a large number of microorganisms ingest contaminants There is a way.
또한 윗 방법 중 반응조의 온도를 높여주는 것은 전력비 등이 많아 경제성이 떨어지며, 체류시간을 늘려주는 것은 많은 부지를 필요하게 되어 이것 역시 경제성이 떨어진다는 문제점도 있다. In addition, to increase the temperature of the reaction tank of the above method, there is a lot of power costs, such as economical efficiency, and increasing the residence time requires a lot of sites, which also has a problem of low economic efficiency.
한편, 대한민국 등록특허 10-0762919호 등과 같은 종래 기술에서도 이러한 F/M 비의 조절을 위하여, 침전조의 슬러지 및 처리수를 반송하는 기술은 개발된 바 있으나, 이 역시 각각의 반응조 별로 최적의 F/M 비를 개별적으로 유지할 수는 없는 문제점이 있었다.
On the other hand, in the prior art, such as the Republic of Korea Patent No. 10-0762919, in order to control the F / M ratio, a technology for conveying the sludge and the treated water of the sedimentation tank has been developed, but this is also the optimum F / There was a problem that the M ratio can not be maintained individually.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 상기 혐기조, 무산소조, 호기조의 하수 및 오수 처리 시 최적조건을 형성해 줌으로써 처리효율을 높이고 처리수질의 안정성을 확보하는 하수 및 오수 고도처리 시스템을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to increase the treatment efficiency and ensure the stability of the treated water by forming the optimum conditions for the sewage and sewage treatment of the anaerobic tank, anoxic tank, aerobic tank It is to provide a sewage and sewage advanced treatment system.
즉, 각 반응조의 F/M비(food-to-microorganism ratio)를 각 반응조의 최적조건으로 조절이 가능하도록 유기물이 많이 포함된 유입수와 미생물농도가 높은 상기 침전지의 슬러지를 각 반응조에 필요량만큼 조절하여 유입시킴으로써 반응조의 최적조건을 형성해주는 것이다. That is, to adjust the F / M ratio (food-to-microorganism ratio) of each reactor to the optimum conditions of each reactor, the influent containing a lot of organic matter and the sludge of the sedimentation basin having high microbial concentration are adjusted to each reactor as necessary. By inflow to form the optimum conditions for the reactor.
본 발명의 다른 목적은 미생물의 활성이 저하되거나 독성물질 등이 유입되어 미생물 농도가 급격히 낮아질 경우 배양액을 투입하여 보다 안정적으로 하수를 처리하도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to introduce a culture medium when the activity of microorganisms is reduced or toxic substances are rapidly lowered so that the concentration of the microorganisms to treat the sewage more stably.
본 발명의 또 다른 목적은 F/M비와 BOD:TN:TP비의 최적조건을 형성하기 위해 외부탄소원을 제공하여 처리효율이 향상되는 하수 및 오수 고도처리 시스템을 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide an advanced sewage and sewage treatment system that provides an external carbon source for improving the F / M ratio and BOD: TN: TP ratio to improve treatment efficiency.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 혐기조, 무산소조 및 호기조를 포함하는 복수의 반응조 그리고 침전조를 포함하여 구성되는 하수 및 오수처리 시스템에 있어서, 상기 혐기조 내에 구비되어 상기 혐기조의 반응을 제어하기 위하여, 유입수, 반송 슬러지, 외부 탄소원 또는 배양액 중 어느 하나 이상을 혼합하여 상기 혐기조에 공급하는 혐기 반응조절조와; 상기 무산소조 내에 구비되어 상기 무산소조의 반응을 제어하기 위하여, 유입수, 반송 슬러지, 외부 탄소원 및 배양액 중 어느 하나 이상을 혼합하여 상기 무산소조에 공급하는 무산소 반응조절조와; 상기 호기조 내에 구비되어 상기 호기조의 반응을 제어하기 위하여, 유입수, 반송 슬러지, 외부 탄소원 및 배양액 중 어느 하나 이상을 혼합하여 상기 호기조에 공급하는 호기 반응조절조와; 상기 각 반응조절조에 유입수를 분배시키는 유입수 분배 라인과; 상기 각 반응조절조로 반송 슬러지를 반송시키는 슬러지 반송관과; 상기 각 반응조절조에 배양액을 공급하는 배양액 공급기; 그리고 상기 각 반응조절조에 외부 탄소원을 공급하는 외부탄소원 공급기를 포함하여 구성된다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is a sewage and sewage treatment system comprising a plurality of reaction tanks including anaerobic tank, anoxic tank and aerobic tank and sedimentation tank, provided in the anaerobic tank and the anaerobic tank In order to control the reaction of the anaerobic reaction control tank for mixing any one or more of the influent, return sludge, external carbon source or the culture medium and supplying to the anaerobic tank; An anoxic reaction control tank which is provided in the anoxic tank and controls any one or more of an inflow water, a return sludge, an external carbon source, and a culture solution to supply the anoxic tank; An aerobic reaction control tank provided in the aerobic tank and mixing any one or more of an inflow water, a return sludge, an external carbon source, and a culture solution to the aerobic tank to control the reaction of the aerobic tank; An influent water distribution line for distributing influent water to each reaction control tank; A sludge conveying tube for conveying sludge to each reaction control tank; A culture medium supplyer for supplying a culture solution to each of the reaction control tanks; And an external carbon source supplier for supplying an external carbon source to each of the reaction control tanks.
이때, 상기 유입수 분배 라인에는, 상기 유입수를 상기 혐기 반응조절조로 유입되도록 하는 제 1유입수 분배관과; 상기 유입수를 상기 무산소 반응조절조로 유입되도록 하는 제 2유입수 분배관; 그리고 상기 유입수를 상기 호기조 반응조절조로 유입되도록 하는 제 3유입수 분배관이 각각 분기되고: 상기 제 1유입수 분배관, 상기 제 2유입수 분배관 및 상기 제 3유입수 분배관에는 각각 유입량을 조절하는 제 1컨트롤 밸브, 제 2컨트롤 밸브 및 제 3컨트롤 밸브가 구비될 수도 있다.At this time, the influent water distribution line, the first influent water distribution pipe for introducing the inlet water into the anaerobic reaction control tank; A second inflow water distribution pipe for introducing the inflow water into the anoxic reaction control tank; And a third inflow distribution pipe for branching the inflow water into the aerobic reaction control tank, respectively: a first inflow distribution pipe, the second inflow distribution pipe, and the third inflow distribution pipe, respectively; A control valve, a second control valve and a third control valve may be provided.
그리고 상기 슬러지 반송관에는, 상기 침전된 슬러지를 상기 혐기 반응조절조로 반송되도록 하는 제 1슬러지 반송관과; 상기 침전된 슬러지를 상기 무산소 반응조절조로 반송되도록 하는 제 2슬러지 반송관; 그리고 상기 침전된 슬러지를 상기 호기 반응조절조로 반송되도록 하는 제 3슬러지 반송관이 각각 분기 되고: 상기 제 1슬러지 반송관, 상기 제 2슬러지 반송관 및 상기 제 3슬러지 반송관에는 각각 반송량을 조절하는 제 4컨트롤 밸브, 제 5컨트롤 밸브 및 제 6컨트롤 밸브가 구비될 수도 있다.The sludge conveying tube includes: a first sludge conveying tube configured to convey the precipitated sludge to the anaerobic reaction control tank; A second sludge conveying tube for conveying the precipitated sludge to the anoxic reaction control tank; And a third sludge conveying pipe for branching the precipitated sludge to the aerobic reaction control tank is branched to each other: the first sludge conveying pipe, the second sludge conveying pipe, and the third sludge conveying pipe are respectively controlled in the amount of conveying. The fourth control valve, the fifth control valve and the sixth control valve may be provided.
또한, 상기 배양액 공급기는, 상기 각 반응조절조로 공급되는 상기 배양액의 공급량을 조절하기 위한 컨트롤 밸브가 각각 구비될 수도 있다.In addition, the culture medium feeder may be provided with a control valve for adjusting the supply amount of the culture solution supplied to each reaction control tank.
그리고 상기 외부탄소원 공급기는, 상기 각 반응조절조로 공급되는 탄소원의 공급량을 조절하기 위한 컨트롤 밸브가 각각 구비될 수도 있다.And the external carbon source supply, may be provided with a control valve for controlling the supply amount of the carbon source supplied to each reaction control tank.
