KR101756266B1 - Wastewater treatment system for simultaneous removal of color, phosphates and e. coli, and processing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템 및 그 처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템은 하폐수가 유입되어 저장되는 생물반응조; 상기 생물반응조에 공급되어 상기 생물반응조에 저장된 하폐수와 반응하는 바이오매스; 상기 하폐수와 바이오매스가 반응한 후 상기 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 여과하여 방류하는 분리막 여과부; 상기 생물반응조의 상부에 위치하고, 자외선의 조사에 의해 바이오매스가 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 자외선을 차단하는 자외선 차단막; 및 상기 생물반응조 내부의 온도를 일정하게 조절하는 열교환 장치를 포함하되, 상기 바이오매스는 광원부에서 조사되는 빛을 에너지원으로 하고 동시에 상기 생물반응조에 마련된 디퓨저에서 공기와 혼합되어 유입되는 이산화탄소를 탄소원으로 함으로써 상기 생물반응조 내에서 배양된다.The present invention relates to a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli, and a treatment method thereof.
According to the present invention, there is provided a wastewater treatment system for removing chromaticity, total phosphorus and E. coli simultaneously, comprising: a bioreactor in which wastewater is introduced and stored; A biomass supplied to the bioreactor and reacting with wastewater stored in the bioreactor; A membrane filtration unit for filtering and discharging the treated water generated by the decomposition of the wastewater after the wastewater and the biomass react with each other; An ultraviolet shielding membrane disposed on the upper portion of the bioreactor and shielding the ultraviolet light to prevent the biomass from being damaged by irradiation with ultraviolet light; And a heat exchanger for uniformly controlling the temperature inside the bioreactor, wherein the biomass uses light emitted from the light source as an energy source and at the same time, the carbon dioxide mixed with the air mixed in the diffuser provided in the bioreactor is used as a carbon source Thereby culturing in the bioreactor.
Description
본 발명은 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템 및 그 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하폐수에 포함된 색도, 인산염인 및 대장균군을 단일 반응조 내에서 동시에 처리하여 에너지 및 비용을 절감하고 하폐수의 정화를 효율적으로 수행할 수 있는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템 및 그 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli, and more particularly, to a process for treating chromaticity, phosphorus phosphorus and coliforms contained in wastewater, The present invention relates to a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli, which can efficiently purify wastewater, and a treatment method thereof.
최근 산업화와 도시화로 인하여 많은 오염원이 생겨났으며, 이러한 오염원이 수계(watershed)로 직접 유입되면서 수계환경을 점차 악화시키게 되었다. 또한, 기후변화에 따른 영향으로 지구촌은 점차 물 부족 문제를 떠안게 되면서 물 보호 및 물의 재이용에 대한 관심이 증가하게 되었고 하천으로 방류되는 수질 기준을 점진적으로 강화하기에 이르렀다.Due to the recent industrialization and urbanization, many pollutants have been generated, and these pollutants have been directly introduced into watersheds, which gradually deteriorated the water environment. In addition, due to the effects of climate change, the global village has become increasingly concerned about the water shortage problem, thus increasing interest in water conservation and water reuse, and gradually strengthening the water quality standards released to the rivers.
그러나 기존의 하폐수 처리장치는 날로 증가하는 오염원과 물 부족을 해결하고, 점차 강화되는 수질기준을 충족하기에는 한계점을 드러내게 되었다. 특히, 우리나라와 같이 하상 구배가 짧으면서 우기와 건기의 구분이 뚜렷하여 물 부족이 심각하고, 하폐수 처리장치의 설치 공간이 부족한 지역의 경우는 문제점이 더욱 크게 부각되기 시작하였다.However, existing wastewater treatment plants have been increasingly addressing water pollution and water shortages, and have been limited in meeting increasingly stringent water quality standards. Especially, the shortage of the river slope as Korea, the distinction between the wet season and the dry season became clear, and the problem became more serious when the water shortage was serious and the installation space of the wastewater treatment device was insufficient.
일반적으로, 하폐수 처리장치를 통하여 오염물질을 분해하는 방식으로는 회전원판법(Rotating Biological Contactor) 및 활성슬러지법(Activated Sludge Process)이 있다.Generally, Rotating Biological Contact and Activated Sludge Process are the methods of decomposing pollutants through the wastewater treatment device.
여기서 상기 회전원판법(Rotating Biological Contactor)은 생물막을 이용하여 하수를 처리하는 방식으로서, 회전하는 원판의 표면에 미생물을 부착 성장시켜 생물막의 생물학적 작용으로 하폐수 중의 오염 물질을 분해하여 처리하는 방법이다.Here, the Rotating Biological Contact is a method of treating sewage using biofilm, in which microorganisms are adhered to the surface of a rotating disk, and the biological action of the biofilm decomposes and treats contaminants in the wastewater.
즉, 수십 내지 수백 개의 단위로 이루어지는 플라스틱 원판을 물 속에 반 정도 잠기게 설치한 다음, 천천히 회전시키고, 이로 인해 자연적으로 발생하는 호기성 생물을 이용하여 하수를 정화하는 생물학적 폐수처리 방법이다.That is, it is a biological wastewater treatment method in which a plastic plate made up of tens to hundreds of units is installed in a submerged state in water, and then slowly rotated, thereby purifying sewage water using aerobic organisms naturally occurring.
이와 같이 원판의 회전에 따라 원판에 표면에 미생물막이 형성되고, 원판이 계속적으로 회전하면서 물에 잠길 때는 미생물이 유기물을 섭취하고, 물 밖으로 나올 때는 공기 중의 산소를 전달받는 등 호기성 조건에서 폐수를 처리하게 되는데, 이러한 회전원판법은 전체 장치가 소형이고, 조작이 간단하여 생활하수 처리 등에 사용될 수 있다.As the disk rotates, a microorganism film is formed on the surface of the disk. When the disk is continuously rotated, the microorganisms ingest the organic matter. When the disk comes out of the water, the oxygen in the air is transferred. Such a rotary disk method can be used for domestic wastewater treatment and the like because the entire apparatus is small and simple in operation.
그리고 활성슬러지법(Activated Sludge Process)은 폐수처리에 사용되는 생물학적 방식으로서, 폐수와 활성슬러지 및 혼합물을 혼합시키고, 공기를 불어 넣음으로써 생물적으로 폐수를 처리하는데, 이때, 활성슬러지는 침강에 따라 처리 폐수로부터 분리하여 폐기되나, 일부는 필요에 따라 처리장치로 반송된다.The Activated Sludge Process is a biological method used for wastewater treatment. Biological wastewater is treated by mixing wastewater with activated sludge and mixture and blowing in air. At this time, The waste water is separated from the treatment wastewater and discarded, but a portion is returned to the treatment apparatus as necessary.
그리고 유기물을 포함하는 폐수에 공기를 불어 넣어 미생물을 번식시키고, 발생되는 슬러지가 흡착성이 풍부한 플록을 생성하여 침강한 후 투명한 처리수를 얻을 수 있어 생물학적 산소 요구량이 높은 유기 폐수에 유효할 수 있는데, 이러한 활성슬러지법의 개량법으로는 변형포기법, 계단식포기법, 생흡착법, 완전혼합 활성슬러지법, 완전산화법 및 접촉안정화법 등이 있다.In addition, since the microorganisms are propagated by blowing air into the wastewater containing organic matter, the generated sludge generates flocculent flocculent rich in adsorbability and can obtain clear treatment water, which is effective for organic wastewater having a high biological oxygen demand. Modification methods of the activated sludge method include strain aeration, stepwise aeration, bioabsorption, fully mixed activated sludge, complete oxidation, and contact stabilization.
한편, 난분해성 유기물 등의 오염물질이 다량으로 함유된 오폐수를 처리하기 위해서는 화학적 처리 후 생물학적 처리를 행하는 것이 보통이다.On the other hand, in order to treat wastewater containing a large amount of pollutants such as refractory organic matter, it is usual to perform biological treatment after chemical treatment.
즉, 오폐수를 처리하기 위하여 산·알칼리 약제에 의한 중화공정을 거친 후 각종 유기 및 무기의 응집제를 사용하여 폐수 중의 BOD, COD 및 색도원인 물질과 기타 중금속 물질을 흡착, 침전 또는 부상시켜 제거하는 화학적 처리를 행하는데, 이러한 화학적 처리공정에 의해 BOD, COD 및 색도의 제거효율을 높일 수 있게 된다.In order to treat wastewater, the wastewater is neutralized with acids and alkalis, and then various organic and inorganic coagulants are used to remove the BOD, COD, chromatic and other heavy metals by adsorption, precipitation or floatation. And the removal efficiency of BOD, COD and chromaticity can be increased by such a chemical treatment process.
