KR101877208B1 - Membrane separation water treatment system with reverse osmosis membrane concentrated water treatment facility - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a membrane separation water treatment system with a reverse osmosis (RO) membrane concentrated water treatment facility, which has an RO module and an RO concentrated water treatment module to increase the sewage treatment efficiency by applying an MBR process and an RO process, and can remove non-degradable organic matters of the RO concentrated water to reuse the RO concentrated water as industrial water.

Description

역삼투막 농축수 처리시설을 구비한 막분리 수처리 시스템{Membrane separation water treatment system with reverse osmosis membrane concentrated water treatment facility}[0001] The present invention relates to a membrane separation water treatment system having a reverse osmosis membrane concentrated water treatment facility,

본 발명은 막분리 수처리 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 역삼투막 농축수 처리시설을 구비한 막분리 수처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a membrane separation and treatment system, and more particularly, to a membrane separation and treatment system having a reverse osmosis membrane concentrated water treatment facility.

일반적으로, 하·폐수 처리 방법은 크게 물리적 방법, 화학적 방법 및 생물학적 방법 등으로 구분할 수 있으며, 각 처리 방법은 유입되는 하수의 특성, 처리된 유출수의 용도, 처리방법의 적합성 및 경제성 등에 의하여 결정된다.In general, the treatment methods for sewage and wastewater can be roughly divided into physical methods, chemical methods and biological methods, and each treatment method is determined by the characteristics of the sewage to be introduced, the use of the treated effluent, .

하·폐수에 포함되어 있는 질소 및 인은 영양염류에 속하며, 이를 제대로 제거하지 못하고 방류될 경우에는 부영양화의 주요 원인이 되어, 호소 폐쇄성수역에서 조류의 이상 번식을 일으켜 상수원 및 공업용수 등을 오염시키는 문제점을 유발하게 되므로, 하·폐수에 포함되어 있는 질소 및 인을 효과적으로 제거할 필요성이 있는 것이다.Nitrogen and phosphorus contained in sewage and wastewater belong to nutrient salts. If they can not be removed properly, they will become a main cause of eutrophication when they are discharged, causing abnormal propagation of algae in polluted waters, polluting water supply and industrial water. It is necessary to effectively remove nitrogen and phosphorus contained in the waste water and wastewater.

종래의 생물학적 질소 및 인의 제거 방법으로는 혐기/무산소/호기 공정(A2/O), 바덴포(Bardenpho) 공정 및 UCT공정 등이 있다. 상기 각 공정들은 기본적으로 한 개 이상의 혐기조, 무산소조, 호기조를 갖추고 있으며, 내부반송이나 슬러지 반송 등의 공정에서 변형이 이루어지게 된다.Conventional biological nitrogen and phosphorus removal methods include anaerobic / anoxic / aerobic (A2 / O), Bardenpho and UCT processes. Each of the above processes basically has at least one anaerobic tank, anoxic tank, and oxic tank, and is deformed in processes such as internal transportation and sludge transportation.

최근에 들어서는 안정적인 재 이용수 확보를 위해 생물학적 처리와 분리막을 결합한 MBR(Membrane Bioreactor)공정이 각광을 받고 있다. 이러한 MBR 공정은 미생물농도(MLSS: Mixed Liquor Suspended Solid)를 약 5000~1000mg/L까지 높게 유지하는 것이 가능하여 생물학적 질소 제거 성능을 높일 수 있는 장점이 있다.In recent years, MBR (Membrane Bioreactor) process combining biologic treatment and membrane has attracted attention in order to secure stable reuse. The MBR process can maintain the concentration of mixed microspores (MLSS: Mixed Liquor Suspended Solid) up to about 5000 to 1000 mg / L, which is advantageous in increasing the biological nitrogen removal performance.

또한, 종래 기술에서는 상기와 같은 MBR 공정과 함께 역삼투(RO) 막모듈을 적용한 RO 공정을 부가하여 MBR 공정에 의한 생물학적 처리공정의 처리수를 역삼투(RO) 막모듈로 이송하여 그 처리수에 포함되어 있는 용존 유기물 등을 분리하고 있다.In addition, in the prior art, an RO process using a reverse osmosis (RO) membrane module is added in addition to the MBR process described above to transfer the treated water from the biological treatment process by the MBR process to the RO membrane module, Dissolved organic matter contained in the water.

이와 같은 역삼투 공정에서는 이온성 물질 및 용존 유기물을 배제시키고, 그 배제된 물질을 약 4~5 배로 농축하여 배출하는데, 일반적으로는 이러한 농축수를 증발법을 이용해 수분을 제거한 상태로 고형물을 처리하는 방법을 적용하고 있으나, 고비용으로 인해 적용이 거의 불가능하고, RO 농축수의 용존 유기물이 난분해성 유기물이므로 생물학적 처리가 어려운 실정이다.In such a reverse osmosis process, ionic substances and dissolved organic substances are excluded, and the excluded substances are concentrated and discharged at a concentration of about 4 to 5 times. Generally, the concentrated water is treated by removing evaporation of the solids However, it is almost impossible to apply the method because of the high cost, and since the dissolved organic matter of the RO concentrated water is the degradable organic matter, the biological treatment is difficult.

