KR101750442B1 - Sewage advanced treatment system using ultrasonic device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파장치를 이용하여 하수를 처리하는 고도처리시스템으로 보다 상세하게는 입자크기가 큰 슬러지가 스크린시설에 의해 전처리된 하수가 유입되고, 중력에 의해 슬러지를 침강 시킨 후 배출시키는 1차 침전조, 처리수를 유입시켜 인산성인(PO4 -3)을 인(P)으로 처리한 후 배출하는 혐기조, 처리수를 유입시켜 질산성 질소(NO3)를 질소(N2) 가스로 탈질 처리해 방출하는 무산소조, 처리수가 유입되어 인은 다시 인산성인, 아질산성 질소는 질산성 질소로 산화된 후 무산소조로 내부 반송시켜 탈질 과정에 의해서 질소 가스로 제거되어 배출시키는 호기조, 혐기조와 무산소조와 호기조로 이루어진 고도처리공정에서 처리되어 배출된 처리수를 저주파 초음파부로 유입시켜 초음파를 가하고, 고주파 초음파부로 배출하여 초음파를 가하여 탈질화 및 색도를 제거한 후 배출하며, 초음파조 공정시 저주파 초음파부와 고주파 초음파부에 산화제를 투입하고, 공기 주입관(미도시)을 통해 공기가 주입되는 초음파조, 내부에 여과재가 충진되어 있으며, 초음파조에서 배출된 처리수를 유입시켜 미세 입자로 이루어진 슬러지 및 오염물질을 여과시킨 후 배출하는 여과조 및 처리수내 슬러지를 최종 침강시켜 제거하되 응집제를 투입하여 제거한 뒤 최종 배출하는 2차 침전조로 이루어지고, 우리나라에서 적용되고 있는 하수처리공정인 A2/O 공법에서 발생되는 낮은 C/N비로 인한 질소 제거의 낮은 효율을 초음파를 이용하여 추가로 탈질을 실시하므로 탈질효과가 높고, 슬러지를 포함하는 하수에 초음파를 조사하되 하수를 일정 설비에서 집중 조사하여 탈질 효과와 슬러지량 감소 효과가 높으며, 초음파에 의해 분해되지 않은 입자크기가 큰 슬러지 및 오염물질은 초음파 장치 침전판에 침전되어 슬러지 처리 효율이 높으며, 고도처리(A2/O)와 초음파 장치뿐만 아니라 여과조와 2차 침전조에 응집제를 투입하여 최종 배출되는 처리된 하수의 정화 효율이 높다.The present invention relates to an advanced treatment system for treating wastewater using an ultrasonic apparatus, and more particularly, to an advanced treatment system for treating wastewater by using an ultrasonic apparatus, more specifically, a wastewater treatment apparatus, (NO 3 ) is denitrified with nitrogen (N 2 ) gas by introducing treated water, treating anaerobic tank treated with phosphorus (PO 4 -3 ) phosphorus (P) Anoxic tank, treated with phosphorus, phosphorus is phosphoric acid again, nitrite nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen, then transported back to anoxic tank, denitrification process to remove nitrogen gas, and anaerobic tank, anoxic tank and aerobic tank The treated water discharged from the treatment process is introduced into the low-frequency ultrasonic wave part, and ultrasonic waves are applied to the treated water. The ultrasonic wave is discharged to the high-frequency ultrasonic wave part, And the chromaticity is removed. The ultrasonic wave is injected into the low frequency ultrasonic wave part and the high frequency ultrasonic wave part during the ultrasonic wave processing, and the air is injected through the air injection tube (not shown) And a second settling tank for removing final sludge from the sludge and removing the coagulant from the sludge and discharging the sludge from the treated sludge after final removal, The low efficiency of nitrogen removal due to the low C / N ratio generated in the A 2 / O process, which is the sewage treatment process applied in Korea, is further denitrified by using ultrasonic waves, so that the denitrification effect is high and the sewage containing sludge Ultrasonic waves are irradiated, but denitrification effect and sludge amount reduction effect are enhanced by intensive irradiation of sewage at certain facilities. Sludge and contaminants with high particle size that are not decomposed by sediment are precipitated on the precipitation plate of ultrasonic device and the sludge treatment efficiency is high and the coagulant is added to filtration tank and secondary precipitation tank as well as advanced treatment (A 2 / O) The purification efficiency of the treated sewage discharged is high.

Description

초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템{Sewage advanced treatment system using ultrasonic device}[0001] The present invention relates to an advanced treatment system for sewage,

본 발명은 초음파장치를 이용하여 하수를 처리하는 고도처리시스템으로 보다 상세하게는 입자크기가 큰 슬러지가 스크린시설에 의해 전처리된 하수가 유입되고, 중력에 의해 슬러지를 침강시킨 후 배출시키는 1차 침전조, 처리수를 유입시켜 인산성인(PO4 -3)을 인(P)으로 처리한 후 배출하는 혐기조, 처리수를 유입시켜 질산성 질소(NO3)를 질소(N2) 가스로 탈질 처리해 방출하는 무산소조, 처리수가 유입되어 인은 다시 인산성인, 아질산성 질소는 질산성 질소로 산화된 후 무산소조로 내부 반송시켜 탈질 과정에 의해서 질소 가스로 제거되어 배출시키는 호기조, 혐기조와 무산소조와 호기조로 이루어진 고도처리공정에서 처리되어 배출된 처리수를 저주파 초음파부로 유입시켜 초음파를 가하고, 고주파 초음파부로 배출하여 초음파를 가하여 탈질화 및 색도를 제거한 후 배출하며, 초음파조 공정시 저주파 초음파부와 고주파 초음파부에 산화제를 투입하고, 공기 주입관(미도시)을 통해 공기가 주입되는 초음파조, 내부에 여과재가 충진되어 있으며, 초음파조에서 배출된 처리수를 유입시켜 미세 입자로 이루어진 슬러지 및 오염물질을 여과시킨 후 배출하는 여과조 및 처리수내 슬러지를 최종 침강시켜 제거하되 응집제를 투입하여 제거한 뒤 최종 배출하는 2차 침전조로 이루어진 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an advanced treatment system for treating wastewater using an ultrasonic apparatus, and more particularly, to an advanced treatment system for treating wastewater by using an ultrasonic apparatus, more specifically, a wastewater treatment apparatus, (NO 3 ) is denitrified with nitrogen (N 2 ) gas by introducing treated water, treating anaerobic tank treated with phosphorus (PO 4 -3 ) phosphorus (P) Anoxic tank, treated with phosphorus, phosphorus is phosphoric acid again, nitrite nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen, then transported back to anoxic tank, denitrification process to remove nitrogen gas, and anaerobic tank, anoxic tank and aerobic tank The treated water discharged from the treatment process is introduced into the low-frequency ultrasonic wave part, and ultrasonic waves are applied to the treated water. The ultrasonic wave is discharged to the high-frequency ultrasonic wave part, And the chromaticity is removed. The ultrasonic wave is injected into the low frequency ultrasonic wave part and the high frequency ultrasonic wave part during the ultrasonic wave processing, and the air is injected through the air injection tube (not shown) A filtration tank for introducing the treated water discharged from the tank to filter the sludge and contaminants composed of fine particles and discharging the treated sludge and the sludge in the treatment water to remove the sludge by ultimate sedimentation, The present invention relates to an advanced treatment system for sewage water using sewage water.

