KR101967421B1 - System of hybrid type constructed wetland using electro-coagulation process as pretreatment process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기응집공정을 전처리공정으로 사용하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템에 관한 것으로, 하수가 수용되는 저장탱크부, 저장탱크부와 연계되어 전처리 공정으로 사용되는 전기응집공정부, 전기응집공정 후 처리된 1차 처리수를 수용되는 1차 수용탱크부, 1차 처리수가 유입되는 지하수위 수직류식 인공습지공정부, 지하수위 수직류식 인공습지공정 후 처리된 2차 처리수를 수용하는 2차 수용탱크부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 운전 및 유지관리에 들어가는 기술이 적고 대부분의 처리가 여재 및 미생물에 의한 흡착, 분해이므로 운전비용이 절감되고 슬러지 발생이 없으므로 친환경적이다.The present invention relates to a hybrid artificial wetland processing system using an electrocoagulation process as a pretreatment step, comprising: a storage tank for storing sewage; an electrocoagulation unit for use in a pretreatment process in connection with the storage tank; A primary storage tank portion for receiving the treated primary treated water, a groundwater level for entering the primary treated water, a direct current type wetland construction portion for groundwater, a groundwater portion for receiving the secondary treated water after the direct current type wetland processing And a car-receiving tank unit.
The present invention is eco-friendly because it has few technologies for operation and maintenance and most of the treatment is adsorption and decomposition by filter media and microorganisms, thereby reducing operating costs and eliminating sludge generation.
Description
본 발명은 하이브리드형 인공습지공정 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 전처리공정으로 전기응집공정을 사용하여 유기물, 질소, 인의 동시 제거가 가능한 하이브리드형 인공습지공정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid wet type artificial wetland processing system, and more particularly, to a hybrid wet type wetland processing system capable of simultaneously removing organic matter, nitrogen, and phosphorus using an electric flocculation process in a pretreatment process.
환경부의 '2013 하수도 통계'에 따르면 도시지역 하수도보급률은 94.9%이지만 농어촌지역 하수도 보급률은 63.7%로 도시지역에 비하여 약 30%가량 낮은 값을 나타내고 있다. 이러한 지역은 대부분 발생원이 산재되어 있어 하수관거를 이용한 광역 차집방식으로는 해결이 힘들며 마을 하수도 또는 개인하수처리시설을 이용한 소규모 처리가 필요하다. 그러나 이러한 소규모 처리시설로 제안되는 공정의 경우 대부분 처리효율, 처리 및 운전의 안정성 등이 낮거나 대규모 오폐수처리에 적용되는 공정을 단순 축소하여 공정이 매우 복잡하여 운전이 어렵고 유지관리가 힘들거나 하여 적용에 제한이 있다. According to the Ministry of Environment 's' 2013 Sewage Statistics', the sewerage penetration rate in urban areas is 94.9%, but the sewerage penetration rate in rural areas is 63.7%, which is about 30% lower than in urban areas. Most of these areas are scattered by sources, so it can not be solved by using a sewerage system using a sewerage system. However, most of the processes proposed by these small-scale processing facilities are low in processing efficiency, processing and operation stability, or simply applied to large-scale wastewater treatment, so that the process is very complicated and difficult to operate and difficult to maintain .
따라서 운전 및 유지관리가 단순하면서 유기물은 물론 질소와 인과 같은 영양염류까지 제거가 가능한 소규모 처리장치의 필요성은 증대되고 있는 실정이다. 이러한 목적을 달성하기 위한 대안의 하나로 지하수위 인공습지(subsurface flow constructed wetland) 공법을 들 수 있다. 인공습지 공정은 일반적으로 수표면이 노출된 습지(Surface flow)와 지하수위 습지(Subsurface flow)로 대별할 수 있다. 지하수위 습지는 오수는 물론 우수 유출수, 농업폐수, 산업폐수 등 여러 가지 종류의 폐수에 성공적으로 적용되어져 왔는바 일반적인 처리 시스템과 비교할 때 설치비용도 적게 들고 운전 및 유지보수가 쉽다는 장점이 있다. Therefore, there is a growing need for a small-scale treatment apparatus capable of removing organic matter, nutrients such as nitrogen and phosphorus, and simple operation and maintenance. One of the alternatives to achieve this goal is the subsurface flow constructed wetland method. The artificial wetland process can be roughly divided into surface flow and subsurface flow. The groundwater marsh has been successfully applied to various types of wastewater including sewage, stormwater runoff, agricultural wastewater, and industrial wastewater, and it has advantages such as low installation cost and easy operation and maintenance as compared with general treatment system.
