KR102170601B1 - Advanced sewage and wastewater separation membrane device using low temperature plasma - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a separation membrane device for advanced sewage and wastewater treatment using a low-temperature plasma and a highly concentrated bio-film, which significantly improves treatment efficiency by using the combination of a biological method and a membrane separation method to remove organic substances, nitrogen, and phosphorus from sewage and wastewater and, more specifically, to a separation membrane device for advanced sewage and wastewater treatment, comprising: a specific gravity treatment tank (10); a flow adjustment tank (20); an anaerobic tank (30); an anoxic tank (40); a highly concentrated bioreactor (50); a media tower (55); a membrane separation tank (60); and a discharge tank (70).

Description

저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막장치{Advanced sewage and wastewater separation membrane device using low temperature plasma}Advanced sewage and wastewater separation membrane device using low temperature plasma}

본 발명은 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하수 및 오폐수의 유기물질과 질소, 인 제거를 생물학적방법과 막분리방법을 복합적으로 이용하여 처리효율을 크게 향상시키고, 후단에 설치된 분리막의 처리부하를 낮추어 분리막의 수명연장과 유지관리비를 절감하면서도 정화된 정적인 수질의 확보 및 안전한 방류와 자동화운전이 가능한 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막장치에 관한 것이다.The present invention relates to a separation membrane device for advanced treatment of sewage and wastewater using a low-temperature plasma and a highly concentrated biofilm, and more specifically, treatment efficiency by using a combination of a biological method and a membrane separation method to remove organic substances, nitrogen and phosphorus from sewage and wastewater. The high level of sewage and wastewater using low-temperature plasma and highly concentrated biofilms that can significantly improve and reduce the treatment load of the separator installed at the rear end to extend the life of the separator and reduce maintenance costs, while securing the purified static water quality and enabling safe discharge and automated operation. It relates to a treatment separation membrane device.

일반적으로 하수 및 오폐수 처리장치의 처리방법으로는 물리적 처리방법, 화학적 처리방법, 생물학적 처리방법으로 구분된다. 하수 및 오폐수에는 유기물질과 질소와 인이 포함되어 있다. 질소나 인은 주로 농업용 비료, 사람이나 가축의 분뇨, 합성세제 등으로부터 발생되는 것으로, 질소나 인이 미처리된 하수 또는 오폐수는 강이나 댐을 포함한 호소로 다량 유입될 경우, 부영양화로 인해 연안의 적조현상, 암모니아의 어류독소, 수중의 용존산소 결핌 등을 야기하게 된다.In general, treatment methods for sewage and wastewater treatment systems are classified into physical treatment methods, chemical treatment methods, and biological treatment methods. Sewage and wastewater contain organic matter, nitrogen and phosphorus. Nitrogen or phosphorus is mainly generated from agricultural fertilizers, human or livestock manure, synthetic detergents, etc.When large amounts of nitrogen or phosphorus untreated sewage or wastewater flow into lakes, including rivers or dams, red tide along the coast due to eutrophication Phenomenon, fish toxins of ammonia, and a lack of dissolved oxygen in water are caused.

이에 따라 정부에서는 매년 질소 및 인의 배출 허용기준을 확대 적용 하고 있다. Accordingly, the government is expanding the standards for nitrogen and phosphorus emissions every year.

이러한 하수나 오폐수의 질소, 인을 제거하기 위한 시스템의 생물학적 질소·인 제거공정을 고도처리라 표기한다. 고도처리의 공법의 대표적인 활성슬러지 공법은 호기성(好氣性) 반응조(또는 포기조(曝氣槽)), 무산소 반응조 그리고 혐기성 반응조 등의 다양한 반응조들을 포함하여 이루어지는데, 호기성 반응조에서는 일반적으로 질산화현상(Nitrification)에 의하여 아질산성질소와 질산성질소의 변화가 이루어지고, 무산소 반응조에서는 탈질소작용(Denitrification)이 이루어져 질소가스의 대기 방출이 이루어진다.The biological nitrogen and phosphorus removal process of the system to remove nitrogen and phosphorus from such sewage or wastewater is referred to as advanced treatment. The representative activated sludge method of the advanced treatment method includes various reaction tanks such as an aerobic reaction tank (or aeration tank), an oxygen-free reaction tank, and an anaerobic reaction tank. ), the nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are changed, and in the oxygen-free reactor, denitrification is performed, and nitrogen gas is released to the atmosphere.

또 생물학적 처리방법에서는 수온이 저하될 때는 처리효율이 저하된다. 이는 미생물의 활동성과 번식력이 줄어들기 때문이다. 또 질소의 제거를 위한 탈질반응으로 아질산이나 질산을 환원시켜서 대기 중으로 질소가스로 방출하여야 하는데 수온이 저하되면 탈질반응이 떨어져 처리효율이 저하된다. 따라서 적정한 수온을 유지하여야 하며, 호기성 반응조에는 충분한 산소가 공급되어야 함을 물론이며, 공급된 공기가 폐수와 미생물에 잘 혼합되도록 요구된다.In addition, in the biological treatment method, the treatment efficiency decreases when the water temperature decreases. This is because the activity and fertility of microorganisms decreases. In addition, as a denitrification reaction for removing nitrogen, nitrous acid or nitric acid must be reduced and discharged as nitrogen gas into the atmosphere. However, when the water temperature decreases, the denitrification reaction decreases and the treatment efficiency decreases. Therefore, it is necessary to maintain an appropriate water temperature, and of course, sufficient oxygen must be supplied to the aerobic reactor, and the supplied air is required to be well mixed with wastewater and microorganisms.

그리고, 단일반응조를 이용한 공법의 처리는 공간개념을 시간차개념을 이용한 방법으로 시간의 간격을 두고 질산화와 탈질반응을 교대로 반복시켜는 간헐포기방법이 사용되었다. 따라서 공정과 장치의 구성이 복잡하고 운전관리가 어려운 문제점이 있었다.In addition, the intermittent aeration method in which nitrification and denitrification reactions are alternately repeated at intervals of time was used for the treatment of the construction method using a single reactor. Therefore, there is a problem in that the configuration of the process and the device is complicated and operation management is difficult.

또 다른 방법 중 화학적 처리방법으로는 하수에 철염, 알루미늄염을 투입하여, 하수 및 오폐수에 포함되어 있는 인과 금속이온이 결합하게 하여, 그 침전물을 분리 제거 시키는 기본적인 방법이 사용되어 왔다. 그러나 화학적 처리방법은 전문관리인이 상근하여 관리하여야 하는 전문기술이 필요하며, 약품의 비용이 많이 소요되는 등의 문제점을 갖고 있다.Among other methods, as a chemical treatment method, a basic method of separating and removing the sediment has been used by introducing iron salt and aluminum salt into sewage so that phosphorus and metal ions contained in sewage and wastewater are combined. However, the chemical treatment method has problems such as requiring specialized skills that must be managed by a professional manager full-time, and the cost of drugs is high.

최근에는 위 생물학적 및 화학적 처리방법의 대안으로 분리막을 이용한 공법을 많이 도입하여 폭기조에 분리막을 투입하여 하수 및 오폐수의 유기물질과 부유물질을 미세한 막을 이용하여 분리하는 방법으로 처리하고 있다. 이러한 경우 분리막이 빨리 폐색되어 분리막의 수명을 단축시켜 유지관리비가 많이 발생하고, 또 분리되고 남은 하수 및 오폐수의 슬러지가 많이 발생하는 등의 문제점이 있다.Recently, as an alternative to the above biological and chemical treatment methods, a lot of methods using a separation membrane have been introduced, and a separation membrane is introduced into the aeration tank to separate organic and suspended substances in sewage and wastewater using a fine membrane. In this case, there is a problem in that the separation membrane is quickly clogged to shorten the life of the separation membrane, resulting in a large maintenance cost, and a large amount of sludge of sewage and wastewater remaining after separation.

또한 기존 처리시설을 고도처리 즉 질소, 인을 제거하기 위해선 처리시설을 전체를 완전 교체하거나, 처리시설의 내부의 각실을 거의 교체 개량하여야 하는 어려움과 부지확보 및 증설에 따른 비용 등 많은 문제점이 대두시 되고 있다.In addition, in order to remove nitrogen and phosphorus from the existing treatment facilities, there are many problems such as the difficulty of completely replacing the entire treatment facility, or almost replacing and improving each room inside the treatment facility, and the cost of securing and expanding the site. Being poem.

본 발명자는 위 기술과 관련하여 이미 등록특허 제10-0924992호 및 등록특허 제10-1193497호를 통해 “활성-바이오 담체 및 이를 이용한 수처리 장치”및 “고성능처리기를 설치한 고도처리 하수 및 오폐수의 정화장치”를 개시한 바 있다.In connection with the above technology, the present inventors have already disclosed “active-bio carrier and water treatment device using the same” and “advanced treatment sewage and wastewater equipped with a high-performance treatment device through Registration Patent No. 10-0924992 and Registration Patent No. 10-1193497. Purification device” has been disclosed.

등록특허 제10-0924992호Registered Patent No. 10-0924992 등록특허 제10-1193497호Registered Patent No. 10-1193497

이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 하수 및 오폐수의 유기물질과 질소, 인 제거를 생물학적방법과 막분리방법을 복합적으로 이용하여 처리효율을 크게 향상시키고, 후단에 설치된 분리막의 처리부하를 낮추어 분리막의 수명연장과 유지관리비를 절감하면서도 정화된 정적인 수질의 확보 및 안전한 방류와 자동화운전이 가능한 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막장치에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.Accordingly, the present invention is invented to eliminate the above problems, and greatly improves treatment efficiency by using a combination of a biological method and a membrane separation method to remove organic substances, nitrogen, and phosphorus from sewage and wastewater. The technical task focuses on the advanced sewage and wastewater treatment separator device using low-temperature plasma and highly concentrated biofilm that secures purified static water quality and enables safe discharge and automated operation while lowering the treatment load and reducing maintenance costs. It was completed as.