산업 발전과 인구의 증가 및 생활수준의 향상과 더불어 수질 오염에 의한 하수 발생량이 매년 증가하고 있으나, 하수 관거 정비미흡과 하수종말처리시설의 시설용량 부족 등으로 인하여 실제 하수종말처리시설로 유입되어 처리되는 생활 하수량은 상당히 낮은 것으로 추정되고 있으며, 하수 발생량은 상수급수량과 밀접한 관계가 있고, 하수의 수질상태는 생활수준과 밀접한 관계가 있다.Although the amount of sewage generated by water pollution increases every year due to industrial development, population increase, and improvement of living standard, the sewage is not properly maintained and the sewage water treatment facility has a capacity shortage, The amount of sewage water is estimated to be considerably low, and the amount of sewage water is closely related to the amount of water supply. The quality of sewage water quality is closely related to the level of living.

최근 들어 하수중에 함유된 질소 및 인과 같은 부영양화 유발물질이 하천으로 방류되어 도심지역뿐만 아니라 도심 변두리지역에서도 생태균형을 파괴하는 등의 심각한 환경문제를 야기시키고, 수질의 악화를 초래하고 있는 실정이다.In recent years, eutrophication-causing substances such as nitrogen and phosphorus contained in sewage are discharged to rivers, causing serious environmental problems such as destruction of ecological balance not only in the urban area but also in the urban area.

우리나라에서 운영되고 있는 하수처리장의 대부분이 영양염류를 제거하기 위한 특별 처리시설이 설치되어 있지 않은 외국의 공법을 적용하고 있고, 실제 유입되는 하수의 BOD 농도가 낮은 특성을 가진 우리나라의 하수의 처리에 적용하면 여러 문제점이 발생할 뿐만 아니라, 대부분의 하수처리장이 유기물 제거에 중점을 두고 설계된 공법이기에 주로 유기물의 제거와 질산화가 이루어진 수질이 방류되어 호소수의 조류 발생원인으로 작용할 가능성이 높다. Most of the sewage treatment plants operated in Korea are applying the foreign construction method that does not have special treatment facilities to remove nutrients and the treatment of sewage in Korea with low BOD concentration Since most of the sewage treatment plants are designed with emphasis on organic matter removal, the removal of organic matter and the nitrification of the water quality are likely to be released, which is likely to cause bird waters.

국내 대부분의 하수처리장에 유입되는 유입원수의 유기물 대 질소의 비(C/N비)는 6이하로 낮기 때문에 생물학적 질소 및 인 제거공정의 적용 및 운전에 어려움이 있고, 질소 제거효율을 향상시키기 위해서는 유기 탄소원의 보충이 필요하며, 일반적으로 하수의 생물학적 탈질 및 탈 인을 원활히 하기 위한 외부 탄소원으로 메탄올, 에탄올, 아세트산등이 제안되고 있고, 최근 혐기성 발효과정에서 생성되는 아세트산 등과 같은 물질은 쉽게 분해될 수 있는 COD로서 생물학적 탈질공정에서 탄소원으로 이용하여 질소 제거효율을 향상시킬 수 있다.Since the ratio of the organic matter to nitrogen (C / N ratio) of the influent water flowing into the sewage treatment plants in Korea is as low as 6 or less, it is difficult to apply and operate the biological nitrogen and phosphorus removal process. In order to improve the nitrogen removal efficiency It is necessary to supplement organic carbon sources. In general, methanol, ethanol, acetic acid, and the like have been proposed as external carbon sources for facilitating biological denitrification and de-phosphorusing of sewage, and recently, materials such as acetic acid produced in the anaerobic fermentation process are easily decomposed COD can be used as a carbon source in the biological denitrification process to improve the nitrogen removal efficiency.

그러나, 상기 탈질공정들은 슬러지 발효를 위한 새로운 장치가 필요하며, 발효산물의 생성이 미생물에 의해 이루어지므로 시간이 오랫동안 소요되고, 운전이 용이하지 못한 단점이 있으므로 질소 및 인 제거에 필요한 유기물을 충분히 생성시키면서 운전이 간편하고 안정적으로 유기물 공급이 가능한 장치를 개발해야 한다.However, since the denitrification process requires a new apparatus for sludge fermentation and the production of fermentation products is performed by microorganisms, it takes a long time and is not easy to operate. Therefore, It is necessary to develop a device capable of supplying organic material in a simple and stable manner.

최근에는 초음파를 이용하여 난분해성 폐수를 처리하기 위한 공정들이 개발되고 있고, 초음파의 조사를 이용하는 화학반응의 경우 반응조건이 까다롭지 않고 반응속도의 제어가 용이하며 발열반응에서 유도시간이 매우 짧아지고, 재래식 기술보다 저급시약을 사용하여도 되는 장점을 가지고 있다.In recent years, processes for treating degradation wastewater using ultrasound have been developed. In the case of a chemical reaction using ultrasonic irradiation, the reaction conditions are not rigid, the reaction rate is easily controlled, and the induction time in the exothermic reaction is very short , It has the advantage of using lower grade reagents than conventional techniques.

또한, 초음파를 이용한 하수처리 공법은 오존산화, 자외선, 광촉매, 방사선, 전자빔, 전자파 또는 플라즈마를 이용하는 기술과 함께 폐수, 폐기물 및 폐가스를 처리하는 기술로서 유용하게 활용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다.In addition, the sewage treatment method using ultrasonic waves has the potential to be usefully utilized as a technology for treating wastewater, waste, and waste gas, as well as technologies using ozone oxidation, ultraviolet rays, photocatalyst, radiation, electron beam, electromagnetic wave or plasma.

상기 초음파를 이용한 하수처리 시설의 선행기술들로는 한국등록특허 제10-0457465호(2004.11.26.) 초음파를 이용한 하수처리장치로 초음파 에너지의 특성 인자들을 이용해 오수 중의 이물질을 분산, 침전, 침강, 포말 억제, 응집, 중합하여 오수를 정화시킬 수 있는 초음파를 이용한 하수처리장치에 관한 것이고, 그 장치는 정전압기와 전력 입력 조절기, 타이머 및 초음파 발생장치로 구성된 초음파 발생부와 초음파 진동자와 초음파 혼으로 구성된 초음파 발진부, 상부에 상기 초음파 발진부가 방사형으로 다수 배치된 오수 처리조, 미세한 이물질을 침전시키기 위해 직렬로 연결된 다단의 하수 안정조, 오수 처리조와 하수 처리조에서 배출된 침전물을 압축 및 탈수하여 고형물로 처리하는 침전물 압축조 및 수질 검사조로 구성된 장치를 제공하고, 한국등록특허 제10-1178086호(2012.09.06.) 초음파 오수정화장치는 촉매부재가 마련된 상부와 상기 상부의 하방에 형성되고 초음파가 발생되는 초음파처리부가 마련되는 하부로 이루어진 초음파 오수 처리부를 포함하여 구성되며, 상기 촉매부재에는 초음파에 의해 발생된 수산화라디칼과 화학 반응하여 오염물질 분해 효율을 높이는 이산화티타늄이 마련되며, 상기 초음파처리부에는 오수의 수면에서 초음파가 전반사 되도록 초음파 발생기 2개가 서로 대향되게 경사져 형성되는 초음파 오수정화장치를 제공하고 있다.Prior art of the sewage treatment facility using ultrasound is Korean Patent No. 10-0457465 (November 26, 2004). The sewage treatment apparatus using ultrasound is used to disperse, precipitate, sediment, The present invention relates to a sewage treatment apparatus using ultrasonic waves capable of suppressing, coagulating, and polymerizing sewage so as to purify sewage. The apparatus includes an ultrasonic wave generating unit composed of a constant voltage generator, a power input regulator, a timer, and an ultrasonic generator, A sewage treatment tank in which the ultrasonic oscillation portion is arranged in a radial manner on the upper portion, a multi-stage sewage stabilization tank connected in series to precipitate minute foreign substances, a sediment discharged from the sewage treatment tank and the sewage treatment tank is compressed and dehydrated, A sediment compression tank and a water quality inspection tank, And an ultrasonic wastewater treatment unit having an upper part provided with a catalytic member and a lower part provided below the upper part and provided with an ultrasonic wave processing part for generating ultrasonic waves, The catalytic member is provided with titanium dioxide which chemically reacts with hydroxyl radicals generated by ultrasonic waves to enhance the decomposition efficiency of contaminants. The ultrasonic wave processing unit is provided with two ultrasonic generators, which are inclined so as to face each other, Thereby providing a sewage purifying apparatus.