한편, 본 발명은 혐기조, 무산소조, 호기조 및 침전조를 포함하여 구성되고, 상기 혐기조, 상기 무산소조 및 상기 호기조의 반응을 제어하기 위한 혐기 반응조절조, 무산소 반응조절조 및 호기 반응조절조가 구비되는 하수 및 오수 처리 시스템에 있어서, (A) 반응조 내의 F/M비가 기준 범위 내에 속하는지 판단하는 단계와; (B) 상기 제(A)단계의 판단결과, 상기 반응조 내의 F/M비가 기준범위를 벗어나는 경우, 상기 반응조 내의 F/M비가 기준 범위 하한값 미만인지 여부를 판단하는 단계와; (C) 상기 제(B)단계의 판단결과 F/M비가 기준범위의 하한값 미만인 경우, 반응조절조로 유입수를 투입시키는 단계; 그리고 (D) 상기 제(B)단계의 판단결과 F/M비가 기준범위 상한값을 초과하는 경우, 반응조절조로 반송슬러지를 투입하는 단계를 포함하며 수행되고: 상기 혐기조, 무산소조 및 호기조에는 각각 다른 F/M비가 설정되어, 상기 제 (A) 단계 내지 제 (D) 단계는, 각각의 반응조에서 설정된 F/M비에 따라 개별적으로 수행되는 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법을 포함한다.On the other hand, the present invention comprises an anaerobic tank, anaerobic tank, aerobic tank and sedimentation tank, and anaerobic reaction control tank, anaerobic reaction control tank and anaerobic reaction control tank for controlling the reaction of the anaerobic tank, the anoxic tank and the aerobic tank, and the sewage and A sewage treatment system, comprising: (A) determining whether an F / M ratio in a reaction tank falls within a reference range; (B) determining whether the F / M ratio in the reaction tank is lower than a lower limit of the reference range when the F / M ratio in the reaction tank is outside the reference range as a result of the determination in step (A); (C) if the F / M ratio is less than the lower limit of the reference range as a result of the determination of step (B), introducing the influent into the reaction control tank; And (D) if the F / M ratio of the determination result of step (B) exceeds the upper limit of the reference range, introducing the return sludge to the reaction control tank, and performing: different F for the anaerobic tank, the anaerobic tank, and the aerobic tank. / M ratio is set, the (A) to (D) step, the sewage and sewage altitude treatment method having a reaction control tank for each reaction tank is performed separately according to the F / M ratio set in each reactor Include.
여기서 상기 제(C)단계는, (C1) F/M비가 기준범위의 하한값을 미만인 경우, 상기 반응조 내의 BOD가 설정값 이상인지 판단하는 단계와; (C2) 상기 BOD가 설정값 이상인 경우, 상기 반응조절조로 상기 유입수만을 투입하는 단계와; (C3) 상기 BOD가 설정값 미만인 경우, 상기 반응조절조로 상기 유입수 및 외부탄소원을 투입하는 단계를 포함하여 수행될 수도 있다.Wherein the step (C), (C1) when the F / M ratio is less than the lower limit of the reference range, determining whether the BOD in the reactor is greater than or equal to the set value; (C2) when the BOD is greater than or equal to a set value, injecting only the influent into the reaction control tank; (C3) When the BOD is less than the set value, it may be carried out including the step of introducing the influent and external carbon source into the reaction control tank.
그리고 상기 제(D)단계는, (D1) F/M비가 기준범위 상한값을 초과하는 경우, 상기 반응조 내의 MLSS 농도가 기준치 이상인지 판단하는 단계와; (D2) MLSS 농도가 기준치 이상인 경우, 상기 반응조로 반송 슬러지 만을 투입하는 단계와; (D3) MLSS 농도가 기준치 미만인 경우, 상기 반응조로 반송 슬러지 및 배양액을 투입하는 단계를 포함하여 수행될 수도 있다.And (D) the step (D1), if the F / M ratio exceeds the upper limit of the reference range, determining whether the MLSS concentration in the reactor is greater than the reference value; (D2) when the MLSS concentration is above the reference value, injecting only the return sludge into the reactor; (D3) If the MLSS concentration is less than the reference value, it may be carried out including the step of introducing the return sludge and the culture medium to the reactor.
또한, 상기 유입수의 및 상기 반송 슬러지의 투입량은, 상기 반응조 내의 상기 F/M비와 기준 범위와의 차이에 비례하여 설정될 수도 있다.In addition, the input amount of the inflow water and the conveying sludge may be set in proportion to the difference between the F / M ratio and the reference range in the reactor.
그리고 상기 외부탄소원의 투입량은 상기 BOD와 설정값의 차이에 비례하여 결정될 수도 있다.And the input amount of the external carbon source may be determined in proportion to the difference between the BOD and the set value.
또한, 상기 반송 슬러지의 투입량은 상기 MLSS 농도와 기준치와의 차이에 비례하여 결정될 수도 있다.
In addition, the input amount of the conveying sludge may be determined in proportion to the difference between the MLSS concentration and the reference value.
위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 각 반응조별 반응조절조 장치를 이용한 하수 및 오수고도처리 시스템에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.In the sewage and sewage altitude treatment system using the reaction control apparatus for each reaction tank according to the present invention as described above, the following effects can be expected.
본 발명에서는 유입수를 혐기조, 무산소조, 호기조에 각각 설치된 반응조절조를 통해 각 반응조로 유입시킴으로서 각 반응조마다 필요한 최적의 유기물량의 조절이 가능하며, 침전지에 농축된 슬러지를 상기 혐기조, 무산소조, 호기조에 각각 설치된 반응조절조를 통해 각 반응조로 유입시킴으로써 각 반응조 마다 필요한 최적의 미생물량을 공급함으로써 각 반응조의 최적 F/M비를 조절하여 혐기조에서의 인방출, 무산소조에서의 탈질, 호기조에서의 유기물제거, 인의 과잉섭취 및 질산화 효율을 극대화할 수 있으며 동절기시 처리효율을 안정적으로 확보할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, it is possible to control the optimum amount of organic matter required for each reaction tank by introducing the influent into each reaction tank through the reaction control tank installed in the anaerobic tank, anoxic tank, aerobic tank, and the sludge concentrated in the sedimentation basin in the anaerobic tank, anoxic tank, aerobic tank By supplying the optimum amount of microorganisms required for each reactor by supplying each reactor through each installed reactor, it controls the optimum F / M ratio of each reactor to release phosphorus in anaerobic tank, denitrification in anoxic tank, and remove organic matter from aerobic tank. In addition, it is possible to maximize the over-intake and nitrification efficiency of phosphorus, and to secure the processing efficiency stably in winter.
또한, 반송슬러지 라인이 모든 반응조에 연결되어 있어 침전지에서 외부반송이 호기조, 무산소조, 혐기조로 모두 가능하므로, MLSS는 필요에 따라 각 반응조별로 조절이 가능하다.In addition, since the return sludge line is connected to all the reaction tanks, the external return from the sedimentation basin can be performed in an aerobic tank, an anaerobic tank, and an anaerobic tank, so that the MLSS can be adjusted for each reactor as necessary.
그리고 각 반응조에 설치된 반응조절조에는 외부탄소원 공급기와 미생물배양액 공급장치가 설치되어 유입수에 유기물 농도가 현저히 낮을 경우 외부탄소원을 주입하며, 반응조의 슬러지가 독성물질의 유입 등에 의해 급격히 낮아질 경우 미생물 배양약을 투입하여 MLSS의 값을 증가시킬 수 있다.In addition, an external carbon source supply and a microbial culture medium supplying device are installed in each reaction tank to inject an external carbon source when the concentration of organic matter is low in the influent, and when the sludge of the reactor is rapidly lowered due to inflow of toxic substances, You can increase the value of MLSS by adding.
이렇게 함으로써 각 반응조의 MLSS의 값을 각각 조절하는 이유는 동절기 수온저하에 따른 미생물 활성의 저하로 인하여 처리효율이 낮아지는 것을 극복할 수 있는 효과가 있다.The reason for controlling the value of MLSS of each reactor by doing so is that there is an effect that can overcome the lowering of the treatment efficiency due to the decrease of microbial activity due to the winter water temperature decrease.
따라서 잘산화율과 탈질율 모두 고효율로 유지할 수 있어 안정적인 처리효율을 확보할 수 있는 효과가 있다.
Therefore, both the oxidation rate and the denitrification rate can be maintained at high efficiency, thereby ensuring a stable treatment efficiency.
도 1은 종래의 하수 고도처리시설 중 A2O 공법에 대한 개략도.
도 2는 종래의 하수 고도처리시설 중 Bardenpho공법에 대한 개략도.
도 3은 종래의 하수 고도처리시설 중 UCT 공법에 대한 개략도.
도 4는 종래의 하수 고도처리시설 중 VIP 공법에 대한 개략도.
도 5는 본 발명에 의한 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 시스템의 구체적인 실시예를 도시한 개략도.
도 6은 본 발명에 의한 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법의 구체적인 실시예를 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명과 관련된 실험의 회분식 실험조건 Table.
도 8은 본 발명과 관련된 실험의 F/M비 변화에 따른 SDNR 실험결과 그래프.
도 9는 본 발명과 관련된 실험의 MLSS 농도에 따른 질산화율 실험조건 Table.
도 10은 본 발명과 관련된 실험의 Phase I의 질산화 실험결과 그래프.
도 11은 본 발명과 관련된 실험의 Phase II의 질산화 실험결과 그래프.
도 12는 본 발명과 관련된 실험의 Phase III의 질산화 실험결과 그래프.
도 13은 본 발명과 관련된 실험의 Phase IV의 질산화 실험결과 그래프.
도 14는 본 발명과 관련된 실험의 그림 1-6에 동절기 NH3-N의 제거효율 그래프.
도 15는 본 발명과 관련된 실험의 무산소조의 F/M비 변화에 따른 T-N제거효율 그래프.
도 16은 본 발명과 관련된 실험의 무산소조의 TCODcr/T-N비의 변화에 따른 T-N제거효율 그래프.
도 17은 본 발명과 관련된 실험의 혐기조의 F/M에 따른 인의 제거효율 그래프.1 is a schematic diagram of the A2O method of a conventional sewage treatment plant.
Figure 2 is a schematic diagram of the Bardenpho method of the conventional sewage treatment plant.
