KR101931261B1 - Foul water treatment method using ultrasonic wave cleaning - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초음파 세척을 이용한 하수고도처리 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 세척을 이용하여 탈질화 및 색도의 제거가 가능한 초음파 세척을 이용한 하수고도처리 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage elevation treatment process using ultrasonic cleaning, and more particularly, to a sewage elevation treatment process using ultrasonic cleaning capable of denitrification and chromaticity removal using ultrasonic cleaning.
일반적으로, 종래의 하수의 처리방법은 물리적 처리, 화학적 처리 및 생물학적 처리를 중심으로 시행되고 있으며, 물리적 처리는 하수 중의 고형물을 중력에 의해 액체로부터 분리하거나 또는 기타의 물리적 방법으로 처리하는 공법으로 처리의 한계성이 있고, 화학적 처리는 화학 약품을 하수에 첨가하여 중화 또는 ph조정, 산화 환원, 응집 침전, 흡착등의 처리공법으로 화학약품 비용 및 슬러지 발생량의 증가에 따른 처리비용이 매우 높으며, 상기의 물리·화학적 방법의 단점을 보완하기 위하여 생물학적 고도처리방법을 적용하고 있으나 생물학적 고도 처리방법인 경우 유입수 중의 유기물과 영양염류의 농도에 따라 처리 효율에 큰 영향을 받고 있으며, 이에 활성미생물에 의한 영양염류 제거율의 신뢰도가 낮은 형편이다.Generally, conventional sewage treatment methods are mainly focused on physical treatment, chemical treatment and biological treatment, and physical treatment is performed by separating solid matter in sewage water from liquid by gravity or treating it with other physical methods And the chemical treatment is very expensive due to the increase of the chemical cost and the sludge generation amount by the treatment method such as neutralization or pH adjustment, redox, coagulation sedimentation, adsorption, etc. by adding the chemical to the sewage, In order to overcome the disadvantages of physical and chemical methods, biological advanced treatment methods have been applied. However, biological advanced treatment methods have been greatly influenced by treatment efficiency depending on the concentration of organic matter and nutrients in influent water. The reliability of the removal rate is low.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 본 발명자는 무산소조, 호기조로 구성된 생물반응조에서 질산화 및 탈질작용에 의한 질소제거와 전기분해조에서 철 석출장치 내에 철을 용출시켜 인과 결합하여 인을 제거하고 응집제를 첨가하며 전기분해조를 추가 설치하는 전기분해를 이용한 하수처리 시스템을 제안한 바 있다(등록특허 제10-1543551호).In order to solve the above problems, the inventor of the present invention has proposed a method of removing nitrogen by nitrification and denitrification in an anoxic tank and an aerobic tank, dissolving iron in an iron precipitation apparatus in an electrolytic tank, A flocculation agent is added and an electrolytic bath is additionally installed (Patent No. 10-1543551).
그러나, 이러한 하수처리 시스템은 한 쌍의 무산소조 및 한 쌍의 전기분해조가 구비되어야 함으로써 처리시간이 기존에 비해 2배 이상으로 증가하기 때문에 비효율적인 측면이 있었다. 또한, 처리수내의 비분해성 물질이나 색도의 제거가 전혀 이루어지지 않는 문제점도 있었다.However, this sewage treatment system has a pair of anoxic tank and a pair of electrolytic tanks, which results in an inefficient aspect because the treatment time is increased to twice as much as the conventional one. In addition, there is a problem that the non-decomposable substances and chromaticity in the treated water are not removed at all.
