KR101778636B1 - Classifying device of microorganism concentration for bioreactor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 처리조에 설치되어, 처리조 내부의 하폐수에 포함된 물질을 미생물에 의하여 분해 가능한 물질과 분해 불가능한 물질로 분급하기 위한 분급 장치로서, 분리부; 상기 분리부에 연결된 상부 하폐수 유입관; 상기 분리부에 연결된 하부 하폐수 유입관; 상기 하폐수 유입관의 측면에 설치되어 처리조에 장주기 저진동의 진동에너지를 가하기 위한 진동플레이트; 처리조 하부에 침적된 슬러지를 혼합하기 위한 하부 선회류 날개판; 상기 분리부에 연결된 배출부; 및 상기 분리부에 연결된 반송부를 포함하며, 본 발명에 따른 분급 장치는 저농도 DO 부하에서도 상시 운전 처리효율의 개선이 가능하도록 함으로써 기존 MBR 공법의 경우에는 최대 약점인 운영경비를 절감할 수 있으며, 미생물의 활성을 최적으로 유지하고, 이를 통하여 처리효율이 향상된 자동제어 시스템을 구축함으로써 생물반응 공정의 운전을 용이하게 하며, 안정성이 향상되는 효과를 발휘할 수 있다.The present invention relates to a classifying device installed in a treatment tank for classifying a substance contained in wastewater in a treatment tank into a substance decomposable by a microorganism and a substance not decomposable by a microorganism, An upper wastewater inlet pipe connected to the separator; A lower wastewater inlet pipe connected to the separator; A vibration plate installed on a side surface of the wastewater inlet pipe for applying vibration energy of a low vibration for a long period to the treatment tank; A lower spinning vane plate for mixing the deposited sludge under the treatment vessel; A discharging unit connected to the separating unit; And a conveying unit connected to the separating unit. The classification apparatus according to the present invention can improve the efficiency of operation at all times even under a low concentration DO load. In the case of the existing MBR method, it is possible to reduce operating expenses, The activity of the biological reaction process can be optimally maintained and an automatic control system with improved treatment efficiency can be constructed thereby facilitating the operation of the biological reaction process and improving the stability.
Description
본 발명은 하수처리 시설의 생물반응조의 분급 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 비활성 TOC(total organic carbon)와 MLSS(mixed liquer suspended solid)를 선별 분리할 수 있고, 미생물 활성도를 증대할 수 있는 반송조절 장치를 포함하는 분급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a classifier for a biological reactor of a wastewater treatment facility, and more particularly, to a classifier for a biological reactor of a sewage treatment facility, which is capable of selectively separating an inactive TOC (total organic carbon) and a MLSS (mixed liquer suspended solid) The present invention relates to a classifying apparatus including an apparatus.
표준활성슬러지, 연속회분식반응기(SBR, sequencing batch reactor), 분리막 생물반응기(MBR, membrane bioreactor) 등 하폐수 주요 처리 공정에서의 반응조 활성지표를 판단하기 위하여, 핵심 관리 인자로 MLSS(mixed liquer suspended solid)가 널리 활용된다. 상기 MLSS는 통상 총부유고형물(TSS, total suspended solid) 구성성분과 다른 의미로 해석되어야 하나, 미생물의 질량 또는 생물학적 활성도를 지표로 표현하기 위한 판단의 구체성을 수치로 표현하기 위하여 널리 사용되고 있다. 그러나 MLSS 수치를 특별한 구분 없이 사용하게 되면, 생물 반응조 운전의 핵심 관리 운전 지표로 활용시 많은 오류를 야기할 수 있어, 이 수치를 주요 관리 인자로 활용함에는 주의가 필요하다. MLSS (mixed liquer suspended solid) was used as a key management factor to determine reaction activity index in the main treatment process of wastewater such as standard activated sludge, sequencing batch reactor (SBR), membrane bioreactor (MBR) Is widely used. The MLSS is generally interpreted in a different meaning from the total suspended solids (TSS) component, but is used extensively to express the specificity of the determination to express the mass or biological activity of a microorganism as an indicator. However, the use of MLSS numbers without any particular distinction can cause a lot of errors when used as a key management driving indicator of bioreactor operation, and care should be taken to use this number as a key management factor.
구체적으로, 원수 내의 MLSS 중 휘발성 부유물질은 분해 가능 물질과 분해 불가능 물질로 나뉘는데, 예컨대 호기조 내의 MLSS의 총농도(Mt, mg/L)는, 호기조 내의 살아있는 미생물 농도(Ma, mg/L), 점점 반응속도가 느려 죽어가는 내생호흡상태의 미생물 농도(Me, mg/L), 죽은 미생물과 같이 미생물에 의해서 분해되지 않은 유기성 부유물질 농도(Mi, mg/L) 및 무기성 부유물질 농도(Mii, mg/L)를 포함하는데, 이들을 개별적으로 구분하지 않고, 포괄적인 MLSS를 핵심 관리 운전 지표로 활용할 경우 오류가 수반될 수 있다. For example, the total concentration of MLSS in the aerobic tank (Mt, mg / L) is the concentration of living microorganisms (Ma, mg / L) in the aerobic tank, (Mi, mg / L) and inorganic suspended solids concentration (Mii / mg / L), which are not decomposed by microorganisms such as dead microorganisms , mg / L), which could be accompanied by errors if a comprehensive MLSS is used as a key management driving indicator, without separately identifying them.
종래의 하폐수 처리 방법으로는, 예컨대 한국공개특허 제2009-0042066호와 같은 미생물 부착량 제어 및 공정자동제어장치를 이용한 하수고도처리장치 및 방법을 들 수 있는데, 상기 선행문헌의 기술은 미생물에 의하여 분해가 가능한 물질 여부를 가리지 않고 반송 또는 배출하기 때문에, 호기조 내의 사멸 미생물과 폐슬러지의 침적이 반복되고 이것이 수년간 반복되면 반응조의 10~20%에 이를 정도로 폐슬러지 층이 형성되어 반응조 운영에 막대한 악영향을 주고, 특히 전력으로 생산한 폭기 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. Conventional wastewater treatment methods include a sewage treatment apparatus and method using a microorganism deposition amount control and process automatic control apparatus such as Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0042066. The recycling of dead microorganisms and waste sludge in the aerobic tank is repeated, and if this is repeated for several years, a waste sludge layer is formed to 10 to 20% of the volume of the reaction tank, There is a problem that the aeration efficiency produced by the power is inferior.
이에, 미생물에 의하여 분해가 가능한 물질을 선별적으로 분리하여, 물리적인 반송 또는 배출을 실시하면, MLSS 구성에 있어 건강한 미생물 종의 비율을 향상시키는 효과가 발생할 수 있다는 점에 착안하여, 호기조 내의 미생물 종의 건강성을 확보하여 효율성을 확보할 수 있는 기술을 개발하고자 하여, 본 발명에 이르게 되었다.In view of the fact that a substance capable of degrading by microorganisms is selectively separated and subjected to physical transportation or discharge, an effect of improving the ratio of healthy microorganism species in the MLSS constitution may occur, And to develop a technique capable of securing the health of the species and ensuring the efficiency, leading to the present invention.
본 발명의 목적은, 미생물에 의하여 분해가 가능한 물질인지의 여부에 따라, 반송 또는 계외 배출을 유도하여, 호기반응조 내의 효율적인 생물대사를 유도할 수 있고, 산소소모효율(Oxygen Uptake Rate Efficiency)을 경제적으로 운영하며 생물반응조 운영을 미생물 분급 메커니즘을 통해 개선하여, 처리 효율이 향상된 분급 장치를 제공하고자 하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus capable of inducing transport or extracorporeal discharge according to whether or not a substance is decomposable by a microorganism to induce efficient biomass metabolism in the exhalation reaction tank and to reduce oxygen uptake rate efficiency And the operation of the bioreactor is improved through the microbial classification mechanism, thereby providing a classifier having improved treatment efficiency.