그러나 상기 선행기술들이 가지고 있는 초음파 장치들은 종래 시설되어 있는 하수처리설비에 추가로 시설될 때 발생되는 비용이 높고, 그 구성이 복잡하다는 문제점을 가지고 있고, 촉매 부재와 같은 부가적인 조성물이 부착 설치되어야 하는 문제점과 대형 저장조와 같은 시설에 침강된 슬러지에 직접 조사 되었을때 그 효과가 높아 종래 고도처리시설에 적합 여부가 불분명하다는 문제점을 가지고 있다.However, the ultrasonic apparatuses of the prior arts have a problem in that they are expensive to be installed in a conventional wastewater treatment facility, have a complicated structure, and have an additional composition such as a catalyst member And the effect is high when the sludge is directly irradiated to a sludge settled in a facility such as a large-sized storage tank. Thus, there is a problem that it is unclear whether it is suitable for a conventional advanced treatment facility.

한국등록특허 제10-0457465호(2004.11.26.)Korean Patent No. 10-0457465 (November 26, 2004) 한국등록특허 제10-1178086호(2012.09.06.)Korean Registered Patent No. 10-1178086 (2012.09.06.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 종래 일반적인 하수처리 기술에서 하수 처리장에 유입되는 유입원수의 유기물 대 질소의 비(C/N비) 낮아 생물학적 질소 제거공정의 적용과 질소 제거효율 낮다는 문제점을 초음파를 하수에 가하여 케비테이션을 이용하여 미세기포가 내파되는 과정에서의 순간 압력, 전단력, 고온을 에너지원으로 오염물질의 물리, 화학적 변화 플럭 구조를 파괴하여 난분해 유기물의 분해를 유도하고, 초음파 조사시 탈질효과를 향상시키며, 유입되어 처리되는 하수내 슬러지를 양을 감소시키기 위해 슬러지를 포함하는 하수에 집중적으로 초음파를 조사하는 공정을 실시하며, 추가적으로 하수의 색도를 제거하는 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of treating biological wastewater, Ultrasonic waves are applied to the sewage, and the momentary pressure, shear force, and high temperature in the process of microbubble infiltration by cavitation are used as an energy source to physically and chemically change the contaminants. In order to improve the denitrification effect during the irradiation and to reduce the amount of the sludge in the treated sewage, a process of intensively irradiating ultrasonic waves to the sewage containing the sludge is performed, and further, Of the present invention.

상기와 같은 문제점을 해결하고 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템은 1차 침전조(10), 혐기조(20), 무산소조(30), 호기조(40), 초음파조(50), 여과조(80) 및 2차 침전조(90)로 구성되되, 상기 1차 침전조(10)는 입자크기가 큰 슬러지가 스크린시설에 의해 전처리된 하수가 유입되고, 중력에 의해 슬러지를 침강 시킨 후 배출되며, 상기 혐기조(20)는 1차 침전조(10)에서 배출된 처리수를 유입시켜 인산성인(PO4 -3)을 인(P)으로 처리한 후 배출하고, 상기 무산소조(30)는 혐기조(20)에서 배출된 처리수를 유입시켜 질산성 질소(NO3)를 질소(N2) 가스로 탈질 처리해 방출하며, 상기 호기조(40)는 무산소조(30)에서 방출한 처리수가 유입되어 인은 다시 인산성인, 아질산성 질소는 질산성 질소로 산화된 후 무산소조(30)로 내부 반송시켜 탈질 과정에 의해서 질소 가스로 제거되어 배출되며, 상기 초음파조(50)는 혐기조(20)와 무산소조(30)와 호기조(40)로 이루어진 고도처리공정에서 처리되어 배출된 처리수를 저주파 초음파부(60)로 유입시켜 초음파를 가하고, 고주파 초음파부(70)로 배출하여 초음파를 가하여 탈질화 및 색도를 제거한 후 배출하며, 초음파조(50) 공정시 저주파 초음파부(60)와 고주파 초음파부(70)에 산화제를 투입하고, 공기 주입관(미도시)을 통해 공기가 주입되며, 상기 여과조(80)는 내부에 여과재와 폐콘크리트가 충진되어 있으며, 초음파조(50)에서 배출된 처리수를 유입시켜 미세 입자로 이루어진 슬러지 및 오염물질을 여과시킨 후 배출하며, 상기 2차 침전조(90)는 여과조(80)에서 배출된 처리수내 슬러지를 최종 침강시켜 제거하되 응집제를 투입하여 제거한 뒤 배출한다.In order to solve the above problems and to achieve the object, an advanced treatment system for sewage using an ultrasonic apparatus according to an embodiment of the present invention includes a primary settling tank 10, an anaerobic tank 20, an anoxic tank 30, The first settling tank 10 is constructed of an ultrasonic tank 50, a filtration tank 80 and a second settling tank 90. In the first settling tank 10, sludge having a large particle size is introduced into the sewage treated by the screening facility, (PO 4 -3 ) is treated with phosphorus (P), and the phosphorus acid (PO 4 -3 ) is treated with phosphorus The anoxic tank 30 receives treated water discharged from the anaerobic tank 20 to denitrify nitrate nitrogen (NO 3 ) by nitrogen (N 2 ) gas and discharge the nitrate nitrogen, and the oxic tank 40 discharges nitrate The phosphorus is again phosphorus acid, nitrite nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen, The ultrasound tank 50 is treated in an advanced treatment process including an anaerobic tank 20, an anoxic tank 30 and an oxic tank 40, and discharged therefrom. The process water is introduced into the low frequency ultrasound unit 60 to apply ultrasound waves to the ultrasound ultrasound unit 70. The ultrasound waves are applied to the high frequency ultrasound unit 70 to remove denitrification and chromaticity by applying ultrasound waves, And the air is injected through an air injection pipe (not shown). The filtration tank 80 is filled with a filter medium and waste concrete, and the ultrasound tank 50 is connected to the high- And the sludge and contaminants composed of fine particles are filtered and discharged. The sludge in the treatment water discharged from the filtration tank (80) is finally settled by the secondary settling tank (90) to remove the coagulant So Remove and discard.

