KR19980084220A - High concentration organic wastewater treatment method and apparatus - Google Patents

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KR19980084220A
KR19980084220A KR1019970019935A KR19970019935A KR19980084220A KR 19980084220 A KR19980084220 A KR 19980084220A KR 1019970019935 A KR1019970019935 A KR 1019970019935A KR 19970019935 A KR19970019935 A KR 19970019935A KR 19980084220 A KR19980084220 A KR 19980084220A
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이재건
송재준
오동규
최원석
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최병덕
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Abstract

고농도의 유기성 오·폐수를 생물막 여과기로 유입시키고 유기성 물질은 상기한 생물막 여과기내에 존재하는 부상 여재상의 미생물을 이용하여 분해하고 유기성 물질이 제거된 처리수를 다시 생물막 여과기로 재순환시키고 생물막 여과기에서 과잉 증식한 슬러지는 처리수조의 물을 역세펌프를 이용하여 역세한 후에 슬러지 분리기에서 고액 분리하는 공정 및 장치를 이용하여 고농도의 유기성 오·폐수 내의 유기물을 분해한다.The high concentration of organic wastewater is introduced into the biofilm filter, and the organic material is decomposed using the microorganisms in the flotation media present in the biofilm filter described above, the organic material is removed, recycled back to the biofilm filter, and overgrown in the biofilm filter. One sludge decomposes organic matter in a high concentration of organic wastewater using a process and a device for backwashing the water in a treatment tank using a backwash pump and then solid-liquid separation in a sludge separator.

Description

고농도 유기성 오·폐수 처리 방법 및 그 장치High concentration organic wastewater treatment method and apparatus

[산업상 이용분야][Industrial use]

본 발명은 오·폐수 처리 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고농도 유기성 오·폐수 내에 존재하고 있는 유기성 불순물을 효과적으로 제거할 수 있는 경제적인 생물학적 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment method and apparatus, and more particularly, to an economical biological treatment method and apparatus that can effectively remove organic impurities present in high concentration organic wastewater.

[종래 기술][Prior art]

폐수는 인간활동 및 각종 산업활동을 통하여 생성된 후에 각종 경로를 통하여 인간이 여러 가지 용도로 사용하고 있는 다양한 용수원에 유입된다. 이러한 폐수를 처리하지 않고 자연생태계에 방류하게 되면 각종 질병을 유발하는 등의 많은 악영향을 인간에게 미치게 된다. 폐수의 처리 및 처분 방법에는 여러 물리화학적 방법과 생물학적 방법이 있다. 물리화학적 방법은 비용이 많이 들고 처리후의 생성물을 재처리 또는 처분해야 하는 단점이 있는 데에 반하여 생물학적 처리 방법은 상당량의 유기물 성분을 이산화탄소의 형태로 분해 또는 안정시키거나 메탄가스(CH4)를 생성시켜 폐수내 유기물을 제거시킴으로써 처리 후에 생성되는 생성물의 양을 비교적 감소시킨다. 생물학적 처리 방법은 주로 미생물을 이용하여 폐수내의 오염물질을 분해, 해독 및 분리시키는 것으로서, 이 방법에 관여하는 미생물로는 세균, 균류, 조류, 원생동물 등이 있으며 일부의 하등동물도 이에 포함된다.Wastewater is generated through human activities and various industrial activities, and then enters various water sources that humans use for various purposes through various channels. If the wastewater is discharged to the natural ecosystem without treatment, many adverse effects such as causing various diseases will be caused to humans. There are several physicochemical and biological methods of treatment and disposal of waste water. While the physicochemical method is expensive and has the disadvantage of reprocessing or disposal of the treated product, the biological treatment method decomposes or stabilizes a large amount of organic components in the form of carbon dioxide or generates methane gas (CH 4 ). To remove organics in the wastewater, thereby relatively reducing the amount of product produced after the treatment. Biological treatment methods mainly use microorganisms to decompose, detoxify, and separate contaminants in wastewater, and microorganisms involved in the method include bacteria, fungi, algae, protozoa, and some lower animals.

생물학적 처리 방법은 도시생활 하수의 2차 처리, 유기물을 함유한 공장 폐수 및 이로부터 생성되는 슬러지의 처리에 주로 사용되며 비교적 저렴한 경비와 다양한 공정 등으로 세계적으로 가장 널리 사용되는 폐수처리 방법이다. 생물학적 처리 방법은 산소의 이용 유무에 따라 호기성 처리 방법과 혐기성 처리 방법으로 나뉘며, 호기성 처리 방법에는 활성슬러지법, 살수여상법, 회전원판법, 산화지법 등이 있고 혐기성 처리 방법에는 혐기성 소화법, 정화조법 등이 있다. 이들 처리 방법에서 미생물들은 폐수내에 균일하게 플록(floc)을 형성하여 부유생활을 하거나 적당한 표면에 부착하여 생활한다.Biological treatment is mainly used for secondary treatment of urban sewage, factory wastewater containing organic matter and sludge produced therefrom, and is the most widely used wastewater treatment method in the world due to relatively low cost and various processes. Biological treatment methods are divided into aerobic treatment method and anaerobic treatment method according to the use of oxygen, and aerobic treatment methods include activated sludge method, water spraying method, rotating disc method, and oxidation paper method, and anaerobic digestion method and septic tank. Law, etc. In these treatments, the microorganisms live floc evenly in the wastewater and either float or adhere to a suitable surface.

