KR102146876B1 - 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기 - Google Patents

유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기 Download PDF

Info

Publication number
KR102146876B1
KR102146876B1 KR1020180052544A KR20180052544A KR102146876B1 KR 102146876 B1 KR102146876 B1 KR 102146876B1 KR 1020180052544 A KR1020180052544 A KR 1020180052544A KR 20180052544 A KR20180052544 A KR 20180052544A KR 102146876 B1 KR102146876 B1 KR 102146876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tdd
pocket
diffusion
dissolved
microbial
Prior art date
Application number
KR1020180052544A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190128399A (ko
Inventor
신명선
이선영
서환재
지덕기
Original Assignee
(주)에스엠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에스엠 filed Critical (주)에스엠
Priority to KR1020180052544A priority Critical patent/KR102146876B1/ko
Publication of KR20190128399A publication Critical patent/KR20190128399A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102146876B1 publication Critical patent/KR102146876B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/20—Activated sludge processes using diffusers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

Abstract

본 발명은 고효율 미생물 반응기에 관한 것으로서, 미생물 반응기본체(200); 공기가 용해된 용존수를 저장하는 용해탱크(300); 산소용해수의 분사, 난류, 및 확산 동작이 순차적으로 수행되도록 구성된 TDD(Turbulence, Dispersion, Diffusion) 포켓(100); 및 상기 용해탱크(300)에 저장된 용존수가 상기 TDD 포켓(100)으로 이동되는 경로를 제공하는 배관(400);을 포함하며, 상기 TDD 포켓(100)은 상기 미생물 반응기본체(200)에 위치되고, 상기 TDD 포켓(100)은 내부 공간을 가진 밀폐된 구성을 가지고, 상기 배관(400)을 통해서 이동되는 용존수는 상기 TDD 포켓(100)의 내부 공간으로 공급되며, 상기 TDD 포켓(100)에는, 상기 TDD 포켓(100)의 내부 공간에 존재하는 용존수가, 상기 TDD 포켓(100)의 외부 공간으로 확산될 수 있는 경로를 제공하는 확산구(107)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기{HIGH EFFICIENCY BIOACTIVE FOAM REACTOR INCORPORATED IN TURBULENT, DISPERSION AND DIFFUSION OF FLUID}
본 발명은 고효율 미생물 반응기에 관한 것으로서, 보다 자세히는 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응이 일체로 일어나 호기성반응조 내에 높은 산소 용해율을 구현해낼 수 있는 고효율 미생물 반응기에 관한 것이다.
일반적으로 오폐수를 처리하는 오폐수처리장에서는 기포에 의해 산소를 호기성반응조 내에 수용된 오폐수에 공급함으로써 처리하게 된다. 종래 오폐수처리장치는 오폐수가 들어있는 호기성반응조 내의 하측에 복수개의 산기관을 배치하고, 호기성반응조의 외부에 설치된 블로워로부터 공기가 이송관을 통하여 복수개의 산기관으로 분사됨으로써 기포가 상승하는 구조이다.
여기서, 생물학적 반응조 내에 호기성 미생물이 산소를 공급 받아 호흡하고 오폐수의 오염물을 분해과정을 통하여 처리하게 된다.
그런데, 이러한 종래 오폐수처리장치의 산기관에 의해 발생되는 공기는 기포의 크기 즉, 비표면적에 의해 산소용해율이 결정되어 지게된다.
적정 산소용해율의 필요성은 호기성반응조(폭기조, 질산화조 등) 내에서 먹이 활동을 하며 유기물 제거 및 질산화유도 등을 하는 호기성미생물의 중요한 인자로 미생물의 활동성에 영향을 주며 오폐수처리의 안정성 유무를 판단할 수 있는 중요한 지표로 작용한다.
즉, 호기성반응조의 깊이가 보통 3.5~5.0m의 깊이를 가지게 되어 산기관으로부터 근접한 위치에서는 기포의 형태를 유지하지만, 호기성반응조 내에서 긴 거리를 상승하면서 기포가 합쳐져서 큰 기포를 형성하게 되므로 오폐수와 호기성 미생물에 접촉하는 면적이 그만큼 작아져 오폐수 처리의 효율성이 떨어지게 된다.