지하수위 인공습지는 흐름 형태에 따라 수평류식과 수직류식으로 구분되는데 이들은 각각 단독적으로 사용되거나 이 둘을 결합한 하이브리드 형태로 운전되고 있다. 이러한 지하수위 인공습지 공정은 BOD(생화학적 산소요구량), SS(부유물질), 병원균 제거에는 효율적이나, 영양염류의 제거에는 제한이 있는데 이는 암모늄이온을 산화시키는데 필요한 산소농도가 부족하고 인 제거에 사용되어지는 인공습지 충전여상물질의 흡착능이 낮기 때문이다. 지하수위 인공습지에서도 상층부에 식재하는 갈대등과 같은 식물의 성장에 의한 영양염류 제거도 가능하나 그 정도나 효율은 상당히 제한적이다. 따라서 영양염류 중 질소의 제거는 수평류식과 수직류식의 결합을 이용하거나 유출수 재순환, Step-feeding 또는 Tidal flow와 같은 주입방법의 변경을 통하여 제거하고 있으며, 인의 경우는 여상충전물질에 의한 흡착을 이용하여 제거하고 있다. 질소의 경우는 근본적으로 질산화-탈질을 이용한 제거이므로 지속가능성이 있으나 인의 경우는 여상충전물질의 흡착능에 크게 의존하여 흡착능이 우수한 충전여재를 사용한 경우에도 운전 초기에는 효율적이지만 시간이 경과함에 따라 처리효율이 급격히 떨어지고 탈착 역시 관측되고 있다. 따라서 흡착이 끝나고 나면 인의 제거가 불가능하기 때문에 지속가능성 측면에서는 문제가 있다.Underground water is divided into a horizontal flow type and a water flow type depending on the flow type, and they are used either individually or in a hybrid type in which the two are combined. Such groundwater wetland processes are effective for BOD (Biochemical Oxygen Demand), SS (Suspended Substance), and pathogen removal, but there is a limitation in the removal of nutrients because the oxygen concentration required to oxidize the ammonium ion is insufficient, This is because the adsorbability of the artificial wetland-filled soil material used is low. It is also possible to remove nutrients from the growth of plants such as reeds planted in the upper part of the underground water structure, but the efficiency and the efficiency are considerably limited. Therefore, the removal of nitrogen in nutrients is eliminated by the combination of horizontal flow and water flow, or by changing the injection method such as effluent recirculation, step-feeding or tidal flow. In the case of phosphorus, . Nitrogen is basically removed by nitrification-denitrification. However, in case of phosphorus, it is effective at the initial stage of operation even when a filling material having excellent adsorbing ability is highly dependent on the adsorbing ability of the filament filling material. However, And the desorption is also observed. Therefore, there is a problem in terms of sustainability because it is impossible to remove phosphorus after adsorption is over.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0104841호(2016.09.06. 공개)가 있다.A related prior art is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0104841 (published on September 6, 2016).
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전처리공정으로 전기응집공정을 사용하고 지하수위 수직류식 인공습지공정을 개선하여 질소 및 인 제거효율을 향상시켜 유기물, 질소, 인을 동시에 제거하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to improve the removal efficiency of nitrogen and phosphorus by using an electrocoagulation process as a pre- The present invention relates to a hybrid wetland processing system.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 전처리공정으로 전기응집공정을 사용하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템은, 하수가 수용되는 저장탱크부, 저장탱크부와 연계되어 전처리 공정으로 사용되는 전기응집공정부, 전기응집공정부를 거친 1차 처리수가 수용되는 1차 수용탱크부, 1차 처리수가 유입되는 지하수위 수직류식 인공습지공정부 및 지하수위 수직류식 인공습지공정부를 거친 2차 처리수를 수용하는 2차 수용탱크부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In order to accomplish the above object, a hybrid wet type artificial wetland processing system using an electro-agglomeration process according to the present invention includes a storage tank for storing sewage, an electric flocculant for use in a pretreatment process in connection with a storage tank, A primary storage tank portion in which the primary treatment water is passed through the electrocoagulation process portion, a groundwater level in which the primary treatment water is introduced, and a secondary water treatment portion that receives the secondary treatment water through the groundwater level water direct current type wetland processing portion And a secondary storage tank portion.