폐수를 생물학적으로 처리하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 우선, 폐수를 생물학적으로 처리하기 전에 폐수내의 침전 가능한 물질을 침전시켜 물리적으로 분리하는 과정인 1차 처리(primary treatment)를 거친다. 이 처리 과정의 목적은 폐수와 같이 유입된 고형물질 또는 침전속도가 빠른 부유물질(suspended solid: SS)을 제거하는 것으로서 일반적으로 1차 침전지(primary settling tank or primary clarifier)에서 1-2시간 정도 침전시킨다. 침전지 바닥에서 혐기성 미생물에 의한 혐기성 대사가 일어나면 질소가스 등의 기체가 발생하여 침전물들이 부상하여 폐수내로 재유입될 수 있으며 또한 악취발생 우려도 있으므로 일정시간 경과한 후에 침전지 바닥에서 계속적으로 침전물을 제거해야 한다. 침전지는 동시에 부상조(floating tank)의 역할도 하게되며 비중이 폐수보다 낮아서 표면으로 부상하는 그리스(grease)등은 표면스컴제거기(surface skimmer)를 이용하여 제거한다. 보다 원활한 부상을 위하여 공기를 폐수내에 주입하거나 진공을 이용하기도 한다. 1차 처리로는 용해된 유기물을 제거하지 못한다. 즉, 고형물의 함량과 1차 처리방법 등 여러 요소에 따라 유입된 폐수의 20∼60% 정도의 유기성 오염물질(BOD)을 제거시킬 수 있으며, 일반적인 도시생활 하수의 경우에는 30∼40% 정도의 BOD 제거효율을 보인다. 1차 처리를 거친 폐수는 생물학적 처리 방법인 2차 처리(secondary treatment)로 들어간다.The biological process of wastewater is as follows. First, prior to biological treatment of wastewater, it is subjected to primary treatment, which is a process of sedimenting and physically separating sedimentable substances in the wastewater. The purpose of this treatment is to remove incoming solids, such as waste water, or suspended solids (SS), usually settling for 1-2 hours in the primary settling tank or primary clarifier. Let's do it. If anaerobic metabolism by anaerobic microorganisms occurs at the bottom of the sedimentation basin, gases such as nitrogen gas may be generated and the sediments may float and re-introduce into the wastewater. do. The sedimentation basin also serves as a floating tank, and grease, which floats to the surface due to its specific gravity lower than the waste water, is removed using a surface skimmer. Air may be injected into the wastewater or vacuumed for smoother injury. Primary treatment does not remove dissolved organics. In other words, organic pollutants (BOD) can be removed by 20 ~ 60% of the wastewater, depending on various factors such as solids content and primary treatment methods. BOD removal efficiency Wastewater after primary treatment enters secondary treatment, a biological treatment.