또한, 기포가 크거나 또는 상승하면서 합쳐져 커지는 경우에 호기성반응조 내에서 기포의 분포도가 고르지 못하고 지협적으로 집중되므로 효율성에서 매우 낮으며, 이로인해 산소의 용존율이 낮아지므로 생물학적 호기성반응조에서 처리효율이 낮아지게 되고, 나아가 호기성반응조의 부패현상을 초래하기도 한다.
또한, 종래 산기관을 사용하는 경우 기포가 배출되는 노즐단에서 통기저항이 발생되어 동력비용이 상승되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응을 이용하여 추가적인 동력제공 없이 산소전달효율을 향상시킬 수 있는 고효율 미생물 반응기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 밀폐된 공간에서 생성된 압력과 구조물과의 충돌에 의해 발생된 난류에 의해 미세기포 생성을 향상시킬 수 있는 고효율 미생물 반응기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 호기성반응조의 산소용해율을 기준 산소용해율과 비교하여 기준 산소용해율에 대응되도록 용존수를 순환시킬 수 있는 고효율 미생물 반응기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 물과 공기의 혼합비와 낮은 압력에서의 순환율을 조절하여 산소용해율을 조절할 수 있어 고농도 폐수에도 대응할 수 있는 고효율 미생물 반응기를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 유체의 난류, 분사, 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 고효율 미생물 반응기는, 미생물 반응기본체(200); 용존수를 저장하는 용해탱크(300); 산소용해수의 분사, 난류, 및 확산 동작이 순차적으로 수행되도록 구성된 TDD(Turbulence, Dispersion, Diffusion) 포켓(100); 및 상기 용해탱크(300)에 저장된 용존수가 상기 TDD 포켓(100)으로 이동되는 경로를 제공하는 배관(400);을 포함하며, 상기 TDD 포켓(100)은 상기 미생물 반응기본체(200)에 위치되고, 상기 TDD 포켓(100)은 내부 공간을 가진 밀폐된 구성을 가지고, 상기 배관(400)을 통해서 이동되는 용존수는 상기 TDD 포켓(100)의 내부 공간으로 공급되며, 상기 TDD 포켓(100)에는, 상기 TDD 포켓(100)의 내부 공간에 존재하는 용존수가, 상기 TDD 포켓(100)의 외부 공간으로 확산될 수 있는 경로를 제공하는 확산구(107)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 TDD 포켓(100)은, 상기 TDD 포켓(100)으로 유입되는 용존수가 상기 TDD 포켓(100) 내에서 분사된 후, 난류의 형태로 이동되고, 이후 상기 난류의 형태의 용존수는 상기 확산구(107)를 통해서 상기 TDD 포켓(100)의 외부로 확산된다.
일 실시예에 따르면, 상기 TDD 포켓(100)은, 내부 공간이 존재하고 외부와 밀폐되도록 구성된 바디부(110); 및 상기 바디부(110)의 내부에 위치하며, 상기 용존수의 난류를 유도하기 위한 구조물(105);를 포함하며, 상기 바디부(110)에는 상기 확산구(107)가 복수개 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 바디부(110)는 내부 공간이 존재하는 반구형 구조체(103)와 베이스(101)를 포함하며, 상기 베이스(101)는 상기 반구형 구조체(103)의 내부 공간이 외부와 밀폐되도록 상기 반구형 구조체(103)와 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 구조물(105)은 상기 베이스(101)에 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 바디부의 상부에 상기 배관(400)이 연결되어 있고, 상기 확산구(107)는 상기 바디부의 측면에 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 목적은 미생물 반응기에 사용되는 TDD 포켓(100)의해 달성될 수 있다. 본 발명의 TDD 포켓(100)은, 내부 공간이 존재하고 외부와 밀폐되도록 구성된 바디부(110); 및 상기 바디부(110)의 내부에 위치하며, 상기 용존수의 난류를 유도하기 위한 구조물(105);를 포함하며, 상기 바디부에는 내부 공간에 존재하는 용존수가, 상기 TDD 포켓의 외부 공간으로 확산될 수 있는 경로를 제공하는 확산구(107)가 복수개 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 바디부(110)는, 내부 공간이 존재하는 반구형 구조체(103)와 베이스(101)를 포함하며, 상기 베이스(101)는 상기 반구형 구조체(103)의 내부 공간이 외부와 밀폐되도록 상기 반구형 구조체와 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 구조물(105)은 상기 베이스(101)에 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 바디부(110)의 상부에 용존수를 제공하는 배관(400)이 연결되어 있고, 상기 확산구(107)는 상기 바디부(110)의 측면에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 고효율 미생물 반응기는 미생물 반응기본체 내에 분사, 난류 및 확산 과정에 의해 미세기포 발생을 증가시키는 TDD 포켓을 이용하여 산소용해농도을 높일 수 있다.
