KR101697025B1 - high-efficient DO supplying system in water treatment process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생물학적 하폐수 처리공정에 있어서, 고효율 용존산소를 공급하는 미세공기 공급부를 구비하여, 공기, 오존 및 순산소를 호기조 내로 공급함으로써 보다 경제적이고 효율 좋은 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a high-efficiency dissolved oxygen supply system for a wastewater treatment process, and more particularly to a fine-oxygen supply system for supplying high-efficiency dissolved oxygen to a biological wastewater treatment process, And more particularly, to a highly efficient dissolved oxygen supply system for a wastewater treatment process that is more economical and efficient.
일반적으로 유기물을 포함하는 하폐수의 처리에 있어서, 하폐수에 포함된 유기물을 미생물에 의해 분해 및 제거하는 생물학적 처리가 많이 이용되고 있으며, 그 중 가장 기본이 되는 처리 시스템으로서, 도 1에 도시된 바와 같은 표준활성슬러지법이 있다.BACKGROUND ART [0002] Generally, in the treatment of wastewater containing organic substances, biological treatment for decomposing and removing organic matters contained in wastewater and wastewater by microorganisms is widely used. Among them, as the most basic treatment system, There is standard activated sludge method.
이와 같은 표준활성슬러지법은, 1913년 영국에서 개발되어 수많은 처리장에 적용하여 유기물을 포함하는 하폐수 처리에 가장 많은 기여를 한 공법으로서, 오늘날 생물학적 처리법의 원조로서 많은 변법이 연구되고 있으며, 하폐수중의 유기물질, 콜로이드, 부유물질들을 제거하는데 아주 유용한 공법이다. 이러한 표준활성슬러지 공정은 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 침전조(20) →호기조(10) →2차 침전조(30)로 구성되며, 하폐수 중의 유기물질을 호기성 미생물을 이용하여 분해 섭취시켜 제거한다.This standard activated sludge method was developed in the UK in 1913 and applied to many treatment plants to make the most contribution to the treatment of wastewater containing organic matter. Many modifications as the aid of biological treatment methods are being studied today, It is a very useful method to remove organic materials, colloids and suspended matters. As shown in FIG. 1, the standard activated sludge process is composed of a
즉, 1차 침전조(20)에서 부유물질을 제거하고 용해성 유기물질은 호기조(10)에서 미생물에 의하여 분해되고 일부는 미생물 세포로 합성되어(용해성물질 → 불용성물질인 세포로 변환) 2차 침전조(30)에서 침전시킨 후 제거하는 공법으로, 유기물 제거효율이 높고, 가장 기본이 되는 공정인 만큼 적용실적이 많아 운전 기술이 확립되어 있어 운전이 쉽다는 장점이 있으나, 적조, 녹조현상을 일으키는 질소, 인의 제거는 미흡하다는 단점이 있다.That is, the suspended solids are removed from the first settling
이와 같은 표준활성슬러지법의 단점을 보완하기 위하여 상기한 바와 같이 많은 변법들이 연구되었으며, 대표적인 것으로는 A/O 공법 및 A2/O 공법이 있다.In order to overcome the drawbacks of the standard activated sludge process, many variations have been studied as described above. Typical examples are A / O process and A2 / O process.
A/O(Anaerobic(anoxic)-Oxic) 공법은 미국의 Air products &Chemicals사에 의해 개발된 것으로, 표준활성슬러지 공법의 단점인 인의 제거를 주목적으로 하는 처리공법으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 표준활성슬러지 공법의 호기조(10a) 앞에 혐기조(10c) 또는 무산소조(10b)를 추가시킨 것이다.The A / O (Anaerobic (anoxic) -Oxic) process was developed by Air Products & Chemicals, Inc. of the United States. It is a treatment method for removing phosphorus, which is a disadvantage of the standard activated sludge process, An
혐기조(10c)에서는 2차 침전조(30)의 반송슬러지와 유입수가 함께 혼합되어 미생물에 의한 유기물 흡수가 일어나면서 에너지를 얻기 위하여 ATP →ADP로 되면서 PO4-P를 방출한다.In the
인이 방출되면 다음 단계인 호기조(10a)에서는 BOD를 대사함과 동시에 인의 물질대사에 필요한 양 이상으로 급격한 흡수가 일어나며. 인 방출량의 3~4배의 인을 흡수한다. 이런 현상을 과잉섭취(Luxery uptake)라 하며, 따라서 인의 제거는 생성된 잉여슬러지의 폐기에 의해 이루어지고 슬러지 내 인 함량은 건량으로 4~6%정도로 표준활성슬러지공법의 2~3%에 비하여 2배의 인을 포함하게 된다. 따라서, 유기물 및 인 제거 효율이 높다는 장점이 있으나, 질소제거효율이 낮다는 단점이 있다.When phosphorus is released, the next step, the
이러한 단점을 보완한 것으로 도 3에 도시된 바와 같은, A2/0(Anaerobic-Anoxic-Oxic) 공법이 있다. A2/O 공법은 상기한 AO 공법에서 질소제거효율이 낮은 문제점을 해결하기 위하여, 호기조(10a)와 혐기조(10c) 사이에 무산소조(10b)를 설치하고 호기조(10a)는 질산화가 가능하도록 운전하며 호기조(10a)에서 질산화된 유입수는 반송수로서, 내부반송펌프(P)를 이용하여 다시 무산소조(10b)로 내부 반송시켜 질소를 제거한다. 따라서 호기조(10a)내의 F/M 비는 A/O 공법보다 낮게 운전하며 인 뿐만 아니라 질소제거도 가능하다는 장점이 있다.To overcome these disadvantages, there is an A2 / 0 (Anaerobic-Anoxic-Oxic) method as shown in FIG. In order to solve the problem of low nitrogen removal efficiency in the AO process, the
