KR101368295B1 - Integrated waste water treatment apparatus - Google Patents

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KR101368295B1
KR101368295B1 KR1020130057104A KR20130057104A KR101368295B1 KR 101368295 B1 KR101368295 B1 KR 101368295B1 KR 1020130057104 A KR1020130057104 A KR 1020130057104A KR 20130057104 A KR20130057104 A KR 20130057104A KR 101368295 B1 KR101368295 B1 KR 101368295B1
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장재영
장규만
차재훈
이의종
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주식회사 퓨어엔비텍
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Abstract

An integrated wastewater treatment device of an embodiment of the present invention is formed into a one container which includes at least one treatment unit treating wastewater flowing into the container by being installed inside the container, and a control unit connected to the treatment units. The integrated wastewater treatment device adjusts the amount of aeration by the concentration of ammonia nitrogen inside the wastewater detected by an ammonia nitrogen sensor for reducing energy for a wastewater treatment process. [Reference numerals] (AA) Raw water flow; (BB) Treatment water; (CC) Membrane filtration water

Description

통합형 오폐수 처리 장치 및 그 처리 방법{INTEGRATED WASTE WATER TREATMENT APPARATUS}Integrated wastewater treatment device and its treatment method {INTEGRATED WASTE WATER TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 통합형 오폐수 처리 장치 및 그 처리 방법에 관한 것으로, 특히 컨테이너 형태의 외형으로 구비되고 암모니아성 질소의 농도에 따라 오폐수의 처리를 제어할 수 있는 통합형 오폐수 처리 장치 및 그 처리 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an integrated wastewater treatment apparatus and a treatment method thereof, and more particularly, to an integrated wastewater treatment apparatus and a method for treating wastewater according to the concentration of ammonia nitrogen, which are provided in the form of a container.

급속한 산업의 발전, 인구증가 및 도시의 인구집중으로 인하여 각종 용수량의 증가와 함께 오폐수에 함유된 무기 및 유기 성분이 차지하는 비율이 점차로 증가하고 있는 실정이다. 이러한 오폐수는 COD(Chemical Oxygen Demand), BOD(Biochemical Oxygen Demand), SS(suspended solid), 질소, 인 등 고농도의 유기물을 다량 함유하고 있어서 하천, 호수 및 강 등에 그대로 흘러들어가 부영양화에 따른 수자원의 오염 및 독성으로 인한 생태계의 파괴 등과 같은 악영향을 끼치게 된다. Due to the rapid industrial development, population growth and urban population concentration, the proportion of inorganic and organic components contained in wastewater is gradually increasing with the increase of various amounts of water. Such wastewater contains high concentrations of organic matter such as COD (Chemical Oxygen Demand), BOD (Biochemical Oxygen Demand), SS (suspended solid), nitrogen and phosphorus and flows into rivers, lakes and rivers, And destruction of the ecosystem due to toxicity.

따라서, 오폐수는 일정의 기준을 정해놓고 기준치 이하로 정화되고 배출되어야 한다. Therefore, wastewater should be purified and discharged to a level lower than the reference value by setting certain criteria.

한편, 수질환경오염 제어기술로서 막을 이용한 수처리 기술은 다양한 유독성 오염물질의 출현과 이를 제거하기 위한 고도처리기술 및 종래 처리시설의 제거효율을 높이기 위해 그 활용성이 매우 커지고 있다. On the other hand, the water treatment technology using the membrane as a water pollution control technology has been very useful for the emergence of various toxic pollutants, high treatment technology for removing them and to increase the removal efficiency of conventional treatment facilities.

특히, 이러한 막을 이용한 수처리 기술은 1) 화학적, 생물학적 처리 및 막을 병용한 기술, 2) 화학적 처리와 막을 병용한 기술, 3) 물리적 처리와 막을 병용한 기술 등의 복합적인 방법으로 수처리 시스템에 적용되고 있다. In particular, the water treatment technology using the membrane is applied to the water treatment system in a complex manner, such as 1) a combination of chemical and biological treatment and membrane, 2) a combination of chemical treatment and membrane, and 3) a combination of physical treatment and membrane. have.

그러나 선행기술문헌에 기재된 바와 같이, 막을 이용한 수처리 기술분야에서 정수처리, 난분해성의 산업폐수처리, 축산폐수처리, 매립지 침출수의 2차 처리 및 오염된 지하수의 처리를 위하여 막 공정을 활용하는 것이 확대되고 있음에도, 막의 막힘 현상(fouling)이 쉽게 발생하여 그 활용성에 큰 단점으로 지적되고 있다. However, as described in the prior art literature, in the field of water treatment technology using membranes, the use of membrane processes for water treatment, hardly decomposable industrial wastewater treatment, livestock wastewater treatment, secondary treatment of landfill leachate and contaminated groundwater is expanded. Although it is being made, fouling of the membrane easily occurs and it is pointed out as a big disadvantage in its utility.

또한, 막의 성능 지표인 투과속도(투과율)가 저하되면 다양한 세정과정을 거쳐 막을 재이용하지만, 세정약품이나 압축공기 및 세정수 등을 활용하는 기존의 세정방법에 의해서는 막의 성능이 100% 회복되지 못할 뿐만 아니라, 세정과정에서 이용된 약품 등에 의해 2차 오염이 발생한다. In addition, when the permeation rate (permeability), which is a performance indicator of the membrane, is decreased, the membrane is reused through various cleaning processes, but the membrane performance cannot be recovered 100% by the conventional cleaning method utilizing cleaning chemicals, compressed air, and washing water. In addition, secondary contamination occurs due to the chemicals used in the cleaning process.

이러한 종래의 세정방법은 막의 운전시 흐름을 일시적으로 단절시킨 역세척 방법을 대부분 채택하고 있어 주기적으로 공정의 흐름을 멈추게 한다. This conventional cleaning method adopts most of the backwashing method which temporarily cuts off the flow during the operation of the membrane, and stops the flow of the process periodically.

즉, 종래의 막을 이용한 수처리 기술은 오폐수의 처리과정에서 오폐수의 이물질이 분리막에 달라붙어 미세공을 차단하기 때문에 장기간 사용시 처리수량을 원활하고 안정적으로 확보하기 어려운 실정이다. That is, the conventional water treatment technology using the membrane is difficult to ensure a smooth and stable amount of treatment water for a long time because the foreign matter stuck to the separation membrane in the process of waste water to block the micropores.

또한, 종래의 막을 이용한 수처리 기술이 생물학적 처리에 의한 질소 및 인을 제거하는 기술인 경우, 유입되는 오폐수의 질소 함량에 대한 탄소 함량비(C/N)가 낮은 문제로 인하여 원활한 처리가 어려우며 처리 효율을 높이기 위해서는 수처리 과정 중에 탄소원을 공급해야 한다. In addition, when the conventional water treatment technique for removing nitrogen and phosphorus by biological treatment is applied, there is a problem that the carbon content ratio (C / N) to the nitrogen content of the introduced wastewater is low, To increase it, carbon sources should be supplied during the water treatment process.

하지만, 수처리 과정 중에 탄소원을 인위적으로 공급하는 것은 유지관리 비용면에서 상당한 비용이 들고, 별도의 장치를 구비해야 하므로 적용되기 어렵다. However, it is difficult to artificially supply the carbon source during the water treatment process because it requires considerable cost in terms of maintenance cost and requires a separate apparatus.

그리고, 이러한 종래의 오폐수 처리 기술은 콘크리트를 이용한 토목공사로 지반에 제작한 구조물을 이용하기 때문에, 설치 비용과 기간이 상당히 소모되고 설치 공간을 많이 차지하게 되어 실용화에 제약이 따른다.
In addition, since the conventional wastewater treatment technology uses a structure manufactured on the ground as a civil engineering work using concrete, installation costs and periods are considerably consumed and occupy a lot of installation space.

특허문헌 1: 등록특허공보 제 10-0402289호(2003년 10월 7일 등록)Patent Document 1: Registered Patent Publication No. 10-0402289 (October 7, 2003 registration) 특허문헌 2: 등록실용신안공보 제 20-0229226호(2001년 4월 19일 등록)Patent Document 2: Registration Utility Model Publication No. 20-0229226 (registered April 19, 2001)

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 컨테이너 형태로 구비되고 암모니아성 질소의 농도에 따라 폭기를 조절하여 에너지를 절감하며 오폐수 처리를 용이하게 제어할 수 있는 통합형 오폐수 처리 장치를 제공하는 데 있다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is provided in a container form and integrated wastewater treatment that can control the aeration according to the concentration of ammonia nitrogen to save energy and easily control the wastewater treatment To provide a device.

본 발명의 다른 목적은 컨테이너 형태로 구비된 통합형 오폐수 처리 장치를 이용하여 암모니아성 질소의 농도에 따라 폭기를 조절하여 에너지를 절감하며 오폐수 처리를 용이하게 제어할 수 있는 오폐수 처리 방법을 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide a wastewater treatment method that can control the aeration according to the concentration of ammonia nitrogen using an integrated wastewater treatment device provided in a container form to save energy and easily control the wastewater treatment. .