본 발명의 목적은 초음파 세척을 이용하여 탈질화 및 색도의 제거가 가능한 초음파 세척을 이용한 하수고도처리 공정을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a sewage elevation treatment process using ultrasonic cleaning capable of denitrification and chromaticity removal using ultrasonic cleaning.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다The object of the present invention is not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description
본 발명의 일측면에 따르면, 초음파 세척을 이용한 하수고도처리 공정으로서, (a) 1차 침전조에서, 입자크기가 큰 슬러지가 스크린시설에 의해 전처리된 하수가 유입되고, 중력에 의해 슬러지를 침강 시킨 후 배출되는 단계; (b) 무산소조에서, 상기 1차 침전조에서 배출된 처리수를 유입되고, 유기물에 의한 탈질 반응이 진행되는 단계; (c) 호기조에서, 상기 무산소조에서 배출된 처리수가 유입되고, 산소가 공급되는 상태에서 미생물에 의한 유기물 제거, 질산화 반응 및 과잉 인 섭취 반응이 진행되는 단계; 및 (d) 초음파조에서, 상기 호기조에서 처리되어 배출된 처리수가 초음파에 의하여 탈질화 및 색도의 제거가 발생하는 단계를 포함한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a sewage elevation treatment process using ultrasonic cleaning, comprising the steps of: (a) in a primary settling tank, sewage sludge having a large particle size is pre-treated by a screen facility is introduced, and sludge is settled by gravity ; (b) in the anoxic tank, the treated water discharged from the primary settling tank is introduced and the denitrification reaction proceeds with the organic matter; (c) In the aquarium, the treated water discharged from the anoxic tank is introduced, and the organic matter removal by the microorganism, the nitrification reaction and the excessive intake reaction proceed in a state where oxygen is supplied. And (d) in the ultrasonic bath, the treatment water treated and discharged in the aerobic tank is denitrified and the chromaticity is removed by ultrasonic waves.
또한, 상기 초음파조에서, 먼저 저주파(약 24kHz)의 초음파를 조사하고, 다음에 고주파(약 580kHz)의 초음파를 조사하도록 구성된다.In the ultrasonic bath, ultrasonic waves of a low frequency (about 24 kHz) are irradiated first, and then ultrasonic waves of high frequency (about 580 kHz) are irradiated.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 초음파 세척을 이용한 하수고도처리 장치로서, 입자크기가 큰 슬러지가 스크린시설에 의해 전처리된 하수가 유입되고, 중력에 의해 슬러지를 침강 시킨 후 배출되는 1차 침전조; 1차 침전조에서 배출된 처리수가 유입되고, 유기물에 의한 탈질 반응이 진행되는 무산소조; 상기 무산소조에서 배출된 처리수가 유입되고, 산소가 공급되는 상태에서 미생물에 의한 유기물 제거, 질산화 반응 및 과잉 인 섭취 반응이 진행되는 호기조; 상기 호기조에서 처리되어 배출된 처리수가 초음파리에 의하여 탈질화 및 색도의 제거가 발생하는 초음파조를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for advanced sewage treatment using ultrasonic cleaning, comprising: a primary settling tank in which sewage treated by a screen facility is introduced into a sludge having a large particle size, the sludge is settled by gravity and then discharged; Anoxic tank in which treated water discharged from the primary settling tank flows and denitrification reaction proceeds with organic matter; An oxic tank in which the treated water discharged from the anoxic tank is introduced and the organic matter removal by the microorganism, the nitrification reaction and the excessive intake reaction proceed in a state where oxygen is supplied; And an ultrasonic tank in which the treated water discharged and treated in the aerobic tank is denitrified by ultrasonic waves and chromaticity is removed.
또한, 상기 초음파조에서, 먼저 저주파(약 24kHz)의 초음파를 조사하고, 다음에 고주파(약 580kHz)의 초음파를 조사하도록 구성된다.In the ultrasonic bath, ultrasonic waves of a low frequency (about 24 kHz) are irradiated first, and then ultrasonic waves of high frequency (about 580 kHz) are irradiated.
또한, 초음파조는 침지형 분리막 및 상기 침지형 분리막을 세척하는 초음파 발생부를 더 구비하며, 초음파 발생부는 침지형 분리막을 향해 초음파를 조사하는 초음파 진동자 및 초음파를 침지형 분리막으로 지향시키는 초음파 지향판을 포함한다.The ultrasonic wave generator further includes an ultrasonic wave generator for cleaning the immersion type membrane and the immersion type membrane. The ultrasonic wave generator includes an ultrasonic vibrator for irradiating the ultrasonic wave toward the immersion type membrane, and an ultrasonic wave directing plate for directing the ultrasonic wave to the immersion type membrane.
