KR102635439B1 - advanced water-treating system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하폐수 고도처리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 친환경 여재와 회전원판을 이용하여 수처리효율을 높일 수 있는 하폐수 고도처리시스템(일명 KAPHO-RABC)에 관한 것이다.
본 발명의 친환경 여재와 회전원판을 이용한 하폐수 고도처리시스템은 유량조정조로부터 처리대상수가 유입되는 혐기조와; 상기 혐기조로부터 처리대상수가 유입되는 생물반응조와; 상기 생물반응조에 간헐적으로 공기를 공급하기 위한 폭기부와; 상기 생물반응조로부터 유입되는 처리대상수를 고액분리하기 위한 고액분리부와; 상기 고액분리부를 통과한 처리수가 유입되는 처리수조와; 상기 처리수조로부터 유입되는 처리수를 여과하기 위한 여과기;를 구비하고, 상기 생물반응조는 하층 또는 중층에 설치되는 고정여재부와, 상층에 설치되어 회전가능한 회전원판부를 구비한다.The present invention relates to an advanced wastewater treatment system, and more specifically, to an advanced wastewater treatment system (aka KAPHO-RABC) that can increase water treatment efficiency by using eco-friendly filter media and rotating disks.
The advanced wastewater treatment system using an eco-friendly filter media and a rotating disk of the present invention includes an anaerobic tank into which water to be treated flows from a flow rate adjustment tank; a biological reactor into which treatment water flows from the anaerobic tank; an aeration unit for intermittently supplying air to the bioreactor; a solid-liquid separation unit for separating solid-liquid water from the water to be treated flowing from the biological reactor; a treatment water tank into which the treated water passing through the solid-liquid separator flows; and a filter for filtering the treated water flowing from the treatment tank. The bioreactor includes a fixed filter media unit installed in the lower or middle layer, and a rotatable rotating disk unit installed in the upper layer.
Description
본 발명은 하폐수 고도처리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 친환경 여재와 회전원판을 이용하여 수처리효율을 높일 수 있는 하폐수 고도처리시스템(일명 KAPHO-RABC)에 관한 것이다. The present invention relates to an advanced wastewater treatment system, and more specifically, to an advanced wastewater treatment system (aka KAPHO-RABC) that can increase water treatment efficiency by using eco-friendly filter media and rotating disks.
하수 또는 폐수 등을 수처리하기 위한 방법은 크게 물리화학적 방법과 생물학적 방법으로 대별된다.Methods for treating sewage or wastewater are largely divided into physical and chemical methods and biological methods.
물리화학적 방법들은 비경제적이고 2차 오염물질을 생성하며, 최종처리가 이뤄지지 못하는 등의 단점이 있다. 이에 따라 물리화학적 처리의 문제를 해결하기 위해 2차 오염물질의 발생이 없고 경제적인 생물학적 처리방법들에 대한 관심이 높아지게 되었다.Physical and chemical methods have disadvantages such as being uneconomical, generating secondary pollutants, and not allowing final treatment. Accordingly, in order to solve the problem of physical and chemical treatment, interest in biological treatment methods that do not generate secondary pollutants and are economical has increased.
생물학적 처리방법의 경우 질소의 제거는 호기성 분위기하에서 하폐수 내의 질소화합물을 질산성 질소로 전환하는 질산화공정 및 무산소 분위기하에서 질산성 질소를 질소 기체로 환원시키는 탈질공정을 통해 이루어지고, 인의 제거는 혐기성 상태에서 미생물의 대사활동에 의해 인을 방출시키고, 호기성 상태에서 미생물로 하여금 인을 과잉으로 섭취하게 한 후 이를 슬러지로 제거하는 과정을 통해 이루어진다.In the case of biological treatment methods, nitrogen is removed through a nitrification process that converts nitrogen compounds in wastewater into nitrate nitrogen under an aerobic atmosphere and a denitrification process that reduces nitrate nitrogen to nitrogen gas under an anoxic atmosphere, and phosphorus is removed in an anaerobic state. This is achieved through the process of releasing phosphorus through the metabolic activities of microorganisms, allowing microorganisms to consume excess phosphorus under aerobic conditions, and then removing it as sludge.
이러한 생물학적 처리방법 중 회전하는 원판을 처리대상수와 접촉시키는 회전원판법(RBC:rotating biological contactor)이 있다. Among these biological treatment methods, there is a rotating biological contactor (RBC) method in which a rotating disk is brought into contact with the water to be treated.
회전원판법은 다수의 원판을 물속에 반 정도 잠기게 설치하여 천천히 회전시키고, 이때 자연적으로 발생하는 호기성 생물을 이용하여 하폐수를 정화하는 방식으로, 생물학적 수처리의 한 방법이다. The rotating disk method is a method of biological water treatment in which a number of disks are installed half-submerged in water and slowly rotated, and wastewater is purified using naturally occurring aerobic organisms.
