KR101721251B1

KR101721251B1 - 막 결합형 sbr 공법

Info

Publication number: KR101721251B1
Application number: KR1020150022366A
Authority: KR
Inventors: 김중삼; 염철민
Original assignee: (주) 디아이엔바이로
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2017-03-30
Also published as: KR20160099976A

Abstract

본 발명은 염양염류의 제거효율이 향상된 막 결합형 SBR 공법에 관한 것으로서, 자세하게는 폭기 단계 후에 무산소 교반공정을 추가하여 폭기 단계에서 산화된 질소의 추가적인 탈질이 이루어지는 SBR 공법 및 SBR 반응조에 하수로부터 고형물을 분리 배출하기 위한 막여과조를 결합한 막 결합형 SBR 공법에 대한 것이다.
본 발명의 SBR 공법은 반응조에서 무산소무교반유입-무산소교반유입-폭기-교반-침전이 이루어지고, 슬러지 배출이 막여과조에서 이루어지며, 무산소 교반유입단계에서 막여과조로부터 SBR 반응조로 MLSS가 반송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 공법은 종래 SBR 공법에 비하여 질소와 인의 제거효율을 월등히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 반응조의 규격 및 막모듈 설비를 축소하고 슬러지 배출량을 절감하여 경제성을 높일 수 있다.

Description

막 결합형 SBR 공법 {SBR Process coupled with Membrane Process}

본 발명은 염양염류의 제거효율이 향상된 막 결합형 SBR 공법에 관한 것으로서, 자세하게는 폭기 단계 후에 무산소 교반공정을 추가하여 폭기 단계에서 산화된 질소의 추가적인 탈질이 이루어지는 SBR 공법 및 SBR 반응조에 하수로부터 고형물을 분리 배출하기 위한 막여과조를 결합한 막 결합형 SBR 공법에 대한 것이다. 본 발명의 공법은 종래 SBR 공법에 비하여 질소와 인의 제거효율을 월등히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 반응조의 규격 및 막모듈 설비를 축소하고 슬러지 배출량을 절감하여 경제성을 높일 수 있다.

종래의 하수처리시설들은 주로 유기물과 부유물질 제거에 관심을 두었지만, 최근 국내외 하수처리시설은 유기물과 부유물질 제거 외에도 질소, 인 등의 영양염류 제거에 집중하고 있다. 상기 영양염류들을 제거하지 않고 방류하는 경우 수질의 부영양화를 가속시켜 생태계 파괴를 초래할 수 있기 때문이다.

하수의 질소나 인 등의 영양염류를 제거하기 위한 생물학적 처리과정은 일반적으로 무산소, 혐기, 호기 및 침전 등의 조합으로 이루어지며, 오염 부하나 오염원 특성에 따라 규모 및 운전방식이 다른 다양한 고도처리공법이 적용된다. 이들 공법을 간단히 설명하면 다음과 같다.

연속회분식 반응기(sequencing batch reactor: SBR)는 하나의 반응기에서 무산소 유입, 폭기, 침전, 처리수 배출, 슬러지 배출, 휴지 과정이 단계적으로 이루어지도록 운전되는 공법으로, 단계별로 별도의 반응기가 필요하지 않아 폐수처리장의 소요 부지 면적을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 하수의 특성에 따라 탄력적으로 운전할 수 있다는 장점을 가진다. 그러나 상기 공법은 침전 후 배출하는 동안 미생물의 상태 악화에 따른 슬러지 벌킹 및 핀플럭 현상 등으로 슬러지 일부분이 부상되어 배출수와 함께 배출되어 수질을 악화시킬 수 있다는 단점이 있다.

또한, 막결합형 생물반응기(membrane-coupled bioreactor: MBR)는 일반적인 활성슬러지 공법에 분리막 기술의 장점을 결합하여 유기물뿐만 아니라 박테리어와 바이러스를 함께 제거할 수 있는 공법으로, 운전방식에 따라 교차흐름 방식(cross flow type)과 침지형 방식(submerged type)으로 나눌 수 있다.