또한, 초음파 진동자는 침지형 분리막을 중심으로 양측에 복수개의 초음파 진동자의 스트링으로 배열된다.Further, the ultrasonic transducer is arranged as a string of a plurality of ultrasonic transducers on both sides around the immersion type separation membrane.
또한, 초음파조는 초음파조의 하부에 걸쳐서 수평으로 배치되는 제2 초음파 지향판을 더 포함한다.The ultrasonic bath further includes a second ultrasonic wave-directing plate disposed horizontally across the lower portion of the ultrasonic bath.
본 발명의 초음파 세척을 이용한 하수고도처리 공정에 따르면, 초음파 세척을 이용하여 처리 시간을 감소시키면서 대용량 및 고농도 하수의 부하에 상관없이 질소와 인을 동시에 효과적으로 제거가능하므로 운영 유지비의 경담 등 많은 경제적 이익이 발생하는 효과가 있다.According to the sewage elevation treatment process using the ultrasonic cleaning method of the present invention, it is possible to simultaneously remove nitrogen and phosphorus irrespective of the load of the large-capacity and high-concentration sewage while reducing the treatment time using the ultrasonic cleaning, There is an effect that occurs.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 세척을 이용한 하수고도처리 공정을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 도 1에 따른 초음파조의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 따른 초음파 발생부의 개략적인 구성도이다.FIG. 1 is a process diagram for explaining an advanced sewage treatment process using ultrasonic cleaning according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a schematic configuration diagram of the ultrasonic bath according to Fig. 1. Fig.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the ultrasonic generator according to FIG. 2. FIG.
본 발명은 "초음파 세척을 이용한 하수고도처리 공정"으로, 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있도록 구체적인 내용을 기재하고 충분히 유추 가능한 별도의 기재는 생략하며, 필요 경우 실시예 및 도면을 기재한다.The present invention is described in detail in the "sewage elevation treatment process using ultrasonic cleaning ", which will be described in detail so that those skilled in the art can easily understand it.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 정의된 용어들은 한정 해석하지 아니하며, 운용자의 의도 또는 관례등에 따라 달라질 수 있고, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In addition, terms defined in the present specification and claims are not to be interpreted as limiting, and may be changed according to the intention or custom of the operator, and should be construed in a meaning and a concept consistent with the technical idea of the present invention.
이하에서는 이러한 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 세척을 이용한 하수고도처리 공정을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a sewage elevation process using ultrasonic cleaning according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 세척을 이용한 하수의 질소와 인 제거 공정을 설명하기 위한 공정도이다.1 is a process diagram for explaining a nitrogen and phosphorus removal process of sewage using ultrasonic cleaning according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 초음파 세척을 이용한 하수의 질소와 인 제거 공정은, 하수의 질소와 인을 동시에 제거할 수 있는 1차 침전조(10),무산소조(20), 호기조(30), 초음파조(40)로 구성된 하수고도처리 장치에서 수행된다.Referring to FIG. 1, the nitrogen and phosphorus removal process of sewage using ultrasonic cleaning includes a
1차 침전조(10)에서는 입자크기가 큰 슬러지가 스크린시설에 의해 전처리된 하수가 유입되고, 중력에 의해 슬러지를 침강 시킨 후 배출된다.In the
무산소조(20)에서는 상기 1차 침전조(10)에서 배출된 처리수를 유입되고, 유기물에 의한 탈질 반응이 진행된다.In the anoxic tank (20), the treated water discharged from the primary settling tank (10) flows into the anaerobic tank (20), and the denitrification reaction by organic matter proceeds.
호기조(30)에서는 상기 무산소조(20)에서 배출된 처리수가 유입되고, 산소가 공급되는 상태에서 미생물에 의한 유기물 제거, 질산화 반응 및 과잉 인 섭취 반응이 진행된다. 호기조(30)에는 유기물이 거의 없는 처리수(즉, 무산소조(20)를 거친 처리수)가 유입되므로 질산화율이 높아 체류시간이 단축될 수 있고, 산소가 별도로 공급될 수 있다.In the oxic tank 30, the treated water discharged from the
초음파조(40)에서는 상기 호기조(30)에서 처리되어 배출된 처리수가 초음파 세척에 의하여 탈질화 및 색도의 제거가 발생한다.In the
도 2는 도 1에 따른 초음파조의 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 2에 따른 초음파 발생부의 개략적인 구성도이다.FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the ultrasonic bath according to FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the ultrasonic wave generator according to FIG.