이 때, 미생물 반응기본체 내부에 설치되는 TDD 포켓의 개수를 조절하여 산소용해농도와 미생물 활성도를 조절할 수 있으므로 적은 소요 부지면적으로 다량의 미생물 활성도를 높일 수 있다.
또한, 종래 산기관과 달리 노즐을 사용하지 않으므로 통기저항이 발생되지 않아 저동력으로도 구동이 가능하고, 노즐막힘이 없어 주기적인 청소가 필요없으므로 유지관리 비용을 줄일 수 있다.
또한, 용존산소농도를 미생물 반응기본체의 특성에 따라 조절할 수 있으므로 축산분뇨, 음식물 탈리액, 침출수 등과 같은 고농도 폐수에도 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고효율 미생물 반응기의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 고효율 미생물 반응기의 TDD포켓에서의 미세기포 생성과정을 도시한 단면개략도, 및
도 3은 본 발명에 따른 고효율 미생물 반응기의 TDD포켓의 구성을 도시한 사시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 고효율 미생물 반응기(1)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고효율 미생물 반응기(1)는 오폐수(A)가 저장되는 미생물 반응기본체(200)와, 미생물 반응기본체(200) 내부에 구비되어 용존수(B)에 포함된 공기를 미세크기의 미세기포로 분쇄하여 산소용해수(F)로 형성시켜 오폐수(A)에 대한 산소용해 효율을 향상시키는 TDD 포켓(100)과, 용존수(B)가 저장되는 용해탱크(300)와, 용해탱크(300)의 용존수(B)를 TDD 포켓(100)으로 공급하는 배관(400)을 포함한다.
본 발명에 따른 고효율 미생물 반응기(1)는 배관(400)을 통해 공급되는 용존수(B)를 TDD 포켓(100) 내부에서 일정 압력으로 분사(C), 난류(D) 및 확산(E)의 세 과정을 연속적으로 거치게 하여 용존수(B)에 포함된 공기를 미세기포로 분쇄시켜 산소용해도를 향상시킨다. 이렇게 미세기포가 용해된 산소용해수(F)를 TDD 포켓(100)으로부터 미생물 반응기본체(200)로 확산시켜 오폐수(A)의 산소용해도를 크게 향상시킬 수 있다.
여기서, 용존수(B)는 미생물 반응기본체(200)의 오폐수(A)와 컴프레셔 또는 블로워(미도시)를 통해 공급된 공기가 혼합된 상태를 말하고, 산소용해수(F)는 용존수(B)에 포함된 공기가 미세기포로 분쇄되고, 분쇄된 미세기포가 용존수 또는 오폐수(A)와 혼합된 상태를 말한다.
TDD(Turbulence, Dispersion, Diffusion) 포켓(100)은 미생물 반응기본체(200)의 내부에 구비되어 용존수(B)가 분사(C), 난류(D) 및 확산(E)의 세 과정을 연속적으로 거치게 하여 용존수(B)에 포함된 공기를 미세기포로 분쇄시켜 산소용해도를 향상시킨다.