상기에서 기술한 바와 같이 2차 처리는 생물학적으로 원수나 폐수내에 존재하는 유기성 오염 물질을 처리하는 방법으로 생물에 의해서 분해 가능한 유기물을 미생물, 식물 등을 이용하여 제거하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 그 중에서 활성오니조를 이용한 활성오니법이 널리 사용되고 있다. 이 방법은 폭기조(aeration tank)내에서 유기물을 함유한 폐수에 공기를 주입하면 폐수 속에 존재하는 미생물의 호기성 대사에 의해 유기물이 이산화탄소와 물로 분해되고 미생물 생물량이 증가하는 원리를 이용하여 폐수 중의 유기물을 분해 제거하는 방법이다. 이 때 폐수내에는 미생물들이 지름 0.1∼1㎜의 플록을 형성하게 되는데, 이 플록 형성에는 점액질을 분비하는 세균들이 관여하게 되며 폐수내 각종 유·무기물들이 플록에 흡착된다. 폐수를 일단 원폐수저장조에 모으고 여기서 스크린조에서 침전하기 쉬운 부유물을 제거한 유입수를 유량저장조에 저장한 후에 폭기조에 도입한다. 폭기조에서는 호기성 미생물을 유동상태에서 일정시간 폭기하여 폐수 중의 유기물을 산화 분해시킴으로써 제거하고 이어서 폭기조의 혼합액을 최종 침강조로 이동시켜 폭기를 중단하면 폐수 속의 플록은 서로 응집 침강하여 폐수는 상층수와 침전물(슬러지)로 분리된다. 분리 후 상층수는 최종적으로 소독하여 방류하거나 후속처리를 시키고, 침전된 슬러지 중 일부는 폭기조의 활성오니를 재사용하기 위한 반송오니로서 폭기조로 반송하고 다른 일부는 잉여 오니로서 탈수처리 및 처분한다. 이 때 생물학적 처리 장치의 핵심 역할을 하는 활성오니조는 콘크리트 구조물로 만들어진 반응기로서, 그 내부에 활성오니라고 불리는 미생물 덩어리를 담고 있으며, 이들 미생물은 폐수 중에 녹아있는 용존 산소를 이용하여 증식하면서 유기성 오염 물질을 영양 성분으로 이용하여 유기성 오염 물질을 분해 제거한다.As described above, the secondary treatment is a method of biologically treating organic contaminants present in raw water or wastewater, and a method of removing organic matter decomposable by living organisms using microorganisms, plants, and the like is generally used. Among them, the activated sludge method using activated sludge is widely used. This method uses the principle that when the air is injected into the wastewater containing organic matter in the aeration tank, the organic matter is decomposed into carbon dioxide and water by the aerobic metabolism of microorganisms present in the wastewater, and the organic matter in the wastewater is increased. It is a method of decomposition and removal. At this time, microorganisms form flocs with a diameter of 0.1 to 1 mm in the wastewater, and bacteria forming mucus are involved in the floc formation, and various organic and inorganic substances in the wastewater are adsorbed onto the flocs. Once the wastewater is collected in the original wastewater storage tank, the inflow water from which the suspended solids are easily removed from the screen tank is stored in the flow storage tank and introduced into the aeration tank. In the aeration tank, aerobic microorganisms are aerated for a certain period of time in the flow state to remove organic matter in the waste water by oxidative decomposition, and then the mixed liquid in the aeration tank is moved to the final sedimentation tank to stop the aeration. (Sludge) is separated. After separation, the supernatant is finally disinfected and discharged or further treated. Some of the precipitated sludge is returned to the aeration tank as a return sludge for reuse of the activated sludge in the aeration tank, and the other part is dewatered and disposed of as a surplus sludge. At this time, the activated sludge, which plays a key role in the biological treatment device, is a reactor made of a concrete structure, which contains a mass of microorganisms called activated sludge, and these microorganisms multiply by using dissolved oxygen dissolved in the wastewater and organic contaminants. Is used as a nutrient to decompose and remove organic contaminants.

활성오니법에서의 활성오니조는 미생물을 함유할 수 있는 정도가 한정적이고 활성오니조가 많은 공간을 차지하며 활성오니조에서 증식한 미생물의 덩어리는 후속공정인 참강조에서 침강시켜 배출하는데 침강조 역시 큰 공간을 차지하는 문제점이 있다. 또한 활성오니조는 유기성 오염물질이 고부하로 유입되거나 유입되는 오·폐수의 부하 변동이 심할 경우 유기물의 분해와 슬러지의 침전이 제대로 일어나지 못하여 처리효율이 떨어지며 외부에 노출되어 악취가 발생하는 등의 문제점이 있다.The activated sludge in the activated sludge process has a limited degree of microorganisms, and the activated sludge occupies a lot of space. The agglomerates of microorganisms grown in the activated sludge are settled and discharged from the sedimentation tank, which is a subsequent process. There is a problem that takes up space. In addition, when activated sludge is loaded with organic contaminants at high loads or when the load fluctuations of the influent wastewater are severe, the decomposition of organic matters and sludge deposition do not occur properly, resulting in poor treatment efficiency and exposure to the outside. have.

또한 폐수에 유독물질이 존재할 경우에는 슬러지의 미생물이 대부분 죽어 처리효율이 급격히 떨어지게 된다. 미생물이 분해할 수 없는 난분해성 물질이 폐수에 존재하면 그대로 배출될 수 있는데, 이는 일반적인 도시생활하수에서는 큰 문제가 되지 않으며 3차 처리과정에서 제거 가능하다. 또한, 오·폐수 중에 유기물이 고농도로 함유되어 있을 경우 유기물이 미생물에 미치는 독성과 미생물 증식에 필수적인 산소의 공급 한계성 때문에 고농도 유기성 오·폐수를 생물학적으로 처리하기 위하여는 일반적으로 희석수를 다량 사용하여야 한다. 예를 들어 BOD 20,000㎎/ℓ 정도의 축산 폐수나 식품 폐수 등을 활성 슬러지 공법으로 처리하고자 할 경우 폐수의 특성에 따라 50∼100배의 희석이 필요하다. 이와 같이 희석 배수가 높아질 경우 처리 시설의 규모가 비례적으로 증가하여 시설 투자비와 부지 면적이 너무 커져 고농도 오·폐수가 발생될 경우 실제적인 처리의 어려움을 맞고 있는 것이 현실이다.In addition, when toxic substances are present in the wastewater, most of the microorganisms in the sludge die and the treatment efficiency is drastically reduced. If there is a non-degradable substance in the waste water that cannot be decomposed by microorganisms, it can be discharged as it is. In addition, if the organic matter is contained in high concentrations in the wastewater, a large amount of dilution water should be generally used for biological treatment of high concentration organic wastewater because of the toxicity of the organic matter to the microorganisms and the limitation of oxygen supply necessary for microbial growth. do. For example, if you want to treat livestock wastewater or food wastewater with BOD 20,000mg / ℓ by activated sludge method, dilution of 50-100 times is necessary according to the characteristics of wastewater. As the dilution drainage increases, the size of the treatment plant increases proportionally, and the actual investment costs and the site area become too large, and thus the actual treatment is difficult when high concentration wastewater is generated.