그리고, 기존의 설치된 하수 및 오폐수 처리시설에 처리용량을 더 늘리지 않고서도 간단, 용이하게 설치 개량하여 하수 및 오폐수의 유기물과 질소, 인을 복합적으로 처리함으로써 고도처리의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막장치에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.In addition, the existing sewage and wastewater treatment facilities are simply and easily installed and improved without further increasing the treatment capacity to improve the performance of advanced treatment by complexly treating organic matter, nitrogen, and phosphorus in sewage and wastewater. It was completed as a technical task with the focus on the advanced sewage and wastewater treatment separation membrane device using plasma and highly concentrated biofilm.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막 장치를 구성함에 있어서, 지하에 매설된 처리탱크(A)의 초입측으로 하수 및 오폐수를 유입시키는 유입부(81)가 구비되며, 상기 하수 및 오폐수가 충진된 처리탱크(A) 내의 하부측으로 구비된 공급관(84)을 통해 에어를 공급하도록 분배관(83)이 설치되는 에어공급부(82)가 구비되어 구성되고, 상기 처리탱크(A)의 하수 및 오폐수 유입측에 구비되고, 하수 및 오폐수는 스크린(11)을 거쳐 원수펌프(12) 또는 자연유하로 유입되며, 상기 유입된 유기물의 비중에 의해 모래를 포함한 비중이 큰 물질은 하부로 침전되고 상부에는 비중이 낮은 부유물질로 분리되고, 하수 및 오폐수의 유동방향 후방측에 차단막(15)이 설치되어 제1처리수를 배출하는 비중처리조(10); 상기 비중처리조(10)의 차단막(15)을 경계로 일측에 구비되어 차단막(15)을 거쳐 유입되는 제1처리수의 피크 부하시에도 유량을 일정하게 유지시키고 생물학적 처리를 위한 오염물의 부하변동을 조절하여 제2처리수를 배출하는 유량조정조(20); 상기 유량조정조(20)의 일측에 구비되어 제2처리수가 유입되며, 바닥부에 제2처리수를 교반하기 위한 교반용 펌프(31) 또는 교반용 임펠러가 구비되고, 상부측에 부식을 통해 철이온이 발생될 수 있는 금속편이 충진되어지되, 바닥면에 금속편의 이탈을 방지하는 다공판 및 측면에 격자망이 설치된 철재여상기(35)가 구비되어 제3처리수를 배출하는 혐기조(30); 상기 혐기조(30)의 일측에 구비되어 제3처리수가 유입되며, 바닥부에 제3처리수를 교반하기 위한 교반용 펌프(41) 또는 교반용 임펠러가 구비되고, 상부측에 제3처리수의 온도를 40∼60℃로 상승시키면서 탈질반응과 미생물의 활성화를 촉진시키기 위한 저온플라즈마가열기(45)가 구비되어 제4처리수를 배출하는 무산소조(40); 상기 저온플라즈마가열기(45)는 피처리수인 제3처리수의 수면 아래에 가열기본체(45a)가 침수되도록 하고, 제3처리수의 수면 위로 가열기캡(45b)이 위치되도록 하여 작동단자에 연결되도록 구성하고, 상기 무산소조(40)의 일측에 구비되어 제4처리수가 유입되며, 바닥부에 상기 공급관(84)에 연결되어 제4처리수에 에어를 공급하는 공기주입 산기관(52)이 구비되고, 상기 공기주입 산기관(52)의 상부측에 유동성 활성-바이오 담체(53) 또는 고정상 여재가 충진되어 제5처리수를 배출하는 고농축생물반응조(50); 상기 활성-바이오 담체(53)는 총 중량이 100중량%가 되도록 굴패각 분말 20~50중량%를 주구성체로 하고, 혼합물로서 활성탄 5~10중량%, 제올라이트 5~10중량%의 활성무기성 충진물에, 펄라이트 5~15중량%를 비중조절체로 하고, 나머지 중량은 폴리에테르를 성형체로 혼합한 후 용융 압출하여 비중이 1±0.5이내인 이중파이프 형태의 압출물로 채워진 미생물 담체의 형태로 구성하며, 상기 고농축생물반응조(50)의 일측과 연계되는 메디어타워(55); 상기 메디어타워(55)의 하부측에 상기 유동성 활성-바이오 담체(53) 또는 고정상 여재의 유입을 방지하도록 격자망(57)이 구비되어 상기 격자망(57)을 통해 고농축생물반응조(50)에서 처리된 제5처리수가 유입되고, 상기 메디어타워(55)의 내부공간에는 고정성 활성-바이오 담체(58), 활성탄, 세라믹 중 어느 하나가 충진되며, 상기 메디어타워(55)의 상부측에는 고정성 활성-바이오 담체(58), 활성탄, 세라믹 중 어느 하나에 부착된 미생물에 의한 폐쇄를 방지하기 위한 탈리역세 공기관(56)이 형성되도록 하고, 상기 메디어타워(55)는 고농축생물반응조(50)의 일측 내벽을 따라 세로의 길이 방향의 직육면체 또는 원통 형태로 설치되며, 상기 메디어타워(55)에는 탈질상태를 확인하기 위하여 수소이온지수 측정기(PH METER), 산화환원전위차 측정기(ORP METER), 및 용존산소량 측정기(DO METER)가 더 설치되고, 상기 메디어타워(55)의 일측에 구비되어 제5처리수가 유입되며, 내부에 침지식분리막(65)이 구비되어 고액분리를 실시하여서 제6처리수를 배출하는 막 분리조(60); 상기 막 분리조(60)의 바닥부에 상기 공급관(84)에 연결되어 제5처리수에 에어를 공급하는 공기주입 산기관(62)이 구비되며, 상기 막 분리조(60)의 일측와 연계되어 제6처리수를 소독 후 최종 방류하는 방류조(70);를 포함하여 이루어지며, 상기 고농축생물반응조(50)에서 인을 과잉 섭취한 탈인순환수를 순환수이송라인(92)을 통해 혐기조(30)로 이동시켜 상기 혐기조(30)의 상부에 구비된 철재여상기(35)의 상부측에 살수하여 하부측으로 이동되면서 금속편과 접촉되어 철이온을 용출시켜 혐기조(30) 내의 제2처리수와 혼합되도록 구성하되, 상기 철재여상기(35)의 상부면은 혐기조(30) 내에 충진된 제2처리수의 수면높이 보다 3∼10㎝ 높게 위치되게 하여 순환수이송라인(92)을 통해 살수되는 탈인순환수가 철재여상기(35)를 거쳐 혐기조(30) 내의 제2처리수로 유입되도록 구성하고, 상기 막 분리조(60) 내의 침지식분리막(65)에 에어공급부(82)로부터 에어가 전달되는 공급관(84)을 연결함과 아울러, 상기 침지식분리막(65)에 처리탱크(A)의 외부에 설치된 흡인펌프(86)에 연결되는 흡인펌프주입구(86-1)를 연결 설치하여 막 분리되어 상기 흡인펌프주입구(86-1)를 통해 이송되는 제6처리수를 흡인펌프배출구(86-2)를 거쳐 방류조(70)로 이송되도록 한 다음, 방류부(85)를 통해 방류되도록 구성하며, 상기 막 분리조(60) 내에서 질산화된 질산화순환수를 순환수이송라인(94)을 통해 무산소조(40)로 이동시켜 제3처리수와 혼합되게 하여 제4처리수로 변환처리되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막 장치를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is to construct an advanced sewage and wastewater treatment separation membrane device using a low-temperature plasma and a highly concentrated biofilm, an inlet for introducing sewage and wastewater to the entrance side of the treatment tank A buried underground. (81) is provided, and an air supply unit 82 in which a distribution pipe 83 is installed to supply air through a supply pipe 84 provided at the lower side of the treatment tank A filled with sewage and wastewater is provided. It is configured and provided on the inlet side of sewage and wastewater of the treatment tank (A), and sewage and wastewater are introduced into the raw water pump 12 or the natural flow through the screen 11, and sand by the specific gravity of the introduced organic matter. A specific gravity treatment tank 10 that precipitates a material with a high specific gravity to the bottom and separates it into a floating material with a low specific gravity at the top, and a barrier 15 is installed at the rear side in the flow direction of sewage and wastewater to discharge the first treated water. ); It is provided on one side of the specific gravity treatment tank 10 at the boundary of the blocking film 15 to maintain a constant flow rate even during peak load of the first treated water flowing through the blocking film 15 and change the load of contaminants for biological treatment. A flow rate adjustment tank 20 for discharging the second treated water by adjusting the control; It is provided on one side of the flow control tank 20 and the second treated water is introduced, and a stirring pump 31 or a stirring impeller for stirring the second treated water is provided at the bottom, and iron is removed through corrosion on the upper side. An anaerobic tank (30) that is filled with metal pieces that can generate on, but is provided with a perforated plate that prevents separation of the metal pieces on the bottom surface and a steel filter (35) equipped with a grid on the side surface to discharge the third treated water. ; It is provided on one side of the anaerobic tank 30 and the third treated water is introduced, and a stirring pump 41 or a stirring impeller for stirring the third treated water is provided at the bottom, and the third treated water is An oxygen-free tank 40 provided with a low-temperature plasma heater 45 for promoting denitrification reaction and activation of microorganisms while raising the temperature to 40 to 60° C. to discharge the fourth treated water; The low-temperature plasma heater 45 allows the heating body 45a to be submerged under the water surface of the third treated water, and the heater cap 45b is positioned above the water surface of the third treated water. It is configured to be connected, and is provided on one side of the anoxic tank 40 so that the fourth treated water is introduced, and the air injection diffuser 52 is connected to the supply pipe 84 at the bottom to supply air to the fourth treated water. A highly enriched bioreactor 50 which is provided and is filled with a fluid active-bio carrier 53 or a fixed bed filter medium on the upper side of the air injection diffuser 52 to discharge the fifth treated water; The active-bio carrier 53 is composed mainly of 20 to 50% by weight of oyster shell powder so that the total weight is 100% by weight, and as a mixture, an active inorganic filler of 5 to 10% by weight of activated carbon and 5 to 10% by weight of zeolite E, 5 to 15% by weight of perlite is used as a specific gravity control body, and the remaining weight is composed of a microbial carrier filled with an extrudate in the form of a double pipe with a specific gravity of less than 1±0.5 by mixing polyether into a molded body and then melt extrusion. , Media tower 55 connected to one side of the highly enriched bioreactor 50; A lattice network 57 is provided at the lower side of the media tower 55 to prevent the inflow of the fluid active-bio carrier 53 or the fixed bed filter material in the highly concentrated bioreactor 50 through the lattice network 57 The treated fifth treated water is introduced, and any one of a fixed active-bio carrier 58, activated carbon, and ceramic is filled in the inner space of the media tower 55, and the upper side of the media tower 55 is fixed. The active-bio carrier 58, activated carbon, and a desorption backwash air pipe 56 to prevent clogging by microorganisms attached to any one of ceramics are formed, and the media tower 55 is a highly concentrated bioreactor 50 It is installed in the form of a rectangular parallelepiped or cylinder in a vertical and longitudinal direction along one inner wall, and in the media tower 55, a hydrogen ion index meter (PH METER), an oxidation-reduction potential difference meter (ORP METER), and a dissolved solution are used to check the denitrification state. An oxygen meter (DO METER) is further installed, and the fifth treated water is provided on one side of the media tower 55, and an immersion-type separation membrane 65 is provided therein to perform solid-liquid separation to collect the sixth treated water. A membrane separation tank 60 to discharge; At the bottom of the membrane separation tank 60, an air injection diffuser 62 connected to the supply pipe 84 to supply air to the fifth treated water is provided, and is connected to one side of the membrane separation tank 60 Disinfection tank (70) for final discharge after disinfecting the sixth treated water; and an anaerobic tank (dephosphorylation circulating water in which phosphorus is excessively ingested in the highly concentrated bioreactor 50) through the circulation water transfer line 92 ( 30) and sprinkling on the upper side of the iron filter 35 provided on the upper part of the anaerobic tank 30, and moving to the lower side, contacting the metal piece to elute iron ions, and the second treated water in the anaerobic tank 30 It is configured to be mixed, but the upper surface of the iron filter 35 is placed 3 to 10 cm higher than the water level of the second treated water filled in the anaerobic tank 30 to be sprayed through the circulation water transfer line 92 The dephosphorylated circulating water is configured to flow into the second treated water in the anaerobic tank 30 through the iron filter 35, and air is delivered from the air supply unit 82 to the immersion type separation membrane 65 in the membrane separation tank 60. In addition to connecting the supply pipe 84 to be used, a suction pump injection port 86-1 connected to the suction pump 86 installed outside the treatment tank A is connected to the submerged separation membrane 65 to separate the membrane. The sixth treated water is transferred through the suction pump inlet 86-1 to be transferred to the discharge tank 70 through the suction pump outlet 86-2, and then discharged through the discharge unit 85. And, the nitrate circulating water that has been nitrified in the membrane separation tank 60 is moved to the oxygen-free tank 40 through the circulating water transfer line 94 to be mixed with the third treated water and converted into the fourth treated water. It provides an advanced sewage and wastewater treatment separation membrane device using a low-temperature plasma and a highly concentrated biofilm, characterized in that.

