KR101520791B1 - Bioreactor having apparatus of bio-ring to activity a microorganism - Google Patents

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KR101520791B1 KR1020150042914A KR20150042914A KR101520791B1 KR 101520791 B1 KR101520791 B1 KR 101520791B1 KR 1020150042914 A KR1020150042914 A KR 1020150042914A KR 20150042914 A KR20150042914 A KR 20150042914A KR 101520791 B1 KR101520791 B1 KR 101520791B1
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Abstract

The present invention relates to a bioreactor equipped with a smart bio-ring activation apparatus for a hybrid culture system, comprising a core hot wire type fixed media module (100), a multi measuring instrument module (200), a core hot wire operation module (300), a dry ice production module (400), and a PLC control module (500). The stable treatment of water quality can be secured by applying to a bioreactor of MS-NBR, alternating nitrification and denitrification, and improving an elimination efficiency of nitrogen. In addition, an activity rate of microorganisms in fixed media can be improved up to 80% by the hybrid culture system with temperature control of the core hot wire and pH control of dry ice, which is more eco-friendly than conventional methods, and a control rate of pH can be improved up to 70%.

Description

하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조{BIOREACTOR HAVING APPARATUS OF BIO-RING TO ACTIVITY A MICROORGANISM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bioreactor having a bio-ring activating device of a hybrid culture type,

본 발명에서는 MS-NBR의 생물반응조에 적용시켜, 생물반응조 내부의 온도와 pH량을 센싱하여 코어열선의 온도조절과, 드라이아이스의 pH조절로 이루어진 하이브리드배양방식을 통해 고정상담체에 미생물 배양을 활성화시키는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조에 관한 것이다.
In the present invention, microbial cultivation is carried out on a fixed counseling body through a hybrid culture method comprising temperature control of core heating wire and pH control of dry ice by sensing the temperature and pH amount inside the bioreactor by applying it to the bioreactor of MS-NBR The present invention relates to a bioreactor having a hybrid culture-type smart fixed-body-circulating agent (bio-ring)

일반적으로, 담체란 하·폐수처리에 관여하는 수중 미생물의 농도와 특성을 향상시킬목적으로 사용되는 구조물을 지칭하는 것으로 미생물이 부착하여 거주할 수 있는 표면을 제공한다.In general, a carrier refers to a structure used for the purpose of improving the concentration and characteristics of aquatic microorganisms involved in the treatment of wastewater, and provides a surface on which microorganisms can dwell.

담체에 대한 연구는 초기 모래 및 자갈 등 자연물질을 이용한 1세대 담체를 시작으로 하여 2, 3세대를 거쳐 현재 폐기물을 이용한 다양한 구조의 담체인 4세대 담체가 개발되고 있다.The research on the carrier has been started with the first generation carrier using natural materials such as sand and gravel, and the 4th generation carrier, which is a carrier of various structures using the present wastes through the second and third generations, is being developed.

담체를 이용한 담체공정은 활성슬러지공정(Activated sludge, AS), 회전원판공정(Ratating biological reactor, RBR), 살수여상공정(Trickling filter, TF) 등과 같은 재래식공정에 비해 유기물의 부하량에 따른 처리효율이 높고, 일정한 것이 특징이다. The carrier process using the carrier is more efficient than the conventional process such as activated sludge (AS), Ratating biological reactor (RBR), trickling filter (TF) It is characterized by high and constant.

생물학적 하·폐수처리공정의 성능은 일반적으로 높은 미생물 농도를 유지시키면 처리효율이 향상될 수 있는 것으로 알려져있으며, 이를 위하여 활성슬러지 공정의 개발 초기단계부터 호기조내의 미생물농도를 5,000mg/L이상으로 유지하기 위하여 많은 노력을 기울여왔다. It is known that the performance of the biological wastewater treatment process can be improved by maintaining a high concentration of microorganisms. To this end, the microorganism concentration in the aerobic tank is maintained at 5,000 mg / L or more from the initial stage of the activated sludge process Have made a lot of effort to

그러나 이러한 장치들은 생물반응조의 크기가 불필요하게 커지는 단점이 있었다.However, these devices have the disadvantage that the size of the bioreactor becomes unnecessarily large.

이에 비해, 담체에 미생물을 고정하여 처리하는 담체공정은 담체 표면에 미생물을 증착시켜 고농도로 유지시킬 수 있으므로 유입수질 및 유량변동에 효과적으로 대응할 수 있고, 처리효율 또한 활성슬러지 공정에 비하여 뛰어난 것으로 알려져 있다.On the other hand, it is known that the carrier process in which microorganisms are immobilized on a carrier can be maintained at a high concentration by depositing microorganisms on the surface of the carrier, so that it is possible to effectively cope with influent water quality and flow rate fluctuation and has a higher treatment efficiency than an activated sludge process .

고정상담체를 이용하는 공법들이 성공하기 위해서는 무엇보다도 담체표면에 얼마나 많은 미생물이 부착 성장할 수 있는가에 달려 있다.The success of the methods using the fixed counters depends on how many microorganisms adhere to the surface of the carrier.

하지만, 기존의 고정상담체들은 단지, 표면적만을 고려하여 미생물 부착을 유도시키기 때문에, 미생물 배양속도가 늦고, 온도와 pH에 따른 미생물 배양조건이 맞지 않아, 미생물 활성화율이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.However, the existing fixed counters have a problem that the rate of microbial cultivation is slow, the microbial culture conditions according to temperature and pH are not suitable, and the rate of microbial activation is remarkably low because it induces microbial adhesion considering only surface area.

또한, 고정상담체를 지지하는 지지프레임이 일정한 크기로 맞춤제작되기 때문에, 생물반응조의 용량 및 유입수 부하변동 때마다, 별도로 주문제작해야 하므로, 제작비가 많이 소요되고, 설치시간이 길어지는 문제점이 있었다.Further, since the supporting frame for supporting the fixed backing body is customized to a predetermined size, it is required to separately manufacture the bioreactor tank and the inflow water load fluctuation, so that a large production cost is required and the installation time is long .

그리고, 고정상담체가 설치된 생물반응조 내부의 pH량을 조절하기 위해 투입되는 약품이 발암물질을 갖고 있기 때문에, 호기조에서 미처리된 오염물질이 발암물질의 약품과 함께 하천이나 호소를 비롯한 기타 수원에 유입됨에 따라 또 다른 환경오염을 야기시키는 문제점이 있었다.
In addition, because the chemicals to be added to regulate the amount of pH in the bioreactor equipped with a fixed con- tacting body contain carcinogenic substances, pollutants that have not been treated in the aerobic tank enter the river, lake, Thus causing another environmental pollution.

일본공개특허 06328089(공개일자 1994년 11월 29일)Japanese Patent Laid-Open No. 06328089 (published on November 29, 1994)

상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 MS-NBR의 생물반응조에 적용시켜 질산화와 탈질을 반복하게 함으로써, 질소 제거효율을 향상시켜 안정적인 처리수질을 확보할 수 있으며, 코어열선형 고정상담체모듈을 통해 F/M비를 낮게 유지시켜 유입수 부하변동 및 수온저하에 강하고, 코어열선의 온도조절과 드라이아이스의 pH조절로 이루어진 하이브리드배양방식을 통해 고정상담체에 미생물 배양을 활성화시킬 수 있으며, PLC제어모듈을 통해 멀티계측기모듈의 계측, 열선구동모듈의 구동, 드라이아이스생성모듈의 구동을 순차적으로 자동제어시킬 수 있고, 코어열선형 고정상담체모듈이 설치된 가변지지프레임의 높낮이를 조절할 수가 있는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조를 제공하는데 그 목적이 있다.
In order to solve the above problems, the present invention is applied to a bioreactor of MS-NBR to repeatedly perform nitrification and denitrification, thereby improving nitrogen removal efficiency and ensuring stable treated water quality, and a core hot- It keeps the F / M ratio low by keeping the F / M ratio low. It is resistant to fluctuation of influent water load and water temperature. It can activate microorganism cultivation on fixed countersucker through hybrid culture method of temperature control of core hot wire and dry ice pH control. It is possible to automatically control the multi-instrument module measurement, the driving of the hot-wire driving module, and the driving of the dry ice generating module sequentially through the module, and the hybrid supporting frame capable of adjusting the height of the variable supporting frame equipped with the core hot- The present invention provides a bioreactor having a bio-ring activating device. have.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 따른 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조는In order to accomplish the above object, a biological reaction tank equipped with a hybrid culture-type smart fixed-consulting body (bio-ring) activating device according to the present invention comprises

미생물이 호기성에서 오염물질을 분해하기 위해 만든 생물반응조에서, 온도와 pH량을 센싱하여 코어열선의 온도조절과, 드라이아이스의 pH조절로 이루어진 하이브리드배양방식을 통해 고정상담체에 미생물 배양을 활성화시키도록 구성됨으로서 달성된다.
In a bioreactor, which is designed to decompose pollutants from aerobic microorganisms, microbial cultivation is activated in a fixed con- tact agent through a hybrid culture system consisting of temperature control of core heat and pH control of dry ice by sensing temperature and pH amount .

상기 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치는 보다 구체적으로,More specifically, the smart-fixed-consulting body (Bio-Ring)

가로방향 또는 세로방향으로 연속층상구조로 이루어져 하나의 사각블럭단위별로 생물반응조에 설치되고, PLC제어모듈의 제어신호에 따라 높낮이가 조절되면서, 로프중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 코어열선형 고정상담체모듈(100)과,It is installed in a bioreactor in a unit of a square block unit in a horizontal or vertical direction and has a continuous layer structure. It is controlled in height according to a control signal of a PLC control module and receives heat through a core hot wire formed at the center of the rope, A core hot-wire type fixed and adjustable applicator module 100 for activating the core hot-

코어열선형 고정상담체모듈이 투입되어 설치된 생물반응조 내부의 온도, pH, MLSS, DO, ORP를 측정하고 센싱한 후, 그 센싱데이터를 PLC제어모듈로 전달시키는 멀티계측기모듈(200)과,A multi-meter module 200 for measuring and sensing the temperature, pH, MLSS, DO, and ORP of the inside of the bioreactor into which the core hot-wire type fixed adherent module is installed and transmitting the sensing data to the PLC control module,

코어열선형 고정상담체모듈에 형성된 복수개 코어열선을 하나로 모아 집적화시켜 PLC제어모듈의 제어신호에 따라 코어열선에 전기를 흘러보내 구동시키는 코어열선구동모듈(300)과,A core hot wire driving module 300 for collecting and integrating a plurality of core hot wires formed in the core hot wire type fixed hotplate module and flowing electricity to the core hot wire according to a control signal of the PLC control module,

생물반응조 일측에 설치되어, 드라이아이스를 생성시키고, 생성된 드라이아이스를 PLC제어모듈의 제어신호에 따라 생물반응조 내부로 분사시키는 드라이아이스생성모듈(400)과,A dry ice generating module 400 installed at one side of the bioreactor to generate dry ice and to inject the generated dry ice into the inside of the bioreactor according to the control signal of the PLC control module,

코어열선형 고정상담체모듈, 멀티계측기모듈, 코어열선구동모듈, 드라이아이스생성모듈과 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 순차적으로 제어하면서, 멀티계측기모듈로부터 센싱된 센싱데이터를 입력받아, 열선구동모듈쪽으로 코어열선구동신호를 출력시켜 코어열선의 온도를 제어시키고, 드라이아이스생성모듈쪽으로 드라이아이스분사신호를 출력시켜, 드라이아이스를 통해 생물반응조내의 pH량을 제어시키는 PLC제어모듈(500)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
The controller is connected to the core hot-line type fixed counseling module, the multi-meter module, the core hot-wire driving module, and the dry-ice generating module to sequentially receive the sensing data from the multi- A PLC control module 500 for controlling the temperature of the core hot wire by outputting a core hot wire driving signal to the module side, outputting a dry ice injection signal to the dry ice generating module, and controlling the pH amount in the bioreactor through dry ice .