상기 막결합형 생물반응기는 완벽한 고액 분리가 가능하고 안정된 처리수를 확보할 수 있다는 장점이 있으나, 막오염(membrane fouling) 문제로 인하여 주기적으로 분리막의 표면을 세척하거나 역세척을 통해 공극에 부착되어 있는 오염물질을 제거하여야 하기 때문에 하수 처리에 광범위하게 적용하는데는 한계가 있었다.

한편, 막결합형 연속회분식 반응기(membrane-coupled sequencing batch reactor: MSBR)는 폐수를 유입, 반응, 침전, 배출 및 휴지 등의 단계를 거쳐 처리하는 연속회분식 반응공정에서 침전단계 및 배출단계를 분리막 여과로 대체한 공법이다.

상기 막결합형 연속회분식 반응기를 사용할 경우 분리막을 이용하여 슬러지 여과 및 병원성 미생물을 거의 완벽하게 제거할 수 있어 연속회분식 반응공정의 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라, 분리막을 이용하여 침전단계를 생략할 수 있기 때문에 연속회분식 반응공정의 반응시간을 단축할 수 있다는 이점이 있다.

이러한 막결합성 연속회분식 반응기를 이용한 하수처리기술들을 살펴보면, 한국특허출원 제10-2009-0116046호에서는 원수유입-SBR반응조(분리막)-처리수 배출단계로 구성되어 SBR의 침전, 배출공정에서 막여과가 수행되는 "막 결합형 반응기를 이용한 폐수처리방법"이 개시되어 있으며, 한국특허출원 제10-2010-0003116호에서는 원수유입-SBR반응조-분리막조-처리수 배출단계로 구성되어 SBR의 침전, 배출공정에서 막여과 수행되며, 분리막조에서 SBR반응조로 슬러지가 반송되는 "SBR 및 MBR 혼성형 수처리장치"가 개시되어 있다.

또한, 한국특허출원 제10-2010-0030808호에서는 원수유입-SBR반응조(분리막)-처리수 배출단계로 구성되어 SBR의 폭기 공정에서 막여과가 수행되는 "변형된 M-SBR 하폐수 처리장치"가 개시되어 있으며, 한국특허출원 제10-2013-0004730호에서는 원수유입-상향류식 혐기조-SBR반응조-가압식분리막-처리수 배출단계로 구성되어 SBR반응조에서 혐기조로 슬러지가 반송되고, 가압식 분리막 농축수는 SBR반응조로 이송되는 "연속 회분식 반응조를 포함하는 막 생물 반응기 시스템 및 이를 이용한 처리방법"가 개시되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 기존의 막결합형 SBR공법에서는 폭기단계 또는 침전단계에서 막여과를 수행함으로써 폭기단계에서 질산화된 성분들을 탈질시키기 위한 별도의 시간이 제공되지 않아 안정적인 탈질효율 확보에 어려움이 있다. 또한 하수처리효율을 높이기 위하여 혐기조(탈인탈질조), 오니이송조 등을 별도로 두는 것은 수질향상에 기여할 수는 있으나 부지면적 및 공사비 증가 등으로 인하여 경제성이 떨어진다는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 종래의 SBR 공법에 비하여 질소와 인의 제거효율을 월등히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 SBR 반응조의 규격을 축소하고 막모듈 설비를 최소화할 수 있으며, 슬러지 배출량을 절감할 수 있는 SBR 공법 또는 막 결합형 SBR 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 간헐적 시간주기에 따라 생물학적 산화 및 영양염류 제거가 이루어지는 반응조(100) 및 상기 반응조로부터 유입된 하수로부터 고형물을 분리 배출하는 막여과조(200)를 포함하는 하수처리장의 하수처리공법으로서, 상기 반응조(100) 내에서, i) 하수가 반응조(100) 바닥에 침전되어 있는 슬러지 층으로 유입되는 무산소 무교반 유입단계; ⅱ) 무산소 상태에서의 교반을 통해 인 방출과 탈질반응이 일어나는 무산소 교반 유입단계; ⅲ) 반응조(100)에 공기를 유입시켜 호기성 조건을 조성함으로써 하수의 질산화와 인의 흡수가 이루어지는 폭기 단계; ⅳ) 무산소 상태에서의 교반을 통해 상기 폭기 단계에서 산화된 질소의 탈질 및 인의 방출이 이루어지는 무산소 교반단계; 및 v) 반응조(100) 바닥에 혐기 상태의 슬러지층을 형성하는 침전단계;가 연속하여 이루어지는 막 결합형 SBR 공법을 제공한다.