이때, 상기 유량조정조(20)의 바닥부 상에 유입되는 하수 및 오폐수의 유량을 일정하게 분배하기 위해 다수의 유량조정펌프(21)가 구비되어 각각에 연결되는 제1공급라인(23)과, 상기 각각의 제1공급라인(23)을 연결한 제2공급라인(26)을 통해 후방측의 혐기조(30)로 제2처리수가 이동되도록 한다. 또한, 상기 유량조정조(20)의 하부측에 상기 공급관(84)에 연결되어 유량조정조(20) 내에 에어를 공급하는 공기주입 산기관(13)이 구비되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.At this time, a first supply line 23 provided with a plurality of flow control pumps 21 and connected to each of the plurality of flow control pumps 21 to uniformly distribute the flow rate of sewage and wastewater flowing into the bottom of the flow control tank 20, The second treated water is moved to the anaerobic tank 30 on the rear side through the second supply line 26 connected to each of the first supply lines 23. In addition, it is characterized in that it is configured to be provided with an air injection diffuser 13 connected to the supply pipe 84 at the lower side of the flow adjustment tank 20 to supply air into the flow control tank 20.

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상기한 본 발명에 의하면 하수 및 오폐수의 유기물질과 질소, 인 제거를 생물학적방법과 막분리방법을 복합적으로 이용하여 처리효율을 크게 향상시키고, 후단에 설치된 분리막의 처리부하를 낮추어 분리막의 수명연장과 유지관리비를 절감하면서도 정화된 정적인 수질의 확보 및 안전한 방류와 자동화운전이 가능하게 되는 등의 효과가 있다.According to the present invention, the treatment efficiency is greatly improved by using a combination of a biological method and a membrane separation method to remove organic substances, nitrogen, and phosphorus from sewage and wastewater, and to extend the life of the separator by lowering the treatment load of the separator installed at the rear end. While reducing maintenance costs, there are effects such as securing purified static water quality and enabling safe discharge and automated operation.

또한, 기존의 설치된 하수 및 오폐수 처리시설에 처리용량을 더 늘리지 않고서도 간단, 용이하게 설치 개량하여 하수 및 오폐수의 유기물과 질소, 인을 복합적으로 처리함으로써 고도처리의 성능을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.In addition, it is possible to improve the performance of advanced treatment by complexly treating organic matter, nitrogen and phosphorus in sewage and wastewater by simply and easily installing and improving the existing sewage and wastewater treatment facilities without further increasing the treatment capacity. It works.

도 1은 본 발명에 의한 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막 장치의 전체 예시도
도 2는 본 발명에 의한 비중처리조 및 유량조정조의 실시 예시도
도 3은 본 발명에 의한 혐기조 및 무산소조의 실시 예시도
도 4는 본 발명에 의한 고농축생물반응조 및 메디어타워의 실시 예시도
도 5는 본 발명에 의한 막 분리조 및 방류조의 실시 예시도
1 is an overall exemplary view of an advanced sewage and wastewater treatment separation membrane device using a low-temperature plasma and a highly concentrated biofilm according to the present invention
Figure 2 is an exemplary diagram of a specific gravity treatment tank and a flow control tank according to the present invention
3 is an exemplary view of an anaerobic tank and an anoxic tank according to the present invention
4 is an exemplary view of a highly concentrated biological reactor and a media tower according to the present invention
5 is an exemplary view of a membrane separation tank and a discharge tank according to the present invention

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, specific details for the implementation of the present invention will be described in more detail.

본 발명은 하수 및 오폐수의 유기물질과 질소, 인 제거를 생물학적방법과 막분리방법을 복합적으로 이용하여 처리효율을 크게 향상시키고, 후단에 설치된 분리막의 처리부하를 낮추어 분리막의 수명연장과 유지관리비를 절감하면서도 정화된 정적인 수질의 확보 및 안전한 방류와 자동화운전이 가능한 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막장치에 관한 것으로서 도 1 내지 도 5를 참고하여 보면 비중처리조(10), 유량조정조(20), 혐기조(30), 무산소조(40), 고농축생물반응조(50), 메디어타워(55), 막 분리조(60) 및 방류조(70)를 포함하여 이루어진다.The present invention greatly improves the treatment efficiency by using a combination of a biological method and a membrane separation method to remove organic substances, nitrogen, and phosphorus from sewage and wastewater, and lowers the treatment load of the separator installed at the rear end to extend the life of the separator and reduce maintenance costs. It relates to a separation membrane device for advanced sewage and wastewater treatment using a low-temperature plasma and a highly concentrated biofilm capable of securing a reduced and purified static water quality, safe discharge, and automated operation. Referring to FIGS. 1 to 5, a specific gravity treatment tank 10, It comprises a flow control tank 20, an anaerobic tank 30, an oxygen-free tank 40, a highly concentrated bioreactor 50, a media tower 55, a membrane separation tank 60, and a discharge tank 70.

본 발명의 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막장치를 구현하기 위해 먼저 도 1에서와 같이 지하에 매설된 처리탱크(A)의 초입측으로 하수 및 오폐수를 유입시키는 유입부(81)가 구비되며, 상기 하수 및 오폐수가 충진된 처리탱크(A) 내의 하부측으로 구비된 공급관(84)을 통해 에어를 공급하도록 분배관(83)이 설치되는 에어공급부(82)가 구비된다.In order to implement the advanced sewage and wastewater treatment separation membrane device using the low-temperature plasma and highly concentrated biofilm of the present invention, first, the inlet 81 for introducing sewage and wastewater to the entrance side of the treatment tank A buried underground as in FIG. Is provided, and an air supply unit 82 in which a distribution pipe 83 is installed to supply air through a supply pipe 84 provided at a lower side in the treatment tank A filled with sewage and wastewater is provided.

상기 에어공급부(82)를 실시예로서 링블로워 등이 사용되도록 하며, 상기 에어공급부(82)에 비중처리조(10), 유량조정조(20), 혐기조(30), 무산소조(40), 고농축생물반응조(50), 메디어타워(55), 막 분리조(60) 및 방류조(70)를 따라 분배관(83)이 설치되고, 상기 분배관(83) 상에서 유량조정조(20), 고농축생물반응조(50) 및 막 분리조(60) 내부로 공기를 공급 이동시키는 공급관(84)이 연결 설치된다.The air supply unit 82 is used as an embodiment, such as a ring blower, and the air supply unit 82 includes a specific gravity treatment tank 10, a flow control tank 20, an anaerobic tank 30, an oxygen free tank 40, and a highly concentrated organism. A distribution pipe 83 is installed along the reaction tank 50, the media tower 55, the membrane separation tank 60, and the discharge tank 70, and a flow control tank 20, a highly enriched bioreactor on the distribution pipe 83 50 and a supply pipe 84 for supplying and moving air into the membrane separation tank 60 are connected and installed.