도 2와 도 3은 TDD 포켓(100)의 구성을 도시한 단면도와 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TDD 포켓(100)은 밀폐된 구조를 갖는 바디부(110)와, 바디부(110)의 내부에 구비되어 용존수(B)의 난류(D)를 유도하는 구조물(105)을 포함한다.
바디부(110)는 밀폐된 구조를 갖게 형성된다. 바디부(110)의 상부에는 배관(400)과 연결되어 용존수(B)를 공급받는 배관연결공(109)이 형성되고, 바디부(110)의 하부 외주연에는 적어도 하나의 확산구(107)가 형성된다.
바디부(110)는 배관연결공(109)과 확산구(107)가 형성되며 내부공간을 갖는 다양한 밀폐구조가 채용될 수 있다. 일례로, 반구형 형태로 형성되거나, 원뿔 형태 또는 원통 형태 또는 사각함체 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바디부(110)는 반구형 형태로 형성된다. 바디부(110)는 반구형 구조체(103)와, 반구형 구조체(103)의 하부에 결합된 평판 형태의 베이스(101)를 포함한다.
베이스(101)는 반구형 구조체(103)의 개방된 하부를 막아 바디부(110)가 밀폐된 공간을 형성하도록 한다.
반구형 구조체(103)는 하부가 개방된 반구형태로 형성된다. 반구형 구조체(103)의 상부 중심영역에 배관연결공(109)이 형성되고, 하부 측면에 일정 간격으로 복수개의 확산구(107)가 형성된다.
여기서, 배관연결공(109)과 확산구(107)의 면적은 미세기포의 확산 면적을 넓히기 위해 확산구(107)의 면적이 배관연결공(109) 보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 일례로, 도 3에 도시된 바와 같이 4개의 확산구(107)가 형성되는 경우 4개의 확산구(107)의 면적을 합한 총 확산면적이 배관연결공(109)의 면적의 1.3~1.6배 범위로 형성되는 것이 바람직하다. 확산구(107)의 개수와 면적은 오폐수(A)의 종류와 처리목적, 용존산소 농도 등을 고려하여 결정될 수 있다.
배관연결공(109)에는 배관(400)의 단부가 결합되고, 배관(400)을 통해 반구형 구조체(103) 내부로 용존수(B)가 수평방향으로 분사(C) 된다. 이를 위해 배관(400)의 단부에는 멤브레인 노즐이 구비될 수 있다.
구조물(105)은 반구형 구조체(103)의 하부 중심에 구비되어 난류(D) 반응을 유도한다. 도 2에 도시된 바와 같이 배관(400)으로부터 분사된 용존수(B)는 반구형 구조체(103) 내부로 분사된다. 이 때, 반구형 구조체(103)는 밀폐된 상태를 유지하므로 타영역에 비해 높은 압력을 유지하게 된다. 고압의 반구형 구조체(103) 내부로 유입된 용존수(B)는 하부로 이동하게 된다.
이 때, 구조물(105)은 하부로 이동되는 용존수(B)의 이동경로에 구비되어 용존수(B)와 부딪치며 용존수(B)에 포함된 공기가 미세기포로 분쇄되도록 유도한다. 구조물(105)은 베이스(101)에 고정결합된다.
구조물(105)과 부딪친 공기는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 구조물(105)과 반구형 구조체(103) 사이의 공간에서 서로 부딪치며 회전 및 소용돌이를 일으키며 난류(D) 반응을 진행한다. 구조물(105)과 반구형 구조체(103)의 내벽면 사이에서 복수회 부딪치며 공기는 미세기포로 형성되며 비표면적이 증가된다. 이 과정에서 용존수의 산소용해율이 크게 증가하게 된다.
구조물(105)은 반구형 구조체(103) 내부에서 용존수(B)의 보다 많은 충돌을 유도할 수 있도록 나팔관 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상면은 움푹하게 함몰되며 상부에서 하부로 갈수록 직경이 커지는 나팔관 형태로 형성된다. 이에 의해 구조물(105)의 상면은 배관(400)을 통해 하부로 이동된 용존수(B)의 공기와 충돌하게 되고, 구조물(105)의 측면은 확산구(107)로 이동되는 용존수(B)가 다시 한번 충돌하게 유도한다.