구체적으로, 전기응집공정부는 하수유입구와 하수배출구가 형성되며, 내면을 음극판으로 사용하고 내부에 불용성 양극판이 구비된 전기분해 반응조와 저장탱크부에 수용된 하수를 전기분해 반응조로 공급하는 펌프와 전기분해 반응조의 음극판 및 불용성 양극판에 전원을 공급하는 전원공급부와 하수의 pH를 조정하는 조정부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the electrocoagulation unit includes an electrolytic reaction tank having a sewage inlet and a sewage discharge port, an inner surface of which is used as a negative electrode plate, an insoluble positive electrode plate disposed therein, a pump for supplying sewage contained in the storage tank to the electrolytic reaction tank, A power supply unit for supplying power to the negative electrode plate and the insoluble positive electrode plate of the reaction tank, and an adjusting unit for adjusting the pH of the sewage water.
구체적으로, 하수유입구가 상부에 형성되면 상기 하수배출구는 하부에 형성되고, 상기 하수유입구가 하부에 형성되면 상기 하수배출구는 상부에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, when the sewage inlet is formed at the upper portion, the sewage outlet is formed at the lower portion. When the sewage inlet is formed at the lower portion, the sewage outlet is formed at the upper portion.
구체적으로, 불용성 양극판은 망형상의 티타늄에 백금과 이산화리듐을 전착하여 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the insoluble positive electrode plate may be formed by electrodepositing platinum and lithium dioxide on a meshed titanium.
구체적으로, 전기분해 반응조에 상기 하수가 유입될 때 상기 전원공급부의 전류는 13~15A(Ampere)이고 반응시간은 2~4시간으로 운전되는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, when the sewage flows into the electrolytic reaction tank, the current of the power supply unit is 13 to 15 Ampere and the reaction time is 2 to 4 hours.
구체적으로, 인공습지공정부는 상부에 1차 처리수 유입구가 형성되고 하부에 1차 처리수 배출구가 형성되며, 1차 수용탱크로부터 나오는 1차 처리수가 수용되는 단일 반응조와 1차 수용탱크부에 수용된 1차 처리수를 단일 반응조로 공급하는 펌프와 단일 반응조 상부부터 모래와 황토볼 순서로 적층되는 여재 및 단일 반응조 하부에 1차 처리수를 단일 반응조 상부에 반송시키는 반송펌프구 구비된 반송조를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the artificial wetland processing unit includes a single reaction tank in which a primary treatment water inlet is formed in an upper portion and a primary treatment water outlet is formed in a lower portion, a single reaction tank in which primary treatment water discharged from a primary storage tank is accommodated, A pump for supplying the primary treated water to the single reaction tank, a filter medium for stacking the sand and the loess ball in order from the upper side of the single reaction tank, and a transport tank having the return pump for transporting the primary treated water to the upper side of the single reaction tank under the single reaction tank .
구체적으로, 황토볼은 생초액비 폐잔류물, 황토, 점토를 30:50:20 중량%로 혼합하여 지름 5~10mm의 볼 형태로 제조되어 22~26시간 건조 후 890~910℃에서 1시간~2시간 소성한 다공성 메디아인 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the loess balls are prepared in the form of balls having a diameter of 5 to 10 mm by mixing the pulp residues of greenhouse liquid waste, loess, and clay at a ratio of 30:50:20 wt%, dried for 22 to 26 hours, And is a porous medium fired for 2 hours.
구체적으로, 단일 반응조 내에서 침지된 하부에서는 탈질반응이 일어나고 침지되지 않은 상부에서는 질산화 반응이 일어나는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, a denitrification reaction occurs in a lower portion immersed in a single reaction tank, and a nitrification reaction occurs in an upper portion without being immersed.