이때, 상기 무산소 무교반 유입단계, 무산소 교반 유입단계, 폭기 단계, 무산소 교반단계 및 침전단계에서, 반응조(100) 내 하수 중 일부가 계속하여 막여과조(200)로 실시간 이송되는 것을 특징으로 하며, 상기 반응조(100) 내 하수의 막여과조(200)로의 유입은, 반응조(100) 내에 설치된 수중펌프(110)에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 막여과조(200) 내에서는, a) 막여과조(200) 내에 유입된 하수가 폭기 상태에서 여과막(210)을 통과하는 폭기/막여과 단계; b) 막여과조(200) 내의 고형물을 침전시키는 침전단계; 및 c) 막여과조(200)에 침전된 고형물을 외부로 배출하는 슬러지 배출단계;가 연속하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 막여과조(200)의 침전단계 및 슬러지 배출단계에서, 슬러지의 농축을 위하여 반응조(100)로부터 막여과조(200)로의 하수 이송이 중단될 수 있다.

또한, 상기 막여과조(200)에서 추가적으로 산화된 질소의 탈질을 위하여, 반응조(100)의 무산소 교반 유입단계에서 막여과조(200)로부터 반응조(100)로의 혼합액 현탁고형물(MLSS)의 반송이 이루어지며, 상기 막여과조(200)로부터 반응조(100)로의 반송량이, 반응조(100)로부터 막여과조(200)로의 유입량의 20~40%인 것이 바람직하다.

한편, 반응조(100) 내의 i)~v) 단계는 1회 이상 반복하여 이루어질 수 있으며, 상기 1회 이상 반복되는 i)~v) 단계의 총 운전시간과, 상기 막여과조(200)에서 이루어지는 a)~c) 단계의 총 운전시간이 동일한 것이 바람직하다.

이때, 상기 막여과조(200)에서 이루어지는 a)~c)단계의 운전시간 동안 반응조(100) 내에서 이루어지는 i)~v) 단계의 반복 횟수는, 유지하고자 하는 막여과조 내의 혼합액 현탁고형물(MLSS)의 농도에 따라 조절되는 것이 바람직하다.

즉, 유지하고자 하는 막 여과조 내의 MLSS 농도에 따라 반응조의 상기 i)~v) 단계를 2회 또는 3회 이상 수행한 후 막 여과조의 침전 및 슬러지 배출공정을 수행하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 간헐적 시간주기에 따라 생물학적 산화 및 영양염류 제거가 이루어지는 반응조(100)를 포함하는 하수처리장의 하수처리공법으로서, 상기 반응조(100) 내에서, i) 하수가 반응조(100) 바닥에 침전되어 있는 슬러지 층으로 유입되는 무산소 무교반 유입단계; ⅱ) 무산소 상태에서의 교반을 통해 인 방출과 탈질반응이 일어나는 무산소 교반 유입단계; ⅲ) 반응조(100)에 공기를 유입시켜 호기성 조건을 조성함으로써 하수의 질산화와 인의 흡수가 이루어지는 폭기 단계; ⅳ) 무산소 상태에서의 교반을 통해 상기 폭기 단계에서 산화된 질소의 탈질 및 인의 방출이 이루어지는 무산소 교반단계; 및 v) 반응조(100) 바닥에 혐기 상태의 슬러지층을 형성하는 침전단계;가 연속하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 SBR 공법을 제공한다.