다만, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 기존의 생물학적 하폐수 처리 시스템들은, 호기조 내의 호기성 미생물의 활동에 필요한 공기, 즉 산소를 호기조에 공급하여야 하는바, 호기조(10, 10a)에 컴프레셔(15) 등의 공기공급수단을 구비하여 지속적으로 공기를 공급하여야 하고, F/M비를 맞추기 위한 반송슬러지를 펌프 등을 이용하여 호기조로 반송시켜야 하기에 이에 드는 동력 소모량이 상당하였고, 호기조 크기 또는 유입수 조건에 따라 호기조 내에 공기가 충분히 공급되지 않는 단점이 있었다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 추가적인 공기공급수단, 표면폭기장치 또는 펌프(11) 등을 설치하여 호기조(10, 10a) 상부에 공기를 추가로 공급하였고, 한국특허공개 제2001-011996호에는 호기조 내에 임펠러를 설치하여 교반을 행하는 수처리 순환장치가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 추가적인 장치에 의해 교반을 하여야 하므로 에너지가 추가로 소모되는 단점이 있다. 1 to 3, conventional biological wastewater treatment systems are required to supply air, i.e., oxygen, necessary for the aerobic microorganisms in the aerobic tank to the
또한, 한국특허공개 제2007-0079580호에는 호기조의 포기효율을 높이기 위하여 순산소를 포기조 내로 공급하는 시스템이 개시되어 있고, 이는 순산소의 공급으로 인하여 포기효율이 매우 높으나, 순산소 자체가 고가임에 따라 운전상의 많은 제약이 따르게 된다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2007-0079580 discloses a system for supplying pure oxygen into aeration tank in order to increase the abandonment efficiency of an aerobic tank. This is because the supply efficiency of nitrogen is very high due to the supply of pure oxygen, but pure oxygen itself is expensive , There are many restrictions on the operation.
한국특허공개 제2002-0068310호에는 포기 효율 및 반송슬러지의 양을 줄이기 위하여 혼합지역을 따로 구비하여 농축된 슬러지를 1차적으로 혼합지역으로 반송시켜 공기와 교반하여 혼합한 후 포기조로 공급함으로써 포기효율을 높이나, 역시 혼합지역에서의 교반에 추가적인 에너지가 소모된다는 단점이 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0068310 discloses a method in which a concentrated sludge is separately transported to a mixing zone to separate the sludge from the sludge, and the sludge is mixed with air, But there is also a disadvantage in that additional energy is consumed in stirring in the mixed region.
또한, 일본특허공개 제1999-226590호에는 2차 침전조에서 호기조로 반송되는 반송슬러지량을 조절하기 위하여 호기조에서 처리될 유입수의 일부를 추출하여 먼저 폭기시키고 이를 슬러지와 혼합한 혼합물을 호기조의 DO값에 따라 공급한다. 그러나, 이 역시 반송슬러지와 배수의 폭기 및 교반에 드는 에너지 소모를 절감하는 데에는 한계가 있다.Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1999-226590 discloses a method in which a part of the influent water to be treated in an aerobic tank is first extracted and then mixed with sludge in order to control the amount of transported sludge to be transferred from the secondary settling tank to the oxic tank, . However, this also has limitations in reducing the energy consumption of the aeration and agitation of the conveying sludge and the drainage.
본 발명은 상기한 종래의 문제점에 착안하여 이를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 호기조를 포함하는 생물학적 폐수 처리 시스템에 있어서, 호기조에 고효율로 공기를 미세기포 형태로 공급하는 공급부를 구비하여, 공기, 오존 및 순산소를 공급함으로써 보다 경제적이고 효율 좋은 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a biological wastewater treatment system including an oxic tank, comprising a supply part for supplying air to the oxic tank in high- And to provide a highly efficient dissolved oxygen supply system of a more economical and efficient wastewater treatment process by supplying pure oxygen.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유입수가 수용되어 미생물에 의해 처리되는 호기조; 상기 호기조에서 유출되는 혼합액을 침전시켜 슬러지와 처리수로 분리하는 2차 침전조; 및 상기 2차 침전조에서 분리된 슬러지 또는 상기 유입수와 공기, 오존 및 순산소 중 어느 하나 이상과 혼합된 폭기수를 생성하여 상기 호기조에 공급하는 미세공기 공급부;를 포함하는 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템.In order to accomplish the above object, the present invention provides an aerobic tank, comprising: an aerobic tank in which inflow water is received and treated by microorganisms; A second settling tank for settling the mixed liquid flowing out from the aerobic tank and separating the mixed liquid into sludge and treated water; And a fine air supply unit for generating an aeration water mixed with at least one of the sludge separated from the secondary settling tank or the inflow water and air, ozone, and pure oxygen, and supplying the aerated water to the aerobic tank, Supply system.