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 MS-NBR의 생물반응조에 적용시켜 질산화와 탈질을 반복하게 함으로써, 질소 제거효율을 향상시켜 안정적인 처리수질을 확보할 수 있고, 코어열선형 고정상담체모듈을 통해 F/M비를 낮게 유지시켜 유입수 부하변동 및 수온저하에 강하고, 코어열선의 온도조절과 드라이아이스의 pH조절로 이루어진 하이브리드배양방식을 통해 고정상담체에 미생물 배양을 활성화시킬 수 있어, 기존에 비해 미생물 활성화율을 80% 향상시킬 수 있으며, 액화탄산가스로 이루어진 드라이아이스를 통해 생물반응조 내부의 pH량을 조절시킬 수 있어, 기존에 비해 친환경적이고, pH 조절율을 70% 향상시킬 수 있으며, 수동방식의 고정상담체장치를 무인화, 자동화시킬 수 있고, 생물반응조의 용량 및 유입수 부하변동에 맞게 1:1 맞춤형으로 설치할 수 있는 좋은 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, nitrification and denitrification are repeatedly applied to a biological reactor of MS-NBR, thereby improving nitrogen removal efficiency and ensuring stable treated water quality. By keeping the F / M ratio low, it is resistant to fluctuation of influent water load and water temperature, and it is possible to activate the microorganism culture on the fixed adduct by the hybrid culture method comprising temperature control of core hot wire and pH adjustment of dry ice, The microbial activation rate can be improved by 80%, and the pH value inside the bioreactor can be controlled through the dry ice made of liquefied carbon dioxide gas. Thus, it is environmentally friendly, the pH adjustment rate can be improved by 70% System can be unmanned and automated, and it can be customized 1: 1 according to the capacity of the bioreactor and fluctuation of the influent water load. There is a good effect that can be installed.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 코어열선형 고정상담체모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 코어열선형 고정상담체부의 형태를 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 일자형수직단일담체의 구성요소를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 수평층상형면상담체의 구성요소를 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 수직병렬형면상담체의 구성요소를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 제1 로프담체(121a), 제1 코어열선부(121b), 제1 버블형실타래부(121c)로 이루어진 일자형수직단일담체를 평면방향에서 바라봤을 때 모습을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 제1 로프담체(121a), 제1 코어열선부(121b), 제1 버블형실타래부(121c)로 이루어진 일자형수직단일담체를 사시도방향에서 바라봤을 때 모습을 도시한 일실시예도,
도 10은 본 발명에 따른 멀티계측기모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 11은 본 발명에 따른 드라이아이스생성모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 12는 본 발명에 따른 PLC제어모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 13은 본 발명에 따른 PLC제어모듈에 연결된 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치 및 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 이용한 하·폐수고도처리시스템의 구성요소를 순차적으로 제어시키는 것을 도시한 회로도,
도 14는 본 발명에 제1일실예에 따른 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 이용한 하·폐수고도처리시스템(2)을 도시한 일실시예도,
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 이용한 하·폐수고도처리시스템(2)을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명의 제1실시예에 따른 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 이용한 하·폐수고도처리시스템을 구성하는 생물반응조를 도시한 일실시예도,
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 이용한 하·폐수고도처리시스템을 구성하는 생물반응조를 도시한 일실시예도,
도 18은 본 발명에 따른 에어버블생성부를 통해 코어열선형 고정상담체부에 활성화된 미생물을 에어버블을 쏴서 탈리시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 19는 본 발명에 따른 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조를 MS-NBR의 생물반응조에 적용시켜, 생물반응조 내부의 온도와 pH량을 센싱하여 코어열선의 온도조절과, 드라이아이스의 pH조절로 이루어진 하이브리드배양방식을 통해 고정상담체에 미생물 배양을 활성화시킨 것을 도시한 일실시예도. FIG. 1 is a diagram showing the constitutional elements of a bioreactor 1 equipped with a hybrid culture-type smart fixed-agent activating device (bio-ring) activating device according to the present invention,
FIG. 2 is a perspective view showing the components of a biological reaction tank 1 equipped with a hybrid culture-type smart fixed-agent (bio-ring) activating device according to the present invention,
FIG. 3 is a perspective view showing the components of the core hot-line type fixed-
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a core hot-wire type fixed consulting unit according to the present invention,
Figure 5 is a perspective view illustrating the components of a straight vertical single carrier according to the present invention,
6 is a perspective view showing the constituent elements of the horizontal layered type phase carrier according to the present invention,
7 is a perspective view showing the constituent elements of the vertical parallel type planar support according to the present invention,
8 is a plan view of a straight vertical single carrier comprising a first rope carrier 121a, a first core heat wire portion 121b and a first bubble type thread portion 121c according to the present invention In one embodiment,
9 is a perspective view of a straight vertical single carrier comprising a first rope carrier 121a, a first core heat wire portion 121b and a first bubble type thread portion 121c according to the present invention, In one embodiment,
10 is a block diagram illustrating components of a multi-instrument module according to the present invention,
11 is a block diagram showing components of a dry ice generating module according to the present invention,
12 is a block diagram illustrating components of a PLC control module according to the present invention.
Fig. 13 is a flow chart showing the sequential control of components of a wastewater treatment system using a smart-fixed-agent activating device and a smart-fixed-agent activating device connected to a PLC control module according to the present invention Fig.
FIG. 14 is a view showing an embodiment of the system for treating wastewater and wastewater according to the first embodiment of the present invention, which uses a smart-fixed-
FIG. 15 shows an embodiment showing a sewage / wastewater advanced treatment system 2 using a smart-fixed-agent-activating device according to a second embodiment of the present invention.
16 is a view showing an embodiment of a bioreactor constituting a sewage / wastewater advanced treatment system using a smart-fixed-agent-activating device according to the first embodiment of the present invention,
17 is a view showing an embodiment of a bioreactor constituting a sewage / wastewater advanced treatment system using a smart-fixed-agent-activating device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a view showing an embodiment in which air bubbles are activated by the air hot bubble generating unit according to the present invention,
FIG. 19 is a graph showing the results obtained by applying a bioreactor having a hybrid culture-type smart fixed-agent-activating device according to the present invention to a bioreactor of MS-NBR, An embodiment showing that the microorganism culture is activated in the fixed counseling body through a hybrid culture system consisting of temperature control of heat line and pH control of dry ice.

먼저, 본 발명에서 설명되는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조의 이론적 배경에 관해 설명한다.First, the theoretical background of a biological reaction tank equipped with a hybrid culture-type smart fixed-agent (Bio-Ring) activating device described in the present invention will be described.

질산화는 독립영양 미생물에 의해서 이루어지기 때문에, 코어열선형 고정상담체모듈에 이루어지는 미생물 배양조건인 온도와 pH량을 중심으로 해서, 미생물 배양을 활성화시키는 장치를 발명해 본 것이다.
Since nitrification is carried out by an autotrophic microorganism, we have invented a device for activating microbial cultivation, centered on temperature and pH, which are microbial culturing conditions in a core hot-line type fixed-counteractor module.

[온도][Temperature]

대부분의 생화학 반응에서와 마찬가지로 온도는 질산화 미생물에 비성장 속도 및 반포화속도 상수에 영향인자로 작용한다. As in most biochemical reactions, temperature acts as an influencing factor on the rate of non-growth and half-rate constant for nitrifying microorganisms.

미생물 중 암모니아 산화균인 Nitrosomonas는 약 25~35℃, 또 다른 미생물 중 아질산 산화균인 Nitrobactor는 20~38℃가 최적인 것으로 알려진 바 있다.
Nitrosomonas, which is an ammonia oxidizing bacteria in microorganisms, has been found to be optimal at about 25 to 35 ° C, and Nitrobactor, which is a nitrite oxidizing bacteria among other microorganisms, is most suitable at 20 to 38 ° C.

[[ pHpH ]]

미생물에 있어서, pH는 매우 중요한 인자로서, 암모니아 산화균의 순수배양에 있어 성장을 위한 pH는 5.8~8.5의 범위에서 적합하며, 아질산 산화균의 경우 pH 6.5~8.5의 범위에서 적합하다.In microorganisms, pH is a very important factor. In the pure culture of ammonia oxidizing bacteria, the pH for growth is suitable in the range of 5.8 to 8.5, and in the case of nitrite oxidizing bacteria, the pH is in the range of 6.5 to 8.5.

질산화 최적 pH는 7.2~8.0으로 비교적 좁은 범위를 나타낸다.The optimum nitrification pH ranges from 7.2 to 8.0, which is relatively narrow.

pH 5.8 이하에서는 질산화가 저해를 받는 것으로 알려졌다.Under pH 5.8, nitrification is inhibited.

본 발명에서 설명되는 호기조 내의 알칼리도는 최저 50mg/L 이상으로 유지시켜야 한다.
The alkalinity in the aerobic tank described in the present invention should be maintained at least 50 mg / L or more.

이처럼, 미생물 배양조건인 온도조건에 부합시켜 미생물 배양을 활성화시키기 위해, 본 발명에서는 로프담체의 내부 중심부위에 코어열선부를 형성시켜, 그 코어열선부에서 생성된 열을 제1 로프담체와 제1 버블실타래쪽으로 전달시켜 미생물 배양온도를 20~45℃로 기준온도로 설정시키는 것을 특징으로 한다.In order to activate the microbial culture in accordance with the temperature condition, which is a microbial culture condition, in the present invention, a core hot wire portion is formed on the inner central portion of the rope carrier, heat generated in the core hot wire portion is transferred to the first rope carrier, And the culture temperature of the microorganism is set to a reference temperature of 20 to 45 캜.

또한, 미생물 배양조건이 pH조건에 부합시켜 미생물 배양을 활성화시키기 위해, 본 발명에서는 발암물질이 아닌 액화탄산가스로 이루어진 드라이아이스를 통해 생물반응조 내부의 pH량을 5.5~8.5의 범위로 조절시키는 것을 특징으로 한다.
Further, in order to activate microbial culture by culturing the microbes in accordance with pH conditions, the pH of the inside of the bioreactor is controlled in the range of 5.5 to 8.5 through dry ice made of liquefied carbon dioxide gas, .

또한, 본 발명에서 설명되는 생물반응조는 무산소조와 호기조로 이루어지고, 주로 호기조에 본 발명에 따른 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치가 구성된다.
In addition, the biological reaction tank described in the present invention comprises an anoxic tank and an oxic tank, and a hybrid culture-type smart fixed-agent (Bio-Ring) activating device according to the present invention is mainly constituted in an oxic tank.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 미생물이 호기성에서 오염물질을 분해하기 위해 만든 생물반응조에서, 온도와 pH량을 센싱하여 코어열선의 온도조절과, 드라이아이스의 pH조절로 이루어진 하이브리드배양방식을 통해 고정상담체에 미생물 배양을 활성화시키도록 구성된다.FIG. 1 is a block diagram showing constituent elements of a biological reaction tank 1 equipped with a hybrid culture-type smart fixed-agent activating device (bio-ring) activating device according to the present invention. FIG. FIG. 1 is a perspective view showing components of a bioreactor 1 equipped with a cultivating type smart fixing agent (Bio-Ring) activating device. In a biological reaction tank for decomposing pollutants from aerobic bacteria, And the amount of pH is sensed to activate the microorganism culture on the fixed adduct through a hybrid culture system comprising temperature control of core hot wire and pH control of dry ice.