상기와 같은 현실에 대응하기 위한 하나의 방편으로서, 생물막 여과 공법이 있다. 생물막 여과 공법은 생물막 여과기 내부에 미생물이 부착하여 성장할 수 있는 특성이 우수한 여재를 충전하여 생물막 여과기 내에 다량의 미생물을 집적시켜 오·폐수를 처리하므로 처리 성능이 활성 슬러지 공법보다 훨씬 우수하다. 따라서 생물막 여과 공법으로는 훨씬 작은 규모의 처리 시설로 고도 처리가 가능하여 최근에 이 공법이 확산되고 있는 추세이다.As one method for coping with such a reality, there is a biofilm filtration method. The biofilm filtration method is filled with a filter medium having excellent characteristics for microorganisms to grow inside the biofilm filter and accumulates a large amount of microorganisms in the biofilm filter to treat waste and wastewater, so the treatment performance is much better than that of the activated sludge process. Therefore, the biofilm filtration method is capable of advanced treatment to a much smaller scale treatment facility, and this method has recently been spreading.

생물막 여과법은 폐수 속의 용존 또는 부유 유기물의 제거가 고형여재 표면에 부착된 생물막에 의한 것으로서, 생물막 내부에는 각종 미생물과 후생동물이 살고 있다. 일반적으로 생물막법은 막의 두께가 1∼2㎜ 또는 2㎜ 이상으로서 막 표면 근처에는 미생물이 빠른 성장을 보이며 수중의 유기물을 활발하게 분해시키나 표면의 아래쪽은 유기물이 잘 침투하지 못하여 유기물 농도가 낮을 뿐만 아니라 용존 산소 역시 부족하여 혐기성 층이 형성되게 된다. 혐기성 층이 형성되면 처리 효율의 저하가 초래되며 미생물의 부착력이 약화되기도 한다. 생물막 여과법은 상기한 단점을 보완하기 위하여 개발된 것으로서, 일반적인 생물막과는 달리 생물막의 두께가 0.1∼0.2㎜에 불과하여 전체의 막층을 호기적으로 유지해 줄 수 있다. 그러나 생물막 여과법에서는 생물막 여과기의 역세를 해주어야 하는데, 역세를 위해서는 많게는 유입수량의 20%까지의 처리수를 역세수조로 사용하여야 하며 유입수량의 생물막 여과기의 역세를 적절히 행해주지 않을 때에는 여과기의 막힘(clogging) 현상이 발생하며 처리 효율의 저하를 초래하는 문제점이 있다.Biofilm filtration is the removal of dissolved or suspended organic matter in the wastewater by the biofilm attached to the surface of the solid filter media, and microorganisms and welfare animals live in the biofilm. In general, the biofilm method has a thickness of 1 to 2 mm or more and a microorganism shows rapid growth near the surface of the membrane and actively decomposes the organic matter in the water, but the lower part of the surface has a low organic content because the organic matter does not penetrate well. In addition, the dissolved oxygen is also insufficient to form an anaerobic layer. The formation of an anaerobic layer results in a decrease in treatment efficiency and in some cases the adhesion of microorganisms is weakened. Biofilm filtration has been developed to compensate for the above-mentioned disadvantages, unlike the general biofilm, the thickness of the biofilm is only 0.1 ~ 0.2㎜ can maintain the entire membrane layer aerobic. However, biofilm filtration requires backwashing of the biofilm filter. For backwashing, up to 20% of the treated water must be used as a backwash tank, and clogging of the filter when the backwash of the influent biofilm filter is not properly performed ) Occurs and there is a problem that causes a decrease in processing efficiency.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고농도 유기성 오·폐수를 처리할 경우 처리 시설의 규모가 커지지 않으며 다량의 희석수로 소요되는 비용을 감소시키며 환경 오염 문제가 야기되면서 심각한 문제로 당면하고 있는 물 부족 문제를 해소시킬 수 있는 고농도 유기성 오·폐수 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention is to reduce the cost of a large amount of dilution water when the treatment of high concentration organic wastewater is reduced and the environment It is to provide a high concentration organic wastewater treatment apparatus and method that can solve the water shortage problem which is a serious problem caused by pollution problems.