이후, 생물학적 처리에서 배출허용기준 수준으로 처리하는데, 이러한 생물학적 처리방법은 호기성 미생물 또는 혐기성 미생물을 이용하여 폐수 중의 유기물질을 제거하는 방식이라 할 수 있다.Thereafter, the biological treatment is carried out at a level of emission allowance level. Such a biological treatment method may be a method of removing organic substances in wastewater by using aerobic microorganisms or anaerobic microorganisms.
하지만, 생물학적 처리 후에도 배출허용기준을 준수하기 어려운 경우에는 생물학적 처리공정을 반복하거나 2차 화학처리를 진행해야만 하는데, 이와 같은 통상의 오폐수 처리방식은 약품 소요량이 많고 생물학적 처리에 대한 시간이 너무 많이 소요되므로 배출허용기준에 도달하는 시설비와 운영에 대한 부담이 크고, 이로 인하여 일정 한도 이상의 유기물질 제거효율을 얻는다는 것이 현실적으로 어려운 문제점이 있었다.However, if it is difficult to observe the emission limit even after the biological treatment, the biological treatment process should be repeated or the secondary chemical treatment should be carried out. Such a conventional wastewater treatment method requires a large amount of chemicals and takes too much time for biological treatment Therefore, there is a problem that it is practically difficult to obtain the efficiency of removing organic substances above a certain level due to a large burden on the facility cost and operation to reach the emission allowance standard.
즉, 종래 화학적 처리 후 생물학적 처리를 통한 총인(TP) 제거 방식은 안정적 처리효율을 기대할 수 있으나 별도의 화학약품주입 및 교반시설을 구축하여야 하며, 통상의 응집제 사용에 따라 약품비와 슬러지 처리비 등 추가적인 운전비용이 소비되고, 무기성폐기물의 발생을 야기할 수 있다.In other words, conventional TP removal method through biological treatment after conventional chemical treatment can expect stable treatment efficiency, but separate chemical injection and agitation facilities should be established and additional operation such as drug cost and sludge processing cost Cost is consumed and can cause the generation of inorganic waste.
그리고 수중 난분해성 유기물질에 기인하는 색도의 제거는 통상의 오존산화(O3) 단독공정 외에도 별도의 공정조합을 통한 고도산화처리(예를 들어, O3+UV, O3+H2O2 등)가 현재 가장 보편적인 기술수준으로 받아들여지고 있으나, 대체로 높은 알칼리도를 함유하고 있는 하폐수의 처리시 매우 급격한 라디칼소모로 높은 산화제(또는 에너지)를 요구하는 문제점이 있다.In addition to the conventional ozone oxidation (O 3 ) process, the removal of chromaticity attributable to the water-repellant organic material can be performed by a high-level oxidation process (for example, O 3 + UV, O 3 + H 2 O 2 Etc.) are accepted as the most common level of technology at present, however, there is a problem that a high oxidizing agent (or energy) is required due to very radical radical consumption in the treatment of wastewater containing mostly alkalinity.
또한, 고도산화공정과 별개로 거의 모든 하폐수 처리수는 최종 방류 직전 소독처리를 실시하나, 과거 사용되던 저렴한 염소계 소독약품은 위해성 소독부산물 생성으로 사용이 크게 제한되었으며, 대체 수단으로 현재 보편적으로 사용되고 있는 자외선 소독은 하폐수 중 자외선 투과를 물리적으로 차단/흡수할 수 있는 부유물질과 착색 유발물질을 소독공정 이전에 효과적으로 제거하는 경우에 한하여 적용될 수밖에 없다.In addition, almost all of the wastewater treatment water is subjected to the final disinfection treatment separately from the altitude oxidation process. However, the inexpensive chlorine disinfectant used in the past has been largely limited in its use due to the generation of the hazardous disinfection by-products, Ultraviolet disinfection can only be applied to the case of effectively removing suspended solids and color inducing substances which can physically block / absorb ultraviolet ray transmission in the wastewater before the disinfection process.
따라서, 종래 하폐수로부터 색도, 총인, 대장균을 제거하기 위해서는 단일의 생물학적 또는 물리화학적 공정의 운용만으로는 만족할 만한 처리수를 얻지 못하거나 비용 또한 경제적이지 못하고, 해외의 하폐수 처리 장치는 처리단가가 매우 높은 전기/열화학적 수단을 적용하는 기술들이 대부분을 차지하고 있어 국내 실정에 도입하기 어려운 문제점이 있다.Therefore, in order to remove chromaticity, total phosphorus, and E. coli from conventional wastewater, it is not possible to obtain satisfactory treatment water only by the operation of a single biological or physicochemical process, or the cost is not economical. In the case of overseas wastewater treatment apparatus, And / or thermochemical means, which are difficult to introduce in Korea.
이에 본 발명자는 종래 하폐수 처리장치의 에너지/비용 집약기술의 한계를 극복할 수 있는 방법을 연구하던 중, 바이오매스의 생장 특성을 응용한 생물학적 처리 공정만으로 하폐수로부터 색도, 총인 및 대장균을 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the inventor of the present invention has been studying a method of overcoming the limitation of the energy / cost intensive technology of the conventional wastewater treatment apparatus, and it is possible to effectively remove chromaticity, total phosphorus, and E. coli from the wastewater by using only the biological treatment process applying the biomass growth characteristics And the present invention has been completed.
본 발명은 하폐수에 포함된 색도, 인산염인 및 대장균군을 단일 반응조 내에서 동시에 처리하여 에너지 및 비용을 절감하고 하폐수의 정화를 효율적으로 수행할 수 있는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템 및 그 처리방법을 제공하는데 있다.The present invention relates to a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli that can simultaneously treat chromaticity, phosphate phosphorus, and coliforms contained in wastewater in a single reaction tank to reduce energy and cost and efficiently purify wastewater. And a method for processing the same.
또한, 본 발명은 종래 생물학적 처리수로부터 대장균 제거를 위해 광범위하게 사용하던 염소계 약품주입 또는 자외선 조사가 필요 없고, 화학적 또는 전기화학적 응용기술을 이용한 인산염인 제거 방식과 달리, 별도의 화학약품 또는 고출력의 전기에너지가 필요 없는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템 및 그 처리방법을 제공하는데 있다.In addition, the present invention does not require chlorine-based chemical injection or ultraviolet ray irradiation, which has been widely used for removing E. coli from biological treatment wastewater, unlike the phosphate removal method using chemical or electrochemical application techniques, A wastewater treatment system for removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli that do not require electric energy at the same time, and a treatment method thereof.
또한, 본 발명은 난분해성 유기물질에 기인하는 색도 제거를 위한 종래의 고도산화공정(예를 들어, O3, O3+UV, O3+H2O2 등)과 달리 많은 양의 전력사용이나 별도의 공정조합을 요하지 않고, 생물반응조 내에 용존산소 농도 유지를 위해 외부로부터의 공기 주입이 필요 없는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템 및 그 처리방법을 제공하는데 있다.Further, the present invention differs from conventional high oxidation processes (e.g., O 3 , O 3 + UV, O 3 + H 2 O 2, etc.) for chromaticity removal due to the decomposable organic material And a method for treating the wastewater, which does not require a separate process combination, and simultaneously removes chromaticity, total phosphorus, and E. coli that do not require air injection from outside in order to maintain the dissolved oxygen concentration in the bioreactor.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The various problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템은 하폐수가 유입되어 저장되는 생물반응조; 상기 생물반응조에 공급되어 상기 생물반응조에 저장된 하폐수와 반응하는 바이오매스; 상기 하폐수와 바이오매스가 반응한 후 상기 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 여과하여 방류하는 분리막 여과부; 상기 생물반응조의 상부에 위치하고, 자외선의 조사에 의해 바이오매스가 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 자외선을 차단하는 자외선 차단막; 및 상기 생물반응조 내부의 온도를 일정하게 조절하는 열교환 장치를 포함하되, 상기 바이오매스는 광원부에서 조사되는 빛을 에너지원으로 하고 동시에 상기 생물반응조에 마련된 디퓨저에서 공기와 혼합되어 유입되는 이산화탄소를 탄소원으로 함으로써 상기 생물반응조 내에서 배양될 수 있다.According to the present invention, there is provided a wastewater treatment system for removing chromaticity, total phosphorus and E. coli simultaneously, comprising: a bioreactor in which wastewater is introduced and stored; A biomass supplied to the bioreactor and reacting with wastewater stored in the bioreactor; A membrane filtration unit for filtering and discharging the treated water generated by the decomposition of the wastewater after the wastewater and the biomass react with each other; An ultraviolet shielding membrane disposed on the upper portion of the bioreactor and shielding the ultraviolet light to prevent the biomass from being damaged by irradiation with ultraviolet light; And a heat exchanger for uniformly controlling the temperature inside the bioreactor, wherein the biomass uses light emitted from the light source as an energy source and at the same time, the carbon dioxide mixed with the air mixed in the diffuser provided in the bioreactor is used as a carbon source To be cultivated in the bioreactor.