보다 상세하게는 코어열선형 고정상담체모듈(100), 멀티계측기모듈(200), 코어열선구동모듈(300), 드라이아이스생성모듈(400), PLC제어모듈(500)로 구성된다.
A core heating line driving module 300, a dry ice generating module 400, and a PLC control module 500. The multi-measuring module 200 includes a core hot-wire type fixed adhering body module 100, a multi-meter module 200,

먼저, 본 발명에 따른 코어열선형 고정상담체모듈(100)에 관해 설명한다.First, the core hot-wire type fixed consulting module 100 according to the present invention will be described.

상기 코어열선형 고정상담체모듈(100)은 가로방향 또는 세로방향으로 연속층상구조로 이루어져 하나의 사각블럭단위별로 생물반응조에 설치되고, PLC제어모듈의 제어신호에 따라 높낮이가 조절되면서, 로프중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 역할을 한다.The core hot-wire type fixed and adjustable applicator module 100 has a continuous layer structure in the horizontal direction or the vertical direction and is installed in the bioreactor in units of one square block. The elevation is controlled according to the control signal of the PLC control module, And the heat is transmitted through the core hot wire formed in the microchannel to activate the microorganism culture.

이는 도 3에 도시한 바와 같이, 가변형지지프레임(110), 코어열선형 고정상담체부(120), 에어버블생성부(130)로 구성된다.
As shown in FIG. 3, the flexible support frame 110, the core hot-wire type fixed dialysis unit 120, and the air bubble generation unit 130 are formed.

첫째, 본 발명에 따른 가변형지지프레임(110)에 관해 설명한다.First, the variable support frame 110 according to the present invention will be described.

상기 가변형지지프레임(110)은 코어열선형 고정상담체를 기준으로 상단방향, 하단방향, 측단방향에 설치되어, 코어열선형 고정상담체가 외압에 의해 흔들리지 않도록 상,하,좌,우 중 어느 하나 이상을 선택해서 지지해주면서, PLC제어모듈의 제어신호에 따라 높낮이가 가변된다.The variable support frame 110 is installed in the upper direction, the lower end direction, and the lateral direction on the basis of the core hot-wire type fixed counseling body, so that the core hot-line type fixed counseling body can be moved upward, Selecting and supporting the above is supported, and the height is changed according to the control signal of the PLC control module.

이는 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, STS304 재질로 이루어지고, 가로방향의 수평프레임(111)과, 세로방향의 수직프레임(112)으로 이루어져 사각박스형상의 지지틀을 형성시키면서, 상부 일측과 하부 일측에 다수의 연결바(113)가 형성된다.As shown in FIGS. 3 and 5, the support frame is made of STS304 material and is composed of a horizontal frame 111 in the horizontal direction and a vertical frame 112 in the vertical direction, And a plurality of connection bars 113 are formed on a lower side.

그리고, 상기 연결바에는 소정의 간격을 두어 다수의 걸림부재(114)가 형성된다.A plurality of latching members 114 are formed at predetermined intervals in the connection bar.

이로 인해, 연결바에 동일한 간격으로 설치된 걸림부재에 의해, 일자형수직단일담체, 수평층상형면상담체, 수직병렬형면상담체의 설치 위치가 상하, 좌우로 동일한 간격으로 미생물이 부착되도록 구성된다. Therefore, by the latching members provided at the same intervals in the connection bars, the installation positions of the straight vertical single carrier, the horizontal layered flat carrier, and the vertical parallel flat carrier are structured such that the microorganisms are attached at the same intervals in the vertical and horizontal directions.

상기 걸림부재는 수평프레임 및 수직프레임과의 결합을 이루기 위한 프레임결합부와 일자형수직단일담체, 수평층상형면상담체, 수직병렬형면상담체를 고정시키기 위해 고리형상으로 도출 형성된 담체고정부(115)가 형성된다.The engaging member includes a frame engaging portion for engaging with the horizontal frame and the vertical frame, and a carrier fixing portion 115 formed in a ring shape for fixing a straight vertical single carrier, a horizontal layered flat carrier, .

상기 가변형지지프레임은 미생물 부착여부를 확인할 수 있는 제1,2,3 버블형실타래부의 시편을 적당한 위치에 설치하고 손쉽게 확인할 수 있는 수동 인양장치가 포함되어 구성된다.
The variable-type support frame includes a manual lifting device for easily observing the specimen of the first, second, and third bubble-type threads, which can confirm whether or not the microorganism is attached, at an appropriate position.

또한, 본 발명에 따른 상기 가변형지지프레임(110)은 도 3에 도시한 바와 같이, 세로방향의 수직프레임상에 각각 높낮이조절형실린더(116)가 포함되어 구성된다.As shown in FIG. 3, the variable support frame 110 according to the present invention includes a height-adjustable cylinder 116 on a vertical frame in the vertical direction.

여기서, 높낮이조절형실린더(116)는 유압실린더, 에어실린더, 전기실린더 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.Here, the height adjustable cylinder 116 is constructed by selecting any one of a hydraulic cylinder, an air cylinder, and an electric cylinder.

그리고, 일자형수직단일담체, 수평층상형면상담체를 갖는 가변형지지프레임의 수직프레임 상에 구성된다.
And is configured on a vertical frame of a deformable support frame having a straight vertical single carrier and a horizontal layered flat carrier.

상기 높낮이조절형실린더(116)는 4개의 세로방향의 수직프레임 내부공간에 설치되고, PLC제어모듈의 제어신호에 따라 높낮이가 동시에 가변된다.
The height adjustable cylinder 116 is installed in the vertical space of four vertical frames, and the height of the cylinder 116 is varied at the same time according to the control signal of the PLC control module.

이처럼, 높낮이조절형실린더(116)가 세로방향의 수직프레임상에 각각 설치되어 구성됨으로서, 생물반응조의 용량 및 유입수 부하변동에 맞게 일자형수직단일담체, 수평층상형면상담체를 1:1 맞춤형으로 높낮이를 조절하면서 설치할 수가 있다.
In this way, the height-adjustable cylinders 116 are respectively installed on the vertical frame in the vertical direction, so that the straight vertical single carrier and the horizontal horizontal upper horizontal carrier can be individually and individually adjusted to the capacity of the bioreactor and the fluctuation of the influent water load. As shown in FIG.

둘째, 본 발명에 따른 코어열선형 고정상담체부(120)에 관해 설명한다.Second, the core hot-wire type fixed consultation body part 120 according to the present invention will be described.

상기 코어열선형 고정상담체부(120)는 가변형지지프레임에 일측 또는 양측이 설치되어, 복수개의 코어열선형 셀담체를 형성시킨 후, 코어열선형 셀담체의 중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 역할을 한다.One or both sides of the core hot-wire type fixed and fixed contact unit 120 are provided in a variable support frame to form a plurality of core hot-wire type cell supports, and then heat is transmitted through a core hot wire formed at the center of the core hot- It plays a role to activate microorganism culture.

이는 도 4에 도시한 바와 같이, 일자형수직단일담체(121), 수평층상형면상담체(122), 수직병렬형면상담체(123) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
As shown in FIG. 4, any one of the straight vertical single carrier 121, the horizontal layered vertical carrier 122, and the vertically parallel type planar carrier 123 is selected and configured.

[일자형수직단일담체(121)][Straight vertical single carrier (121)]

상기 일자형수직단일담체(121)는 도 5에 도시한 바와 같이, 가변형지지프레임에 일측이 고정설치되어, 일자형수직단일구조를 갖는 복수개의 코어열선형 셀담체를 형성시켜 원수의 흐름에 따라 유동되면서, 코어열선형 셀담체의 중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 역할을 한다.As shown in FIG. 5, the linear vertical single carrier 121 is fixed to one side of the variable support frame to form a plurality of core hot linear cell carriers having a straight vertical single structure, and flows along the flow of the raw water , And serves to activate the microbial culture by receiving heat through the core hot wire formed at the center of the core hot wire type cell carrier.

이는 제1 로프담체(121a), 제1 코어열선부(121b), 제1 버블형실타래부(121c)가 구성된다.This constitutes the first rope carrier 121a, the first core heat wire portion 121b, and the first bubble type thread portion 121c.

상기 제1 로프담체(121a)는 길이방향의 로프형상으로 이루어진다.The first rope carrier 121a has a rope shape in the longitudinal direction.

이는 폴리프로필렌 재질로 이루어진 것으로서, 이와 같은 재질의 선택은 미생물 플록을 부착시킨 상태에서 원수에 따라 유동하기에 적당하고, 강성의 실타래를 수중에서 균형적으로 개화 상태로 만들기에 적당하도록 물리·화학적으로 가장 안전한 재질을 선택함에 따른 것이다.The selection of such materials is suitable for flowing according to the raw water in the state where the microbial flocs are attached, and is suitable for physically and chemically so as to be suitable for making a stiff thread in a flowering state balanced in water This is due to the selection of the safest material.

또한, 제1 로프담체는 걸림부재의 상·하를 수직방향으로 잇도록 연결 설치하거나, 또는 도 5에 도시한 바와 같이, 걸림부재의 상·하를 잇도록 설치하되, 지그재그 방식으로 설치한 후 지그재그 방식으로 설치되는 시작 지점과 끝 지점을 각각 담체고정부에 고정시켜 설치한다.
The first rope carrier may be connected so that the upper and lower sides of the latching member are connected to each other in the vertical direction or the upper and lower sides of the latching member are connected as shown in Fig. The starting point and the ending point, which are installed in a zigzag manner, are fixed to the carrier fixing portion, respectively.

상기 제1 코어열선부(121b)는 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 로프담체의 내부 중앙에 위치되고, 열선구동모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 제1 로프담체와 제1 버블실타래쪽으로 열을 전달시킨다.As shown in Figs. 8 and 9, the first core heating wire portion 121b is located at the center of the inner portion of the first rope carrier and is driven in accordance with the control signal of the hot wire driving module, Heat is transferred to the bubble thread.

이는 정전력히팅케이블열선으로 구성된다.It consists of constant power heating cable heating wire.

여기서, 정전력히팅케이블열선은 발열체가 연속적으로 일정한 존을 형성하고 있으므로, 존의 발열량이 동일하여 시공길이나 외부 환경에 관계없이 일정한 발열량을 갖는다.Here, since the heat generating element of the constant power heating cable forms a constant zone continuously, the heating value of the zone is the same, so that it has a constant calorific value irrespective of the construction length or the external environment.

따라서 일정한 온도유지를 위한 제1로프담체에 적합하고, 220V~380V 가변형 정격전압에, 15~50Watt/M(발열량), 최대길이가 100m인 특성과, 일정한 발열량 유지하고, 방수기능을 갖는다.
Therefore, it is suitable for the first rope carrier for maintaining a constant temperature. It has the characteristics of 15 ~ 50 Watt / M (heating value) and the maximum length of 100m at the rated voltage of variable voltage of 220V ~ 380V, and keeps a constant calorific value and has waterproof function.

상기 제1 버블형실타래부(121c)는 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 로프담체의 측면에 복수개의 버블형상으로 실타래가 형성되어, 제1 코어열선부로부터 전달받은 열을 통해 미생물 배양을 활성화시키는 장소를 제공하는 역할을 한다.As shown in Figs. 8 and 9, the first bubble-type thread portion 121c has a plurality of boss-shaped threads formed on a side surface of the first rope carrier, It serves to provide a place to activate microbial culture.

이는 일반적으로 사용되는 담체와 달리 버블형실타래 구조를 이루고 있어 미생물들이 부착 성장할 수 있는 비표면적이 증대되어 미생물의 성장이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.This makes it possible to grow the microorganisms easily by increasing the specific surface area in which the microorganisms can adhere to and grow, since they have a bubble type thread structure unlike a commonly used carrier.