구조물(105)은 본 발명에서는 나팔관 형태로 형성되었으나, 바디부(110)의 형상에 따라 모래시계 형태를 비롯한 다양한 형태로 형성될 수도 있다.
구조물(105)과 부딪치며 형성된 다량의 미세기포가 용해된 산소용해수(F)는 확산구(107)를 통해 TDD 포켓(100) 외부로 확산(E) 된다. 산소용해수(F)는 확산구(107)를 통해 미생물 반응기본체(200) 내부의 오폐수(A)로 빠르게 확산되고, 미생물 반응기본체(200) 내부의 산소용해율이 빠르게 상승하게 된다.
그리고, 산소용해수(F)에 용해된 미세기포가 미생물 반응기본체(200) 내부에서 상승되면서 내부의 오폐수(A)와 넓은 면적으로 접촉하게 되면서 미생물로 전달되고, 미생물의 오폐수 처리효율도 상승하게 된다.
TDD 포켓(100)은 미생물 반응기본체(200) 내부에 한 개가 형성될 수 있고, 도시된 바와 같이 복수개가 형성될 수 있다. TDD 포켓(100)의 설치개수는 미생물 반응기(1)의 처리목적과 면적 및 오폐수의 종류 등을 고려하여 결정될 수 있다.
미생물 반응기본체(200)는 오폐수(A)가 미생물에 의해 처리되는 공간을 제공한다. 미생물 반응기본체(200)는 호기성 미생물에 의한 유기물 분해 또는 고도처리시 질산화 미생물에 의한 질산화 반응을 유도한다.
미생물 반응기본체(200)는 처리되는 오폐수(A)의 종류와 용존산소농도(DO 농도)에 따라 높이와 넓이가 다양하게 구비될 수 있다. 미생물 반응기본체(200)의 하부에는 배출관(410)이 용해탱크(300)와 연결된다. 배출관(410)에는 펌프(350)가 구비되어 오폐수(A)가 용해탱크(300)로 이동되는 구동력을 제공한다.
용해탱크(300)는 배출관(410)에 의해 미생물 반응기본체(200)와 연결된다. 또한, 용해탱크(300)는 컴프레셔(미도시)와 연결되어 공기를 공급받는다. 또한, 용해탱크(300)는 배관(400)에 의해 복수개의 TDD 포켓(100)과 연결된다.
이러한 용해탱크(300)와 배출관(410) 및 배관(400)과의 결합 구조에 의해 오폐수의 순환구조가 형성될 수 있다.
한편, 미생물 반응기본체(200)에는 용존산소 감지센서(700)가 구비된다. 용존산소 감지센서(700)는 용존산소계(600)와 연결되어 현재 미생물 반응기본체(200)의 용존산소를 측정한다.
용존산소계(600)는 제어부(500)와 연결되어 현재 미생물 반응기본체(200)의 용존산소를 제어부(500)로 전달한다.
제어부(500)는 용존산소계(600)로부터 전송받은 미생물 반응기본체(200)의 현재 용존산소율을 설정된 기준 용존산소율과 비교하여 현재 용존산소율이 기준 용존산소율과 동일해지도록 펌프(350)의 구동을 제어한다.
일레로, 설정된 기준 용존산소율이 30%인데, 현재 용존산소율이 20%인 경우 펌프(350)의 구동속도를 빠르게 하여 용존수(B)의 순환속도를 빠르게 하여 용존산소율이 30%에 도달하도록 한다.
반대로, 설정된 기준 용존산소율에 30%인데, 현재 용존산소율이 40%인 경우 펌프(350)의 구동속도를 느리게 하여 용존수(B)의 순환속도를 느리게 하여 용존산소율이 30%에 도달하도록 한다.