상기 목적에 따라, 본 발명은 In accordance with the above object,
처리조에 설치되어, 처리조 내부의 하폐수에 포함된 물질을 미생물에 의하여 분해 가능한 물질과 분해 불가능한 물질로 분급하기 위한 분급 장치로서, CLAIMS 1. A classification device for classifying a substance contained in wastewater in a treatment tank into a substance decomposable by microorganisms and a substance not decomposable,
(1) 미생물에 의하여 분해 가능한 물질과 분해 불가능한 물질을 분급하기 위한 분리부;(1) a separator for classifying the microorganism-degradable substance and the non-degradable substance;
(2) 일단이 상기 분리부에 연결되고, 타단에는 상기 처리조의 수면 상부에 부유하는 물질들을 흡입하여 분리부로 전달하기 위한 상부 하폐수 유입부가 형성되어 있는 상부 하폐수 유입관;(2) an upper wastewater inlet pipe having one end connected to the separating unit and the other end having an upper wastewater inlet for sucking substances floating in the upper part of the water surface of the treatment tank and delivering the substances to the separation unit;
(3) 일단이 상기 분리부에 연결되고, 타단이 상기 처리조의 수면 아래에 위치하며, 상기 타단에는 처리조의 하부에 침적된 슬러지 물질들을 흡입하여 분리부로 전달하기 위한 하부 하폐수 유입부가 형성되어 있는 하부 하폐수 유입관;(3) has a lower end connected to the separating part, the other end positioned below the water surface of the treatment tank, and the lower end having a lower wastewater inflow part for sucking the sludge material immersed in the lower part of the treatment tank, Wastewater inlet pipe;
(4) 상기 하부 하폐수 유입관의 측면에 설치되어 처리조 내부 하폐수에 장주기 저진동의 진동에너지를 가하기 위한 진동플레이트;(4) a vibration plate installed on a side surface of the lower wastewater inlet pipe for applying vibration energy of a low vibration for a long period to the wastewater in the treatment tank;
(5) 상기 하부 하폐수 유입관의 하부 하폐수 유입부와 인접한 상기 하부 하폐수 유입관의 둘레에 설치되어, 처리조의 하부에 침적된 슬러지를 하폐수와 혼합하기 위한 하부 선회류 날개판;(5) a lower swirl-flow vane plate installed around the lower wastewater inlet pipe adjacent to the lower wastewater inlet of the lower wastewater inlet pipe, for mixing the sludge deposited at the lower portion of the treatment vessel with the wastewater;
(6) 상기 분리부에 연결되어, 미생물에 의하여 분해 불가능한 물질을 배출하기 위한 배출부; 및 (6) a discharging unit connected to the separating unit for discharging the decomposable substance by microorganisms; And
(7) 상기 분리부에 연결되어, 미생물에 의하여 분해 가능한 물질을 상기 처리조에 반송하기 위한 반송부를 포함하는 분급장치를 제공한다. (7) A classifier, which is connected to the separator, for conveying a substance decomposable by microorganisms to the treatment tank.
본 발명에 따른 분급 장치는, 미생물에 의하여 분해 가능한 물질과 분해 불가능한 물질을 분급함으로써, 저농도 DO 부하에서도 상시 운전 처리효율의 개선이 가능하도록 하여 기존 MBR 공법의 경우의 최대 약점인 운영경비를 절감할 수 있고, 기타 생물학적 처리를 주 공법으로 하는 공법에 있어서도 미생물의 활성을 최적으로 유지하여 처리효율이 향상되도록 함으로써 생물 반응 공정의 운전을 용이하게 하며, 안정성이 향상되는 효과를 발휘할 수 있다.The classification apparatus according to the present invention can classify the microorganism-decomposable substance and the non-decomposable substance to improve the operation efficiency at any time under a low concentration DO load, thereby reducing operating expenses, which is the weakest point of the conventional MBR method In addition, even in the case of a method in which other biological treatments are used as the main process, the microbial activity can be optimally maintained to improve the treatment efficiency, thereby facilitating the operation of the biological reaction process and improving the stability.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 분급 장치의 정면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 분급 장치의 좌측면도를 나타낸 것이다.
도 3는 본 발명의 일례에 따른 분급 장치의 평면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 분급 장치에서 분리부(1)에 연결된 하부 선회류 날개판(4)의 작동시의 동작 기작을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 분급 장치의 운전시 하부 선회류 날개판(500)의 위치 변화 형태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 분급 장치에 있어서, 분리부에서의 하폐수의 흐름, 및 미생물에 의하여 분해 가능한 물질과 미생물에 의하여 분해 불가능한 물질의 흐름을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 분급 장치의 3차원 모델링 이미지를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일례에 따른 분급 장치를 이용하여 실시한 진동플레이트의 작동 실험 결과를 나타낸 사진으로, 각각 (a) 진동플레이트의 작동 실험을 나타낸 사진, (b) 분급 장치를 수중에 설치한 사진, 및 (c) 분급 장치를 수중에서 작동시켰을 때의 모습을 나타낸 사진이다.
도 9는 본 발명의 일례에 따른 분급 장치에서, 각각 (a) 진동플레이트, (b) 진동플레이트의 진동체와 공명체, (c) 분급 장치 및 (d) 분급 장치에 장착된 진동플레이트를 나타낸 사진이다. 1 is a front view of a classification apparatus according to an example of the present invention.
2 is a left side view of a classifier according to an example of the present invention.
3 is a plan view of a classifying device according to an example of the present invention.
Fig. 4 is a diagram schematically showing the operation mechanism of the lower vortical flow fan plate 4 connected to the
5 is a view schematically showing a change in the position of the lower vortical
6 is a diagram schematically showing a flow of wastewater and water in a separation unit and a flow of a decomposable substance and a non-decomposable substance by a microorganism in a classification apparatus according to an example of the present invention.
FIG. 7 is a three-dimensional modeling image of a classifier according to an example of the present invention.
FIG. 8 is a photograph showing the experimental test results of the vibration plate using the classifying device according to an example of the present invention. FIG. 8 (a) is a photograph showing the operation test of the vibration plate, , And (c) a classification apparatus operated underwater.
FIG. 9 is a photograph showing the vibration plate mounted on the classifier, (a) a vibrating plate, (b) a vibrating body and a resonator of the vibrating plate, (c) to be.
본 발명의 분급장치는 The classifying apparatus of the present invention
처리조에 설치되어, 처리조 내부의 하폐수에 포함된 물질을 미생물에 의하여 분해 가능한 물질과 분해 불가능한 물질로 분급하기 위한 분급 장치로서, CLAIMS 1. A classification device for classifying a substance contained in wastewater in a treatment tank into a substance decomposable by microorganisms and a substance not decomposable,
(1) 미생물에 의하여 분해 가능한 물질과 분해 불가능한 물질을 분급하기 위한 분리부;(1) a separator for classifying the microorganism-degradable substance and the non-degradable substance;
(2) 일단이 상기 분리부에 연결되고, 타단에는 상기 처리조의 수면 상부에 부유하는 물질들을 흡입하여 분리부로 전달하기 위한 상부 하폐수 유입부가 형성되어 있는 상부 하폐수 유입관;(2) an upper wastewater inlet pipe having one end connected to the separating unit and the other end having an upper wastewater inlet for sucking substances floating in the upper part of the water surface of the treatment tank and delivering the substances to the separation unit;
(3) 일단이 상기 분리부에 연결되고, 타단이 상기 처리조의 수면 아래에 위치하며, 상기 타단에는 처리조의 하부에 침적된 슬러지 물질들을 흡입하여 분리부로 전달하기 위한 하부 하폐수 유입부가 형성되어 있는 하부 하폐수 유입관; (3) has a lower end connected to the separating part, the other end positioned below the water surface of the treatment tank, and the lower end having a lower wastewater inflow part for sucking the sludge material immersed in the lower part of the treatment tank, Wastewater inlet pipe;
(4) 상기 하부 하폐수 유입관의 측면에 설치되어 처리조 내부 하폐수에 장주기 저진동의 진동에너지를 가하기 위한 진동플레이트;(4) a vibration plate installed on a side surface of the lower wastewater inlet pipe for applying vibration energy of a low vibration for a long period to the wastewater in the treatment tank;
(5) 상기 하부 하폐수 유입관의 하부 하폐수 유입부와 인접한 상기 하부 하폐수 유입관의 둘레에 설치되어, 처리조의 하부에 침적된 슬러지를 하폐수와 혼합하기 위한 하부 선회류 날개판;(5) a lower swirl-flow vane plate installed around the lower wastewater inlet pipe adjacent to the lower wastewater inlet of the lower wastewater inlet pipe, for mixing the sludge deposited at the lower portion of the treatment vessel with the wastewater;
(6) 상기 분리부에 연결되어, 미생물에 의하여 분해 불가능한 물질을 배출하기 위한 배출부; 및 (6) a discharging unit connected to the separating unit for discharging the decomposable substance by microorganisms; And
(7) 상기 분리부에 연결되어, 미생물에 의하여 분해 가능한 물질을 상기 처리조에 반송하기 위한 반송부를 포함한다.