회전원판법은 원판이 회전함에 따라 원판의 표면에는 미생물막이 생기고 이 상태로 계속 회전하면서 물에 잠길 때는 미생물이 유기물을 섭취하고, 물 밖으로 나오면 공기 중의 산소를 전달받아 호기성 조건에서 폐수를 처리하게 된다. 또한, 미생물의 활성화로 미생물의 크기가 커지면 원판에서 분리되면서 하수와 혼합되어 침전지로 이동하여 침전된다.In the rotating disk method, as the disk rotates, a biofilm is created on the surface of the disk, and as it continues to rotate in this state, the microorganisms ingest organic matter when submerged in water, and when they come out of the water, they receive oxygen from the air and treat wastewater under aerobic conditions. . In addition, when the size of the microorganisms increases due to the activation of microorganisms, they are separated from the disk, mixed with sewage, and moved to the sedimentation basin to settle.
이러한 회전원판법은 소유부지 및 에너지를 절감하고, 산소를 인공적으로 공급할 필요가 없어 설비가 단순하고 유지 관리가 용이하다. 또한, 잉여 슬러지의 발생량이 적고, 농도나 유량 변화에도 덜 민감하다는 장점이 있다.This rotating disk method saves land and energy, and there is no need to artificially supply oxygen, so the equipment is simple and easy to maintain. In addition, it has the advantage of generating less excess sludge and being less sensitive to changes in concentration or flow rate.
회전원판법을 이용한 수처리장치가 대한민국 등록특허 제10-2335069호에 개시되어 있다. 개시된 수처리장치는 회전축이 수면보다 약간 높게 설치되어 있고, 이 회전축에 여러개의 원판이 수직으로 고정부착되어 회전하도록 구성된다. A water treatment device using the rotating disk method is disclosed in Republic of Korea Patent No. 10-2335069. The disclosed water treatment device has a rotating shaft installed slightly higher than the water level, and several disks are vertically fixed and rotated on this rotating shaft.
이러한 종래의 회전원판법을 이용한 수처리장치는 유기물질의 제거는 용이하나 질소(N)와 인(P)의 제거효율(대략 60% 이하)이 떨어지는 문제점이 있다. The water treatment device using the conventional rotating disk method is easy to remove organic substances, but has a problem in that the removal efficiency of nitrogen (N) and phosphorus (P) is low (approximately 60% or less).
구체적으로 질소의 경우에는 탈질화 반응시 무산소조건이 필수인데, 원판이 수중과 수면위를 반복적으로 회전함에 따라 산소가 미생물막에 공급되어 지속적인 무산소조건이 이루어지지 않아 탈질화반응에 따른 효율이 저하된다. 또한, 인의 경우에는 혐기조건에서 인을 방출하고 호기조건에서는 인을 저장하는 인 미생물을 이용하여 제거하는데, 기존 장치는 단일 구간으로 되어 있어 혐기조건과 호기조건을 유지 및 조절을 할 수 없어 인 제거효율이 낮은 문제점이 있었다.Specifically, in the case of nitrogen, anoxic conditions are essential during the denitrification reaction, but as the disk repeatedly rotates underwater and on the water surface, oxygen is supplied to the biofilm and continuous anoxic conditions are not established, resulting in a decrease in the efficiency of the denitrification reaction. do. In addition, in the case of phosphorus, phosphorus is removed using phosphorus microorganisms that release phosphorus under anaerobic conditions and store phosphorus under aerobic conditions, but the existing device has a single section and cannot maintain and control anaerobic and aerobic conditions, so phosphorus is removed. There was a problem of low efficiency.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 회전원판부가 설치된 생물반응조의 하층이나 중층에 미생물이 부착된 세라믹여재를 추가로 설치하여 탈질반응에 필요한 무산소 조건을 충분히 확보할 수 있는 하폐수 고도처리시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention was created to improve the above problems, and by additionally installing a ceramic filter medium with microorganisms attached to the lower or middle layer of the biological reactor equipped with a rotating disk, it is possible to sufficiently secure the anoxic conditions necessary for the denitrification reaction. The purpose is to provide a processing system.
또한, 생물반응조의 전단에 혐기조 기능을 갖춘 시설을 부가적으로 설치하여 인 제거효율을 높일 수 있는 하폐수 고도처리시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다. In addition, the purpose is to provide an advanced wastewater treatment system that can increase phosphorus removal efficiency by additionally installing a facility with an anaerobic function at the front of the bioreactor.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 친환경 여재와 회전원판을 이용한 하폐수 고도처리시스템은 유량조정조로부터 처리대상수가 유입되는 혐기조와; 상기 혐기조로부터 처리대상수가 유입되는 생물반응조와; 상기 생물반응조에 간헐적으로 공기를 공급하기 위한 폭기부와; 상기 생물반응조로부터 유입되는 처리대상수를 고액분리하기 위한 고액분리부와; 상기 고액분리부를 통과한 처리수가 유입되는 처리수조와; 상기 처리수조로부터 유입되는 처리수를 여과하기 위한 여과기;를 구비하고, 상기 생물반응조는 하층 또는 중층에 설치되는 고정여재부와, 상층에 설치되어 회전가능한 회전원판부를 구비한다.In order to achieve the above object, the advanced wastewater treatment system using an eco-friendly filter media and a rotating disk of the present invention includes an anaerobic tank into which treated water flows from a flow rate adjustment tank; a biological reactor into which treatment water flows from the anaerobic tank; an aeration unit for intermittently supplying air to the bioreactor; a solid-liquid separation unit for separating solid-liquid water from the water to be treated flowing from the biological reactor; a treatment water tank into which the treated water passing through the solid-liquid separator flows; and a filter for filtering the treated water flowing from the treatment tank. The bioreactor includes a fixed filter media unit installed in the lower or middle layer, and a rotatable rotating disk unit installed in the upper layer.