상기 초음파조(50)에서 저주파 초음파부(60)는 고주파 초음파부(70) 일측면에 설치되고, 내부는 복수개의 침전판(62)과 침전판(62) 사이에 구획판(64)이 각각 설치되어 있다.A low frequency ultrasonic wave section 60 is provided on one side surface of the high frequency ultrasonic wave section 70 and a partition plate 64 is provided between the plurality of the precipitation plates 62 and the precipitation plate 62 Is installed.

상기 침전판(62)은 측면에서 보았을 때 갈지(之)자 형상이고, 설치 시 수직방향으로 교차되어 반복적으로 설치되되 구획판(64)이 침전판(62) 사이에 각각 설치되며, 침전판(62)과 구획판(64)에는 처리수가 통과되는 중공이 복수개 구비된다.The partition plate 64 is installed between the settling plates 62, and the settling plates 62 are installed in the same direction as the settling plates 62, 62 and the partition plate 64 are provided with a plurality of hollows through which the process water passes.

상기 구획판(64) 다음으로 설치되는 침전판(62)들 외면에는 저주파 초음파 조사수단(66)이 복수개 부착되어 처리수에 음향주파수 40kHz, 출력을 600W로 120분동안 초음파를 가하고, 고주파 초음파부(70) 내부로 방출한다.A plurality of low frequency ultrasonic wave irradiating means 66 are attached to the outer surface of the settling plates 62 provided next to the partition plate 64 to apply ultrasonic waves to the treated water for 120 minutes at an acoustic frequency of 40 kHz and an output of 600 W, (70).

상기 초음파조(50)의 고주파 초음파부(70)는 내부 하단에 복수개의 고주파 초음파 조사수단(72)이 내방으로 돌출되어 있고, 저주파 초음파부(60)에서 유입된 처리수가 지정수량에 도달하면 음향주파수 158kHz, 출력은 600W로 120분간 초음파를 처리수에 가한 후 여과조(80)로 배출한다.A plurality of high frequency ultrasonic wave irradiating means 72 protrude inward at the lower end of the high frequency ultrasonic wave section 70 of the ultrasonic wave tank 50. When the amount of the processing water flowing in from the low frequency ultrasonic wave section 60 reaches a specified quantity, The ultrasonic wave is applied to the process water at a frequency of 158 kHz and the output is 600 W for 120 minutes, and then discharged to the filtration tank 80.

상기 여과조(80)는 내부에 여과재와 폐콘크리트가 충진되어 있고, 초음파조(50)에서 배출된 처리수를 여과하되, 상기 여과재는 패각을 세척하여 건조시킨 뒤 분말화된 칼슘 분말과 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 실리콘고무 및 폴리우레탄 고무 중 선택된 하나와 중량비율로 1:1~1.5의 구 형태로 혼합한 후 가열하여 제조되고, 상기 제조된 여과재는 증류수로 세척 후 100~500℃로 12시간동안 가열하여 제조된 폐콘크리트와 각각 부피비율 5:5로 여과조(80) 내부에 충진된다.The filtration tank 80 is filled with a filter medium and waste concrete, and the treated water discharged from the ultrasonic tank 50 is filtered. The filter medium is washed and dried, and powdered calcium powder, polyethylene, poly The mixture is mixed with a selected one of propylene, polyurethane, silicone rubber and polyurethane rubber in a weight ratio of 1: 1 to 1.5 in a spherical form and heated. The prepared filter material is washed with distilled water, And the waste concrete produced by heating for 5 hours is filled in the filtration tank 80 at a volume ratio of 5: 5.

상기 응집제는 농도가 30~55%인 산화알루미늄(Al2O3) 30~70 중량부와 석회석 30~40 중량부와 활성 규사 분말 15~30 중량부를 혼합 후 가열한 후 산화나트륨(Na2O)의 농도가 10~40%인 가성소다 10~30 중량부와 Mg-sericite(마그네슘-견운모) 30~50 중량부를 혼합하여 100~200℃에서 5~10시간 반응시킨 뒤 냉각시켜 제조된 응집제를 투입하여 처리수내 미세부유 입자를 응집하는 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템을 제공한다.30 to 70 parts by weight of aluminum oxide (Al2O3) having a concentration of 30 to 55%, 30 to 40 parts by weight of limestone and 15 to 30 parts by weight of activated silica powder are mixed and then the sodium oxide (Na2O) 10 to 30 parts by weight of caustic soda (40 to 40%) and 30 to 50 parts by weight of Mg-sericite (magnesium-sericite) are mixed and reacted at 100 to 200 ° C for 5 to 10 hours, followed by cooling. A sludge advanced treatment system using an ultrasonic device for flocculating suspended particles is provided.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the advanced treatment system for sewage using the ultrasonic apparatus according to the present invention has the following effects.

(1) 본 발명은 우리나라에서 적용되고 있는 하수처리공정인 A2/O 공법에서 발생되는 낮은 C/N비로 인한 질소 제거의 낮은 효율을 초음파를 이용하여 추가로 탈질을 실시하므로 탈질효과가 높다.(1) The present invention has a high denitrification effect due to the additional denitrification using ultrasonic waves due to the low C / N ratio resulting from the A 2 / O process, which is a sewage treatment process applied in Korea.

(2) 본 발명은 슬러지를 포함하는 하수에 초음파를 조사하되 하수를 일정 설비에서 집중 조사하여 탈질 효과와 슬러지량 감소 효과가 높으며, 초음파에 의해 분해되지 않은 입자크기가 큰 슬러지 및 오염물질은 초음파 장치 침전판에 침전되어 슬러지 처리 효율이 높다.(2) According to the present invention, the ultrasonic wave is irradiated to the sewage containing sludge, the denitrification effect and the reduction effect of the sludge amount are high by concentrating the sewage at a certain facility, and the sludge and the pollutant, The sludge treatment efficiency is high due to sedimentation on the apparatus precipitation plate.

(3) 본 발명은 고도처리(A2/O)와 초음파 장치뿐만 아니라 여과조와 2차 침전조에 응집제를 투입하여 최종 배출되는 처리된 하수의 정화 효율이 높다.(3) The present invention has high purification efficiency of treated wastewater discharged by injecting coagulant into filtration tank and secondary settling tank as well as advanced treatment (A 2 / O) and ultrasonic device.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저주파 초음파부의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저주파 초음파부의 침전판 및 구획판을 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저주파 초음파부의 침전판 및 구획판의 부분확대도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 초음파조의 단면도이다.
1 is a flow chart of an advanced sewage treatment system using an ultrasonic apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of a low frequency ultrasound unit according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a side view showing a sedimentation plate and a partition plate of a low frequency ultrasonic unit according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a partially enlarged view of a sedimentation plate and a partition plate of a low frequency ultrasonic unit according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of an ultrasonic bath according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 명칭은 "초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템"으로 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있도록 구체적인 내용을 기재하고 충분히 유추 가능한 별도의 기재는 생략하며 필요 경우 실시예 및 도면을 기재한다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 정의된 용어들은 한정 해석하지 아니하며, 운용자의 의도 또는 관례등에 따라 달라질 수 있고, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. In addition, terms defined in the present specification and claims are not to be interpreted as limiting, and may be changed according to the intention or custom of the operator, and should be construed in a meaning and a concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 일면에 있어서,In one aspect of the present invention,

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템의 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저주파 초음파부의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저주파 초음파부의 침전판 및 구획판을 나타내는 측면도로 도 1 내지 도 3을 참고하여 하기에 더욱 상세하게 개진한다.FIG. 1 is a flow chart of an advanced treatment system for sewage using an ultrasonic device according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of a low-frequency ultrasonic part according to a preferred embodiment of the present invention, 1 is a side view showing a sedimentation plate and a partition plate of a low-frequency ultrasonic section according to a preferred embodiment of the present invention.