(7) A transporting unit connected to the separating unit for transporting the decomposable substance by the microorganism to the treatment tank.
본 발명의 분급 장치는, 처리조 내부의 하폐수에 포함된 물질을 미생물에 의하여 분해 가능한 물질과 분해 불가능한 물질로 분급하여, 분해 불가능한 물질인 비활성 난분해 물질 및 사멸 미생물 등은 계외로 배출하고, 진동플레이트를 이용하여 부유물질들의 침전을 유도하여 안정화시킴에 따라 미생물에 의하여 분해 가능한 물질은 활성 미생물을 이용하여 분해되도록 할 수 있으며, 또한 상기 활성 미생물을 위한 용존 산소를 효과적으로 활용함으로써 소비 전력을 저감시키는 효과를 발휘할 수 있다. The classification apparatus of the present invention classifies the substance contained in the wastewater in the treatment tank into a substance decomposable by microorganisms and a substance which is not decomposable and discharges an inert non-decomposable substance and a dead microorganism, By inducing precipitation of suspended solids by using a plate to stabilize the microorganism, the degradable substance can be decomposed using active microorganisms, and the dissolved oxygen for the active microorganisms can be effectively used to reduce power consumption Effect can be exerted.
이때, 이의 주요 판단 지표는 sOUR 산소섭취량을 통한 산소 소모율 연산을 통해 구체화가 가능한데 미생물의 호흡 속도가 직접 용존 산소의 감소를 야기하는 정도를 측정함으로써 측정할 수 있다At this time, its main determinant can be determined by calculating oxygen consumption rate through sOUR oxygen uptake, which can be measured by measuring the degree to which the respiration rate of the microorganism directly causes a decrease in dissolved oxygen
일반적인 산소 감소를 표현하는 소모율은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. The consumption rate expressing the general oxygen reduction can be expressed by the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
상기 수학식 1에서 OUR은 산소 섭취 비율이고 d[O2]는 처리조의 용존산소 농도의 변화이며, dt는 시간의 변화이다. In the equation (1), OUR is an oxygen uptake rate, d [O 2 ] is a change in dissolved oxygen concentration in the treatment tank, and dt is a change in time.
용존산소(DO) 농도는 처리조에서 측정할 수 있고, OUR은 DO의 감소를 측정하여 자동으로 모니터링 가능하다The dissolved oxygen (DO) concentration can be measured in the treatment tank, and the OUR can be monitored automatically by measuring the decrease in DO
특정 산소 섭취율(sOUR)은 하기 수학식 2와 같이 시간 당 mg/g으로 생물 볼륨으로 표현할 수 있다.The specific oxygen uptake rate (sOUR) can be expressed as bio volume per mg / g per hour as shown in
[수학식 2]&Quot; (2) "
유기 물질 평균 부유물 농도(MLVSS, mixed liquor volatile suspended solid)는 반응기의 혼합액의 휘발성 부유 물질의 농도를 말하는데 본 발명에서는 종래 미생물 볼륨으로 표현되던 부분에 의미를 두고 있다. The MLVSS (mixed liquor volatile suspended solid) (MLVSS) refers to the concentration of volatile suspended solids in the mixed liquid of the reactor.
따라서, 본 발명의 분급 장치를 통하여 활성이 높은 미생물만 반응기 내에 체류시키고 기타 산소 소모의 원인이 되는 물질들을 지속적으로 제거하여 전체적인 공기 사용량을 줄이고 에너지 사용량을 감소시킬 수 있다.Accordingly, only microorganisms having high activity can be retained in the reactor through the classifier of the present invention, and other substances causing oxygen depletion can be continuously removed, thereby reducing the total air consumption and energy consumption.
단위미생물당 호흡률(specific oxygen uptake rate, sOUR)은 생물반응조(bioreactor) 내의 불활성 화합물의 축적에 영향을 받는다. 지금까지 바이오매스(biomass) 농도는 MLVSS로 확인할 수 있다고 간주하였지만, 상기 MLVSS는 오래되고 죽은 미생물의 질량(mass)을 포함하고 있으므로, 이는 바이오매스 활성능(biomass viability)을 나타내는 지표(indicator)가 될 수 없다. The specific oxygen uptake rate (sOUR) is influenced by the accumulation of inert compounds in the bioreactor. So far, biomass concentrations were considered to be identifiable by MLVSS, but since MLVSS contains masses of old and dead microorganisms, this is an indicator of biomass viability Can not be.
유출물 내 불활성 물질에 대한 유입수 내 불활성 물질의 비율은 반응조 내 불활성 물질의 축적을 뜻하며, MLVSS/MLSS 비율은 VSS(volatile suspended solid)의 변화를 뜻한다. The ratio of inert material in the influent to the inert material in the effluent refers to the accumulation of inert material in the reactor and the MLVSS / MLSS ratio refers to the change in VSS (volatile suspended solid).
종래에는, 반응조계 내의 통상의 MLSS에 대해서, 이의 순수 미생물의 순기능과 처리효율에 악영향 또는 부담을 가중하는 무기물의 반복적인 침적에 대한 특별한 대책 없이 미생물 대비 영양원 비, 즉 F/M 비율을 증대시키기 위한 장치를 고안하였으나, 이는 6,000 ~ 25,000mg/L에 이르는 MLSS 부하의 가중을 지속적으로 요구하며 공급되는 산소의 호흡기여를 낮추게 된다.