구체적으로, 1차 처리수의 체류시간은 0~100시간이고 침지율은 유효용적 대비 20~30%이고 반송횟수는 침지율 20~30%일 때 반송 시 2회~4회로 운전되는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, it is characterized in that the residence time of the primary treated water is 0 to 100 hours, the immersion rate is 20 to 30% of the effective volume, and the number of transported times is 20 to 30% can do.
본 발명에 따른 하이브리드형 인공습지공정 시스템은 대부분의 처리가 여재 및 미생물에 의한 흡착, 분해이므로 운전비용이 절감되고 슬러지 발생이 없어 친환경적이다.The hybrid wet type artificial wet processing system according to the present invention is environmentally friendly because most of the processes are adsorbed and decomposed by filter media and microorganisms, so that operation cost is reduced and sludge is not generated.
또한, 인공습지공정에 전처리 공정으로 전기응집공정을 사용함으로써 기존 인공습지공정의 조합에 의한 방식보다 부지소요 면적을 줄이면서 유기물, 질소, 인의 동시제거가 가능하다.In addition, by using an electrocoagulation process in the pretreatment process, it is possible to remove organic matter, nitrogen, and phosphorus at the same time as reducing the area required for the site by using a combination of existing wetland processes.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기응집공정을 전처리 공정으로 하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기응집공정부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 인공습지공정부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 단일 반응조 내에서 침지율에 따른 COD, T-N 제거효율을 비교한 그래프이다.
도 5는 도 3에 도시된 단일 반응조 내에서 침지율 25%일 때 체류시간에 따른 COD, T-N 제거효율을 비교한 그래프이다.
도 6은 도 3에 도시된 단일 반응조 내에서 반송횟수에 따른 COD, T-N 제거효율을 비교한 그래프이다.FIG. 1 is a view showing a hybrid type wetland processing system in which an electrocoagulation process according to an embodiment of the present invention is performed as a pretreatment process.
Fig. 2 is a diagram showing the configuration of the electrocoagulation unit shown in Fig. 1. Fig.
3 is a view showing the construction of the wetland processing unit shown in FIG.
4 is a graph comparing COD and TN removal efficiency according to the immersion rate in the single reaction tank shown in FIG.
FIG. 5 is a graph comparing COD and TN removal efficiency according to the residence time when the immersion ratio is 25% in the single reaction tank shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 6 is a graph comparing COD and TN removal efficiencies according to the number of transports in the single reactor shown in FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기응집공정을 전처리 공정으로 하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a hybrid type wetland processing system in which an electrocoagulation process according to an embodiment of the present invention is performed as a pretreatment process.