상기 고정여재부는 상기 생물반응조를 가로질러 설치되는 상부망체와, 상기 생물반응조를 가로질러 설치되며 상기 상부망체로부터 하방으로 이격된 하부망체와, 상기 상부망체와 상기 하부망체 사이에 수용되며 패각 분말을 함유하는 세라믹여재들을 구비한다.The fixed filter media unit includes an upper mesh installed across the biological reactor, a lower mesh installed across the biological reactor and spaced downward from the upper mesh, and accommodated between the upper mesh and the lower mesh, and shell powder. It is provided with ceramic media containing .
상기 회전원판부는 상기 생물반응조의 측벽에 회전가능하도록 지지되는 회전축과, 상기 회전축에 일정간격으로 설치되어 하부는 수면 아래로 잠겨있고 상부는 수면 위로 노출되는 원판형의 디스크들을 구비한다.The rotating disk unit includes a rotating shaft rotatably supported on the side wall of the biological reactor, and disk-shaped disks installed at regular intervals on the rotating shaft so that the lower part is submerged below the water surface and the upper part is exposed above the water surface.
상기 고액분리부는 상기 생물반응조로부터 처리대상수가 유입되는 분리조와, 상기 분리조의 내부에 설치되어 처리대상수를 고액분리하는 막분리유닛을 구비한다.The solid-liquid separation unit includes a separation tank into which water to be treated flows from the biological reactor, and a membrane separation unit installed inside the separation tank to separate solid-liquid from the water to be treated.
상기 고액분리부는 생물반응조로부터 유입되는 처리대상수를 비중의 차이에 의해 고액분리하기 위한 침전조이다.The solid-liquid separation unit is a sedimentation tank for separating solid-liquid water from the biological reactor through differences in specific gravity.
상기 여과기로부터 배출되는 여과수를 오존과 접촉시켜 유기물을 제거하기 위한 오존산화수단;을 더 구비하고, 상기 오존산화수단은 상기 여과기의 여과수배출관과 연결되는 외관과, 상기 외관의 내부에 설치되는 내관과, 상기 내관으로 오존을 공급하기 위한 오존공급부와, 상기 내관의 외측면에 다수가 일정간격으로 배치되며 상기 내관의 길이방향을 따라서 길게 형성되되 나선형으로 비틀리게 형성되는 트위스트리브들과, 상기 트위스트리브의 단부에 형성되며 일면에 톱니 형상의 요철이 마련된 요철플레이트와, 상기 트위스트리브들 사이에 위치하도록 상기 내관에 설치되며 상기 내관으로 유입된 오존을 상기 내관의 외부로 분출하기 위한 노즐부를 구비한다. It further includes an ozone oxidation means for removing organic substances by bringing the filtered water discharged from the filter into contact with ozone, wherein the ozone oxidation means includes an exterior connected to the filtered water discharge pipe of the filter, an inner pipe installed inside the exterior, and , an ozone supply unit for supplying ozone to the inner tube, a plurality of twist strips arranged at regular intervals on the outer surface of the inner tube and formed long along the longitudinal direction of the inner tube and twisted in a spiral shape, and the twist strips. It is formed at the end of the plate and has sawtooth-shaped irregularities on one surface, and is installed on the inner tube to be located between the twist ribs and has a nozzle part for ejecting ozone flowing into the inner tube to the outside of the inner tube.
상술한 바와 같이 본 발명은 회전원판부가 설치된 생물반응조의 하층이나 중층에 미생물이 부착된 세라믹여재를 추가로 설치하여 탈질반응에 필요한 무산소 조건을 충분히 확보할 수 있어서 수처리효율을 높일 수 있다. As described above, the present invention can increase water treatment efficiency by additionally installing a ceramic filter medium with microorganisms attached to the lower or middle layer of the biological reactor in which the rotating disk unit is installed, thereby sufficiently securing the anoxic conditions necessary for the denitrification reaction.