Conventionally, for a conventional MLSS in a reaction tank, the ratio of the nutrient source to the microorganism, that is, the F / M ratio, is increased without any special countermeasure against repetitive deposition of an inorganic substance that adversely affects or burdens the pure function and processing efficiency of the pure microorganism , Which continuously demands the weighting of the MLSS load from 6,000 to 25,000 mg / L and lowers the respiratory contribution of the supplied oxygen.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 분급장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 해당 도면은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the classifier of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The drawings are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
도 1, 2, 및 3에는 각각 본 발명의 일례에 따른 분급 장치의 정면도, 좌측면도, 및 평면도가 도시되어 있다. Figures 1, 2 and 3 show a front view, a left side view, and a top view, respectively, of a classifier according to an example of the present invention.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 분급 장치에 있어서, 분리부(100)는 내부로 유입되는 슬러지 및 부유물질로부터 미생물에 의하여 분해 가능한 물질과 분해 불가능한 물질을 분급하는 기능을 수행한다. 1 to 3, in the classification apparatus of the present invention, the
분리부(100)에는 상부 하폐수 유입관(200)이 연결되며, 분리부(100)에 연결되는 상부 하폐수 유입관(200)은 하나 이상일 수 있다. The upper
상부 하폐수 유입관(200)은 일단이 분리부(100)에 연결되고, 타단에는 처리조(도시하지 않음)의 수면 상부에 부유하는 물질들을 흡입하기 위한 상부 하폐수 유입부(210)가 형성되어 있다. The upper
상부 하폐수 유입관(200)에 형성되어 있는 상부 하폐수 유입부(210)는 하폐수의 수면 상부에 부유하는 스컴(scum) 등의 물질들만을 선택적으로 흡입하기 위하여 도 1에 예시된 바와 같이 수면과 나란하게 위치하도록 되어 있을 수 있고, 이때 상부 하폐수 유입부(210)는 수면과 나란하게 위치하도록 부력을 가질 수 있다. The upper
상부 하폐수 유입부(210)는 처리조 내부의 하폐수 수면 상부에 부유하는 물질들을 흡입하여 상부 하폐수 유입관(200)을 통하여 분리부(100)로 전달할 수 있다. 이를 위하여, 상부 하폐수 유입관(200)의 내부에는 공기 기포를 공급하기 위한 제 1 공기 공급관(600)이 위치할 수 있다. The upper
제 1 공기 공급관(600)은 공기 펌프(도시하지 않음)로부터 공기를 공급받아 상부 하폐수 유입관(200) 내에 공기 기포를 발생시켜준다. 상기 공기 기포는 상부 하폐수 유입관(200) 내에서 밀도 차이에 의하여 상승하여 분리부(100)로 들어가는데, 이러한 공기 기포의 동력은 상부 하폐수 유입부(210)로부터 흡입되어 상부 하폐수 유입관(200) 내부에 유입된 부유 물질들을 분리부(100)로 이동시키는 동력원이 된다. 이를 위해서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 하폐수 유입관(200)의 내부에 위치하는 제 1 공기 공급관(600)은 일단이 공기 펌프(도시하지 않음)에 연결되고, 타단이 상부 하폐수 유입관(200)의 최하단보다 상부에 위치할 수 있으며, 이때, 제 1 공기 공급관(600)의 타단은 상부 하폐수 유입관(200)의 최하단보다 10 내지 30 cm 상부에 위치할 수 있다. The first
따라서, 본 발명의 분급 장치는, (8) 상기 상부 하폐수 유입관의 내부에 위치하고, 상기 상부 하폐수 유입관의 내부에 공기 기포를 공급하기 위한 제 1 공기 공급관을 추가로 포함할 수 있다.
Therefore, the classifying apparatus of the present invention may further include (8) a first air supply pipe located inside the upper wastewater inlet pipe and supplying air bubbles into the upper wastewater inlet pipe.
본 발명의 분급 장치에 있어서, 분리부(100)에는 하부 하폐수 유입관(300)이 연결된다. In the classification apparatus of the present invention, the lower
하부 하폐수 유입관(300)은 일단이 분리부(100)에 연결되고, 타단이 처리조의 수면(10) 아래에 위치하며, 상기 타단에는 처리조의 하부에 침적된 슬러지 물질들을 흡입하여 분리부(100)로 전달하기 위한 하부 하폐수 유입부(310)가 형성되어 있다. 하부 하폐수 유입부(310)는 처리조 내부의 하폐수 수면 밑의 처리조 하부에 침적된 슬러지 물질들을 흡입하여 하부 하폐수 유입관(300)을 통하여 분리부(100)로 전달할 수 있다. The lower
이를 위하여, 하부 하폐수 유입관(300)의 내부에는 공기 기포를 공급하기 위한 제 2 공기 공급관(700)이 위치할 수 있다. For this purpose, a second
제 2 공기 공급관(700)은 공기 펌프(도시하지 않음)로부터 공기를 공급받아 하부 하폐수 유입관(300) 내에 공기 기포를 발생시켜준다. 상기 공기 기포는 하부 하폐수 유입관(300) 내에서 밀도 차이에 의하여 상승하여 분리부(100)로 들어가는데, 이러한 공기 기포의 동력은 하부 하폐수 유입부(310)로부터 흡입되어 하부 하폐수 유입관(300) 내부에 유입된 슬러지 물질들을 분리부(100)로 이동시키는 동력원이 된다. 이를 위해서, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 하폐수 유입관(300)의 내부에 위치하는 제 2 공기 공급관(700)은 일단이 공기 펌프(도시하지 않음)에 연결되고, 타단이 하부 하폐수 유입관(300)의 최하단보다 상부에 위치할 수 있으며, 이때, 제 2 공기 공급관(700)의 타단은 하부 하폐수 유입관(300)의 최하단 보다 30 내지 50 cm 상부에 위치할 수 있다. The second
따라서, 본 발명의 분급 장치는, (9) 상기 분리부 및 상기 하부 하폐수 유입관의 내부에 위치하고, 상기 하부 하폐수 유입관의 내부에 공기 기포를 공급하기 위한 제 2 공기 공급관을 추가로 포함할 수 있다.
Therefore, the classifying apparatus of the present invention may further include (9) a second air supply pipe located inside the separating unit and the lower wastewater water inflow pipe, for supplying air bubbles into the lower wastewater inflow pipe have.
본 발명의 분급 장치에 있어서, 제 1 공기 공급관(600) 및 제 2 공기 공급관(700)은 도 1에서와 같이, 공기 흡입관(800)을 통하여 공기 펌프(도시하지 않음)와 연결될 수 있다. 상기 공기 펌프는 공기 흡입관(800)을 통하여 제 1 공기 공급관(600) 및 제 2 공기 공급관(700)에 연결되어, 공기를 공급한다. 이때, 상기 공기 펌프는 상부 하폐수 유입부(200) 및 하부 하폐수 유입부(300) 내의 부유 물질 또는 슬러지 물질들이 분리부(100)로 이송될 수 있도록, 밸브(V/V) 또는 관의 구배를 이용하여 적절한 유속을 유지하는 것이 바람직하다.In the classifier of the present invention, the first
따라서, 본 발명의 분급 장치는, (10) 상기 제 1 공기 공급관 및 제 2 공기 공급관에 연결되고, 상기 제 1 공기 공급관 및 제 2 공기 공급관에 공기를 공급하기 위한 공기 펌프를 추가로 포함할 수 있다.
Accordingly, the classifying apparatus of the present invention may further include (10) an air pump connected to the first air supply pipe and the second air supply pipe, for supplying air to the first air supply pipe and the second air supply pipe have.
분리부 내부로 유입되는 슬러지 및 부유물질을 일정한 진동을 주어 부유시킨 후 침강을 시키면 밀도가 낮은 물질은 분리부 내에서 상대적으로 상층부에 위치하게 되고 입자 밀도가 큰 물질은 상대적으로 하층부에 위치하게 된다. When the sludge and floating material flowing into the separating unit are floated with a certain vibration and settled down, the low density material is located in the upper part of the separation part and the material having a high particle density is located in the lower part relatively .
이를 위하여, 본 발명의 분급 장치는 진동플레이트(400)를 포함하며, 진동플레이트(400)는 하부 하폐수 유입관(300)의 측면에 설치되어 처리조 내부의 하폐수에 장주기 저진동의 진동에너지를 가할 수 있다. For this purpose, the classifying apparatus of the present invention includes a
하부 하폐수 유입관(300)의 일단은 분리부(100)에 연결될 수 있으며, 분리부(100)는 하부 하폐수 유입관(300)을 통하여 진동플레이트(400)와 연결되어, 진동플레이트(400)의 장주기 저진동의 진동에너지를 이용하여 슬러지와 부유 물질들을 분급시킨다. One end of the lower
진동플레이트(400)는 장주기 저진동의 진동에너지를 이용하여 슬러지와 부유 물질들을 분급시키며, 이때 적용되는 물리적 반응은 주로 일반에 널리 알려진 스토크스 법칙 (Stokes' law)과 아인쉬타인의 전기영동 메커니즘(kinetic theory)을 따르는 데 주로 입자의 크기와 커다란 연관이 있으며 0.2 ㎛ 이상의 입자계에서는 대개 다음과 같은 법칙을 따른다. The
정상상태의 스토크스 유동(steady stokes flow) 상태의 유체 내에서는 아주 작은 유체저항계수 즉, 레이놀드 수를 갖는다고 가정할 때 유체내의 입자대류의 가속운동인 나비에-스토크스 방정식(navier-stokes)은 잘 적용되지 않으며, 운동 방정식은 입자들이 압축되지 않는 상태로 운동력이 전달되는 방향으로 편향 흐름을 갖게 된다. The Navier-Stokes equations, which are the accelerations of particle convection in the fluid, assuming a very small fluid resistance coefficient, Reynolds number, in the fluid in the steady stokes flow state, ) Is not well applied, and the equation of motion has a deflected flow in the direction that the force is transmitted in a state where the particles are not compressed.