본 발명의 막 결합형 SBR 공법은 SBR 반응공정에 무산소 교반공정을 추가하고, 반응조 내의 하수 중 일부를 계속하여 막여과조로 실시간 유입함과 동시에, 반응조의 무산소 교반 유입단계에서 막여과조로부터 반응조로의 MLSS의 반송이 이루어지도록 함으로써, 종래 SBR 공법에 비하여 질소와 인의 제거효율을 월등히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 반응조의 규격 및 막모듈 설비를 축소하고 슬러지 배출량을 절감시킬 수 있다.

도 1 - 본 발명의 반응조 및 막여과조의 구성을 보여주는 개념도
도 2a,b - 본 발명의 일 실시예에 따른 막 결합형 SBR 공법의 운용시간표 (반응조 1 싸이클마다 막여과조에서 침전된 슬러지를 인출하는 경우)
도 3a,b - 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 막 결합형 SBR 공법의 운용시간표 (반응조 2 싸이클마다 막여과조에서 침전된 슬러지를 인출하는 경우)

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 SBR 공법은 간헐적 시간주기에 따라 생물학적 산화 및 영양염류 제거가 이루어지는 반응조(100) 내에서 i) 무산소 무교반 유입단계, ⅱ) 무산소 교반 유입단계, ⅲ) 폭기 단계, ⅳ)무산소 교반단계, 및 v) 침전단계가 연속하여 이루어지게 된다.

이를 자세히 살펴보면, 먼저 유량조정조에 저장된 하수는 반응조(100)로 유입되게 되는데, 이때 하수는 반응조 바닥에 침전되어 있는 혐기 상태의 슬러지 층으로 유입되는 무산소 무교반 유입단계와 무산소 상태에서의 교반을 통해 인 방출과 탈질반응이 향상되는 무산소 교반 유입단계를 거치게 된다. 상기 하수의 유입은 제트에어레이터 또는 유공파이프 등을 통한 유입이 모두 가능하다.

상기 무산소 유입단계를 거친 하수는 하수의 질산화와 인의 흡수가 이루어지는 폭기 단계를 거치게 되는데, 이때 반응조 내에 공기를 유입시켜 호기성 조건을 조성하기 위하여 제트에어레이터 또는 유공파이프 등이 사용될 수 있다.

이와 같이 폭기 단계를 거친 하수는 일반적으로 바로 침전 과정을 거치게 되는데, 본 발명은 하수와 탈질 미생물과의 접촉을 향상시키기 위하여, 폭기를 중단하고 무산소 상태에서 교반단계를 추가로 수행하는 것을 특징으로 한다. 상기 무산소 상태에서의 교반을 통해 폭기 단계에서 산화된 질소의 탈질 및 인의 방출이 이루어져 전체적인 탈질 효율이 향상되게 된다.

상기 무산소 교반은 제트에어레이터에 의한 교반 또는 유공파이프를 통한 교반이 모두 가능하며, 유공파이프를 통한 교반의 경우 수중펌프를 이용하면 펌프에서 발생하는 열에너지가 반응조 내부로 전달되어 동절기 저수온에 의한 영향을 줄여여 전체적인 처리효율을 향상시킬 수 있다.

상기 무산소 교반단계를 거친 하수는 마지막으로 침전 과정을 거치게 되며, 이 과정에서 반응조(100) 바닥에 혐기 상태의 슬러지층을 형성하게 되면서 부분적인 탈질이 이루어지게 된다.

한편, 본 발명의 SBR 공법은 도 1에 도시된 것과 같이, 반응조(100)로부터 유입된 하수로부터 고형물을 분리 배출하는 별도의 막여과조(200)를 이용하여 수행될 수 있다.

자세하게는, 반응조(100)내의 무산소 무교반 유입단계, 무산소 교반 유입단계, 폭기 단계, 무산소 교반단계 및 침전단계의 모든 단계에서, 반응조(100) 내 하수 중 일부가 계속하여 막여과조(200)로 실시간 이송되며, 상기 막여과조(200)로 유입된 하수는 막여과조(200) 내부에 설치된 여과막(210)을 통과하면서, 처리수와 고형물이 분리되어 각각 외부로 배출될 수 있다.