상기 하폐수와 상기 바이오매스를 포함하는 생물반응조에 공기가 혼입됨과 동시에 자연광 또는 인공광이 조사되지 않거나 상기 바이오매스 상호간 간섭에 의해 광차폐 현상이 발생하거나 광투과율이 제한되는 조건하에서, 상기 바이오매스는 상기 하폐수로부터 생물학적 분해가능한 유기물질을 에너지원 및 탄소원으로 사용하여 색도, 총질소(TN), 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하고 화학적 산소요구량(COD)을 저감할 수 있다.Under the condition that air is mixed into the bioreactor including the wastewater and the biomass, and natural light or artificial light is not irradiated or a light shielding phenomenon occurs due to inter-biomass interferences or the light transmittance is limited, Biodegradable organic materials from wastewater can be used as an energy source and carbon source to remove chromaticity, total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and E. coli and reduce chemical oxygen demand (COD).
상기 바이오매스는 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .), 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .) 및 클로렐라 종(Chlorella sp .)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 조류이고, 상기 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .)으로는 S. quadricauda, acutus , obliquus 및 bijuga으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 포함되고, 상기 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .)으로는 obliquus를 포함하며, 클로렐라 종(Chlorella sp.)으로는 vulgaris를 포함할 수 있다.The biomass may be a Scenedesmus species sp . ), Aqua Sat des mousse species (Acutodesmus sp.) And Chlorella species (Chlorella sp . ), And said at least one species selected from the group consisting of Scenedesmus sp . ) . quadricauda, acutus , obliquus, and bijuga , and the Acutodesmus species ( Acutodesmus sp . ) Include obliquus , and chlorella species (Chlorella sp.) May include vulgaris .
상기 자외선 차단막으로는 벤조트리아졸계(benzotriazoles), 벤조페논계(benzophenones), 살리실산계(salicylic acids) 및 시아노아크릴레이트계(cyanoacrylates)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 자외선 흡수제를 함유하는 막을 사용하되, 상기 자외선 차단막은 PET, PC 및 PMMA로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 형성된 베이스 필름 상에 자외선 흡수제를 함유한 용액을 코팅하여 별도의 자외선 차단필름을 제조한 후 상기 자외선 차단필름을 상기 생물반응조의 상부에 부착시켜 형성할 수 있다.As the ultraviolet shielding film, a film containing at least one ultraviolet absorber selected from the group consisting of benzotriazoles, benzophenones, salicylic acids and cyanoacrylates is used. The ultraviolet shielding film may be formed by coating a solution containing an ultraviolet absorber on a base film formed of any one selected from the group consisting of PET, PC and PMMA to prepare a separate ultraviolet shielding film, And can be formed by attaching to the upper part.
상기 바이오매스 및 인공광은 상기 생물반응조 내부에 일정 간격 이격되게 배치되고, 상하 방향으로 고정되어 상기 생물반응조로 공급된 하폐수와 생물학적으로 반응하며, 상기 바이오매스는 주간에는 자연광에서 조사되는 빛을 에너지원으로 하고, 야간에는 인공광을 에너지원으로 하여 상기 생물반응조 내에서 배양되며, 상기 인공광은 자연광을 집광하는 집광장치, 및 상기 집광장치의 광에너지를 전기에너지로 전환하여 저장하는 축전장치와 전기적으로 연결될 수 있다.The biomass and the artificial light are arranged inside the bioreactor at a predetermined interval and fixed in the vertical direction to react biologically with the wastewater supplied to the bioreactor. And the artificial light is cultivated in the bioreactor using artificial light as an energy source at night, and the artificial light is electrically connected to a condensing device for condensing natural light, and a storage device for converting and storing the light energy of the condensing device into electric energy .
상기 생물반응조는 관형으로 구성되고, 내부의 관로를 따라 바이오매스가 위치하며, 상기 바이오매스에 자외선이 조사되어 상기 바이오매스가 손상되는 것을 방지하기 위하여 상기 관로 내측에 위치하는 바이오매스 주변에 자외선 차단막이 배치되며, 상기 바이오매스는 관형으로 형성된 생물반응조의 내부에 고정되게 위치하고, 이송펌프에 의해 상기 생물반응조로 공급된 하폐수와 생물학적으로 반응할 수 있다.In order to prevent the biomass from being damaged by irradiation of ultraviolet rays to the biomass, an ultraviolet shielding membrane is disposed around the biomass located inside the duct, And the biomass is fixedly disposed inside the tubular bioreactor and can be biologically reacted with the wastewater supplied to the bioreactor by the transfer pump.
또한, 본 발명에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리방법은 하폐수를 생물반응조에 주입하는 단계; 상기 생물반응조 내에서 바이오매스와 하폐수를 반응시키는 단계; 상기 바이오매스와 반응된 하폐수의 pH를 증가시킴과 동시에 하폐수로부터 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하는 단계; 상기 바이오매스를 침전시키는 단계; 및 상기 생물반응조에서 하폐수와 바이오매스가 반응한 후, 상기 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 여과하여 방류하는 단계를 포함하되, 상기 바이오매스와 반응된 하폐수의 pH를 증가시킴과 동시에 하폐수로부터 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하는 단계에서는, 상기 생물반응조에 자연광의 빛 에너지가 주간에 한하여 조사됨과 동시에 디퓨저에서 상기 생물반응조로 공기와 이산화탄소가 주입되는 조건하에서, 상기 바이오매스를 배양하고, 상기 하폐수로부터 화학적 산소요구량(COD) 및 총질소(TN)를 저감시킬 수 있다.In addition, the method of treating wastewater according to the present invention for removing chromaticity, total phosphorus and E. coli simultaneously includes the steps of injecting wastewater into a biological reactor; Reacting the biomass with wastewater in the bioreactor; Increasing the pH of the wastewater reacted with the biomass and removing chromaticity, total phosphorus (TP) and E. coli from the wastewater; Precipitating the biomass; And a step of filtering and discharging the treated water generated by decomposition of the wastewater after the wastewater is reacted with the biomass in the bioreactor, wherein the pH of the wastewater reacted with the biomass is increased, In the step of removing chromaticity, total phosphorus (TP) and E. coli, light energy of natural light is irradiated to the bioreactor only during a day, and under the condition that air and carbon dioxide are injected from the diffuser into the bioreactor, The biomass can be cultured and the chemical oxygen demand (COD) and total nitrogen (TN) can be reduced from the wastewater.
상기 바이오매스와 반응된 하폐수의 pH를 증가시킴과 동시에 하폐수로부터 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하는 단계에서는, 디퓨저에서 상기 생물반응조로 공기가 주입되고 야간에 자연광이 조사되지 않거나 바이오매스 상호간 간섭에 의한 광차폐 현상이 발생하거나 광투과율이 제한되는 조건하에서, 상기 하폐수로부터 생분해 가능한 유기물질을 탄소원으로 사용하는 조류를 이용하여 화학적 산소요구량(COD)을 저감하되, 상기 조류는 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .), 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .) 및 클로렐라 종(Chlorella sp .)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 조류일 수 있고, 상기 세네데스무스 종(Scenedesmus sp.)으로는 S. quadricauda , acutus , obliquus 및 bijuga으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 포함되고, 상기 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .)으로는 obliquus를 포함하며, 클로렐라 종(Chlorella sp .)으로는 vulgaris를 포함할 수 있다.In the step of increasing the pH of the wastewater reacted with the biomass and removing the chromaticity, total phosphorus (TP) and E. coli from the wastewater, air is injected from the diffuser into the bioreactor, (COD) using algae using biodegradable organic materials as the carbon source from the wastewater under the condition that the light shielding phenomenon occurs due to interference between the biomass and the light transmittance is limited, The Scenedesmus sp . ), Acutodesmus species ( Acutodesmus sp . ) And chlorella species ( Chlorella sp . , And Scenedesmus sp. May include any one or more selected from the group consisting of S. quadricauda , acutus , obliquus, and bijuga , Acutodesmus sp . ) Includes obliquus , chlorella species ( Chlorella sp . ) May include vulgaris .
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description.