Figure 3 is a schematic diagram of the UCT method of the conventional sewage treatment facility.
Figure 4 is a schematic diagram of the VIP method of the conventional sewage treatment facility.
Figure 5 is a schematic diagram showing a specific embodiment of the sewage and sewage advanced treatment system having a reaction control tank for each reaction tank according to the present invention.
Figure 6 is a flow chart showing a specific embodiment of the sewage and sewage advanced treatment method having a reaction control tank for each reaction tank according to the present invention.
7 is a batch experimental conditions table of the experiments related to the present invention.
8 is a graph of the SDNR test results according to the change in the F / M ratio of the experiments related to the present invention.
Figure 9 is a table of the nitrification rate experimental conditions according to the MLSS concentration of the experiment related to the present invention.
Figure 10 is a graph of the nitrification test results of Phase I of the experiments associated with the present invention.
Figure 11 is a graph of the nitrification experiment results of Phase II of the experiments associated with the present invention.
Figure 12 is a graph of the nitrification experiment results of Phase III of the experiments associated with the present invention.
Figure 13 is a graph of the nitrification test results of Phase IV of the experiments associated with the present invention.
14 is a graph of removal efficiency of winter NH3-N in Figure 1-6 of the experiment related to the present invention.
15 is a graph showing the TN removal efficiency according to the F / M ratio change of the oxygen-free tank of the experiment related to the present invention.
Figure 16 is a graph of TN removal efficiency according to the change in the TCODcr / TN ratio of the anaerobic tank of the experiment related to the present invention.
Figure 17 is a graph of phosphorus removal efficiency according to the F / M of the anaerobic tank of the experiment related to the present invention.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 각 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 시스템의 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a specific embodiment of the sewage and sewage advanced treatment system having a reaction control tank for each reaction tank according to the present invention as described above will be described in detail.
도 5는 본 발명에 의한 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 시스템의 구체적인 실시예를 도시한 개략도이다.Figure 5 is a schematic diagram showing a specific embodiment of the sewage and sewage advanced treatment system having a reaction control tank for each reaction tank according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 시스템은 복수의 반응조들을 포함하여 구성되고, 상기 반응조의 구성은 처리 공법에 따라 다소 상이하게 변동될 수 있다.As shown in this, the sewage and sewage advanced treatment system having a reaction control tank for each reaction tank according to the present invention includes a plurality of reaction tanks, and the configuration of the reaction tank may vary slightly depending on the treatment method.
이하 본 명세서에서는 A2O 공법의 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, in the present specification, a case of the A2O method will be described as an example.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 반응조 별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 시스템은 혐기조(20), 무산소조(30), 호기조(40) 및 침전조(50)를 포함하여 구성된다.That is, as shown in Figure 5, the sewage and sewage advanced treatment system having a reaction control tank for each reaction tank according to the present invention includes an
그리고 상기 혐기조(20), 무산소조(30) 및 호기조(30)로 구성되는 각 반응조에는 각각 반응조절조(25, 35, 45)가 구비된다.And each reaction tank consisting of the
즉, 상기 혐기조(20)에는 혐기 반응 조절조(25)가, 상기 무산소조(30)에는 무산소 반응 조절조(35) 그리고 상기 호기조(30)에는 호기 반응 조절조(45)가 각각 구비된다.That is, the anaerobic
상기 반응조절조는 오수 및 하수를 처리함에 있어, 반응조 내의 F/M비를 오수 및 하수 처리시 최적의 F/M비인 기준범위 F/M비로 맞추어 처리 효율을 높이는 역할을 하게 된다.The reaction control tank serves to increase treatment efficiency by treating the sewage and sewage by adjusting the F / M ratio in the reaction tank to a reference range F / M ratio, which is an optimal F / M ratio in the sewage and sewage treatment.
여기서, F/M(food-to-microorganism)비라 함은 유기 영양물의 양과 활성 미생물량의 비로 실제로는 유기 영양물을 BOD의 값과 활성 미생물의 농도(MLSS)비로 볼수 있으며 즉, 유기물의 부하율을 뜻한다.Here, the food-to-microorganism (F / M) ratio is the ratio of the amount of organic nutrients to the amount of active microorganisms. In fact, the organic nutrients can be viewed as the ratio of BOD and the concentration of active microorganisms (MLSS). do.
한편, 상기 반응조절조는 상기 반응조의 F/M비를 맞추기 위해 유입수, 반송 슬러지, 배양액 및 외부 탄소원을 공급받아 이를 통해 반응조의 F/M를 조절하게 된다.On the other hand, the reaction control tank is supplied with influent, return sludge, culture medium and external carbon source to adjust the F / M ratio of the reaction tank to adjust the F / M of the reaction tank through this.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 유입수를 공급하기 위한 유입수 분배 라인(80)이 배관되고, 상기 유입수 분배 라인(80)에는 상기 혐기 반응 조절조(25)로 유입수를 투입하기 위한 제1유입수분배관(82)이 분기되고, 상기 무산소 반응 조절조(35)로 유입수를 투입하기 위한 제2유입수분배관(84)이 분기되며, 상기 호기 반응 조절조(35)로 유입수를 투입하기 위한 제3유입수 분배관(86)이 분기된다.That is, as shown in FIG. 5, an inflow
또한, 상기 제1유입수 분기관(82), 제2유입수분배관(84) 및 제3유입수 분배관(86)에는 각각 유입수의 투입량을 조절하기 위한 제1컨트롤 밸브(V1), 제2컨트롤 밸브(V2) 및 제3컨트롤 밸브(V3)가 각각 구비된다.In addition, the first
한편, 상기 침전조(40)에는 침전 슬러지를 상기 각 반응 조절조로 공급하기 위한 슬러지 반송 라인(90)이 배관되고, 상기 슬러지 반송 라인(90)에는 상기 혐기 반응조절조(20)로 반송 슬러지를 투입하기 위한 제1슬러지반송관(92)이 분기되고, 상기 무산소 반응 조절조(30)로 반송 슬러지를 투입하기 위한 제2슬러지반송관(94)이 분기되며, 상기 호기 반응 조절조(30)로 반송 슬러지를 투입하기 위한 제3슬러지반송관(96)이 분기된다.On the other hand, a
또한, 상기 제1슬러지 반송관(92), 제2슬러지 반송관(94) 및 제3슬러지 반송관(96)에는 각각 반송 슬러지 투입량을 조절하기 위한 제4컨트롤 밸브(V4), 제5컨트롤 밸브(V5) 및 제6컨트롤 밸브(V6)가 각각 구비된다.In addition, the first
한편, 상기 혐기 반응 조절조(25), 무산소 반응 조절조(35) 그리고 호기 반응 조절조(45)에는 각각 배양액 공급기(M) 및 외부탄소원 공급기(C)가 구비되어, 이를 통해 상기 각 반응 조절조에 필요한 배양액 및 외부 탄소원을 공급한다.On the other hand, the anaerobic
물론, 이때에도 상기 배양액 및 외부 탄소원의 공급량을 조절하기 위한 컨트롤 밸브들(V7~V12)이 각각 구비된다.Of course, even at this time, the control valves (V7 ~ V12) for controlling the supply amount of the culture medium and the external carbon source is provided respectively.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 본 발명에 의한 반응조 별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 시스템은 제어유닛(미도시)을 포함하여 구성되고, 상기 제어유닛은 상기 반응 조절조에 투입될 반송 슬러지, 유입수, 배양액 및 외부탄소원의 투입량을 산출하고, 이에 따라 각각의 컨트롤 밸브(V1 내지 V12)의 개폐를 제어한다.On the other hand, although not shown in the drawings, the sewage and sewage advanced treatment system having a reaction control tank for each reaction tank according to the present invention comprises a control unit (not shown), the control unit is to be returned to the reaction control tank The input amount of sludge, influent, culture medium and external carbon source is calculated, thereby controlling the opening and closing of the respective control valves V1 to V12.
또한, 상기 호기조(40)에는 호기조(40)에서 처리된 처리수를 상기 무산소조(30)로 반송하는 제1내부반송라인(42)이 구비된다. 상기 제1내부반송라인(42)은 호기조(40)에서 질산화된 상태의 MLSS 혼합액을 무산소조(30)로 반송시켜 무산소조(30)에서 탈질반응에 의해 NO3를 N2가스로 변환시켜 질소를 제거하기 위함이다. In addition, the
그리고 상기 무산소조(30)에는 무산소조(30)에서 처리된 처리수를 상기 혐기조(20)로 반송하는 제2내부반송라인(32)이 구비된다. 상기 제2내부반송라인(32)은 무산소조(30)에서 탈질된 MLSS 혼합액을 혐기조(20)로 반송시켜 혐기조(20)에서 미생물이 인을 과잉섭취하도록 하여 인을 제거하기 위함이다.And the
이때, 상기 제1내부반송라인(42) 및 제2내부반송라인(32)에 구비되는 펌프(P)는 반송수의 역류가 방지되도록 역류방지펌프가 적용된다.At this time, the pump (P) provided in the first inner conveying
다음으로, 본 발명에 의한 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법의 원리를 설명하면, 만일 반응조의 F/M 비가 적정범위를 벗어나는 경우, 기본적으로 유입수를 투입하거나 반송슬러지를 투입하여 반응조 내의 F/M를 적정범위로 조절한다.Next, when explaining the principle of the sewage and sewage altitude treatment method equipped with a reaction control tank for each reaction tank according to the present invention, if the F / M ratio of the reaction tank is out of an appropriate range, basically the inflow water or the return sludge To adjust the F / M in the appropriate range.