또한, 본 발명은 폐기되는 굴 껍질과 같은 패각을 세라믹여재의 소재로 활용함으로써 친환경적이다. In addition, the present invention is environmentally friendly by using discarded shells, such as oyster shells, as a material for ceramic filter media.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 하폐수 고도처리시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 도 1에 적용된 고정여재부의 단면도이고,
도 3은 도 1에 적용된 회전원판부의 측면도이고,
도 4는 도 3의 회전원판부를 구성하는 담체를 발췌한 사시도이고,
도 5는 도 1에 적용된 막분리유닛의 사시도이고,
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 하폐수 고도처리시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 예에 따른 하폐수 고도처리시스템의 요부를 나타낸 구성도이고,
도 8은 도 7의 절개 사시도이고,
도 9는 도 7의 단면도이다. 1 is a diagram schematically showing an advanced wastewater treatment system according to an example of the present invention;
Figure 2 is a cross-sectional view of the fixed filter applied to Figure 1,
Figure 3 is a side view of the rotating disk portion applied to Figure 1,
Figure 4 is a perspective view of the carrier constituting the rotating disk part of Figure 3,
Figure 5 is a perspective view of the membrane separation unit applied in Figure 1,
Figure 6 is a configuration diagram schematically showing an advanced wastewater treatment system according to another example of the present invention;
Figure 7 is a configuration diagram showing the main parts of an advanced wastewater treatment system according to another example of the present invention;
Figure 8 is a cut-away perspective view of Figure 7;
Figure 9 is a cross-sectional view of Figure 7.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 여재와 회전원판을 이용한 하폐수 고도처리시스템에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, an advanced wastewater treatment system using an eco-friendly filter media and a rotating disk according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 하폐수 고도처리시스템은 유량조정조(1)로부터 처리대상수가 유입되는 혐기조(10)와, 혐기조(10)로부터 처리대상수가 유입되는 생물반응조(20)와, 생물반응조(20)에 간헐적으로 공기를 공급하기 위한 폭기부와, 생물반응조(20)로부터 유입되는 처리대상수를 고액분리하기 위한 고액분리부와, 고액분리부를 통과한 처리수가 유입되는 처리수조(70)와, 처리수조(70)로부터 유입되는 처리수를 여과하기 위한 여과기(75)를 구비한다. Referring to Figures 1 to 5, the advanced wastewater treatment system of the present invention includes an anaerobic tank (10) into which water to be treated flows from the flow rate adjustment tank (1), a biological reaction tank (20) into which water to be treated flows from the anaerobic tank (10), and , an aeration unit for intermittently supplying air to the
처리대상수는 공지의 전처리 장치 즉 스크린, 침사조 등을 거쳐 유량조정조(1)로 유입될 수 있다. 유량조정조(1)로 유입되는 처리대상수는 하수 또는 폐수일 수 있다. 유량조정조(1)는 처리대상수의 유입량 및 오염부하를 균등하게 조절하는 역할을 한다. 유량조정조(1)의 내부에 설치된 펌프(3)에 의해 처리대상수는 일정량 혐기조(10)로 유입된다Water to be treated may flow into the flow rate adjustment tank (1) through known pretreatment devices, such as screens and silt tanks. The water to be treated flowing into the flow adjustment tank (1) may be sewage or wastewater. The flow adjustment tank (1) serves to equalize the inflow and contamination load of the water to be treated. A certain amount of water to be treated flows into the anaerobic tank (10) by the pump (3) installed inside the flow adjustment tank (1).
혐기조(10)는 생물반응조(20)의 전단에 설치된다. 혐기조(10)는 혐기조건으로 운영되며, 미생물을 이용하여 유입농도의 3~4배까지 인을 방출시킨다. 혐기조(10)에는 균등한 분배를 위한 통상적인 교반기가 설치된다. 필요할 경우 혐기조는 선택적으로 설치될 수 있다. 가령, 소량의 수처리의 경우 혐기조를 생략하고, 대량의 수처리의 경우 혐기조를 설치할 수 있다. The anaerobic tank 10 is installed at the front of the