도 1을 참조하면, 하이브리드형 인공습지공정 시스템은 저장탱크부(100), 전기응집공정부(200), 1차 수용탱크부(300), 지하수위 수직류식 인공습지공정부(400) 및 2차 수용탱크부(500)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a hybrid type wetland processing system includes a
저장탱크부(100)는 하수의 유량을 조정하고 전기응집공정부(200)에서 반응이 일어날 동안 전기분해반응조(210)를 거친 하수가 재유입 되어 혼합, 순환된다. The
전기응집공정부(200)는 저장탱크부(100)로부터 하수를 받아 전처리 공정으로 전기응집공정을 실시한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2를 참조하여 설명한다.The
도 2는 도 1에 도시된 전기응집공정부(200)의 구성을 나타내는 도면이다.Fig. 2 is a view showing a configuration of the
도 2를 참조하면, 전기응집공정부(200)는 하부에 하수 유입구(211)가 형성되고 상부에 하수 배출구(212)가 형성되며, 음극판(213)과 불용성 양극판(214)이 구비된 전기분해 반응조(210), 제 1 펌프(220), 전원공급부(230), 조정부(240)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 2, the
하수 유입구(211)는 하수가 저장탱크부(100)로부터 제 1 펌프(220)를 통하여 전기분해 반응조(210)로 들어오는 입구이다.The
하수 배출구(212)는 하수가 전기분해 반응조(210)로부터 저장탱크부(100)로 이동되거나 조정부(240)로 이동할 때 나가는 출구이다.The
전기분해 반응조(210)는 저장탱크부(100)로부터 공급되는 하수를 전기분해 시키기 위한 것으로, 내면이 음극판(213)으로 사용되고 불용성 양극판(214)은 하수에 포함된 유기물, 중금속 등을 효과적으로 전기분해하기 위하여 망형상의 티타늄에 백금과 이산화이리듐을 전착하여 구비된다.The
제 1 펌프(220)는 저장탱크부(100)로부터 전기분해반응조(210)에 하수를 공급할 때 사용된다.The
전원공급부(230)는 전기분해 반응조(210)의 음극판(213) 및 불용성 양극판(214)에 전원을 공급한다.The
조정부(240)는 하수 배출구(212)에서 나온 하수의 pH를 확인하여 하수가 산성일 경우 가성소다를 투입하고, 하수가 알칼리성일 경우 염산, 황산 등을 투입하여 중화를 한다.The
하수 배출구(212)로 나온 하수는 반응시간 동안 제 1 밸브(610)가 조정부(240)로 들어가는 유입구를 막고 저장탱크부(100)로 들어가는 유입구를 개방하여 저장탱크부(100)로 다시 들어가서 순환이 되고 반응시간이 끝나면 제 1 밸브(610)가 저장탱크부(100)로 들어가는 유입구를 막고 조정부(240)로 들어가는 유입구를 개방하여 조정부(240)로 유입된다.The sewage discharged to the
하기 표 1은 전기응집공정부(200)에서 전류 및 반응시간 변화에 따른 T-P 제거효율이다.Table 1 below shows the T-P removal efficiency according to the change of the current and the reaction time in the
표 1에서 A는 Ampere이고, A(PAC)는 각 Ampere에서 Polyaluminium chloride(폴리염화알루미늄)를 주입한 결과이다.In Table 1, A is Ampere, and A (PAC) is the result of injecting Polyaluminium chloride (aluminum chloride) in each ampere.
전기응집공정부(200)에서 전류 및 반응시간별 전기화학적 처리후 처리효율을 분석한 결과 전류 및 반응시간은 15A, 3시간이 가장 적합한 것으로 보여 지며, 이 때 T-P는 49.2%의 제거효율을 보였다. 같은 전류 조건에서 응집제 첨가 시 T-P의 제거효율은 약 4~5% 정도로 소량 증가하는 것으로 나타나 응집제 첨가가 유기물 및 영양염류 제거에 의미 있는 개선효과를 나타내지 못한다고 평가되었다.As a result of analyzing the electrochemical treatment efficiency by current and reaction time in the
본 발명에서 사용하는 전기응집공정부(200)의 전원공급부(230)의 전류는 13~15A 정도, 반응시간은 2~4시간 정도가 적절하며, 가장 바람직하게는 전류 15A, 반응시간 3시간으로 운전하는 것이 좋다.The electric current of the
1차 수용탱크부(300)는 전기응집공정부(200)를 거친 1차 처리수가 저장된다.In the primary
지하수위 수직류식 인공습지공정부(400)는 1차 수용탱크부(300)로부터 1차 처리수가 유입되고 인공습지공정이 일어난다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 설명한다.The groundwater level direct current type
도 3은 도 1에 도시된 인공습지공정부(400)의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a view showing the construction of the constructed