도 1은 본 발명에 의한 고농도 유기성 오·폐수 생물학적 처리 장치를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a high concentration organic wastewater biological treatment apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

11 공급펌프13 기액혼합기15 생물막 여과기11 Supply Pump 13 Gas-liquid Mixer 15 Biofilm Filter

17 부상여재층19 스트레이너21 처리수조17 Floating media layer 19 Strainer 21 Treatment tank

23 역세펌프25 순환펌프27 슬러지 분리기23 Backwash pump25 Circulation pump27 Sludge separator

[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]

본 발명은 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 구성을 갖는다.The present invention has the following configuration to achieve the above object of the present invention.

본 발명에 있어서, 오·폐수를 생물막 여과기(biofilter: 15)로 유입시키는 공정, 상기 유입된 오·폐수의 유기성 물질을 상기 생물막 여과기(15)내에 존재하는 부상여재층(17)의 미생물을 이용하여 분해하는 공정 및 상기 유기성 물질이 제거된 처리수를 다시 생물막 여과기(15)로 재순환시키는 공정을 포함하는 오·폐수의 생물학적 처리 방법을 제공한다.In the present invention, the step of introducing the waste water into the biofilm filter (biofilter: 15), using the microorganisms in the flotation layer 17 of the organic material of the introduced waste water in the biofilm filter (15) It provides a biological treatment method of the waste water, including the step of decomposing and recycling the treated water from which the organic material has been removed back to the biofilm filter (15).

상기 처리수를 재순환시키는 공정 후에 생물막 여과기(15)에서 과잉 증식한 슬러지는 처리수조(21)의 물을 역세펌프(23)를 이용하여 역세한 후에 슬러지 분리기에서 고액 분리하는 공정을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.The sludge that has been excessively grown in the biofilm filter 15 after the process of recycling the treated water further includes a step of solid-liquid separation in the sludge separator after backwashing the water in the treated water tank 21 using the backwash pump 23. desirable.

상기한 처리수의 순환비는 0.5 내지 200배인 것이 바람직하며 상기 처리수는 오·폐수를 일부 희석하여 공급하면서 재순환시키는 것이 바람직하다.It is preferable that the circulation ratio of the said treated water is 0.5 to 200 times, and it is preferable to recycle the treated water while diluting and supplying the waste water.

또한 상기 부상여재(17)의 비중이 1보다 큰 경우에는 오·폐수를 위로부터 하향류로 생물막 여과기(15)로 유입시키는 것이 바람직하다.In addition, when the specific gravity of the flotation filter 17 is greater than 1, it is preferable to introduce the wastewater into the biofilm filter 15 from the top downward.

그리고 생물막 여과기(15)내로 순산소 또는 공기를 공급하는 것이 바람직하며 미생물의 분해활동을 극대화하기 위한 산소용해율을 높이기 위하여 생물막 여과기(15)는 1∼3㎏/㎠G의 압력하에서 운전하는 것이 바람직하다. 이 때 공기나 순산소를 기액혼합기(static mixer: 13)를 사용하여 오·폐수와 혼합 용해시킨 후에 생물막 여과기에 혼합할 수 있다. 특히 공기 대신 순산소를 공급하여 1∼3㎏/㎠G의 압력을 부여할 경우에 충분한 산소가 물에 용해된 상태에서 오·폐수와 혼합된 후에 생물막 여과기에 주입되어 유기성 오염물질의 분해 효과가 극대화된다. 1∼3㎏/㎠G의 압력하에서 운전할 경우에 본 발명에 의한 방법에서의 산소용해율을 활성오니법에서의 산소용해율과 비교하면 하기의 표 1과 같다.In addition, it is preferable to supply pure oxygen or air into the biofilm filter 15, and to increase the oxygen dissolution rate for maximizing the decomposition activity of the microorganism, the biofilm filter 15 is preferably operated under a pressure of 1 to 3 kg / cm 2 G. Do. At this time, air or pure oxygen can be mixed and dissolved with the waste water using a gas-liquid mixer (static mixer) 13 and then mixed with the biofilm filter. In particular, when pure oxygen is supplied instead of air to give a pressure of 1 to 3 kg / cm 2 G, sufficient oxygen is dissolved in water and mixed with waste water, and then injected into a biofilm filter to decompose organic pollutants. Is maximized. When operating under a pressure of 1 to 3 kg / cm 2 G, the oxygen dissolution rate in the method according to the present invention is compared with the oxygen dissolution rate in the activated sludge method.