초음파장치를 이용하여 하수를 처리하는 고도처리시스템에 있어서,An advanced treatment system for treating wastewater using an ultrasonic device,

상기 고도처리시스템은 1차 침전조(10), 혐기조(20), 무산소조(30), 호기조(40), 초음파조(50), 여과조(80) 및 2차 침전조(90)로 구성되되,The advanced treatment system is composed of a primary settling tank 10, an anaerobic tank 20, an anoxic tank 30, an aerobic tank 40, an ultrasonic tank 50, a filtration tank 80 and a secondary settler 90,

상기 1차 침전조(10)는 입자크기가 큰 슬러지가 스크린시설에 의해 전처리된 하수가 유입되고, 중력에 의해 슬러지를 침강 시킨 후 배출되며,In the primary settling tank 10, sludge having a large particle size is introduced into the sewage treated by the screening facility, the sludge is settled by gravity,

상기 혐기조(20)는 1차 침전조(10)에서 배출된 처리수를 유입시켜 인산성인(PO4 -3)을 인(P)으로 처리한 후 배출하고,In the anaerobic tank 20, the treated water discharged from the primary settling tank 10 is introduced to treat phosphorus acid (PO 4 -3 ) as phosphorus (P)

상기 무산소조(30)는 혐기조(20)에서 배출된 처리수를 유입시켜 질산성 질소(NO3)를 질소(N2) 가스로 탈질 처리해 방출하며,The anoxic tank 30 introduces treated water discharged from the anaerobic tank 20 to denitrify nitrate nitrogen (NO 3 ) with nitrogen (N 2 )

상기 호기조(40)는 무산소조(30)에서 방출한 처리수가 유입되어 인은 다시 인산성인, 아질산성 질소는 질산성 질소로 산화된 후 무산소조(30)로 내부 반송시켜 탈질 과정에 의해서 질소 가스로 제거되어 배출되며,In the aerobic tank 40, the treated water discharged from the anoxic tank 30 flows into the anaerobic tank 30, phosphorus is again phosphoric acid, the nitrite nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen, and then the nitrate nitrogen is internally transported to the anoxic tank 30. Therefore,

상기 초음파조(50)는 혐기조(20)와 무산소조(30)와 호기조(40)로 이루어진 고도처리공정에서 처리되어 배출된 처리수를 저주파 초음파부(60)로 유입시켜 초음파를 가하고, 고주파 초음파부(70)로 배출하여 초음파를 가하여 탈질화 및 색도를 제거한 후 배출하며, 초음파조(50) 공정시 저주파 초음파부(60)와 고주파 초음파부(70)에 산화제를 투입하고, 공기 주입관(미도시)을 통해 공기가 주입되며,The ultrasonic bath 50 is processed in an advanced treatment process including an anaerobic tank 20, an anoxic tank 30 and an oxic tank 40 and flows the treated water discharged into the low frequency ultrasound unit 60 to apply ultrasonic waves, (50), the oxidant is introduced into the low-frequency ultrasonic wave unit (60) and the high-frequency ultrasonic wave unit (70), and the air is injected into the air- The air is injected through the air inlet,

상기 여과조(80)는 내부에 여과재와 폐콘크리트가 충진되어 있으며, 초음파조(50)에서 배출된 처리수를 유입시켜 미세 입자로 이루어진 슬러지 및 오염물질을 여과시킨 후 배출하며,The filtration tank 80 is filled with a filter medium and waste concrete. Filtration water discharged from the ultrasound tank 50 flows into the filtration tank 80 to filter and discharge sludge and contaminants composed of fine particles.

상기 2차 침전조(90)는 여과조(80)에서 배출된 처리수내 슬러지를 최종 침강시켜 제거하되 응집제를 투입하여 제거한 뒤 수계(水系)로 배출한다.The sludge in the treatment water discharged from the filtration tank 80 is finally settled by the secondary settling tank 90, but the flocculant is removed and then discharged to the water system.

초음파조(50)에 투입되는 산화제의 종류는 염화제1철(FeCl2)를 투입하며, 과산화수소(H2O2)를 대체하여 투입할 수 있으며, 염화제1철과 과산화수소를 동시에 투입할 수 있고, 이때 H2O2/FeCl2 의 비는 0.4로 하여 투입한다.The oxidizing agent to be fed into the ultrasonic bath 50 can be replaced by ferrous chloride (FeCl 2 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ferrous chloride and hydrogen peroxide And the ratio of H 2 O 2 / FeCl 2 is set to 0.4.

상기 H2O2/FeCl2 의 비가 0.4일때 COD 및 색도의 제거 효율이 저주파 초음파일때는 50%, 고주파 초음파에서는 54%의 제거 효율을 보이나 0.5~0.6 일때는 제거 효율이 감소하는 경향이 있으므로 0.4 비로 하는 것이 바람직하다.When the ratio of H 2 O 2 / FeCl 2 is 0.4, the removal efficiency of COD and chromaticity is 50% for low-frequency ultrasound and 54% for high-frequency ultrasound, but the removal efficiency tends to decrease when the ratio is 0.5 to 0.6. .

한편, 상기 염화제1철(FeCl2)의 주입 농도는 400 ~1000ppm으로 주입하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the injection concentration of the ferrous chloride (FeCl 2 ) is preferably 400 to 1000 ppm.

상기 공기주입관(미도시)은 저주파 초음파부(60)와 고주파 초음파부(70)의 측면 또는 하부에 고정 설치되는 것이 바람직하다.The air inlet tube (not shown) may be fixed to the side or bottom of the low-frequency ultrasonic wave unit 60 and the high-frequency ultrasonic wave unit 70.

상기 초음파조(50)에서 저주파 초음파부(60)는 고주파 초음파부(70) 일측면에 설치되고, 내부는 복수개의 침전판(62)과 침전판(62) 사이에 구획판이 각각 설치되어 있다.A low frequency ultrasonic wave section 60 is installed on one side of the high frequency ultrasonic wave section 70 and a partition plate is provided between the plural settling plates 62 and the settling plate 62 in the ultrasonic wave tank 50.

상기 침전판(62)은 측면에서 보았을 때 갈지(之)자 형상이고, 설치 시 수직방향으로 교차되어 반복적으로 설치되되 구획판(64)이 침전판(62) 사이에 각각 설치되며, 침전판(62)과 구획판(64)에는 처리수가 통과되는 중공이 복수개 구비된다.The partition plate 64 is installed between the settling plates 62, and the settling plates 62 are installed in the same direction as the settling plates 62, 62 and the partition plate 64 are provided with a plurality of hollows through which the process water passes.