상기 처리탱크(A)의 하수 및 오폐수 유입측에 구비되는 비중처리조(10)는 도 2에서와 같이 유입부(81)로부터 이동되는 하수 및 오폐수는 스크린(11)을 거쳐 원수펌프(12) 또는 자연유하로 유입되며, 상기 유입된 유기물의 비중에 의해 모래를 포함한 비중이 큰 물질은 하부로 침전되고 상부에는 비중이 낮은 부유물질로 분리되고, 하수 및 오폐수의 유동방향 후방측에 차단막(15)이 설치되어 제1처리수를 배출하도록 구성된다.The specific gravity treatment tank 10 provided on the inlet side of the sewage and wastewater of the treatment tank A is the raw water pump 12 through the screen 11 for the sewage and wastewater moving from the inlet 81 as shown in FIG. Alternatively, a material with a high specific gravity including sand is precipitated to the lower portion by the specific gravity of the introduced organic material, and is separated into a floating material having a low specific gravity in the upper portion, and a barrier film 15 on the rear side in the flow direction of sewage and wastewater ) Is installed and configured to discharge the first treated water.

이때, 상기 비중처리조(10)는 유입유량의 변동이 심하더라도 부하변동에 대처하기 위해 하수법으로 일일처리용량대비 12시간의 체류시간을 주도록 정하고 있으며, 상기 차단막(15)에 의해 걸러져 비중처리조(10)의 바닥에 침전된 슬러지는 배출관(97)을 통해 이동되어 반출차량(98)을 통해 슬러지 처리장으로 이송된다.At this time, the specific gravity treatment tank 10 is set to give a residence time of 12 hours compared to the daily treatment capacity by the sewage method in order to cope with the load fluctuation even if the inflow flow rate fluctuates severely, and is filtered by the blocking film 15 to treat the specific gravity. The sludge deposited on the bottom of the tank 10 is moved through the discharge pipe 97 and transferred to the sludge treatment plant through the carrying vehicle 98.

상기 비중처리조(10)의 차단막(15)을 경계로 일측에 구비되는 유량조정조(20)는 상기 차단막(15)을 거쳐 유입되는 제1처리수의 피크 부하시에도 유량을 일정하게 유지시키고 생물학적 처리를 위한 오염물의 부하변동을 조절하여 제2처리수를 배출하도록 구성된다.Flow control tank 20 provided on one side of the barrier film 15 of the specific gravity treatment tank 10 as a boundary maintains a constant flow rate even during peak load of the first treated water introduced through the barrier film 15 It is configured to discharge the second treated water by adjusting the load fluctuation of the pollutant for treatment.

상기 차단막(15)에 부착된 미생물에 의해 생물막이 형성되어 유기물들이 생물학적으로 처리되면서 오수 중 부유협잡물질을 단시간 내에 침전 및 분리시켜 주는 역할과, 펌프 등으로 유입되어 들어오는 오수의 유속을 감속시켜 다음 처리조인 유량조정조(20)로 수중 불순물이 미처 침전되지 않은 상태로 흘러가 여과 및 침전에 긴 시간이 걸리는 것을 방지하며, 차단막(15)에 부착된 미생물들에 의해 유기물들을 처리 및 여과하는 효과를 가진다.As a biofilm is formed by microorganisms attached to the blocking film 15, organic matters are biologically treated, and the role of sedimenting and separating suspended contaminants in sewage within a short time, and reducing the flow rate of sewage flowing into the pump, etc. The flow control tank 20, which is a treatment tank, prevents impurities in the water from flowing in a state where it has not yet been precipitated, and prevents it from taking a long time for filtration and precipitation, and has the effect of treating and filtering organic substances by microorganisms attached to the blocking film 15 .

이때, 도 2에서와 같이 상기 유량조정조(20)의 바닥부 상에 유입되는 하수 및 오폐수의 유량을 일정하게 분배하기 위해 다수의 유량조정펌프(21)가 구비되어 각각에 연결되는 제1공급라인(23)과, 상기 각각의 제1공급라인(23)을 연결한 제2공급라인(26)을 통해 후방측의 혐기조(30)로 제2처리수가 이동되도록 한다. 또한, 상기 유량조정조(20)의 하부측에 상기 공급관(84)에 연결되어 유량조정조(20) 내에 에어를 공급하는 공기주입 산기관(13)이 구비되도록 한다.At this time, as shown in FIG. 2, a first supply line is provided with a plurality of flow rate control pumps 21 to uniformly distribute the flow rate of sewage and wastewater flowing into the bottom of the flow control tank 20 and connected to each The second treated water is moved to the anaerobic tank 30 at the rear side through 23 and the second supply line 26 connecting each of the first supply lines 23. In addition, an air injection diffuser 13 is provided at the lower side of the flow control tank 20 to supply air to the supply pipe 84 to supply air into the flow control tank 20.

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상기 유량조정조(20)는 유입유량의 변동이 심하더라도 부하변동에 대처하기 위한 수법으로 일일처리용량대비 10∼12 시간의 체류시간을 주도록 정하고 있다.The flow control tank 20 is set to give a residence time of 10 to 12 hours compared to the daily treatment capacity as a method to cope with load fluctuations even if the inflow flow rate fluctuates severely.

상기 유량조정조(20)의 일측에 구비되어 제2처리수가 유입되는 혐기조(30)는 도 3에서와 같이 바닥부에 제2처리수를 교반하기 위한 교반용 펌프(31) 또는 교반용 임펠러가 구비되고, 상부측에 부식을 통해 철이온이 발생될 수 있는 금속편이 충진되어지되, 바닥면에 금속편의 이탈을 방지하는 다공판 및 측면에 격자망이 설치된 철재여상기(35)가 구비되어 제3처리수를 배출하도록 구성된다.The anaerobic tank 30 provided on one side of the flow control tank 20 and into which the second treated water flows is provided with a stirring pump 31 or a stirring impeller for stirring the second treated water at the bottom as shown in FIG. And, the upper side is filled with metal pieces that can generate iron ions through corrosion, and a perforated plate that prevents the separation of the metal pieces on the bottom surface and a steel filter 35 with a grid installed on the side are provided. It is configured to discharge treated water.

그리고, 상기 혐기조(30)의 일측에 구비되어 제3처리수가 유입되는 무산소조(40)는 바닥부에 제3처리수를 교반하기 위한 교반용 펌프(41) 또는 교반용 임펠러가 구비되고, 상부측에 제3처리수의 온도를 40∼60℃로 상승시키면서 탈질반응과 미생물의 활성화를 촉진시키기 위한 저온플라즈마가열기(45)가 구비되어 제4처리수를 배출하도록 구성된다.In addition, the anoxic tank 40 provided on one side of the anaerobic tank 30 to which the third treated water flows is provided with a stirring pump 41 or a stirring impeller for stirring the third treated water at the bottom, and the upper side A low-temperature plasma heater 45 is provided for promoting denitrification reaction and activation of microorganisms while raising the temperature of the third treated water to 40 to 60°C, and configured to discharge the fourth treated water.

상기 저온플라즈마가열기(45)는 100∼200 정도의 파장을 가진 VUV(진공자외선) 파장을 이용하는 기술로서, 처리수(물) 또는 공기 중에 부유하고 있는 세균 및 바이러스와 박테리아를 제거하고, 곰팡이의 이병을 방지하며, 악취를 마스킹하지 않고 살균분해하여 없애고, 병원균 제거, 2차 감염예방, 미세먼지제거 및 유기화합물 제거 등의 기능을 발휘한다.The low-temperature plasma heater 45 is a technology that uses a VUV (vacuum ultraviolet) wavelength having a wavelength of about 100 to 200, and removes bacteria, viruses and bacteria floating in treated water (water) or air. It prevents morbidity, removes odors by sterilization and decomposition without masking, removes pathogens, prevents secondary infection, removes fine dust, and removes organic compounds.

다시 설명하자면, 플라즈마(Plasma) 장치는 표면 처리, 오염수의 정화, 토양의 복원, 식품 살균 등의 분야에서 이용되고 있는데, 일반적으로 수중에 사용되는 저온플라즈마가열기(45)는 플라즈마에 의해 수중에 존재하는 각종 유해물질과 반응하여 산화 및 분해시킴으로써 오폐수를 정화할 수 있다.In other words, a plasma device is used in the fields of surface treatment, purification of contaminated water, restoration of soil, sterilization of food, etc., but the low-temperature plasma heater 45 generally used in water is Wastewater can be purified by reacting with various harmful substances present in the wastewater by oxidation and decomposition.

또한, 상기 저온플라즈마가열기(45)는 플라즈마가 피처리수를 대면적으로 정화할 수 있으므로 플라즈마 부산물인 오존, UV 그리고 미세기포 등의 효과를 동시에 제공하여 수처리 효율을 높일 수 있다.In addition, the low-temperature plasma heater 45 can improve water treatment efficiency by simultaneously providing effects such as ozone, UV, and microbubbles, which are plasma by-products, since plasma can purify the water to be treated in a large area.

이러한 저온플라즈마가열기(45)는 피처리수인 제3처리수의 수면 아래에 가열기본체(45a)가 침수되도록 하고, 제3처리수의 수면 위로 가열기캡(45b)이 위치되도록 하여 작동단자에 연결되도록 한다.In this low-temperature plasma heater 45, the heating body 45a is submerged under the surface of the third treated water, which is the target water, and the heater cap 45b is positioned above the water surface of the third treated water. Make sure to connect.