본 발명에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템은 하폐수에 포함된 색도, 인산염인 및 대장균군을 단일 반응조 내에서 동시에 처리하여 에너지 및 비용을 절감하고 하폐수의 정화를 효율적으로 수행할 수 있다.In the wastewater treatment system for removing chromaticity, total phosphorus and E. coli according to the present invention, the chromaticity, phosphate phosphorus, and coliform bacteria contained in the wastewater can be simultaneously treated in a single reaction tank to reduce energy and cost and efficiently purify wastewater .
또한, 본 발명에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템은 종래 생물학적 처리수로부터 대장균 제거를 위해 광범위하게 사용하던 염소계 약품주입 또는 자외선 조사가 필요 없고, 화학적 또는 전기화학적 응용기술을 이용한 인산염인 제거 방식과 달리, 별도의 화학약품 또는 고출력의 전기에너지가 필요 없다.In addition, the wastewater treatment system for removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to the present invention does not require chlorine-based chemical injection or ultraviolet irradiation widely used for removing E. coli from biological treatment water, Unlike the phosphorous phosphorus removal method, no separate chemicals or high-power electrical energy is required.
또한, 본 발명에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템은 난분해성 유기물질에 기인하는 색도 제거를 위한 종래의 고도산화공정(예를 들어, O3, O3+UV, O3+H2O2 등)과 달리 많은 양의 전력사용이나 별도의 공정조합을 요하지 않고, 생물반응조 내에 용존산소 농도 유지를 위해 외부로부터의 공기 주입이 필요 없다.In addition, the wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus and E. coli according to the present invention can be applied to a conventional high oxidation process (for example, O 3 , O 3 + UV, O 3 + H 2 O 2 ), it is not necessary to use a large amount of electric power or a separate process combination, and it is not necessary to inject air from outside in order to maintain the dissolved oxygen concentration in the bioreactor.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.It will be appreciated that embodiments of the technical idea of the present invention can provide various effects not specifically mentioned.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템이 하폐수를 처리하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3a 내지 도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템이 하폐수의 색도, 총인 및 대장균을 제거하는 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템이 하폐수를 처리하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 다른 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 또 다른 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템이 하폐수를 처리하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a view showing a configuration of a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a process of treating a wastewater according to an embodiment of the present invention, in which a wastewater treatment system for removing color, total phosphorus, and E. coli simultaneously.
FIGS. 3A to 6 are graphs for explaining the effect of removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli from wastewater according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view showing the configuration of a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to a modification of the technical idea of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view illustrating a process of processing wastewater by a wastewater treatment system for removing color, total phosphorus, and E. coli simultaneously according to a modification of the technical idea of the present invention.
9 is a view showing a configuration of a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to another modification of the technical idea of the present invention.
10 is a view showing a configuration of a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to another modification of the technical idea of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of processing wastewater by a wastewater treatment system for simultaneously removing color, total phosphorus, and E. coli according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. Advantages and features of the present invention, and methods of accomplishing the same, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be construed as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템이 하폐수를 처리하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a configuration of a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the chromaticity, And a process of treating the wastewater with a wastewater treatment system for simultaneously removing E. coli.
도 1을 참조하여, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템의 구성을 설명하기로 한다.1, a configuration of a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템(100)은, 하폐수가 유입되어 저장되는 생물반응조(110), 상기 생물반응조(110)에 공급되어 상기 생물반응조(110)에 저장된 하폐수와 반응하는 바이오매스(120) 및 상기 하폐수와 바이오매스(120)가 반응한 후 상기 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 여과하여 방류하는 분리막 여과부(150)를 포함할 수 있다.The
상기 생물반응조(110)는 이송펌프(136)를 통해 공급받은 하폐수를 저류하여 바이오매스(120)와 생물학적으로 반응하는 공간으로, 상기 생물반응조(110)에는 분해 정도에 관계없이 외부로부터 유입되는 하폐수가 저류될 수 있다.The
즉, 본 발명에서 상기 생물반응조(110)에 유입되는 하폐수는 오염되어 많은 영양 물질(유기물, 무기물, 특히, 질소, 인, 대장균)이 함유되어 있는 유입수를 말하는 것으로서, 하폐수만을 의미하는 것이 아니라 생활폐수, 분뇨, 오수, 우수, 축산폐수 및 산업폐수 등을 포함할 수 있다.That is, in the present invention, wastewater flowing into the
상기 생물반응조(110)는 상기 하폐수와 바이오매스(120)가 인공광(102) 또는 자연광(103)을 포함하는 광원부(104)에 노출될 수 있도록 그 상부가 개방된 형태를 가질 수 있다. 상기 광원부(104)는 자연 일광 또는 일조 시간대 전기에너지로 전환된 인공광(102)을 간헐적으로 이용할 수 있다.The
여기서, 상기 생물반응조(110)는 슬러지 블랭킷 반응조(SBR: Sludge Blanket Reactor) 형태인 것이 바람직하다.Here, the
상기 생물반응조(110)의 하부에는 디퓨저(114)가 구비되고, 생물반응조(110)의 중간 부분에는 교반부(116)가 마련될 수 있다. 상기 디퓨저(114)를 통해서 생물반응조(110) 내부에 공기(Air) 및 이산화탄소가 공급될 수 있다.A
상기 교반부(116)는 침지식 교반 장치로, 생물반응조(110) 내부의 하폐수와 바이오매스(120)가 원활하게 생물학적 반응을 진행할 수 있도록 하고, 상기 하폐수와 반응을 완료한 바이오매스(120)는 생물반응조(110)의 하부로 침전될 수 있다.The agitating
상기 생물반응조(110)에서 배양된 바이오매스(120)는, 상기 생물반응조(110)의 하부로 침전되어 상기 생물반응조(110)의 하단에 형성된 배출구(112, 도1 참조)를 통해 도시되지 않은 바이오매스 수집부로 배출될 수 있다.The
상기 바이오매스(120)는 상기 생물반응조(110)에 투입되어 생물반응조(110)로 공급된 하폐수와 생물학적으로 반응할 수 있다.The
여기서, 상기 바이오매스(120)는 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .), 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .) 및 클로렐라 종(Chlorella sp .)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 조류일 수 있다. 여기서, 상기 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .)으로는 S. quadricauda , acutus , obliquus , bijuga을 포함할 수 있고, 상기 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .)으로는 obliquus를 포함할 수 있으며, 클로렐라 종(Chlorella sp.)으로는 vulgaris를 포함할 수 있다. Here, the