즉, 반응조 내의 F/M비 값이 상기 기준범위보다 낮은 경우, F/M 비를 증가시키기 위하여 유입수를 투입하고, 반응조 내의 F/M비 값이 상기 기준범위보다 높은 경우, F/M 비를 낮추기 위하여 반송슬러지를 투입한다.That is, when the F / M ratio value in the reaction tank is lower than the reference range, the influent is introduced to increase the F / M ratio, and when the F / M ratio value in the reaction tank is higher than the reference range, the F / M ratio is reduced. Feed sludge is introduced to lower it.
그러나, 유입수 내의 BOD가 너무 낮거나, 반송 슬러지 자체의 MLSS 농도가 너무 낮은 경우에는, 유입수 또는 반송 슬러지 투입에 따른 효과가 나타나지 않을 수 있다.However, if the BOD in the influent is too low or the MLSS concentration of the return sludge itself is too low, the effect of the influent or the return sludge input may not appear.
이 경우, 이를 보완하기 위하여, 유입수에 외부탄소원을 함께 투입하거나, 슬러지 배양액을 함께 투입한다.In this case, to compensate for this, an external carbon source is added together with the influent, or a sludge culture solution is added together.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, specific examples of the sewage and sewage altitude treatment method including the reaction control tank for each reaction tank according to the present invention as described above will be described.
도 6은 본 발명에 의한 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법의 구체적인 실시예를 도시한 흐름도이다.6 is a flow chart showing a specific embodiment of the sewage and sewage altitude treatment method having a reaction control tank for each reaction tank according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법은, 반응조의 내의 F/M 비를 측정하는 것으로부터 시작된다(S110).As shown here, the sewage and sewage altitude treatment method provided with the reaction control tank for each reaction tank according to the present invention starts with measuring the F / M ratio in the reactor (S110).
만일, 상기 F/M 비가 기준범위(적정범위) 내를 유지하는 경우, 통상의 방법으로 고도처리를 수행한다. 그러나, 상기 반응조 내의 F/M비가 기준범위를 벗어나는 경우, 상기 반응조 내의 F/M비가 기준범위의 하한값 미만인지 여부를 판별한다(S120).If the F / M ratio is kept within the reference range (titration range), the advanced processing is performed by a conventional method. However, if the F / M ratio in the reaction tank is out of the reference range, it is determined whether the F / M ratio in the reaction tank is less than the lower limit of the reference range (S120).
여기서, 상기 F/M비의 기준범위는 환경에 따라 다르게 설정된다. 즉, 상기 기준범위는 온도에 따라 다르게 설정되는데 동절기 및 하절기에 따라 각각 다르게 설정될 수도 있으며, 반응조들(혐기조, 무산소조 및 호기조)에 따라 각각 다르게 설정된다.Here, the reference range of the F / M ratio is set differently depending on the environment. That is, the reference range is set differently depending on the temperature, but may be set differently depending on the winter season and the summer season, and differently set according to the reaction tanks (anaerobic tank, anaerobic tank and aerobic tank).
상기 제120단계의 판단 결과, 상기 반응조 내의 F/M비가 상기 기준범위의 하한값 미만이 아니라면, 상기 반응조 내의 F/M비는 상기 기준범위를 초과함을 의미한다.As a result of the determination of step 120, if the F / M ratio in the reactor is not less than the lower limit of the reference range, it means that the F / M ratio in the reactor exceeds the reference range.
따라서 이 경우, 반송 슬러지를 상기 반응조의 반응 조절조로 투입하는데, 이에 앞서, 투입될 반송 슬러지의 MLSS 농도를 측정하여 상기 반송 슬러지의 MLSS 농도가 기준치 미만인지 여부를 판단한다(S130).Therefore, in this case, the conveying sludge is introduced into the reaction control tank of the reaction tank, and before this, the MLSS concentration of the conveying sludge to be added is measured to determine whether or not the MLSS concentration of the conveying sludge is less than the reference value (S130).
상기 제130단계의 판단 결과, 상기 반송 슬러지의 MLSS 농도가 기준치 이상인 경우, 제어유닛은 반송 슬러지의 투입량을 산출하고(S200), 상기 산출된 투입량에 따라 콘트롤 밸브를 개방한다(S220).As a result of the determination of step 130, when the MLSS concentration of the conveying sludge is equal to or more than the reference value, the control unit calculates the input amount of the conveying sludge (S200), and opens the control valve according to the calculated input amount (S220).
이때, 상기 반응조절조가 혐기 반응 조절조(25)인 경우 상기 컨트롤밸브는 제4컨트롤 밸브(V4)이고, 상기 반응조절조가 무산소 반응 조절조(35)인 경우 상기 컨트롤밸브는 제5컨트롤 밸브(V5)이며, 상기 반응조절조가 호기 반응 조절조(45)인 경우 상기 컨트롤밸브는 제6컨트롤 밸브(V6)이다.At this time, when the reaction control tank is an anaerobic
여기서, 상기 반송 슬러지의 투입량은 상기 반응조 내의 F/M비와 기준범위 상한값과의 차이에 따라 결정되는데, 즉, 상기 반응조 내의 F/M비와 기준범위 상한값과의 차이가 클수록 반송 슬러지의 투입량은 증가된다.Here, the input amount of the conveyed sludge is determined according to the difference between the F / M ratio in the reactor and the upper limit of the reference range, that is, the greater the difference between the F / M ratio and the upper limit of the reference range in the reactor is the input amount of the conveyed sludge Is increased.
한편, 상기 제130단계의 판단결과, 상기 반송 슬러지의 MLSS 농도가 기준치 미만인 경우, 제어유닛은 반송 슬러지 및 배양액의 투입량을 산출하고(S310, S320), 상기 산출된 투입량에 따라 반송 슬러지 및 배양액을 투입하기 위한 콘트롤 밸브를 개방한다(S330).On the other hand, as a result of the determination of step 130, when the MLSS concentration of the conveying sludge is less than the reference value, the control unit calculates the input amount of the conveying sludge and the culture medium (S310, S320), and the conveyed sludge and the culture medium according to the calculated input amount Open the control valve for injection (S330).
이때, 상기 반응조절조가 혐기 반응 조절조(25)인 경우 상기 컨트롤 밸브는 제4컨트롤 밸브(V4) 및 제10컨트롤 밸브(V10)이고, 상기 반응조절조가 무산소 반응 조절조(35)인 경우 상기 컨트롤 밸브는 제5컨트롤 밸브(V5) 및 제11컨트롤 밸브(V11)이며, 상기 반응조절조가 호기 반응 조절조(45)인 경우 상기 컨트롤 밸브는 제6컨트롤 밸브(V6) 및 제12컨트롤 밸브(V12)이다.In this case, when the reaction control tank is an anaerobic
여기서도 역시, 상기 반송 슬러지의 투입량은 상기 반응조 내의 F/M비와 기준범위 상한값과의 차이에 따라 결정되고, 상기 배양액의 투입량은 상기 반송 슬러지의 MLSS 농도의 기준치 미달 정도에 따라 결정되는데, 즉, 상기 반송 슬러지의 MLSS 농도의 기준치 미달 정도가 클수록 배양액의 투입량은 증가된다.Here again, the input amount of the conveying sludge is determined according to the difference between the F / M ratio in the reaction tank and the upper limit of the reference range, and the input amount of the culture solution is determined according to a level below the reference value of the MLSS concentration of the conveying sludge, that is, As the degree of MLSS concentration of the conveying sludge is lower than the reference value, the amount of the culture solution is increased.
한편, 상기 제120단계의 판단결과, 상기 반응조 내의 F/M비가 상기 기준범위의 하한값 미만인 경우에는, 유입수를 상기 반응조의 반응 조절조로 투입하는데, 이에 앞서, 투입될 유입수의 BOD를 측정하여 상기 유입수의 BOD가 설정값 미만인지 여부를 판단한다(S400).On the other hand, when the determination result of step 120, if the F / M ratio in the reaction tank is less than the lower limit of the reference range, the influent is introduced into the reaction control tank of the reactor, prior to this, by measuring the BOD of the influent to be introduced the influent It is determined whether the BOD is less than the set value (S400).
상기 제400단계의 판단결과, 상기 유입수의 BOD가 설정값 이상인 경우, 제어유닛은 유입수의 투입량을 산출하고(S510), 상기 산출된 투입량에 따라 콘트롤 밸브를 개방한다(S520).As a result of the determination in step 400, when the BOD of the influent is greater than or equal to a set value, the control unit calculates the input amount of the influent (S510), and opens the control valve according to the calculated input amount (S520).
이때, 상기 반응조절조가 혐기 반응 조절조(25)인 경우 상기 컨트롤밸브는 제1컨트롤 밸브(V1)이고, 상기 반응조절조가 무산소 반응 조절조(35)인 경우 상기 컨트롤밸브는 제2컨트롤 밸브(V2)이며, 상기 반응조절조가 호기 반응 조절조(45)인 경우 상기 컨트롤밸브는 제3컨트롤 밸브(V3)이다.In this case, when the reaction control tank is an anaerobic
여기서, 상기 유입수 투입량은 상기 반응조 내의 F/M비와 기준범위 하한값과의 차이에 따라 결정되는데, 즉, 상기 반응조 내의 F/M비와 기준범위 하한값과의 차이가 클수록 유입수 투입량은 증가된다.Here, the influent input amount is determined according to the difference between the F / M ratio in the reactor and the lower limit of the reference range, that is, the influent input amount increases as the difference between the F / M ratio in the reactor and the lower limit of the reference range increases.