이때 적용되는 수식은 다음과 같이 검토할 수 있다.The formula applied at this time can be considered as follows.
여기서,here,
p 는 유체 압력(fluid pressure) (in Pa)이고, p is the fluid pressure (in Pa)
u 는 유속(flow velocity) (in m/s)이며,u is the flow velocity (in m / s)
ω는 각속도(vorticity) (in s-1)인데, ω is the vorticity (in s -1 )
결론은 로서 u의 속도에 비례함을 알 수 있다
in conclusion Is proportional to the velocity of u
따라서, 진동이 가해진 불특정 MLSS 구성인자 중 0.2 ㎛ 이상의 입자계에서는 진동운동을 통한 에너지의 전달은 침강속도 향상에 긍정적인 영향을 줄 수 있으므로 바람직하다.
Therefore, in a particle system of 0.2 ㎛ or more of unspecified MLSS constituent factors applied with vibration, transmission of energy through oscillation motion is preferable because it can positively affect sedimentation velocity.
MLSS 구성인자 중, 0.2 ㎛ 이하의 입자계에서는 아인쉬타인의 전기영동 운동역학(kinetic theory)을 따르는데 스토크스 아인쉬타인 방정식은 널리 알려져 있으므로 본 발명에 적용되는 부분만 기술하면 다음과 같다.
Among the MLSS constituent factors, the Stokes' Einstein equation is well known according to the electrophoretic kinetic theory of Einstein in a particle system of 0.2 μm or less. Therefore, only the portion applied to the present invention will be described as follows.
스토크스-아인슈타인 식(Stokes-Einstein equation)에서, 레이놀즈 수가 무한히 작은 무점성 유체에서 0.2 ㎛ 이하의 입자계 유속(flow velocity)은 주기적인 운동이나 무시할 수 없을 정도의 강도를 지닌 약간의 간헐적 타격으로 스토크스 법칙을 따를 수 있다.
In the Stokes-Einstein equation, the particle flow velocity below 0.2 μm in an infinitesimal fluid with infinitely small Reynolds number is defined as a periodic motion or a slight intermittent blow with negligible intensity Stoke's law can be followed.
이때 적용하는 수식은In this case,
로서 as
인발계수(drag coefficient) ,The drag coefficient ,
감쇄상수(damping constant) ,Damping constant ,
r 은 현탁 상태를 형성하고 있는 구체모양의 입자의 반경이다. r is the radius of the spherical particle forming the suspended state.
이때 이 생물반응조 처리수 정도로 적당하다면 아인슈타인-스몰루초프스키(Einstein-Smoluchowski) 관계식의 결과는 스토크스-아인슈타인(Stokes-Einstein) 관계식이 된다.At this time If appropriate for this bioreactor treatment, the result of the Einstein-Smoluchowski relation becomes the Stokes-Einstein relation.
D 는 혼탁도 diffusion constant이고, D is the turbidity diffusion constant,
k B 는 볼츠만 상수 Boltzmann's constant이며, k B is Boltzmann's constant,
T 는 절대온도 absolute temperature이다.
T is absolute temperature.
위 식에서 유추할 수 있는 것은 점성이 낮고 입경이 작을수록 혼탁도가 증가함으로 간헐적 타격으로 스토크스 법칙이 적용되는 범주가 증가할 수 있도록 도모하는 본 발명은 혼탁도 감소 즉 침강속도 증대에도 도움을 줄 수 있어 유용하다는 점이다. In the above equation, the low viscosity and the small particle diameter increase turbidity, so that the present invention increases the category to which the Stokes law is applied due to the intermittent blow, And it is useful.
한편, 진동플레이트(400)는 진동체(410)와 공명체(420)의 연결 구조체일 수 있다. Meanwhile, the
공명체(420)는 진동체(410)에 의해 진동을 전달 받아서 저주파수 대역의 에너지를 전달한다. 예컨대, 제 2 공기 공급관(700)을 통하여 하부 하폐수 유입관(300) 내부에 주입되는 공기의 압력에 따라 발생되는 진동은 진동체(410)를 통하여 공명체(420)로 전달될 수 있다. The
공명체(420)는 하폐수 내에 직접 진동을 가할 수 있는 평면, 곡선, 또는 물결 형태의 판(板)일 수 있고, 진동플레이트(400)에 1개 이상 포함될 수 있다. 공명체(420)가 복수개 포함될 경우, 각 공명체(420)는 그 크기 또는 형상이 모두 같을 수도 있고, 모두 다를 수도 있으며, 예컨대 상대적으로 크기가 작은 1개 이상의 제 1 공명체, 및 상대적으로 크기가 큰 1개 이상의 제 2 공명체를 포함할 수 있다. 복수개의 공명체(420)가 포함될 경우, 공명체(420)에 진동을 전달하기 위한 진동체(410) 역시 복수개 포함될 수 있으며, 예컨대 공명체(420)와 진동체(410)의 수는 같을 수 있다. The
진동플레이트(400)는 0.01 내지 120 Hz의 진동수 바람직하게는 반응조의 현탁 상태에 따라 1 내지 120Hz의 진동수, 더욱 바람직하게는 10 내지 100Hz의 진동수를 가질 수 있다. The
본 발명에 따른 분급 장치의 운전시, 진동체의 진동(바이브레이션)은 제 2 공기 공급관(700)을 통해 주입되는 공기의 압력과 공기량에 따라 진동체(410)의 진동이 진동력 N(뉴턴)으로 발생하게 되는 원리를 가지므로, 밸브 개도나 공기량 등의 조절에 따라 용이하게 가변 조절될 수 있다.(Vibration) of the vibrating body during the operation of the classifying apparatus according to the present invention is determined by the vibration of the vibrating
상기 진동플레이트(400)의 진동수가 0.01 Hz 미만이면, 미생물에 의해 분해 가능한 물질과 분해 불가능한 물질의 적절한 분급 기작에 있어서, 부유하는 미립 입자성 부유물질(SS, suspended solid)의 침강에 영향을 주지 못하며, 진동수가 120 Hz를 초과하면, 과다한 에너지 비용이 발생하는 문제가 있고, 역으로 부유하는 미립 입자성 부유물질의 침강 기작에 역효과를 초래할 수 있다.