생물반응조(20)는 혐기조(10)의 후단에 설치된다. 혐기조(10)와 생물반응조(20) 사이에 형성된 격벽의 상부에는 유출홀(13)이 형성된다. 유출홀(13)을 통해 혐기조(10)에서 생물반응조(20)로 처리대상수가 유입된다. 혐기조(10)가 생략될 경우 처리대상수는 유량조정조(1)에서 생물반응조(20)로 바로 유입될 수 있다. The
생물반응조(20)로 유입된 처리대상수는 미생물에 의해 질산화, 탈질 반응이 수행된다. The water to be treated flowing into the
생물반응조(20)에는 간헐적으로 공기를 공급하여 폭기 또는 비폭기 조건을 조성하기 위한 폭기부가 구비된다.The
폭기부로 송풍기(23)와, 송풍기(23)와 연결되어 생물반응조(20) 하층에 설치되는 산기관(25)을 구비한다. 송풍기(23)가 작동하면 산기관(25)을 통해 공기가 생물반응조(20)의 하층으로 분출된다. The aeration unit includes a
송풍기(23)는 타이머에 의해 일정 주기로 작동이 가능하다. 가령, 폭기시간 1~2시간, 비폭기시간 2~4시간 내에서 일정 주기로 간헐적인 폭기를 수행할 수 있다. The
생물반응조(20)는 폭기 조건 즉, 호기상태에서는 미생물에 의한 인의 과잉섭취와 암모니아성 질소가 질산성 질소로 전환되는 산화가 일어난다. 그리고 비폭기 조건 즉, 무산소 상태에서는 탈질소화에 관련된 미생물에 의해 질산성질소가 질소가스로 환원되면서 질소를 제거하게 된다. 이와 같은 방법에 의하여 폭기조건과 비폭기조건을 교대로 반복시킴으로써 인의 과잉섭취와 질산화, 탈질소화를 유도하여 질소와 인을 효과적으로 제거할 수 있다. In the
생물반응조(20)의 내부에는 고정여재부(30)와 회전원판부(35)가 설치된다.A fixed
고정여재부(30)는 생물반응조(20)의 하층 또는 중층에 고정되게 설치된다. 따라서 고정여재부(30)는 처리대상수 중에 항상 잠겨있다. The fixed
도시된 고정여재부(30)는 생물반응조(20)를 가로질러 설치되는 상부망체(31)와, 생물반응조(20)를 가로질러 설치되며 상부망체(31)로부터 하방으로 이격된 하부망체(32)와, 상부망체(31)와 하부망체(32) 사이에 수용되며 패각 분말을 함유하는 세라믹여재들(34)을 구비한다. The fixed
상부망체(31) 및 하부망체(32)는 처리대상수는 세라믹여재(34)의 통과는 차단할 수 있을 정도의 크기의 눈을 갖는 그물구조로 이루어진다. The
세라믹여재(34)는 패각 분말과 바인더를 혼합한 혼합물을 소성하여 제작할 수 있다. 가령, 패각 분말 100중량부에 대하여 바인더 30 내지 50중량부를 혼합한 혼합물을 구형으로 성형한 다음 800 내지 1000℃에서 1 내지 3시간 동안 소성하여 세라믹여재를 제조할 수 있다. 바인더로 황토, 펄라이트, 벤토나이트 중 어느 하나의 무기물에 폴리에틸렌 수지를 혼합한 것을 사용할 수 있다. The
세라믹여재(34)는 표면 및 내부에 다수의 기공이 형성된 다공구조를 갖는다. 볼이나 펠릿 형태로 형성된 세라믹여재(34)는 낮은 마모성 및 높은 비표면적 등 수처리 공정에 유리한 특성을 가지므로 수처리 능력을 향상시킬 수 있다. The
세라믹여재(34)의 표면에는 미생물이 부착되어 서식한다. 따라서 세라믹여재(34)는 미생물 담체 역할을 한다. 세라믹여재(34)에 부착된 미생물은 폭기조건의 호기상태에서 질산화 반응을 수행하고, 비폭기 조건의 무산소 상태에서는 탈질화 반응을 수행한다. Microorganisms attach to and live on the surface of the
회전원판부(35)는 생물반응조(20)의 양 측벽에 회전가능하도록 지지되는 회전축(36)과, 회전축(36)에 일정간격으로 설치되어 하부는 수면 아래로 잠겨있고 상부는 수면 위로 노출되는 원판형의 디스크들(37)을 구비한다. The
회전축(36)은 수면에서 조금 위로 올라오도록 수평하게 설치된다. 도시되지 않았지만 회전축(36)은 모터와 연결되어 회전이 가능하다. The
디스크(37)는 표면에 미생물이 잘 부착되도록 표면적이 큰 형태로 이루어진다. 미생물이 부착되어 디스크(37)의 표면에는 미생물막이 형성된다. 도시된 예에서 디스크(37)의 양면은 육각형의 홈들(38)이 형성된 허니컴 구조를 갖는다. 디스크(37)는 나일론, 폴리올레핀, 폴리프로피렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐과 같은 합성수지 소재로 형성될 수 있다. The
회전축(36)에 결합된 디스크(37)의 하부는 수면 아래로 잠겨 처리대상수와 접촉한다. 그리고 디스크(37)의 상부는 수면 위로 노출되어 공기와 접촉한다. 디스크(37)는 일정한 속도로 회전하므로 디스크(37)의 특정 부위는 수중과 수면 위로 위치가 반복된다. The lower part of the
회전원판부(35)만 설치된 경우, 디스크(37)가 수중과 수면 위를 반복적으로 회전함에 따라 산소가 미생물막에 공급되어 지속적인 무산소 조건이 이루어지지 않아 탈질화 효율이 저하된다. 하지만, 본 발명은 수중에 항상 잠겨있는 고정여재부(30)가 더 설치되므로 비폭기시 고정여재부(30)에 무산소 조건이 충분히 유지되므로 탈질반응 효율을 높일 수 있다. When only the
고액분리부는 생물반응조(20)로부터 유입되는 처리대상수를 고액분리한다. The solid-liquid separation unit separates the water to be treated flowing from the
도시된 고액분리부는 생물반응조(20)로부터 처리대상수가 유입되는 분리조(50)와, 분리조(50)의 내부에 설치되어 처리대상수를 고액분리하는 막분리유닛(51)을 구비한다. The solid-liquid separation unit shown includes a
분리조(50)는 생물반응조(20)의 후단에 설치된다. 분리조(50)와 생물반응조(20) 사이에 형성된 격벽의 상부에는 유출홀(21)이 형성된다. 유출홀(21)을 통해 생물반응조(20)에서 분리조(50)로 처리대상수가 유입된다.The