한편, 상기 제400단계의 판단결과, 상기 유입수의 BOD가 설정값 미만인 경우, 제어유닛은 유입수 및 외부 탄소원의 투입량을 산출하고(S610, S620), 상기 산출된 투입량에 따라 유입수 및 외부 탄소원을 투입하기 위한 콘트롤 밸브를 각각 개방한다(S630).On the other hand, when the determination result of step 400, if the BOD of the influent is less than the set value, the control unit calculates the input amount of the influent and external carbon source (S610, S620), and input the influent and external carbon source according to the calculated input amount Each control valve for opening to open (S630).
이때, 상기 반응조절조가 혐기 반응 조절조(25)인 경우 상기 컨트롤 밸브는 제1컨트롤 밸브(V1) 및 제7컨트롤 밸브(V7)이고, 상기 반응조절조가 무산소 반응 조절조(35)인 경우 상기 컨트롤 밸브는 제2컨트롤 밸브(V2) 및 제8트롤 밸브(V8)이며, 상기 반응조절조가 호기 반응 조절조(45)인 경우 상기 컨트롤 밸브는 제3컨트롤 밸브(V3) 및 제9컨트롤 밸브(V9)이다.In this case, when the reaction control tank is an anaerobic
여기서도 역시, 상기 유입수 투입량은 상기 반응조 내의 F/M비와 기준범위 하한값과의 차이에 따라 결정되고, 상기 외부 탄소원의 투입량은 상기 유입수 BOD와 설정값 차이 정도에 따라 결정되는데, 즉, 상기 유입수의 BOD가 설정값과 큰 차이를 나타낼수록 외부 탄소원의 투입량은 증가된다.Here again, the influent input amount is determined according to the difference between the F / M ratio in the reactor and the lower limit of the reference range, the input amount of the external carbon source is determined according to the difference between the influent BOD and the set value, that is, The larger the BOD is from the set point, the higher the input of the external carbon source.
한편, 상기 혐기조(20), 무산소조(30) 및 호기조(40)의 적정 F/M비는 각각 다르게 설정된다.On the other hand, the appropriate F / M ratio of the
이로써 동절기시, 호기조(40)의 MLSS의 값을 유지하여야만 무산소조(30)의 MLSS의 값을 유지 시킬수 있었으나, 호기조(40) 뿐만 아니라 다른 조들의 MLSS의 값과 상관없이 원하는 조의 값인 MLSS의 값을 유입수의 분배량 조절, 반송 슬러지량의 조절, 탄소원 공급량의 조절 및 배양액 공급량의 조절로 인해 원하는 조의 원하는 MLSS의 값을 유지시킬 수 있는 작용이 있다.Thus, during the winter season, the MLSS value of the
또한, 무산조(30) 및 호기조(40) 내의 NH3-N의 제거 효율이 저하되는 것을 방지하여 T-N 제거효율을 높일 수 있는 작용도 한다.In addition, the removal efficiency of the NH3-N in the
이는 NH3-N의 제거 효율을 유지하기 위해 길게 하여 해던 무산소(30) 및 호기조(40)의 체류시간을 단축시켜 주는 작용을 한다.This serves to shorten the residence time of the oxygen-free 30 and the
또한, 수온이 낮아 질산화균의 활성 저하로 인한 문제를 컨트롤 밸브의 제어로 다량의 미생물을 공급, 호기조(40)의 MLSS의 값을 증가시켜 질산화율을 높이는 작용도 한다.In addition, the water temperature is low, the supply of a large amount of microorganisms by controlling the control valve of the problem caused by the deterioration of the activity of the nitrifier, and also increases the value of the MLSS of the
이는 저온에서도 MLSS의 값을 고농도로 유지하여 중온에서와 유사한 NH3-N의 제거효율을 유지시킬 수 있는 작용을 한다.This keeps the value of MLSS at high concentration even at low temperature, and thus can maintain the removal efficiency of NH3-N similar to that at medium temperature.
또한 호기조(40)의 MLSS의 농도와는 무관하게 무산소조(30)의 MLSS의 농도 제어가 컨트롤 밸브의 제어로 가능하고, 유기물을 무산소조(30)로 직접 유입시켜주어 F/M비를 최적조건으로 형성하여 T-N의 안정적인 제거를 하는 작용을 한다.In addition, regardless of the concentration of the MLSS in the
다음으로 무산소조(30)에 탈질효율이 높아질 경우, 질산성 질소의 혐기조 유입을 저감시켜 인의 제거 효율을 상승시키는 작용을 한다.Next, when the denitrification efficiency is increased in the oxygen-
또한 동절기시 혐기조(20)의 유입수와 반송수 등을 제어하여 최적F/M비를 유지하여 인의 제거 효율을 상승시키는 작용도 한다.In addition, it controls the inflow and return water of the
다음은 본 발명에 의한 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 시스템에 있어, 제어유닛의 F/M 비 유지제어를 위한 제어 기준 및 이에 대한 실험 데이터이다.The following is a control criteria and experimental data for the F / M ratio maintenance control of the control unit in the sewage and sewage advanced treatment system having a reaction control tank for each reaction tank according to the present invention.
먼저, F/M비와 탈질율과의 관계에 대해서, F/M비가 증가함에 따라 탈질율이 선형적으로 증가하는데, 이때, First Anoxic zone에서의 SDNR 산정을 위한 공식으로 아래 수학식1을 적용할 수 있다. First, regarding the relationship between the F / M ratio and the denitrification rate, the denitrification rate increases linearly as the F / M ratio increases. At this time,
여기서,here,
SDNR : Specific denitrification rate in the first anoxic zone, g NH3--N/g VSS/d.SDNR: Specific denitrification rate in the first anoxic zone, g NH3--N / g VSS / d.
F/M : F/M loading ratio on the first anoxic zone, g BOD/g Mixed liquor VSS in the first anoxic zone/d.F / M: F / M loading ratio on the first anoxic zone, g BOD / g Mixed liquor VSS in the first anoxic zone / d.
저수온에서 동일한 질산화율을 본 발명과 VIP공법이 유지한다는 가정하에 무산소조 F/M비에 따른 SDNR을 산정한 회분식 실험을 도 7의 Table 과 같은 실험조건으로 수행한 결과 도 7과 같은 결과를 얻을 수 있다.Under the assumption that the same nitrification rate is maintained in the present invention and VIP method at low water temperature, a batch experiment in which the SDNR is calculated according to the anoxic tank F / M ratio is performed under the experimental conditions as shown in Table 7, and the result as shown in FIG. 7 can be obtained. .
실험조건에서 제시된 MLSS의 농도는 본 공법이 동절기시 호기조(40) 기준 MLSS 농도인 6,000mg/L와 VIP 공법의 최대 설계 MLSS 농도 3,000mg/L을 기준으로 산정하였다. VIP 공법의 경우, 호기조(40) MLSS를 6,000mg/L 이상 유지하기 위해서는 반드시 무산소조(30) 농도도 6,000mg/L 이상으로 유지되어야 하나, 본 발명은 호기조(40)의 MLSS 농도와 상관없이 무산소조(30)의 MLSS 농도를 3,000mg/L로 유지할 수 있는 차이점이 있다. The MLSS concentrations presented under the experimental conditions were calculated based on the maximum design MLSS concentration of 6,000mg / L of VIP method and 3,000mg / L of VIP method during winter season. In the case of the VIP method, in order to maintain the aerobic tank (40) MLSS 6,000 mg / L or more must be maintained at an oxygen-
이는 F/M비 변화에 따른 SDNR의 차이를 파악하기 위한 실험으로서 온도에 대한 영향을 최소화하기 위하여 중온에서 실시한 결과이다.This is an experiment to find the difference of SDNR according to the change of F / M ratio.
도 7의 실험조건을 참조하여 살피면, 실험결과 Phase I보다 Phase II에서의 SDNR이 높은 것으로 나타났다. 우선 Phase I과 II에서의 SCODcr의 제거경향을 살펴보면, 양측모두에서 거의 직선에 가까운 경향을 나타내었으며, 기울기에는 큰 차이가 없음을 볼 수 있다. 그러나 Phase I의 F/M비(kg SCODcr/kg MLSS?d)는 0.176이었으며, Phase II에서는 0.319로 Phase I에 비해 1.8배 높았다. 이러한 차이가 SDNR에 미치는 영향을 살펴보면, Phase I에서 NO3--N가 제거되는데 약 40분이 소요된 반면, Phase II에서는 30분정도 소요된 것으로 나타났다. NO3--N의 기울기에서도 Phase II가 Phase I에 비하여 1.4배 큰 것을 알 수 있다. Referring to the experimental conditions of FIG. 7, the experimental results showed that the SDNR was higher in Phase II than in Phase I. First of all, the removal tendency of SCODcr in Phase I and II showed almost linear tendency on both sides, and there was no significant difference in slope. However, the phase I F / M ratio (kg SCODcr / kg MLSS? D) was 0.176, which is 0.319 in Phase II, 1.8 times higher than in Phase I. The effect of this difference on the SDNR was found to be about 40 minutes to remove NO3--N in Phase I, and about 30 minutes in Phase II. The slope of NO3--N shows that Phase II is 1.4 times larger than Phase I.