또한, 상기 제1 버블형실타래부(121c)는 버블형상이외에도, 작은 실을 방사원 형태로 갖는 루프 형상으로 이루어진다.The first bubble type thread portion 121c is formed in a loop shape having a small thread in the form of a radiation source in addition to the bubble shape.

이처럼, 제1 로프담체(121a), 제1 코어열선부(121b), 제1 버블형실타래부(121c)로 이루어진 일자형수직단일담체(121)는 40Denier로 비표면적이 1.88/m , 공극율은 95.5% 이상이 되어 미생물 부착이 양호한 특성을 가진다.
As described above, the straight vertical single carrier 121 made of the first rope carrier 121a, the first core heat wire portion 121b and the first bubble type thread portion 121c has a specific surface area of 1.88 / m and a porosity of 95.5 % Or more and good microbial adhesion.

[수평층상형면상담체(122)][Horizontal Layered Phase In Situ Carrier (122)]

상기 수평층상형면상담체(122)는 가변형지지프레임에 양측이 고정설치되어, 수평기준선과 동일선상에 위치한 수평면구조를 갖는 복수개의 코어열선형 셀담체를 수평층상구조로 형성시켜, 가변형지지프레임에 수평방향으로 고정되면서, 코어열선형 셀담체의 중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 역할을 한다.The horizontal layered type supporter 122 is formed by horizontally layering a plurality of corrugated hot-wire type cell supports having both sides fixedly mounted on a flexible support frame and having a horizontal plane structure co-linear with a horizontal reference line, While being fixed in the horizontal direction, the heat is transmitted through the core hot wire formed at the center of the core hot-wire type cell carrier to activate the microbial culture.

이는 제2 로프담체(122a), 제2 코어열선부(122b), 제2 버블형실타래부(122c)가 구성된다.This constitutes the second rope carrier 122a, the second core heat wire portion 122b, and the second bubble type thread portion 122c.

상기 제2 로프담체(122a)는 수평의 길이방향으로 이루어진 로프가 복수개로 연결되어, 하나의 수평면담체로 형성된다.The second rope carriers 122a are connected by a plurality of ropes formed in a horizontal longitudinal direction, and are formed of one horizontal surface carrier.

이는 폴리프로필렌 재질로 이루어진 것으로서, 이와 같은 재질의 선택은 미생물 플록을 부착시킨 상태에서 원수에 따라 유동하기에 적당하고, 강성의 실타래를 수중에서 균형적으로 개화 상태로 만들기에 적당하도록 물리·화학적으로 가장 안전한 재질을 선택함에 따른 것이다.
The selection of such materials is suitable for flowing according to the raw water in the state where the microbial flocs are attached, and is suitable for physically and chemically so as to be suitable for making a stiff thread in a flowering state balanced in water This is due to the selection of the safest material.

상기 제2 코어열선부(122b)는 제2 로프담체의 내부 중앙에 위치되고, 열선구동모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 제2 로프담체와 제2 버블실타래쪽으로 열을 전달시킨다.The second core heating wire portion 122b is located at the center of the inner portion of the second rope carrier and is driven in accordance with a control signal of the hot wire driving module to transfer heat to the second rope carrier and the second bubble thread.

이는 정전력히팅케이블열선으로 구성된다.It consists of constant power heating cable heating wire.

여기서, 정전력히팅케이블열선은 발열체가 연속적으로 일정한 존을 형성하고 있으므로, 존의 발열량이 동일하여 시공길이나 외부 환경에 관계없이 일정한 발열량을 갖는다.Here, since the heat generating element of the constant power heating cable forms a constant zone continuously, the heating value of the zone is the same, so that it has a constant calorific value irrespective of the construction length or the external environment.

따라서 일정한 온도유지를 위한 제2로프담체에 적합하고, 220V~380V 가변형 정격전압에, 15~50Watt/M(발열량), 최대길이가 100m인 특성과, 일정한 발열량 유지하고, 방수기능을 갖는다.
Therefore, it is suitable for the second rope carrier for maintaining a constant temperature. It has a rated voltage of 220V ~ 380V, 15 ~ 50Watt / M (heating value) and 100m of maximum length and maintains a constant calorific value and waterproof function.

상기 제2 버블형실타래부(122c)는 제2 로프담체의 측면에 복수개의 버블형상으로 실타래가 형성되어, 제2 코어열선부로부터 전달받은 열을 통해 미생물 배양을 활성화시키는 장소를 제공하는 역할을 한다.The second bubble-shaped thread portion 122c has a plurality of bubble-like threads formed on a side surface of the second rope carrier and serves to provide a place for activating the microbial culture through the heat transferred from the second core heat wire portion do.

이는 일반적으로 사용되는 담체와 달리 버블형실타래 구조를 이루고 있어 미생물들이 부착 성장할 수 있는 비표면적이 증대되어 미생물의 성장이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.This makes it possible to grow the microorganisms easily by increasing the specific surface area in which the microorganisms can adhere to and grow, since they have a bubble type thread structure unlike a commonly used carrier.

또한, 상기 제2 버블형실타래부(122c)는 버블형상이외에도, 작은 실을 방사원 형태로 갖는 루프 형상으로 이루어진다.Further, the second bubble type thread portion 122c is formed in a loop shape having a small thread in the form of a radiation source in addition to the bubble shape.

이처럼, 제2 로프담체(122a), 제2 코어열선부(122b), 제2 버블형실타래부(122c)로 이루어진 수평층상형면상담체(122)는 40Denier로 비표면적이 1.88/m , 공극율은 95.5% 이상이 되어 미생물 부착이 양호한 특성을 가진다.
The horizontal layered alumina carrier 122 made of the second rope carrier 122a, the second core heating wire portion 122b and the second bubble-shaped thread portion 122c has a specific surface area of 40 Denier and a specific surface area of 1.88 / 95.5% or more, and has good microbial adhesion.

[수직병렬형면상담체(123)][Vertically parallel type surface carrier (123)]

상기 수직병렬형면상담체(123)는 가변형지지프레임에 양측이 고정설치되어, 수직기준선과 동일선상에 위치한 수직면구조를 갖는 복수개의 코어열선형 셀담체를 수직병렬구조로 형성시켜, 가변형지지프레임에 수직방향으로 고정되면서, 코어열선형 셀담체의 중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 역할을 한다.The vertical parallel type surface carriers 123 are fixed on both sides of the variable support frame to form a plurality of core hot-wire type cell carriers having a vertical plane structure co-linear with the vertical reference lines in a vertically parallel structure, And is capable of transferring heat through the core hot wire formed at the center of the core hot-wire type cell carrier and activating the microbial culture.

이는 도 7에 도시한 바와 같이, 제3 로프담체(123a), 제3 코어열선부(123b), 제3 버블형실타래부(123c)가 구성된다.As shown in Fig. 7, the third rope carrier 123a, the third core heat wire portion 123b, and the third bubble type thread portion 123c are constituted.

상기 제3 로프담체(123a)는 수평의 길이방향으로 이루어진 로프가 복수개로 연결되어, 하나의 수직면담체로 형성된다.The third rope support 123a is formed by a plurality of ropes formed in a horizontal lengthwise direction, and is formed of one vertical surface carrier.

이는 폴리프로필렌 재질로 이루어진 것으로서, 이와 같은 재질의 선택은 미생물 플록을 부착시킨 상태에서 원수에 따라 유동하기에 적당하고, 강성의 실타래를 수중에서 균형적으로 개화 상태로 만들기에 적당하도록 물리·화학적으로 가장 안전한 재질을 선택함에 따른 것이다.
The selection of such materials is suitable for flowing according to the raw water in the state where the microbial flocs are attached, and is suitable for physically and chemically so as to be suitable for making a stiff thread in a flowering state balanced in water This is due to the selection of the safest material.

상기 제3 코어열선부(123b)는 제3 로프담체의 내부 중앙에 위치되고, 열선구동모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 제3 로프담체와 제3 버블실타래쪽으로 열을 전달시킨다.The third core heating wire portion 123b is positioned at the inner center of the third rope carrier and driven according to a control signal of the hot wire driving module to transfer heat to the third rope carrier and the third bubble thread.

이는 정전력히팅케이블열선으로 구성된다.It consists of constant power heating cable heating wire.

여기서, 정전력히팅케이블열선은 발열체가 연속적으로 일정한 존을 형성하고 있으므로, 존의 발열량이 동일하여 시공길이나 외부 환경에 관계없이 일정한 발열량을 갖는다.Here, since the heat generating element of the constant power heating cable forms a constant zone continuously, the heating value of the zone is the same, so that it has a constant calorific value irrespective of the construction length or the external environment.

따라서 일정한 온도유지를 위한 제3로프담체에 적합하고, 220V~380V 가변형 정격전압에, 15~50Watt/M(발열량), 최대길이가 100m인 특성과, 일정한 발열량 유지하고, 방수기능을 갖는다.
Therefore, it is suitable for the third rope carrier for maintaining a constant temperature. It has a rated voltage of 220V ~ 380V, 15 ~ 50Watt / M (caloric value) and 100m of maximum length and maintains a constant calorific value and waterproof function.

상기 제3 버블형실타래부(123c)는 제3 로프담체의 측면에 복수개의 버블형상으로 실타래가 형성되어, 제3 코어열선부로부터 전달받은 열을 통해 미생물 배양을 활성화시키는 장소를 제공하는 역할을 한다.The third bubble-shaped thread portion 123c has a plurality of bubble-like threads formed on a side surface of the third rope carrier and serves to provide a place for activating the microbial culture through the heat transferred from the third core heat wire portion do.

이는 일반적으로 사용되는 담체와 달리 버블형실타래 구조를 이루고 있어 미생물들이 부착 성장할 수 있는 비표면적이 증대되어 미생물의 성장이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.This makes it possible to grow the microorganisms easily by increasing the specific surface area in which the microorganisms can adhere to and grow, since they have a bubble type thread structure unlike a commonly used carrier.

또한, 상기 제3 버블형실타래부(123c)는 버블형상이외에도, 작은 실을 방사원 형태로 갖는 루프 형상으로 이루어진다.In addition to the bubble shape, the third bubble type thread portion 123c is formed in a loop shape having a small thread in a radiation source shape.

이처럼, 제3 로프담체(123a), 제3 코어열선부(123b), 제3 버블형실타래부(123c)로 이루어진 수직병렬형면상담체(123)는 40Denier로 비표면적이 1.88/m , 공극율은 95.5% 이상이 되어 미생물 부착이 양호한 특성을 가진다.
Thus, the vertical parallel type planar support 123 composed of the third rope support 123a, the third core heating wire portion 123b and the third bubble type thread portion 123c has a specific surface area of 1.88 / m and porosity 95.5% or more, and has good microbial adhesion.

셋째, 본 발명에 따른 에어버블생성부(130)에 관해 설명한다.Third, the air bubble generator 130 according to the present invention will be described.

상기 에어버블생성부(130)는 도 18에 도시한 바와 같이, 가변형지지프레임(110)의 하단 일측에 설치되어, 코어열선형 고정상담체부에 활성화된 미생물을 에어버블을 쏴서 탈리시키는 역할을 한다.As shown in FIG. 18, the air bubble generating unit 130 is provided at a lower end of the variable support frame 110, and plays a role of shooting the activated microorganisms into the core hot-wire type fixed dialysis body unit by shooting air bubbles .

이는 미생물이 과대증식했을 경우에, PLC제어모듈의 제어신호에 따라 구동된다.
This is driven by the control signal of the PLC control module when the microorganism is overgrown.