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치는 하나의 컨테이너 형태로 구비되고, 상기 컨테이너 내부에 구비되어 유입된 오폐수를 처리하는 적어도 하나의 처리부, 및 상기 처리부에 연결된 제어부를 포함한다. Integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is provided in the form of one container, and includes at least one treatment unit for treating the wastewater introduced into the container, and a control unit connected to the treatment unit.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치에서 상기 처리부는 격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태의 무산소조 및 상기 무산소조 내에 구비된 교반기를 포함하고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 교반기를 이용하여 유입된 오폐수에 대한 탈질 반응을 수행하는 무산소부; 격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태의 호기조, 산소공급펌프에 연결되어 상기 호기조 내에 구비된 산소공급 장치, 및 상기 호기조 내에 구비된 암모니아성 질소 센서를 포함하고, 상기 암모니아성 질소 센서를 통해 검출된 암모니아성 질소 농도에 따라 상기 제어부가 상기 산소공급 장치를 이용하여 폭기 조건을 조성하는 호기부; 격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태를 갖는 적어도 하나의 막분리조, 상기 막분리조 내에 구비된 다수의 여과막 모듈, 및 산소공급 펌프를 포함하고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 여과막 모듈과 산소공급 펌프를 이용한 MBR(Membrane Bio Reactor) 공법의 고액 분리를 수행하는 막분리부; 격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태의 유기산 발효조 및 상기 유기산 발효조에 구비된 배출구를 포함하고, 상기 막분리조로부터 유입된 잉여 슬러지를 발효시키는 유기산 발효부; 및 상기 유기산 발효조에 연결되는 관형막을 포함하고, 상기 유기산 발효조에서 발효된 슬러지를 탈수한 여과수를 상기 무산소조로 배출하고 탈수된 슬러지를 상기 유기산 발효조로 다시 반송하는 탈수부;를 포함한다. In the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, the treatment unit includes an anoxic tank in a space form or a tank form of a partition wall and an agitator provided in the anoxic tank, and is introduced using the agitator under the control of the controller. Oxygen-free unit for performing the denitrification reaction to the waste water; An aerobic tank having a space or tank form of a partition wall, an oxygen supply device connected to an oxygen supply pump, and an ammonia nitrogen sensor provided in the aerobic tank, and ammonia detected through the ammonia nitrogen sensor. An exhalation unit in which the control unit establishes an aeration condition using the oxygen supply device according to the nitrogen concentration; At least one membrane separation tank having a space or tank form consisting of a partition wall, a plurality of filtration membrane modules provided in the membrane separation tank, and an oxygen supply pump, the filter membrane module and the oxygen supply pump under the control of the controller Membrane separation unit for performing solid-liquid separation of MBR (Membrane Bio Reactor) method using; An organic acid fermentation unit comprising an organic acid fermentation tank and a discharge port provided in the organic acid fermentation tank in the form of a space or a tank consisting of a partition wall, and fermenting the excess sludge introduced from the membrane separation tank; And a dewatering part including a tubular membrane connected to the organic acid fermentation tank, discharging the filtered water dehydrated sludge fermented in the organic acid fermentation tank to the anoxic tank and returning the dehydrated sludge back to the organic acid fermentation tank.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치에서 상기 여과막 모듈은 측면 프레임, 상부 프레임 및 지지판으로 구성되는 프레임; 일정 간격으로 다수의 격벽 돌기를 일체로 형성하고, 상기 격벽 돌기들 사이에 끼움홈을 형성하며 상기 측면 프레임의 양측면에 각각 장착되는 끼움판; 상기 끼움홈에 끼워져 설치되는 다수개의 평막; 상기 끼움홈에 끼워진 다수의 평막의 상부에서 길이 방향과 수직하게 상기 상부 프레임과 결합 수단에 의해 연결 설치되는 누름판; 상기 상부 프레임 및 지지판에 의해 형성된 'ㄷ'자형의 홈 안에 설치되는 흡입펌프 연결관; 상기 흡입펌프 연결관의 양단부와 상기 평막의 일측에 구비된 집수구에 각각 연결된 집수관; 및 상기 상부 프레임의 상단에 설치되고 상기 집수관의 상부에 위치하는 인양 체인;을 포함한다. In the integrated wastewater treatment device according to an embodiment of the present invention, the filtration membrane module includes a frame composed of a side frame, an upper frame, and a support plate; Fitting plates formed integrally with a plurality of partition protrusions at regular intervals, forming fitting grooves between the partition protrusions, and mounted on both side surfaces of the side frame; A plurality of flat membranes fitted into the fitting grooves; A pressing plate connected to the upper frame by a coupling means perpendicularly to a length direction at an upper portion of the plurality of flat membranes fitted into the fitting grooves; A suction pump connecting tube installed in a 'c' shaped groove formed by the upper frame and the support plate; A collecting pipe connected to both ends of the suction pump connecting pipe and a collecting hole provided at one side of the flat membrane; And a lifting chain installed at an upper end of the upper frame and positioned at an upper portion of the collection pipe.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치에서 상기 암모니아성 질소 센서는 상기 호기조 내에서 독립영양 미생물에 의해 질산화되는 암모니아성 질소의 농도를 검출하여 상기 제어부로 전달하는 것을 특징으로 한다. In the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, the ammonia nitrogen sensor detects a concentration of ammonia nitrogen nitrated by an autotrophic microorganism in the aerobic tank and transmits the detected ammonia nitrogen to the controller.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치에서 상기 막분리부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 막분리조 내에 응집제를 공급하는 제 1 응집제 투여부에 연결되고, 상기 응집제는 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, the membrane separation unit is connected to a first flocculant administration unit for supplying a flocculant into the membrane separation tank under the control of the controller, and the flocculant is polyaluminum chloride and polydia It is characterized in that it comprises yl dimethyl ammonium chloride.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치에서 상기 폴리염화알루미늄은 50 ~ 85%의 고염기도이고, 상기 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드는 상기 응집제 전체 함량에 대하여 0.05 ~ 10 중량%를 갖는 것을 특징으로 한다. In the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, the polyaluminum chloride is 50 to 85% of a high base group, and the polydiaryldimethylammonium chloride has 0.05 to 10 wt% of the total content of the flocculant. It is done.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치는 상기 탈수부에 연결되고 상기 제어부의 제어에 따라 상기 탈수부에 응집제를 공급하는 제 2 응집제 투여부를 더 포함하고, 상기 응집제는 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함하는 인 응집제인 것을 특징으로 한다. Integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention further comprises a second flocculant dispensing unit connected to the dewatering unit and supplying a flocculant to the dewatering unit under control of the controller, wherein the flocculant is polyaluminum chloride and poly It is characterized by a phosphorus flocculant comprising diaryldimethylammonium chloride.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치는 상기 컨테이너의 외부 일측에 상기 여과막 모듈을 인양하기 위한 적어도 하나의 인양대를 구비하는 것을 특징으로 한다. Integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is characterized in that it comprises at least one lifting bag for lifting the filtration membrane module on the outer side of the container.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 방법은 (A) 제어부가 무산소조에 투입된 오폐수에 대한 탈질 공정을 수행하는 단계; (B) 상기 제어부는 상기 무산소조의 오폐수를 호기조로 이송하고, 상기 호기조 내에 구비된 산소공급 장치를 이용한 질산화 공정을 수행하는 단계; (C) 상기 제어부는 상기 호기조 내에 구비된 암모니아성 질소 센서를 통해 검출된 암모니아성 질소 농도를 암모니아성 질소 농도의 허용치와 비교 판단하는 단계; (D) 상기 검출된 암모니아성 질소 농도가 상기 암모니아성 질소 농도의 허용치보다 큰 판단결과에 따라, 상기 제어부는 상기 호기조 내에 구비된 산소공급 장치를 이용하여 폭기 공정을 수행하는 단계; (E) 상기 제어부는 상기 호기조의 오폐수를 막분리조로 이송하고, 상기 막분리조 내에 구비된 다수의 여과막 모듈 및 산소공급펌프를 이용한 고액분리공정을 수행하는 단계; (F) 상기 제어부는 상기 막분리조의 잉여 슬러지를 유기산 발효조로 이송하고, 혐기 조건에서 상기 잉여 슬러지에 대한 발효를 수행하는 단계; 및 (G) 상기 제어부는 상기 발효중인 슬러지에 대한 탈수 및 발효를 반복적으로 처리하는 순환 공정을 수행하는 단계;를 포함한다. In addition, the integrated wastewater treatment method according to another embodiment of the present invention includes the steps of (A) the control unit to perform a denitrification process for the waste water introduced into the anaerobic tank; (B) the control unit transferring the waste water of the anoxic tank to an aerobic tank and performing a nitrification process using an oxygen supply device provided in the aerobic tank; (C) the control unit comparing the ammonia nitrogen concentration detected by the ammonia nitrogen sensor provided in the aerobic tank with the allowable value of the ammonia nitrogen concentration; (D) according to a determination result of the detected ammonia nitrogen concentration being larger than the allowable value of the ammonia nitrogen concentration, the control unit performing an aeration process using an oxygen supply device provided in the aeration tank; (E) the control unit transferring the waste water of the aerobic tank to the membrane separation tank, and performing a solid-liquid separation process using a plurality of filtration membrane modules and an oxygen supply pump provided in the membrane separation tank; (F) the control unit transfers the excess sludge of the membrane separation tank to the organic acid fermentation tank, and performing the fermentation of the excess sludge under anaerobic conditions; And (G) the controller performing a circulation process of repeatedly treating the dewatering and fermentation of the sludge under fermentation.

본 발명의 다른 실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 방법은 상기 (C) 단계에서, 상기 암모니아성 질소 농도의 허용치가 상기 막분리조에서 처리가능한 오폐수의 암모니아성 질소 농도인 것을 특징으로 한다. In the integrated wastewater treatment method according to another embodiment of the present invention, in the step (C), the allowable value of the ammonia nitrogen concentration is characterized in that the ammonia nitrogen concentration of the waste water treatable in the membrane separation tank.

본 발명의 다른 실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 방법은 상기 (C) 단계에서, 상기 암모니아성 질소 농도의 허용치가 상기 막분리조의 용량, 미생물의 농도, 상기 오폐수의 체류시간, 및 상기 미생물의 활성도에 따라 설정되는 것을 특징으로 한다. In the integrated wastewater treatment method according to another embodiment of the present invention, in the step (C), the allowable value of the ammonia nitrogen concentration is determined by the capacity of the membrane separation tank, the concentration of the microorganism, the residence time of the wastewater, and the activity of the microorganism. It is characterized in that it is set according to.

본 발명의 다른 실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 방법에서 상기 (E) 단계는 상기 막분리조에 연결된 제 1 응집제 투여부를 통해 응집제를 공급받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In the integrated wastewater treatment method according to another embodiment of the present invention, the step (E) further includes the step of receiving a flocculant through a first flocculant administration unit connected to the membrane separation tank.

본 발명의 다른 실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 방법에서 상기 (G) 단계는 (G-1) 관형막에 상기 발효중인 슬러지를 필터링하는 단계; (G-2) 상기 관형막에 연결된 제 2 응집제 투여부를 통해 응집제를 상기 관형막에 공급하는 단계; (G-3) 상기 관형막에서 걸러진 여과수를 상기 무산소조로 반송하는 단계; 및 (G-4) 상기 관형막에서 탈수된 슬러지를 상기 유기산 발효조로 반송하는 단계;를 더욱 포함하고, 상기 (G-1) 단계 내지 (G-4) 단계는 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 한다. In the integrated wastewater treatment method according to another embodiment of the present invention, the (G) step may include (G-1) filtering the fermented sludge in the tubular membrane; (G-2) supplying a flocculant to the tubular membrane through a second flocculant administration portion connected to the tubular membrane; (G-3) returning the filtered water filtered in the tubular membrane to the anoxic tank; And (G-4) returning the sludge dehydrated from the tubular membrane to the organic acid fermentation tank, wherein the steps (G-1) to (G-4) are repeatedly performed. .