상기 무산소조(40)의 일측에 구비되어 제4처리수가 유입되는 고농축생물반응조(50)는 도 4에서와 같이 바닥부에 상기 공급관(84)에 연결되어 제4처리수에 에어를 공급하는 공기주입 산기관(52)이 구비되고, 상기 공기주입 산기관(52)의 상부측에 유동성 활성-바이오 담체(53) 또는 고정상 여재가 충진되어 제5처리수를 배출하도록 구성된다. 이때, 설계조건에 따라 유동성 활성-바이오 담체(53)와 고정상 여재를 모두 충진하여 사용되어도 무방하다.The highly concentrated bioreactor 50 provided at one side of the anoxic tank 40 and into which the fourth treated water is introduced is connected to the supply pipe 84 at the bottom as shown in FIG. 4 to supply air to the fourth treated water. A diffuser 52 is provided, and a fluid active-bio carrier 53 or a fixed bed filter medium is filled on the upper side of the air injection diffuser 52 to discharge the fifth treated water. In this case, it may be used by filling both the fluid active-bio carrier 53 and the fixed bed media according to the design conditions.

이때, 상기 공기주입 산기관(52)의 상부에 유동성 활성-바이오 담체(53) 또는 고정상 여재가 충진되어 제4처리수에 포함된 오염물질들이 담체에 접촉하며, 상기 담체에 부착된 미생물에 의해 각종 유기물 등과 난분해성 물질을 흡착, 분해, 암모니아성 질소를 질산성 질소로 변환시키며, 인이 제거된 미생물들은 체내에 인을 과잉섭취 함으로써 인을 제거하게 된다.At this time, a fluid active-bio carrier 53 or a fixed bed filter medium is filled in the upper portion of the air injection diffuser 52 so that contaminants contained in the fourth treated water contact the carrier, and the microorganisms attached to the carrier contact the carrier. It adsorbs and decomposes various organic substances and hardly decomposable substances, converts ammonia nitrogen into nitrate nitrogen, and the microorganisms from which phosphorus has been removed will remove phosphorus by excessive intake of phosphorus in the body.

상기에서 사용되는 활성-바이오 담체(53)는 총 중량이 100중량%가 되도록 굴패각 분말 20~50중량%를 주구성체로 하고, 혼합물로서 활성탄 5~10중량%, 제올라이트 5~10중량%의 활성무기성 충진물에, 펄라이트 5~15중량%를 비중조절체로 하고, 나머지 중량은 폴리에테르를 성형체로 혼합한 후 용융 압출하여 비중이 1±0.5이내인 이중파이프 형태의 압출물로 채워진 미생물 담체의 형태로 제공된다.The active-bio carrier 53 used in the above is composed mainly of 20-50% by weight of oyster shell powder so that the total weight is 100% by weight, and the active carbon 5-10% by weight and 5-10% by weight of zeolite as a mixture In the form of a microbial carrier filled with an extrudate in the form of a double pipe with a specific gravity of 1±0.5 or less by melt-extrusion after mixing 5 to 15% by weight of perlite as a specific gravity control body and polyether in a molded body for the remaining weight Is provided as.

본 발명은 주구성체인 굴패각은 전체의 88~99%의 다량의 칼슘성분(CaCO3), Mg 0.39%, K 0.05%, Si 0.02%, Fe 0.03%, Na 0.92%, 등 다양한 염기와 여러 종류의 미량원소는 유용한 성분으로 구성되어 있으며, 다공질체로 비표면적이 커 중금속과 유기물질에 대한 높은 흡착력으로 미생물이 빠른 안착 및 부착성장 할 수 있는 특성과 탄산칼슘의 용해로 인한 CO32- 이온농도의 증가와 Ca, Mg, Na 등과 같은 알카리도의 영향으로 pH의 상승으로 중금속이온을 수산화물 및 산화물로 침전시킬 수 있으며 또한 흡착효율의 최적화를 위한 pH조절이 특별히 필요 없는 등 우수한 특성을 가지고 있다.In the present invention, the main component of the oyster shell is 88-99% of the total amount of calcium (CaCO3), Mg 0.39%, K 0.05%, Si 0.02%, Fe 0.03%, Na 0.92%, etc. Trace elements are composed of useful components, and because of their large specific surface area as a porous material, microbes can quickly settle and grow with high adsorption power to heavy metals and organic substances, and increase of CO3 2- ion concentration due to dissolution of calcium carbonate and Heavy metal ions can be precipitated into hydroxides and oxides due to an increase in pH due to alkalinity such as Ca, Mg, and Na, and have excellent properties such as no special need for pH adjustment for optimizing adsorption efficiency.

또한 굴패각의 수산 폐기물을 자원으로 재활용함으로서 그에 따른 자연경관의 훼손의 방지와 함께 국민의 건강과 위생적인 면 등 부수적인 효과를 기대할 수 있을 것이며 특히, 굴패각은 우수한 자원이나 활용하지 못하고 해양 투기시 1톤당 약2만5천원의 비용이 소요된다고 한다. 이를 활용하므로 제조비용이 저렴할 뿐만 아니라 폐기물을 자원으로 재활용이라는 장점도 있다.In addition, by recycling the fishery waste of the oyster shell as a resource, it is possible to prevent the damage to the natural landscape accordingly, and to expect side effects such as health and hygiene of the people. In particular, the oyster shell is an excellent resource but cannot be utilized and when dumping at sea 1 It is said that it costs about 25,000 won per ton. Because of this, manufacturing cost is low, and there is also an advantage of recycling waste as a resource.

또한, 본 발명에 비중조절체로 적용되는 펄라이트는 산화나트륨, 산화칼륨, 산화칼슘, 산화철, 산화인, 산화마그네슘, 산화니켈 등의 성분이 함유되어 있다.In addition, pearlite applied as a specific gravity control agent in the present invention contains components such as sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, iron oxide, phosphorus oxide, magnesium oxide, and nickel oxide.

상기 펄라이트는 진주석을 900~1200℃로 소성하여 팽창시킨 것으로서, 가벼운 백색의 다공성질체로 다수의 모세관상을 갖는 다공성을 형성하고 있어 미생물담체로서 우수한 특성을 가진다. 펄라이트의 기공율은 약48%이며, 비표면적이 약1,100㎡/g으로서 펄라이트를 이용한 담체를 형성시 다공성이 우수하며 미생물 군락형성에 유리하고 다공성담체내에서 혐기상태의 무산소 조건들이 잘 이루어지도록 한다. 또한 펄라이트는 일반 염화비닐이나 유기화학 제품과는 달리 내부까지 다수의 모세관 상을 갖는 다공성구조를 가지기 때문에 표면뿐만 아니라 내부에서까지도 반응이 용이하게 일어난다. 이러한 펄라이트의 다공성에 기인하여 펄라이트의 표면과 내부기공에 골고루 흡착된 형태로 존재하기 때문에 미생물의 안정적 성장을 돕고 온도. 수분이나 pH 등의 급격한 환경변화에도 저항력을 가져 정착능력이 우수하다.The pearlite is expanded by firing pearlite at 900 to 1200° C., and has excellent characteristics as a microbial carrier because it forms a porosity having a plurality of capillaries in a light white porous material. The porosity of pearlite is about 48%, and the specific surface area is about 1,100㎡/g. When forming a support using pearlite, the porosity is excellent, it is advantageous for the formation of microbial communities, and the anaerobic conditions in the porous carrier are well established. In addition, pearlite, unlike general vinyl chloride or organic chemical products, has a porous structure with a number of capillary phases up to the inside, so that reaction easily occurs not only on the surface but also inside. Due to the porosity of the pearlite, it exists in a form that is evenly adsorbed on the surface and inner pores of the pearlite, helping the stable growth of microorganisms and temperature. It has excellent fixing ability as it has resistance to rapid environmental changes such as moisture or pH.

특히, 비중이 0.04~0.25로 가벼운 특성을 이용하여 유동상 담체의 비중조절체로 사용하여 반응기 내부에서 처리하고자 하는 폐수 중에서 마음대로 유동할 수 있는 활성-바이오 담체를 구현할 수 있다.In particular, it is possible to implement an active-bio carrier that can freely flow in the wastewater to be treated inside the reactor by using it as a specific gravity controller of the fluidized bed carrier by using the light specific gravity of 0.04 to 0.25.

상기 고농축생물반응조(50)의 일측과 연계되는 메디어타워(55)를 구비토록 하는데, 상기 메디어타워(55)의 하부측에 상기 유동성 활성-바이오 담체(53) 또는 고정상 여재의 유입을 방지하도록 격자망(57)이 구비되어 상기 격자망(57)을 통해 고농축생물반응조(50)에서 처리된 제5처리수가 유입되고, 상기 메디어타워(55)의 내부공간에는 고정성 활성-바이오 담체(58), 활성탄, 세라믹 중 어느 하나가 충진되며, 상기 메디어타워(55)의 상부측에는 고정성 활성-바이오 담체(58), 활성탄, 세라믹 중 어느 하나에 부착된 미생물에 의한 폐쇄를 방지하기 위한 탈리역세 공기관(56)이 형성되도록 한다.A media tower 55 connected to one side of the highly enriched bioreactor 50 is provided, and a grid to prevent the inflow of the fluid active-bio carrier 53 or the fixed bed media at the lower side of the media tower 55 A net 57 is provided and the fifth treated water treated in the highly concentrated bioreactor 50 flows through the grid 57, and a fixed active-bio carrier 58 is provided in the inner space of the media tower 55. , Activated carbon, ceramic, and the upper side of the media tower 55 has a fixed active-bio carrier 58, activated carbon, and a desorption backwash air pipe to prevent closure by microorganisms attached to any one of ceramics Let 56 be formed.