막분리유닛(51))과 연결된 흡입라인(57)에 설치된 흡입펌프(59)가 작동하면 흡입력에 의해 중공사로 이루어진 분리막 내로 물이 유입되고, 분리막 내로 유입된 물은 흡입라인(57)을 처리수조(70)로 배출된다. 이때 흡입라인(57)을 통해 배출되는 물이 처리수이다. When the suction pump (59) installed on the suction line (57) connected to the membrane separation unit (51) operates, water flows into the separation membrane made of hollow fiber by suction force, and the water flowing into the separation membrane is processed through the suction line (57). It is discharged into the water tank (70). At this time, the water discharged through the
도시된 막분리유닛(51)은 지지틀(52)과, 지지틀(52)의 내측에 다수가 나란하게 설치되는 분리막모듈들(53)과, 분리막모듈들(53)로 초음파를 가해 분리막모듈(53)에 부착된 이물질을 탈리시키기 위한 초음파진동자(55)와, 지지틀(52)에 설치되어 초음파진동자(55)를 움직이기 위한 가변부를 구비한다. 분리막모듈(53)은 중공사로 이루어진 분리막(54)을 구비한다. The illustrated
상술한 막분리유닛(51)은 대한민국 등록특허 제10-2225653호에 개시되어 있는 막분리유닛의 구성과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다. Since the above-described
처리수조(70)는 분리조(50)의 후단에 설치된다. 분리막유닛(51)을 통해 고액분리된 처리수가 처리수조(70)로 유입된다.The
처리수조(70)로 유입된 처리수는 여과기(75)에 의해 최종적으로 여과처리된다. The treated water flowing into the
여과기(75)의 유입구는 연결관(71)에 의해 처리수조(70)와 연결된다. 처리수조(70)에서 배출되는 처리수는 연결관(71)을 통해 여과기(75)의 상부로 유입된다. 연결관(71)에는 펌프가 설치될 수 있다. 여과기(75)의 하부에는 여과수배출관(73)이 설치된다. 여과된 최종 처리수는 배출관(73)을 통해 외부로 배출될 수 있다. The inlet of the
여과기(75)는 여과탱크(76)의 내부에 여과재가 충진된 구조로서 통상적인 구조는 갖는다. 여과재로 모래, 활성탄, 이온수지 등이 이용될 수 있다. 이러한 여과재는 한 종류가 단독으로 사용되거나, 적어도 둘 이상의 여과재가 다수의 층을 형성하여 적층될 수 있다. The
여과기로 대한민국 등록특허 제10-0676953호에 개시된 여과장치를 이용할 수 있다. As a filter, the filtration device disclosed in Republic of Korea Patent No. 10-0676953 can be used.
한편, 본 발명은 고액분리부의 다른 예로 침전조를 적용할 수 있다. Meanwhile, the present invention can apply a sedimentation tank as another example of a solid-liquid separation unit.
도 6을 참조하면, 침전조(60)는 생물반응조(20)의 후단에 설치된다. 침전조(60)와 생물반응조(20) 사이에 형성된 격벽의 상부에는 유출홀(21)이 형성된다. 유출홀(21)을 통해 생물반응조(20)에서 침전조(60)로 처리대상수가 유입된다.Referring to FIG. 6, the
생물반응조(20)로부터 침전조(60)로 유입되는 처리대상수는 비중의 차이에 의해 고액분리된다. 그리고 고액분리된 상층의 처리수는 처리수배출관(61)을 통해 처리수조(70)로 유입된다. 처리수배출관(61)에는 펌프(63)가 설치될 수 있다. The water to be treated flowing from the
한편, 본 발명은 여과기로부터 배출되는 여과수를 오존과 접촉시켜 유기물을 제거하기 위한 오존산화수단을 더 구비할 수 있다. Meanwhile, the present invention may further include an ozone oxidation means for removing organic substances by bringing the filtered water discharged from the filter into contact with ozone.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 오존산화수단은 여과기의 여과수배출관(73)과 연결되는 외관(81)과, 외관(81)의 내부에 설치되는 내관(83)과, 내관(83)으로 오존을 공급하기 위한 오존공급부(90)와, 내관(83)의 외측면에 다수가 일정간격으로 배치되며 내관(83)의 길이방향을 따라서 길게 형성되되 나선형으로 비틀리게 형성되는 트위스트리브들(85)과, 트위스트리브(85)의 단부에 형성되며 일면에 톱니 형상의 요철(89)이 마련된 요철플레이트(87)와, 트위스트리브들(85) 사이에 위치하도록 내관(83)에 설치되며 내관(83)으로 유입된 오존을 내관(83)의 외부로 분출하기 위한 노즐부(95)를 구비한다.Referring to Figures 7 to 9, the ozone oxidation means includes an outer tube (81) connected to the filtered water discharge pipe (73) of the filter, an inner tube (83) installed inside the outer tube (81), and ozone oxidation through the inner tube (83). An
외관(81)은 내부가 비어있는 파이프 구조로 이루어진다. 외관(81)의 입구는 여과기의 여과수배출관(73)과 연결된다. 그리고 외관의 출구는 방류관(79)과 연결된다. 여과수배출관(73)을 통해 배출되는 여과수는 외관(81)으로 유입된다. The exterior 81 is made of a pipe structure with an empty interior. The inlet of the exterior (81) is connected to the filtered water discharge pipe (73) of the filter. And the outlet of the exterior is connected to the discharge pipe (79). The filtered water discharged through the filtered water discharge pipe (73) flows into the exterior (81).