본 발명의 다른 실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 방법에서 상기 응집제는 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함하고, 상기 폴리염화알루미늄은 50 ~ 85%의 고염기도이며, 상기 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드는 상기 응집제 전체 함량에 대하여 0.05 ~ 10 중량%를 갖는 것을 특징으로 한다.
In the integrated wastewater treatment method according to another embodiment of the present invention, the flocculant includes polyaluminum chloride and polydiaryldimethylammonium chloride, and the polyaluminum chloride has a high basic group of 50 to 85%, and the polydiaryldimethylammonium. The chloride is characterized in that it has 0.05 to 10% by weight relative to the total content of the flocculant.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional, dictionary sense, and should not be construed as defining the concept of a term appropriately in order to describe the inventor in his or her best way. It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치는 컨테이너 형태로 구비되고, 암모니아성 질소 센서를 통해 검출한 오폐수의 암모니아성 질소 농도를 막분리조에서 처리 가능한 암모니아성 질소 농도로 조절하여, 오폐수 처리 과정의 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다. Integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is provided in the form of a container, by adjusting the ammonia nitrogen concentration of the waste water detected by the ammonia nitrogen sensor to ammonia nitrogen concentration that can be treated in the membrane separation tank, waste water treatment There is an effect to save the energy of the process.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치를 이용한 오폐수 처리 방법은 암모니아성 질소 센서를 이용하여 오폐수의 암모니아성 질소 농도를 실시간으로 검출하고, 막분리조에서 처리될 수 있는 암모니아성 질소 농도를 갖는 오폐수로 처리하여 오폐수 처리 과정의 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다. Wastewater treatment method using the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention detects the ammonia nitrogen concentration of the waste water in real time using an ammonia nitrogen sensor, and the ammonia nitrogen concentration that can be treated in the membrane separation tank Treatment with wastewater having has the effect of reducing the energy of the wastewater treatment process.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치를 이용한 오폐수 처리 방법은 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함한 응집체를 이용하여 오폐수의 인을 흡착 제거하여, 오폐수 처리 과정의 부하를 줄이고 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Wastewater treatment method using the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention by using the aggregate containing polyaluminum chloride and polydiaryldimethylammonium chloride adsorption and removal of phosphorus in the wastewater, reducing the load of the wastewater treatment process There is an effect that can improve the efficiency.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 구성도.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치의 외형을 나타낸 사시도.
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치에 구비된 여과막 모듈의 분리 사시도.
도 4는 본 발명의 통합형 오폐수 처리 장치를 이용한 오폐수 처리 방법을 설명하기 위한 순서도. 1 is a configuration diagram for explaining the internal configuration of the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2a is a perspective view showing the appearance of the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2b is a cross-sectional view of the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view of the filtration membrane module provided in the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart for explaining the wastewater treatment method using the integrated wastewater treatment apparatus of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치의 외형을 나타낸 사시도이며, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치에 구비된 여과막 모듈의 분리 사시도이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a configuration diagram for explaining the internal configuration of the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2a is a perspective view showing the appearance of the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2b 3 is a cross-sectional view of an integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of the filtration membrane module provided in the integrated wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치(100)는 도 2a에 도시된 바와 같이 외부에 우드판, 합성수지판, 또는 금속판 등으로 이루어진 하나의 컨테이너 형태로 구비되고, 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 각각의 처리부, 즉 무산소부(110), 호기부(120), 막분리부(130), 발효부(140), 탈수부(150), 제 1 응집제 투여부(170), 제 2 응집제 투여부(180), 및 제어부(도시하지 않음)를 포함한다. Integrated wastewater treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is provided in the form of a container made of a wood plate, a synthetic resin plate, a metal plate or the like, as shown in Figure 2a, as shown in Figure 1 As described above, each processing unit, that is, anaerobic unit 110, aerobic unit 120, membrane separation unit 130, fermentation unit 140, dehydration unit 150, the first flocculant administration unit 170, the second Flocculant administration unit 180, and a control unit (not shown).

이러한 통합형 오폐수 처리 장치(100)는 컨테이너와 같은 하나의 패키지 형태로 구비되므로, 최소한의 처리 공간을 갖고 오폐수를 처리할 수 있고, 도 1b에 도시된 바와 같이 컨테이너의 외형을 가지므로 오폐수의 처리가 필요한 재난지역과 도서 산간지역 등에 신속하게 이동 설치되어 적용될 수 있다. Since the integrated wastewater treatment apparatus 100 is provided in one package form, such as a container, the wastewater can be treated with a minimum amount of treatment space, and the wastewater can be treated as shown in FIG. 1B. It can be quickly moved and applied to disaster areas and island mountain areas as needed.

구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치(100)는 생물학적 공정과 막분리 공정을 조합한 하이브리드 공법으로 막분리부(130) 전단에 무산소부(110)와 호기부(120)를 추가하여, 오폐수에 대한 고도처리(advanced wastewater treatment)가 가능한 통합형 오폐수 처리 장치이다. Specifically, the integrated wastewater treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is an anaerobic part 110 and an exhalation part 120 in front of the membrane separation part 130 by a hybrid method combining a biological process and a membrane separation process. In addition, it is an integrated wastewater treatment apparatus capable of advanced wastewater treatment for wastewater.

무산소부(110)는 도 2b에 도시된 바와 같이 격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태의 무산소조(111) 및 무산소조(111) 내에 구비된 교반기(112)를 포함하고, 제어부의 제어에 따라 교반기(112)를 이용하여 유입된 오폐수에 대한 탈질 반응을 수행할 수 있다. 특히, 제어부는 무산소조(111)에 구비된 교반기(112)를 이용하여 오폐수의 침적 및 부패를 방지할 수 있다. The anaerobic unit 110 includes an oxygen-free tank 111 and an agitator 112 provided in the anoxic tank 111 in the form of a space or a tank formed as a partition wall, as shown in FIG. 2B, and under the control of the controller, the agitator 112. ) Can be used to perform denitrification on the introduced waste water. In particular, the control unit may prevent deposition and decay of the waste water by using the agitator 112 provided in the anoxic tank 111.

이러한 무산소부(110)는 제어부의 제어에 따라 교반기(112)를 이용하여 유입된 오폐수를 교반하여, 무산소조(111)에 유입된 오폐수의 유기물을 질소 가스(N2)로 탈질화하여 질산성 질소를 제거할 수 있다. The anoxic unit 110 agitates the wastewater introduced using the stirrer 112 under the control of the controller, and denitrifies the organic matter of the wastewater introduced into the anoxic tank 111 with nitrogen gas (N 2 ). Can be removed.

호기부(120)는 도 2b에 도시된 바와 같이 격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태의 호기조(121), 산소공급펌프(122)에 연결되어 호기조(121) 내에 구비된 산소공급 장치, 및 암모니아성 질소 센서(125)를 포함한다. As shown in FIG. 2B, the exhalation unit 120 is connected to an oxygen-supply tank 121, an oxygen-supply tank 122 in the form of a space or a tank formed of a partition wall, and an oxygen supply device provided in the exhalation tank 121, and ammonia-like. Nitrogen sensor 125 is included.

이러한 호기부(120)에 대해, 제어부는 암모니아성 질소 센서(125)를 통해 검출된 암모니아성 질소 농도에 따라 산소공급펌프(122)를 제어하여 호기조(121) 내의 오폐수에 산소를 공급하여 폭기 조건을 조성한다. 이러한 폭기 조건에 따라, 암모니아성 질소는 질산화를 통해 일정 농도로 제어되고, 일정 농도의 암모니아성 질소를 갖는 오폐수는 막분리부(130)의 막분리조(131)로 배출된다. For the exhalation unit 120, the control unit controls the oxygen supply pump 122 according to the ammonia nitrogen concentration detected by the ammonia nitrogen sensor 125 to supply oxygen to the waste water in the aeration tank 121 to aeration conditions To make up. According to such aeration conditions, ammonia nitrogen is controlled to a certain concentration through nitrification, and waste water having a certain concentration of ammonia nitrogen is discharged to the membrane separation tank 131 of the membrane separation unit 130.

구체적으로, 호기조(121)에서 이루어지는 질산화는 독립영양 미생물에 의해 발생되며 암모니아성 질소가 아질산성 질소를 거쳐 질산성 질소로 산화된다. 이러한 암모니아성 질소의 산화 과정은 2단계를 거쳐 이루어지게 되는데, 1단계는 나이트로조모나스(Nitrosomonas) 등과 같은 미생물에 의해 암모니아성 질소가 아질산성 질소로 산화되고, 2단계는 나이트로박터(Nitrobacter) 등과 같은 미생물에 의해 아질산성 질소가 질산성 질소로 산화되며, 이런 과정들은 연속적으로 이루어진다. Specifically, nitrification in the aerobic tank 121 is generated by autotrophic microorganisms and ammonia nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen through nitrite nitrogen. The oxidation process of the ammonia nitrogen is carried out through two stages. In the first stage, ammonia nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen by a microorganism such as nitrosomonas, and the second stage is nitrobacter. The nitrite nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen by microorganisms such as), and these processes are performed continuously.

이때, 막분리부(150)의 막분리조(131)로 배출되는 오폐수는 막분리조(131)에서 처리가능한 암모니아성 질소 농도를 가져야 한다. At this time, the waste water discharged to the membrane separation tank 131 of the membrane separation unit 150 should have ammonia nitrogen concentration that can be treated in the membrane separation tank 131.

따라서, 제어부는 호기조(121)에 구비된 암모니아성 질소 센서(125)를 통해 암모니아성 질소의 농도를 검출하여, 호기조(121)에서 오폐수의 암모니아성 질소 농도를 일정 농도로 조절한 후에 막분리조(131)로 오폐수를 배출할 수 있다. Therefore, the control unit detects the concentration of ammonia nitrogen through the ammonia nitrogen sensor 125 provided in the aerobic tank 121, and after adjusting the ammonia nitrogen concentration of the waste water in the aerobic tank 121 to a constant concentration membrane separation tank Waste water can be discharged to 131.