상기 미세공기 공급부는, 일측에 구비되어 상기 2차 침전조에서 상기 분리된 슬러지 또는 상기 유입수가 유입되는 유입구; 상기 유입구로부터 연장되는 혼합부; 상기 혼합부 일측에 구비되며, 공기가 유입되는 공기 유입구; 상기 공기 유입부로부터 다수개가 분기되어 상기 혼합부에 연통되는 공기 분배부; 및 상기 혼합부로부터 연장되는 폭기수 유출구;를 포함하며, 상기 유입구로 유입되는 상기 분리된 슬러지와 상기 공기 유입부 및 상기 공기 분배부를 통하여 분배된 공기가 상기 혼합부에서 혼합되어 선회류가 생성되어 상기 폭기수 유출구를 통하여 상기 호기조로 공급되는 것이 바람직하다.The fine air supply unit may include an inlet port provided at one side of the second settling tank for introducing the separated sludge or the inflow water into the second settling tank. A mixing portion extending from the inlet; An air inlet provided at one side of the mixing part and through which air flows; An air distribution unit that is divided into a plurality of air inflow portions and communicates with the mixing portion; And an aeration water outlet extending from the mixing portion, wherein the separated sludge introduced into the inlet and the air distributed through the air inlet and the air distributor are mixed in the mixing portion to generate a swirl flow, And is supplied to the aerobic tank through the aeration water outlet.
상기 공기 유입부로 유입되는 공기는 상기 유입구로 유입되어 혼합부를 통과하는 슬러지 또는 유입수에 의해 자연흡기 되는 것이 바람직하다.The air introduced into the air inlet is preferably introduced into the inlet and naturally drawn into the sludge or inflow water passing through the mixing section.
상기 슬러지 또는 상기 유입수와 혼합되는 상기 공기, 오존 및 순산소량은 상기 유입수의 유량, 온도 또는 DO 값에 따라 변동하는 것이 바람직하다.The amount of air, ozone and net oxygen mixed with the sludge or the inflow water preferably varies according to a flow rate, a temperature or a DO value of the inflow water.
상기 미세공기 공급부에 상기 공기, 오존 및 순산소를 각각 공급하는 컴프레셔, 오존 탱크 및 순산소 탱크를 더 포함하는 것이 바람직하다.And further includes a compressor, an ozone tank, and a pure oxygen tank for supplying the air, ozone, and pure oxygen to the fine air supply unit, respectively.
상기 컴프레셔, 오존 탱크 및 순산소 탱크는 상기 호기조와 추가로 연결되어, 상기 유입수의 유량, 온도 또는 DO 값에 따라 상기 공기, 오존 및 순산소를 상기 미세공기 공급부 및 상기 호기조로 분배하여 공급하는 것이 바람직하다.The compressor, the ozone tank, and the pure oxygen tank are further connected to the oxic tank, and the air, ozone, and pure oxygen are distributed to the fine air supply unit and the oxic tank according to the flow rate, temperature, or DO value of the inflow water, desirable.
상기 호기조로부터 반송수가 반송되는 무산소조를 더 포함하며, 상기 반송수가 상기 슬러지 또는 상기 유입수와 선택적으로 상기 미세공기 공급부로 공급되고, 공급된 상기 반송수와 상기 공기, 오존 및 순산소가 혼합된 폭기수가 상기 호기조로 공급되는 것이 바람직하다.And an anoxic tank in which the return water is carried from the oxic tank, wherein the return water is supplied selectively to the fine air supply unit with the sludge or the inflow water, and the aeration number And is preferably supplied to the oxic tank.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템에 의하면, 호기조에 공급되는 공기, 오존 및 순산소를 자연흡기를 이용하여 반송슬러지, 유입수 및 처리수와 혼합하여 미세기포를 포함하며 선회류를 이루는 폭기수를 생성하여 공급함으로써, 호기조에 공기를 공급하기 위하여 소모되는 에너지를 효과적으로 절감할 수 있고, 이를 유입수의 조건과 연동하여 제어함으로써 유입수의 조건에 맞게 호기조에 공급되는 공기, 오존 및 순산소와 반송슬러지, 유입수 및 처리수의 양을 조절하여 보다 효율좋은 하폐수 처리공정의 용존산소 공급 시스템이 실현 가능하게 된다.As described above, according to the high-efficiency dissolved oxygen supply system of the wastewater treatment process according to the present invention, air, ozone, and pure oxygen supplied to the oxic tank are mixed with the carrier sludge, inflow water, The amount of energy consumed to supply the air to the oxic tank can be effectively reduced and it can be controlled in conjunction with the condition of the influent water so that the air supplied to the oxic tank , It is possible to realize a dissolved oxygen supply system for a more efficient wastewater treatment process by controlling the amount of ozone, pure oxygen, transport sludge, influent water and treated water.