Phase I과 II의 SDNR을 살펴보면, Phase I은 0.0212g NO3--N/g MLVSS?d였으며, Phase II에서는 0.0527g NO3--N/g MLVSS?d로 Phase I에 비해 약 2.5배정도 큰 것으로 나타났다. 이와 같이, 무산소조(30)내의 F/M비가 총질소 제거효율에 미치는 영향이 크다는 것을 알 수 있다.In the SDNRs of Phase I and II, Phase I was 0.0212g NO3--N / g MLVSS? D, and Phase II was 0.0527g NO3--N / g MLVSS? D, which is about 2.5 times larger than Phase I. . Thus, it can be seen that the effect of the F / M ratio in the oxygen-
VIP 공법과 본 발명의 동절기시 T-N 제거효율을 비교하여 보면, 다음과 같다.Comparing the VIP method and the T-N removal efficiency during the winter of the present invention, as follows.
먼저, 동절기시 고효율의 질산화율 확보시 VIP 공법에서 본 공법과 동일하게 호기조(40)의 MLSS 농도를 6,000mg/L이상 유지한다면, 동일한 NH3-N 제거효율을 유지하나 무산소조(30)에서 SDNR 감소로 인해 탈질율이 저하되어 T-N 제거효율은 본 공법에 비해 낮다.First, if the high efficiency nitrification rate during the winter season to maintain the MLSS concentration of the aerobic tank (40) more than 6,000mg / L as in the VIP method in the same way, the same NH3-N removal efficiency is maintained, but by reducing the SDNR in the anaerobic tank (30) Due to the denitrification rate, the TN removal efficiency is lower than that of this method.
다음으로, 동절기시 고효율의 SDNR 확보시 VIP 공법에서 본 공법과 동일하게 무산소조(30)의 MLSS 농도를 3,500mg/L로 유지하면, 무산소조(30)에서 동일한 SDNR을 확보하지만, 호기조(40)에서 NH3-N의 제거효율이 저하됨으로 T-N 제거효율은 본 공법에 비해 낮다.Next, if the MLSS concentration of the
따라서, 동일한 NH3-N의 제거효율을 유지하기 위해서는 호기조(40)의 체류시간을 본 공법에 비해 길게 설계하여야만 한다.Therefore, in order to maintain the same removal efficiency of NH3-N, the residence time of the
상기의 결과들을 토대로 본 발명과 VIP 공법을 동일한 각 반응조별 체류시간하에서 비교하여 보면, 동절기시 본 발명이 VIP 공법에 비해 T-N 제거효율에서 우수한 것으로 판단되며, VIP 공법이 본 공법과 동일한 제거효율을 유지하기 위해서는 호기조(40) 또는 무산소조(30)의 체류시간을 길게 하여야만 한다. Comparing the present invention and the VIP method under the same residence time for each reaction tank based on the above results, it is determined that the present invention is superior in TN removal efficiency compared to the VIP method in winter, and the VIP method has the same removal efficiency as the present method. In order to maintain, the residence time of the
또한 질산화 반응이 일어날 수 있는 온도는 대략 4~45 ℃로 이고, 최적성장 온도는 35~42℃이다.In addition, the temperature at which nitrification can occur is about 4 ~ 45 ℃, the optimum growth temperature is 35 ~ 42 ℃.
온도에 대한 민감성은 Nitrosomonas가 Nitrobacter에 비하여 더 민감하다. 질산화 미생물의 성장속도 및 포화상수는 온도의 영향을 크게 받는다고 하였다. 질산화 반응에 있어 온도의 영향은 4~50℃범위에서 가능하며 최적온도는 25~35℃이다. 그러나 30~35℃이상에서 질산화율이 감소되기도 한다.Sensitivity to temperature is more sensitive to Nitrosomonas than to Nitrobacter. The growth rate and saturation constant of nitrifying microorganisms were greatly affected by temperature. The effect of temperature on the nitrification reaction is possible in the range of 4 ~ 50 ℃ and the optimum temperature is 25 ~ 35 ℃. However, the nitrification rate may be reduced above 30 ~ 35 ℃.
일반적으로 질산화 미생물은 환경조건에 대단히 민감하다. 특히, 신진대사나 1차 산화반응을 방해하는 물질에 큰 영향을 받을 뿐만 아니라, 다양한 유기 및 무기물에 의해 성장과 활동이 억제될 수 있다. 이외에도 온도, pH, 용존산소 등에 의해 질산화율이 결정될 수도 있다. 이중 동절기에는 낮은 수온(13℃이하)으로 인해 질산화율이 저하되곤 한다. In general, nitrifying microorganisms are very sensitive to environmental conditions. In particular, not only are they greatly affected by metabolism or substances that interfere with the primary oxidation reaction, but their growth and activity can be inhibited by various organic and inorganic substances. In addition, the nitrification rate may be determined by temperature, pH, dissolved oxygen, and the like. In winter, the nitrification rate is lowered due to low water temperature (below 13 ℃).
수온이 낮게 되면 질산화균의 활성 저하로 인해 질산화율이 감소하는 것이지 정지하는 것은 아니다. 따라서, 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 호기조(40)의 MLSS 의 값을 증가시켜 다량의 질산화 미생물을 확보하여 질산화율의 저하를 방지하여야 한다. When the water temperature is low, the nitrification rate decreases due to the deterioration of nitrifier activity, but does not stop. Therefore, in order to overcome this problem, it is necessary to increase the value of MLSS of the
수온과 MLSS의 값에 따른 질산화율의 상관관계를 파악하기 위하여 회분식 실험을 실시한 내용을 살피기로 한다. 수온 15℃이상에서와 설계온도 13℃이하에서 각각 MLSS 농도를 변화시킨후, 질산화율을 관찰하였다. 도 9는 이에 대한 실험조건을 나타낸 것이고, 각 운전조건별 결과가 도 10 내지 도 13에 나타나 있다.In order to investigate the correlation between nitrification rate according to the water temperature and the value of MLSS, the contents of the batch test will be examined. After varying the MLSS concentration at water temperature above 15 ℃ and below
각 Phase별 질산화율을 살펴보면, 15℃이상인 Phase I과 II의 경우, 질산화율은 2.23g NH3-N/mg?MLSS?hr, 2.24g NH3-N/mg?MLSS?hr로 나타났으며, 12℃ 이하인 Phase III, Phase IV의 경우에는 각각 1.62g NH3-N/mg?MLSS?hr, 1.63g NH3-N/mg?MLSS?hr로 수온이 12℃이하로 저하되게 되면 15℃이상에서 보다 약 17%정도의 질산화율이 감소되는 것으로 나타났다. 따라서, 수온 12℃에서 수온 15℃에서와 같은 NH3-N 제거효율을 얻기 위해서는 호기조(40)의 MLSS 농도를 수온 15℃에 비해서 최소 37.5% 이상 증가시켜야만 한다. 도 12의 그래프와 도 13의 그래프를 살펴보면, 저온에서도 MLSS를 고농도로 유지할 경우에는 중온에서와 동일하게 일정시간 동안의 NH3-N 제거량은 유사할 수 있는 것으로 나타났다. In terms of the nitrification rate of each phase, the nitrification rate was 2.23g NH3-N / mg? MLSS? Hr and 2.24g NH3-N / mg? MLSS? Hr for phase I and II of 15 ° C or higher, and the temperature was lower than 12 ° C. In the case of Phase III and Phase IV, 1.62g NH3-N / mg? MLSS? Hr and 1.63g NH3-N / mg? MLSS? Hr respectively, when the water temperature drops below 12 ° C, it is about 17% higher than 15 ° C. The degree of nitrification was found to be reduced. Therefore, in order to obtain NH3-N removal efficiency as in the water temperature of 12 ° C. and the water temperature of 15 ° C., the MLSS concentration of the
따라서, 동절기에 호기조(40)의 MLSS를 고농도로 유지하여야 95%이상의 NH3-N 제거효율을 유지할 수 있다. 도 14의 그래프에는 동절기시 pilot plant에서의 NH3-N의 제거효율을 제시하였다.Therefore, when the MLSS of the
따라서, 본 발명은 유입수의 BOD, T-N, T-P, 수온의 농도 변화에 따라 각 반응조의 MLSS와 유기물농도를 최적조건으로 조성해 주기 위하여 유입수 분배관들, 슬러지 반송관들, 탄소원 공급관들 및 배양액 공급관들을 설치해 줌으로써 질산화율과 탈질율 모두 고효율로 유지할 수 있어 안정적인 처리효율을 확보할 수 있다.Therefore, the present invention provides influent distribution pipes, sludge return pipes, carbon source feed pipes, and culture feed pipes in order to create optimum concentrations of MLSS and organic matter in each reactor according to the change in BOD, TN, TP, and water temperature of the influent. By installing it, both nitrification rate and denitrification rate can be maintained with high efficiency, thus ensuring stable processing efficiency.