상기 구획판(64) 다음으로 설치되는 침전판(62)들 외면에는 저주파 초음파 조사수단(66)이 복수개 부착되어 처리수에 음향주파수 40kHz, 출력을 600W로 120분동안 초음파를 가하고, 고주파 초음파부(70) 내부로 방출한다.A plurality of low frequency ultrasonic wave irradiating means 66 are attached to the outer surface of the settling plates 62 provided next to the partition plate 64 to apply ultrasonic waves to the treated water for 120 minutes at an acoustic frequency of 40 kHz and an output of 600 W, (70).

상기 초음파조(50)의 고주파 초음파부(70)는 내부 하단에 복수개의 고주파 초음파 조사수단(72)이 내방으로 돌출되어 있고, 저주파 초음파부(70)에서 유입된 처리수가 지정수량에 도달하면 음향주파수 158kHz, 출력은 600W로 120분간 초음파를 처리수에 가한 후 여과조(80)로 배출한다.A plurality of high frequency ultrasonic wave irradiating means 72 protrude inward at the inner lower end of the high frequency ultrasonic wave section 70 of the ultrasonic wave tank 50. When the number of the processing water flowing in from the low frequency ultrasonic wave section 70 reaches a specified quantity, The ultrasonic wave is applied to the process water at a frequency of 158 kHz and the output is 600 W for 120 minutes, and then discharged to the filtration tank 80.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저주파 초음파부의 침전판 및 구획판의 부분확대도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 초음파조의 단면도로 도 4 및 도 5를 참조하여 하기에 더욱 상세하게 개진한다.FIG. 4 is a partially enlarged view of a sedimentation plate and a partition plate of a low-frequency ultrasound unit according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of an ultrasound system according to a preferred embodiment of the present invention, Will be described in more detail below.

저주파 초음파부(60) 내부의 처리수의 이동은 펌프를 이용하여 저주파 초음파부(60) 내부로 유입되는 처리수가 최초 침전판(62)의 중공을 통하여 유입되고, 질량 또는 부피가 큰 슬러지는 최초 침전판(62) 하방으로 침전되고, 미세입자를 포함하는 처리수는 월류되어 구획판(64)의 중공을 통해 수직방향으로 설치된 침전판(62)으로 배출되며, 이때 수직방향으로 설치된 침전판(62) 외면에 부착 설치된 저주파 초음파 조사수단(66)으로 구획판(64)의 중공을 통해 월류되어 유입되는 처리수에 초음파를 조사하며 중공을 통해 고주파 초음파부(70)로 배출되는 순서로 되어있으며, 상기 순서를 반복하여 초음파 공정이 실시되어 초음파에 의한 하수처리 효율을 높인다.In the movement of the treated water in the low frequency ultrasonic wave section 60, the treated water flowing into the low frequency ultrasonic wave section 60 through the pump flows through the hollow of the initial settler plate 62, and the sludge having a large mass or volume The treated water containing fine particles flows over the sedimentation plate 62 and is discharged to the sedimentation plate 62 provided in the vertical direction through the hollow of the partitioning plate 64. At this time, The ultrasonic wave is irradiated to the process water flowing over the hollow through the hollow of the partition plate 64 by the low frequency ultrasonic wave irradiating means 66 attached to the outer surface of the partition plate 64 and discharged to the high frequency ultrasonic wave portion 70 through the hollow , The ultrasonic wave process is repeated by repeating the above procedure to improve the sewage treatment efficiency by the ultrasonic wave.

상기 여과조(80)는 내부에는 여과재와 폐콘크리트가 충진되어 있고, 초음파조(50)에서 배출된 처리수를 여과하되, 상기 여과재는 패각을 세척하여 건조시킨 뒤 분말화된 칼슘 분말과 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 실리콘고무 및 폴리우레탄 고무 중 선택된 하나와 중량비율로 1:1~1.5의 구 형태로 혼합한 후 가열하여 제조되고, 상기 제조된 여과재는 증류수로 세척 후 100~500℃로 12시간동안 가열하여 제조된 폐콘크리트와 각각 부피비율 5:5로 여과조(80) 내부에 충진된다.The filtration tank 80 is filled with a filter medium and waste concrete, and the treated water discharged from the ultrasonic tank 50 is filtered. The filter medium is washed and dried, and powdered calcium powder, polyethylene, poly The mixture is mixed with a selected one of propylene, polyurethane, silicone rubber and polyurethane rubber in a weight ratio of 1: 1 to 1.5 in a spherical form and heated. The prepared filter material is washed with distilled water, And the waste concrete produced by heating for 5 hours is filled in the filtration tank 80 at a volume ratio of 5: 5.

상기 응집제는 농도가 30~55%인 산화알루미늄(Al2O3) 30~70 중량부와 석회석 30~40 중량부와 활성 규사 분말 15~30 중량부를 혼합 후 가열한 후 산화나트륨(Na2O)의 농도가 10~40%인 가성소다 10~30 중량부와 Mg-sericite(마그네슘-견운모) 30~50 중량부를 혼합하여 100~200℃에서 5~10시간 반응시킨 뒤 냉각시켜 제조된 응집제를 투입하여 처리수내 미세부유 입자를 응집한다.30 to 70 parts by weight of aluminum oxide (Al2O3) having a concentration of 30 to 55%, 30 to 40 parts by weight of limestone and 15 to 30 parts by weight of activated silica powder are mixed and then the sodium oxide (Na2O) 10 to 30 parts by weight of caustic soda (40 to 40%) and 30 to 50 parts by weight of Mg-sericite (magnesium-sericite) are mixed and reacted at 100 to 200 ° C for 5 to 10 hours, followed by cooling. Floating particles are agglomerated.

실험예Experimental Example 1 : 저주파 및 고주파 초음파의 산화제 주입농도와 초음파 출력 변화에 따른 색도 제거효율 1: Reduction effect of oxidant injection concentration and ultrasonic output of low frequency and high frequency ultrasonic wave

반응조는 내경을 300㎜으로 하고, SUS 재질로 이루어졌으며, 음향주파수는 저주파 40kHz, 고주파 158kHz로 실시하였고, 처리수는 염색폐수로 H공단 타올 및 실을 염색 가공에서 발생된 폐수를 이용하였으며, 저주파와 고주파의 출력을 600watt로 하였으며, 산화제 주입농도는 200, 400, 600, 800, 1000ppm으로 변화하시키면서 시간별 색도 제거율을 관찰하였으며, air diffuser를 설치하여 유량계로 공기 공급량을 일정하게 주입하였다.The reaction tank was made of SUS material with an inner diameter of 300 mm. The acoustic frequency was 40 kHz at low frequency and 158 kHz at high frequency. Wastewater generated from the dyeing process was used as dyeing wastewater. And the output of high frequency was 600watt. The oxidizing agent concentration was changed to 200, 400, 600, 800 and 1000ppm, and the chromaticity removal rate was observed with time. An air diffuser was installed and the air supply was constantly supplied to the flow meter.

하기 표 1은 저주파 초음파(40kHz)일때 색도 제거효율을 나타내고, 표 2는 고주파(158kHz)일때 색도 제거효율이다.Table 1 shows the chromaticity removal efficiency at low frequency ultrasound (40 kHz) and Table 2 shows the chromaticity removal efficiency at high frequency (158 kHz).