이러한 제어부(500)의 순환제어에 의해 폐수 발생량이 증가되거나, 계절적인 요인으로 미생물 이상 증식 등으로 산소농도 부족 현상이 발생하더라도 능동적으로 산소농도를 적응하여 안정적인 오폐수 처리가 가능해질 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 고효율 미생물 반응기(1)의 오폐수 처리과정을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
펌프(350)가 구동되면, 미생물 반응기본체(200)의 오폐수(A)는 용해탱크(300)로 유입된다. 용해탱크(300)와 연결된 컴프레셔 또는 블로워(미도시)는 용해탱크(300)로 공기를 공급한다. 용해탱크(300) 내부에서 오폐수(A)와 공기가 서로 혼합되어 용존수(B)가 형성된다. 용존수(B)는 배관(400)을 통해 복수개의 TDD 포켓(100)으로 공급된다.
도 2에 도시된 바와 같이 용존수(B)는 배관(400)의 단부에서 수평하게 반구형 구조물(105) 내부로 분사(C) 된다. 분사된 용존수(B)는 구조물(105)과 반구형 구조물(105)의 내벽면 사이에서 복수회 부딪치며 난류(D)가 형성된다. 난류(D)에 의해 공기는 미세기포로 분쇄되고, 내부의 용존수(B)와 용해되며 산소용해수(F)가 형성된다.
산소용해수(F)는 압력에 의해 하부로 하강되고 확산구(107)를 통해 미생물 반응기본체(200) 내부로 확산(E) 된다. 미세기포는 상승하며 미생물 반응기(200) 내부의 오폐수와 접촉하며 접촉표면적을 증가시키게 된다. 이 과정에서 산소용해도가 상승되고 미생물에 의해 오폐수 처리효율도 향상된다.
한편, 용존산소계(600)는 연속하여 미생물 반응기본체(200)의 용존산소 농도를 측정하고, 측정된 현재 용존산소 농도가 설정된 기준 용존산소 농도와 일치되는지 판단한다. 제어부(500)는 현재 용존산소 농도가 과잉인지 부족한지를 판단하고, 그에 따라 펌프(350)의 구동속도를 제어하여 현재 용존산소 농도를 기준 용존산소 농도로 유지하게 된다.
이러한 제어부(500)의 제어에 의해 미생물 반응기본체(200) 내 유입수 부하량 증가 또는 계절적인 요인, 미생물 이상 증식 등의 다양한 변수들에 능동적으로 반응하여 처리효율을 일정하게 유지할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 고효율 미생물 반응기는 미생물 반응기본체 내에 분사, 난류 및 확산 과정에 의해 미세기포 발생을 증가시키는 TDD 포켓을 이용하여 산소용해농도를 높일 수 있다.
이 때, 미생물 반응기본체 내부에 설치되는 TDD 포켓의 개수를 조절하여 산소용해농도와 미생물 활성도를 조절할 수 있으므로 적은 소요 부지면적으로 다량의 미생물 활성도를 높일 수 있다.
또한, 종래 산기관과 달리 노즐을 사용하지 않으므로 통기저항이 발생되지 않아 저동력으로도 구동이 가능하고, 노즐막힘이 없어 주기적인 청소가 필요없으므로 유지관리 비용을 줄일 수 있다.