또한 동절기시 질산화를 위해 호기조(40)의 MLSS 농도를 고농도로 유지하여야 한다는 조건에서 무산소조(30)를 호기조(40)의 MLSS농도와 같게 유지시키면 무산소조(30)의 F/M비가 낮아져 질소제거효율이 저하되는지 여부를 확인하고자 하였다.In addition, if the
도 15의 그래프는 무산소조(30)의 F/M비 변화에 따른 T-N제거효율을 검증한 결과이다. 상기 EPA에서 제시한 수식과 같이 F/M가 증가함에 따라 탈질효율이 높아지는 것으로 나타났다. 따라서 호기조(40)의 MLSS농도와 무관하게 무산소조(30)의 MLSS농도 제어가 가능하여야 안정적인 처리효율을 유지하는 것으로 나타났다.15 is a result of verifying the T-N removal efficiency according to the F / M ratio change of the oxygen-free tank (30). As shown in EPA, the denitrification efficiency increases as F / M increases. Therefore, regardless of the MLSS concentration of the
또한 도 16의 그래프는 무산소조의 TCODcr/T-N비의 변화에 따른 T-N제거효율을 실험한 결과이다. COD(유기물)의 농도가 높을수록 질소제거효율이 높은 것으로 나타났다. 따라서 유입수를 무산소조(30)로 직접 유입시켜 유기물을 제공하여야 T-N의 안정적인 제거가 가능한 것으로 나타났다.In addition, the graph of FIG. 16 shows the results of experiments on the removal efficiency of T-N according to the TCODcr / T-N ratio of the anaerobic tank. The higher the concentration of COD, the higher the nitrogen removal efficiency. Therefore, it was shown that stable removal of T-N can be achieved by directly introducing the influent into the
상기 두가지 실험결과 동절기시 낮은 수온에서도 안정적인 질산화를 위해서는 호기조(40)의 MLSS의 값과 무관하게 무산소조(30)의 MLSS의 값 조절을 가능하게 하기 위하여 침전조(50)로부터의 외부반송을 별도로 무산소조(30)로 유입시켜 MLSS의 값을 자유롭게 조절하여야하며 유입수를 무산조소(30)로 일부 유입시켜 유기물을 공급해주어야 한다.As a result of the two experiments, in order to allow stable nitrification even at low water temperature during the winter season, the external transport from the settling
다음은 인의 제거효율에 대해 검증하기 위해 T-P의 제거효율을 검증하였다. Next, we verified the removal efficiency of T-P to verify the removal efficiency of phosphorus.
도 17의 그래프는 혐기조의 F/M비에 따른 인의 제거효율을 나타낸 것이다. 인제거 효율도 F/M비에 대해 비례적인 상관관계를 나타내었다. 따라서 혐기조(20)의 MLSS농도 역시 무산소조(30)나 호기조(40)에 영향을 받지 않고 운전되어야 안정적으로 제거할 수 있는 것으로 나타났다.17 shows the removal efficiency of phosphorus according to the F / M ratio of the anaerobic tank. Phosphorus removal efficiency also showed a proportional correlation with the F / M ratio. Therefore, the MLSS concentration of the
또한 혐기조(20)에 질산성질소가 유입될 경우 탈질미생물과 PAOs의 경쟁이 유발되어 인방출이 저해받게 되어 인제거효율이 떨어지므로 상기에서와 같이 무산소조(30)의 최적조건을 유지하여 탈질효율이 높아질 경우 질산성질소의 혐기조(20)유입이 저감되어 인제거효율을 높이는 효과가 있다.In addition, when nitrate nitrogen is introduced into the
상기 결과를 종합해 볼 때, 동절기 시 질산화를 위해서는 호기조(40)의 MLSS의 값을 고농도로 유지하여야 하며 탈질을 위해서는 무산소조(30)의 MLSS의 농도는 호기조(40)와 무관하게 최적 F/M비로 운전되어야 하므로 유입수와 외부반송수를 이용하여 이를 조절해야 하고 인의 제거를 위해서는 혐기조(20)의 최적 F/M비를 유지하기 위해 혐기조(20)의 유입수와 외부반송수의 유입을 제어하여 조절하여야 한다.To summarize the results, for the nitrification during the winter season, the MLSS value of the
또한 유입수와 외부반송수의 조절로 각 반응조의 최적조건을 만족시키기 곤란할 경우 외부탄소원과 배양액을 이용하여 반응조를 최적 조건으로 유지하여야 수온과 오염물질의 충격부하에도 안정적으로 유기물, 질소, 인의 제거가 가능하다. In addition, when it is difficult to satisfy the optimum conditions of each reactor by the control of influent and external return water, it is necessary to maintain the reactor in optimum condition by using external carbon source and culture solution. It is possible.
이와 같이 본 발명은 하수 및 오수의 유입수 고도처리 시스템에 관한 것으로, 각 반응조의 최적조건을 조성하여 유기물, 질소 및 인의 제거효율을 향상시키고 유입수의 변화에도 안정적인 방류수질을 확보하기 위한 각 반응조별 반응 조절조 장치를 이용하여 하수 및 오수의 유입수 고도처리가 이루어지게 된다.As described above, the present invention relates to an advanced treatment system for inflow of sewage and sewage, and to create optimum conditions for each reaction tank to improve the removal efficiency of organic matter, nitrogen, and phosphorus, and to react with each inlet water to ensure stable discharge water quality. The inlet water advanced treatment of sewage and sewage is performed using the control tank device.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시의 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above but are defined by the claims, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the claims. It is self-evident.
본 발명은 각 반응조에 반응 조절조를 구비하여, 반응조 내의 최적 반응조건을 조성하여 유기물, 질소 및 인의 제거효율을 향상시키고 유입수의 수질변화에도 안정적인 방류수질을 확보하기 위한 하수 및 오수고도처리 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 각 반응조에 설치된 반응조절조를 통해 각 반응조 마다 필요한 최적의 미생물량을 공급함으로써 각 반응조의 최적 F/M비를 조절할 수 있는 효과가 있다.
The present invention is equipped with a reaction control tank in each reactor, to create the optimum reaction conditions in the reaction tank to improve the removal efficiency of organic matter, nitrogen and phosphorus, and to sewage and sewage advanced treatment system to ensure a stable discharge water quality even in the water quality change of the influent. According to the present invention, the optimum F / M ratio of each reaction tank can be adjusted by supplying the optimum amount of microorganisms required for each reaction tank through the reaction control tank installed in each reaction tank.
20 : 혐기조 25 : 혐기 반응조절조
30 : 무산소조 32 : 제2내부반송라인
35 : 무산소 반응조절조 40 : 호기조
42 : 제1내부반송라인 45 : 호기 반응조절조
50 : 침전조 60 : 외부 탄소원 공급기
70 : 배양액 공급기 80 : 유입수 분배 라인
82 : 제 1 유입수 분배관 84 : 제 2 유입수 분배관
86 : 제 3 유입수 분배관 90 : 슬러지 반송 라인
92 : 제 1 슬러지 반송관 94 : 제 2 슬러지 반송관
96 : 제 3 슬러지 반송관
V1~V12: 제1~12 컨트롤 밸브20: anaerobic tank 25: anaerobic reaction control tank
30: oxygen-free tank 32: second internal return line
35: anoxic reaction control tank 40: aerobic tank
42: first internal transfer line 45: aerobic reaction control tank
50: sedimentation tank 60: external carbon source feeder
70: culture medium feeder 80: influent distribution line
82: first inflow water distribution pipe 84: second inflow water distribution pipe
86: third influent distribution pipe 90: sludge return line
92: first sludge conveying pipe 94: second sludge conveying pipe
96: third sludge return pipe
V1 ~ V12: 1st ~ 12th control valve
Claims (8)
상기 혐기조 내에 구비되어 상기 혐기조의 반응을 제어하기 위하여, 유입수, 반송 슬러지, 외부 탄소원 또는 배양액 중 어느 하나 이상을 혼합하여 상기 혐기조에 공급하는 혐기 반응조절조와;
상기 무산소조 내에 구비되어 상기 무산소조의 반응을 제어하기 위하여, 유입수, 반송 슬러지, 외부 탄소원 및 배양액 중 어느 하나 이상을 혼합하여 상기 무산소조에 공급하는 무산소 반응조절조와;
상기 호기조 내에 구비되어 상기 호기조의 반응을 제어하기 위하여, 유입수, 반송 슬러지, 외부 탄소원 및 배양액 중 어느 하나 이상을 혼합하여 상기 호기조에 공급하는 호기 반응조절조와;
상기 각 반응조절조에 유입수를 분배시키는 유입수 분배 라인과;
상기 각 반응조절조로 반송 슬러지를 반송시키는 슬러지 반송관과;
상기 각 반응조절조에 배양액을 공급하는 배양액 공급기; 그리고
상기 각 반응조절조에 외부 탄소원을 공급하는 외부탄소원 공급기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 시스템.