이때, 상기 고정성 활성-바이오 담체(58)에 흡착 성장된 미생물들이 표면에서 조밀한 생물막필터의 역할을 하게 되고, 상기 생물막필터는 미처리된 유기물과 난분해성 물질을 여과 및 흡착 분해작용하고, 활성슬러지는 걸러져서 별도의 반송장치 없이 하부로 떨어져 자연적으로 고농축생물반응조(50)에 잔류하게 되어 활성슬러지 농도가 고농축생물반응조(50) 내에서 고농축이 이루어지게 되어 높은 미생물 농도를 유지하게 되므로 처리효율을 증가시켜 기존 반응조 보다 크기를 줄일 수 있게 된다.At this time, microorganisms adsorbed and grown on the fixed active-bio carrier 58 act as a dense biofilm filter on the surface, and the biofilm filter filters and adsorbs and decomposes untreated organic matter and non-degradable material, and is active. The sludge is filtered, falls to the bottom without a separate conveying device, and naturally remains in the highly concentrated bioreactor 50, so that the activated sludge concentration is highly concentrated in the highly concentrated bioreactor 50, thereby maintaining a high concentration of microorganisms, so treatment efficiency By increasing the size, it is possible to reduce the size of the conventional reactor.

상기 메디어타워(55)의 내부공간에는 고정성 활성-바이오 담체(58) 외에도 활성탄 또는 세라믹 등을 충진하여 사용하여도 무방하며, 즉, 고정성 활성-바이오 담체(58), 활성탄, 세라믹 중 어느 하나가 충진되어 사용되도록 하며, 상기 메디어타워(55)는 도 4에서와 같이 고농축생물반응조(50)의 일측 내벽을 따라 세로의 길이방향으로 설치되며, 직육면체 또는 원통 형태로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.In addition to the fixed active-bio carrier 58, the inner space of the media tower 55 may be filled with activated carbon or ceramic, that is, any of the fixed active-bio carrier 58, activated carbon, and ceramic. One is to be filled and used, and the media tower 55 is installed in a longitudinal direction along an inner wall of one side of the highly concentrated bioreactor 50 as shown in FIG. 4, and is preferably formed in a rectangular parallelepiped or cylindrical shape. .

상기 고농축생물반응조(50)에서 처리되어 메디어타워(55)로 유입되는 과정에서는 NO3- 및 NO2-를 전자수용체로 사용하고 폐수에 공급된 유기물질을 탄소원으로 하여 질소를 대기중으로 방출하여 제거하는 탈질산화(Denitrification)가 이루어질 수 있다.In the process of processing in the highly concentrated bioreactor 50 and flowing into the media tower 55, NO3- and NO2- are used as electron acceptors, and nitrogen is released into the atmosphere and removed using organic substances supplied to wastewater as carbon sources. Oxidation (Denitrification) can be achieved.

이러한 탈질산화는 보통 2단계로 일어나는데, 1단계는 질산이 아질산으로 전환되는 과정이고, 2단계는 두 가지의 중간생성물을 거치면서 아질산이 N2 가스로 전환되는 과정으로써 반응식으로 나타내면 다음과 같다.This denitrification usually occurs in two stages, the first stage is the process of converting nitric acid to nitrous acid, and the second stage is the process of converting nitrous acid to N2 gas through two intermediate products.

1단계: NO3 -> NO2- (NO3- + 유기탄소원)Step 1: NO3 -> NO2- (NO3- + organic carbon source)

2단계: NO -> N2O -> N2 (H2O + CO2 + Cell + N2 ↑)Step 2: NO -> N2O -> N2 (H2O + CO2 + Cell + N2 ↑)

여기서, NO3- 및 NO2-가 전자수용체로 사용될 수 있도록 상기 제1무산소조(10)에서의 용존산소량(DO: dissolved oxygen)은 낮게 관리되고, 질산염은 충분히 확보됨이 바람직하다.Here, it is preferable that the amount of dissolved oxygen (DO) in the first anoxic tank 10 is kept low and nitrate is sufficiently secured so that NO3- and NO2- can be used as electron acceptors.

이때, N2 가스로의 환원을 위해서 미생물이 필요로 하는 유기탄소원은 축산폐수와 같이 자체적으로 유기탄소원을 보유한 경우에는 별도의 공급이 없을 수 있으며, 유기탄소원이 부족할 경우에는, 아세트산(Acetic acid), 아세톤(Aceton) 또는 메탄올(Methanol) 등의 유기탄소원을 별도로 공급할 수도 있다.At this time, the organic carbon source required by the microorganisms for reduction to N2 gas may not be supplied separately if it has an organic carbon source such as livestock wastewater. If the organic carbon source is insufficient, acetic acid, acetone An organic carbon source such as (Aceton) or methanol may be supplied separately.

또한, 상기 메디어타워(55)에는 미도시되었으나 탈질상태를 확인하기 위하여 수소이온지수 측정기(PH METER), 산화환원전위차 측정기(ORP METER), 및 용존산소량 측정기(DO METER)가 더 설치될 수 있다.In addition, although not shown in the media tower 55, a hydrogen ion index meter (PH METER), an oxidation-reduction potential difference meter (ORP METER), and a dissolved oxygen amount meter (DO METER) may be further installed in order to check the denitrification state. .

이에 따라 상기 메디어타워(55)를 거친 폐수는 상기 폐수에 공급된 유기탄소원을 영양원으로 하여 질소를 대기중으로 방출하여 제거하는 2차 탈질산화가 이루어질 수 있다.Accordingly, the wastewater passing through the media tower 55 may be subjected to secondary denitrification of removing nitrogen by releasing nitrogen into the atmosphere using the organic carbon source supplied to the wastewater as a nutrient source.

상기 혐기조(30)와 고농축생물반응조(50)의 구성에서, 도 1에서와 같이 상기 고농축생물반응조(50)에서 인을 과잉 섭취한 탈인순환수를 순환수이송라인(92)을 통해 혐기조(30)로 이동시켜 상기 혐기조(30)의 상부에 구비된 철재여상기(35)의 상부측에 살수하여 하부측으로 이동되면서 금속편과 접촉되어 철이온을 용출시켜 혐기조(30) 내의 제2처리수와 혼합되도록 구성하며, 이때, 상기 철재여상기(35)의 상부면은 혐기조(30) 내에 충진된 제2처리수의 수면높이 보다 3∼10㎝ 높게 위치되게 하여 순환수이송라인(92)을 통해 살수되는 탈인순환수가 철재여상기(35)를 거쳐 혐기조(30) 내의 제2처리수로 유입되도록 구성함으로써, 상기 탈인순환수가 제2처리수로 직접 유입되는 것을 방지하도록 구성하는 것이 바람직하다.In the configuration of the anaerobic tank 30 and the highly enriched bioreactor 50, as shown in FIG. 1, the dephosphorylated circulating water in which phosphorus was excessively ingested in the highly enriched bioreactor 50 is transferred to the anaerobic tank 30 through the circulating water transfer line 92. ) And sprayed on the upper side of the iron filter 35 provided on the upper part of the anaerobic tank 30, moved to the lower side, and contacted the metal piece to elute iron ions and mixed with the second treated water in the anaerobic tank 30 At this time, the upper surface of the iron filter 35 is placed 3 to 10 cm higher than the water level of the second treated water filled in the anaerobic tank 30, and sprayed through the circulating water transfer line 92 It is preferable to configure the dephosphorized circulating water to flow into the second treated water in the anaerobic tank 30 through the iron filter 35 to prevent the dephosphorized circulating water from directly flowing into the second treated water.

한편, 상기 메디어타워(55)의 일측에 구비되어 제5처리수가 유입되는 막 분리조(60)는 도 5에서와 같이 내부에 침지식분리막(65)이 구비되어 고액분리를 실시하여서 제6처리수를 배출하도록 구성된다. 이때, 상기 막 분리조(60)의 바닥부에 상기 공급관(84)에 연결되어 제5처리수에 에어를 공급하는 공기주입 산기관(62)이 구비되도록 한다.Meanwhile, the membrane separation tank 60 provided on one side of the media tower 55 into which the fifth treated water flows is provided with an immersion-type separation membrane 65 therein to perform solid-liquid separation to perform the sixth treatment. It is configured to discharge water. At this time, an air injection diffuser 62 is provided at the bottom of the membrane separation tank 60 to supply air to the fifth treated water by being connected to the supply pipe 84.

상술된 공기주입 산기관(13,52,62)은 실시예로서 트위스터 타입의 공기주입 산기관이 사용되도록 하는데, 상기 트위스터 타입의 공기주입 산기관(13,52,62)은 공기주입 산기관의 개당 통기량이 크고 적용범위가 넓으며, 산기면적이 크고, 유체 흐름간섭이 적으며, 개별설치 및 인양점검이 용이하고, 멤브레인 디스크와 튜브형 공기주입 산기관의 장점을 겸비하고 있다.The above-described air injection diffuser (13, 52, 62) is to use a twister-type air injection diffuser as an embodiment, the twister type air injection diffuser (13, 52, 62) of the air injection diffuser It has a large air permeable volume, a wide range of applications, a large air diffuser area, less fluid flow interference, easy individual installation and lifting and inspection, and has the advantages of a membrane disk and a tubular air injection diffuser.

또한, 상기 트위스터 타입의 공기주입 산기관(13,52,62)은 멤브레인 디스크와 튜브형 공기주입 산기관에 비하여 통상적으로 고무 보다 탄성이 적은 수많은 기공을 가진 호스로 구성되므로 공기배관의 압력에 대한 내구성이 크고 기공의 면적이 고정되어 있으므로 공기공급량이 증가하면 유출되는 공기의 직경은 일정하고 유출속도만 증가하므로 미세기포가 유지되어 산소전달율이 높다. 그리고, 압력에 대한 내구성이 크므로 적정한 주기를 가지고 공기공급량을 순간적으로 과잉 공급하면 기공의 막힘이 해소될 수 있다.In addition, the twister-type air injection diffuser (13, 52, 62) is composed of a hose having a number of pores that are generally less elastic than rubber compared to a membrane disk and a tubular air-injection diffuser, so durability against the pressure of the air pipe Since this large pore area is fixed, when the amount of air supply increases, the diameter of the outflow air is constant and only the outflow rate increases, so that microbubbles are maintained and the oxygen transfer rate is high. In addition, since the durability against pressure is large, clogging of the pores may be eliminated if the air supply amount is instantaneously excessively supplied with an appropriate period.