상기와 같은 바이오매스(120)는 전술한 광원부(104)에서 조사되는 빛을 에너지원으로 하고 동시에 상기 생물반응조(110)에 마련된 디퓨저(114)에서 공기와 혼합되어 유입되는 이산화탄소를 탄소원으로 함으로써 상기 생물반응조(110) 내에서 배양될 수 있다.The
상기 바이오매스(120)가 배양되는 과정에서 바이오매스(120)의 양이 늘어나게 되면서 하폐수에 포함된 색도, 총인(TP), 대장균(E. Coli)이 제거될 수 있다.As the amount of the
또한, 상기와 같은 종류의 바이오매스(120)는 하폐수와 바이오매스(120)를 포함하는 생물반응조(110)에 디퓨저(114)를 통해서 공기가 혼입되고 동시에 광원부(104)에서 자연광(103) 또는 인공광(102)이 조사되지 않거나, 바이오매스(120) 상호 간의 간섭에 의해 광차폐 현상이 발생하거나, 또는 다른 이유로 광투과율이 제한되는 조건하에서 하폐수로부터 생분해 가능한 유기물질을 에너지원 및 탄소원으로 사용하여 색도, 총질소(TN), 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 동시에 제거하고, 화학적 산소요구량(COD)를 저감할 수 있다.In addition, the
참고로, 상기 디퓨저(114)는 도시되지 않은 공기 공급장치와 연결되어 있어서 상기 생물반응조(110)로 산소와 이산화탄소를 주입할 수도 있다.For reference, the
상기 분리막 여과부(150)는 상기 생물반응조(110)와 연결되어 상기 생물반응조(110)의 일측에 구비되고, 상기 하폐수와 바이오매스(120)가 반응한 후, 상기 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 여과하여 방류할 수 있다.The separation
상기 분리막 여과부(150)는 상기 생물반응조(110)에서 색도, 총질소(TN), 총인(TP), 대장균(E. Coli) 그리고 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 이송펌프(152)를 통해 전달받아 최종적으로 방류할 수 있다. 이때, 상기 이송펌프(152)와 상기 분리막 여과부(150)를 연결하는 하폐수 이송관(미도시)에는 하폐수의 이송량을 제어하는 밸브(미도시)가 마련될 수 있다.The separation
본 발명에서 상기 생물반응조(110) 내에서 바이오매스(120)가 하폐수와 반응하여 생성된 처리수는 이송펌프(152)를 통해서 분리막 여과부(150)로 유입되고, 상기 분리막 여과부(150)를 거친 처리수는 그대로 방류될 수 있다.The treated water generated by the reaction of the
도 2를 참조하여, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템이 하폐수를 처리하는 과정을 설명하기로 한다.Referring to FIG. 2, a description will be made of a process in which a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to an embodiment of the present invention processes wastewater.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 하폐수 처리 시스템(100)이 하폐수를 처리하는 과정은, 먼저, 이송펌프(136)를 통해 공급받은 하폐수가 생물반응조(110)에 저류하는 경우에는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 일조 시간대에는 자연광(103), 또는 전기에너지로 전환된 인공광(102)을 공급하면서 디퓨저(114)를 통해 이산화탄소(5~10% v/v)를 공기와 혼합 공급하여 바이오매스(120)를 생장시키고, 교반부(116)를 이용해 바이오매스(120)가 하폐수와 충분히 반응할 수 있도록 만들어 준다.The process of the
다시 말하면, 자연광(103) 또는 인공광(102)이 조사되는 일조 시간대에 바이오매스(120)는 빛을 에너지원으로 이용하고 동시에 이산화탄소를 탄소원으로 이용하여 하폐수 중 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거할 수 있다. 이때, 만약 광차폐현상이 발생하게 되면 하기에서 언급한 바와 같은 조류를 이용하여 하폐수로부터 생분해 가능한 유기물질을 탄소원으로 사용하여 화학적 산소요구량(COD)과 총질소(TN)을 저감할 수 있다.In other words, the
또한, 일몰 시간대에는 도 2의 (b)와 같이 공기 공급장치와 연결된 디퓨저(114)를 이용하여 생물반응조(110)에 공기(Air)만 주입할 수 있다. 다시 말하면, 도 2의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 자연광(103) 또는 인공광(102)에 의해 빛이 조사되지 않거나, 혹은 바이오매스(120) 간의 간섭에 의해 광차폐 현상이 일어나는 조건에서 바이오매스(120)는 하폐수로부터 생분해 가능한 유기물질을 에너지원 및 탄소원으로 사용하여 바이오매스(120)가 배양됨으로써, 하폐수에 포함된 화학적 산소요구량(COD)이 저감되고 동시에 색도, 총질소(TN), 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)이 제거될 수 있다. 이때, 상기 바이오매스(120)는 유기물질을 산화 분해하기 위해 산소를 이용하기 때문에 생물반응조(110)에 공기(Air)만 주입하게 된다.In addition, at the sunset time, only air can be injected into the
본 발명에서는 도 2의 (a) 및 (b)의 과정을 반복함으로써 바이오매스(120)가 하폐수에 포함된 색도, 총질소(TN), 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하고 동시에 화학적 산소요구량(COD)을 저감하여 생물반응조(110)의 하부로 침전될 수 있다.In the present invention, the processes of (a) and (b) of FIG. 2 are repeated to remove the chromaticity, total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) and E. coli contained in the wastewater by the
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 하폐수 처리 시스템(100)은 하폐수에 포함된 색도, 총질소(TN), 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 단일 생물반응조(110) 내에서 동시에 제거하고 화학적 산소요구량(COD)을 저감하여 공정을 단순화할 수 있고, 하폐수에 포함되어 있는 색도(color), 총인(TP), 대장균(E. Coli)이 거의 제거될 수 있다.The
즉, 도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 하폐수 처리 시스템(100)은 야간에는 일조 시간대에 전환된 전기에너지를 이용하는 인공광(102) 또는 주간에는 자연광(103)을 하폐수 및 바이오매스(120)를 포함하는 생물반응조(110)의 상부 하폐수 수면을 연속적으로 조사한 경우에는, 하폐수 원수의 초기 pH 7.2~7.6, 색도(color) 583~712mg Pt-Co/L, 총인(TP) 9.1~10.9mg P/L, 대장균(E. coli) 3×105~4×106 Cells/mL, 화학적 산소요구량(COD) 120~148mg O2/L, 총질소(TN) 29~31mg N/L을 얻을 수 있으므로, 단일 생물반응조(110) 내의 하폐수로부터 색도(color), 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 동시에 제거할 수 있다.3A and 3B, the
또한, 도 4를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 하폐수 처리 시스템(100)은 주간에 한하여 하폐수 및 바이오매스(120)를 포함하는 생물반응조(110)의 상부 하폐수 수면을 자연광(103)을 비춤과 동시에 이산화탄소(10%)를 상기 생물반응조(110) 하부의 디퓨저(114)를 통하여 주입하는 경우에는, 상기 생물반응조(110) 내의 하폐수로부터 화학적 산소요구량(COD) 저감과 총질소(TN) 제거 및 pH 조절이 가능할 수 있다.4, the
또한, 종래의 생물학적 공정을 이용하는 처리 방식은 분리된 반응조(또는, 별개의 처리수단)에서 질산화(NH4-N → NO2-N → NO3-N)와 탈질산화(NO3-N → N2(g))를 모두 달성해야 가능하나, 도 5를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 하폐수 처리 시스템(100)에서 총질소(TN)의 제거는 하폐수 내 무기질소 성분의 구성(예, NH4-N, NO2-N, NO3-N)과 관계없이 단일 생물반응조(110)에서 수행될 수 있다.In addition, the conventional biological treatment method is not limited to nitrification (NH 4 -N → NO 2 -N → NO 3 -N) and denitrification (NO 3 -N → N 2 ) in separate reaction vessels (or separate treatment means) 5, the removal of total nitrogen (TN) in the
또한, 도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 하폐수 처리 시스템(100)의 생물반응조(110) 내 바이오매스와 하폐수와 고액분리효과를 보여주는 실험데이터이다. 도 6을 참조하면, 초기의 탁도(Turbidity)는 219 NTU이고, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 하폐수 처리 시스템(100)에서 생물반응조(110) 내 혼탁액의 유동을 멈추고 바이오매스(120)를 포함하는 입자성 물질의 침강을 유도함을 알 수 있다.6 is experimental data showing the effects of biomass, wastewater, and solid-liquid separation in the
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 하폐수 처리 시스템(100)은 종래의 생물학적 처리공정에서 탈질산화를 위해 사용하는 외부 유기탄소원이 필요 없고, 화학적 또는 전기화학적 응용기술을 이용한 총인(TP) 제거 방식과 달리, 별도의 화학약품 또는 고출력의 전기에너지를 사용할 필요가 없다.The
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템은 하폐수의 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 효과를 증가시키기 위하여 다양하게 변형되어 구성될 수 있다.The wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to an embodiment of the present invention may be modified in various ways to increase the effect of simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli of wastewater.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템의 구성을 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템이 하폐수를 처리하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 7 is a view showing a configuration of a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to a modification of the technical idea of the present invention. FIG. 8 is a graph showing the chromaticity, And a process of treating the wastewater with a wastewater treatment system for simultaneously removing E. coli.