If the frequency of the vibrating
또한, 본 발명의 분급 장치는 하부 하폐수 유입관(300)의 하부 하폐수 유입부(310)와 인접한 하부 하폐수 유입관(300)의 둘레에 설치되어, 처리조의 하부에 침적된 슬러지를 하폐수와 혼합하기 위한 하부 선회류 날개판(500)을 포함한다. The classifier of the present invention is installed around the lower
하부 선회류 날개판(500)은 상하 양면이 개방되어 있는 원통 형상의 본체부와 복수개의 날개부를 포함할 수 있고, 회전을 통하여 처리조의 하부에 침적된 슬러지를 하폐수와 혼합하게 된다. The lower vortical
도 4에는 본 발명의 일례에 따른 분급 장치에서 분리부(100)에 연결된 하부 선회류 날개판(500)의 작동시의 동작 기작을 모식적으로 나타낸 도면이 나타나 있다. 4 is a view schematically showing the operation mechanism of the lower vortical
도 4를 참조하면, 본 발명의 분급 장치의 하부 선회류 날개판은 하부 하폐수 유입관(300)의 하부 하폐수 유입부(310)와 인접한 하부 하폐수 유입관(300)의 둘레에 설치되어, 회전을 통하여 처리조의 하부에 침적된 슬러지를 하폐수와 혼합하게 된다. 4, the lower swirl vane plate of the classifier of the present invention is installed around the lower
이때, 하부 하폐수 유입관(300)의 측면에 설치된 진동플레이트는 처리조 내부 하폐수에 장주기 저진동의 진동에너지를 가하여 슬러지와 부유 물질들을 분급시킨다.At this time, the vibration plate installed on the side surface of the lower
하부 선회류 날개판(500)은 처리조의 하부에 침적된 슬러지의 양에 따라 적절히 하부 하폐수 유입관(300)을 따라 그 위치가 조절될 수 있다.The position of the lower vortical
도 5에는 본 발명의 분급 장치의 일례에 있어서, 본 발명의 분급 장치의 운전시 하부 선회류 날개판(500)의 위치 변화 형태를 나타낸 도면이 도시되어 있다. Fig. 5 is a view showing a change in the position of the lower vortical
도 5를 참조하면, 하부 선회류 날개판(500)은 하부 하폐수 유입부(310)와 인접한 하부 하폐수 유입관(300)의 둘레에 설치되어 있으며, 처리조의 하부에 침적된 슬러지의 양에 따라 적절히 하부 하폐수 유입관(300)을 따라 상, 하로 그 위치가 조절될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 분급 장치의 운전 초기, 처리조의 하부에 침적된 슬러지가 존재할 경우, 상기 슬러지를 하폐수와 혼합하기 위하여 하부 선회류 날개판(500)이 하부 하폐수 유입관(300)을 따라 아래로 위치가 내려와 상기 슬러지에 닿거나 내부에 침투할 수 있고(도 5의 (a) 참조; 이때, 하부 하폐수 유입관(300)은 결과적으로 하부 선회류 날개판(500)의 본체부에 의해 연장될 수 있으며, 하폐수 유입부(310)는 하부 선회류 날개판(500)의 상기 본체부 내부에 위치하여 하부 선회류 날개판(500) 본체부의 하부에 개방된 개구부를 따라 흡입되는 슬러지 등을 유입할 수 있다), 본 발명의 분급 장치의 운전 안정기에 처리조의 하부에 침적된 슬러지가 별로 없고, 하폐수가 생물학적으로 안정적인 상태를 유지할 경우에는, 하부 선회류 날개판(500)이 하부 하폐수 유입관(300)을 따라 위로 위치가 올라오게 될 수 있다(도 5의 (b) 참조; 이때, 하부 선회류 날개판(500)은 상기 처리조의 하부와 일정한 거리를 둔 상태로, 하부 선회류 날개판(500)의 상기 본체부 내부에 위치하는 하폐수 유입부(310)를 통해 하폐수를 유입할 수 있다). 5, the lower
본 발명의 분급 장치는, 분리부(100)에 연결되어 상기 분리부 (100) 내에서 하층부까지 침강된 물질을 배출하기 위한 배출부(910)를 포함한다. 배출부(910)는 상기 분리부(100)에서 분급된 물질 중, 상기 배출부 (910)가 위치한 하층부까지 침강된 물질을 선택적으로 계외 또는 반송 농축조로 배출할 수 있다. 상기 하층부까지 침강된 물질은 미생물에 의하여 분해되지 않는 활성이 낮은 미생물을 포함하는 유기성 부유물질 또는 무기성 부유물질일 수 있다.The classifying apparatus of the present invention includes a discharging
또한, 본 발명의 분급 장치는 분리부(100)에 연결되어 상기 분리부 (100) 내에서 상기 하층부에 비해 상층부인 위치까지 침강된 물질을 처리조에 반송하기 위한 반송부(920)를 포함한다. 반송부(920)는 상기 배출부 (910)가 위치한 상기 하층부에 비해 상층부인 위치까지 침강된 물질을 처리조에 반송할 수 있다.
The classifying apparatus of the present invention includes a conveying
도 6에는 본 발명의 일례에 따른 분급 장치에 있어서, 분리부에서의 하폐수의 흐름, 및 하폐수에 포함되어 있는 물질의 흐름을 모식적으로 나타낸 도면이 나타나 있다. Fig. 6 is a diagram schematically showing the flow of wastewater in the separation unit and the flow of the wastewater contained in the wastewater in the classification apparatus according to an example of the present invention.
도 6을 참조하면, 분리부(100)에는 상부 하폐수 유입관(200), 하부 하폐수 유입관(300), 배출부(910), 및 반송부(920)가 연결되어 있다. 6, the upper and lower
분리부(100)에 연결되는 상부 하폐수 유입관(200)은 하나 이상일 수 있으며, 상부 하폐수 유입관(200)을 통해 유입된 하폐수 중 상기 분리부 (100) 내에서 상기 하층부에 비해 상층부인 위치까지 침강된 물질은 반송부(920)를 통해 처리조로 반송되고, 상기 분리부 (100) 내에서 상기 하층부까지 침강된 물질은 배출부(910)를 통해 계외로 배출된다. The upper
또한, 하부 하폐수 유입관(300)을 통해 분리부(100)로 유입된 하폐수 중 상기 분리부 (100) 내에서 상기 하층부에 비해 상층부인 위치까지 침강된 물질은 반송부(920)를 통해 처리조로 반송되고, 상기 분리부 (100) 내에서 상기 하층부까지 침강된 물질은 배출부(910)를 통해 계외로 배출된다. The wastewater flowing into the
이때, 반송부(920) 또는 배출부(910)로의 하폐수 및/또는 물질의 흐름의 조절은, 반송부(920) 및 배출부(910)의 유량을 조절할 수 있는 각각의 밸브를 통하여 이루어질 수 있으며, 상기 밸브의 조절을 위하여 본 발명의 분급 장치는 추가로 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 처리조의 용존산소(DO) 농도를 측정하여, 호흡률의 적정여부를 판단하여 현재 처리부의 미생물에 의하여 분해 불가능한 물질의 양을 유추 판단함으로써, 적절히 밸브를 조절하여 분리부(100)에 유입된 하폐수 및/또는 물질들을 반송부(920) 또는 배출부(910)를 통하여 처리조 또는 계외로 보낼 수 있다. At this time, the control of the flow of the wastewater and / or the material to the
예컨대, 본 발명에 따른 분급 장치의 운전 초기에는 처리조의 주입 DO 농도의 적정성 여부를 판단하기 어렵고, 처리조 하부의 슬러지 및 처리조 수면 상부에 부유하는 물질들이 대부분 미생물에 의하여 분해 불가능한 물질일 확률이 높으므로, 배출부(910)에 포함된 밸브를 열어 처리조에 있던 미생물에 의하여 분해 불가능한 물질들을 계외로 방출할 수 있다. 이러한 운전 방식을 장시간 유지할 경우, 운전 시간이 경과함에 따라 처리조에 있던 미생물에 의하여 분해 불가능한 물질들은 감소하게 된다. 일시적 또는 간헐적인 경우를 제외하고 정상적으로 운영중인 처리조의 하폐수에 포함된 물질들이 대부분 미생물에 의하여 분해 가능한 물질인 경우, 반송부(920)에 포함된 밸브(도 4에 A로 표시)를 열어 처리조에 있던 미생물은 영양원 조절 기능을 수행하기 위하여 다시 처리조로 반송시킬 수 있다.