그리고, 상기 막 분리조(60)의 일측와 연계되어 제6처리수를 소독 후 최종 방류하는 방류조(70)를 구성한다.In addition, a discharge tank 70 configured to be connected to one side of the membrane separation tank 60 to disinfect the sixth treated water and finally discharge it.

상기 설명된 막 분리조(60)와 방류조(70)의 구성에서, 상기 막 분리조(60) 내의 침지식분리막(65)에 에어공급부(82)로부터 에어가 전달되는 공급관(84)을 연결함과 아울러, 상기 침지식분리막(65)에 처리탱크(A)의 외부에 설치된 흡인펌프(86)에 연결되는 흡인펌프주입구(86-1)를 연결 설치하여 막 분리되어 상기 흡인펌프주입구(86-1)를 통해 이송되는 제6처리수를 흡인펌프배출구(86-2)를 거쳐 방류조(70)로 이송되도록 한 다음 방류부(85)를 통해 방류되도록 한다. 이때, 도면부호 (87)은 흡입펌프(86)를 기준으로 흡인펌프주입구(86-1)와 흡인펌프배출구(86-2) 사이의 압력차를 표시하는 차압계이다.In the configuration of the membrane separation tank 60 and the discharge tank 70 described above, the supply pipe 84 through which air is transmitted from the air supply unit 82 is connected to the immersion type separation membrane 65 in the membrane separation tank 60 In addition, the suction pump injection port 86-1 connected to the suction pump 86 installed outside the treatment tank A is connected to the immersion type separation membrane 65 to be separated, and the suction pump injection port 86 The sixth treated water transferred through -1) is transferred to the discharge tank 70 through the suction pump discharge port 86-2, and then discharged through the discharge unit 85. At this time, reference numeral 87 is a differential pressure gauge indicating a pressure difference between the suction pump inlet 86-1 and the suction pump outlet 86-2 based on the suction pump 86.

또한, 상기 막 분리조(60) 내에서 질산화된 질산화순환수를 순환수이송라인(94)을 통해 무산소조(40)로 이동시켜 제3처리수와 혼합되게 하여 제4처리수로 변환처리되도록 구성한다.In addition, the nitrate circulating water that has been nitrified in the membrane separation tank 60 is moved to the oxygen-free tank 40 through the circulating water transfer line 94 to be mixed with the third treated water and converted into the fourth treated water. do.

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상술된 바와 같은 본 발명의 저온플라즈마와 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막장치에 의하면, 하수 및 오폐수의 유기물질과 질소, 인 제거를 생물학적방법과 막분리방법을 복합적으로 이용하여 처리효율을 크게 향상시키고, 후단에 설치된 분리막의 처리부하를 낮추어 분리막의 수명연장과 유지관리비를 절감하면서도 정화된 정적인 수질의 확보 및 안전한 방류와 자동화운전이 가능하게 된다. 또한, 기존의 설치된 하수 및 오폐수 처리시설에 처리용량을 더 늘리지 않고서도 간단, 용이하게 설치 개량하여 하수 및 오폐수의 유기물과 질소, 인을 복합적으로 처리함으로써 고도처리의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.According to the advanced sewage and wastewater treatment separation membrane device used with the low-temperature plasma of the present invention as described above, the treatment efficiency is greatly improved by using a combination of a biological method and a membrane separation method to remove organic substances, nitrogen and phosphorus from sewage and wastewater. In addition, by lowering the processing load of the separation membrane installed at the rear end, it is possible to secure the purified static water quality, safe discharge, and automatic operation while reducing the lifespan and maintenance cost of the separation membrane. In addition, it is possible to improve the performance of advanced treatment by complexly treating organic matter, nitrogen, and phosphorus in sewage and wastewater by simply and easily installing and improving the existing sewage and wastewater treatment facilities without further increasing the treatment capacity.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention described above has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and various modifications and other equivalent embodiments are possible from those of ordinary skill in the art. Should be clarified. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be interpreted by the appended claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 비중처리조 11 : 스크린
12 : 원수펌프 15 : 차단막
20 : 유량조정조 31,41 : 교반용 펌프
35 : 철재여상기 40 : 무산소조
45 : 저온플라즈마가열기 50 : 고농축생물반응조
52,62 : 공기주입 산기관 53 : 유동성 활성-바이오 담체
55 : 메디어타워 56 : 탈리역세 공기관
57 : 격자망 58 : 고정성 활성-바이오 담체
60 : 막 분리조 65 : 침지식분리막
70 : 방류조 81 : 유입부
82 : 에어공급부 83 : 분배관
84 : 공급관
10: specific gravity treatment tank 11: screen
12: raw water pump 15: blocking membrane
20: flow adjustment tank 31,41: agitation pump
35: iron filter 40: anoxic tank
45: low temperature plasma heater 50: highly concentrated bioreactor
52,62: air-injected diffuser 53: fluid active-bio carrier
55: Media Tower 56: Tally Station Tax Air Pipe
57: grid 58: fixed active-bio carrier
60: membrane separation tank 65: immersion membrane
70: discharge tank 81: inlet
82: air supply unit 83: distribution pipe
84: supply pipe

Claims (10)