도 1 내지 도 3은 종래의 호기조를 포함하는 하폐수 처리시스템을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 하폐수 처리시스템의 고효율 용존산소 공급 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 도 4의 미세공기 공급부의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 6은, 본 발명의 제2실시예에 따른 하폐수 처리시스템의 고효율 용존산소 공급 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 7은, 본 발명의 제3실시예에 따른 하폐수 처리시스템의 고효율 용존산소 공급 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 8은, 본 발명의 제4실시예에 따른 하폐수 처리시스템의 고효율 용존산소 공급 시스템을 개략적으로 도시한다.1 to 3 schematically show a wastewater treatment system including a conventional aerobic tank.
4 schematically shows a high-efficiency dissolved oxygen supply system of the wastewater treatment system according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 5 schematically shows the configuration of the fine air supply portion of Fig. 4 of the present invention.
Fig. 6 schematically shows a high-efficiency dissolved oxygen supply system of a wastewater treatment system according to a second embodiment of the present invention.
7 schematically shows a high-efficiency dissolved oxygen supply system of a wastewater treatment system according to a third embodiment of the present invention.
Fig. 8 schematically shows a high-efficiency dissolved oxygen supply system of the wastewater treatment system according to the fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.These and other objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, the definitions of these terms should be described based on the contents throughout this specification.
또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.In addition, the described embodiments are provided for illustrative purposes and do not limit the technical scope of the present invention.
본 발명에 따른 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템을 이루는 각 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.The components constituting the high-efficiency dissolved oxygen supply system of the wastewater treatment process according to the present invention can be used integrally or individually. In addition, some components may be omitted depending on the usage pattern.
이하, 첨부된 도 4 내지 도 5을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the high-efficiency dissolved oxygen supply system of the wastewater treatment process according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 5 attached hereto.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템은, 호기조(100), 1차 침전조(200), 2차 침전조(300) 및 미세공기 공급부(400)를 포함할 수 있다.4, the high-efficiency dissolved oxygen supply system of the wastewater treatment process according to the first embodiment of the present invention includes an
호기조(100)는 유입부로부터 오염물질이 포함된 유입수가 유입되며, 유입수 내 유기오염물질 중 일부는 호기조(100) 내의 호기성 미생물에 의해 분해 섭취되어 처리되며, 나머지 일부는 미생물 세포로 합성되어 유출된다. 또한, 유입수가 유입되는 유입부 측에는 유입수의 호기조(100)로의 이송을 위한 펌프(P1) 및 유입되는 유입수의 온도, DO값 및 유량을 감지하는 센서(S1)가 구비될 수 있으며, 마찬가지로 호기조(100) 내부에도 센서(S2)가 구비될 수 있다.Some of the organic pollutants in the inflow water are decomposed and taken up by the aerobic microorganisms in the
1차 침전조(200)는 유입수의 유입부와 호기조(100) 사이에 위치하며, 유입된 유입수에 포함된 오염물질 중 침전 가능한 부유물질을 1차적으로 침전시키고 침전된 슬러지를 1차 슬러지로서 배출하여 처리한다.The
2차 침전조(300)는 호기조(100) 후단에 연결되며, 상기한 바와 같이, 유입수 및 유입수에 포함된 유기물질 중 미생물 세포로 합성된 슬러지가 유입되고, 슬러지를 최종적으로 침전시킨 후 슬러지가 침전되어 제거된 처리수를 배출한다.The