For example, it is difficult to determine whether the concentration of the DO in the treatment tank is proper at the beginning of the operation of the classification apparatus according to the present invention, and the probability that the substances floating on the sludge and the treatment surface below the treatment tank are largely degradable by microorganisms It is possible to open the valve included in the
본 발명의 분급 장치에 있어서, 처리조는 그 크기, 재질 또는 형태가 제한되지 않으며, 내부에 하폐수 처리 기작이 구성된 공정이라면 어느 공정이나 사용될 수 있고, 바람직하게는 생물반응조의 호기조일 수 있다. 본 발명의 분급 장치는, 미생물에 의하여 분해 가능한 물질과 분해 불가능한 물질을 분리하여 반송 또는 배출이 필요한 곳이라면 특별한 제한 없이 간단히 설치될 수 있으며 기존 신설처리장의 구분 없이 공정의 수정 없이도 적용이 가능한 특징이 있는데, 바람직하게는 MBR, SBR, 산화구, 표준 활성슬러지 등의 호기공정에 설치되는 것이 유용하다.In the classifier of the present invention, any treatment may be used as long as the treatment tank is not limited in its size, material or form, and has a wastewater treatment mechanism therein, and may preferably be an aerobic tank of the bioreactor. The classification apparatus according to the present invention can be easily installed without any limitations insofar as the microorganism-decomposable substance and the non-decomposable substance are separated and transported or discharged, and the present invention can be applied without modification of the process without distinguishing existing new treatment plants Preferably, it is installed in an exhalation process such as MBR, SBR, oxidation, standard activated sludge and the like.
도 7에는 본 발명의 일례에 따른 분급 장치의 3차원 모델링 이미지가 도시되어 있으며, 도 8에는 본 발명의 일례에 따른 분급 장치를 이용하여 실시한 진동플레이트의 작동 실험 결과를 나타낸 사진이 도시되어 있다. 도 8은 각각 (1) 진동플레이트의 작동 실험을 나타낸 사진, (2) 분급 장치를 수중에 설치한 사진, 및 (3) 분급 장치를 수중에서 작동시켰을 때의 모습을 나타낸 사진이다. 상기 도 8의 (3)에서, 분급 장치를 수중에서 작동시켰을 때, 공기 펌프에 의해 제 1 공기 공급관 및 제 2 공기 공급관을 통하여 상부 하폐수 유입관 및 하부 하폐수 유입관에 공급된 공기는 약 5 kg/cm2의 압력으로 분당 40 리터 가량 공급되어 100 Hz 내외로 운전되었다. FIG. 7 shows a three-dimensional modeling image of the classifying device according to an example of the present invention, and FIG. 8 is a photograph showing a result of an operation test of the vibration plate using the classifying device according to an example of the present invention. 8 is a photograph showing (1) a photograph showing the operation test of the vibrating plate, (2) a photograph in which the classification apparatus is installed in water, and (3) a state in which the classification apparatus is operated in water. In (3) of FIG. 8, when the classifier is operated in water, the air supplied to the upper and lower wastewater inflow pipes through the first air supply pipe and the second air supply pipe by the air pump is about 5 kg / cm < 2 > at a pressure of about 40 L / min.
도 9는 본 발명의 일례에 따른 분급 장치에서, 각각 (a) 및 (b) 진동플레이트, (c) 분급 장치 및 (d) 분급 장치에 장착된 진동플레이트를 나타낸 사진이다.
FIG. 9 is a photograph showing vibration plates mounted on (a) and (b) vibration plates, (c) classification devices, and (d) classification devices in the classification device according to an example of the present invention.
이와 같은 본 발명의 분급 장치는, 원심과 진동, 공명에 의해 유도되는 처리조 내 전반에 걸친 확산 분급 메커니즘에 의하여 유도되는 물리적 침강 위치와 적절한 미생물 침전위치의 경험적인 침적도를 활용하여 활성이 낮은 미생물을 선택적으로 배출할 수 있는데 이의 구체적인 동작은 다음과 같다.Such classifying apparatus of the present invention can be applied to a classifying apparatus which utilizes the empirical deposition degree of a proper microbial deposit position and a physical sedimentation position induced by a diffusion classifying mechanism throughout the entire treatment tank induced by centrifugal, The microorganism can be selectively discharged, and its concrete operation is as follows.
통상 미생물에 의하여 분해 가능한 물질은 처리조 내에서 활성 미생물에 의하여 효과적으로 분해될 수 있지만, 분해되지 않는 물질은 점차적으로 조내의 사각지역 (Dead space)을 형성하며 조의 외곽 또는 수류가 상대적으로 작은 곳에 지속적으로 광범위하게 침적을 진행시킨다. 이의 침적은 조의 용적에 미미한 수준이 아니고 약 10 내지 20 부피%에 이를 정도로 매우 심각한 경우가 보고되는 경우도 있다. Normally, microbial degradable materials can be effectively decomposed by active microorganisms in the treatment tank, but non-degradable materials gradually form a dead space within the bath, And the deposition proceeds extensively. The deposition thereof is not so small as to the volume of the bath and may be reported to be very severe to the extent of about 10 to 20% by volume.
이에 상기 장주기 저진동의 진동에너지를 이용하여 슬러지와 장기 침적 부유 물질들을 천천히 분급하는 경우 다음과 같은 구체적인 반응이 장기적으로 유도될 수 있다. The following specific reactions can be induced in the long term when slowly classifying sludge and long-term sediment suspended materials using the vibration energy of the long period low vibration.
1. 미생물에 가해지는 충격을 완화시켜 미생물의 플록 해체와 같은 부작용을 방지하면서 처리효율에 많은 기여를 하는 군집형 미생물군이 주로 위치하는 층을 보호하며 진동에너지의 대부분이 미생물 부유물 침강에 활용될 수 있도록 할 수 있다. 1. A cluster type microorganism group which contributes to the treatment efficiency while preventing side effects such as floc disassembly of microorganisms by mitigating the impact applied to the microorganisms is protected, and most of the vibration energy is utilized for sedimentation of microorganism suspended particles Can be done.
2. 공기에 의한 부유방법 등 다른 방법으로 가압부상 분리하는 것에 비해, 에너지 사용량을 적게 하면서도 적절히 침강된 플록에 비해 확실히 침강속도가 빠른 무기물 등, 입자 크기에 따른 무게차에 의하여 바닥면에 위치되기 쉬운 난분해성 물질들과 플록을 형성하지 못하고 수면 상부에 떠있는 부유물질들은 처리효율 향상에 기여하지 못하므로 계외로 배출함이 바람직하다. 이에 슬러지 유출관(300)의 길이 또는 유입 위치의 조절을 하고 배출부(910)를 이용하여 목표와 양을 콘트롤하면서 계외로 주기적 배출을 용이하게 실현할 수 있다.2. It is located on the bottom surface due to the weight difference according to the particle size, such as inorganic matter, which has a lower sedimentation rate than the sedimented flocs, while reducing energy consumption, It is desirable to discharge out of the system because it does not contribute to the improvement of the treatment efficiency because floating substances floating on the water surface can not form flocs with easy decomposable substances. The length or the inflow position of the
3. 부유, 침강이 안정적으로 이루어지는 반응조 운전의 안정기에는, 침강 위치에 따른 미생물의 흡입이송 선별을 함이 F/M(food, material) 비율유지에 바람직하다. 이 때, 제 1 공기 공급관(600) 및 제 2 공기 공급관(700)에 의하여 인발하는 Air-Lifting에 의해 분리조로 이송을 하면, 미생물 세포의 파괴 없이 바닥면의 난분해 슬러지와 수표면의 스컴 등을 계외 배출 메커니즘으로 적절하게 배제한 상태에서 장기 연속 운전할 수 있고, 이를 반복하면 활성 미생물의 건강성 증대에도 매우 유리하다.3. It is desirable to maintain the ratio of F / M (food, material) in the stabilizer of the stable operation of suspension and sedimentation by sorting suction transport of microorganisms according to settling position. At this time, if the air is fed to the separation tank by the air-lifting which is pulled out by the first
4. 주입 공기량과 공기압을 조절하면 진동수와 진동패턴을 변화시킬 수 있는데 미생물의 분급을 위한 조건을 최적화시킬 수 있으며, 장치의 운전 제어에 유리하다. 4. Adjusting the injected air volume and air pressure can change the frequency and vibration pattern, optimizing the conditions for classification of microorganisms, and it is advantageous to control the operation of the apparatus.