한국 공개특허 제2011-0044401호에서는 담체와 분리막을 구비하는 고도하수처리시설을 개시하고 있으나, 역삼투막과 농축수의 처리에 대하여 기재하지 않고 있다.Korean Patent Publication No. 2011-0044401 discloses an advanced sewage treatment facility having a carrier and a membrane, but does not describe the treatment of reverse osmosis membrane and concentrated water.

본 발명은 MBR 공정과 역삼투(RO) 공정을 적용하여 하수 처리 효율을 높일 수 있으며, 역삼투 농축수의 난분해성 유기물질 등을 제거하여 공업수로 재이용할 수 있는 역삼투막 농축수 처리시설을 구비한 막분리 수처리 시스템을 제공하고자 한다.The present invention can improve the sewage treatment efficiency by applying the MBR process and reverse osmosis (RO) process, and has a reverse osmosis membrane concentrated water treatment facility which can be used as industrial water by removing the decomposable organic substances of the reverse osmosis concentrated water A membrane separation water treatment system.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 일측으로 하폐수가 유입되는 유량조정조; 상기 유량조정조의 타측에 연결되고 미생물의 성장 및 오염물의 분해가 발생하는 생물반응조; 상기 생물반응조를 거친 처리수에서 고형물과 미생물 슬러지를 분리하는 막분리조; 상기 막분리조의 활성슬러지를 상기 생물반응조로 반송하고, 잉여슬러지를 슬러지저류조로 배출하는 안정화반송조; 상기 막분리조를 거친 처리수에 차아염소산나트륨(NaOCl)을 첨가하는 처리수조; 상기 처리수조로부터 유입되는 처리수의 용존 유기물, 이온성 물질 및 입자성 물질을 포함하는 농축수를 배출하는 역삼투막 모듈; 및 상기 역삼투막 모듈의 농축수 배출 측에 연결되며, 상기 슬러지저류조의 잉여슬러지를 상기 농축수와 혼화시키는 생물혼화조, 상기 생물혼화조를 거친 농축수에 유기탄소원을 투입하여 탈질산화 시키는 무산소생물막조, 상기 무산소생물막조를 거친 농축수에 응집제가 투입되어 인을 제거하는 호기생물막조 및 상기 호기생물막조를 거친 농축수를 여과하여 방류하거나 재이용하는 여과기로 구성되어 상기 농축수에 포함되어 있는 T-N을 제거하는 농축수 처리 모듈;을 포함하는 막분리 수처리 시스템을 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a water treatment system comprising: a flow rate adjusting tank into which wastewater flows; A bioreactor connected to the other side of the flow rate adjusting tank and causing growth of microorganisms and decomposition of contaminants; A membrane separation tank for separating the solid matter and the microbial sludge from the treated water passed through the bioreactor; A stabilization conveying tank for conveying the activated sludge of the membrane separation tank to the bioreactor and discharging excess sludge to the sludge storage tank; A treatment water tank for adding sodium hypochlorite (NaOCl) to the treated water passed through the membrane separation tank; A reverse osmosis membrane module for discharging concentrated water containing dissolved organic matter, ionic material and particulate matter of the treated water flowing from the treatment water tank; And an anaerobic biofilm tank connected to the concentrated water discharge side of the reverse osmosis membrane module for denitrifying the excess sludge of the sludge storage tank by mixing the concentrated sludge with the concentrated water, An aerobic biofilm tank through which the coagulant is introduced into the concentrated water through the anaerobic biofilm tank to remove phosphorus, and a filter which discharges or reuses the concentrated water through the aerobic biofilm tank, And a concentrated water treatment module for removing the concentrated water.

또한 상기 생물반응조는 혐기조, 무산소조, 호기조의 순서로 구성되어 질소 및 인을 제거하는 것을 특징으로 하는 막분리 수처리 시스템을 제공한다.Further, the biological reaction tank is composed of an anaerobic tank, an anoxic tank, and an oxic tank in order, and nitrogen and phosphorus are removed.

또한 상기 슬러지저류조의 잉여슬러지는 종송영양미생물인 것을 특징으로 하는 막분리 수처리 시스템을 제공한다.Further, the surplus sludge of the sludge storage tank is a feed nutrient microorganism.

또한 상기 역삼투 모듈의 전단에는 상기 역삼투 모듈에 유입되는 처리수에 환원제를 투입하는 SBS 도징 시스템, 경도 물질을 제거하는 안티스캐일런트 도징 시스템(Antiscalant Dosing System) 및 수산화나트륨(NaOH)을 투입하는 수산화나트륨(NaOH) 도징 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 막분리 수처리 시스템을 제공한다.In addition, an SBS dosing system for introducing a reducing agent into the treated water flowing into the reverse osmosis module, an antiscalant dosing system for removing hard substances, and sodium hydroxide (NaOH) And a sodium hydroxide (NaOH) dosing system.