한편, 호기조(100) 내의 F/M비(Food-to-Microorganism ratio)를 유지하기 위하여, 침전된 슬러지 중 일부는 반송슬러지로서 호기조(100)로 반송되고, 다른 일부는 잉여슬러지로서 폐기된다. 반송슬러지를 호기조(100)로 이송하기 위한 반송펌프(P2)가 구비될 수 있다. On the other hand, in order to maintain the F / M ratio in the
미세공기 공급부(400)는 상기한 반송슬러지가 호기조(100)로 반송되는 라인 상에 구비되며, 2차 침전조(300)에서 호기조(100)로 반송되는 반송슬러지와 공기를 혼합한 폭기수를 호기조(100) 내로 공급한다. 따라서, 반송슬러지를 이송하기 위한 라인 및 반송펌프(P2)의 구성만으로도 반송슬러지와 함께 호기조(100) 내의 미생물에 필요한 공기를 한번에 공급할 수 있다.The fine
도 5를 참조하여, 미세공기 공급부(400)의 구성을 보다 구체적으로 상세히 설명하면, 미세공기 공급부(400)는, 유입구(410), 혼합부(420), 공기 유입구(430), 공기 분배부(440) 및 폭기수 유출구(450)를 포함할 수 있다.5, the structure of the fine
유입구(410)는 미세공기 공급부(400) 일측에 위치하며, 상기 반송슬러지를 호기조(100)로 이송하기 위한 라인에 연결되고, 반송펌프(P2)를 통해 상기 라인을 따라 이송되는 반송슬러지가 고속으로 유입되거나, 후술할 각 실시예에 따라 유입수 및/또는 반송수가 유입될 수 있다.The
혼합부(420)는 유입구(410)로부터 연장형성되며, 유입구(410)를 통하여 유입된 슬러지가 유동한다.The mixing
공기 유입구(430)는 상기 혼합부(420) 일측에 구비되며, 공기 유입구(430)를 통하여 호기조(100)로 공급되기 위한 공기가 유입되며, 이때 유입되는 공기는 상기한 바와 같이 고속으로 유입되는 반송슬러지, 유입수 및/또는 반송수에 의해 혼합부(420) 내부에 생성되는 부압에 의해 자연적으로 흡기될 수 있다.The
공기 분배부(440)는 그 일측이 공기 유입구(430)로부터 다수개가 분기되어 연결되고, 분기된 타측이 혼합부(420)와 연통되어, 공기 유입구(430)로 유입된 공기가 분배되어 혼합부(420)로 유동하고, 혼합부(420)로 유동된 공기는 혼합부(420)를 통과하는 반송슬러지와 혼합되며 미세기포를 포함하는 폭기수가 생성되어 혼합부(420)와 연통된 폭기수 유출구(450)를 통하여 선회류를 이루며 호기조(100)로 공급된다.One end of the
선회류란 유체가 원통형 관의 접선방향으로 유입될 때 축을 중심으로 한 회전과 축 방향의 유동이 동시에 생기는 흐름으로, 유입구(410)를 통하여 일축방향으로로 유입된 반송슬러지와 공기 유입구(430) 및 공기 분배부(440)를 통하여 원주방향으로 유입되는 공기가 혼합부(420)를 통과하며 혼합되어 선회류를 발생시키고 반송슬러지와 유입된 공기가 미세하게 분리되며 미세기포를 포함하는 폭기수가 되어 호기조(100)로 공급된다.The swirling flow is a flow in which the rotation about the axis and the flow in the axial direction are simultaneously generated when the fluid flows in the tangential direction of the cylindrical tube. The swirling flow passes through the
이러한 미세기포를 포함하며 선회류를 이루는 폭기수를 호기조(100)로 공급함에 따라, 폭기수에 포함된 공기의 호기조(100) 내 유입수와의 접촉 표면적이 커지고, 따라서 BOD가 높은 유입수의 고부하 조건하에서도 호기조(100) 내에서의 수리학적 체류시간(처리시간)을 단축시켜 처리효율을 높일 수 있다.As a result of supplying the
또한, 혼합부(420)를 통과하는 반송슬러지에 의해 이와 연통된 공기 유입구(430)를 통하여 공기가 자연 흡기될 수 있어, 공기를 공급하기 위한 별도의 동력이 필요 없게 되므로, 호기조(100)에 공기를 공급하기 위한 에너지 소모가 없어 경제적인 시스템의 유지가 가능하다. In addition, air can be naturally aspirated through the
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 유입수의 조건에 따라 공기 유입구(430)에 컴프레셔(150)와 같은 별도의 공기를 공급하기 위한 구성이 구비될 수 있고, 추가적으로 오존 탱크(160) 및 순산소 탱크(170)가 구비되어, 상기 컴프레셔(150), 오존 탱크(160) 및 순산소 탱크(170)와 공기 유입구(430)가 연결된 라인에 구비되는 각 밸브(V1, V2, V3)에 의하여, 공기, 오존, 순산소를 각각 선택적으로 또는 이들 중 하나 이상을 혼합하여 공기 유입구(430)로 유입되도록 하고 이를 미세공기 공급부(400)에서 호기조(100)로 공급함으로써 호기조 내의 처리효율을 높일 수 있다. 4, the
상기한 바와 같이 폭기수의 특성 및 반송슬러지에 의한 자연적인 공기 흡기가 가능하기에 컴프레셔(150), 오존 탱크(160), 순산소 탱크(170)와 같은 추가적인 공기 공급 구성이 구비되더라도, 이와 같은 추가적인 구성에 사용되는 에너지가 종래보다 현저하게 적게 소모되게 되고, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 종래 사용되던 호기조(10, 10a)에 추가적으로 구비되던 공기공급수단, 표면폭기장치, 펌프 또는 임펠러(11)의 구성 등이 필요없게 된다. As described above, even if air is supplied to the
이하에서는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템을 설명하되, 발명의 이해를 위하여 상기 실시예와 다른 각 실시예들의 차이점을 중심으로 설명하고, 그 외 동일한 구성은 그 설명을 생략한다.Hereinafter, a high-efficiency dissolved oxygen supply system of the wastewater treatment process according to another embodiment of the present invention will be described. However, for the sake of understanding of the invention, the difference between the embodiments and other embodiments will be described. The description thereof will be omitted.