내관(83)은 외관(81)의 내부에 설치된다. 내관(83)은 양측이 막혀 있고 내부가 비어있는 중공구조로 이루어진다. 내관(83)의 외경은 외관(81)의 내경보다 더 작게 형성된다. 따라서 내관(83)의 외측면은 외관(81)의 내측면과 이격된다. The
오존공급부(90)는 오존탱크(91)와, 오존탱크(91)와 내관(83)을 연결하는 주입관(92)을 구비한다. The
오존탱크(91)에는 오존가스가 저장된다. 오존탱크(91)에 저장된 오존가스는 주입관(92)을 통해 내관(83)의 내부로 공급된다. 도시되지 않았지만 주입관(92)은 외관(81)을 관통하여 내관(83)의 내부로 연장된다. 주입관(92)에는 밸브(93)가 설치된다. Ozone gas is stored in the
트위스트리브(85)는 내관(83)의 외측면에 돌출되어 형성된다. 도시된 예에서 90도 간격으로 4개의 트위스트리브들(85)이 내관(83)의 외측면에 형성된다. 트위스트리브(85)는 나선형으로 비틀리게 형성된다. The
요철플레이트(87)는 트위스트리브(85)의 단부에 형성된다. 요철플레이트(87)는 얇은 두께의 판상으로 이루어진다. 요철플레이트(87)는 트위스트리브(85)를 따라서 길게 형성된다. 트위스트리브(85)가 나선형으로 비틀리게 형성되므로 요철플레이트(87) 역시 트위스트리브(85)를 따라서 나선형으로 비틀리게 형성된다. 요철플레이트(87)의 일면, 즉 내관(83)의 외측면을 향하는 면에 톱니 형상의 요철(89)이 마련된다. The
노즐부(95)는 트위스트리브들(85) 사이에 위치하도록 내관(83)에 설치된다. 노즐부(95)는 다수가 일정 간격으로 배치된다. The
노즐부(95)는 내관(83)에 형성된 타공홀에 결합되는 노즐케이싱(96)과, 노즐케이싱(96)에 형성된 분출구(97)와, 노즐케이싱(96)의 내측면에 부착되어 분출구(97)를 막는 고무시트(98)를 구비한다. The
노즐케이싱(96)은 반구형으로 이루어진다. 노즐케이싱(96)의 일측은 타공홀에 삽입되어 결합된다. 노즐케이싱(96)의 단부에는 원형의 분출구(97)가 형성된다. The
고무시트(98)는 탄성적으로 신축이 가능하다. 고무시트(98)는 노즐케이싱(96)의 내측면에 부착되어 분출구(97)를 막는다. 고무시트(98)에는 컷팅라인(99)이 형성된다. 컷팅라인(99)은 분출구(97)와 대응되게 위치한다. 고무시트(98)가 팽창하면 컷팅라인(99)은 벌어지고, 고무시트(98)가 원래의 형태로 수축되면 컷팅라인(99)은 막힌다. The
주입관(92)을 통해 일정한 압력의 오존가스가 내관(83)으로 유입되면 고무시트(98)가 팽창하면서 컷팅라인(99)이 벌어지고, 이에 따라 오존이 분출구(97)를 통해 배출된다. 그리고 오존가스가 내관(83)으로 유입되지 않으면 내관(83) 내부의 압력이 낮아지면서 컷팅라인(99)이 막혀 여과수가 내관(83)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. When ozone gas at a certain pressure flows into the inner tube (83) through the injection tube (92), the rubber sheet (98) expands and the cutting line (99) opens, and thus ozone is discharged through the outlet (97). And, if ozone gas does not flow into the inner tube (83), the pressure inside the inner tube (83) decreases and the cutting line (99) is blocked, blocking the filtrate from flowing into the inner tube (83).