한편, 본 발명의 기술적 사상의 일 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템은 상기한 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템과 일부의 구성만 상이한데, 설명의 편의 및 명확성을 위하여 상이하게 추가된 구성에 대하여만 설명하기로 한다Meanwhile, the wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to one modification of the technical idea of the present invention includes a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to one embodiment, However, only constructions added for convenience and clarity will be described below
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예와 일 변형예에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 의미하고, 또한 동일한 기능을 수행함을 밝힌다.In the embodiment of the technical idea of the present invention and in one modification, the same reference numerals denote the same components, and the same function is performed.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템(100)은 하폐수가 유입되어 저장되는 생물반응조(110), 상기 생물반응조(110)에 공급되어 상기 생물반응조(110)에 저장된 하폐수와 반응하는 바이오매스(120) 및 상기 하폐수와 바이오매스(120)가 반응한 후 상기 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 여과하여 방류하는 분리막 여과부(150)의 구성 이외에 자외선 차단막(130) 및 열교환 장치(140)의 구성을 더 포함할 수 있다.7 and 8, a
상기 자외선 차단막(130) 은 상기 생물반응조(110)의 상부에 위치하고, 특히 주간에 자연광(103)에 포함되어 있는 자외선의 조사에 의해 바이오매스(120)가 손상되는 것을 방지하기 위하여 구비될 수 있다.The ultraviolet (UV) blocking
상기 자외선 차단막(130)은 상기 생물반응조(110) 내부로 자연광(103)의 가시광선은 투과시키되 자외선이 직접 조사되는 것을 차단하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 자외선 차단막(130)으로는 공지의 제품을 사용하거나, 자외선 흡수 특성이 우수한 벤조트리아졸계(benzotriazoles), 벤조페논계(benzophenones), 살리실산계(salicylic acids), 및 시아노아크릴레이트계(cyanoacrylates)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 자외선 흡수제를 함유하는 막을 사용할 수 있다.The ultraviolet (UV) blocking
예를 들어, 상기 자외선 차단막(130)은 PET(polyethleneterephtalate)나 PC(polycarbonate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 등의 베이스 필름 상에 자외선 흡수제를 함유한 용액을 코팅하여 별도의 자외선 차단필름을 제조한 후 상기 자외선 차단필름을 상기 생물반응조(110)의 상부에 부착시켜 형성할 수도 있다.For example, the ultraviolet (UV)
상기 열교환 장치(140)는 상기 생물반응조(110)와 연결되고 이송펌프(142)에 의해 상기 생물반응조(110) 내부에 저류하는 하폐수를 순환시켜 상기 생물반응조(110) 내부를 일정한 온도로 유지시키기 위하여 구비될 수 있다.The
본 발명에서 상기 열교환 장치(140)는 자연광(103)에 의해 생물반응조(110) 내부의 온도가 상승하여 성능이 저하되는 것을 방지하기 위하여 구비되는 것으로, 특히, 하절기의 강한 자연광(103)에 의해 상기 생물반응조(110) 내부의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.In the present invention, the
본 발명에서 상기 열교환 장치(140)는 상기 생물반응조(110) 내부의 온도를 조절할 수 있는 공지의 열교환기가 사용될 수 있는데, 이러한 구성은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 공지된 기술인바, 설명의 편의 및 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In the present invention, a known heat exchanger capable of controlling the temperature of the inside of the
또한, 상기 열교환 장치(140) 뿐만 아니라 상기 자외선 차단막(130)도 자외선에 의한 바이오매스의 손상(특히, 하절기의 손상)과 태양열에 의한 온도상승으로 인하여 바이오매스의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.Further, not only the
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 다른 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.9 is a view showing a configuration of a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to another modification of the technical idea of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 다른 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템(100)은 생물반응조(110) 내부에 일정 간격 이격되게 배치되는 바이오매스(120) 및 인공광(102)을 포함할 수 있다. 여기서, 바이오매스(120)와 인공광(102)은 서로 교대로 복수개가 배치되는 것이 바람직하다.9, a
상기 바이오매스(120)는 생물반응조(110)의 내부에 위치하고 상하 방향으로 고정되어 상기 생물반응조(110)로 공급된 하폐수와 생물학적으로 반응할 수 있다.The
상기 바이오매스(120)는 생물반응조(110)의 내부에 고정된(immobilized) 상태로 제공되는데, 생물반응조(110)의 내부에 고정되어 있기 때문에 바이오매스가 과잉 증식되는 것을 방지하거나 억제할 수 있다.The
여기서, 상기 바이오매스(120)는 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .), 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .) 및 클로렐라 종(Chlorella sp .)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 조류일 수 있다. 여기서, 상기 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .)으로는 S. quadricauda , acutus , obliquus , bijuga을 포함할 수 있고, 상기 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .)으로는 obliquus를 포함할 수 있으며, 클로렐라 종(Chlorella sp.)으로는 vulgaris를 포함할 수 있다. Here, the
상기 바이오매스(120)는 주간에는 자연광(103)에서 조사되는 빛을 에너지원으로 하고, 야간에는 인공광(102)를 에너지원으로 하여 상기 생물반응조(110) 내에서 배양될 수 있는데, 상기 인공광(102)은 자연광(103)을 집광하는 집광장치(160), 및 상기 집광장치(160)의 광에너지를 전기에너지로 전환하여 저장하는 축전장치(165)와 전기적으로 연결될 수 있다.The
즉, 본 발명의 기술적 사상의 다른 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템(100)에서는 상기 인공광(102)과 바이오매스(120)를 상기 생물반응조(110) 내부에 일정 간격 이격되게 배치하고, 상기 바이오매스(120)가 자연광(103) 또는 인공광(102)에 의해 조사되는 빛을 에너지원으로 하여 배양될 수 있다.That is, in the
상기 바이오매스(120)가 배양되는 과정에서 고정된 바이오매스(120)의 세포 내부 체적이 늘어나게 되면서 하폐수에 포함된 색도와 총인(TP), 대장균(E. Coli)이 제거될 수 있다.In the process of culturing the
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 또 다른 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.10 is a view showing a configuration of a wastewater treatment system for simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli according to another modification of the technical idea of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 다른 변형예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템(100)은 생물반응조(110')를 관형으로 구성하고, 상기 생물반응조(110') 내부의 관로를 따라 바이오매스(120')가 위치하도록 하며, 상기 바이오매스(120')에 자외선이 조사되어 상기 바이오매스(120')가 손상되는 것을 방지하기 위하여 상기 바이오매스(120') 주변에 자외선 차단막(130')이 배치되도록 구성할 수 있다. 여기서, 상기 자외선 차단막(130')은 바이오매스(120')의 양측에 배치되는 것이 바람직하다.10, a
상기 바이오매스(120')는 관형으로 형성된 생물반응조(110')의 내부에 고정되게 위치하고, 이송펌프(162)에 의해 상기 생물반응조(110')로 공급된 하폐수와 생물학적으로 반응할 수 있다.The biomass 120 'is fixed within the tubular bioreactor 110' and can be biologically reacted with the wastewater supplied to the bioreactor 110 'by the
상기 바이오매스(120')는 관형으로 형성된 생물반응조(110')의 내부에 고정된(immobilized) 상태로 제공되는데, 생물반응조(110')의 내부에 고정되어 있기 때문에 바이오매스가 과잉 증식되는 것을 방지하거나 억제할 수 있다.The biomass 120 'is provided immobilized inside a tubular bioreactor 110' and is biodegradable because it is fixed inside the bioreactor 110 ' .
여기서, 상기 바이오매스(120')는 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .), 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .) 및 클로렐라 종(Chlorella sp .)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 조류일 수 있다. 여기서, 상기 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .)으로는 S. quadricauda , acutus , obliquus , bijuga을 포함할 수 있고, 상기 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .)으로는 obliquus를 포함할 수 있으며, 클로렐라 종(Chlorella sp.)으로는 vulgaris를 포함할 수 있다. Here, the biomass 120 'may be a Scene sp . ), Acutodesmus species ( Acutodesmus sp . ) And chlorella species ( Chlorella sp . ), And the like. Here, the three or four des mousse species (Scenedesmus sp.) In the S. quadricauda, acutus, obliquus, it may include bijuga, the Mousse Aqua Sat des species (Acutodesmus sp . ) May include obliquus , and chlorella species ( Chlorella sp. ) May include vulgaris .
상기 자외선 차단막(130')은 상기 생물반응조(110') 내부로 자연광(103)의 가시광선은 투과시키되 자외선이 직접 조사되는 것을 차단하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 자외선 차단막(130')으로는 공지의 제품을 사용하거나, 자외선 흡수 특성이 우수한 벤조트리아졸계(benzotriazoles), 벤조페논계(benzophenones), 살리실산계(salicylic acids), 및 시아노아크릴레이트계(cyanoacrylates)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 자외선 흡수제를 함유하는 막을 사용할 수 있다.The ultraviolet shielding film 130 'may be used to shield visible light of the
예를 들어, 상기 자외선 차단막(130')은 PET(polyethleneterephtalate)나 PC(polycarbonate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 등의 베이스 필름 상에 자외선 흡수제를 함유한 용액을 코팅하여 별도의 자외선 차단필름을 제조한 후 상기 자외선 차단필름을 부착시켜 형성할 수도 있다.For example, the ultraviolet (UV) blocking layer 130 'may be formed by coating a solution containing a UV absorbing agent on a base film such as polyethleneterephtalate (PET), polycarbonate (PC), or polymethylmethacrylate It may be formed by attaching the ultraviolet shielding film.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템이 하폐수를 처리하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a method for treating wastewater and wastewater according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to a wastewater treatment system for removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli simultaneously.