In the sewage and sewage treatment system comprising a plurality of reaction tanks including anaerobic tank, anoxic tank and aerobic tank and sedimentation tank,
An anaerobic reaction control tank provided in the anaerobic tank for controlling the reaction of the anaerobic tank, and mixing any one or more of an inflow water, a return sludge, an external carbon source, or a culture solution to the anaerobic tank;
An anoxic reaction control tank which is provided in the anoxic tank and controls at least one of an inflow water, a return sludge, an external carbon source and a culture solution to supply the anoxic tank to control the reaction of the anoxic tank;
An aerobic reaction control tank provided in the aerobic tank and mixing any one or more of an inflow water, a return sludge, an external carbon source, and a culture solution to the aerobic tank to control the reaction of the aerobic tank;
An influent water distribution line for distributing influent water to each reaction control tank;
A sludge conveying tube for conveying sludge to each reaction control tank;
A culture medium supplyer for supplying a culture solution to each of the reaction control tanks; And
Sewage and sewage advanced treatment system having a reaction control tank for each reaction tank, characterized in that it comprises an external carbon source feeder for supplying an external carbon source to each reaction control tank.
상기 유입수 분배 라인에는,
상기 유입수를 상기 혐기 반응조절조로 유입되도록 하는 제 1유입수 분배관과;
상기 유입수를 상기 무산소 반응조절조로 유입되도록 하는 제 2유입수 분배관; 그리고
상기 유입수를 상기 호기조 반응조절조로 유입되도록 하는 제 3유입수 분배관이 각각 분기되고:
상기 제 1유입수 분배관, 상기 제 2유입수 분배관 및 상기 제 3유입수 분배관에는 각각 유입량을 조절하는 제 1컨트롤 밸브, 제 2컨트롤 밸브 및 제 3컨트롤 밸브가 구비됨을 특징으로 하는 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 시스템.
The method of claim 1,
The influent distribution line,
A first influent distribution pipe configured to introduce the influent into the anaerobic reaction control tank;
A second inflow water distribution pipe for introducing the inflow water into the anoxic reaction control tank; And
Branched third influent distribution pipes each allowing the influent to be introduced into the aerobic reaction control tank;
Reaction control according to the reaction tank, characterized in that the first inlet water distribution pipe, the second inlet water distribution pipe and the third inlet water distribution pipe are provided with a first control valve, a second control valve and a third control valve to control the inflow amount, respectively Sewage and sewage treatment system with tanks.
상기 슬러지 반송관에는,
상기 침전된 슬러지를 상기 혐기 반응조절조로 반송되도록 하는 제 1슬러지 반송관과;
상기 침전된 슬러지를 상기 무산소 반응조절조로 반송되도록 하는 제 2슬러지 반송관; 그리고
상기 침전된 슬러지를 상기 호기 반응조절조로 반송되도록 하는 제 3슬러지 반송관이 각각 분기 되고:
상기 제 1슬러지 반송관, 상기 제 2슬러지 반송관 및 상기 제 3슬러지 반송관에는 각각 반송량을 조절하는 제 4컨트롤 밸브, 제 5컨트롤 밸브 및 제 6컨트롤 밸브가 구비됨을 특징으로 하는 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 시스템.
The method of claim 1,
In the sludge conveying pipe,
A first sludge conveying tube for conveying the precipitated sludge to the anaerobic reaction control tank;
A second sludge conveying tube for conveying the precipitated sludge to the anoxic reaction control tank; And
Third sludge conveying pipes for allowing the precipitated sludge to be returned to the aerobic reaction control tank are each branched:
Each of the first sludge conveying pipe, the second sludge conveying pipe, and the third sludge conveying pipe are provided with a fourth control valve, a fifth control valve, and a sixth control valve, each of which controls a conveying amount. Sewage and sewage advanced treatment system with control tank.
(A) 반응조 내의 F/M비가 기준 범위 내에 속하는지 판단하는 단계와;
(B) 상기 제(A)단계의 판단결과, 상기 반응조 내의 F/M비가 기준범위를 벗어나는 경우, 상기 반응조 내의 F/M비가 기준 범위 하한값 미만인지 여부를 판단하는 단계와;
(C) 상기 제(B)단계의 판단결과 F/M비가 기준범위의 하한값 미만인 경우, 반응조절조로 유입수를 투입시키는 단계; 그리고
(D) 상기 제(B)단계의 판단결과 F/M비가 기준범위 상한값을 초과하는 경우, 반응조절조로 반송슬러지를 투입하는 단계를 포함하며 수행되고:
상기 혐기조, 무산소조 및 호기조에는 각각 다른 F/M비가 설정되어, 상기 제 (A) 단계 내지 제 (D) 단계는, 각각의 반응조에서 설정된 F/M비에 따라 개별적으로 수행됨을 특징으로 하는 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법.
In the sewage and sewage treatment system comprising an anaerobic tank, anoxic tank, aerobic tank and precipitation tank, and equipped with an anaerobic reaction control tank, anoxic reaction control tank and an aerobic reaction control tank for controlling the reaction of the anaerobic tank, the anoxic tank and the aerobic tank ,
(A) determining whether the F / M ratio in the reactor falls within a reference range;
(B) determining whether the F / M ratio in the reaction tank is lower than a lower limit of the reference range when the F / M ratio in the reaction tank is outside the reference range as a result of the determination in step (A);
(C) if the F / M ratio is less than the lower limit of the reference range as a result of the determination of step (B), introducing the influent into the reaction control tank; And
(D) if the F / M ratio of the determination result of step (B) exceeds the upper limit of the reference range, including the step of introducing the return sludge to the reaction control tank is carried out:
Each of the anaerobic tank, the anaerobic tank and the aerobic tank has different F / M ratios, and the steps (A) to (D) are performed separately according to the F / M ratio set in each reactor. Sewage and sewage advanced treatment method equipped with reaction control tank.
상기 제(C)단계는,
(C1) F/M비가 기준범위의 하한값을 미만인 경우, 상기 반응조 내의 BOD가 설정값 이상인지 판단하는 단계와;
(C2) 상기 BOD가 설정값 이상인 경우, 상기 반응조절조로 상기 유입수만을 투입하는 단계와;
(C3) 상기 BOD가 설정값 미만인 경우, 상기 반응조절조로 상기 유입수 및 외부탄소원을 투입하는 단계를 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법.
The method of claim 4, wherein
The (C) step,
(C1) when the F / M ratio is less than the lower limit of the reference range, determining whether the BOD in the reactor is equal to or greater than a set value;
(C2) when the BOD is greater than or equal to a set value, injecting only the influent into the reaction control tank;
(C3) when the BOD is less than the set value, the sewage and sewage altitude treatment method having a reaction control tank for each reaction tank, characterized in that it is carried out including the step of introducing the influent and external carbon source into the reaction control tank.
상기 제(D)단계는,
(D1) F/M비가 기준범위 상한값을 초과하는 경우, 상기 반응조 내의 MLSS 농도가 기준치 이상인지 판단하는 단계와;
(D2) MLSS 농도가 기준치 이상인 경우, 상기 반응조로 반송 슬러지 만을 투입하는 단계와;
(D3) MLSS 농도가 기준치 미만인 경우, 상기 반응조로 반송 슬러지 및 배양액을 투입하는 단계를 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법.
The method of claim 5, wherein
The (D) step,
(D1) when the F / M ratio exceeds the upper limit of the reference range, determining whether the MLSS concentration in the reactor is greater than or equal to the reference value;
(D2) when the MLSS concentration is above the reference value, injecting only the return sludge into the reactor;
(D3) Sewage and sewage altitude treatment method having a reaction control tank for each reaction tank, characterized in that performed if the MLSS concentration is less than the reference value, including the step of introducing the return sludge and the culture medium to the reaction tank.
상기 유입수 및 상기 반송 슬러지의 투입량은,
상기 반응조 내의 상기 F/M비와 기준 범위와의 차이에 비례하여 설정됨을 특징으로 하는 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법.
The method according to claim 5 or 6,
The input amount of the inflow water and the conveying sludge,
Sewage and sewage advanced treatment method having a reaction control tank for each reaction tank, characterized in that set in proportion to the difference between the F / M ratio and the reference range in the reaction tank.
상기 외부탄소원의 투입량은 상기 BOD와 설정값의 차이에 비례하여 결정되고:
상기 반송 슬러지의 투입량은 상기 MLSS 농도와 기준치와의 차이에 비례하여 결정됨을 특징으로 하는 반응조별 반응조절조를 구비한 하수 및 오수고도처리 방법.The method of claim 7, wherein
The input amount of the external carbon source is determined in proportion to the difference between the BOD and the set value:
Sewage and sewage advanced treatment method having a reaction control tank for each reaction tank, characterized in that the input amount of the returned sludge is determined in proportion to the difference between the MLSS concentration and the reference value.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003190983A (en) | 2001-12-27 | 2003-07-08 | Hamanetsu:Kk | System for purifying waste water |
KR100639649B1 (en) | 2002-08-22 | 2006-10-30 | 주식회사 환경시설관리공사 | Multi-Stage Step-Feed Nutrients Removal Devices Using Media and Use Thereof |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003190983A (en) | 2001-12-27 | 2003-07-08 | Hamanetsu:Kk | System for purifying waste water |
KR100639649B1 (en) | 2002-08-22 | 2006-10-30 | 주식회사 환경시설관리공사 | Multi-Stage Step-Feed Nutrients Removal Devices Using Media and Use Thereof |
KR101066892B1 (en) | 2008-09-03 | 2011-09-27 | 주식회사 수엔지니어링 | System for controlling the dosage of external carbon source using continuous measurement device of nitrogen ion |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101433314B1 (en) * | 2012-11-14 | 2014-08-22 | 주식회사 드림이엔지 | Organic acid generator using food wastewater and Effective Microorganism and sewage treatment apparatus comprising the same |
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