[표 1]TABLE 1

압력(㎏/㎠)Pressure (㎏ / ㎠) 본 발명The present invention 활성오니법Activated sludge method 00 4848 1010 1One 9696 2020 22 144144 3030 33 192192 4040

본 발명에 있어서, 오·폐수를 생물막 여과기(15)로 유입시키는 공급펌프(11)와, 부상여재(17)가 그 안에 부상 충전되며, 미생물이 부착되어 성장하면서 상기 공급펌프(11)를 통하여 유입된 오·폐수 내의 유기물을 분해하는 생물막 여과기(15)와, 상기 생물막 여과기(15)에서 유출된 고도의 처리수를 상기 오·폐수와 합류시키면서 다시 상기 생물막 여과기(15)로 유입시키는 순환펌프(25)를 포함하는 오·폐수의 생물학적 처리 장치를 제공한다.In the present invention, the feed pump 11 for introducing the waste water into the biofilm filter 15 and the floating filter 17 are floated therein, and the microorganisms are attached and grow through the feed pump 11. A circulating pump for introducing the biofilm filter 15 which decomposes the organic matter in the introduced wastewater and wastewater, and the highly treated water flowing out of the biofilm filter 15 into the biofilm filter 15 while joining the wastewater with the wastewater. Provided is a biological treatment apparatus for sewage and wastewater comprising (25).

본 발명은 또한 상기 생물막 여과기(15)내로 순산소 또는 공기를 공급하는 장치를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.The present invention also preferably further comprises a device for supplying pure oxygen or air into the biofilm filter 15.

상기 생물막 여과기(15)는 개방형 또는 밀폐형인 것이 바람직하며 1∼3㎏/㎠의 압력하에서 운전하는 것이 바람직하다.The biofilm filter 15 is preferably open or closed and preferably operated under a pressure of 1 to 3 kg / cm 2.

도 1은 본 발명에 의한 고농도 유기성 오·폐수 생물학적 처리 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a high concentration organic wastewater biological treatment apparatus according to the present invention.

본 발명의 생물학적 처리 장치인 생물막 여과기(15) 내부에는 미생물이 부착 성장할 수 있는 표면을 제공하는 부상여재층(17)을 충전하고 유입된 오·폐수는 생물막 여과기 아래에서부터 위로 일정한 양이 유입되어 부상여재층을 통과하면서 정화 처리된다. 그리고 부상여재층 상부에는 여과재는 통과하지 못하고 정화된 물만 통과할 수 있도록 스트레이너(19)가 일정 간격으로 설치되어 있으며 생물막 여과기를 통과한 물은 처리수조(21)에 저장하면서 다음 공정으로 보내거나 소독조를 거쳐 최종적으로 방류된다.The biofilm filter 15, which is a biological treatment device of the present invention, is filled with a flocculation filter layer 17 which provides a surface on which microorganisms can grow and is attached. Purification is performed while passing through the media layer. The strainer 19 is installed at a predetermined interval so that the filter medium does not pass through the filter medium and passes through the purified water, and the water passing through the biofilm filter is sent to the next process or stored in the treatment tank 21 or disinfecting tank. Finally discharged via

한편, 생물막 여과기(15)에서 증식된 미생물 슬러지와 유입수에 포함되어 있다가 생물막 여과기(15)의 여과 기능에 의해 생물막 여과기(15)에 끼여 있던 미세 슬러지는 역세펌프(23)를 이용하여 처리수조(21)의 물을 생물막 여과기(15) 상부에서 하부로 일정량 고속으로 쏟아 부음으로써 부상여재(17)층을 팽창시켜 주기적으로 씻어준 후에 외부로 배출시킨다. 본 발명에 의한 공정은 사용되는 여재의 특수성으로 인하여 처리수의 5%만이 역세에 이용되며, 여과기의 막힘 현상이 발생되지 않도록 적절하게 역세 유속을 설정하여 일련의 단점을 보완한 상태에 있다.On the other hand, the fine sludge contained in the microbial sludge and inflow water grown in the biofilm filter (15), but stuck to the biofilm filter (15) by the filtration function of the biofilm filter (15) using a backwash pump (23) By pouring a certain amount of water from the upper portion of the biofilm filter 15 to the lower portion of the biofilm filter 15 at a high speed, the layer of floating media 17 is rinsed and periodically washed and then discharged to the outside. Due to the particularity of the media used, only 5% of the treated water is used for backwashing, and the backwashing flow rate is set appropriately so that a blockage of the filter does not occur.

또한 본 발명은 처리하고자 하는 BOD의 목표치에 따라서 몇 개의 생물막 여과기를 직렬이나 병렬로 연결하여 설치할 수 있다.In addition, the present invention can be installed by connecting several biofilm filters in series or in parallel according to the target value of the BOD to be treated.