도 11은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템이 하폐수를 처리하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of processing wastewater by a wastewater treatment system for simultaneously removing color, total phosphorus, and E. coli according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템이 하폐수를 처리하는 방법은, 하폐수를 생물반응조(110)에 주입하는 단계(S1000), 상기 생물반응조(110) 내에서 바이오매스(120)와 하폐수를 반응시키는 단계(S1100), 상기 바이오매스(120)와 반응된 하폐수의 pH를 증가시킴과 동시에 하폐수로부터 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하는 단계(S1200), 상기 바이오매스(120)를 침전시키는 단계(S1300) 및 상기 생물반응조(110)에서 하폐수와 바이오매스(120)가 반응한 후, 상기 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 여과하여 방류하는 단계(S1400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, a method for treating wastewater according to an embodiment of the present invention includes a step (S 1000) of injecting wastewater into a
상기 바이오매스(120)와 반응된 하폐수의 pH를 증가시킴과 동시에 하폐수로부터 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하는 단계(S1200)에서는, 상기 생물반응조(110)에 자연광(103)의 빛 에너지가 주간에 한하여 조사됨과 동시에 디퓨저(114)에서 상기 생물반응조(110)로 공기와 이산화탄소가 주입되는 조건하에서, 상기 바이오매스(120)를 배양하고, 상기 하폐수로부터 화학적 산소요구량(COD) 및 총질소(TN)를 저감시킬 수 있다.The pH of the wastewater reacted with the
또한, 상기 바이오매스(120)와 반응된 하폐수의 pH를 증가시킴과 동시에 하폐수로부터 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하는 단계(S1200)에서는, 디퓨저(114)에서 상기 생물반응조(110)로 공기가 주입되고 야간에 자연광(103)이 조사되지 않거나 바이오매스(120) 상호간 간섭에 의한 광차폐 현상이 발생하거나 광투과율이 제한되는 조건하에서, 상기 하폐수로부터 생분해 가능한 유기물질을 탄소원으로 사용하는 조류를 이용하여 화학적 산소요구량(COD)을 저감하되, 상기 조류는 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .), 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .) 및 클로렐라 종(Chlorella sp .)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 조류일 수 있고, 상기 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .)으로는 S. quadricauda , acutus , obliquus, bijuga을 포함할 수 있고, 상기 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .)으로는 obliquus를 포함할 수 있으며, 클로렐라 종(Chlorella sp .)으로는 vulgaris를 포함할 수 있다. In addition, in step S1200 of removing the chromaticity, total phosphorus (TP) and E. coli from the wastewater while increasing the pH of the wastewater reacted with the
상기 바이오매스(120)를 침전시키는 단계(S1300)에서는, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 생물반응조(110)에 빛 에너지와 공기 및 이산화탄소를 제공하지 않는다. 이와 같은 상태가 되면 상기 생물반응조(110)의 하부에 바이오매스(120)가 침전될 수 있다.In step S1300 of precipitating the
상기 생물반응조(110)에서 하폐수를 여과/방류시키는 단계(S1400)에서는, 앞에서 설명되었던 분리막 여과부(150)에 의하여 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)이 제거된 처리수가 최종적으로 하천이나 강으로 방류될 수 있다.In step S1400 of filtering / discharging the wastewater in the
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be possible. It is therefore to be understood that one embodiment described above is illustrative in all aspects and not restrictive.
100; 하폐수 처리 시스템 110; 생물반응조
120; 바이오매스 130; 자외선 차단막
140; 열교환 장치 150; 분리막 여과부
160; 집광장치 165; 축전장치100; A
120;
140;
160;
Claims (8)
상기 생물반응조에 공급되어 상기 생물반응조에 저장된 하폐수와 반응하는 바이오매스;
상기 하폐수와 바이오매스가 반응한 후 상기 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 여과하여 방류하는 분리막 여과부;
상기 생물반응조의 상부에 위치하고, 자외선의 조사에 의해 바이오매스가 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 자외선을 차단하는 자외선 차단막;
상기 생물반응조의 내부에 마련되되, 상기 바이오매스에서부터 일정 간격 이격되도록 상기 바이오매스와 교대로 복수개가 배치되는 인공광; 및
상기 생물반응조 내부에 저류하는 하폐수를 순환시키도록 상기 생물반응조와 연결된 이송펌프에 연결되어 상기 생물반응조의 외부에 마련되며, 상기 생물반응조 내부의 온도를 일정하게 조절하는 열교환 장치를 포함하되,
상기 바이오매스는 광원부에서 조사되는 빛을 에너지원으로 하고 동시에 상기 생물반응조에 마련된 디퓨저에서 공기와 혼합되어 유입되는 이산화탄소를 탄소원으로 함으로써 상기 생물반응조 내에서 배양되며,
상기 인공광은 자연광을 집광하는 집광장치 및 상기 집광장치의 광에너지를 전기에너지로 전환하여 저장하는 축전장치와 전기적으로 연결되고,
상기 바이오매스는 주간에는 자연광에서 조사되는 빛을 에너지원으로 하고, 야간에는 상기 인공광을 에너지원으로 하여 상기 생물반응조 내에서 배양되며,
상기 인공광은 상기 바이오매스의 사이에만 배치되되, 상기 바이오매스와 동일한 길이를 가지도록 상하 방향으로 상기 생물반응조의 내부에 마련되고,
상기 바이오매스는 상기 생물반응조의 내부에 위치하고 상하 방향으로 상기 생물반응조의 내부에 고정되어, 상기 바이오매스가 과잉 증식되는 것을 방지 또는 억제하면서 상기 생물반응조로 공급된 하폐수와 생물학적으로 반응하며,
상기 생물반응조의 내부에 고정된 상기 바이오매스는 배양되는 과정에서 세포 내부 체적이 늘어나면서 하폐수에 포함된 색도, 총인 및 대장균을 제거하는 것을 특징으로 하는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템.
A single bioreactor into which wastewater is introduced and stored;
A biomass supplied to the bioreactor and reacting with wastewater stored in the bioreactor;
A membrane filtration unit for filtering and discharging the treated water generated by the decomposition of the wastewater after the wastewater and the biomass react with each other;
An ultraviolet shielding membrane disposed on the upper portion of the bioreactor and shielding the ultraviolet light to prevent the biomass from being damaged by irradiation with ultraviolet light;
An artificial light provided inside the bioreactor, wherein a plurality of artificial lights are arranged alternately with the biomass so as to be spaced apart from the biomass at a predetermined interval; And
And a heat exchanger connected to a transfer pump connected to the bioreactor to circulate the wastewater stored in the bioreactor and provided outside the bioreactor to adjust the temperature inside the bioreactor to a constant value,
The biomass is cultivated in the bioreactor by using light emitted from a light source as an energy source and carbon dioxide mixed with air in a diffuser provided in the bioreactor as a carbon source,
The artificial light is electrically connected to a light condensing device for condensing natural light and a power storage device for converting and storing the light energy of the light condensing device into electric energy,
The biomass is cultivated in the bioreactor using light emitted from natural light during the day as an energy source and using the artificial light as an energy source at night,
Wherein the artificial light is provided only inside the biomass and is provided inside the bioreactor in a vertical direction so as to have the same length as the biomass,
Wherein the biomass is positioned inside the bioreactor and is fixed in the bioreactor in a vertical direction to biologically react with the wastewater supplied to the bioreactor while preventing or suppressing excessive growth of the biomass,
Wherein the biomass immobilized in the bioreactor is removed from the wastewater by removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli contained in the wastewater as the internal volume of the biomass increases during the culturing process. .
상기 하폐수와 상기 바이오매스를 포함하는 생물반응조에 공기가 혼입됨과 동시에 자연광 또는 인공광이 조사되지 않거나 상기 바이오매스 상호간 간섭에 의해 광차폐 현상이 발생하거나 광투과율이 제한되는 조건하에서, 상기 바이오매스는 상기 하폐수로부터 생물학적 분해가능한 유기물질을 에너지원 및 탄소원으로 사용하여 색도, 총질소(TN), 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하고 화학적 산소요구량(COD)를 저감하는 것을 특징으로 하는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템.
The method according to claim 1,
Under the condition that air is mixed into the bioreactor including the wastewater and the biomass, and natural light or artificial light is not irradiated or a light shielding phenomenon occurs due to inter-biomass interferences or the light transmittance is limited, (TN), total phosphorus (TP), and E. coli are removed and the chemical oxygen demand (COD) is reduced by using a biodegradable organic material from wastewater as an energy source and carbon source A wastewater treatment system that simultaneously removes chromaticity, total phosphorus, and E. coli.
상기 바이오매스는 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .), 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .) 및 클로렐라 종(Chlorella sp .)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 조류이고,
상기 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .)으로는 S. quadricauda , acutus , obliquus 및 bijuga으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 포함되고, 상기 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .)으로는 obliquus를 포함하며, 클로렐라 종(Chlorella sp .)으로는 vulgaris를 포함하는 것을 특징으로 하는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템.
3. The method of claim 2,
The biomass may be a Scenedesmus species sp . ), Aqua Sat des mousse species (Acutodesmus sp.) And Chlorella species (Chlorella sp . ), ≪ / RTI >
The above Scenedesmus species sp . ) As may be included at least any one selected from the group consisting of S. quadricauda, acutus, and bijuga obliquus, the Mousse Aqua Sat des species (Acutodesmus sp . ) As comprises a obliquus, Chlorella species (Chlorella sp.) In the wastewater treatment system for removing the color, total phosphorus and E. coli comprising the same time vulgaris.