본 발명은 역삼투 모듈 및 역삼투 농축수 처리 모듈을 구비함으로써, MBR 공정과 역삼투(RO) 공정을 적용하여 하수 처리 효율을 높일 수 있으며, 역삼투 농축수의 난분해성 유기물질 등을 제거하여 공업수로 재이용할 수 있는 역삼투막 농축수 처리시설을 구비한 막분리 수처리 시스템을 제공할 수 있다.Since the present invention includes the reverse osmosis module and the reverse osmosis concentrated water treatment module, it is possible to enhance the sewage treatment efficiency by applying the MBR process and the reverse osmosis (RO) process, and to remove the decomposable organic substances of the reverse osmosis- It is possible to provide a membrane separation water treatment system having a reverse osmosis membrane concentrated water treatment facility which can be reused as industrial water.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 막분리 수처리 시스템의 전체 공정도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투막 농축수 처리 모듈의 공정도.
1 is an overall process diagram of a membrane separation and treatment system according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a process diagram of a reverse osmosis membrane-concentrated water treatment module according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였으며, 본 발명의 세부구성 방향은 도면을 기준으로 하여 설명한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to denote the same parts throughout the specification, and the details of the present invention will be described with reference to the drawings. Also, throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 막분리 수처리 시스템의 전체 공정도이다.1 is an overall process diagram of a membrane separation and treatment system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 막분리 수처리 시스템은 유량조정조, 생물반응조, 막분리조, 안정화반송조, 처리수조, 역삼투막 모듈 및 농축수 처리 모듈을 포함한다.Referring to FIG. 1, the membrane separation and treatment system according to the present invention includes a flow rate adjusting tank, a bioreactor, a membrane separation tank, a stabilization transport tank, a treatment tank, a reverse osmosis membrane module, and a concentrated water treatment module.

상기 유량조정조는 일측으로 하폐수가 유입되고 수처리 시스템에 유입되는 하폐수의 유량을 조절하여 시스템의 과부하를 방지한다. 따라서 일측에 하폐수의 협잡물을 걸러내기 위한 협잡물 처리기를 구비할 수 있다. The flow rate adjusting tank controls the flow rate of the wastewater flowing into the water treatment system to prevent the overload of the system. Therefore, it is possible to provide a contaminant processor for filtering the contaminants of the wastewater at one side.

상기 생물반응조는 상기 유량조정조로부터 하폐수가 유입되고, 내부의 미생물이 오염물을 분해하며 성장하는 생물학적 탈질반응이 진행된다. In the biological reaction tank, biological wastewater flows from the flow rate adjusting tank, and a biological denitrification reaction in which internal microorganisms decompose the contaminants proceeds.

본 발명에서 상기 생물반응조는 혐기조, 무산소조, 호기조의 순서로 구성되어 질소 및 인을 제거하는 A2O 공법이 바람직하다. A2O공법은 AO공법의 변형공정으로 AO공법이 질산화가 일어날 경우 인 제거 효율이 감소하므로 이를 보완하여 인과 질소를 동시에 제거할 수 있도록 탈질을 위한 무산소조를 구비한다.In the present invention, the bioreactor is preferably composed of an anaerobic tank, an anoxic tank, and an aerobic tank in order of A 2 O to remove nitrogen and phosphorus. The AO method is a modification process of the AO process. When the AO process is nitrification, the removal efficiency is reduced. Therefore, an anoxic tank for denitrification is provided so as to remove phosphorus and nitrogen at the same time.

즉, AO공법은 혐기조 -> 호기조의 순서로 조가 배치되며, A2O공법의 경우 혐기조 -> 무산소조 -> 호기조의 순서로 조가 배치되고, 무산소조의 적용을 통해 반송슬러지에서 혐기조로 유입되는 질산성 질소의 양을 최소화할 수 있다. 혐기조, 무산소조는 탈질공정, 호기조는 질산화 공정을 하게되며, 유입수와 반송(활성)슬러지(외부순환)를 혐기조에 유입, 호기조 활성슬러지(내부순환)를 무산소조에 순환시킨다.That is, the AO method is arranged in the order of anaerobic tank -> aerobic tank. In the case of the A2O method, the tank is arranged in the order of anaerobic tank -> anoxic tank -> aerobic tank, and nitrate nitrogen introduced into the anaerobic tank from the return sludge through application of anoxic tank The amount can be minimized. The anaerobic tank and the anoxic tank are denitrified and the anoxic tank is nitrified. The influent and the activated sludge (external circulation) are introduced into the anaerobic tank and the aerobic tank activated sludge (internal circulation) is circulated to the anaerobic tank.

상기 A2O 공법은 질소와 인 모두를 제거할 수 있으며, 질산화에 필요한 알칼리도를 제공할 수 있으며, 슬러지의 침전성이 양호하고 운전이 상대적으로 간단하다는 장점이 있는 반면 질산성 질소를 포함하는 RAS는 혐기조로 반송되는데 이 때 인 제거능에 영향을 주게되며, 질소 제거는 내부반송비에 의해 제한적이며, AO공법보다 더 높은 BOD/P비가 필요하므로 외부 탄소원을 투입해야 하는 경우가 있다. The A2O process has the advantage that it can remove both nitrogen and phosphorus, can provide the necessary degree of alkalinity for nitrification, has good sedimentation property of sludge, and is relatively simple in operation, while RAS containing nitrate nitrogen has an advantage The nitrogen removal is limited by the internal recycle cost, and the BOD / P ratio is higher than that of the AO method. Therefore, an external carbon source may be required to be supplied.

상기 혐기조(Anaerobic Tank)는 산소가 없는 상태로 유지되며, 혐기조 내 질소는 암모니아 -> 질산성 -> 아질산성(호기영역) -> 질소(무산소 영역)의 과정으로 처리가 되며, 인은 미생물 내 과잉농축(호기영역) 및 배출(혐기영역)된다. 수중믹서를 사용하여 외부반송된 탄소원과 인 제거 미생물을 균질하게 교반하여 탄소원을 소모하고 원활한 인 방출을 유도한다.The anaerobic tank is maintained in an oxygen-free state, and the nitrogen in the anaerobic tank is treated by a process of ammonia-> nitrate-> nitrite (exhalation) -> nitrogen (anoxic region) Excess enrichment (exhalation region) and excretion (anaerobic region). Using an underwater mixer, externally transported carbon source and phosphorus removal microorganism are homogeneously stirred to consume carbon source and induce smooth release of phosphorus.