도 2를 참조하면, 초음파조(40)는 호기조(30)에서 처리된 처리수에서 슬러지를 분리하여 여과시키는 슬러지 분리막(53)을 구비하는 침지형 분리막(51)을 포함한다. 또한, 막분리에 필요한 압력차 형성을 위해서, 침지형 분리막(51)에는 처리수의 배수펌프(P)가 연결될 수 있다.2, the
또한, 초음파조(40)는 초음파에 의해 침지형 분리막(51)을 세척하는 초음파 발생부를 더 구비할 수 있다. 초음파 발생부는 초음파 발생기(45)에 연결되어 침지형 분리막(51)을 향해 초음파를 조사하는 초음파 진동자(41) 및 초음파를 침지형 분리막(51)으로 지향시키는 초음파 지향판(43)을 포함한다.In addition, the
또한, 초음파 진동자(41)는 침지형 분리막(51)을 중심으로 양측에 복수개의 초음파 진동자(41)의 스트링으로 배열될 수 있다.The
또한, 초음파조(40)의 하부에 걸쳐서 수평으로 넓은 면적에 걸쳐서 배치되는 별도의 제2 초음파 지향판(47)이 추가로 구비됨으로써 초음파에 의한 탈질화 및 색도의 제거 효율을 증진시킬 수 있다.Further, since the second ultrasonic
본 발명에 따른 초음파조(40)에서는 먼저 저주파(약 24kHz)의 초음파를 조사하고, 다음에 고주파(약 580kHz)의 초음파를 조사하도록 구성함으로써 오염물질의 제거율을 상승시키고 있다.In the
구체적으로, 저주파의 초음파 영역에서는 상대적으로 큰 기포가 형성되어 기포 내부에 높은 온도와 압력을 이끌어내며, 격렬한 공동현상을 일으켜 오염물질을 파괴시킬 수 있게 된다. 반면에, 고주파의 영역의 경우, 주기가 짧아져 저주파에 비해 많은 기포들을 발생시킬 수 있으며, 보다 넓은 면적에 조사할 수 있는 장점을 갖는다 Specifically, relatively large air bubbles are formed in the low frequency ultrasonic range, leading to high temperature and pressure inside the air bubbles, and can cause intense cavitation and destruction of contaminants. On the other hand, in the case of the high-frequency region, the period is shortened to generate more bubbles than the low-frequency region,
특히, 본 실시예에 있어서, 초음파 진동자(41)는 상하로 이동가능하게 구성된다.In particular, in the present embodiment, the
도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 진동자(41)는 초음파 지향판(43)의 일부에 배치되며, 초음파 지향판(43)은 랙기어(43c)와 피니언기어(43b)가 맞물려 있으며 피니언기어(43b)에 구동모터(43a)가 결합되어 있다.3, the
구동모터(43a)의 동작에 의해 피니언기어(43b)가 회전하고 피니언기어(43b)와 맞물려 있는 랙기어(43c)가 하부 또는 상부 방향으로 이동하게 되면 초음파 지향판(43)이 하부 또는 상부 방향으로 이동하게 되며, 이와 함께 초음파 진동자(41)도 하부 또는 상부 방향으로 이동하게 된다.When the
이와 같이, 초음파 진동자(41)는 상하로 이동가능하게 구성됨으로써 침지형 분리막(51)의 세척효율이 향상될 수 있다.As described above, the
본 발명은 고도처리에 의한 하수를 처리하여 수계로 바로 배출하거나 다른 한편으로 하수를 화장실의 세척 용수나 작물 재배용으로 재활용할 수 있다.The present invention can treat the sewage treated by advanced treatment and discharge it directly to the water system, or on the other hand, the sewage can be recycled for washing water or crop cultivation in the toilet.
상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술은 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been described with reference to the particular embodiments and drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications and variations are possible.