도 3을 참조하면, 인공습지공정부(400)는 상부에 1차 처리수 유입구(411)가 형성되고 하부에 1차 처리수 배출구(412)가 형성되는 단일 반응조(410), 제 2 펌프(420), 여재(430), 반송조(440)를 포함하여 구성된다. 3, the
1차 처리수 유입구(411)는 1차 처리수가 1차 수용탱크부(300)로부터 단일 반응조(410)에 들어올 때 사용된다.The primary
1차 처리수 배출구(412)는 1차 처리수가 단일 반응조(410)로부터 제 3 밸브(630)를 통하여 2차 수용탱크부(500)로 이동되거나 반송조(440)로 이동될 때 사용된다.The primary treated
단일 반응조(410) 내에서 침지된 하부에서는 탈질반응이 일어나고 침지되지 않은 상부에서는 질산화 반응이 일어난다.Denitrification occurs in the lower portion immersed in the
제 2 펌프(420)는 1차 수용탱크부(300)로부터 단일 반응조(410)로 1차 처리수를 공급할 때 사용된다.The
여재(430)는 단일 반응조(410)의 상부부터 모래(431), 황토볼(432) 순서로 채워지며 모래(431)는 유효용적 대비 25%, 황토볼(432)은 유효용적대비 75%까지 충진 하였다.The
황토볼(432)은 생초액비 폐잔류물, 황토, 점토를 30:50:20 중량%로 혼합하여 지름 5~10mm의 볼 형태로 제조되어 22~26시간 정도 건조 후 890~910℃ 정도에서 1시간~2시간 정도 소성하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 24시간 건조 후, 900℃에서 1시간 소성하는 것이 좋다.The
반송조(440)는 반송펌프(441)를 이용하여 1차 처리수 유입구(411)로 보내 순환시킨다.The
1차 처리수 배출구(412)로 나온 1차 처리수는 반송을 실시하는 동안 제 3 밸브(630)가 2차 수용탱크부(500)로 들어가는 유입구를 막고 반송조(440)로 들어가는 유입구를 개방하여 반송조(440)로 들어가서 단일 반응조(410)로 반송이 된다. 반송이 끝난 후에는 제 3 밸브(630)가 반송조(440)로 들어가는 유입구를 막고 2차 수용탱크부(500)로 들어가는 유입구를 개방하여 2차 수용탱크부(500)로 유입된다.The primary treated water discharged to the primary treated
반송을 실시하는 동안 제 2 밸브(620)는 1차 수용탱크부(300)로부터 1차 처리수가 유입되는 것을 막고 1차 처리수가 반송조(440)에서 1차 처리수 유입구(411)로 들어가는 유입구를 개방한다. 반송이 끝난 후에는 반송조(440)에서 1차 처리수 유입구(411)로 들어가는 것을 막고 1차 수용탱크부(300)로부터 1차 처리수가 유입되는 유입구를 개방한다.During the conveyance, the
도 4는 도 3에 도시된 단일 반응조(410)내에서 침지율에 따른 COD(화학적 산소 요구량) 및 T-N(총 질소) 제거효율을 비교한 그래프이다.FIG. 4 is a graph comparing COD (chemical oxygen demand) and T-N (total nitrogen) removal efficiencies according to the immersion rate in the
도 4를 참조하면, 침지율에 따른 COD 및 T-N 제거효율을 비교하여 본 결과 침지율 25%가 50% 보다 COD는 12%, T-N은 14% 더 높은 제거효율을 보임에 따라 침지율 25%가 더 나은 조건인 것으로 판단된다. Referring to FIG. 4, the COD and TN removal efficiencies according to the immersion ratio are compared. As a result, the immersion rate is 25%, which is 25% higher than the 50%, and COD is 12% and TN is 14% It is considered to be a better condition.
도 5는 도 3에 도시된 단일 반응조(410)내에서 침지율 25%일 때 체류시간에 따른 COD 및 T-N 제거효율을 비교한 그래프이다. FIG. 5 is a graph comparing COD and T-N removal efficiency according to the residence time when the immersion ratio is 25% in the
도 5를 참조하면, 침지율 25%일 때 체류시간에 따른 COD 및 T-N 제거효율을 비교해본 결과 체류시간 48시간 보다는 96시간에서 COD가 8%, T-N이 11% 더 높은 제거효율을 보임에 따라 체류시간 96시간이 48시간 보다는 더 나은 조건인 것으로 판단된다.Referring to FIG. 5, COD and TN removal efficiencies at a retention time of 25% were compared with those of a retention time of 48 hours, which showed a removal efficiency of COD of 8% and TN of 11% The residence time of 96 hours is considered to be better than that of 48 hours.