막분리부(130)는 도 2b에 도시된 바와 같이 격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태의 막분리조(131), 막분리조(131) 내에 구비된 다수의 여과막 모듈(132), 산소공급 펌프(133)에 연결된 산소공급장치를 포함하고, 제 1 응집제 투여부(170)에 연결되어 제어부의 제어에 따라 응집제를 공급받는다. 이러한 막분리부(130)는 제어부의 제어에 따라 다수의 여과막 모듈(132)과 산소공급장치를 이용한 MBR(Membrane Bio Reactor) 공법의 고액 분리가 수행된다. The membrane separation unit 130 may include a membrane separation tank 131 having a space or a tank shape, a plurality of filtration membrane modules 132 provided in the membrane separation tank 131, and an oxygen supply pump, as shown in FIG. 2B. It includes an oxygen supply device connected to 133, is connected to the first flocculant administration unit 170 receives the flocculant under the control of the controller. The membrane separation unit 130 is a solid-liquid separation of the MBR (Membrane Bio Reactor) method using a plurality of filtration membrane module 132 and the oxygen supply device under the control of the controller.

구체적으로, MBR 공법은 종래의 활성 슬러지 공법에 따른 침전조 대신 분리막을 이용하여 고액 분리를 수행하는 공법이다. 종래 오폐수 처리의 경우 호기성 생물 반응조 내에 존재하는 미생물이 오폐수 중의 유기물과 영양 염류를 섭취해서 성장하여 침전조에서 슬러지 형태로 침전되어 물과 분리, 제거되는데, 처리 공정의 운전상태에 따라 침전성이 떨어질 경우 유출수의 수질을 유지하기가 어렵게 된다. 이러한 근본적인 문제점을 해결하고자 중력 침전 대신 분리막에 의한 여과공정을 도입한 것이 MBR 공법이다. Specifically, the MBR method is a method for performing solid-liquid separation using a separation membrane instead of a precipitation tank according to a conventional activated sludge method. In the conventional wastewater treatment, the microorganisms present in the aerobic bioreactor grow by ingesting organic matter and nutrient salts in the wastewater, and are precipitated as sludge in the sedimentation tank to be separated and removed from water. It is difficult to maintain the quality of the effluent. In order to solve this fundamental problem, the MBR method is introduced by filtration process using a membrane instead of gravity precipitation.

MBR 공법은 생물학적 공정과 막 분리 공정을 조합한 것이 특징이다. 생물학적 공정은 미생물에 의한 유기물 분해 제거와 영양물질 분해제거 기능을 담당하고, 막 분리 공정은 고액 분리와 약 4,000 ~ 8,000 mg/L 등과 같은 고농도의 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids) 수치를 유지할 수 있다. The MBR process is characterized by a combination of biological and membrane separation processes. The biological process is responsible for decomposing organic matter and nutrient decomposing by microorganisms, and the membrane separation process can maintain solid-liquid separation and high concentrations of mixed liquor suspended solids (MLSS) such as about 4,000 to 8,000 mg / L.

이러한 MBR 공법은 종래의 활성 슬러지 공법에 따른 침전조 및 여과시스템을 대체하고, 미세공극을 갖는 분리막으로 병원성 미생물을 제거함으로써 소독설비의 생략도 가능하다. 즉, MBR 공법은 반응조 용량을 축소할 수 있고, 침전조, 여과 및 소독 설비 등을 생략함으로써, 설비의 콤팩트화 및 운전 자동화가 용이하며, 분리막에 의해 처리수의 수질을 안정적으로 확보할 수 있다. The MBR method replaces the sedimentation tank and filtration system according to the conventional activated sludge method, and it is possible to omit the disinfection facility by removing pathogenic microorganisms with a separator having micropores. That is, the MBR method can reduce the capacity of the reaction tank, and by omitting the settling tank, the filtration and disinfection facilities, it is easy to compact the equipment and automate operation, and the water quality of the treated water can be stably secured by the separation membrane.

이러한 MBR 공법을 수행하기 위한 여과막 모듈(132)은 도 3에 도시된 바와 같이, 측면 프레임(132-4), 상부 프레임(132-5) 및 지지판(132-6)으로 구성되는 프레임, 일정 간격으로 다수개의 격벽 돌기(132-2)를 일체로 형성하여 이들 격벽 돌기들 사이에 끼움홈(132-3)을 형성하며 측면 프레임(132-4)의 양측면에 각각 장착되는 끼움판(132-1), 끼움홈(132-1)에 끼워져 설치되는 다수개의 평막(132-7), 끼움홈(132-1)에 끼워진 다수개의 평막(132-7)의 상부에서 길이 방향과 수직하게 상부 프레임(132-5)과 결합 수단에 의해 연결 설치되는 누름판(132-9), 상부 프레임(132-5) 및 지지판(132-6)에 의해 형성된 'ㄷ'자형의 홈 안에 설치되는 흡입펌프 연결관(132-10), 흡입펌프 연결관(132-10)의 양단부와 평막(132-7)의 집수구(132-8)에 각각 연결된 집수관(132-12), 및 상부 프레임(132-5)의 상단에 설치되고 집수관(132-12)의 상부에 위치하는 인양 체인(132-15)을 구비한다.As shown in FIG. 3, the filtration membrane module 132 for performing the MBR method is composed of a side frame 132-4, an upper frame 132-5, and a support plate 132-6, and a predetermined interval. By forming a plurality of partition projections (132-2) integrally to form a fitting groove (132-3) between these partition projections and the fitting plate (132-1) respectively mounted on both sides of the side frame (132-4) ), A plurality of flat membranes (132-7) to be fitted in the fitting grooves (132-1), the upper frame (vertically perpendicular to the longitudinal direction in the upper portion of the plurality of flat membranes (132-7) fitted in the fitting grooves (132-1) 132-5 and the suction pump connecting pipe is installed in the '' 'shaped groove formed by the pressing plate (132-9), the upper frame (132-5) and the support plate (132-6) connected by the coupling means ( 132-10), the collecting pipe 132-12 connected to both ends of the suction pump connecting pipe 132-10 and the collecting port 132-8 of the flat membrane 132-7, and the upper frame 132-5 Installed on top And a lifting chain 132-15 located above the collection pipe 132-12.

도 3에서는 집수관(132-12)이 3개로 구비된 것으로 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 실시예에 지나지 않는 것으로 서로 연결되어 사용되는 집수관의 수는 여과막 모듈(132)의 크기에 따라 변경될 수 있고, 측면 프레임(132-4)의 양측면에 각각 장착되는 끼움판(132-1) 역시 여과막 모듈(132)의 크기에 따라 개수가 변경될 수 있다. In FIG. 3, the collection pipes 132-12 are illustrated as being provided with three, but this is only an embodiment of the present invention. The number of the collection pipes connected to each other is changed according to the size of the filtration membrane module 132. The number of fitting plates 132-1 mounted on both side surfaces of the side frame 132-4 may also vary depending on the size of the filtration membrane module 132.

평막(132-7)은 상부의 중앙에 손잡이를 구비하고, 상부의 좌우측에 각각 집수구(132-8)를 구비할 수 있는데, 중앙의 손잡이는 선택적으로 구비하지 않을 수도 있다. The flat membrane 132-7 may be provided with a handle at the center of the upper portion, and may include a water collecting port 132-8 at the left and right sides of the upper portion, and the handle at the center may not be selectively provided.

또한, 평막(132-7)은 평판형의 분리막으로서 인접한 2장을 소정 간격으로 이격하여 설치하고 평막(132-7) 사이에는 여판을 장착할 수 있으며, 이에 대한 일반적인 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. In addition, the flat membrane 132-7 is a flat separator, and two adjacent sheets may be spaced apart at predetermined intervals, and a filter board may be mounted between the flat membranes 132-7, and a detailed description thereof will be omitted. do.

이러한 평막(132-7)이 적재된 여과막 모듈(132)은 막분리조(131)의 내부 면적이 협소하여 공간 활용이 요구될 시에는 여과막 모듈(132)을 2단으로 설치할 수도 있다. The filtration membrane module 132 loaded with the flat membrane 132-7 may have two stages when the filtration membrane module 132 has a small inner area of the membrane separation tank 131 and space utilization is required.

평막(132-7)의 집수구(132-8)는 집수관(132-12)의 돌출 연결부(132-16)와 호스(132-13)를 이용하여 상호 연결되며, 호스(132-13)는 고탄성 연질 호스로서 예컨대, 실리콘 호스로 구비되는 것이 바람직하다. The catching holes 132-8 of the flat membrane 132-7 are interconnected using the protruding connection 132-16 of the collecting pipe 132-12 and the hoses 132-13, and the hoses 132-13 are It is preferable to be provided with, for example, a silicone hose as the high elastic soft hose.

누름판(132-9)은 도 3에 도시된 바와 같이, 끼움판(132-1)에 끼워진 다수개의 평막(132-7)의 상부에서 길이 방향과 수직하게 상부 프레임(132-5)과 볼트, 너트 및 리벳 등과 같은 결합 수단에 의해 연결 설치된다. As shown in FIG. 3, the pressing plate 132-9 includes an upper frame 132-5 and a bolt perpendicular to the length direction at the top of the plurality of flat membranes 132-7 fitted to the fitting plate 132-1. It is connected by means of coupling such as nuts and rivets.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 흡입펌프 연결관(132-10), 흡입펌프 연결관(132-10)의 양단부, 및 평막(132-7)의 집수구(132-8)에 각각 연결된 집수관(132-12)은 상부 프레임(132-5) 및 지지판(132-6)에 의해 형성된 'ㄷ'자형의 홈 안에 설치된다. 이때, 집수관(132-12)이 외부의 충격으로 인해 'ㄷ'자형의 홈으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해, 상부 프레임(132-5)과 지지판(132-6) 사이에 이탈방지봉(미도시)을 설치할 수도 있다. In addition, as shown in Figure 3, the house connected to the suction pump connector (132-10), both ends of the suction pump connector (132-10), and the catch (132-8) of the flat membrane (132-7), respectively The water pipe 132-12 is installed in the '-' shaped groove formed by the upper frame 132-5 and the support plate 132-6. In this case, in order to prevent the water collecting pipe 132-12 from being separated from the 'c'-shaped groove due to an external impact, an anti-separation rod between the upper frame 132-5 and the support plate 132-6 (not shown) Can also be installed.