여과수배출관(73)을 통해 외관(81)으로 유입된 여과수는 내관(83)과 외관(81) 사이의 틈새를 따라 흐른다. 나선형으로 비틀리게 형성된 트위스트리브(85)에 의해 여과수는 나선형의 흐름을 형성한다. 그리고 요철플레이트(87) 주변에서는 요철(89)에 의해 무질서한 난류 흐름이 발생한다. 이러한 흐름에 의해 노즐부(95)를 통해 분출되는 오존가스는 여과수와 접촉효율을 크게 향상시킬 수 있다. 따라서 오존에 의한 유기물의 분해 효과를 높일 수 있다. The filtered water flowing into the outer pipe (81) through the filtered water discharge pipe (73) flows along the gap between the inner pipe (83) and the outer pipe (81). The filtrated water forms a spiral flow due to the
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Above, the present invention has been described with reference to one embodiment, but this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
1: 유량조정조 10: 혐기조
20: 생물반응조 25: 산기관
30: 고정여재부 35: 회전원판부
50: 분리조 51: 막분리유닛
70: 처리수조 75: 여과기 1: Flow adjustment tank 10: Anaerobic tank
20: bioreactor 25: diffuser
30: fixed media part 35: rotating disk part
50: separation tank 51: membrane separation unit
70: Treatment tank 75: Filter
Claims (6)
상기 혐기조로부터 처리대상수가 유입되는 생물반응조와;
상기 생물반응조에 간헐적으로 공기를 공급하기 위한 폭기부와;
상기 생물반응조로부터 유입되는 처리대상수를 고액분리하기 위한 고액분리부와;
상기 고액분리부를 통과한 처리수가 유입되는 처리수조와;
상기 처리수조로부터 유입되는 처리수를 여과하기 위한 여과기와;
상기 여과기로부터 배출되는 여과수를 오존과 접촉시켜 유기물을 제거하기 위한 오존산화수단;을 구비하고,
상기 생물반응조는 하층 또는 중층에 설치되는 고정여재부와, 상층에 설치되어 회전가능한 회전원판부를 구비하며,
상기 오존산화수단은 상기 여과기의 여과수배출관과 연결되는 외관과, 상기 외관의 내부에 설치되는 내관과, 상기 내관으로 오존을 공급하기 위한 오존공급부와, 상기 내관의 외측면에 다수가 일정간격으로 배치되며 상기 내관의 길이방향을 따라서 길게 형성되되 나선형으로 비틀리게 형성되는 트위스트리브들과, 상기 트위스트리브의 단부에 형성되며 일면에 톱니 형상의 요철이 마련된 요철플레이트와, 상기 트위스트리브들 사이에 위치하도록 상기 내관에 설치되며 상기 내관으로 유입된 오존을 상기 내관의 외부로 분출하기 위한 노즐부를 구비하고,
상기 노즐부는 상기 내관에 형성된 타공홀에 결합되는 반구형의 노즐케이싱과, 상기 노즐케이싱의 단부에 형성된 원형의 분출구와, 상기 분출구를 막도록 상기 노즐케이싱에 내측면에 부착되며 탄성적으로 신축이 가능한 고무시트와, 상기 고무시트에 형성되어 상기 고무시트가 팽창하면 벌어지고 상기 고무시트가 수축되면 막히는 컷팅라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 친환경 여재와 회전원판을 이용한 하폐수 고도처리시스템. an anaerobic tank into which water to be treated flows from the flow rate adjustment tank;
a biological reactor into which treatment water flows from the anaerobic tank;
an aeration unit for intermittently supplying air to the bioreactor;
a solid-liquid separation unit for separating solid-liquid water from the water to be treated flowing from the biological reactor;
a treatment water tank into which the treated water passing through the solid-liquid separator flows;
a filter for filtering treated water flowing in from the treatment tank;
and ozone oxidation means for removing organic substances by bringing the filtered water discharged from the filter into contact with ozone,
The bioreactor includes a fixed filter media unit installed in the lower or middle layer, and a rotatable rotating disk unit installed in the upper layer,
The ozone oxidation means includes an outer tube connected to the filtered water discharge pipe of the filter, an inner tube installed inside the outer tube, an ozone supply unit for supplying ozone to the inner tube, and a plurality of ozone oxidation means arranged at regular intervals on the outer surface of the inner tube. The twist strips are formed long along the longitudinal direction of the inner tube and twisted in a spiral shape, and are formed at the ends of the twist ribs and have serrated protrusions on one surface, and are positioned between the twist ribs. A nozzle unit installed in the inner tube and configured to eject ozone flowing into the inner tube to the outside of the inner tube,
The nozzle unit includes a hemispherical nozzle casing coupled to a perforated hole formed in the inner tube, a circular jet nozzle formed at an end of the nozzle casing, and an elastically elastically expandable nozzle attached to the inner surface of the nozzle casing to block the jet. An advanced wastewater treatment system using an eco-friendly filter medium and a rotating disk, comprising a rubber sheet and a cutting line formed on the rubber sheet that opens when the rubber sheet expands and is blocked when the rubber sheet contracts.
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2023
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