도 6은 도 3에 도시된 단일 반응조(410)내에서 반송횟수에 따른 COD 및 T-N 제거효율을 비교한 그래프이다.FIG. 6 is a graph comparing COD and T-N removal efficiencies according to the number of transports in the
도 6을 참조하면, 반송을 2회 실시했을 경우 제거효율이 COD 70%, T-N 87%, 4회 실시했을 경우에는 COD 73%, T-N 89%로 각각 나타나 2회 이상 실시했을 경우에는 반송횟수 증가에 따른 처리효율 변화가 미미한 것으로 나타났다. T-P 역시 전처리인 전기응집공정부(200)에서 거의 대부분이 제거되어 매우 낮은 농도를 유지하였으며, 인공습지공정부(400) 유입시 반응조(440) 반송횟수에 관계없이 매우 낮은 농도로 유출되어 반송횟수별 처리효율 비교가 큰 의미를 가지지 않는 것으로 나타났다. 하지만 반송을 2회 이상으로 실시할 경우 1회 보다 T-P가 좀 더 제거되는 것으로 나타났다. 따라서 반송을 2회 이상의 실시했을 경우에는 반송횟수 증가에 따른 COD, T-N 처리효율 변화가 미미하여 경제성 등을 고려할 때 최적 반송횟수는 2회인 것으로 판단된다.Referring to FIG. 6, COD 70%, TN 87%, and COD 73% and TN 89%, respectively, when carrying out twice, respectively. The change in the treatment efficiency was insignificant. TP was also removed from the
도 4, 5, 6을 종합적으로 참조한 결과, 단일 반응조(410) 내에서 1차 처리수의 체류시간은 90~100시간 정도, 침지율은 유효용적 대비 20~30% 정도, 반송횟수는 침지율 20~30% 정도일 때 반송 시 2회~4회 정도가 적절하며, 가장 바람직하게는 체류시간 96시간, 침지율 유효용적 대비 25%, 반송횟수는 2회로 운전하는 것이 좋다.4, 5 and 6, the residence time of the first treated water in the
2차 수용탱크부(500)는 인공습지공정부(400)를 거친 2차 처리수가 수용되고 방류를 위한 방류구가 구비된다.The secondary
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be readily apparent that such substitutions, modifications, and alterations are possible.
100: 저장탱크부 200: 전기응집공정부
210: 전기분해 반응조 211: 하수유입구
212: 하수배출구 213: 음극판
214: 불용성 양극판 220: 제 1 펌프
230: 전원공급부 240: 조정부
300: 1차 수용탱크부 400: 지하수위 수직류식 인공습지공정부
410: 단일 반응조 411: 1차 처리수 유입구
412: 1차 처리수 배출구 420: 제 2 펌프
430: 여재 431: 모래
432: 황토볼 440: 반송조
441: 반송펌프 500: 2차 수용탱크부
610: 제 1 밸브 620: 제 2 밸브
630: 제 3 밸브100: storage tank unit 200:
210: electrolytic reaction tank 211: sewage inlet
212: sewage discharge port 213: negative electrode plate
214: insoluble positive electrode plate 220: first pump
230: power supply unit 240:
300: primary storage tank part 400: groundwater level water direct current type wetland construction
410: single reaction tank 411: primary treated water inlet
412: Primary treated water outlet 420: Second pump
430: Filter material 431: Sand
432: loess ball 440: conveying tank
441: Return pump 500: Secondary storage tank section
610: first valve 620: second valve
630: third valve
Claims (9)
상기 저장탱크부와 연계되어 전처리 공정으로 사용되는 전기응집공정부;
상기 전기응집공정부를 거친 1차 처리수가 수용되는 1차 수용탱크부;
상기 1차 수용탱크부로부터 상기 1차 처리수가 유입되는 지하수위 수직류식 인공습지공정부; 및
상기 지하수위 수직류식 인공습지공정부를 거친 2차 처리수가 수용되고 방류구가 구비된 2차 수용탱크부;로 이루어지고,
상기 전기응집공정부는, 하수유입구와 하수배출구가 형성되며, 내면이 음극판으로 사용되고 내부에 불용성 양극판이 구비된 전기분해 반응조;와 상기 저장탱크부에 수용된 상기 하수를 상기 전기분해 반응조로 공급하는 제 1 펌프;와 상기 전기분해 반응조의 상기 음극판 및 상기 불용성 양극판에 전원을 공급하는 전원공급부;와 상기 전기분해 반응조를 거친 하수의 pH를 조정하는 조정부;를 포함하고,
상기 전기분해 반응조에 상기 하수가 유입될 때 상기 전원공급부의 전류는 13~15A(Ampere)이고 반응시간은 2~4시간으로 운전되며,
상기 인공습지공정부는, 상부에 1차 처리수 유입구가 형성되고 하부에 1차 처리수 배출구가 형성되며, 상기 1차 수용탱크로부터 나오는 상기 1차 처리수가 수용되는 단일 반응조;와 상기 1차 수용탱크부에 수용된 1차 처리수를 상기 단일 반응조로 공급하는 제 2 펌프;와 상기 단일 반응조 상부부터 모래와 황토볼 순서로 적층되는 여재; 및 상기 단일 반응조의 유출수를 상기 단일 반응조 상부에 반송시키는 반송펌프가 구비된 반송조;를 포함하고,
상기 1차 처리수의 체류시간은 90~100시간이고 침지율은 유효용적 대비 20~30%이고 반송횟수는 침지율 20~30%일 때 반송 시 2회~4회로 운전되며,
상기 모래는 유효용적 대비 25%, 상기 황토볼은 유효용적 대비 75%가 충진되고,
상기 황토볼은, 생초액비 폐잔류물, 황토, 점토를 30:50:20 중량%로 혼합하여 지름 5~10mm의 볼 형태로 제조되어 22~26시간 건조 후 890~910℃에서 1시간~2시간 소성한 다공성 메디아이며,
상기 조정부는 상기 pH를 확인하여 상기 하수가 산성이면 가성소다를 투입하고, 상기 하수가 알칼리성이면 염산 또는 황산을 투입하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템.