흡입펌프 연결관(132-10)은 그 일측에 상부로 연장되는 관과 연결되고, 상부로 연장되는 관과 흡입펌프는 도시하지는 않았으나, 공지의 캄락 카플링(CamLack Coupling: 132-11)과 플렉스블 호스(flexible hose)에 의해 용이하게 탈착될 수 있다. The suction pump connecting pipe 132-10 is connected to a pipe extending upward on one side thereof, and the pipe and the suction pump extending upward are not shown, but are known and known as CamLack Coupling (132-11). It can be easily detached by a flexible hose.

이렇게 구성된 여과막 모듈(132)을 이용한 고액 분리가 수행된 후, 막분리조(131) 내에는 슬러지가 고농도로 유지될 수 있고 부유물질 및 병원성 미생물이 제거된 안정된 처리수를 얻을 수 있다. 이때, 고액 분리 후의 처리수는 방류관을 통해 배출되고, 막분리조(131)의 잉여 슬러지는 유기산 발효부(150)의 유기산 발효조(151)로 이송되어 발효 처리된다. After the solid-liquid separation is performed using the filtration membrane module 132 configured as described above, the sludge may be maintained in a high concentration in the membrane separation tank 131 and a stable treated water from which suspended matter and pathogenic microorganisms may be removed may be obtained. At this time, the treated water after the solid-liquid separation is discharged through the discharge pipe, the excess sludge of the membrane separation tank 131 is transferred to the organic acid fermentation tank 151 of the organic acid fermentation unit 150 is fermented.

이러한 여과막 모듈(132)은 추후 세정을 위해 막분리조(131)에서 외부로 인양될 수 있고, 이를 위해 통합형 오폐수 처리 장치(100)의 외측에는 여과막 모듈(132)을 인양하기 위한 적어도 하나의 인양대(105)를 구비한다. The filtration membrane module 132 may be lifted out of the membrane separation tank 131 for later cleaning, and for this purpose, at least one lift for lifting the filtration membrane module 132 outside the integrated wastewater treatment device 100. A stand 105 is provided.

또한, 막분리조(131)는 제 1 응집제 투여부(170)를 연결 구비하고, 제어부의 제어에 따라 인을 흡착하는 응집제를 공급받을 수 있다. In addition, the membrane separation tank 131 is provided with a first coagulant dispensing unit 170 and may be supplied with a coagulant for adsorbing phosphorus under the control of the controller.

구체적으로, 제 1 응집제 투여부(170)에서 공급되는 응집제는 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함하여 균일하게 혼합된 구성을 갖는다. Specifically, the flocculant supplied from the first flocculant administration unit 170 has a uniformly mixed configuration including polyaluminum chloride and polydiaryldimethylammonium chloride.

먼저, 폴리염화알루미늄은 막분리조(131)의 오폐수에 함유된 인을 흡착하여 AlPO4의 형태로 응집 침전함으로써 인을 효과적으로 제거할 수 있다. 이러한 폴리염화알루미늄은 50 ~ 85%의 고염기도인 것을 사용한다. 종래에 수처리용 무기응집제의 염기도가 40 ~ 45% 수준이 대부분인 것을 고려할 때, 제 1 응집제 투여부(170)에서 공급되는 응집제는 종래의 무기 응집제보다 두 배 이상의 높은 염기도를 갖는 폴리염화알루미늄을 사용한다. First, the polyaluminum chloride may effectively remove phosphorus by adsorbing phosphorus contained in the wastewater of the membrane separation tank 131 to aggregate and precipitate it in the form of AlPO 4 . Such polyaluminum chloride is used having a high base degree of 50 to 85%. Considering that the basicity of the inorganic coagulant for water treatment is mostly 40 to 45%, the coagulant supplied from the first coagulant administering unit 170 uses polyaluminum chloride having a basicity more than twice as high as that of the conventional inorganic coagulant. do.

종래의 무기 응집제는 Cl 이온이 높아 미생물에 악영향을 주는 반면에, 고염기도인 응집제는 고농도의 OH 이온으로 인해 상대적으로 Cl 이온의 농도가 낮고, 고농도의 OH 이온은 인과 함께 응집 침전되거나 또는 잔류 OH 이온이 Al(OH)3 형태로 침전됨에 따라 미생물에 영향을 미치지 않는다. Conventional inorganic flocculants have high Cl ions and adversely affect microorganisms, whereas flocculants having high base levels have relatively low concentrations of Cl ions due to high concentrations of OH ions, and high concentrations of OH ions are coagulated and precipitated with phosphorus or residual OH As the ions precipitate in the form of Al (OH) 3 , they do not affect microorganisms.

이에 따라, 제 1 응집제 투여부(170)에서 공급되는 응집제는 안정적이면서도 응집효과가 우수하며, 원수에 존재하는 부유물의 제거효율이 매우 탁월하여, 95% 이상의 탁도 제거 효율을 갖으며, 특히 조류 제거에 매우 탁월한 효과를 확보할 수 있다. 만약 염기도가 50% 미만이면, 이러한 효과를 확보할 수 없으며, 반대로 85%를 초과하면, 침전되어 응집제의 안정성이 저하되고 응집제로 사용하기 어려워지는 문제가 발생한다. Accordingly, the flocculant supplied from the first flocculant administration unit 170 is stable and excellent in the flocculation effect, and the removal efficiency of the suspended solids present in the raw water is very excellent, and has a turbidity removal efficiency of 95% or more, in particular, algae removal. You can get a very good effect. If the basicity is less than 50%, such an effect cannot be secured. On the contrary, if the basicity is more than 85%, a problem occurs that precipitates, thereby decreasing the stability of the flocculant and making it difficult to use the flocculant.

또한, 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드는 오폐수에 존재하는 세포외 고분자 물질(EPS: Extracellular Polymeric Substances) 및 용해성 미생물 부산물(SMP: soluble microbial product)을 응집하여 이들에 의한 미생물 플록(floc) 형성을 방지한다. In addition, polydiaryldimethylammonium chloride aggregates extracellular polymeric substances (EPS) and soluble microbial products (SMP) present in the waste water to prevent the formation of microbial flocs by them. .

폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드의 함량은 전체 응집제 함량에 대하여 0.05 ~ 10 중량%, 바람직하게는 0.1 ~ 8 중량%를 갖도록 한다. 만약, 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드의 함량이 0.05 중량% 미만이면 EPS와 SMP의 응집 효과가 미비하고, 10 중량%를 초과하면 여과막 모듈(132)의 막에 부하를 줄 수 있으므로, 주의를 요한다. The content of polydiaryldimethylammonium chloride is to have 0.05 to 10% by weight, preferably 0.1 to 8% by weight relative to the total flocculant content. If the content of polydiaryldimethylammonium chloride is less than 0.05% by weight, the aggregation effect of EPS and SMP is insufficient, and if it exceeds 10% by weight, it is necessary to pay attention to the membrane of the filtration membrane module 132.

또한, 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드는 0.05 ~ 3 중량%의 함량으로 소량 첨가되어 여과막 모듈(132)의 막에 데미지를 주지 않도록 평상시 사용할 수 있으며, 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 3 ~ 8 중량%의 함량으로 첨가하여 여과막 모듈(132)의 막에 데미지를 주지 않으면서 긴급 상황시 사용할 수도 있다. In addition, polydiaryldimethylammonium chloride may be added in a small amount of 0.05 to 3% by weight so that it may be used in a normal manner so as not to damage the membrane of the filtration membrane module 132, and 3 to 8% by weight of polydiaryldimethylammonium chloride may be used. It may be used in an emergency situation without adding damage to the membrane of the filtration membrane module 132.

이렇게 조성된 제 1 응집제 투여부(170)의 응집제는 이 분야에서 공지된 첨가제, 예를 들어 PH조정제(알카리제) 등을 더 포함할 수 있고, 이러한 첨가제는 전체 응집제 조성 내에서 통상적인 범위 이하로 사용하는 것이 바람직하다. The coagulant of the first coagulant administering unit 170 thus formed may further include additives known in the art, for example, a pH adjuster (alkali agent), and the like, and such additives may be included in the total coagulant composition or less in a conventional range. It is preferable to use as.

이러한 제 1 응집제 투여부(170)의 응집제는 막분리조(131)의 오폐수에 함유된 인과 EPS 등 유기물질을 슬러지 형태로 침전시킴에 따라 여과막 모듈(132)의 막에 대한 입자 퇴적을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 여과막 모듈(132)의 파울링 발생이 감소되어, 여과막 모듈(132)의 막 수명이 증가할 뿐만 아니라 분리막의 세척 주기를 늘릴 수 있다. As the flocculant of the first flocculant administration unit 170 precipitates organic substances such as phosphorus and EPS contained in the waste water of the membrane separation tank 131 in the form of sludge, particle deposition on the membrane of the filtration membrane module 132 is effectively reduced. You can. Accordingly, the occurrence of fouling of the filtration membrane module 132 can be reduced, thereby increasing the membrane life of the filtration membrane module 132 and increasing the cleaning cycle of the separation membrane.

이렇게 제 1 응집제 투여부(170)의 응집제를 투입하고 고도분리를 통해 생성된 막분리조(131)의 잉여 슬러지는 별도의 파이프를 통해 유기산 발효조(151)로 이송되어 발효 처리된다. In this way, the coagulant of the first coagulant administration unit 170 is added and the excess sludge of the membrane separation tank 131 generated through the high separation is transferred to the organic acid fermentation tank 151 through a separate pipe and is fermented.

이때, 여과막 모듈(132)을 통해 여과된 처리수는 외부로 방류되거나 또는 재이용수로 사용될 수 있다. At this time, the treated water filtered through the filtration membrane module 132 may be discharged to the outside or used as reused water.

유기산 발효부(150)는 도 2b에 도시된 바와 같이 격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태의 유기산 발효조(151) 및 유기산 발효조(151) 내에 구비된 배출구(도시하지 않음)를 포함한다. The organic acid fermentation unit 150 includes an organic acid fermentation tank 151 and a discharge port (not shown) provided in the organic acid fermentation tank 151 in a space form or a tank form as a partition wall as shown in FIG. 2B.