5. 기 운영중인 반응조 시설에 장기간에 거쳐 침적된 폐슬러지의 계외 배출시 또는 사각지역(Dead Space)을 개선하고자 할 때에는 하부 선회류 날개판(500)의 동작을 통해서 침적 슬러지의 스위핑(sweeping) 을 일으켜 용이하게 계외 배출을 도모할 수 있다.
5. In order to improve the dead space or the dead space of the waste sludge deposited over a long period of time in the reactor tank under operation, sweeping of the immersion sludge is performed through the operation of the lower spin- So that it is possible to easily discharge the off-gas.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.
100: 분리부
200: 상부 하폐수 유입관
210: 상부 하폐수 유입부
300: 하부 하폐수 유입관
310: 하부 하폐수 유입부
400: 진동플레이트
410: 진동체
420: 공명체
500: 하부 선회류 날개판
600: 제 1 공기 공급관
700: 제 2 공기 공급관
800: 공기 흡입관
910: 배출부
920: 반송부100:
200: Upper wastewater inlet pipe
210: Upper wastewater inlet
300: Lower wastewater inlet pipe
310: Lower wastewater inlet
400: vibrating plate
410: vibrating body
420:
500: lower swirl-flow blade plate
600: first air supply pipe
700: second air supply pipe
800: air suction pipe
910:
920:
Claims (9)
상기 처리조는 호기조이며,
(1) 0.01 내지 120 Hz의 진동 시 침강 위치가 상이한 물질을 분급하기 위한 분리부;
(2) 일단이 상기 분리부에 연결되고, 타단에는 상기 처리조의 수면 상부에 부유하는 물질들을 흡입하여 분리부로 전달하기 위한 상부 하폐수 유입부가 형성되어 있는 상부 하폐수 유입관;
(3) 일단이 상기 분리부에 연결되고, 타단이 상기 처리조의 수면 아래에 위치하며, 상기 타단에는 처리조의 하부에 침적된 슬러지 물질들과 하폐수의 혼합물을 흡입하여 분리부로 전달하기 위한 하부 하폐수 유입부가 형성되어 있는 하부 하폐수 유입관;
(4) 상기 하부 하폐수 유입관의 측면에 설치되어 처리조 내부 하폐수에 0.01 내지 120 Hz의 진동수의 진동에너지를 가하기 위한 진동플레이트;
(5) 상기 하부 하폐수 유입관의 하부 하폐수 유입부와 인접한 상기 하부 하폐수 유입관의 둘레에 설치되어, 처리조의 하부에 침적된 슬러지를 하폐수와 혼합하기 위한 하부 선회류 날개판;
(6) 상기 분리부에 연결되어, 상기 분리부 내에서 하층부까지 침강된 물질을 배출하기 위한 배출부;
(7) 상기 분리부에 연결되어, 상기 분리부 내에서 상기 하층부에 비해 상층부인 위치까지 침강된 물질을 상기 처리조에 반송하기 위한 반송부;
(8) 상기 상부 하폐수 유입관의 내부에 위치하고, 상기 상부 하폐수 유입관의 내부에 공기 기포를 공급하기 위한 제 1 공기 공급관;
(9) 상기 분리부 및 하부 하폐수 유입관의 내부에 위치하고, 상기 하부 하폐수 유입관의 내부에 공기 기포를 공급하기 위한 제 2 공기 공급관; 및
(10) 상기 제 1 공기 공급관 및 제 2 공기 공급관에 연결되고, 상기 제 1 공기 공급관 및 제 2 공기 공급관에 공기를 공급하기 위한 공기 펌프; 및
(11) 상기 반송부 및 배출부의 유량을 조절하는 각각의 밸브를 포함하고,
상기 진동플레이트는, 상기 하부 선회류 날개판이 처리조의 하부에 침적된 슬러지를 하폐수와 혼합한 후, 진동에너지를 발생시키는, 분급 장치.
CLAIMS 1. A classifying device installed in a treatment tank for classifying substances contained in wastewater in a treatment tank according to a settling position in a separation section to remove deposits in the treatment tank,
The treatment tank is an aerobic tank,
(1) a separator for classifying a substance having a different sedimentation position at an oscillation of 0.01 to 120 Hz;
(2) an upper wastewater inlet pipe having one end connected to the separating unit and the other end having an upper wastewater inlet for sucking substances floating in the upper part of the water surface of the treatment tank and delivering the substances to the separation unit;
(3) a lower wastewater inlet for sucking a mixture of sludge materials and wastewater into the lower part of the treatment tank, the other end being connected to the separation part, the other end being located below the water surface of the treatment tank, A lower wastewater inlet pipe formed with an inlet;
(4) a vibration plate installed on a side surface of the lower wastewater inlet pipe for applying vibration energy of a frequency of 0.01 to 120 Hz to the wastewater in the treatment tank;
(5) a lower swirl-flow vane plate installed around the lower wastewater inlet pipe adjacent to the lower wastewater inlet of the lower wastewater inlet pipe, for mixing the sludge deposited at the lower portion of the treatment vessel with the wastewater;
(6) a discharging unit connected to the separating unit for discharging the sedimented material to the lower layer in the separating unit;
(7) a conveying unit connected to the separating unit, for conveying a substance precipitated in the separating unit to a position that is an upper layer than the lower layer;
(8) a first air supply pipe located inside the upper wastewater inflow pipe and supplying air bubbles into the upper wastewater inflow pipe;
(9) a second air supply pipe located inside the separator and the lower wastewater inlet pipe for supplying air bubbles into the lower wastewater inlet pipe; And
(10) an air pump connected to the first air supply pipe and the second air supply pipe, for supplying air to the first air supply pipe and the second air supply pipe; And
(11) each valve for controlling the flow rate of the carry section and the discharge section,
Wherein the vibration plate generates vibrational energy after the lower vortical flow fan blade mixes the sludge deposited on the lower portion of the treatment tank with the wastewater.
상기 상부 하폐수 유입관의 내부에 위치하는 제 1 공기 공급관이, 일단이 상기 공기 펌프에 연결되고, 타단이 상기 상부 하폐수 유입관의 최하단보다 상부에 위치하는, 분급 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first air supply pipe located inside the upper wastewater inlet pipe has one end connected to the air pump and the other end located above the lowermost end of the upper wastewater inlet pipe.
상기 상부 하폐수 유입관의 내부에 위치하는 제 1 공기 공급관의 타단이 상기 상부 하폐수 유입관의 최하단보다 10 내지 30 cm 상부에 위치하는, 분급 장치.
5. The method of claim 4,
And the other end of the first air supply pipe located inside the upper wastewater inlet pipe is located 10 to 30 cm above the lowest end of the upper wastewater inlet pipe.
상기 하부 하폐수 유입관의 내부에 위치하는 제 2 공기 공급관이, 일단이 상기 공기 펌프에 연결되고, 타단이 상기 하부 하폐수 유입관의 최하단보다 상부에 위치하는, 분급 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second air supply pipe located inside the lower wastewater inlet pipe has one end connected to the air pump and the other end located above the lowermost end of the lower wastewater inlet pipe.
상기 하부 하폐수 유입관의 내부에 위치하는 제 2 공기 공급관의 타단이 상기 하부 하폐수 유입관의 최하단보다 30 내지 50 cm 상부에 위치하는, 분급 장치.
The method according to claim 6,
And the other end of the second air supply pipe located inside the lower wastewater discharge pipe is located 30 to 50 cm above the lowermost end of the lower wastewater discharge pipe.
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KR1020140142678A KR101778636B1 (en) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | Classifying device of microorganism concentration for bioreactor |
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