상기 혐기조에서는 인 방출 및 유기물 제거하는 단계로 하수 중에 포함된 유기물이 혐기성 발효되어 유기산 등의 발효물로 전환되고, 이 유기산은 미생물, 예를 들면 PAO에 흡수되어 PHA로 저장된다. 따라서 혐기조 내의 처리수에는 유기산, PAO에 저장된 PHA, 미발효 유기물이 포함된다. 상기 혐기조(121)를 거친 처리수는 상기 무산소조(122)로 이송된다.In the anaerobic tank, organic matter contained in sewage water is anaerobically fermented and converted into a fermentation product such as organic acid. The organic acid is absorbed by microorganisms such as PAO and stored as PHA. Therefore, the treated water in the anaerobic tank includes organic acids, PHA stored in PAO, and non-fermented organic matter. The treated water having passed through the anaerobic tank 121 is transferred to the anoxic tank 122.

상기 무산소조(Anoxic Tank)는 아질산화된 질소의 형태를 N2의 형태로 탈기시키는 탈질공정이 이루어지는 곳으로서 전자 공여체인 유기물이 산화되면서 생성된 전자를 전자 수용체인 질산염으로 전달함으로써 질산염을 탈질산화시키는 반응조이다. 탈질 관여 미생물로 Pseudomonas, Bacillus, Mirococcus, Achromobacter 등이 있고, 상기 혐기조에서 인방출에 소모되고 남은 탄소원을 사용하여 호기조에서 반송된 처리수내 질산성 질소를 탈질시킨다. 상기 무산소조(122)를 거친 처리수는 상기 호기조(123)로 이송된다. The Anoxic Tank is a denitrification process for degassing the form of the nitrified nitrogen in the form of N 2. The denitrification process is carried out by transferring the electrons generated by the oxidation of the organic matter as the electron donor to the nitrate of the electron acceptor to denitrify the nitrate Reaction tank. Pseudomonas, Bacillus, Mirococcus, Achromobacter, etc., which are denitrification-related microorganisms, denitrify the nitrate nitrogen in the treated water returned from the aerobic tank by using the remaining carbon source consumed in the anaerobic tank. The treated water passing through the anoxic tank 122 is transferred to the oxic tank 123.

상기 호기조(Aerobic Tank)는 암모니아성 질소 또는 질소화합물을 질산성 질소 -> 아질산성 질소의 형태로 바꾸는 곳으로서 전자 공여체인 유기물이 산화되면서 전자를 전자 수용체인 산소에 전달함으로써 유기물의 산화가 이루어지는 반응조이며, 유기물은 혐기조(121)로부터 무산소조(122)를 거친 처리수 통해 공급된다. 상기 처리수에 존재하는, 체내에 유기물 PHA를 저장하고 있는 PAO는 호기조에서 상기 PHA를 분해하여 세포를 합성하고, 인을 과잉으로 흡수하여 다중-P의 형태로 세포 내에 저장한다. The aerobic tank is a place where the ammonia nitrogen or the nitrogen compound is converted into the form of nitrate nitrogen-> nitrite nitrogen, and the organic matter as the electron donor is oxidized and the electron is transferred to the oxygen which is the electron acceptor, And the organic matter is supplied from the anaerobic tank 121 through the anoxic tank 122 through the treated water. PAO, which is present in the treated water and stores organic PHA in the body, decomposes the PHA in an oxic tank to synthesize cells, and absorbs phosphorus excessively and stores it in cells in the form of multiple-P.

상기 호기조의 질산화 미생물로 Nitrosomonas, Nitrobacter 등이 있고, 질산화 과정에는 오랜 시간이 필요하여 호기조의 체류시간(HRT)을 약 4 내지 6시간 이상으로 설계한다. 내부 막분리조 하부의 산기관을 통해 호기조내 DO농도를 높게 유지시키고 분리막 외부의 고형물을 탈리시킬 수 있고, 산기관의 수직흐름 교반력을 이용하여 질산화미생물과 인축정미생물(PAOs)의 조내 균질화를 통해 질산화와 인의 과잉섭취를 원활히 할 수 있다.Nitrosomonas and Nitrobacter are the nitrification microorganisms of the aerobic basin, and the nitrification process takes a long time and the residence time (HRT) of the aerobic basin is designed to be about 4 to 6 hours or more. The concentration of DO in the aerobic tank can be kept high through the aerosol under the inner membrane separator and the solids outside the separator can be desorbed and the homogenization of the nitrifying microorganisms and the PAOs It is possible to smoothly overproduce nitrification and phosphorus.

상기 막분리조는 상기 생물반응조를 거친 처리수에서 고형물과 미생물 슬러지를 분리하는 분리막이 구비된다. 상기 호기조에서 질산화와 인 과잉섭취를 통해 질소, 인이 제거된 처리수는 상기 분리막의 고액분리를 통해 상기 처리수조로 유입된다.The membrane separation tank is provided with a separation membrane for separating the solid matter and the microbial sludge from the treated water passed through the bioreactor. The treated water from which nitrogen and phosphorus are removed through nitrification and phosphorus ingestion in the aerobic tank is introduced into the treatment tank through solid-liquid separation of the separation membrane.