A storage tank portion in which sewage is received;
An electrocoagulation unit connected to the storage tank unit and used in a pretreatment process;
A primary storage tank portion in which the primary treated water passing through the electrocoagulation processing portion is received;
A groundwater level direct current type artificial wetland plant in which the primary treated water flows from the primary storage tank portion; And
And a secondary storage tank portion having a secondary water treatment water passing through the groundwater level direct current type wetland processing portion and having an outlet,
The electrolytic reaction unit may include an electrolytic reaction tank having a drainage inlet and a drainage outlet, an inner surface being used as a cathode plate, and an insoluble cathode plate disposed therein, and a first electrolytic reaction tank for supplying the sewage contained in the storage tank to the electrolytic reaction tank, And a pH adjuster for adjusting the pH of the sewage flowing through the electrolytic reaction tank, wherein the electrolytic bath comprises:
When the sewage flows into the electrolytic reaction tank, the current of the power supply unit is 13 to 15 Ampere and the reaction time is 2 to 4 hours,
The wetted wastewater treatment unit includes a single reaction tank in which a primary treatment water inlet is formed at an upper portion and a primary treatment water outlet is formed at a lower portion and the primary treatment water discharged from the primary storage tank is received; A second pump for supplying the primary treated water accommodated in the unit to the single reaction tank; And a conveying tank having a return pump for conveying the effluent of the single reaction tank to the upper portion of the single reaction tank,
The primary treatment water is operated for 90 to 100 hours, the immersion rate is 20 to 30% based on the effective volume, and the number of transportation is 20 to 30%
The sand is filled with 25% of the effective volume and the loess ball is filled with 75% of the effective volume,
The loess balls are prepared in the form of a ball having a diameter of 5 to 10 mm by mixing waste residues of raw plant waste, yellow loess, and clay at a ratio of 30:50:20 wt%, dried for 22 to 26 hours and then dried at 890 to 910 ° C for 1 to 2 Time-fired porous media,
Wherein the adjustment unit confirms the pH and inputs caustic soda if the wastewater is acidic and inputs hydrochloric acid or sulfuric acid if the wastewater is alkaline.
상기 하수유입구가 상부에 형성되면 상기 하수배출구는 하부에 형성되고, 상기 하수유입구가 하부에 형성되면 상기 하수배출구는 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템
The method according to claim 1,
Wherein when the sewage inlet is formed at the upper part, the sewage outlet is formed at the lower part, and when the sewage inlet is formed at the lower part, the sewage outlet is formed at the upper part.
상기 불용성 양극판은 망형상의 티타늄에 백금과 이산화이리듐을 전착하여 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템
The method according to claim 1,
Wherein the insoluble positive electrode plate is formed by electroplating platinum and iridium dioxide on a meshed titanium.
상기 단일 반응조 내에서 침지된 하부에서는 탈질반응이 일어나고 침지되지 않은 상부에서는 질산화 반응이 일어나는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 인공습지공정 시스템
The method according to claim 1,
Wherein the denitrification reaction occurs in the lower portion immersed in the single reaction tank and the nitrification reaction occurs in the upper portion not immersed in the single reaction tank.
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