또한, 용존산소농도를 미생물 반응기본체의 특성에 따라 조절할 수 있으므로 축산분뇨, 음식물 탈리액, 침출수 등과 같은 고농도 폐수에도 적용할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 고효율 미생물 반응기의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 미생물 반응기 100 : TDD 포켓
101 : 베이스 103 : 반구형 구조체
105 : 구조물 107 : 확산구
109 : 배관연결공 110 : 바디부
200 : 미생물 반응기본체 300 : 용해탱크
350 : 펌프 400 : 배관
410 : 배출관 500 : 제어부
600 : 용존산소계 700 : 용존산소감지센서
A : 오폐수
B : 용존수
C : 분사
D : 난류
E : 확산
F : 산소용해수

Claims (10)

  1. 유체의 난류, 분사, 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기에 있어서,
    미생물 반응기본체(200);
    공기가 용해된 용존수를 저장하는 용해탱크(300);
    산소용해수의 분사, 난류, 및 확산 동작이 순차적으로 수행되도록 구성된 TDD(Turbulence, Dispersion, Diffusion) 포켓(100); 및
    상기 용해탱크(300)에 저장된 용존수가 상기 TDD 포켓(100)으로 이동되는 경로를 제공하는 배관(400);을 포함하며,
    상기 TDD 포켓(100)은 상기 미생물 반응기본체(200)에 위치되고, 상기 TDD 포켓(100)은 내부 공간을 가진 밀폐된 구성을 가지고,
    상기 배관(400)을 통해서 이동되는 용존수는 상기 TDD 포켓(100)의 내부 공간으로 공급되며,
    상기 TDD 포켓(100)에는, 상기 TDD 포켓(100)의 내부 공간에 존재하는 용존수가, 상기 TDD 포켓(100)의 외부 공간으로 확산될 수 있는 경로를 제공하는 확산구(107)가 형성되어 있고,
    상기 TDD 포켓(100)은,
    내부 공간이 존재하고 외부와 밀폐되도록 구성된 바디부; 및
    상기 바디부의 내부에 위치하며, 상기 용존수의 난류를 유도하기 위한 구조물;를 포함하며, 상기 바디부에는 상기 확산구(107)가 복수개 형성되어 있고,
    상기 바디부는
    내부 공간이 존재하는 반구형 구조체(103)와 베이스(101)를 포함하며,
    상기 베이스(101)는 상기 반구형 구조체(103)의 내부 공간이 외부와 밀폐되도록 상기 반구형 구조체(103)와 결합되어 있고,
    상기 구조물(105)은 상기 베이스(101)에 결합되어 있고, 상기 바디부의 상부에 상기 배관(400)이 연결되어 있고, 상기 확산구(107)는 상기 바디부의 측면에 형성되어 있는 것인, 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 TDD 포켓(100)은,
    상기 TDD 포켓(100)으로 유입되는 용존수가 상기 TDD 포켓(100) 내에서 분사된 후, 난류의 형태로 이동되고, 이후 상기 난류의 형태의 용존수는 상기 확산구(107)를 통해서 상기 TDD 포켓(100)의 외부로 확산되는 것인, 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구조물(105)은 나팔관 형태인 것인, 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반구형 구조체(103)의 상부 중심영역에는 배관연결공(109)이 형성되어 있고, 상기 배관연결공(109)에 상기 배관(400)의 단부가 결합되며, 상기 확산구(107)의 면적은 상기 배관연결공(109) 보다 넓은 것인, 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기.
  5. 제4항에 있어서,
    배출관(410)이 상기 미생물 반응기본체(200)의 하부와 상기 용해탱크(300)를 연결하며, 상기 배출관(410)에는 펌프(350)가 구비되어 있고,
    상기 미생물 반응기본체(200)에는 용존산소 감지센서(700)가 구비되어 있고, 상기 용존산소 감지센서(700)는 용존산소계(600)와 연결되어 있고, 상기 용존산소계(600)는 상기 미생물 반응기본체(200)의 용존산소를 측정하며, 상기 용존산소계(600)는 제어부(500)와 연결되어, 상기 펌프(350)의 구동을 제어하는 것인, 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기.
  6. 삭제
  7. 미생물 반응기에 사용되는 TDD 포켓(100)에 있어서,
    내부 공간이 존재하고 외부와 밀폐되도록 구성된 바디부; 및
    상기 바디부의 내부에 위치하며, 용존수의 난류를 유도하기 위한 구조물(105);를 포함하며,
    상기 바디부에는 내부 공간에 존재하는 용존수가, 상기 TDD 포켓의 외부 공간으로 확산될 수 있는 경로를 제공하는 확산구(107)가 복수개 형성되어 있고,
    상기 바디부는
    내부 공간이 존재하는 반구형 구조체(103)와 베이스(101)를 포함하며,
    상기 베이스(101)는 상기 반구형 구조체(103)의 내부 공간이 외부와 밀폐되도록 상기 반구형 구조체와 결합되어 있고,
    상기 구조물(105)은 상기 베이스(101)에 결합되어 있고, 상기 바디부의 상부에 용존수를 제공하는 배관(400)이 연결되어 있고, 상기 확산구(107)는 상기 바디부의 측면에 형성되어 있는 것인, 미생물 반응기에 사용되는 TDD 포켓.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구조물(105)은 나팔관 형태인 것인, 미생물 반응기에 사용되는 TDD 포켓.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 반구형 구조체(103)의 상부 중심영역에는 배관연결공(109)이 형성되어 있고, 상기 배관연결공(109)에 상기 배관(400)의 단부가 결합되며, 상기 확산구(107)의 면적은 상기 배관연결공(109) 보다 넓은 것인, 미생물 반응기에 사용되는 TDD 포켓.