다음으로, 본 발명에 따른 멀티계측기모듈(200)에 관해 설명한다.Next, the multi-instrument module 200 according to the present invention will be described.

상기 멀티계측기모듈(200)은 코어열선형 고정상담체모듈이 투입되어 설치된 생물반응조 내부의 온도, pH, MLSS, DO, ORP를 측정하고 센싱한 후, 그 센싱데이터를 PLC제어모듈로 전달시키는 역할을 한다.The multi-instrument module 200 measures and senses the temperature, pH, MLSS, DO, and ORP of the bioreactor into which the core hot-wire type fixed con- tact module is inserted and transmits the sensed data to the PLC control module .

이는 도 10에 도시한 바와 같이, 온도센서부(210), pH센서부(220), MLSS부(230), DO부(240), ORP부(250)로 구성된다.10, the temperature sensor unit 210, the pH sensor unit 220, the MLSS unit 230, the DO unit 240, and the ORP unit 250 are shown in FIG.

상기 온도센서부는 생물반응조 내부의 온도를 센싱하고, 상기 pH센서부는 생물반응조 내부의 pH를 센싱하며, 상기 MLSS부는 생물반응조 내부의 부유물농도를 센싱하고, 상기 DO부는 생물반응조 내부의 용존산소를 센싱하며, 상기 ORP부는 생물반응조 내부의 일어나는 주반응이 산화가 되고 있는지 환원이 진행되고 있는지를 나타내는 수치를 센싱하는 역할을 한다.
Wherein the temperature sensor unit senses the temperature inside the bioreactor, the pH sensor unit senses the pH inside the bioreactor, the MLSS unit senses the suspended matter concentration in the bioreactor, and the DO unit senses dissolved oxygen in the bioreactor The ORP unit senses a numerical value indicating whether the main reaction occurring in the bioreactor is oxidizing or reducing.

다음으로, 본 발명에 따른 코어열선구동모듈(300)에 관해 설명한다.Next, the core hot-wire drive module 300 according to the present invention will be described.

상기 코어열선구동모듈(300)은 코어열선형 고정상담체모듈에 형성된 복수개 코어열선을 하나로 모아 집적화시켜 PLC제어모듈의 제어신호에 따라 코어열선에 전기를 흘러보내 구동시키는 역할을 한다.
The core hot-wire driving module 300 collects and integrates a plurality of core hot wires formed in the core hot-wire type fixed-adherence module, and drives the core hot wire by flowing electricity according to a control signal of the PLC control module.

다음으로, 본 발명에 따른 드라이아이스생성모듈(400)에 관해 설명한다.Next, the dry ice generating module 400 according to the present invention will be described.

상기 드라이아이스생성모듈(400)은 생물반응조 일측에 설치되어, 드라이아이스를 생성시키고, 생성된 드라이아이스를 PLC제어모듈의 제어신호에 따라 생물반응조 내부로 분사시키는 역할을 한다.The dry ice generation module 400 is installed on one side of the bioreactor to generate dry ice and inject the generated dry ice into the bioreactor according to the control signal of the PLC control module.

이는 도 11에 도시한 바와 같이, 원통형본체(410), 제1탱크(420), 믹싱부(430), 드라이아이스 배출구(640)로 구성된다.
As shown in FIG. 11, the cooling unit 400 includes a cylindrical body 410, a first tank 420, a mixing unit 430, and a dry ice discharge port 640.

상기 원통형본체(410)는 원통형상으로 이루어져, 생물반응조 외부 일측에 설치되면서, 외압으로부터 각 기기를 보호하고 지지하는 역할을 한다.
The cylindrical body 410 has a cylindrical shape and is installed on one side of the bioreactor to protect and support each device from external pressure.

상기 제1탱크(420)는 원통형본체의 내부공간 일측에 위치되어, 액화탄산가스(L)를 저장시키는 역할을 한다.
The first tank 420 is disposed at one side of the inner space of the cylindrical body, and serves to store the liquefied carbon dioxide gas L.

상기 믹싱부(430)는 제1탱크에 저장된 액화탄산가스(L)를 오리피스(orifice)를 거쳐서 가스팽창실내로 유출시켜 드라이아이스입자(D)를 생성시키는 역할을 한다.
The mixing unit 430 discharges the liquefied carbon dioxide gas L stored in the first tank to the gas expansion chamber through an orifice to generate dry ice particles D.

상기 드라이아이스 배출구(640)는 원통형본체의 선단 일측에 위치되어, 믹싱부에서 생성된 드라이아이스입자를 분쇄시킨 후, PLC제어모듈의 제어신호에 따라 생물반응조 내부공간으로 분사시키는 역할을 한다.
The dry ice discharge port 640 is located at one end of the cylindrical body and serves to spray the dry ice particles generated in the mixing portion into the space inside the bioreactor according to the control signal of the PLC control module.

이처럼, 원통형본체(410), 제1탱크(420), 믹싱부(430), 드라이아이스 배출구(640)로 이루어진 드라이아이스생성모듈을 통해 생성된 드라이아이스를 생물반응조 내부로생물반응조 내부로생물반응조 내부의 CO2 1~5기압, 20∼50℃의 내부 온도에 의해 드라이아이스가 승화되면서 CO2를 발생시킨다.The dry ice generated through the dry ice generating module composed of the cylindrical body 410, the first tank 420, the mixing unit 430, and the dry ice discharge port 640 is introduced into the bioreactor, The inside of the dry ice is sublimated by 1 to 5 atmospheres of CO 2 and an internal temperature of 20 to 50 ° C to generate CO 2 .

이때, 발생된 이산화탄소에 의해 원수에 포함되어 있는 수산화기가 없어지는 중성화 반응을 한다.
At this time, a neutralization reaction is performed in which the hydroxyl group contained in the raw water disappears due to the generated carbon dioxide.

Ca(OH)2 + CO2 → H20 + CaCO3 Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 0

즉, 원수에 포함된 성분 중 하나인 Ca(OH)2)에 드라이아이스의 승화에 의한 CO2가 반응하면, 원수에 함유된 수산화기(OH-)가 줄어들면서 점점 외부에서부터 알칼리성을 잃어버리게 된다.That is, when CO 2 due to the sublimation of dry ice reacts with Ca (OH) 2 , one of the components contained in the raw water, hydroxyl groups (OH - ) contained in the raw water are reduced, and the alkalinity is gradually lost from the outside.

그리고, 드라이아이스를 통해 생물반응조 내부의 pH량을 5.5~8.5의 범위로 조절시킨다.
The pH of the bioreactor is adjusted to 5.5 to 8.5 through dry ice.

다음으로, 본 발명에 따른 PLC제어모듈(500)에 관해 설명한다.Next, the PLC control module 500 according to the present invention will be described.

상기 PLC제어모듈(500)은 코어열선형 고정상담체모듈, 멀티계측기모듈, 코어열선구동모듈, 드라이아이스생성모듈과 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 순차적으로 제어하면서, 멀티계측기모듈로부터 센싱된 센싱데이터를 입력받아, 열선구동모듈쪽으로 코어열선구동신호를 출력시켜 코어열선의 온도를 제어시키고, 드라이아이스생성모듈쪽으로 드라이아이스분사신호를 출력시켜, 드라이아이스를 통해 생물반응조내의 pH량을 제어시키는 역할을 한다.The PLC control module 500 is connected to the core hot-wire type fixed-contact coun- ter module, the multi-instrument module, the core hot-wire driving module, and the dry ice generating module, sequentially controls the overall operation of each device, Receiving sensor data, outputting a core hot wire driving signal to the hot wire driving module, controlling the temperature of the core hot wire, outputting a dry ice spraying signal to the dry ice generating module, and controlling the pH amount in the bioreactor through the dry ice It plays a role.

이는 도 12에 도시한 바와 같이, 입력부(510), 메모리부(520), 마이크로프로세서부(530), 출력부(540)로 구성된다.
12, the input unit 510, the memory unit 520, the microprocessor unit 530, and the output unit 540 are shown in FIG.

상기 입력부(510)는 멀티계측기모듈의 신호를 마이크로프로세서부의 연산부로 전달시키는 역할을 한다.
The input unit 510 transmits a signal of the multimeter module to an operation unit of the microprocessor unit.

상기 메모리부(520)는 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치 및 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 이용한 하·폐수고도처리시스템의 전체적인 구동에 관한 프로그램 및 데이터를 저장시키는 역할을 한다.
The memory unit 520 stores programs and data related to the overall operation of the wastewater treatment system using a smart-fixed-agent-activating device and a smart-fixed-agent-activating device .

상기 마이크로프로세서부(530)는 메모리부에 저장되어 있는 프로그램을 해독하여 연산시켜 출력부쪽으로 출력신호를 순차적으로 출력시키는 역할을 한다.The microprocessor unit 530 decodes the program stored in the memory unit and calculates the program, thereby sequentially outputting the output signal to the output unit.

이는 높이조절형 실린더구동모드, 코어열선구동모드, 드라이아이스생성모드로 구성된다.It consists of a height-adjustable cylinder drive mode, a core hot-wire drive mode, and a dry ice generation mode.

상기 높이조절형 실린더구동모드는 높이조절형 실린더부와 연결되어, 가변지지형프레임상에 구성된 높이조절형실린더부를 동시에 구동시켜 높낮이를 조절시키도록 제어하는 역할을 한다.The height-adjustable cylinder drive mode is connected to the height-adjustable cylinder unit, and controls the height-adjustable cylinder unit on the variable-angle-type frame to simultaneously drive the height-adjustable cylinder unit.

상기 코어열선구동모드는 코어열선구동모듈과 연결되어, 코어열선구동모듈을 구동시켜 코어열선에 전기를 흘러보내 구동시키도록 제어하는 역할을 한다.The core hot wire driving mode is connected to the core hot wire driving module, and controls the core hot wire driving module to drive electric power to the core hot wire to drive the core hot wire driving module.

이는 코어열선구동모듈을 구동시켜 제1,2,3 로프담체의 내부 중심부위에 형성된 제1,2,3 코어열선부에 전기를 가하고, 그 코어열선부에서 생성된 열을 제1,2,3 로프담체와 제1,2,3 버블실타래쪽으로 전달시켜 미생물 배양온도를 20~45℃로 기준온도로 설정시킨다.This drives the core hot wire drive module to apply electricity to the first, second and third core hot wire portions formed on the inner center portions of the first, second and third rope carriers, 1, 2 and 3 bubble threads, and set the microbial culture temperature to 20 ~ 45 ℃.

그리고, 온도센서부를 통해 생물반응조의 온도가 미생물 배양온도인 20~45℃에 해당되면, 코어열선구동모듈의 구동을 스톱시킨다.
When the temperature of the bioreactor reaches the microbial culture temperature of 20 to 45 ° C. through the temperature sensor unit, the driving of the core hot wire driving module is stopped.

상기 드라이아이스생성모드는 드라이아이스생성모듈과 연결되어, 드라이아이스생성모듈을 구동시켜 드라이아이스를 생성시키도록 제어하는 역할을 한다.The dry ice generation mode is connected to the dry ice generation module, and controls the generation of the dry ice by driving the dry ice generation module.

이는 드라이아이스생성모듈을 구동시켜, 액화탄산가스로 이루어진 드라이아이스를 통해 생물반응조 내부의 pH량을 5.5~8.5의 기준pH로 조절시킨다.This drives the dry ice generation module to regulate the pH value inside the bioreactor to a reference pH of 5.5 to 8.5 through dry ice made of liquefied carbon dioxide gas.