상기 안정화반송조는 상기 막분리조에서 분리된 활성슬러지를 상기 생물반응조로 (외부 및 내부)반송하고, 잉여슬러지를 슬러지저류조로 배출한다. 또한 수중믹서 교반을 통해 호기조에서 증가한 DO를 저감시킨 후 반송하여 혐기조, 무산소조의 부하를 경감시킬 수 있다.The stabilization transport vessel transports the activated sludge separated in the membrane separation tank to the bioreactor (outside and inside), and discharges the excess sludge to the sludge storage tank. Also, it is possible to reduce the load of the anaerobic tank and the anoxic tank by reducing the increased DO in the aerobic tank through the underwater mixer agitation and returning it.

상기 처리수조는 상기 막분리조를 거친 처리수를 저장하고, 차아염소산나트륨(NaOCl)을 첨가하여 미생물 및 세균을 제거한다.The treated water tank stores treated water passing through the membrane separation tank, and sodium hypochlorite (NaOCl) is added to remove microorganisms and bacteria.

상기 역삼투막 모듈은 상기 처리수조에 저장된 처리수를 고압펌프를 이용하여 역삼투 필터를 통과시켜 T-N, T-P, 색도 유발물질 및 기타 이온성 물질이 제거된 재이용수와 용존 유기물, 이온성 물질, 입자성 물질 등을 포함하는 농축수로 분리한다.The reverse osmosis membrane module passes the treated water stored in the treated water tank through a reverse osmosis filter using a high-pressure pump to remove recycled water from which TN, TP, chromogenic substances and other ionic substances are removed, dissolved organic substances, ionic substances, Substances and so on.

상기 역삼투막 모듈은 역삼투공급펌프, 역삼투 필터, 역삼투가압펌프 등으로 구성될 수 있으며,전처리를 위한 공지된 구성을 더 포함할 수 있다.The reverse osmosis membrane module may include a reverse osmosis feed pump, a reverse osmosis filter, and a reverse osmosis pressure pump, and may further include a known configuration for pretreatment.

상기 역삼투공급펌프 상기 처리수조의 처리수를 상기 역삼투 필터로 일정 수량을 균일하게 이송하는 역할을 한다. The reverse osmosis feed pump serves to uniformly transfer the treated water in the treated water tank to the reverse osmosis filter in a predetermined quantity.

상기 역삼투 필터는 역삼투(Reverse Osmosis) 막이 설치되어 재이용수와 농축수를 분리하는 것으로 그 전단에 위치한 상기 역삼투가압펌프가 10㎏/㎠ 이상의 고압으로 역삼투 막에 처리수를 통과시켜 T-N, T-P, 색도 유발물질 및 기타 이온성 물질이 제거된 재이용수와 용존 유기물, 이온성 물질 및 입자성 물질을 포함하는 농축수로 분리한다. 상기 재이용수는 방류수조에서 살균 약품을 투입하거나, pH를 조절하는 등 후처리를 통해 방류되거나 각 사용처에 공급될 수 있다.The reverse osmosis filter is provided with a reverse osmosis membrane to separate the reused water and the concentrated water. The reverse osmosis pressure pump located at the upstream side of the reverse osmosis membrane passes the treated water through the reverse osmosis membrane at a high pressure of 10 kg / , TP, color-causing substances and other ionic substances, dissolved water, dissolved organic matter, ionic substances and particulate matter. The reused water can be discharged through post treatment such as putting sterilizing chemicals in the discharged water tank, adjusting the pH, or supplied to each use place.

상기 역삼투가압펌프는 전·후단에 설치된 압력스위치의 설정된 수치에 따라 자동 정지되어 펌프의 공회전으로 인한 파손 및 역삼투 막에 이상고압운전으로 인한 손상을 사전에 방지하고, 역삼투 필터의 전·후단에 설치된 측정센서를 통해 압력상승, 유량저하, 운전시간 등 모든 데이터를 축적 분석하여 운전을 안정적이고, 효율적으로 제어할 수 있다.The reverse osmosis pressurization pump is automatically stopped according to the set value of the pressure switch installed at the front and rear end to prevent damage due to idling of the pump and damage due to abnormal high pressure operation to the reverse osmosis membrane. Through the measurement sensor installed at the rear, all data such as pressure rise, flow rate drop and operation time can be accumulated and analyzed, so that operation can be controlled stably and efficiently.

한편, 상기 역삼투막 모듈의 전단에는 상기 역삼투 모듈에 유입되는 처리수의 전처리를 위해 산화제에 의한 역삼투막의 손상을 방지하는 환원제를 투입하는 SBS 도징 시스템, 경도 물질을 제거하여 역삼투 막의 스케일 부착물(Fouling)을 억제하는 안티스캐일런트 도징 시스템(Antiscalant Dosing System) 및 처리수의 pH 조정을 위해 수산화나트륨(NaOH)을 투입하는 수산화나트륨(NaOH) 도징 시스템을 포함할 수 있다.Meanwhile, a SBS dosing system for introducing a reducing agent to prevent reverse osmosis membrane damage caused by an oxidizing agent for pretreatment of the treatment water flowing into the reverse osmosis module at the front end of the reverse osmosis membrane module, An antiscalant dosing system that suppresses the pH of the treated water, and a sodium hydroxide (NaOH) dosing system that feeds sodium hydroxide (NaOH) to adjust the pH of the treated water.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투막 농축수 처리 모듈의 공정도이다.2 is a process diagram of a reverse osmosis membrane-concentrated water treatment module according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에서 상기 농축수 처리 모듈은 상기 역삼투막 모듈의 농축수 배출 측에 연결되며, 생물혼화조, 무산소생물막조, 호기생물막조 및 여과기로 구성된다.Referring to FIG. 2, the concentrated water treatment module of the present invention is connected to the concentrated water discharge side of the reverse osmosis membrane module, and is composed of an agitation tank, an anoxic biofilm tank, a breath biofilm tank, and a filter.