일반적으로 SBR 반응조의 처리가능한 MLSS 농도가 2,000~3,000mg/L인데 반하여 막여과조의 MLSS 농도는 10,000~15,000mg/L에 달하므로, 기존의 SBR 반응조에서 이루어지던 처리수 및 슬러지 배출을 막여과조에서 수행함으로써, 전체적인 하수처리효율이 증가할 뿐만 아니라 고농도 슬러지의 배출이 가능하며 이는 결과적으로 슬러지 배출량을 절감시켜 경제성을 높이게 된다. 또한, 반응조(100)의 모든 처리단계에서 하수가 막여과조(200)로 이송됨에 따라 이송펌프 용량 또한 최소화할 수 있다.

여기에서, 반응조(100)의 모든 처리단계에서 하수가 막 여과조(200)로 이송됨으로써 부족해지는 질산화 또는 탈질효율은, 막 여과조(200)의 폭기공정에서 질산화 효율을 보완하고, 막여과조(200)에서 반응조(100)로의 반송을 통하여 부족한 탈질효율을 달성할 수 있다.

상기 반응조(100) 내 하수의 막여과조(200)로의 이송은 다양한 방법에 의하여 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 반응조(100) 내에 설치된 수중펌프(110)에 의하여 이루어질 수 있다. 기존 SBR 공정에서 자연유하를 이용한 상등수 유출기 대신에 수중펌프(110)를 이용하여 하수를 배출함으로써, 막여과조의 깊이에 대한 제한성을 극복할 수 있을 뿐만 아니라, 수중펌프에서 발생하는 열에너지가 반응조 내부로 전달되어 동절기 저수온에 의한 영향을 줄여 처리효율을 향상시킬 수 있다.

상기 막여과조(200) 내에서의 하수 처리 과정을 자세히 살펴보면, a) 폭기/막여과 단계, b) 침전단계 및 c) 슬러지 배출단계가 연속하여 이루어지게 된다.

상기 폭기/막여과 단계는 막여과조(200) 내에 유입된 하수가 폭기 상태에서 여과막(210)을 통과하는 단계로서, 상기 폭기 과정에서 하수의 추가적인 질산화가 이루어질 뿐만 아니라 인을 과잉섭취한 미생물이 배제되어 인 제거효율을 극대화시킬 수 있게 된다. 즉, 처리수 배출의 전체 공정이 혐기-무산소-호기-무산소(반응조) 및 호기공정(막여과조)으로 이루어져 인의 과잉섭취가 가능해져 인의 제거효율이 향상되게 된다.

상기 침전단계는 고형물이 침전되는 단계이며, 앞서 살펴본 바와 같이 막여과조의 MLSS 농도가 10,000~15,000mg/L에 달하므로 고농도 고형물의 배출이 가능하다.

마지막으로, 상기 슬러지 배출단계는 막여과조(200)에 침전된 고형물을 외부로 배출하는 단계로서, 상기 고형물의 배출시기는 막여과조의 MLSS 농도에 따라 조절될 수 있다.

이때, 상기 막여과조(200)의 침전단계 및 슬러지 배출단계에서, 배출되는 슬러지의 농축을 위하여 반응조(100)로부터 막여과조(200)로의 하수 이송이 중단될 수 있다.

한편, 상기 폭기/막여과 단계에서 추가적으로 산화된 질소의 탈질을 위하여, 반응조(100)의 무산소 교반 유입단계에서, 막여과조(200)로부터 반응조(100)로의 혼합액 현탁고형물(MLSS)의 반송이 이루어질 수 있으며, 이때 상기 반송량은, 막여과조(200)로의 하수 유입량의 20~40%인 것이 바람직하다.