Figure 112017003223642-pat00001
Figure 112017003223642-pat00001

Figure 112017003223642-pat00002
Figure 112017003223642-pat00002

색도 제거효율을 살펴보면 저주파에서 염화제1철(FeCl2)를 주입하지 않은 경우 조사시간이 120분 후에 75%의 색도 제거효율을 보였으며, FeCl2 200ppm을 주입한 경우 82%의 제거 효율을 보였고, 400ppm에서는 86%, 600ppm에서는 88%, 800ppm에서는 89%, 1000ppm에서는 91%의 색도 제거효율을 보였다.The removal efficiencies of chromaticity were 75% at 120 min after the injection of ferrous chloride (FeCl 2 ) at low frequency, and 82% when 200 ppm FeCl 2 was injected , 86% at 400 ppm, 88% at 600 ppm, 89% at 800 ppm, and 91% at 1000 ppm.

고주파에서는 염화제1철(FeCl2)를 주입하지 않은 경우 조사시간이 120분 후에 80%의 색도제거효율을 보였으나 FeCl2 200ppm을 주입한 경우 85%, 400ppm일때는 87%, 600ppm일때는 90%, 800ppm일때는 93%, 1000ppm일때는 95%의 색도 제거효율을 보였다.At the high frequency, when the ferrous chloride (FeCl 2 ) was not injected, the chromaticity removal efficiency was 80% after 120 minutes of irradiation, but 85% when 200 ppm of FeCl 2 was injected, 87% when 400 ppm, %, The color removal efficiency was 93% at 800 ppm and 95% at 1000 ppm.

실험예Experimental Example 2 : 저주파 및 고주파 초음파의 최적조건에 따른 COD, NH 2: COD, NH due to optimal conditions of low frequency and high frequency ultrasonic 33 제거효율 Removal efficiency

반응조는 내경을 300㎜으로 하고, SUS 재질로 이루어졌으며, 음향주파수는 저주파 40kHz, 고주파 158kHz로 실시하였고, 처리수는 염색폐수로 H공단 타올 및 실을 염색 가공에서 발생된 폐수를 이용하되 COD 농도는 540ppm, NH3-N은 64ppm이며, 저주파와 고주파의 출력을 600watt로 설정 후 시간별 변화율을 관찰하였다.The reaction tank was made of SUS material with an inner diameter of 300 mm. The acoustic frequency was 40 kHz at a low frequency and 158 kHz at a high frequency. The treated wastewater was treated with wastewater generated from the dyeing process of the H satin towel and yarn, , And the NH 3 -N was 64 ppm. The output of low frequency and high frequency was set to 600 watt, and the change rate with time was observed.

하기 표 3은 저주파 초음파(40kHz)일때 제거효율을 나타내고, 표 4는 고주파(158kHz)일때 제거효율이다.Table 3 shows the removal efficiencies for low frequency ultrasound (40 kHz) and Table 4 shows the removal efficiencies for high frequency (158 kHz).

Figure 112017003223642-pat00003
Figure 112017003223642-pat00003

Figure 112017003223642-pat00004
Figure 112017003223642-pat00004

COD 제거효율에서 저주파에서는 조사시산 120분에 58%, 고주파에서는 조사시간 120분에 68%의 제거효율을 보였다. 고주파에서 저주파에 비하여 높은 제거효율을 보였고, NH3 제거효율은 저주파에서 82%, 고주파에서 91%으로 매우 높은 질소제거효율을 보였다.In the COD removal efficiency, the removal efficiency was 58% at 120 minutes for the low frequency and 68% for 120 minutes at the high frequency. The removal efficiency of NH 3 was 82% at low frequency and 91% at high frequency.

상기 본 발명에 의한 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템은 우리나라에서 적용되고 있는 하수처리공정인 A2/O 공법에서 발생되는 낮은 C/N비로 인한 질소 제거의 낮은 효율을 초음파를 이용하여 추가로 탈질을 실시하므로 탈질효과가 높고, 슬러지를 포함하는 하수에 초음파를 조사하되 하수를 일정 설비에서 집중 조사하여 탈질 효과와 슬러지량 감소 효과가 높으며, 초음파에 의해 분해되지 않은 입자크기가 큰 슬러지 및 오염물질은 초음파 장치 침전판에 침전되어 슬러지 처리 효율이 높아지며, 고도처리(A2/O)와 초음파 장치뿐만 아니라 여과조와 2차 침전조에 응집제를 투입하여 최종 배출되는 처리된 하수의 정화 효율이 높다.The sewage advanced treatment system using the ultrasonic device according to the present invention can be applied to the low efficiency of nitrogen removal due to the low C / N ratio generated in the A 2 / O process, which is a sewage treatment process applied in Korea, Since the denitrification is performed, the denitrification effect is high, and the ultrasonic wave is irradiated to the sewage containing the sludge, the denitrification effect and the sludge amount reduction effect are enhanced by the concentrated irradiation of the sewage at certain facilities, and the sludge and contamination The material is precipitated on the precipitation plate of the ultrasonic device and the efficiency of the sludge treatment is high. The purification efficiency of the final discharged sewage is high by putting the coagulant into the filtration tank and the secondary settling tank as well as the advanced treatment (A 2 / O) and the ultrasonic device.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술은 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments and drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications and variations are possible.

10 : 1차 침전조 64 : 구획판
20 : 혐기조 66 : 저주파 초음파 조사수단
30 : 무산소조 70 : 고주파 초음파부
40 : 호기조 72 : 고주파 초음파 조사수단
50 : 초음파조 80 : 여과조
60 : 저주파 초음파부 90 : 2차 침전조
62 : 침전판
10: primary sedimentation tank 64: partition plate
20: anaerobic tank 66: low frequency ultrasonic wave irradiation means
30: Anoxic tank 70: High frequency ultrasonic wave part
40: aerobic tank 72: high frequency ultrasonic wave irradiation means
50: ultrasonic bath 80: filtration tank
60: Low frequency ultrasonic section 90: Secondary settling tank
62: Precipitation plate

Claims (7)