상기 생물혼화조는 상기 슬러지저류조의 잉여슬러지를 상기 역삼투막 모듈로부터 배출된 농축수와 혼화시킨다. 역삼투 모듈에서 배출되는 농축수의 성상은 낮은 부유물질(SS) 농도로 응집침전하거나 가압부상 처리가 곤란하므로 본 발명은 상기 슬러지저류조의 잉여슬러지를 이용하여 농축수에 포함된 NBDCOD 및 난분해성질소를 제거한다. The biological admixture mixes the excess sludge of the sludge storage tank with the concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane module. Since the condensed water discharged from the reverse osmosis module is difficult to flocculate or flocculate at a low suspended solids concentration (SS) concentration, the present invention uses the excess sludge of the sludge storage tank to remove NBDCOD and refractory nitrogen .

상기 무산소생물막조 상기 생물혼화조에서 잉여슬러지와 혼화된 농축수에 메탄올(MeOH) 등의 유기탄소원을 투입하여 탄소원을 균질혼화 반응시켜 잉여슬러지의 탈질산화 반응을 일으켜서 난분해성질소를 제거한다.The organic carbon source such as methanol (MeOH) is added to the concentrated water mixed with the surplus sludge in the anaerobic biofilm bath to remove the refractory nitrogen by causing a denitrification oxidation reaction of the excess sludge by homogeneously mixing the carbon source.

상기 무산소생물막조에 사용되는 미생물은 탄소원으로 유기탄소를 이용하는 종속영양미생물로서, 메탄생성 세균(예를 들면 메타노사르시나(Methanosarcina)속, 메타노트릭스(Methanothrix)속, 메타노박테리움 (Methanobacterium)속, 메타노브레비박터(Methnobrevibacter)속), 황산환원세균(예를 들면, 디설포비브리오(Desulfovibrio)속, 디설포토마큘럼(Desulfotomaculum)속, 디설포박테리움(Desulfobacterium)속, 디설포박터(Desulfobacter)속, 디설포코커스(Desulfococcus)속), 질산환원세균(예를 들면, 바실러스(Bacillus)속, 락토바실러스(Lactobacillus)속, 에어로모나스(Aeromonas)속, 스트렙토코커스 (Streptococcus)속, 마이크로코커스(Micrococcus)속), 산생성 세균(예를 들면, 클로스트리듐(Clostridium)속, 아세티비브리오(Acetivibrio)속, 바세로이데스 (Baceroides)속, 루미노코커스(Ruminococcu)속), 통성 혐기성 세균(예를 들면, 바실러스(Bacillus)속, 락토바실러스(Lactobacillus)속,에어로모나스(Aeromonas)속, 스트렙토코커스(Streptococcus)속, 마이크로코커스(Micrococcus)속) 등을 들 수 있는데, 특히 바실러스(Bacillus)속, 슈도모나스(Pseudomonas)속, 에어로모나스(Aeromonas)속, 스트렙토코커스(Streprococcus)속, 마이크로코커스 (Micrococcus)속은 산화형태 질소환원활성을 가지기 때문에 무산소조에서 사용에 바람직하다.The microorganisms used in the anaerobic biofilm bath are heterotrophic microorganisms using organic carbon as a carbon source, and include methanogenic bacteria such as Methanosarcina genus, Methanothrix genus, Methanobacterium genus, (For example, methosulfate, methanobrevibacter), sulfuric acid reducing bacteria (for example, Desulfovibrio genus, Desulfotomaculum genus, Desulfobacterium genus, Desulfobacter spp., Desulfococcus spp., Desulfococcus spp.), Nitrate reducing bacteria (for example, Bacillus spp., Lactobacillus spp., Aeromonas spp., Streptococcus spp. (Micrococcus), acid-producing bacteria (for example, Clostridium, Acetivibrio, Baceroides, Ruminococcus), tuberous anaerobic bacteria (Yes Bacillus genus, Lactobacillus genus, Aeromonas genus, Streptococcus genus, Micrococcus genus, and the like. Particularly, genus Bacillus, genus Bacillus, Pseudomonas, Aeromonas, Streprococcus and Micrococcus are preferred for use in anoxic tank because they have oxidized form nitrogen-reducing activity.

또한 상기 무산소생물막조는 상기 생물혼화조로부터 공급받은 농축수의 질산성 질소제어를 위해 폴리프로필렌 부유성 여재(담체)를 구비한 상향류형 또는 부상형 무산소 미생물 반응조일 수 있다.The anaerobic biofilm tank may be an upflow type or floating type anaerobic microorganism tank having a polypropylene floating media (carrier) for nitrate nitrogen control of the concentrated water supplied from the biomass tank.