도 6을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템을 설명하면, 상기 실시예에서의 추가적인 컴프레셔(150), 오존 탱크(160), 순산소 탱크(170)가 구비되되, 이 컴프레셔(150), 오존 탱크(160) 및 순산소 탱크(170)와 상기 호기조(100)가 직접 연결되는 라인을 통하여 연결되어, 컴프레셔(150), 오존 탱크(160) 및 순산소 탱크(170)에서 공급되는 공기, 오존 및 순산소를 미세공기 공급부(400)를 통하여, 또는 직접 호기조(100)로 분배하여 공급될 수 있도록 하고, 상기 센서(S1, S2, S3, S4)들을 통하여 감지되는 유입수, 처리수 및 반송슬러지의 수질 및 유량 등의 조건에 따라 컴프레셔(150), 오존 탱크(160) 및 순산소 탱크(170)에서 공급되는 공기, 오존 및 순산소를 분배하거나 각 밸브(V1, V2, V3)를 통하여 혼합량을 조절하여 공급함으로써, 이에 사용되는 에너지를 효율적으로 관리, 제어할 수 있고 또한, 호기조(100)내에서의 처리효율을 관리할 수 있다.Referring to FIG. 6, the high-efficiency dissolved oxygen supply system of the wastewater treatment process according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to an
도 7을 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템을 설명한다.Referring to Fig. 7, a high-efficiency dissolved oxygen supply system of the wastewater treatment process according to the third embodiment of the present invention will be described.
본 실시예에서는, 유입수가 유입되는 라인과 1차 침전조(200)사이에서 분기되어, 펌프(P1)에 의해 유입되는 유입수를 구비된 밸브(V4)로 조절하여 미세공기 공급부(400)로 공급하여 이를 공기, 오존 및 순산소와 혼합, 폭기하여 호기조(100)로 공급되도록 할 수 있다.In the present embodiment, the inflow water that is branched by the pump P1 is branched by the valve V4 provided to the fine
또한, 도 8를 참조하여, 제4실시예를 설명하면, 호기조(100) 전단에 혐기조(100c) 및 무산소조(100b)가 추가로 구비되며, 이 경우 2차 침전조(300)에서 반송되는 반송슬러지는 반송펌프(P2)에 의해 혐기조(100c)로 반송될 수 있다. 도 8에는 유입수 유입방향으로부터 혐기조(100c) 무산소조(100b), 호기조(100)의 순으로 도시되나, 혐기조(100c)와 무산소조(100b)의 순서는 바뀌어도 된다.8, an
본 실시예에는, A2/0공법에서와 같이 호기조(100)에서 질산화된 유입수가 반송수로서, 반송펌프(P5) 및 반송라인에 구비된 밸브(V6)를 통하여 무산소조(100b)로 반송될 수 있고, 상기 반송라인에서 분기된 라인이 미세공기 공급부(400)와 연결되어, 이에 구비되는 밸브(V7) 및 상기 반송라인에 구비된 밸브(V6)를 통하여 상기 반송수가 무산소조(100b)로 공급되거나, 미세공기 공급부(400)로 공급되어, 미세공기 공급부(400)를 통하여 폭기수가 되어 호기조(100)로 다시 공급될 수 있다.In this embodiment, as in the A2 / 0 method, the nitrified inflow water in the
한편, 앞서 설명된 각 실시예들에도 본 실시예에서와 같이 호기조(100), 혐기조(100c) 및 무산소조(100b)가 각각 구비될 수 있음은 물론이다.It is needless to say that the
이하, 첨부된 도 4 내지 도 8를 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템의 작용을 설명한다.The operation of the high-efficiency dissolved oxygen supply system of the wastewater treatment process according to each embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 to 8 attached hereto.
유입부에 설치된 펌프(P1)를 통하여 유입수가 1차 침전조(200) 내로 유입되고, 유입부에 설치된 센서(S1)를 통하여 유입수의 온도, DO값 및 유량이 감지된다.The inflow water flows into the
1차 침전조(200)로 유입된 유입수에 포함된 부유물질을 침전시켜 제거하고, 침전된 부유물질이 1차 슬러지로서 배출되어 폐기된다. The suspended solids contained in the influent water flowing into the
1차 슬러지가 제거된 유입수는 호기조(100)로 유입된다.The inflow water from which the primary sludge has been removed flows into the
호기조(100)로 유입된 유입수는 호기조(100) 내에서 미생물에 의한 분해에 따른 처리가 이루어지고, 이때 호기조(100) 내에 위치한 센서(S2)에 의하여 호기조(100) 내 유입수의 온도, DO값 등이 감지될 수 있다.The inflow water flowing into the
처리된 유입수는 슬러지와 처리수가 혼합된 혼합액 상태로 2차 침전조(300)로 유입되고, 침전에 의한 2차 슬러지가 침전되어 혼합액으로부터 슬러지 및 처리수로 분리된다. 분리된 처리수는 2차 침전조(300)로부터 유출되며, 분리된 슬러지 중 호기조(100) 내의 F/M비를 맞추기 위한 일부는 반송슬러지로서 펌프에 의해 미세공기 공급부(400)로 유입되거나, 또는 상기한 각 실시예에 따라 유입수 및 반송수 중 어느 하나 이상이, 미세공기 공급부(400)의 공기 공급부(430)로 유입되는 공기, 오존 및 순산소 중 어느 하나 이상 또는 이들 중 둘 이상과 혼합되어, 미세기포를 포함하며 선회류를 이루는 폭기수로서 호기조(100)에 공급된다. 미세공기 공급부(400)와 연결된 각 라인 에 구비되는 센서(S3, S4)에 의하여 유입되는 슬러지 및 유출되는 폭기수의 온도, DO값 및 유량이 감지된다.The treated inflow water flows into the
상기와 같이 미생물을 이용하는 생화학적 처리에 있어서, 처리에 영향을 주는 주요한 인자로는 DO, 온도, 유량(부하량)을 들수 있고, 추가적으로 pH 및 알칼리도(Akalinity) 등을 들 수 있다.In biochemical treatment using microorganisms as described above, DO, temperature, flow rate (loading) can be mentioned as major factors affecting the treatment, and further pH and alkalinity can be mentioned.