초음파장치를 이용하여 하수를 처리하는 고도처리시스템에 있어서,
상기 고도처리시스템은 1차 침전조, 혐기조, 무산소조, 호기조, 초음파조, 여과조 및 2차 침전조로 구성되되,
상기 1차 침전조는 입자크기가 큰 슬러지가 스크린시설에 의해 전처리된 하수가 유입되고, 중력에 의해 슬러지를 침강 시킨 후 배출되며,
상기 혐기조는 1차 침전조에서 배출된 처리수를 유입시켜 인산성인(PO4 -3)을 인(P)으로 처리한 후 배출하고,
상기 무산소조는 혐기조에서 배출된 처리수를 유입시켜 질산성 질소(NO3)를 질소(N2) 가스로 탈질 처리해 방출하며,
상기 호기조는 무산소조에서 방출한 처리수가 유입되어 인은 다시 인산성인, 아질산성 질소는 질산성 질소로 산화된 후 무산소조로 내부 반송시켜 탈질 과정에 의해서 질소 가스로 제거되어 배출되며,
상기 초음파조는 혐기조와 무산소조와 호기조로 이루어진 고도처리공정에서 처리되어 배출된 처리수를 저주파 초음파부로 유입시켜 초음파를 가하고, 고주파 초음파부로 배출하여 초음파를 가하여 탈질화 및 색도를 제거한 후 배출하며, 초음파조 공정시 저주파 초음파부와 고주파 초음파부에 산화제를 투입하고, 공기 주입관(미도시)을 통해 공기가 주입되며,
상기 여과조는 내부에 여과재가 충진되어 있으며, 초음파조에서 배출된 처리수를 유입시켜 미세 입자로 이루어진 슬러지 및 오염물질을 여과시킨 후 배출하며,
상기 2차 침전조는 여과조에서 배출된 처리수내 슬러지를 최종 침강 시켜 제거하되 응집제를 투입하여 제거한 뒤 배출하고,
상기 초음파조에서 저주파 초음파부는 고주파 초음파부 일측면에 설치되고, 내부는 복수개의 침전판과 침전판 사이에 구획판이 각각 설치되어 있으며,
상기 침전판은 측면에서 보았을 때 갈지(之)자 형상이고, 설치 시 수직방향으로 교차되어 반복적으로 설치되되 구획판이 침전판 사이에 각각 설치되며, 침전판과 구획판에는 처리수가 통과되는 중공이 복수개 구비되고,
상기 여과조는 내부에 여과재와 폐콘크리트가 충진되어 있고, 초음파조에서 배출된 처리수를 여과하되, 상기 여과재는 패각을 세척하여 건조시킨 뒤 분말화된 칼슘 분말과 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 고무 중 선택된 하나와 중량비율로 1:1~1.5의 구 형태로 혼합한 후 가열하여 제조되고, 상기 제조된 여과재는 증류수로 세척 후 100~500℃로 12시간동안 가열하여 제조된 폐콘크리트와 각각 부피비율 5:5로 여과조 내부에 충진되며,
상기 초음파조에 투입되는 산화제의 종류는 염화제1철(FeCl2)를 투입하며, 과산화수소(H2O2)를 대체하여 투입할 수 있으며, 염화제1철과 과산화수소를 동시에 투입할 수 있고, 이때 H2O2/FeCl2 의 비는 0.4로 투입되는 것을 특징으로 하는 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템.
An advanced treatment system for treating wastewater using an ultrasonic device,
The advanced treatment system includes a primary settling tank, an anaerobic tank, an anoxic tank, an aerobic tank, an ultrasonic tank, a filtration tank, and a secondary settler,
In the primary settling tank, sludge having a large particle size flows into the sewage treated by the screening facility, sludge is settled by gravity,
In the anaerobic tank, the treated water discharged from the primary settling tank is introduced to treat phosphorus acid (PO 4 -3 ) with phosphorus (P)
In the anoxic tank, treated water discharged from an anaerobic tank is introduced to denitrify nitrate nitrogen (NO 3 ) by nitrogen (N 2 ) gas,
In the aerobic tank, the treated water discharged from the anoxic tank flows in, phosphorus is again phosphoric acid, nitrite nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen, and then is internally transported to an anoxic tank,
The ultrasonic wave is processed in an advanced treatment process consisting of an anaerobic tank, anoxic tank and aerobic tank, and the treated water discharged into the low frequency ultrasound unit is introduced into the low frequency ultrasound unit, and the ultrasound waves are discharged to the high frequency ultrasound unit to remove the denitrification and chromaticity by applying ultrasonic waves. In the process, an oxidant is injected into the low-frequency ultrasonic wave portion and the high-frequency ultrasonic wave portion, air is injected through an air injection tube (not shown)
The filtration tank is filled with a filter medium, and the treated water discharged from the ultrasonic tank is introduced to filter the sludge and contaminants composed of fine particles,
The sludge in the treatment water discharged from the filtration tank is finally settled by the secondary settling tank,
In the ultrasonic bath, the low-frequency ultrasonic wave part is installed on one side of the high-frequency ultrasonic wave part, and a partition plate is installed between a plurality of the precipitation plate and the precipitation plate,
The sedimentation plate is formed in a shape of a saw-tooth when viewed from the side. The sedimentation plate and the partition plate are provided with a plurality of hollows through which the treated water is passed, Respectively,
The filtration tank is filled with a filter medium and a waste concrete, and the treated water discharged from the ultrasonic tank is filtered. The filter medium is washed and dried, and then powdered calcium powder and a mixture of polyethylene, polypropylene and polyurethane rubber And the mixture is mixed with the selected one in a weight ratio of 1: 1 to 1.5, and then heated. The prepared filter material is washed with distilled water and then heated to 100 to 500 ° C. for 12 hours, 5: 5 < / RTI >
The oxidizing agent to be added to the ultrasonic bath may be selected from ferric chloride (FeCl 2 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ferric chloride and hydrogen peroxide. And the ratio of H 2 O 2 / FeCl 2 is 0.4.
삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 구획판 다음으로 설치되는 침전판들 외면에는 저주파 초음파 조사수단이 복수개 부착되어 처리수에 음향주파수 40kHz, 출력을 600W로 120분동안 초음파를 가하고, 고주파 초음파부 내부로 방출하는 것을 특징으로 하는 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템.
The method according to claim 1,
A plurality of low frequency ultrasonic wave irradiating means are attached to the outer surface of the settable plates provided next to the partition plate so that ultrasonic waves are applied to the treated water for 120 minutes at an acoustic frequency of 40 kHz and an output of 600 W for release to the inside of the high frequency ultrasonic wave unit Sewage advanced treatment system using device.
제1 항에 있어서,
상기 초음파조의 고주파 초음파부는 내부 하단에 복수개의 고주파 초음파 조사수단이 내방으로 돌출되어 있고, 저주파 초음파부에서 유입된 처리수가 지정수량에 도달하면 음향주파수 158kHz, 출력은 600W로 120분간 초음파를 처리수에 가한 후 여과조로 배출하는 것을 특징으로 하는 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템.
The method according to claim 1,
The high frequency ultrasonic wave portion of the ultrasonic wave tank has a plurality of high frequency ultrasonic wave irradiation means protruded inward at an inner lower end thereof. When the number of the processing water introduced from the low frequency ultrasonic wave portion reaches the designated water volume, the ultrasonic wave is processed for 120 minutes at an acoustic frequency of 158 kHz and an output of 600 W And then discharged through a filtration tank. ≪ IMAGE >
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 응집제는 농도가 30~55%인 산화알루미늄(Al2O3) 30~70 중량부와 석회석 30~40 중량부와 활성 규사 분말 15~30 중량부를 혼합 후 가열한 후 산화나트륨(Na2O)의 농도가 10~40%인 가성소다 10~30 중량부와 Mg-sericite(마그네슘-견운모) 30~50 중량부를 혼합하여 100~200℃에서 5~10시간 반응시킨 뒤 냉각시켜 제조된 응집제를 투입하여 처리수내 미세부유 입자를 응집하는 것을 특징으로 하는 초음파장치를 이용한 하수의 고도처리시스템.
The method according to claim 1,
30 to 70 parts by weight of aluminum oxide (Al2O3) having a concentration of 30 to 55%, 30 to 40 parts by weight of limestone and 15 to 30 parts by weight of activated silica powder are mixed and then the sodium oxide (Na2O) 10 to 30 parts by weight of caustic soda (40 to 40%) and 30 to 50 parts by weight of Mg-sericite (magnesium-sericite) are mixed and reacted at 100 to 200 ° C for 5 to 10 hours, followed by cooling. Characterized in that the suspended particles are agglomerated.
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