이와 같이 생물막 여과 공법의 우수한 성능을 응용하여 고농도 유기성 오·폐수를 처리할 때에 고도로 처리된 물을 재순환시키면서 별도의 희석수를 사용하지 않고 처리하는 것이 본 발명의 기술적인 핵심이다.As described above, the technical core of the present invention is to apply the excellent performance of the biofilm filtration method to treat highly concentrated organic wastewater without using a separate dilution water while recycling highly treated water.

상기의 생물학적 처리 장치에서 생물막 여과기(15)내의 부상여재(17)의 비중이 1보다 클 경우에는 하향류로 오·폐수를 유입시키며 처리수를 재순환시킨다. 생물막 여과기(15)는 개방형 또는 밀폐형 모두 가능하며 산소 공급은 순산소를 사용하는 것과 공기를 사용하는 것 모두 가능하다.In the biological treatment device, when the specific gravity of the floating filter 17 in the biofilm filter 15 is greater than 1, the wastewater is introduced into the downflow and the treated water is recycled. The biofilm filter 15 can be open or closed and oxygen can be supplied using both pure oxygen and air.

본 발명은 여재 표면에 호기성 막이 0.1㎜ 정도로 얇게 형성될 뿐만 아니라 순산소를 사용함으로써 여재 표면까지 호기성 층이 유지될 수 있도록 하여 기존의 생물막법의 단점을 완전하게 해결하였다.The present invention not only forms an aerobic film as thin as 0.1 mm on the surface of the media, but also maintains the aerobic layer up to the media surface by using pure oxygen to completely solve the disadvantages of the conventional biofilm method.

다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.The following presents a preferred embodiment to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예]EXAMPLE

실시예 1Example 1

도 1에 도시된 구조를 갖는 생물막 여과기(15)를 갖는 처리 장치를 이용하여 BOD 20,000㎎/ℓ의 고농도 유기 폐수에 대하여 정화 실험을 수행하여 그 처리 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.Purification experiments were performed on a high concentration organic wastewater of 20,000 mg / L BOD using a treatment apparatus having a biofilm filter 15 having the structure shown in FIG. 1 and the results are shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

원폐수 BOD(㎎/ℓ)Wastewater BOD (mg / l) 순환비(순환수/원폐수)Circulation cost (circulating water / raw wastewater) 처리수 BOD(㎎/ℓ)Treated water BOD (mg / l) 20,00020,000 5050 100100 20,00020,000 100100 4545 20,00020,000 150150 3030 20,00020,000 200200 2020

상기한 표 1에서 확인할 수 있듯이, 원폐수 BOD의 농도가 일정할 때 순환비가 증가함에 따라 처리수 BOD의 농도는 100㎎/ℓ이하의 범위 내에서 점차로 감소되어 20㎎/ℓ의 농도까지 매우 안정적으로 처리되었다.As can be seen in Table 1, when the concentration of the raw wastewater BOD is constant, the concentration of the treated water BOD gradually decreases within the range of 100 mg / l or less as the circulation ratio increases, and is very stable up to the concentration of 20 mg / l. Was processed.

실시예 2Example 2

도 1에 도시된 구조를 갖는 생물막 여과기(15)를 갖는 처리 장치를 이용하여 BOD 5,000㎎/ℓ, 10,000㎎/ℓ 및 15,000㎎/ℓ의 축산 폐수에 대하여 정화 실험을 수행하여 그 처리 결과를 하기의 표 3에 나타내었다.Purification experiments were performed on livestock wastewaters of BOD 5,000 mg / L, 10,000 mg / L and 15,000 mg / L using a treatment apparatus having a biofilm filter 15 having the structure shown in FIG. It is shown in Table 3.

[표 3]TABLE 3

원폐수 BOD(㎎/ℓ)Wastewater BOD (mg / l) 순환비(순환수/원폐수)Circulation cost (circulating water / raw wastewater) 처리수 BOD(㎎/ℓ)Treated water BOD (mg / l) 15,00015,000 5050 4545 10,00010,000 5050 3535 5,0005,000 5050 2020

상기한 표 2에서 확인되는 바와 같이 본 발명의 장치를 이용하여 처리한 결과 처리수 BOD 농도가 20㎎/ℓ 내지 45㎎/ℓ의 농도로 안정적으로 처리되었다.As can be seen from Table 2, the treated water BOD concentration was stably treated at a concentration of 20 mg / L to 45 mg / L as a result of the treatment using the apparatus of the present invention.

고농도 유기성 오·폐수를 처리할 경우 종래의 경우와 같이 처리 시설의 규모가 크지 않으므로 투자비가 기존의 공법보다 훨씬 적게 소요되며 부지 면적이 소규모인 장점을 가질 뿐만 아니라 엄청나게 가외로 소요되는 희석수가 필요 없으므로 환경 오염 문제가 야기됨과 동시에 심각한 문제로 당면하고 있는 물 부족 문제의 해소에도 크게 도움이 된다.The treatment of high concentration organic wastewater does not require a large amount of investment compared to the conventional method because the treatment facility is not as large as in the conventional case, and it has the advantage of having a small site area and requires no extra dilution water. At the same time, it is very helpful in solving the water shortage problem, which is a serious problem.