저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막 장치를 구성함에 있어서,
지하에 매설된 처리탱크(A)의 초입측으로 하수 및 오폐수를 유입시키는 유입부(81)가 구비되며, 상기 하수 및 오폐수가 충진된 처리탱크(A) 내의 하부측으로 구비된 공급관(84)을 통해 에어를 공급하도록 분배관(83)이 설치되는 에어공급부(82)가 구비되어 구성되고,
상기 처리탱크(A)의 하수 및 오폐수 유입측에 구비되고, 하수 및 오폐수는 스크린(11)을 거쳐 원수펌프(12) 또는 자연유하로 유입되며, 상기 유입된 유기물의 비중에 의해 모래를 포함한 비중이 큰 물질은 하부로 침전되고 상부에는 비중이 낮은 부유물질로 분리되고, 하수 및 오폐수의 유동방향 후방측에 차단막(15)이 설치되어 제1처리수를 배출하는 비중처리조(10);
상기 비중처리조(10)의 차단막(15)을 경계로 일측에 구비되어 차단막(15)을 거쳐 유입되는 제1처리수의 피크 부하시에도 유량을 일정하게 유지시키고 생물학적 처리를 위한 오염물의 부하변동을 조절하여 제2처리수를 배출하는 유량조정조(20);
상기 유량조정조(20)의 일측에 구비되어 제2처리수가 유입되며, 바닥부에 제2처리수를 교반하기 위한 교반용 펌프(31) 또는 교반용 임펠러가 구비되고, 상부측에 부식을 통해 철이온이 발생될 수 있는 금속편이 충진되어지되, 바닥면에 금속편의 이탈을 방지하는 다공판 및 측면에 격자망이 설치된 철재여상기(35)가 구비되어 제3처리수를 배출하는 혐기조(30);
상기 혐기조(30)의 일측에 구비되어 제3처리수가 유입되며, 바닥부에 제3처리수를 교반하기 위한 교반용 펌프(41) 또는 교반용 임펠러가 구비되고, 상부측에 제3처리수의 온도를 40∼60℃로 상승시키면서 탈질반응과 미생물의 활성화를 촉진시키기 위한 저온플라즈마가열기(45)가 구비되어 제4처리수를 배출하는 무산소조(40);
상기 저온플라즈마가열기(45)는 피처리수인 제3처리수의 수면 아래에 가열기본체(45a)가 침수되도록 하고, 제3처리수의 수면 위로 가열기캡(45b)이 위치되도록 하여 작동단자에 연결되도록 구성하고,
상기 무산소조(40)의 일측에 구비되어 제4처리수가 유입되며, 바닥부에 상기 공급관(84)에 연결되어 제4처리수에 에어를 공급하는 공기주입 산기관(52)이 구비되고, 상기 공기주입 산기관(52)의 상부측에 유동성 활성-바이오 담체(53) 또는 고정상 여재가 충진되어 제5처리수를 배출하는 고농축생물반응조(50);
상기 활성-바이오 담체(53)는 총 중량이 100중량%가 되도록 굴패각 분말 20~50중량%를 주구성체로 하고, 혼합물로서 활성탄 5~10중량%, 제올라이트 5~10중량%의 활성무기성 충진물에, 펄라이트 5~15중량%를 비중조절체로 하고, 나머지 중량은 폴리에테르를 성형체로 혼합한 후 용융 압출하여 비중이 1±0.5이내인 이중파이프 형태의 압출물로 채워진 미생물 담체의 형태로 구성하며,
상기 고농축생물반응조(50)의 일측과 연계되는 메디어타워(55); 상기 메디어타워(55)의 하부측에 상기 유동성 활성-바이오 담체(53) 또는 고정상 여재의 유입을 방지하도록 격자망(57)이 구비되어 상기 격자망(57)을 통해 고농축생물반응조(50)에서 처리된 제5처리수가 유입되고, 상기 메디어타워(55)의 내부공간에는 고정성 활성-바이오 담체(58), 활성탄, 세라믹 중 어느 하나가 충진되며, 상기 메디어타워(55)의 상부측에는 고정성 활성-바이오 담체(58), 활성탄, 세라믹 중 어느 하나에 부착된 미생물에 의한 폐쇄를 방지하기 위한 탈리역세 공기관(56)이 형성되도록 하고, 상기 메디어타워(55)는 고농축생물반응조(50)의 일측 내벽을 따라 세로의 길이 방향의 직육면체 또는 원통 형태로 설치되며, 상기 메디어타워(55)에는 탈질상태를 확인하기 위하여 수소이온지수 측정기(PH METER), 산화환원전위차 측정기(ORP METER), 및 용존산소량 측정기(DO METER)가 더 설치되고,
상기 메디어타워(55)의 일측에 구비되어 제5처리수가 유입되며, 내부에 침지식분리막(65)이 구비되어 고액분리를 실시하여서 제6처리수를 배출하는 막 분리조(60); 상기 막 분리조(60)의 바닥부에 상기 공급관(84)에 연결되어 제5처리수에 에어를 공급하는 공기주입 산기관(62)이 구비되며,
상기 막 분리조(60)의 일측와 연계되어 제6처리수를 소독 후 최종 방류하는 방류조(70);를 포함하여 이루어지며,
상기 고농축생물반응조(50)에서 인을 과잉 섭취한 탈인순환수를 순환수이송라인(92)을 통해 혐기조(30)로 이동시켜 상기 혐기조(30)의 상부에 구비된 철재여상기(35)의 상부측에 살수하여 하부측으로 이동되면서 금속편과 접촉되어 철이온을 용출시켜 혐기조(30) 내의 제2처리수와 혼합되도록 구성하되, 상기 철재여상기(35)의 상부면은 혐기조(30) 내에 충진된 제2처리수의 수면높이 보다 3∼10㎝ 높게 위치되게 하여 순환수이송라인(92)을 통해 살수되는 탈인순환수가 철재여상기(35)를 거쳐 혐기조(30) 내의 제2처리수로 유입되도록 구성하고,
상기 막 분리조(60) 내의 침지식분리막(65)에 에어공급부(82)로부터 에어가 전달되는 공급관(84)을 연결함과 아울러, 상기 침지식분리막(65)에 처리탱크(A)의 외부에 설치된 흡인펌프(86)에 연결되는 흡인펌프주입구(86-1)를 연결 설치하여 막 분리되어 상기 흡인펌프주입구(86-1)를 통해 이송되는 제6처리수를 흡인펌프배출구(86-2)를 거쳐 방류조(70)로 이송되도록 한 다음, 방류부(85)를 통해 방류되도록 구성하며,
상기 막 분리조(60) 내에서 질산화된 질산화순환수를 순환수이송라인(94)을 통해 무산소조(40)로 이동시켜 제3처리수와 혼합되게 하여 제4처리수로 변환처리되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막 장치.
In constructing a separation membrane device for advanced sewage and wastewater treatment using low-temperature plasma and highly concentrated biofilm,
An inlet 81 for introducing sewage and wastewater into the initial entrance of the treatment tank A buried underground is provided, and through a supply pipe 84 provided at the lower side of the treatment tank A filled with the sewage and wastewater. An air supply unit 82 in which a distribution pipe 83 is installed to supply air is provided and configured,
It is provided on the inlet side of sewage and wastewater of the treatment tank (A), and sewage and wastewater are introduced into the raw water pump 12 or the natural flow through the screen 11, and the specific gravity including sand by the specific gravity of the introduced organic matter The large material is precipitated in the lower part, the upper part is separated into a floating material having a low specific gravity, and a blocking film 15 is installed at the rear side in the flow direction of sewage and wastewater to discharge the first treated water;
It is provided on one side of the specific gravity treatment tank 10 at the boundary of the blocking film 15 to maintain a constant flow rate even during peak load of the first treated water flowing through the blocking film 15 and change the load of contaminants for biological treatment. A flow rate adjustment tank 20 for discharging the second treated water by adjusting the control;
It is provided on one side of the flow control tank 20 and the second treated water is introduced, and a stirring pump 31 or a stirring impeller for stirring the second treated water is provided at the bottom, and iron is removed through corrosion on the upper side. An anaerobic tank (30) that is filled with metal pieces that can generate on, but is provided with a perforated plate that prevents separation of the metal pieces on the bottom surface and a steel filter (35) equipped with a grid on the side surface to discharge the third treated water. ;
It is provided on one side of the anaerobic tank 30 and the third treated water is introduced, and a stirring pump 41 or a stirring impeller for stirring the third treated water is provided at the bottom, and the third treated water is An oxygen-free tank 40 provided with a low-temperature plasma heater 45 for promoting denitrification reaction and activation of microorganisms while raising the temperature to 40 to 60° C. to discharge the fourth treated water;
The low-temperature plasma heater 45 allows the heating body 45a to be submerged under the water surface of the third treated water, and the heater cap 45b is positioned above the water surface of the third treated water. Configured to be connected,
An air injection diffuser 52 is provided at one side of the anoxic tank 40 to allow the fourth treated water to flow in, and is connected to the supply pipe 84 at the bottom to supply air to the fourth treated water, and the air A highly concentrated bioreactor 50 filled with a fluid active-bio carrier 53 or a fixed bed filter medium on the upper side of the injection diffuser 52 to discharge the fifth treated water;
The active-bio carrier 53 is composed mainly of 20 to 50% by weight of oyster shell powder so that the total weight is 100% by weight, and as a mixture, an active inorganic filler of 5 to 10% by weight of activated carbon and 5 to 10% by weight of zeolite E, 5 to 15% by weight of perlite is used as a specific gravity control body, and the remaining weight is composed of a microbial carrier filled with an extrudate in the form of a double pipe with a specific gravity of less than 1±0.5 by mixing polyether into a molded body and then melt extrusion. ,
A media tower 55 connected to one side of the highly concentrated bioreactor 50; A lattice network 57 is provided at the lower side of the media tower 55 to prevent the inflow of the fluid active-bio carrier 53 or the fixed bed filter material in the highly concentrated bioreactor 50 through the lattice network 57 The treated fifth treated water is introduced, and any one of a fixed active-bio carrier 58, activated carbon, and ceramic is filled in the inner space of the media tower 55, and the upper side of the media tower 55 is fixed. The active-bio carrier 58, activated carbon, and a desorption backwash air pipe 56 to prevent clogging by microorganisms attached to any one of ceramics are formed, and the media tower 55 is a highly concentrated bioreactor 50 It is installed in the form of a rectangular parallelepiped or cylinder in a vertical and longitudinal direction along one inner wall, and in the media tower 55, a hydrogen ion index meter (PH METER), an oxidation-reduction potential difference meter (ORP METER), and a dissolved solution are used to check the denitrification state. Oxygen meter (DO METER) is further installed,
A membrane separation tank (60) provided on one side of the media tower (55) to allow the fifth treated water to flow in, and an immersion-type separation membrane (65) provided therein to perform solid-liquid separation to discharge the sixth treated water; An air injection diffuser 62 is provided at the bottom of the membrane separation tank 60 and connected to the supply pipe 84 to supply air to the fifth treated water,
Containing a discharge tank 70 connected to one side of the membrane separation tank 60 to disinfect the sixth treated water and finally discharge it,
The dephosphorylated circulating water in which phosphorus was ingested excessively in the highly concentrated bioreactor 50 is moved to the anaerobic tank 30 through the circulating water transfer line 92, and the iron filter 35 provided at the top of the anaerobic tank 30 It is configured to be mixed with the second treated water in the anaerobic tank 30 by sprinkling water on the upper side and moving to the lower side while being in contact with the metal piece to elute iron ions, but the upper surface of the iron filter 35 is filled in the anaerobic tank 30 The dephosphorylated circulating water sprayed through the circulating water transfer line 92 flows into the second treated water in the anaerobic tank 30 through the iron filter 35 by placing it 3 to 10 cm higher than the water level of the second treated water. Make it possible,
In addition to connecting the supply pipe 84 through which air is transmitted from the air supply unit 82 to the immersion type separation membrane 65 in the membrane separation tank 60, the outside of the treatment tank A is connected to the immersion type separation membrane 65 The suction pump inlet (86-1) connected to the suction pump (86) installed in is connected and installed, and the sixth treated water transferred through the suction pump inlet (86-1) is separated from the suction pump outlet (86-2). ) To be transferred to the discharge tank 70 and then discharged through the discharge unit 85,
The nitrate circulating water, which has been nitrified in the membrane separation tank 60, is moved to the oxygen-free tank 40 through the circulation water transfer line 94 and mixed with the third treated water to be converted into the fourth treated water. A separation membrane device for advanced sewage and wastewater treatment using low-temperature plasma and highly concentrated biofilm, characterized by.
제1항에 있어서,
상기 유량조정조(20)의 바닥부 상에 유입되는 하수 및 오폐수의 유량을 일정하게 분배하기 위해 다수의 유량조정펌프(21)가 구비되어 각각에 연결되는 제1공급라인(23)과, 상기 각각의 제1공급라인(23)을 연결한 제2공급라인(26)을 통해 후방측의 혐기조(30)로 제2처리수가 이동되도록 한다. 또한, 상기 유량조정조(20)의 하부측에 상기 공급관(84)에 연결되어 유량조정조(20) 내에 에어를 공급하는 공기주입 산기관(13)이 구비되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 저온플라즈마와 고농축생물막을 이용한 하수 및 오폐수 고도처리 분리막 장치.
The method of claim 1,
In order to uniformly distribute the flow rate of sewage and wastewater flowing into the bottom of the flow control tank 20, a plurality of flow control pumps 21 are provided and connected to each of the first supply lines 23, and each of the The second treated water is moved to the anaerobic tank 30 on the rear side through the second supply line 26 connected to the first supply line 23 of. In addition, low temperature plasma and high concentration, characterized in that the air injection diffuser 13 is provided at the lower side of the flow control tank 20 to supply air to the flow control tank 20 by being connected to the supply pipe 84 Separation membrane device for advanced sewage and wastewater treatment using biofilm.
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