이와 같이, 반응조(100)의 폭기 단계 이외에도 막여과조(200)에서 추가적인 폭기를 수행함에 따라, 질산화에 필요한 하수의 반응조(100) 내 체류시간을 단축할 수 있어 반응조(100)의 규격 축소가 가능하며, 추가 폭기 과정을 거친 하수를 반응조(100)의 무산소 교반유입 단계로 다시 반송함으로써 탈질 효율을 월등히 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 반응조(100)와 막여과조(200) 내의 처리공정은 함께 연계되어 운용되는데, 구체적으로 상기 반응조(100) 내의 i) 무산소 무교반 유입단계, ⅱ) 무산소 교반 유입단계, ⅲ) 폭기 단계, ⅳ)무산소 교반단계, 및 v) 침전단계는 1회 이상 반복하여 이루어지며, 상기 1회 이상 반복되는 i)~v) 단계의 총 운전시간과, 상기 막여과조(200)에서 이루어지는 a) 배출단계, b) 폭기/막여과 단계 및 c) 침전단계의 총 운전시간은 동일하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 막여과조(200)에서 이루어지는 a)~c)단계의 운전시간 동안 반응조(100) 내에서 이루어지는 i)~v) 단계의 반복 횟수(즉, 반응조(100)의 몇 번의 운영 싸이클마다 막 여과조(200)에 침전된 고형물을 배출할 여부)는, 유지하고자 하는 막여과조 내의 혼합액 현탁고형물(MLSS)의 농도에 따라 조절될 수 있다. 즉, 유지하고자 하는 막 여과조 내의 MLSS 농도에 따라 반응조의 상기 i)~v) 단계를 2회 또는 3회 이상 수행한 후 막 여과조의 침전 및 슬러지 배출공정을 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반응조(100)와 막여과조(200)의 싸이클 시작시점은 다양하게 설정할 수 있으나, 바람직하게는 반응조(100)의 i) 무산소 유입단계와 막여과조(200)의 a) 배출단계의 시작시점이 동일한 것이 바람직하다.

상기 i)~v) 단계의 반복 횟수가 1회인 경우, 반응조(100)와 막여과조(200)의 공정 운영표를 하기 표 1 및 도 2a,2b에 나타내었다. 도 2a,2b는 각각 막여과조(200)의 침전단계 및 슬러지 배출단계에서, 반응조(100)로부터 막여과조(200)로의 하수 이송이 중단되지 않는 경우와 중단되는 경우를 보여주는 운영시간표이다.

SBR반응조 공정운영	막여과조 공정운영
-무산소 무교반유입(혐기조건)	-슬러지배출/유입/폭기/막여과
-무산소 교반유입(무산소조건)	-유입/폭기/막여과/MLSS반송
-폭기반응(호기조건)	-유입/폭기/막여과
-교반(무산소조건)	-유입/폭기/막여과
-침전(무산소조건)	-침전

<반응조 1 싸이클마다 막여과조에서 침전된 슬러지를 인출하는 경우>

또한, 상기 i)~v) 단계의 반복 횟수가 2회인 경우, 반응조(100)와 막여과조(200)의 공정 운영표를 하기 표 2 및 도 3a,3b에 나타내었다. 도 3a,3b는 각각 막여과조(200)의 침전단계 및 슬러지 배출단계에서, 반응조(100)로부터 막여과조(200)로의 하수 이송이 중단되지 않는 경우와 중단되는 경우를 보여주는 운영시간표이다.

SBR반응조 공정운영	막여과조 공정운영
-무산소 무교반유입(혐기조건)	-슬러지배출/유입/폭기/막여과
-무산소 교반유입(무산소조건)	-유입/폭기/막여과/MLSS반송
-폭기반응(호기조건)	-유입/폭기/막여과
-교반(무산소조건)	-유입/폭기/막여과
-침전(무산소조건)	-유입/폭기/막여과
-무산소 무교반유입(혐기조건)	-유입/폭기/막여과
-무산소 교반유입(무산소조건)	-유입/폭기/막여과/MLSS반송
-폭기반응(호기조건)	-유입/폭기/막여과
-교반(무산소조건)	-유입/폭기/막여과
-침전(무산소조건)	-침전

<반응조 2 싸이클마다 막여과조에서 침전된 슬러지를 인출하는 경우>

앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 막 결합형 SBR 공법은 반응조 공정에 무산소 교반공정을 추가하여 탈질효율을 향상시키고, 반응조가 아닌 막여과조에서 슬러지가 배출되도록 하여 전체 하수처리 효율을 높임과 동시에 고농도의 슬러지 배출이 가능하다.