상기 호기생물막조는 상기 무산소생물막조에서 반응된 혼화슬러지(잉여슬러지+농축수+유기탄소원)에 응집제를 투입하여 슬러지플록을 크게해 침강성을 개선한다. 따라서 상기 무산소생물막조에서 질산성 질소제어가 끝난 농축수를 이송하는 이송펌프와 이송라인이 구비될 수 있다.The aerobic biofilm bath increases the sludge floc by adding flocculant to the mixed sludge (excess sludge + concentrated water + organic carbon source) reacted in the anaerobic biofilm bath to improve sedimentation. Therefore, a transfer pump and a transfer line for transferring nitrate nitrogen-controlled concentrated water from the anaerobic biofilm tank may be provided.

상기 무산소생물막조 및 상기 호기생물막조에는 공기와 물을 이용한 역세 또는 기포 형성을 위한 부가설비가 해당 생물막조의 규격 또는 사용 용도에 대응하게 더 부설될 수 있다.The anaerobic biofilm tank and the aerobic biofilm tank may be supplemented with additional equipment for backwash or bubble formation using air and water, corresponding to the standard or use of the biofilm tank.

상기 여과기는 상기 호기생물막조에서 반응된 슬러지플록을 고액분리시켜 여과수를 방류하거나 재이용하고 농축된 슬러지는 탈수기로 이송시켜 처리할 수 있다. The filter may be treated by discharging or reusing the filtered water through solid-liquid separation of the reacted sludge flocs in the aerobic biofilm bath, and transferring the concentrated sludge to a dehydrator.

상기와 같이 구성된 농축수 처리 모듈은 생물학적 처리공정에서 발생되는 잉여슬러지를 이용하여 농축수를 물리, 생물화학적으로 처리함으로써, 농축수 처리에 요구되는 약품비, 전력비 등 유지관리비를 절감할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 농축수 처리 모듈은 역삼투막 모듈에서 재이용수의 회수율(투입되는 처리수 대비 중량%)이 50~70% 일 때 농축수에 포함된 총 질소제거에 우수한 성능을 나타낼 수 있다.The concentrated water treatment module configured as described above can physically and biochemically treat the concentrated water using the excess sludge generated in the biological treatment process, thereby reducing the maintenance cost such as the medicine cost and the power ratio required for the concentrated water treatment. Particularly, the concentrated water treatment module according to the present invention can exhibit excellent performance in removing total nitrogen contained in the concentrated water when the recovery rate of the reused water in the reverse osmosis membrane module is 50% to 70% by weight based on the treated water.

이하 구체적인 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples and comparative examples.

실시예 1, 2 및 비교예 1Examples 1 and 2 and Comparative Example 1

도 1 및 2의 막분리 수처리 시스템을 갖는 수처리 설비(설비 규격, 작동 조건 등 기재부탁드립니다.)를 설치하고, 수처리를 수회 반복하여 실시하였다. 각 회차마다 역삼투막 모듈에서 배출되는 재이용수의 회수율(역삼투막 모듈에 투입되는 처리수 대비 배출되는 재이용수의 중량비율)을 측정하여 실시예 1(50~60%미만), 실시예 2(60~70%미만), 비교예 1(70~80%)로 구분하였다.A water treatment facility (facility specifications, operating conditions, etc.) having the membrane separation water treatment system of Figs. 1 and 2 was installed and water treatment was repeated several times. (Less than 50 to 60%) in Example 1 (less than 50 to 60%) and 60 to 70% in Example 2 were measured by measuring the recovery rates of the reused water discharged from the reverse osmosis membrane module (the weight ratios of the reused water discharged to the reverse osmosis membrane module) %) And Comparative Example 1 (70 to 80%).

실험예Experimental Example

실시예 1, 2 및 비교예 1에서 회수율에 따른 총질소 제거 효과를 측정하기 위하여, 각 회차마다 초기 농축수(원수)의 총질소 함량 및 농축수 처리 모듈을 거친 재이용수(처리수) 총질소 함량을 측정하고, 회수율에 따른 총질소 함량의 평균 값을 하기 표 1에 나타내었다.In order to measure the total nitrogen removal effect according to the recovery rates in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the total nitrogen content of the initial concentrated water (raw water) and the reused water (treated water) total nitrogen And the average value of the total nitrogen content according to the recovery rate is shown in Table 1 below.

구분division 회수율(%)Recovery rate (%) 원수 총질소 함량Total nitrogen content 처리수 총질소 함량 평균Total nitrogen content in treated water 처리효율(%)Treatment efficiency (%) T-N(mg/L)T-N (mg / L) T-N(mg/L)T-N (mg / L) 실시예 1Example 1 50~60%미만Less than 50 ~ 60% 15.75~19.1215.75 to 19.12 6.77~8.226.77 ~ 8.22 5757 실시예 2Example 2 60~70%미만Less than 60 ~ 70% 19.12~24.7419.12-24.74 8.22~10.648.22-10.64 5757 비교예 1Comparative Example 1 70~80%70 to 80% 24.74~35.9924.74 to 35.99 21.03~30.5921.03 ~ 30.59 1515

상기 표 1을 참조하면, 역삼투막 모듈의 재이용수 회수율이 50~60%인 경우(실시예 1 참조) 총질소 제거율이 약 57%, 회수율이 60~70%인 경우(실시예 2 참조) 총질소 제거율이 약 57%로 농축수 제거 모듈에 의한 총질소 제거 효과가 뚜렸한 반면, 회수율이 70% 이상인 경우(비교예 1 참조) 총질소 제거율이 약 15%로 농축수 제거 모듈의 효과가 저하된 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, when the reuse water recovery rate of the reverse osmosis membrane module is 50 to 60% (see Example 1), the total nitrogen removal rate is about 57% and the recovery rate is 60 to 70% The removal efficiency of the concentrated water removal module was reduced to about 15% when the recovery rate was 70% or more (see Comparative Example 1), while the removal efficiency was about 57% .