상기한 각 센서(S1, S2, S3, S4)에 의하여 감지되는 유입수, 슬러지, 및 폭기수의 온도, DO값 및 유량에 따라 상기 미세공기 공급부(400)로 공급되는 반송슬러지, 유입수 및 처리수의 유량, 유속 및 구비되는 컴프레셔(150), 오존 탱크(160) 및 순산소 탱크(170)에서 공급되는 공기, 오존 및 순산소의 양을 조절하여 호기조(100)와 미세공기 공급부(400)로 분배함으로써 전체적인 시스템이 제어되기에, 효율적인 시스템 제어가 가능하다.Influent water and treated water supplied to the fine
한편, 상기 2차 침전에 의한 슬러지 중 나머지 일부는 잉여슬러지로서 2차 침전조(300)로부터 유출되어 폐기되고, 이러한 잉여슬러지가 제거된 유입수는 처리수로서 유출된다.On the other hand, the remaining part of the sludge by the secondary precipitation flows out of the
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 하폐수 시스템에 의하면, 호기조에 공급되는 공기, 오존 및 순산소를 자연흡기를 이용하여 반송슬러지, 유입수 및 반송수와 혼합하여 미세기포를 포함하며 선회류를 이루는 폭기수를 생성하여 공급함으로써, 호기조에 공기를 공급하기 위하여 소모되는 에너지를 효과적으로 절감할 수 있고, 이를 유입수의 조건과 연동하여 제어함으로써 유입수의 조건에 맞게 호기조에 공급되는 공기, 오존 및 순산소의 분배 및 반송슬러지, 유입수 및 반송수의 양을 조절하여 보다 효율좋은 하폐수 시스템이 실현 가능하다.As described above, according to the wastewater system of the present invention, air, ozone, and pure oxygen supplied to the oxic tank are mixed with the conveying sludge, inflow water, and return water using natural intake, It is possible to effectively reduce the energy consumed to supply air to the oxic tank and to control it in conjunction with the inflow water conditions so that the distribution of air, ozone and pure oxygen supplied to the oxic tank in accordance with the conditions of the influent water And the amount of the transporting sludge, the influent water and the return water can be adjusted to realize a more efficient wastewater system.
또한, 기존의 하폐수 처리공정에 설치되는 반송펌프 동력을 그대로 이용하기에, 추가적인 비용의 부담이 없다는 장점이 있다.Further, since the transfer pump power installed in the conventional wastewater treatment process is used as it is, there is an advantage that there is no additional cost burden.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the appended claims. And equivalents should also be considered to be within the scope of the present invention.
100: 호기조
150: 컴프레셔
160: 오존 탱크
170: 순산소 탱크
200: 1차 침전조
300: 2차 침전조
400: 미세공기 공급부
410: 유입구
420: 혼합부
430: 공기 유입구
440: 공기 분배부
450: 폭기수 유출구100:
150: Compressor
160: Ozone tank
170: Oxygen tank
200: primary settling tank
300: secondary settling tank
400: fine air supply
410: inlet
420:
430: Air inlet
440: air distribution portion
450: Aeration water outlet
Claims (7)
상기 호기조(100)에서 유출되는 혼합액을 침전시켜 슬러지와 처리수로 분리하는 2차 침전조(300); 및
상기 2차 침전조(300)에서 분리된 슬러지를 상기 호기조(100)에 반송시키는 슬러지 펌프(P2); 및
상기 호기조(100)에서 질산화된 유입수를 반송수로서 상기 무산소조(100b)로 반송시키는 반송수 펌프(P4)를 포함하는, 하폐수 처리공정을 위한 시스템으로서,
상기 유입수, 상기 슬러지 및 상기 반송수가 유입되는 미세공기 공급부(400);를 더 포함하며,
상기 미세공기 공급부(400)는 상기 각 펌프(P1, P2, P4)들에 의해 상기 미세공기 공급부(400)로 공급되는 상기 유입수, 상기 슬러지 및 상기 반송수에 공기, 오존 및 순산소 중 어느 하나 이상을 각각 혼합하여 유입수 폭기수, 슬러지 폭기수 및 반송수 폭기수를 생성하고,
상기 생성된 폭기수들은 각각 상기 각 펌프(P1, P2, P4)들을 통하여 상기 호기조(100)에 공급되며,
상기 폭기수를 생성하는 상기 유입수, 상기 슬러지 및 상기 반송수의 양은 상기 호기조(100)에서 측정되는 온도, 유량 및 DO값에 따라 결정되는,
하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템.