  10. 삭제
KR1020180052544A 2018-05-08 2018-05-08 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기 KR102146876B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180052544A KR102146876B1 (ko) 2018-05-08 2018-05-08 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180052544A KR102146876B1 (ko) 2018-05-08 2018-05-08 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190128399A KR20190128399A (ko) 2019-11-18
KR102146876B1 true KR102146876B1 (ko) 2020-08-21

Family

ID=68727975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180052544A KR102146876B1 (ko) 2018-05-08 2018-05-08 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102146876B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100841795B1 (ko) * 2007-06-21 2008-06-27 이정언 나노버블 고농도 산소수를 이용한 하·폐수 고도처리 장치
KR101202479B1 (ko) * 2012-05-08 2012-11-21 윤보선 축산오수처리조 폭기장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100592120B1 (ko) * 2004-07-12 2006-06-21 주식회사 젠트로 산소용존이 용이한 폭기장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100841795B1 (ko) * 2007-06-21 2008-06-27 이정언 나노버블 고농도 산소수를 이용한 하·폐수 고도처리 장치
KR101202479B1 (ko) * 2012-05-08 2012-11-21 윤보선 축산오수처리조 폭기장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190128399A (ko) 2019-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7517460B2 (en) Water circulation systems for ponds, lakes, municipal tanks, and other bodies of water
JP2011011098A (ja) 水質浄化装置
US8523984B2 (en) Water circulation systems with air stripping arrangements for municipal water tanks, ponds, and other potable bodies of water
KR102063317B1 (ko) 워터젯을 이용한 산기관장치
US6280636B1 (en) Enhancement of oxygen transfer from diffused gas aerators
KR102146876B1 (ko) 유체의 난류, 분사, 및 확산 반응의 일체형 고효율 미생물 반응기
JP5190242B2 (ja) 生物処理方法及び生物処理装置
KR101638782B1 (ko) 산기장치
KR101421179B1 (ko) 슬러지처리용 호기성 산화조
JP5003999B2 (ja) 廃水処理方法及び装置
KR101304329B1 (ko) 청소 기능을 갖는 마이크로 버블 디퓨저를 이용한 폐수 처리를 위한 마이크로 버블 반응기
KR100882818B1 (ko) 폭기조
KR20240044052A (ko) 폐수처리시설의 미세기포산기장치
KR102013223B1 (ko) 외부 제트 이젝터
KR102236859B1 (ko) 순환율에 기초한 do 농도 조절 시스템 및 이를 이용한 고효율 미생물 반응기
KR102331416B1 (ko) 복합발효미생물과 복합미세기포를 이용한 슬러지소화 시스템
KR20220144121A (ko) 가스 용해장치
JP3900997B2 (ja) 旋回流曝気装置
US20220080371A1 (en) Device for injecting fluid into a liquid, method for cleaning said device, and effluent treatment installation
KR20080020080A (ko) 배양액 처리장치 및 이를 이용한 수경 재배 장치
JP5277332B2 (ja) 生物処理方法及び生物処理装置
JP5559233B2 (ja) 生物処理方法及び生物処理装置
JP5358714B2 (ja) 生物処理方法及び生物処理装置
JP2009136794A (ja) 散気装置ならびに散気方法
KR101306905B1 (ko) 가축분뇨를 이용한 양액 제조장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right