10 : 1차 침전조 20 : 무산소조
30 : 호기조 40 : 초음파조
41 : 초음파 진동자 43 : 제2 초음파 지향판
51 : 침지형 분리막10: Primary sedimentation tank 20: Anoxic tank
30: aerobic tank 40: ultrasonic tank
41: ultrasonic transducer 43: second ultrasonic wave-directing plate
51: Submerged membrane
Claims (7)
입자크기가 큰 슬러지가 스크린시설에 의해 전처리된 하수가 유입되고, 중력에 의해 슬러지를 침강 시킨 후 배출되는 1차 침전조;
1차 침전조에서 배출된 처리수가 유입되고, 유기물에 의한 탈질 반응이 진행되는 무산소조;
상기 무산소조에서 배출된 처리수가 유입되고, 산소가 공급되는 상태에서 미생물에 의한 유기물 제거, 질산화 반응 및 과잉 인 섭취 반응이 진행되는 호기조;
상기 호기조에서 처리되어 배출된 처리수가 초음파리에 의하여 탈질화 및 색도의 제거가 발생하는 초음파조를 포함하고,
상기 초음파조에서, 먼저 24kHz의 저주파 초음파를 조사하고, 다음에 580kHz의 고주파 초음파를 조사하도록 구성되고,
상기 초음파조는 침지형 분리막 및 상기 침지형 분리막을 세척하는 초음파 발생부를 더 구비하며, 초음파 발생부는 침지형 분리막을 향해 초음파를 조사하는 초음파 진동자, 초음파를 침지형 분리막으로 지향시키는 제1 초음파 지향판, 및 초음파조의 하부에 걸쳐서 수평으로 배치되는 제2 초음파 지향판을 포함하고.
상기 초음파 진동자는 침지형 분리막을 중심으로 양측에 복수개의 초음파 진동자의 스트링으로 배열되며,
상기 제1 초음파 지향판은 랙기어와 피니언기어가 맞물림되는 기어 구성에 의해 상하로 이동가능하게 되고, 이에 따라 상기 초음파 진동자가 상하로 이동가능한 것을 특징으로 하는 초음파 세척을 이용한 하수고도처리 장치.As sewage elevation treatment apparatus using ultrasonic cleaning,
A first settling tank in which a sludge having a large particle size flows into the sewage treated by the screen facility, the sludge is settled by gravity and then discharged;
Anoxic tank in which treated water discharged from the primary settling tank flows and denitrification reaction proceeds with organic matter;
An oxic tank in which the treated water discharged from the anoxic tank is introduced and the organic matter removal by the microorganism, the nitrification reaction and the excessive intake reaction proceed in a state where oxygen is supplied;
And an ultrasonic tank in which the treated water discharged from the aerobic tank is removed by denitrification and chromaticity is removed,
In the ultrasonic bath, first a low-frequency ultrasonic wave of 24 kHz is irradiated, then a high-frequency ultrasonic wave of 580 kHz is irradiated,
The ultrasonic wave generator further includes an ultrasonic wave generator for cleaning the immersion type separation membrane and the immersion type separation membrane. The ultrasonic wave generator includes an ultrasonic vibrator for irradiating ultrasonic waves toward the immersion type separation membrane, a first ultrasonic wave director for directing the ultrasonic waves to the immersion type separation membrane, And a second ultrasonic wave-directing plate disposed horizontally over the first ultrasonic wave-directing plate.
The ultrasonic transducer is arranged on both sides of the immersion type separation membrane as a plurality of ultrasonic transducer strings,
Wherein the first ultrasonic wave guide plate is vertically movable by a gear structure in which the rack gear and the pinion gear are engaged with each other so that the ultrasonic vibrator is movable up and down.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180070916A KR101931261B1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Foul water treatment method using ultrasonic wave cleaning |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR101931261B1 true KR101931261B1 (en) | 2018-12-20 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111170457A (en) * | 2020-02-06 | 2020-05-19 | 徐锋 | Sewage treatment device and method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101750442B1 (en) * | 2017-01-11 | 2017-06-27 | 주식회사 케이엔씨 | Sewage advanced treatment system using ultrasonic device |
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2018
- 2018-06-20 KR KR1020180070916A patent/KR101931261B1/en active IP Right Grant
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