유기산 발효조(151)에 유입된 잉여 슬러지는 예컨대, 섬유소, 반섬유소, 전분, 단백질, 지방과 같은 고분자 유기화합물의 혼합물로 조성되므로, 혐기 조건에서 발효됨에 따라 프로피온산, 부티르산, 에탄올 등을 거쳐서 아세트산을 생성한다. The excess sludge introduced into the organic acid fermentation tank 151 is composed of a mixture of high molecular weight organic compounds such as, for example, fiber, semi-fiber, starch, protein and fat. Create

탈수부(160)는 도 1에 도시된 바와 같이 유기산 발효부(150)에 연결되는 관형막을 포함하고, 유기산 발효조(151)에서 발효된 슬러지를 필터링한 여과수를 무산소조(111)로 배출하고 탈수된 슬러지를 유기산 발효조(151)로 다시 반송한다. The dewatering unit 160 includes a tubular membrane connected to the organic acid fermentation unit 150 as shown in FIG. 1, and discharges the filtered water filtered by sludge fermented in the organic acid fermentation tank 151 to the anoxic tank 111 and dehydrated. The sludge is returned to the organic acid fermentation tank 151 again.

이때, 탈수부(160)는 인을 흡착하는 응집제를 투여하는 제 2 응집제 투여부(180)와 연결 구비될 수 있고, 제 2 응집제 투여부(180)는 제 1 응집제 투여부(170)와 동일하게 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함하여 균일하게 혼합된 구성을 갖는 응집제를 공급한다. At this time, the dehydration unit 160 may be connected to the second coagulant administering unit 180 for administering a coagulant adsorbing phosphorus, and the second coagulant administering unit 180 is the same as the first coagulant administering unit 170. To provide a flocculant having a uniformly mixed configuration including polyaluminum chloride and polydiaryldimethylammonium chloride.

이와 같은 제 2 응집제 투여부(180)의 응집제가 투입된 탈수부(160)는 탈수 후의 여과수를 무산소조(111)에 주입하고, 주입된 여과수는 무산소조(111)에서 탈질 과정에 소요되는 전자공여체로 이용된다. The dewatering unit 160 into which the coagulant of the second coagulant administering unit 180 is introduced is injected into the anaerobic tank 111 after the dehydration, and the injected filtrate is used as the electron donor required for the denitrification process in the anaerobic tank 111. do.

반면에, 탈수부(160)는 탈수된 슬러지를 유기산 발효조(151)로 다시 반송하여, 유기산 발효조(151)의 슬러리를 더욱 감량하고 슬러지에 대한 발효 효율을 향상시킬 수 있다. On the other hand, the dewatering unit 160 may return the dewatered sludge back to the organic acid fermentation tank 151 to further reduce the slurry of the organic acid fermentation tank 151 and improve the fermentation efficiency for the sludge.

이러한 여과수의 주입으로 여과수 중의 유기물이 무산소조(111)에서 탈질 과정에 이용될 수 있으므로, 종래의 문제점인 탄소원 부족의 문제를 더욱 해소할 수 있다. Since the organic matter in the filtered water can be used for the denitrification process in the oxygen-free tank 111 by the injection of such filtrate, it is possible to further solve the problem of lack of carbon source, which is a conventional problem.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치(100)는 컨테이너 형태로 구비되고, 암모니아성 질소 센서(125)를 통해 검출한 오폐수의 암모니아성 질소 농도에 따라 호기부(120)의 폭기량을 제어하여 막분리조(131)에서 처리 가능한 암모니아성 질소 농도로 조절할 수 있다. Therefore, the integrated wastewater treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is provided in the form of a container, and the width of the exhalation unit 120 according to the ammonia nitrogen concentration of the wastewater detected by the ammonia nitrogen sensor 125. By controlling the amount can be adjusted to the concentration of ammonia nitrogen that can be processed in the membrane separation tank (131).

이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치(100)는 호기부(120)의 폭기를 위한 에너지를 절감하고, 일정한 암모니아성 질소 농도를 갖는 오폐수를 막분리조(131)에서 처리하므로 오폐수 처리 과정의 부하를 줄일 수 있다.
Accordingly, the integrated wastewater treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention saves energy for aeration of the aerobic unit 120 and treats wastewater having a constant ammonia nitrogen concentration in the membrane separation tank 131. This reduces the load on the wastewater treatment process.

이하, 본 발명의 통합형 오폐수 처리 장치를 이용한 오폐수 처리 방법에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 통합형 오폐수 처리 장치를 이용한 오폐수 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다. Hereinafter, a wastewater treatment method using the integrated wastewater treatment apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. 4. 4 is a flowchart illustrating a wastewater treatment method using the integrated wastewater treatment apparatus of the present invention.

먼저, 본 발명의 통합형 오폐수 처리 장치를 이용한 오폐수 처리 방법은 제어부가 무산소조(111)에 투입된 오폐수에 대한 탈질 공정을 수행한다(S410). First, the wastewater treatment method using the integrated wastewater treatment apparatus of the present invention, the control unit performs a denitrification process for the wastewater injected into the anaerobic tank 111 (S410).

구체적으로, 제어부는 교반기(112)를 이용하여 무산소조(111)에 유입된 오폐수를 교반하고, 무산소조(111)에 유입된 오폐수에 포함한 유기물을 질소 가스(N2)로 탈질할 수 있다. Specifically, the control unit may agitate the waste water introduced into the anoxic tank 111 using the stirrer 112, and denitrate the organic material included in the waste water introduced into the anoxic tank 111 with nitrogen gas (N 2 ).

이때, 제어부는 무산소조(111) 내에 구비된 센서를 통해 오폐수의 양, 및 질소 함량을 검출할 수 있고, 이에 따라 교반기를 제어할 수 있다. At this time, the control unit may detect the amount of waste water, and the nitrogen content through the sensor provided in the anoxic tank 111, thereby controlling the stirrer.

무산소조(111)에서 탈질 공정이 수행된 후, 제어부는 무산소조(111)의 오폐수를 호기조(121)로 이송하고, 산소공급펌프(122)에 연결되어 호기조(121) 내에 구비된 산소공급 장치를 이용한 질산화 공정을 수행한다(S420). After the denitrification process is performed in the oxygen-free tank 111, the control unit transfers the waste water of the oxygen-free tank 111 to the aerobic tank 121, is connected to the oxygen supply pump 122 using an oxygen supply device provided in the aerobic tank 121. A nitrification process is performed (S420).

여기서, 제어부는 암모니아성 질소 센서(125)를 통해 오폐수의 암모니아성 질소 농도를 검출하고, 검출한 오폐수의 암모니아성 질소 농도를 막분리부(130)에서 질산화 처리가 가능한 암모니아성 질소 농도의 허용치와 비교한다(S430). Here, the control unit detects the ammonia nitrogen concentration of the waste water through the ammonia nitrogen sensor 125, and the ammonia nitrogen concentration of the detected waste water and the allowable value of the ammonia nitrogen concentration that can be nitrified in the membrane separation unit 130 and Compare (S430).

여기서, 암모니아성 질소 농도의 허용치는 막분리부(130)에서 질산화 처리가 가능한 오폐수의 암모니아성 질소 농도로서, 예컨대 막분리조(131)의 용량, 미생물의 농도, 체류시간, 미생물의 활성도 등에 따라 결정될 수 있다. Here, the allowable value of the ammonia nitrogen concentration is the ammonia nitrogen concentration of the waste water which can be nitrified in the membrane separation unit 130, for example, according to the capacity of the membrane separation tank 131, the concentration of the microorganism, the retention time, the activity of the microorganism, and the like. Can be determined.

암모니아성 질소 농도의 허용치와 비교하여, 검출한 오폐수의 암모니아성 질소 농도가 암모니아성 질소 농도의 허용치보다 큰 경우, 제어부는 호기조(121) 내에 구비된 산소공급 장치를 통해 폭기 정도를 높인다(S440). When the ammonia nitrogen concentration of the detected wastewater is larger than the allowable value of the ammonia nitrogen concentration, the controller increases the aeration level through the oxygen supply device provided in the aeration tank 121 (S440). .

예를 들어, 암모니아성 질소 농도의 허용치가 7.2mg/L 인 경우, 암모니아성 질소 센서(125)를 통해 호기조(121)의 오폐수가 7.2mg/L 보다 큰 암모니아성 질소 농도로 검출되면, 제어부는 호기조(121) 내에 구비된 산소공급 장치를 통해 폭기 정도를 높이도록 산소량을 높여 주입한다. For example, when the allowable value of the ammonia nitrogen concentration is 7.2 mg / L, if the wastewater of the aerobic tank 121 is detected at an ammonia nitrogen concentration greater than 7.2 mg / L through the ammonia nitrogen sensor 125, the control unit Increasing the amount of oxygen so as to increase the degree of aeration through the oxygen supply device provided in the aerobic tank 121 is injected.

이에 따라, 호기조(121)에서 막분리조(131)로 배출되는 오폐수는 막분리조(131)에서 처리가능한 암모니아성 질소 농도를 일정하게 갖게 되므로, 막분리부(130)는 원활하게 고액 분리를 수행하여 부하를 줄일 수 있다. Accordingly, the waste water discharged from the aerobic tank 121 to the membrane separation tank 131 has a constant ammonia nitrogen concentration that can be treated in the membrane separation tank 131, so that the membrane separation unit 130 smoothly separates solid-liquid separation. To reduce the load.

이후, 제어부는 막분리조(131) 내에 구비된 다수의 여과막 모듈(132) 및 산소공급 펌프(133)를 이용한 MBR 공법의 고액 분리공정을 수행한다(S450). Thereafter, the controller performs a solid-liquid separation process of the MBR method using a plurality of filtration membrane modules 132 and the oxygen supply pump 133 provided in the membrane separation tank 131 (S450).

여과막 모듈(152)을 이용한 고액 분리공정에 따라, 제어부는 부유물질 및 병원성 미생물이 제거된 안정된 처리수를 방류관을 통해 외부로 배출하며, 여과막 모듈(132)을 이용한 고액 분리공정과 별도로, 제 1 응집제 투여부(170)를 제어하여 막분리조(131) 내에 응집제를 투여할 수 있다. According to the solid-liquid separation process using the filtration membrane module 152, the control unit discharges the stable treated water from which suspended matter and pathogenic microorganisms are removed to the outside through the discharge pipe, and separately from the solid-liquid separation process using the filtration membrane module 132, A coagulant may be administered in the membrane separation tank 131 by controlling the coagulant administering unit 170.