그리고, pH센서부를 통해 생물반응조의 pH가 미생물 배양pH인 5.5~8.5에 해당되면, 드라이아이스생성모듈의 구동을 스톱시킨다.
If the pH of the bioreactor reaches the microbial culture pH of 5.5 to 8.5 through the pH sensor unit, the driving of the dry ice generating module is stopped.

상기 출력부(540)는 높이조절형 실린더부, 코어열선구동모듈, 드라이아이스생성모듈과 연결되어, 높이조절형 실린더부, 코어열선구동모듈, 드라이아이스생성모듈쪽으로 순차적으로 출력신호를 출력시키는 역할을 한다.
The output unit 540 is connected to the height-adjustable cylinder unit, the core heating line driving module, and the dry ice generating module, and sequentially outputs output signals to the height-adjustable cylinder unit, the core heating line driving module, and the dry ice generating module .

또한, 본 발명에 따른 PLC제어모듈(500)은 도 13에 도시한 바와 같이, 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치 이외에도, 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 이용한 하·폐수고도처리시스템의 구성요소인 침사시설(10), 임시저류조(20), 유량조정조(30), 드럼스크린(40), 유입분배조(50), 이차침전지(70), 처리수조(80), 총인처리시설(90), 소독시설(90a), 방류조(90b), 재이용수조(90c), 슬러지저류조(90d), 슬러지처리시설(90e), 송풍시설(90f)와 연결되어, 침사시설(10), 임시저류조(20), 유량조정조(30), 드럼스크린(40), 유입분배조(50), 이차침전지(70), 처리수조(80), 총인처리시설(90), 소독시설(90a), 방류조(90b), 재이용수조(90c), 슬러지저류조(90d), 슬러지처리시설(90e), 송풍시설(90f)을 순차적으로 제어시킨다.
13, the PLC control module 500 according to the present invention can be used not only in a smart-fixed-agent activating device but also in a wastewater treatment system using a smart-fixed- The sedimentation facility 10, the temporary storage tank 20, the flow rate adjustment tank 30, the drum screen 40, the inflow distribution tank 50, the secondary settling tank 70, the treatment tank 80, Is connected to the total phosphorus treatment facility 90, the disinfection facility 90a, the discharge tank 90b, the recycling water tank 90c, the sludge storage tank 90d, the sludge treatment facility 90e and the blowing facility 90f, 10, a temporary storage tank 20, a flow rate adjusting tank 30, a drum screen 40, an inflow distribution tank 50, a secondary settling tank 70, a treated water tank 80, a total phosphorus treatment facility 90, The sludge storage 90e, the discharge tank 90b, the reusing water tank 90c, the sludge storage tank 90d, the sludge treatment facility 90e, and the air supply facility 90f.

이하, 본 발명에 따른 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 이용한 하·폐수고도처리시스템의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
Hereinafter, a specific operation process of the sewage / wastewater advanced treatment system using the smart-fixed consulting body (Bio-Ring) activating apparatus according to the present invention will be described.

도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 이용한 하·폐수고도처리시스템(2)을 도시한 것으로서,FIG. 14 shows a system for treating wastewater and wastewater using a smart-fixed-agent activating apparatus according to the first embodiment of the present invention,

상기 하·폐수고도처리시스템(2)은 외부로부터 유입되는 원수 내에 포함되어 있는 침사 및 협잡물을 제거하는 침사시설(10)과,The sewage / wastewater treatment system (2) comprises a sedimentation facility (10) for removing the sediments and contaminants contained in the raw water flowing from the outside,

상기 침사시설(10)을 통해 협잡물이 제거된 원수를 저장하는 임시저류조(20)와,A temporary storage tank 20 for storing raw water from which contaminants have been removed through the nitrification facility 10,

상기 임시저류조(20)로부터 공급되는 고부하 원수의 유량과 농도를 균등화시켜 후단 설비로 공급하는 유량조정조(30)와,A flow rate adjusting tank 30 for equalizing the flow rate and concentration of the high-load raw water supplied from the temporary storage tank 20 and supplying the same to the downstream equipment,

상기 유량조정조(30)로부터 이송된 원수 내에 포함되는 0.5~2mm의 입자크기의 이물질을 제거하는 드럼스크린(40)과,A drum screen 40 for removing foreign matter having a particle size of 0.5 to 2 mm contained in the raw water transferred from the flow rate adjusting tank 30,

상기 드럼스크린(40)를 거친 원수를 다단 구조를 이루는 생물반응조(60, 60')의 각 단에 일정량으로 분배 공급하는 유입분배조(50)와,An inflow and dispensing tank 50 for distributing raw water fed through the drum screen 40 to respective ends of the multi-stage bioreactors 60 and 60 'by a predetermined amount,

상기 유입분배조(50)를 거쳐 공급되는 원수에 포함되어 있는 영양염류를 생물학적으로 처리하는 생물반응조(60)와,A biological reaction tank 60 for biologically treating the nutrients contained in the raw water supplied through the inflow and distribution tank 50,

상기 생물반응조(60)를 거친 처리수를 고액분리하는 이차침전지(70)와,A secondary settler 70 for solid-liquid separation of the treated water through the bioreactor 60,

상기 이차침전지(70)를 거친 처리수를 임시 저장하는 처리수조(80)와,A treatment water tank 80 for temporarily storing the treated water passed through the secondary settler 70,

상기 처리수조(80)로부터 공급되는 처리수 내의 총인(T-P)을 화학적으로 처리하는 총인처리시설(90)과,A total phosphorus treatment facility 90 for chemically treating the total phosphorus (T-P) in the treated water supplied from the treated water tank 80,

상기 총인처리시설(90)을 거친 처리수 내에 포함되어 있는 미생물, 대장균을 UV 또는 약품에 의해 불활성화시키는 소독시설(90a)과,A disinfection facility 90a for inactivating microorganisms and Escherichia coli contained in the treated water passed through the total phosphorus treatment facility 90 by UV or chemical agents,

상기 소독시설(90a)을 거친 처리수를 공급받아 방류량을 조절하면서 하천으로 방류하는 방류조(90b)와,An efflux tank 90b supplied with treated water through the disinfection facility 90a and discharging the treated water to the river while adjusting the amount of discharged water,

상기 소독시설(90a)을 거친 처리수 중 일부를 공급받아 공업용수로 재이용하는 재이용수조(90b)와,A reusing water tank 90b for receiving a part of the treated water passed through the disinfection facility 90a and reusing it as industrial water,

상기 이차침전지(70)에서 침강된 활성슬러지를 인발하여, 반송슬러지관을 통해서 생물반응조(60)로 반송시키고, 남은 잉여슬러지를 저장하는 슬러지저류조(90c)와,A sludge storage tank 90c for withdrawing the activated sludge settled in the secondary settling tank 70 and returning the activated sludge to the bioreactor 60 through the transport sludge line and storing the remaining surplus sludge,

상기 슬러지저류조(90c)로부터 이송되는 슬러지를 농축탈수기를 통해 탈수처리 후 반출하여 최종 처분하는 슬러지처리시설(90d)와,A sludge disposal facility 90d for dehydrating and discharging the sludge conveyed from the sludge storage tank 90c through a concentration dehydrator and finally disposing the sludge,

상기 생물반응조(60)의 호기조 내의 산기관에 공기를 공급하기 위한 송풍시설(90e)가 구성된다.
And a ventilating facility 90e for supplying air to the aerosol in the aerobic tank of the bioreactor 60 is constructed.

그리고 도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 이용한 하·폐수고도처리시스템(2)을 도시한 것으로서,And FIG. 15 is a schematic view showing a system for treating wastewater and wastewater according to a second embodiment of the present invention, which uses a smart-fixed-

상기 하·폐수고도처리시스템(2)의 생물반응조(60')는 도 17에 도시된 바와 같이, 최초의 단(Stage)에 혐기조를 갖추고, 무산소조와 호기조를 1개의 단(Stage)으로 하여, 다단 연속 배열하여 탈질 및 탈인을 반복적으로 수행함으로써 강제적인 내부반송 없이도 유기물, 부유물질, 질소, 인의 처리 효율이 향상되도록 한다.
As shown in FIG. 17, the biological reaction tank 60 'of the sewage / wastewater advanced treatment system 2 is provided with an anaerobic tank at the first stage, an anoxic tank and an oxic tank at one stage, By repeatedly performing denitrification and denitrification by multi-stage continuous arrangement, treatment efficiency of organic matter, suspended matter, nitrogen, and phosphorus can be improved without forcibly returning to the inside.

원수 내에는 다수의 침사 및 협잡물을 포함하고 있기 때문에, 외부로부터 유입되는 원수는 먼저 침사 및 협잡물 제거과정을 거치게 된다.Since the raw water contains a large number of silt and contaminants, the raw water introduced from the outside first undergoes a process of removing silt and impurities.

상기 침사 및 협잡물 제거과정은 하·폐수고도처리시스템(2)의 전단에 설치되는 침사시설(10)에 의해 이루어지며, 상기 침사시설(10)에서 원수 내에 포함되어 있는 침사 및 협잡물이 제거된다.The process of removing the needle thread and the contaminants is performed by a needle threading facility 10 installed at the front end of the lower wastewater treatment system 2. The needle thread and the contaminants contained in the raw water are removed from the needle threading facility 10.

이때 침사 및 협잡물 제거는 스크린, 침사분리기, 종합협잡물처리기 등의 제거 수단을 이용하여 제거한다.
At this time, the removal of the needle and the contaminant is removed by a removal means such as a screen, a needle separator, and a general impregnation processor.

상기 침사시설(10)을 거친 원수는 임시저류조(20)에 저장된 후, 임시저류조(20)의 후단에 설치되어있는 유량조정조(30)로 이송된다.The raw water having passed through the siltation unit 10 is stored in the temporary storage tank 20 and then transferred to the flow rate adjusting tank 30 provided at the rear end of the temporary storage tank 20. [

상기 유량조정조(30)는 유입원수의 유량과 수질의 변동을 흡수해서 균등화함으로써, 처리시설의 효율을 높이고 처리수질의 향상을 도모하기 위해 설치하는 것으로서, 이때 유량조정조의 용량은 처리시설에 유입되는 원수 양의 시간변동에 의해 정하는 것이 일반적이다.
The flow rate adjusting tank 30 is installed to increase the efficiency of the treatment facility and improve the quality of the treated water by absorbing and equalizing the fluctuation of the flow rate and the water quality of the incoming source water. It is generally determined by the time variation of the amount of raw water.

상기 유량조정조(30)를 거친 원수는 유량조정조(30) 후단에 설치되어 있는 드럼스크린(40)으로 이송되고, 상기 드럼스크린(40) 내에서 0.5~2mm의 입자크기의 이물질을 제거한다.The raw water having passed through the flow rate adjusting tank 30 is transferred to a drum screen 40 provided at a downstream end of the flow rate adjusting tank 30 and removes foreign matter having a particle size of 0.5 to 2 mm in the drum screen 40.

모래, 머리카락 등의 이물질을 드럼스크린(40)을 통해 제거함으로써, 후단 생물반응조(60)의 부하율을 저감시킬 수 있게 된다.
It is possible to reduce the load factor of the rear bioreactor 60 by removing foreign matter such as sand and hair through the drum screen 40.

이와 같이 이물질이 제거된 원수는 다시 유입분배조(50)로 이송되어 도 16에 도시된 바와 같이, 원수를 제1실시예의 생물반응조(60)를 구성하는 제1, 제2 및 제3무산소조(61, 63, 65)로 분할 유입(Step-feed) 방식에 의해 공급하거나,As shown in FIG. 16, the raw water from which the foreign substances have been removed is transferred to the inflow and distribution tank 50 again. The raw water is supplied to the first, second, and third anoxic baths (not shown) of the bioreactor 60 of the first embodiment 61, 63, 65 by a step-feed method,

또는 도 17에 도시된 바와 같이, 원수를 제2실시예의 생물반응조(60')를 구성하는 혐기조(60a), 제1, 제2 및 제3무산소조(61, 63, 65)로 분할 유입(Step-feed) 방식에 의해 공급하게 된다.
17, the raw water is divided into the anaerobic tank 60a, the first, second and third anoxic tank 61, 63, 65 constituting the bioreactor 60 'of the second embodiment -feed) method.