Claims (11)

오·폐수를 생물막 여과기로 유입시키는 공정;Introducing wastewater into the biofilm filter; 상기 유입된 오·폐수의 유기성 물질을 상기 생물막 여과기내에 존재하는 부상여재층의 미생물을 이용하여 분해하는 공정; 및Decomposing the organic material of the introduced sewage / wastewater using microorganisms in the flotation layer present in the biofilm filter; And 상기 유기성 물질이 제거된 처리수를 다시 생물막 여과기로 재순환시키는 공정을;Recycling the treated water from which the organic material has been removed to the biofilm filter; 포함하는 오·폐수의 생물학적 처리 방법.Biological treatment method of wastewater containing. 제 1항에 있어서, 상기 처리수를 재순환시키는 공정 후에 생물막 여과기에서 과잉 증식한 슬러지를 처리수조의 물을 역세펌프를 이용하여 역세한 후에, 슬러지 분리기에서 고액 분리하는 공정을 더욱 포함하는 오·폐수의 생물학적 처리 방법.The wastewater according to claim 1, further comprising a step of solid-liquid separation of the sludge that has been excessively grown in the biofilm filter after the step of recycling the treated water using a backwash pump, followed by solid-liquid separation in the sludge separator. Method of biological treatment. 제 1항에 있어서, 상기 처리수의 순환비는 0.5 내지 200배인 오·폐수의 생물학적 처리 방법.The biological treatment method of wastewater according to claim 1, wherein the circulation ratio of the treated water is 0.5 to 200 times. 제 1항에 있어서, 상기 처리수는 오·폐수를 일부 희석하여 공급하면서 재순환시키는 오·폐수의 생물학적 처리 방법.The biological treatment method of wastewater according to claim 1, wherein the treated water is recycled while partially diluting and supplying the wastewater. 제 1항에 있어서, 상기 부상여재의 비중이 1보다 큰 경우에는 오·폐수를 위로부터 하향류로 생물막 여과기로 유입시키는 오·폐수의 생물학적 처리 방법.The biological treatment method of wastewater according to claim 1, wherein when the specific gravity of the flotation medium is greater than 1, the wastewater is introduced into the biofilm filter from the top to the downstream. 제 1항에 있어서, 상기 생물막 여과기내로 순산소 또는 공기를 공급하는 생물학적 처리 방법.The biological treatment method according to claim 1, wherein pure oxygen or air is supplied into the biofilm filter. 제 1항에 있어서, 상기 생물막 여과기는 1∼3㎏/㎠의 압력하에서 운전하는 생물학적 처리 장치.The biological treatment apparatus of claim 1, wherein the biofilm filter is operated under a pressure of 1 to 3 kg / cm 2. 오·폐수를 생물막 여과기로 유입시키는 공급펌프와;A feed pump for introducing the wastewater into the biofilm filter; 부상여재가 그 안에 부상 충전되며, 미생물이 부착되어 성장하면서 상기 공급펌프를 통하여 유입된 오·폐수 내의 유기물을 분해하는 생물막 여과기와;A biofilm filter which floats and fills the floating media therein, and decomposes organic matter in the wastewater introduced through the feed pump while the microorganisms are attached and grown; 상기 생물막 여과기에서 유출된 고도의 처리수를 상기 오·폐수와 합류시키면서 다시 상기 생물막 여과기로 유입시키는 순환펌프를;A circulating pump for introducing the highly treated water flowing out of the biofilm filter into the biofilm filter while joining the wastewater and the wastewater; 포함하는 오·폐수의 생물학적 처리 장치.Biological wastewater treatment device containing. 제 8항에 있어서, 상기 생물막 여과기내로 순산소 또는 공기를 공급하는 장치를 더욱 포함하는 생물학적 처리 장치.9. The biological treatment device of claim 8, further comprising a device for supplying pure oxygen or air into the biofilm filter. 제 8항에 있어서, 상기 생물막 여과기는 개방형 또는 밀폐형인 생물학적 처리 장치.The biological treatment device of claim 8, wherein the biofilm filter is open or closed. 제 8항에 있어서, 상기 생물막 여과기는 1∼3㎏/㎠의 압력하에서 운전하는 생물학적 처리 장치.The biological treatment apparatus according to claim 8, wherein the biofilm filter is operated under a pressure of 1 to 3 kg / cm 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100458322B1 (en) * 2001-12-29 2004-11-26 조현준 Management device of dirty/waste water by using continuity circulation filtration method and biological cultivation brewing
KR100913727B1 (en) * 2008-09-03 2009-08-24 조정선 Waste water treatment system maintaining do level by use of pure oxygen gas and treatment method employing the same

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