여기서, 제 1 응집제 투여부(170)의 응집제는 인을 흡착하는 응집제로서, 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함하여 균일하게 혼합된 구성을 갖는다. Here, the coagulant of the first coagulant administering unit 170 is a coagulant that adsorbs phosphorus, and has a uniformly mixed structure including polyaluminum chloride and polydiaryldimethylammonium chloride.

고액 분리공정을 수행한 후, 제어부는 막분리조(131)에 침전된 슬러지를 유기산 발효조(141)로 이송하여 혐기 조건의 발효 과정 및 탈수부(150)를 거치면서 발효 슬러지에 대한 탈수 과정을 반복 수행하는 순환 공정을 수행한다(S460). After performing the solid-liquid separation process, the control unit transfers the sludge precipitated in the membrane separation tank 131 to the organic acid fermentation tank 141 to perform the dehydration process for the fermentation sludge while going through the anaerobic fermentation process and the dehydration unit 150 Perform a repeating cycle to perform (S460).

유기산 발효조(141)는 유입된 잉여 슬러지, 예컨대 섬유소, 반섬유소, 전분, 단백질, 지방과 같은 고분자 유기화합물의 혼합물로 조성된 잉여 슬러지를 혐기 조건에서 발효하여 아세트산으로 생성할 수 있다. The organic acid fermentation tank 141 may be produced by acetic acid by fermenting the excess sludge, for example, the excess sludge composed of a mixture of high molecular weight organic compounds such as fiber, semi-fiber, starch, protein, fat in anaerobic conditions.

이러한 유기산 발효조(141)에서 발효를 수행하는 중에, 제어부는 유기산 발효조(141)의 발효 슬러지에 대한 농축을 위해, 관형막을 포함한 탈수부(150)에 발효 슬러지를 주입하면서 발효 슬러지에 대한 탈수 과정을 수행한다. During the fermentation in the organic acid fermentation tank 141, the control unit performs a dehydration process for the fermentation sludge while injecting the fermentation sludge into the dehydration unit 150 including a tubular membrane in order to concentrate the fermentation sludge of the organic acid fermentation tank 141. To perform.

탈수부(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 유기산 발효부(140)에 연결되는 관형막을 포함하고, 유기산 발효조(141)에서 발효된 슬러지를 필터링한 여과수를 무산소조(111)로 배출하면서 탈수된 슬러지를 유기산 발효조(141)로 다시 반송한다. The dewatering unit 150 includes a tubular membrane connected to the organic acid fermentation unit 140 as shown in FIG. 1, and the dewatering unit 150 is dehydrated while discharging the filtered water filtered by the organic acid fermentation tank 141 to the anoxic tank 111. The sludge is returned to the organic acid fermentation tank 141 again.

이때, 탈수부(150)는 인을 흡착하는 응집제를 투여하는 제 2 응집제 투여부(180)가 선택적으로 연결 구비될 수 있고, 제 2 응집제 투여부(180)는 제 1 응집제 투여부(170)와 동일하게 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함하여 균일하게 혼합된 구성을 갖는 응집제를 공급한다. At this time, the dehydration unit 150 may be provided with a second coagulant administering unit 180 to selectively connect the coagulant adsorbing phosphorus, the second coagulant administering unit 180 is the first coagulant administering unit 170 In the same manner as to provide a coagulant having a uniformly mixed configuration including polyaluminum chloride and polydiaryl dimethylammonium chloride.

이와 같은 제 2 응집제 투여부(180)의 응집제는 제어부에 의해 탈수부(150)에 주입되어 슬러지의 인을 제거하고, 인이 제거된 여과수는 무산소조(111)로 반송되어 무산소조(111)에서 탈질 과정에 소요되는 전자공여체로 이용된다. 이러한 여과수의 주입으로 여과수 중의 유기물이 무산소조(111)에서 탈질 과정에 이용될 수 있으므로, 종래의 문제점인 탄소원 부족의 문제를 더욱 해소할 수 있다. The coagulant of the second coagulant administering unit 180 is injected into the dehydration unit 150 by the control unit to remove the phosphorus of the sludge, and the filtered water from which the phosphorus is removed is returned to the anoxic tank 111 and denitrified from the anoxic tank 111. It is used as an electron donor for the process. Since the organic matter in the filtered water can be used for the denitrification process in the oxygen-free tank 111 by the injection of such filtrate, it is possible to further solve the problem of lack of carbon source, which is a conventional problem.

이러한 유기산 발효조(141)의 발효 과정 및 탈수부(150)의 탈수 과정을 반복 수행하는 순환 공정에 따라, 발효 과정의 슬러지를 감량하여 농축시킬 수 있고, 발효 과정의 슬러지에 대한 체류 시간을 길게 확보할 수 있다. According to the cyclic process of repeating the fermentation process of the organic acid fermentation tank 141 and the dehydration process of the dehydration unit 150, it is possible to concentrate by reducing the sludge of the fermentation process, ensuring a long residence time for the sludge of the fermentation process can do.

이후 유기산 발효조(141)의 일측에 구비된 배출구를 통해 감량된 발효 슬러지를 외부로 배출할 수 있다. Thereafter, the reduced fermentation sludge may be discharged to the outside through an outlet provided at one side of the organic acid fermentation tank 141.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치(100)를 이용한 오폐수 처리 방법은 암모니아성 질소 센서(125)를 이용하여 오폐수의 암모니아성 질소 농도를 실시간으로 검출하고, 이에 따라 폭기량을 조절하여 암모니아성 질소 농도를 일정하게 갖는 오폐수를 막분리조(131)로 유입 처리하므로 오폐수 처리 과정의 에너지를 절감할 수 있다. Therefore, in the wastewater treatment method using the integrated wastewater treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, the ammonia nitrogen sensor 125 detects the ammonia nitrogen concentration of the wastewater in real time, and accordingly, aeration amount is determined. By controlling the inflow of wastewater having a constant ammonia nitrogen concentration into the membrane separation tank 131, it is possible to reduce the energy of the wastewater treatment process.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 통합형 오폐수 처리 장치(100)를 이용한 오폐수 처리 방법은 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함한 응집제를 이용하여 오폐수의 인을 흡착 제거하여 오폐수 처리 과정의 부하를 줄여 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
In addition, the wastewater treatment method using the integrated wastewater treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention by using a flocculant including polyaluminum chloride and polydiaryldimethylammonium chloride adsorption and removal of phosphorus in the wastewater of the wastewater treatment process By reducing the load, processing efficiency can be improved.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above preferred embodiments, it is to be noted that the above-described embodiments are intended to be illustrative and not restrictive.

또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

100: 통합형 오폐수 처리 장치 110: 무산소부
111: 무산소조 112: 교반기
120: 호기부 121: 호기조
122: 산소공급펌프 125: 암모니아성 질소 센서
130: 막분리조 131: 막분리조
132: 여과막 모듈 140: 유기산 발효부
141: 유기산 발효조 150: 탈수부
170: 제 1 응집제 투여부 180: 제 2 응집제 투여부 100: integrated wastewater treatment device 110: anoxic part
111: anoxic tank 112: stirrer
120: expiratory unit 121: expiratory tank
122: oxygen supply pump 125: ammonia nitrogen sensor
130: membrane separation tank 131: membrane separation tank
132: filtration membrane module 140: organic acid fermentation
141: organic acid fermenter 150: dehydration part
170: first coagulant administration unit 180: second coagulant administration unit

Claims (14)