이와 같은 분할 유입 방식에 의해, 생물반응조(60') 내에서의 혐기조(60a)의 인(T-P)의 방출을 유도하여, 무산소조와 호기조의 탈질 및 탈인에 요구되는 탄소원을 효율적으로 이용할 수 있어 별도의 외부 탄소원을 공급하지 않고도 생물학적 처리로 질소와 인을 효과적으로 제거가 가능하도록 한다.This split inflow method can induce the release of phosphorus (TP) from the anaerobic tank 60a in the bioreactor 60 ', effectively utilizing the carbon source required for denitrification and detoxification of the anoxic tank and aerobic tank, It is possible to effectively remove nitrogen and phosphorus by a biological treatment without supplying an external carbon source.

원수는 상기 혐기조(60a)를 포함하여 제1, 제2 및 제3무산소조(61, 63, 65)로 균등하게 공급하거나 부하변동에 따라 혐기조(60a), 제1, 제2 및 제3무산소조(61, 63, 65)각각의 유입량을 조절할 수 있다.
The raw water may be supplied equally to the first, second and third anoxic tank 61, 63, 65 including the anaerobic tank 60a or may be supplied to the anaerobic tank 60a, first, second and third anoxic tank 61, 63, and 65, respectively.

상기 생물반응조(60')는 도 15 및 도 17에 도시된 바와 같이, 최초의 단(Stage)에 혐기조(60a)를 갖추고, 무산소조와 호기조가 하나의 단(Stage)을 이루고, 상기 단(Stage)이 연속 3단을 이루어 생물반응조(60')가 구성된다.15 and 17, the bioreactor 60 'is provided with an anaerobic tank 60a at an initial stage, an anoxic tank and an oxic tank form a single stage, ) Are formed in three consecutive stages to constitute a bioreactor 60 '.

즉, 상기 생물반응조(60')는 최초의 단(Stage)에 혐기조(60a), 제1무산소조(61)와 제1호기조(62)가 1단(Stage)을 이루고, 상기 1단에 연속하여 제2무산소조(63)와 제2호기조(64)가 2단(Stage)을 이루고, 상기 2단에 연속하여 제3무산소조(65)와 제3호기조(66)가 3단(Stage)을 이루게 된다.The anaerobic tank 60a, the first anoxic tank 61 and the first oxic tank 62 form a stage in the first stage of the bioreactor 60 ' The second anoxic tank 63 and the second oxic tank 64 form a two stage stage and the third anoxic tank 65 and the third oxic tank 66 form a three stage stage in succession to the second stage .

이와 같이 생물반응조(60')를 구성함으로써, 생물반응조(60') 내에서의 수처리는 호기조 내의 반응액을 내부반송 없이 질산화와 탈질을 반복하도록 함으로써 총 질소제거율을 최대로 확보할 수 있게 된다.
By constructing the bioreactor 60 'as described above, the water treatment in the bioreactor 60' repeats nitrification and denitrification of the reaction liquid in the oxic tank without internal transportation, thereby ensuring the maximum total nitrogen removal rate.

그리고 상기 생물반응조(60, 60')는 유입분배조(50)로부터 유입되는 원수가 혐기조(60a)와 무산소조(61,63,65)로 공급되기 전에 분배장치를 통해 원수의 유입량이 조절되고,Before the raw water flowing from the inflow and distribution tank 50 is supplied to the anaerobic tank 60a and the anoxic tank 61, 63 and 65, the inflow amount of the raw water is adjusted through the distribution apparatus,

유입된 원수는 상기 혐기조(60a)와 무산소조(61,63,65) 내에 설치되어 있는 교반장치(601a, 611, 631, 651)를 통해 균일한 혼합과정을 거치게 된다.
The introduced raw water is subjected to a uniform mixing process through the stirring devices 601a, 611, 631 and 651 provided in the anaerobic tank 60a and the anoxic tank 61, 63 and 65.

또한, 상기 호기조(62,64,66)에는 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치(1)가 설치되며, 호기조의 하부에는 에어버블생성부(130)이 설치되어 송풍시설(90f)로부터 공급되는 공기를 상기 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치(1)로 분사하도록 구성된다.
In addition, the aerobic tank (62, 64, 66) is provided with a smart-fixing agent (bio-ring) activating device (1), and an air bubble generating unit (130) And to inject the supplied air into the Smart-Fix Consulting Body (Bio-Ring) activating device (1).

상기 생물반응조(60, 60')의 연속 3단 구성에 있어, 단(Stage) 수의 결정을 위한 이론적 배경을 살펴보면 다음과 같다.
The theoretical background for determining the number of stages in the continuous three-stage configuration of the bioreactor (60, 60 ') will be described below.

본 공법은 잉여슬러지 인발과 질산화·탈질반응에 의해 질소를 제거하며, 유출수 중에 포함된 총인(T-N)을 공제한 농도에 대하여 목표처리수질을 달성하기 위한 질소제거율을 계산하여, 다단화의 단수를 설정하게 된다.
This method removes nitrogen by excess sludge extraction and nitrification / denitrification, calculates the nitrogen removal rate to achieve the target treatment quality for the concentration deduced from the total TN contained in the effluent, .

총질소 제거율을 식으로 표현하자면,The total nitrogen removal rate can be expressed as:

Total 질소제거율 = ηEx + ηDnTotal nitrogen removal rate = etaEx + etaDn

이때, ηEx = a·Xw·Qw ÷ (T-N유입·Q)×100%이다.
At this time,? Ex = a? Xw? Qw? (TN inflow? Q) 占 100%.

Figure 112015030057117-pat00001
(1)
Figure 112015030057117-pat00001
(One)

상기 식 (1)에서, In the above formula (1)

ηEx : 잉여슬러지 인출에 의한 질소제거율(%)ηEx: nitrogen removal rate by excess sludge withdrawal (%)

ηDn : 질산화·탈질에 의한 질소제거율(%)ηDn: nitrogen removal rate by nitrification / denitrification (%)

T-N유입 : 원수 T-N 농도(㎎/ℓ)T-N influent: raw T-N concentration (mg / l)

T-N유출 : 방류수 T-N 농도(㎎/ℓ)T-N effluent: effluent T-N concentration (mg / l)

a : 잉여슬러지의 질소함유비(g-N/g-SS)a: Nitrogen content of excess sludge (g-N / g-SS)

Xw : 잉여슬러지 MLSS 농도(g/㎥)Xw: excess sludge MLSS concentration (g / m 3)

Qw : 잉여슬러지인출량(㎥/일) 이다.
Qw: Excess sludge discharge (m3 / day).

이와 같은 이론적 배경을 통해 본 발명에서는 총질소 제거율을 최대로 확보하기 위해 상기한 바와 같이 연속 3단 구성을 갖는다.
With the above theoretical background, the present invention has a continuous three-stage configuration as described above in order to maximize the total nitrogen removal rate.

이와 같이 반응조의 다단화에 따라 각 단에서의 질산화·탈질이 완전히 진행되면 질소의 제거율은 단수와 슬러지 반송율에 의해 결정되며, 단수의 증가에 의해 이론적 질소제거율은 높아진다.Thus, when the nitrification / denitrification progresses completely at each stage according to the multi-shrinkage of the reaction tank, the nitrogen removal rate is determined by the number of stages and the sludge return rate, and the theoretical nitrogen removal rate is increased by increasing the number of stages.

질소 제거율은 단수와 슬러지 반송류에 의해 결정되며 단수가 증가할수록 질소제거율도 증가하는 경향을 보이게 된다. 예시적으로 총반송비 0.5와 3단의 무산소조, 호기조를 적용할 시에 총질소 제거율은 59.7% 이상 확보가 가능하다. 그리고 고농도 T-N 49.4 mg/L 유입시에도 방류수 T-N 15 mg/L 이하로 유지가 가능하다.
The nitrogen removal rate is determined by the number of sludge and the sludge return flow, and the nitrogen removal rate tends to increase as the number of stages increases. As an illustrative example, the total nitrogen removal rate of 59.7% or more can be secured when applying an anoxic tank and an aerobic tank with a total recycle ratio of 0.5 and 3 stages. It is also possible to maintain the effluent TN of 15 mg / L or less even when 49.4 mg / L of high concentration TN is introduced.

상기 이차침전지(70)는 상기 생물반응조(60)를 거쳐 공급되는 처리수의 고액분리를 위한 것으로서, 고액분리에 의해 생성된 슬러지는 다시 생물반응조(60)의 전단으로 반송처리되고, 나머지 잉여슬러지는 후단의 슬러지저류조(90e)로 이송 후, 슬러지처리시설(90e)을 통해 탈수처리 후 외부로 배출된다.
The secondary settler 70 is for solid-liquid separation of the treated water supplied through the bioreactor 60. The sludge produced by the solid-liquid separation is again conveyed to the front end of the bioreactor 60, and the remaining excess sludge Is conveyed to the sludge storage tank 90e at the downstream end, is drained through the sludge treatment facility 90e, and is discharged to the outside.

상기 이차침전지(70)를 거쳐 고액분리가 이루어진 처리수는 처리수조(80)에 임시저장되어 있다가, 처리수 내의 총인(T-P)을 화학적으로 처리하는 총인처리시설(90)로 공급된다.
The treated water subjected to the solid-liquid separation through the secondary settling tank 70 is temporarily stored in the treated water tank 80 and then supplied to the total phosphorus treatment facility 90 for chemically treating the total TP in the treated water.

상기 총인처리시설(90)을 거친 처리수 내에 포함되어 있는 미생물, 대장균 등은 UV 또는 약품에 의해 불활성화시키는 소독시설(90a)를 통해 처리되며, 상기 소독시설(90a)을 거친 처리수는 방류조(90b)로 이송되어 방류량을 조절하면서 하천으로 방류되게 된다.The microorganisms, Escherichia coli, etc. contained in the treated water passed through the total phosphorus treatment facility 90 are treated through a disinfection facility 90a which is inactivated by UV or chemical, and the treated water passed through the disinfection facility 90a is treated (90b) to be discharged to the river while adjusting the discharge amount.

이와 같이 방류조(90b)로 이송되는 처리수 중 일부는 재이용수조(90c)로 공급되어 공업용수 등으로 재이용된다.
A part of the treated water transferred to the discharge tank 90b is supplied to the reusing water tank 90c and reused as industrial water or the like.

이처럼, 본 발명에 따른 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조는 도 19에 도시한 바와 같이, MS-NBR의 생물반응조에 적용시켜, 생물반응조 내부의 온도와 pH량을 센싱하여 코어열선의 온도조절과, 드라이아이스의 pH조절로 이루어진 하이브리드배양방식을 통해 고정상담체에 미생물 배양을 활성화시킨다.
As shown in FIG. 19, the bioreactor equipped with the hybrid culture-type smart fixed-agent (Bio-Ring) activating device according to the present invention is applied to the bioreactor of MS-NBR, And the amount of pH is sensed to activate the microorganism culture on the stationary phase through a hybrid culture system consisting of temperature control of core hot wire and pH control of dry ice.