An anaerobic tank 100c, an anoxic tank 100b, and an oxic tank 100 that treat inflow water received by the influent pump P1 by microorganisms,
A second settling tank 300 for separating the mixed liquid flowing out of the oxic tank 100 into sludge and treated water; And
A sludge pump P2 for transferring sludge separated from the secondary settling tank 300 to the oxic tank 100; And
And a transfer water pump (P4) for transferring the nitrified inflow water from the oxic tank (100) as the transfer water to the anoxic tank (100b), the system comprising:
And a fine air supply unit (400) into which the influent water, the sludge and the return water are introduced,
The fine air supply unit 400 is configured to supply either one of air, ozone, and pure oxygen to the inflow water, the sludge, and the return water supplied to the fine air supply unit 400 by the pumps P1, P2, The number of the influent aeration, the number of the sludge aeration, and the number of the conveyance water aeration are generated,
The generated aeration numbers are respectively supplied to the oxic tank 100 through the respective pumps P1, P2, and P4,
The amount of the inflow water, the sludge, and the return water that generate the aeration number is determined according to the temperature, the flow rate, and the DO value measured in the oxic tank 100,
High Efficiency Dissolved Oxygen Supply System in Wastewater Treatment Process.
상기 미세공기 공급부(400)는,
일측에 구비되어 상기 유입수, 상기 슬러지 및 상기 반송수 중 어느 하나가 유입되는 유입구(410);
상기 유입구(410)로부터 연장되는 혼합부(420);
상기 혼합부(420) 일측에 구비되며, 상기 공기, 상기 오존 및 상기 순산소 중 어느 하나 이상이 유입되는 공기 유입구(430);
상기 공기 유입구(430)로부터 다수개가 분기되어 상기 혼합부(420)에 연통되는 공기 분배부(440); 및
상기 혼합부(420)로부터 연장되는 폭기수 유출구(450);를 포함하며,
상기 유입구(410)로 유입되는 상기 유입수, 상기 슬러지 및 상기 반송수 중 어느 하나와 상기 공기 유입구로 유입된 상기 공기, 상기 오존 및 상기 순산소 중 어느 하나 이상이 상기 공기 분배부(440)를 통하여 분배되어 상기 혼합부(420)에서 혼합되며 선회류가 생성되어 상기 폭기수 유출구(450)를 통하여 상기 호기조(100)로 공급되는,
하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템.
The method according to claim 1,
The fine air supply part (400)
An inlet (410) provided at one side to introduce any one of the influent water, the sludge and the return water;
A mixing portion 420 extending from the inlet 410;
An air inlet 430 provided at one side of the mixing part 420 and through which at least one of the air, ozone, and pure oxygen flows;
An air distribution unit 440 branched from the air inlet 430 and communicating with the mixing unit 420; And
And an aeration water outlet (450) extending from the mixing portion (420)
At least one of the inflow water flowing into the inlet 410, the sludge and the return water, and the air introduced into the air inlet, the ozone, and the pure oxygen are passed through the air distribution unit 440 And is mixed in the mixing part 420 to generate a swirling flow and is supplied to the aerobic tank 100 through the aeration water outlet 450,
High Efficiency Dissolved Oxygen Supply System in Wastewater Treatment Process.
상기 공기 유입구(430)로 유입되는 공기는 상기 유입구(410)로 유입되어 혼합부(420)를 통과하는 슬러지, 유입수, 및 반송수에 의해 자연흡기 되는,
하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템.
3. The method of claim 2,
The air introduced into the air inlet 430 flows into the inlet 410 and is naturally adsorbed by the sludge passing through the mixing unit 420,
High Efficiency Dissolved Oxygen Supply System in Wastewater Treatment Process.
상기 미세공기 공급부(400)에 상기 공기, 오존 및 순산소를 각각 공급하는 컴프레셔(150), 오존 탱크(160) 및 순산소 탱크(170) 중 어느 하나 이상을 더 포함하는,
하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising at least one of a compressor (150) for supplying the air, ozone and pure oxygen to the fine air supply unit (400), an ozone tank (160), and a pure oxygen tank (170)
High Efficiency Dissolved Oxygen Supply System in Wastewater Treatment Process.
상기 컴프레셔(150), 오존 탱크(160) 및 순산소 탱크(170)는 상기 호기조(100)와 추가로 연결되어, 상기 유입수의 유량, 온도 또는 DO 값에 따라 상기 공기, 오존 및 순산소 중 어느 하나 이상을 상기 미세공기 공급부(400) 및 상기 호기조(100)로 분배하여 공급하는,
하폐수 처리공정의 고효율 용존산소 공급 시스템.
6. The method of claim 5,
The compressor 150, the ozone tank 160, and the net oxygen tank 170 are further connected to the oxic tank 100, and the air, the ozone, and the pure oxygen, depending on the flow rate, the temperature, or the DO value of the influent water, One or more of which are distributed to the fine air supply unit (400) and the aerobic tank (100)
High Efficiency Dissolved Oxygen Supply System in Wastewater Treatment Process.
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