상기 자외선 차단막(130)으로는 벤조트리아졸계(benzotriazoles), 벤조페논계(benzophenones), 살리실산계(salicylic acids) 및 시아노아크릴레이트계(cyanoacrylates)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 자외선 흡수제를 함유하는 막을 사용하되,
상기 자외선 차단막은 PET, PC 및 PMMA로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 형성된 베이스 필름 상에 자외선 흡수제를 함유한 용액을 코팅하여 별도의 자외선 차단필름을 제조한 후 상기 자외선 차단필름을 상기 생물반응조의 상부에 부착시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템.
The method of claim 3,
The UV blocking layer 130 may include at least one ultraviolet absorbing agent selected from the group consisting of benzotriazoles, benzophenones, salicylic acids and cyanoacrylates. However,
The ultraviolet shielding film may be formed by coating a solution containing an ultraviolet absorber on a base film formed of any one selected from the group consisting of PET, PC and PMMA to prepare a separate ultraviolet shielding film, And removing the chromaticity, total phosphorus, and E. coli simultaneously.
상기 생물반응조에 공급되어 상기 생물반응조에 저장된 하폐수와 반응하는 바이오매스;
상기 하폐수와 바이오매스가 반응한 후 상기 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 여과하여 방류하는 분리막 여과부;
상기 생물반응조의 상부에 위치하고, 자외선의 조사에 의해 바이오매스가 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 자외선을 차단하는 자외선 차단막; 및
상기 생물반응조 내부의 온도를 일정하게 조절하는 열교환 장치를 포함하되,
상기 바이오매스는 광원부에서 조사되는 빛을 에너지원으로 하고 동시에 상기 생물반응조에 마련된 디퓨저에서 공기와 혼합되어 유입되는 이산화탄소를 탄소원으로 함으로써 상기 생물반응조 내에서 배양되며,
상기 생물반응조는 반복적으로 절곡된 단일의 관형으로 구성되고, 상기 생물반응조 내부의 관로를 따라 상기 바이오매스가 위치하며, 상기 바이오매스에 자외선이 조사되어 상기 바이오매스가 손상되는 것을 방지하기 위하여 상기 생물반응조의 내측에 위치하는 상기 바이오매스를 둘러싸도록 관 또는 튜브 모양으로 형성된 상기 자외선 차단막이 배치되며,
상기 바이오매스는 관형으로 형성된 상기 생물반응조의 내부에 고정된 상태로 제공되어 상기 바이오매스가 과잉 증식되는 것을 방지하거나 억제하면서 이송펌프에 의해 상기 생물반응조로 공급된 하폐수와 생물학적으로 반응하고,
관형으로 형성된 상기 생물반응조의 내부에 고정된 상기 바이오매스는 배양되는 과정에서 세포 내부 체적이 늘어나면서 색도, 총인 및 대장균을 제거하는 것을 특징으로 하는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리 시스템.
A bioreactor into which wastewater is introduced and stored;
A biomass supplied to the bioreactor and reacting with wastewater stored in the bioreactor;
A membrane filtration unit for filtering and discharging the treated water generated by the decomposition of the wastewater after the wastewater and the biomass react with each other;
An ultraviolet shielding membrane disposed on the upper portion of the bioreactor and shielding the ultraviolet light to prevent the biomass from being damaged by irradiation with ultraviolet light; And
And a heat exchanger for uniformly controlling the temperature inside the bioreactor,
The biomass is cultivated in the bioreactor by using light emitted from a light source as an energy source and carbon dioxide mixed with air in a diffuser provided in the bioreactor as a carbon source,
The bioreactor is formed of a single tubular shape that is repeatedly bent, and the biomass is located along a channel inside the bioreactor. In order to prevent the biomass from being damaged by irradiating the biomass with ultraviolet rays, The ultraviolet shielding film formed in the shape of a tube or tube is disposed so as to surround the biomass located inside the reaction tank,
Wherein the biomass is provided in a fixed state inside the tubular bioreactor and biologically reacts with the wastewater supplied to the bioreactor by the transfer pump while preventing or suppressing the overgrowth of the biomass,
Wherein the biomass fixed inside the tubular bioreactor removes chromaticity, total phosphorus, and E. coli as the internal volume of the cell is increased during the culturing process, thereby simultaneously removing chromaticity, total phosphorus, and E. coli.
하폐수를 생물반응조에 주입하는 단계(S1000);
상기 생물반응조 내에서 바이오매스와 하폐수를 반응시키는 단계(S1100);
상기 바이오매스와 반응된 하폐수의 pH를 증가시킴과 동시에 하폐수로부터 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하는 단계(S1200);
상기 바이오매스를 침전시키는 단계(S1300); 및
상기 생물반응조에서 하폐수와 바이오매스가 반응한 후, 상기 하폐수가 분해 처리되어 생성된 처리수를 여과하여 방류하는 단계(S1400)를 포함하되,
상기 바이오매스와 반응된 하폐수의 pH를 증가시킴과 동시에 하폐수로부터 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하는 단계(S1200)에서는, 상기 생물반응조에 자연광의 빛 에너지가 주간에 한하여 조사됨과 동시에 디퓨저에서 상기 생물반응조로 공기와 이산화탄소가 주입되는 조건하에서, 상기 바이오매스를 배양하고, 상기 하폐수로부터 화학적 산소요구량(COD) 및 총질소(TN)를 저감시키는 것을 특징으로 하는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리방법.
A wastewater treatment method using the wastewater treatment system according to any one of claims 1 to 4,
Injecting wastewater into the bioreactor (S1000);
Reacting the biomass with wastewater in the bioreactor (S1100);
(S1200) of increasing the pH of the wastewater reacted with the biomass and removing chromaticity, total phosphorus (TP) and E. coli from the wastewater;
Precipitating the biomass (S1300); And
(S1400) after the wastewater is reacted with the biomass in the bioreactor, and the wastewater is decomposed and treated to filter and discharge the generated wastewater.
In step S1200 of removing the chromaticity, total phosphorus (TP) and E. coli from the wastewater while increasing the pH of the wastewater reacted with the biomass, the light energy of the natural light in the bioreactor (COD) and total nitrogen (TN) are reduced from the wastewater under the condition that air and carbon dioxide are injected from the diffuser into the bioreactor simultaneously with the irradiation of the biomass, And E. coli are removed at the same time.
상기 바이오매스와 반응된 하폐수의 pH를 증가시킴과 동시에 하폐수로부터 색도, 총인(TP) 및 대장균(E. Coli)을 제거하는 단계(S1200)에서는, 디퓨저에서 상기 생물반응조로 공기가 주입되고 야간에 자연광이 조사되지 않거나 바이오매스 상호간 간섭에 의한 광차폐 현상이 발생하거나 광투과율이 제한되는 조건하에서, 상기 하폐수로부터 생분해 가능한 유기물질을 탄소원으로 사용하는 조류를 이용하여 화학적 산소요구량(COD)을 저감하되,
상기 조류는 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .), 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .) 및 클로렐라 종(Chlorella sp .)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 조류일 수 있고, 상기 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .)으로는 S. quadricauda, acutus , obliquus 및 bijuga으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 포함되고, 상기 아쿠토데스무스 종(Acutodesmus sp .)으로는 obliquus를 포함하며, 클로렐라 종(Chlorella sp .)으로는 vulgaris를 포함하는 것을 특징으로 하는 색도, 총인 및 대장균을 동시에 제거하는 하폐수 처리방법.8. The method of claim 7,
In step S1200 of removing the chromaticity, total phosphorus (TP) and E. coli from the wastewater while increasing the pH of the wastewater reacted with the biomass, air is injected from the diffuser into the bioreactor, (COD) is reduced using algae that use organic materials biodegradable from the wastewater as a carbon source under the condition that natural light is not irradiated or a light shielding phenomenon due to inter-biomass interferences occurs or light transmittance is limited ,
The algae may be selected from the group consisting of Scenedesmus sp.), sat Aqua des mousse species (Acutodesmus sp.) and Chlorella species (Chlorella sp . ), And at least one species selected from the group consisting of Scenedesmus sp . ) As may be included at least any one selected from the group consisting of S. quadricauda, acutus, and bijuga obliquus, the Mousse Aqua Sat des species (Acutodesmus sp . ) Includes obliquus , chlorella species ( Chlorella sp . ) Comprises a vulgaris , wherein the color, total phosphorus, and E. coli are simultaneously removed.
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KR100226128B1 (en) * | 1997-08-22 | 1999-10-15 | 유성렬 | Fermentor having extended irradiation surface for photophilus microorganisms |
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