1 : 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치
2 : 하·폐수고도처리시스템
10 : 침사시설 20 : 임시저류조
30 : 유량조정조 40 : 드럼스크린
50 : 유입분배조 60 : 생물반응조
70 : 이차침전지 80 : 처리수조
90 : 총인처리시설 90a : 소독시설
100 : 코어열선형 고정상담체모듈
200 : 멀티계측기모듈
300 : 코어열선구동모듈
400 : 드라이아이스생성모듈
500 : PLC제어모듈1: Bio-Ring activation device
2: Waste water advanced treatment system
10: Nursing facility 20: Temporary storage
30: Flow regulator 40: Drum screen
50: influent distribution tank 60: bioreactor
70: secondary settler 80: treated water tank
90: Total processing facility 90a: Disinfection facility
100: Core hot-wire type fixed contact module
200: Multi-instrument module
300: core hot wire drive module
400: Dry ice generating module
500: PLC control module

Claims (10)

미생물이 호기성에서 오염물질을 분해하기 위해 만든 생물반응조에서, 온도와 pH량을 센싱하여 코어열선의 온도조절과, 드라이아이스의 pH조절로 이루어진 하이브리드배양방식을 통해 고정상담체에 미생물 배양을 활성화시키는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치로 이루어지고,
상기 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치는
가로방향 또는 세로방향으로 연속층상구조로 이루어져 하나의 사각블럭단위별로 생물반응조에 설치되고, PLC제어모듈의 제어신호에 따라 높낮이가 조절되면서, 로프중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 코어열선형 고정상담체모듈(100)과,
코어열선형 고정상담체모듈이 투입되어 설치된 생물반응조 내부의 온도, pH, MLSS, DO, ORP를 측정하고 센싱한 후, 그 센싱데이터를 PLC제어모듈로 전달시키는 멀티계측기모듈(200)과,
코어열선형 고정상담체모듈에 형성된 복수개 코어열선을 하나로 모아 집적화시켜 PLC제어모듈의 제어신호에 따라 코어열선에 전기를 흘러보내 구동시키는 코어열선구동모듈(300)과,
생물반응조 일측에 설치되어, 드라이아이스를 생성시키고, 생성된 드라이아이스를 PLC제어모듈의 제어신호에 따라 생물반응조 내부로 분사시키는 드라이아이스생성모듈(400)과,
코어열선형 고정상담체모듈, 멀티계측기모듈, 코어열선구동모듈, 드라이아이스생성모듈과 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 순차적으로 제어하면서, 멀티계측기모듈로부터 센싱된 센싱데이터를 입력받아, 열선구동모듈쪽으로 코어열선구동신호를 출력시켜 코어열선의 온도를 제어시키고, 드라이아이스생성모듈쪽으로 드라이아이스분사신호를 출력시켜, 드라이아이스를 통해 생물반응조내의 pH량을 제어시키는 PLC제어모듈(500)로 구성되는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조에 있어서,
상기 코어열선형 고정상담체모듈(100)은
코어열선형 고정상담체를 기준으로 상단방향, 하단방향, 측단방향에 설치되어, 코어열선형 고정상담체가 외압에 의해 흔들리지 않도록 상,하,좌,우 중 어느 하나 이상을 선택해서 지지해주면서, PLC제어모듈의 제어신호에 따라 높낮이가 가변되는 가변형지지프레임(110)과,
가변형지지프레임에 일측 또는 양측이 설치되어, 복수개의 코어열선형 셀담체를 형성시킨 후, 코어열선형 셀담체의 중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 코어열선형 고정상담체부(120)와,
가변형지지프레임(110)의 하단 일측에 설치되어, 코어열선형 고정상담체부에 활성화된 미생물을 에어버블을 쏴서 탈리시키는 에어버블생성부(130)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조.
In a bioreactor that microorganisms are made to decompose contaminants from aerobic bacteria, microbial cultivation is activated in a fixed incubator through a hybrid culture system consisting of temperature control of core heat line and pH control of dry ice by sensing temperature and pH amount A hybrid culture-type smart fixed-agent (Bio-Ring) activating device,
The Smart-Fixing Counters (Bio-Ring)
It is installed in a bioreactor by a square block unit in a horizontal or vertical direction and has a continuous layer structure. It is installed in a bioreactor by controlling the height according to the control signal of the PLC control module and receives heat through a core hot wire formed at the center of the rope, A core hot-wire type fixed and adjustable applicator module 100 for activating the core hot-
A multi-meter module 200 for measuring and sensing the temperature, pH, MLSS, DO, and ORP of the inside of the bioreactor into which the core hot-wire type fixed adherent module is installed and transmitting the sensing data to the PLC control module,
A core hot wire driving module 300 for collecting and integrating a plurality of core hot wires formed in the core hot wire type fixed hotplate module and flowing electricity to the core hot wire according to a control signal of the PLC control module,
A dry ice generating module 400 installed at one side of the bioreactor to generate dry ice and to inject the generated dry ice into the inside of the bioreactor according to the control signal of the PLC control module,
The controller is connected to the core hot-line type fixed counseling module, the multi-meter module, the core hot-wire driving module, and the dry-ice generating module to sequentially receive the sensing data from the multi- A PLC control module 500 for controlling the temperature of the core hot wire by outputting a core hot wire driving signal to the module side, outputting a dry ice injection signal to the dry ice generating module, and controlling the pH amount in the bioreactor through dry ice In a biological reaction vessel equipped with a hybrid culture-type smart fixed-body-circulating agent (Bio-Ring) activating device,
The core hot-wire type fixed consulting module 100 includes:
It is installed in the upper direction, lower direction, and side direction based on the core hot-line type fixing counselor so that the core hot-line type fixed counselor selectively supports one or more of upper, lower, left, and right, A variable support frame 110 whose height is varied according to a control signal of the control module,
One or both sides are provided in the variable-type support frame to form a plurality of core hot-wire type cell supports, and thereafter, the core hot-wire type fixed counseling which receives heat through the core hot wire formed at the center of the core hot- A body portion 120,
And an air bubble generating unit (130) installed at a lower end of the variable support frame (110) for shooting and activating the activated microorganisms in the core hot - A bioreactor equipped with a smart stationary bio-ring activating device.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 가변형지지프레임(110)은
가로방향의 수평프레임(111)과, 세로방향의 수직프레임(112)으로 이루어져 사각박스형상의 지지틀을 형성시키면서, 상부 일측과 하부 일측에 다수의 연결바(113)가 형성되고, 상기 연결바에 소정의 간격을 두어 다수의 걸림부재(114)가 형성되며, 수평프레임 및 수직프레임과의 결합을 이루기 위한 프레임결합부와 일자형수직단일담체, 수평층상형면상담체, 수직병렬형면상담체를 고정시키기 위해 고리형상으로 도출 형성된 담체고정부(115)가 형성되고, 세로방향의 수직프레임상에 각각 높낮이를 조절시키는 높낮이조절형실린더(116)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조.
2. The apparatus of claim 1, wherein the variable support frame (110)
A plurality of connecting bars 113 are formed on one side of the upper side and the lower side of the supporting frame while the supporting frame is formed of the horizontal frame 111 in the horizontal direction and the vertical frame 112 in the vertical direction, A plurality of latching members 114 are formed at predetermined intervals, and a frame coupling portion for coupling with the horizontal frame and the vertical frame, and a fixing portion for fixing the straight vertical single carrier, the horizontal layered vertical plane carrier and the vertically parallel type planar carrier , And a height adjustable cylinder (116) for adjusting the height of the vertical fixed frame (115) is formed on the vertically oriented vertical frame. The hybrid fixed type smart fixing A bio-reactor having a bio-ring activating device.
제1항에 있어서, 상기 코어열선형 고정상담체부(120)는
가변형지지프레임에 일측이 고정설치되어, 일자형수직단일구조를 갖는 복수개의 코어열선형 셀담체를 형성시켜 원수의 흐름에 따라 유동되면서, 코어열선형 셀담체의 중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 일자형수직단일담체(121)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조.
The method according to claim 1, wherein the core hot-wire type fixed consultation body part (120)
A plurality of core hot linear cell carriers having a straight vertical single structure are formed by being fixed to one side of the variable support frame to transfer heat through the core hot wire formed at the center of the core hot linear cell carrier, And a linear vertical single carrier (121) for activating the microbial culture. The bio-reaction device according to claim 1,
제5항에 있어서, 상기 일자형수직단일담체(121)는
길이방향의 로프형상으로 이루어진 제1 로프담체(121a)와,
제1 로프담체의 내부 중앙에 위치되고, 열선구동모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 제1 로프담체와 제1 버블실타래쪽으로 열을 전달시키는 제1 코어열선부(121b)와,
제1 로프담체의 측면에 복수개의 버블형상으로 실타래가 형성되어, 제1 코어열선부로부터 전달받은 열을 통해 미생물 배양을 활성화시키는 장소를 제공하는 제1 버블형실타래부(121c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조.
The flat vertical single carrier (121) according to claim 5, wherein the flat vertical single carrier
A first rope support 121a in the form of a rope in the longitudinal direction,
A first core heating wire portion 121b positioned at the inner center of the first rope carrier and driven according to a control signal of the hot wire driving module to transmit heat to the first rope carrier and the first bubble thread,
And a first bubble type thread portion 121c provided with a plurality of boss-shaped threads on the side surface of the first rope carrier and providing a place for activating microbial culture through the heat transmitted from the first core heat wire portion And a bio-ring activating device of a hybrid culture type.
제6항에 있어서, 상기 제1 버블형실타래부(121c)는
작은 실을 방사원 형태로 갖는 루프 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조.
7. The bubble generator according to claim 6, wherein the first bubble type thread portion (121c)
Wherein the bioreactor is formed in a loop shape having a small thread in a radiation source form.
제1항에 있어서, 상기 코어열선형 고정상담체부(120)는
가변형지지프레임에 양측이 고정설치되어, 수평기준선과 동일선상에 위치한 수평면구조를 갖는 복수개의 코어열선형 셀담체를 수평층상구조로 형성시켜, 가변형지지프레임에 수평방향으로 고정되면서, 코어열선형 셀담체의 중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 수평층상형면상담체(122)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조.
The method according to claim 1, wherein the core hot-wire type fixed consultation body part (120)
A plurality of core hot-wire type cell supports having a horizontal plane structure fixed on both sides of the variable support frame and co-linear with the horizontal reference lines are formed in a horizontal lamellar structure, and fixed in a horizontal direction to the variable- And a horizontal layered phase carrier (122) that receives heat through a core hot wire formed at the center of the carrier and activates the microbial culture, characterized in that it has a bio-ring activating device of a hybrid culture type smart fixing agent One bioreactor.
제1항에 있어서, 상기 코어열선형 고정상담체부(120)는
가변형지지프레임에 양측이 고정설치되어, 수직기준선과 동일선상에 위치한 수직면구조를 갖는 복수개의 코어열선형 셀담체를 수직병렬구조로 형성시켜, 가변형지지프레임에 수직방향으로 고정되면서, 코어열선형 셀담체의 중심에 형성된 코어열선을 통해 열을 전달받아 미생물 배양을 활성화시키는 수직병렬형면상담체(123)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드배양방식형 스마트 고정상담체(Bio-Ring)활성화장치를 구비한 생물반응조.The method according to claim 1, wherein the core hot-wire type fixed consultation body part (120)
A plurality of core hot-wire type cell supports having a vertical plane structure fixed on both sides of the variable support frame and co-linear with the vertical reference lines are formed in a vertically parallel structure, and are fixed in a vertical direction to the variable support frame, And a vertically parallel type surface carrier (123) which receives heat through a core hot wire formed at the center of the carrier and activates the microbial culture, characterized by comprising a bio-ring activating device of a hybrid culture type smart fixing agent One bioreactor. 삭제delete
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