따라서 본 발명에 따른 농축수 처리 모듈은 역삼투막 모듈에서 재이용수의 회수율(투입되는 처리수 대비 중량%)이 50% 이상 70% 미만일 때 농축수에 포함된 총 질소제거에 가장 바람직하다.Accordingly, the concentrated water treatment module according to the present invention is most preferable for removing total nitrogen included in the concentrated water when the recovery rate of the reused water in the reverse osmosis membrane module is 50% or more and less than 70% by weight based on the treated water.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 발명의 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Accordingly, the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the description of the invention, and all changes or modifications derived from the meaning, scope and equivalence of the claims are deemed to be included in the scope of the present invention. .

Claims (4)

일측으로 하폐수가 유입되는 유량조정조;
상기 유량조정조의 타측에 연결되고 미생물의 성장 및 오염물의 분해가 발생하는 생물반응조;
상기 생물반응조를 거친 처리수에서 고형물과 미생물 슬러지를 분리하는 막분리조;
상기 막분리조의 활성슬러지를 상기 생물반응조로 반송하고, 잉여슬러지를 슬러지저류조로 배출하는 안정화반송조;
상기 막분리조를 거친 처리수에 차아염소산나트륨(NaOCl)을 첨가하는 처리수조;
상기 처리수조로부터 유입되는 처리수의 용존 유기물, 이온성 물질 및 입자성 물질을 포함하는 농축수를 배출하는 역삼투막 모듈; 및
상기 역삼투막 모듈의 농축수 배출 측에 연결되며,
상기 슬러지저류조의 잉여슬러지를 상기 농축수와 혼화시키는 생물혼화조,
상기 생물혼화조를 거친 농축수에 유기탄소원을 투입하여 탈질산화 시키는 무산소생물막조,
상기 무산소생물막조를 거친 농축수에 응집제가 투입되어 인을 제거하는 호기생물막조 및
상기 호기생물막조를 거친 농축수를 여과하여 방류하거나 재이용하는 여과기
로 구성되어 상기 농축수에 포함되어 있는 T-N을 제거하는 농축수 처리 모듈;
을 포함하는 막분리 수처리 시스템.
A flow regulating tank into which the wastewater flows into the one side;
A bioreactor connected to the other side of the flow rate adjusting tank and causing growth of microorganisms and decomposition of contaminants;
A membrane separation tank for separating the solid matter and the microbial sludge from the treated water passed through the bioreactor;
A stabilization conveying tank for conveying the activated sludge of the membrane separation tank to the bioreactor and discharging excess sludge to the sludge storage tank;
A treatment water tank for adding sodium hypochlorite (NaOCl) to the treated water passed through the membrane separation tank;
A reverse osmosis membrane module for discharging concentrated water containing dissolved organic matter, ionic material and particulate matter of the treated water flowing from the treated water tank; And
A reverse osmosis membrane module connected to the concentrated water discharge side of the reverse osmosis membrane module,
An agitation tank for mixing excess sludge of the sludge storage tank with the concentrated water,
An oxygen-free biofilm tank in which an organic carbon source is added to the concentrated water obtained through the biomass tank to denitrify and oxidize,
An aerobic biofilm tank in which phosphorous is removed by introducing an aggregating agent into concentrated water obtained through the anaerobic biofilm bath,
A filter for discharging or reusing the concentrated water through the aerobic biofilm tank;
A concentrated water treatment module configured to remove TN contained in the concentrated water;
And a membrane separation and treatment system.
제1항에 있어서,
상기 생물반응조는 혐기조, 무산소조, 호기조의 순서로 구성되어 질소 및 인을 제거하는 것을 특징으로 하는 막분리 수처리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the bioreactor is composed of an anaerobic tank, an anoxic tank, and an oxic tank in order to remove nitrogen and phosphorus.
제1항에 있어서,
상기 역삼투막 모듈의 전단에는 상기 역삼투막 모듈에 유입되는 처리수에 환원제를 투입하는 SBS 도징 시스템, 경도 물질을 제거하는 안티스캐일런트 도징 시스템(Antiscalant Dosing System) 및 수산화나트륨(NaOH)을 투입하는 수산화나트륨(NaOH) 도징 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 막분리 수처리 시스템.
The method according to claim 1,
An SBS dosing system for introducing a reducing agent into the treated water flowing into the reverse osmosis membrane module, an antiscalant dosing system for removing hard substances, and a sodium hydroxide (NaOH) injecting sodium hydroxide (NaOH) ≪ / RTI > NaOH) dosing system.
제1항에 있어서,
상기 역삼투막 모듈의 재이용수 회수율이 50~70중량%인 것을 특징으로 하는 막분리 수처리 시스템.
The method according to claim 1,
And the recovery rate of the reused water of the reverse osmosis membrane module is 50 to 70% by weight.
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