삭제delete 하나의 컨테이너 형태로 구비되고,
상기 컨테이너 내부에 구비되어 유입된 오폐수를 처리하는 적어도 하나의 처리부, 및 상기 처리부에 연결된 제어부를 포함하며,
상기 처리부는
격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태의 무산소조 및 상기 무산소조 내에 구비된 교반기를 포함하고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 교반기를 이용하여 유입된 오폐수에 대한 탈질 반응을 수행하는 무산소부;
격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태의 호기조, 산소공급펌프에 연결되어 상기 호기조 내에 구비된 산소공급 장치, 및 상기 호기조 내에 구비된 암모니아성 질소 센서를 포함하고, 상기 암모니아성 질소 센서를 통해 검출된 암모니아성 질소 농도에 따라 상기 제어부가 상기 산소공급 장치를 이용하여 폭기 조건을 조성하는 호기부;
격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태를 갖는 적어도 하나의 막분리조, 상기 막분리조 내에 구비된 다수의 여과막 모듈, 및 산소공급 펌프를 포함하고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 여과막 모듈과 산소공급 펌프를 이용한 MBR(Membrane Bio Reactor) 공법의 고액 분리를 수행하는 막분리부;
격벽으로 이루어진 공간 형태 또는 탱크 형태의 유기산 발효조 및 상기 유기산 발효조에 구비된 배출구를 포함하고, 상기 막분리부로부터 유입된 잉여 슬러지를 발효시키는 유기산 발효부; 및
상기 유기산 발효조에 연결되는 관형막을 포함하고, 상기 유기산 발효조에서 발효된 슬러지를 탈수한 여과수를 상기 무산소조로 배출하고 탈수된 슬러지를 상기 유기산 발효조로 다시 반송하는 탈수부;
를 포함하는 통합형 오폐수 처리 장치.
It is provided in the form of one container,
At least one processing unit provided in the container for treating the introduced waste water, and a control unit connected to the processing unit,
The processing unit
An anoxic unit including an anoxic tank having a space or a tank form of a partition wall and an agitator provided in the anoxic tank, and performing a denitrification reaction on wastewater introduced using the agitator under the control of the controller;
An aerobic tank having a space or tank form of a partition wall, an oxygen supply device connected to an oxygen supply pump, and an ammonia nitrogen sensor provided in the aerobic tank, and ammonia detected through the ammonia nitrogen sensor. An exhalation unit in which the control unit establishes an aeration condition using the oxygen supply device according to the nitrogen concentration;
At least one membrane separation tank having a space or tank form consisting of a partition wall, a plurality of filtration membrane modules provided in the membrane separation tank, and an oxygen supply pump, the filter membrane module and the oxygen supply pump under the control of the controller Membrane separation unit for performing solid-liquid separation of MBR (Membrane Bio Reactor) method using;
An organic acid fermentation unit having an organic acid fermentation tank having a space or a tank form and a discharge port provided in the organic acid fermentation tank, and fermenting excess sludge introduced from the membrane separation unit; And
A dewatering unit including a tubular membrane connected to the organic acid fermentation tank, for discharging the sludge fermented from the organic acid fermentation tank to the anoxic tank and returning the dehydrated sludge to the organic acid fermentation tank;
Integrated wastewater treatment device comprising a.
제 2 항에 있어서,
상기 여과막 모듈은
측면 프레임, 상부 프레임 및 지지판으로 구성되는 프레임;
일정 간격으로 다수의 격벽 돌기를 일체로 형성하고, 상기 격벽 돌기들 사이에 끼움홈을 형성하며 상기 측면 프레임의 양측면에 각각 장착되는 끼움판;
상기 끼움홈에 끼워져 설치되는 다수개의 평막;
상기 끼움홈에 끼워진 다수의 평막의 상부에서 길이 방향과 수직하게 상기 상부 프레임과 결합 수단에 의해 연결 설치되는 누름판;
상기 상부 프레임 및 지지판에 의해 형성된 'ㄷ'자형의 홈 안에 설치되는 흡입펌프 연결관;
상기 흡입펌프 연결관의 양단부와 상기 평막의 일측에 구비된 집수구에 각각 연결된 집수관; 및
상기 상부 프레임의 상단에 설치되고 상기 집수관의 상부에 위치하는 인양 체인;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 장치.
3. The method of claim 2,
The filtration membrane module
A frame composed of a side frame, an upper frame and a support plate;
Fitting plates formed integrally with a plurality of partition protrusions at regular intervals, forming fitting grooves between the partition protrusions, and mounted on both side surfaces of the side frame;
A plurality of flat membranes fitted into the fitting grooves;
A pressing plate connected to the upper frame by a coupling means perpendicularly to a length direction at an upper portion of the plurality of flat membranes fitted into the fitting grooves;
A suction pump connecting tube installed in a 'c' shaped groove formed by the upper frame and the support plate;
A collecting pipe connected to both ends of the suction pump connecting pipe and a collecting hole provided at one side of the flat membrane; And
A lifting chain installed at an upper end of the upper frame and positioned at an upper portion of the collection pipe;
Integrated wastewater treatment apparatus comprising a.
제 2 항에 있어서,
상기 암모니아성 질소 센서는 상기 호기조 내에서 독립영양 미생물에 의해 질산화되는 암모니아성 질소의 농도를 검출하여 상기 제어부로 전달하는 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 장치.
3. The method of claim 2,
The ammonia nitrogen sensor is integrated wastewater treatment device, characterized in that for detecting the concentration of ammonia nitrogen nitrified by the autotrophic microorganism in the aerobic tank and delivered to the control unit.
제 2 항에 있어서,
상기 막분리부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 막분리조 내에 응집제를 공급하는 제 1 응집제 투여부에 연결되고,
상기 응집제는 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 장치.
3. The method of claim 2,
The membrane separation unit is connected to the first flocculant administration unit for supplying a flocculant in the membrane separation tank under the control of the controller,
Wherein said flocculant comprises polyaluminum chloride and polydiaryldimethylammonium chloride.
제 5 항에 있어서,
상기 폴리염화알루미늄은 50 ~ 85%의 고염기도이고,
상기 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드는 상기 응집제 전체 함량에 대하여 0.05 ~ 10 중량%를 갖는 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 장치.
The method of claim 5, wherein
The polyaluminum chloride is 50 to 85% of the high base degree,
The polydiaryl dimethyl ammonium chloride has an integrated wastewater treatment apparatus, characterized in that 0.05 to 10% by weight relative to the total content of the flocculant.
제 2 항에 있어서,
상기 탈수부에 연결되고 상기 제어부의 제어에 따라 상기 탈수부에 응집제를 공급하는 제 2 응집제 투여부를 더 포함하고,
상기 응집제는 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함하는 인 응집제인 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 장치.
3. The method of claim 2,
A second coagulant administering unit connected to the dewatering unit and supplying a coagulant to the dewatering unit under control of the controller;
And said coagulant is a phosphorus coagulant comprising polyaluminum chloride and polydiaryldimethylammonium chloride.
제 2 항에 있어서,
상기 컨테이너의 외부 일측에 상기 여과막 모듈을 인양하기 위한 적어도 하나의 인양대를 구비하는 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 장치.
3. The method of claim 2,
Integrated wastewater treatment apparatus comprising at least one lifting rod for lifting the filtration membrane module on the outer side of the container.
(A) 제어부가 무산소조에 투입된 오폐수에 대한 탈질 공정을 수행하는 단계;
(B) 상기 제어부는 상기 무산소조의 오폐수를 호기조로 이송하고, 상기 호기조 내에 구비된 산소공급 장치를 이용한 질산화 공정을 수행하는 단계;
(C) 상기 제어부는 상기 호기조 내에 구비된 암모니아성 질소 센서를 통해 검출된 암모니아성 질소 농도를 암모니아성 질소 농도의 허용치와 비교 판단하는 단계;
(D) 상기 검출된 암모니아성 질소 농도가 상기 암모니아성 질소 농도의 허용치보다 큰 판단결과에 따라, 상기 제어부는 상기 호기조 내에 구비된 산소공급 장치를 이용하여 폭기 공정을 수행하는 단계;
(E) 상기 제어부는 상기 호기조의 오폐수를 막분리조로 이송하고, 상기 막분리조 내에 구비된 다수의 여과막 모듈 및 산소공급펌프를 이용한 고액분리공정을 수행하는 단계;
(F) 상기 제어부는 상기 막분리조의 잉여 슬러지를 유기산 발효조로 이송하고, 혐기 조건에서 상기 잉여 슬러지에 대한 발효를 수행하는 단계; 및
(G) 상기 제어부는 상기 발효중인 슬러지에 대한 탈수 및 발효를 반복적으로 처리하는 순환 공정을 수행하는 단계;
를 포함하는 통합형 오폐수 처리 방법.
(A) the control unit performing a denitrification process for the waste water introduced into the anaerobic tank;
(B) the control unit transferring the waste water of the anoxic tank to an aerobic tank and performing a nitrification process using an oxygen supply device provided in the aerobic tank;
(C) the control unit comparing the ammonia nitrogen concentration detected by the ammonia nitrogen sensor provided in the aerobic tank with the allowable value of the ammonia nitrogen concentration;
(D) according to a determination result of the detected ammonia nitrogen concentration being larger than the allowable value of the ammonia nitrogen concentration, the control unit performing an aeration process using an oxygen supply device provided in the aeration tank;
(E) the control unit transferring the waste water of the aerobic tank to the membrane separation tank, and performing a solid-liquid separation process using a plurality of filtration membrane modules and an oxygen supply pump provided in the membrane separation tank;
(F) the control unit transfers the excess sludge of the membrane separation tank to the organic acid fermentation tank, and performing the fermentation of the excess sludge under anaerobic conditions; And
(G) the control unit performing a circulation process of repeatedly treating the dehydration and fermentation for the sludge under fermentation;
Integrated wastewater treatment method comprising a.
제 9 항에 있어서,
상기 (C) 단계에서, 상기 암모니아성 질소 농도의 허용치는 상기 막분리조에서 처리가능한 오폐수의 암모니아성 질소 농도인 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 방법.
The method of claim 9,
In the step (C), the allowable value of the ammonia nitrogen concentration is the integrated wastewater treatment method, characterized in that the ammonia nitrogen concentration of the waste water treatable in the membrane separation tank.
제 9 항에 있어서,
상기 (C) 단계에서, 상기 암모니아성 질소 농도의 허용치는 상기 막분리조의 용량, 미생물의 농도, 상기 오폐수의 체류시간, 및 상기 미생물의 활성도에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 방법.
The method of claim 9,
In the step (C), the allowable value of the ammonia nitrogen concentration is an integrated wastewater treatment method characterized in that it is set according to the capacity of the membrane separation tank, the concentration of microorganisms, the retention time of the wastewater, and the activity of the microorganisms.
제 9 항에 있어서,
상기 (E) 단계는 상기 막분리조에 연결된 제 1 응집제 투여부를 통해 응집제를 공급받는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 방법.
The method of claim 9,
The step (E) further comprises the step of receiving a flocculant through the first flocculant administration unit connected to the membrane separation tank integrated wastewater treatment method.
제 9 항에 있어서,
상기 (G) 단계는
(G-1) 관형막에 상기 발효중인 슬러지를 필터링하는 단계;
(G-2) 상기 관형막에 연결된 제 2 응집제 투여부를 통해 응집제를 상기 관형막에 공급하는 단계;
(G-3) 상기 관형막에서 걸러진 여과수를 상기 무산소조로 반송하는 단계; 및
(G-4) 상기 관형막에서 탈수된 슬러지를 상기 유기산 발효조로 반송하는 단계;
를 더욱 포함하고,
상기 (G-1) 단계 내지 (G-4) 단계는 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 방법.
The method of claim 9,
The step (G)
(G-1) filtering the fermented sludge into the tubular membrane;
(G-2) supplying a flocculant to the tubular membrane through a second flocculant administration portion connected to the tubular membrane;
(G-3) returning the filtered water filtered in the tubular membrane to the anoxic tank; And
(G-4) returning the sludge dehydrated from the tubular membrane to the organic acid fermentation tank;
Further comprising:
Step (G-1) to (G-4) is integrated wastewater treatment method characterized in that it is carried out repeatedly.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 응집제는 폴리염화알루미늄과 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 포함하고,
상기 폴리염화알루미늄은 50 ~ 85%의 고염기도이며, 상기 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드는 상기 응집제 전체 함량에 대하여 0.05 ~ 10 중량%를 갖는 것을 특징으로 하는 통합형 오폐수 처리 방법.

The method according to claim 12 or 13,
The flocculant comprises polyaluminum chloride and polydiaryldimethylammonium chloride,
The polyaluminum chloride has a high base number of 50 to 85%, and the polydiaryldimethylammonium chloride has 0.05 to 10% by weight based on the total content of the flocculant.

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