또한, 무산소 교반유입 단계에서 막여과조에서 반응조로 MLSS의 반송이 이루어져 탈질 효율이 향상되며, 처리수 배출전 막여과조에서의 마지막 폭기 과정을 통해 인의 제거효율이 향상되고, 하수 이송시 수중펌프를 사용함으로써 동절기 하수처리 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

Claims

간헐적 시간주기에 따라 생물학적 산화 및 영양염류 제거가 이루어지는 반응조(100) 및 상기 반응조로부터 유입된 하수로부터 고형물을 분리 배출하는 막여과조(200)를 포함하는 하수처리장의 하수처리공법으로서, 상기 반응조(100) 내에서,
i) 하수가 반응조(100) 바닥에 침전되어 있는 슬러지 층으로 유입되는 무산소 무교반 유입단계;
ⅱ) 무산소 상태에서의 교반을 통해 인 방출과 탈질반응이 일어나는 무산소 교반 유입단계;
ⅲ) 반응조(100)에 공기를 유입시켜 호기성 조건을 조성함으로써 하수의 질산화와 인의 흡수가 이루어지는 폭기 단계;
ⅳ) 무산소 상태에서의 교반을 통해 상기 폭기 단계에서 산화된 질소의 탈질 및 인의 방출이 이루어지는 무산소 교반단계; 및
v) 반응조(100) 바닥에 혐기 상태의 슬러지층을 형성하는 침전단계;
가 연속하여 이루어지되,
상기 무산소 무교반 유입단계, 무산소 교반 유입단계, 폭기 단계, 무산소 교반단계 및 침전단계에서, 반응조(100) 내 하수 중 일부가 계속하여 막여과조(200)로 실시간 이송되는 것을 특징으로 하는 막 결합형 SBR 공법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 반응조(100) 내 하수의 막여과조(200)로의 이송이 반응조(100) 내에 설치된 수중펌프(110)에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 막 결합형 SBR 공법.
제1항에 있어서,
상기 막여과조(200) 내에서,
a) 막여과조(200) 내에 유입된 하수가 폭기 상태에서 여과막(210)을 통과하는 폭기/막여과 단계;
b) 막여과조(200) 내의 고형물을 침전시키는 침전단계; 및
c) 막여과조(200)에 침전된 고형물을 외부로 배출하는 슬러지 배출단계;
가 연속하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 막 결합형 SBR 공법.
제4항에 있어서,
상기 막여과조(200)의 슬러지 배출단계 및 침전단계에서, 반응조(100)로부터 막여과조(200)로의 하수 이송이 중단되는 것을 특징으로 하는 막 결합형 SBR 공법.
제4항에 있어서,
상기 막여과조(200)에서 추가적으로 산화된 질소의 탈질을 위하여, 반응조(100)의 무산소 교반 유입단계에서, 막여과조(200)로부터 반응조(100)로의 혼합액 현탁고형물(MLSS)의 반송이 이루어지는 것을 특징으로 하는 막 결합형 SBR 공법.
제6항에 있어서,
상기 막여과조(200)로부터 반응조(100)로의 반송량이, 반응조(100)로부터 막여과조(200)로의 유입량의 20~40%인 것을 특징으로 하는 막 결합형 SBR 공법.
제4항에 있어서,
반응조(100) 내에서, i)~v) 단계가 1회 이상 반복하여 이루어지며,
상기 1회 이상 반복되는 i)~v) 단계의 총 운전시간과, 상기 막여과조(200)에서 이루어지는 a)~c) 단계의 총 운전시간이 동일한 것을 특징으로 하는 막 결합형 SBR 공법.
제8항에 있어서,
상기 막여과조(200)에서 이루어지는 a)~c)단계의 운전시간 동안 반응조(100) 내에서 이루어지는 i)~v) 단계의 반복 횟수는, 막여과조 내의 혼합액 현탁고형물(MLSS)의 농도에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 막 결합형 SBR 공법.
삭제