KR19990075503A - 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치 및 방법 - Google Patents

생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치 및 방법
2. 발명이 해결할려고 하는 기술적 요지
본 발명은 멤브레인으로 기포를 발생시켜 미생물과 공기와의 접촉효율을 높이고, 인,질소 유기물 제거 반응조인 혐기조, 무산소조, 포기조, 침전조의 기능이 한통속에서 이루어지도록 하여 반응조의 용량을 감소시킨 것에 목적이 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 포기조; 기포형성수단; 슬러지를 생물반응시켜 질소제거 및 인의 방출을 수행하는 무산소 및 혐기조; 및 침전하는 슬러지를 수용하는 침전조를 제공한다. 또한, 본 발명은 하,폐수가 포기조로 유입되는 단계; 미세기포를 형성하는 단계; 슬러지를 상기 무산소 및 혐기조로 반송하는 단계; 슬러지혼합액에서 질소를 제거하고, 인을 방출하는 단계; 미제거된 유기물과 질소성분을 산화하고, 인을 과잉섭취하면서 재순환하는 단계; 및 웨어로 처리수를 방류하는 단계를 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
포기조와 무산소 및 혐기조를 원통형 이중관으로 구성하여 미생물 농도를 극대화시켜, 유기물, 인,질소를 효과적으로 제거하는 것임.

Description

생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치 및 방법
본 발명은 하·폐수의 생물학적 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 미생물에 의한 유기물 산화조인 포기조와, 질소 및 인 제거를 위한 무산소 및 혐기조와, 미생물을 침전시키는 침전조의 기능이 이중 원통형 처리조에서 이루어지도록 한 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 현재 널리 보급되어 있는 하·폐수의 생물학적 처리장치는 유기물 산화조인 포기조, 상기 포기조에서 성장된 미생물을 침전시키는 침전조가 구비되어 유기물을 산화시켜 제거하고 있다. 또한, 유기물 제거 외에 질소와 인을 제거하는 장치에서는 상기 포기조와 별도로 탈질조와 혐기조를 횡류식으로 설치하여 폐수에 포함되어 있는 질소와 인을 제거하는 과정을 거치고 있다. 그러나, 이러한 종래의 생물학적 처리장치는 횡류식으로 설치되기 때문에 부지면적이 많이 소요되며, 또한 상기 포기조와 침전지의 구조물은 시멘트로 시공하기 때문에 공사비가 많이 소요되는 문제점이 있다.
한편, 상기 포기조에 공급하는 공기공급방법으로써 종래에는 상기 포기조의 저부에 산기관(세락믹, 천, 수지결합 다공판 및 관에 의해 기포발생)을 장착하여 공기방울의 크기가 비교적 크게 발생되도록 하여 산소를 전달하고 있으나, 이는 상기 포기조에서 미생물의 농도를 고농도로 높일 경우, 이러한 종래의 산소전달방식으로는 미생물의 산소소모속도가 공기공급속도보다 높기 때문에 용존산소 부족현상이 나타나게 된다. 따라서, 고농도 유기성 폐수를 처리시 산소전달율의 한계 때문에 미생물 농도는 4,000㎎/ℓ 이상으로 높이지 못하는 문제점이 있다.
또한, 2차침전지가 포기조와 분리되어 설치되기 때문에, 침전된 슬러지를 포기조로 이송하기 위해서는 별도의 반송 펌프가 필요하다. 또, 침전된 슬러지가 반송슬러지관에서 막히는 것을 방지하기 위하여 스크래퍼(Scrapper)가 설치되며, 이러한 스크래퍼 및 반송펌프에 관련된 기계 및 전기장치는 매우 복잡한 구조를 가지고 있다.
한편, 종래의 활성슬러지 공법은 유기물제거만을 목적으로 하고 있어서 유기물 산화조인 포기조만 두고 있으나, 유기물 제거 외에 질소 및 인의 제거를 위한 에이투오(A2/O:혐기-무산소-호기)공법이나, 바덴포(Bardenpho:혐기-무산소-호기-무산소-호기)공법에서는 포기조외에 질소제거를 위한 무산소 상태인 탈질조(Denitrification tank)와 인의 방출을 위한 혐기조(Anaerobic tank)를 추가로 설치하고 있다. 이때, 상기 탈질조에는 포기조에서 발생된 질산성 질소를 제거하기 위하여 포기조 슬러지액을 탈질조로 반송하기 위하여 유입유량의 2∼6배의 속도를 낼 수 있는 내부순환 펌프를 설치하여야 하고, 혐기조 및 탈질조와 같은 각 반응조에는 슬러지 혼합액의 고른 혼합을 위하여 교반기를 설치하고 있다. 따라서, 유기물 제거공정 이외에 인 및 질소제거공정을 추가실시할 경우에는 종래의 활성슬러지 공법과 비교하여 공정의 구성 및 기계 시설이 더욱 복잡하다.
상기한 바와 같이 종래의 생물학적 처리장치는 횡류식으로 설치되고, 포기조외에 질소제거를 위한 무산소조건인 탈질조와 인의 방출을 위한 혐기성조 그리고 침전지 등이 각각 분리되어 있어서 부지면적 많이 소요될 뿐만 아니라, 각각의 반응조에는 교반장치, 반송펌프, 스크래이퍼등이 설치되고, 각 공정으로의 슬러지 이송은 펌프에 의하기 때문에, 기계장치가 복잡하고, 설치비용이 많이드는 문제점이 있다.
한편, 유기물의 처리에 있어서도 종래의 공기공급방법으로는 고농도 유기성 폐수 처리시에 미생물의 산소소모속도가 공기공급속도보다 빨라 산소전달율의 한계가 따르고 이에따른 고농도의 미생물 농도 유지가 매우 곤란한 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공기공급방법으로서 종래의 산기관대신에 정밀여과막(microfiltration, 세공크기 0.1∼100㎛)이나 한의여과막(ultrafiltration, 세공크기 1.5∼10㎛)과 같은 멤브레인을 사용하여 용해성 산소 또는 극초미세 기포를 발생시켜서 미생물과 공기와의 접촉효율을 높일 수 있도록 하고 그 결과 산소전달율을 증가시킴으로써 미생물 농도를 10,000㎎/ℓ이상으로 유지시켜 반응조의 용량을 대폭 감소시킨 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 원형 또는 정사각형의 통안에 생물반응조를 이중으로 설치하여 공기가 공급되는 구획공간에서는 호기성 조건이 조성되고, 공기가 공급되지 않는 구획공간에서는 무산소 및 혐기성 조건을 조성하여 한 반응조에서 유기물 제거뿐 아니라 인 및 질소제거 환경을 조성하는 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치 및 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 생물반응조를 수직형식의 이중 칸으로 구성함으로서 혐기조에서의 인 방출과 질소제거를 위하여 포기조에 공급되는 공기의 추진력에 의해서 포기조의 슬러지 혼합액이 무산소조 및 혐기성 조건 조성조로 이송이 가능하도록 하여 종래의 인·질소 반응시설보다 처리시설을 매우 간단히 한 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치 및 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
도1은 본 발명에 의한 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치의 일실시예 구성을 나타낸 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 유입수 2 : 포기조
3 : 무산소조 및 혐기조 4 : 침전조
5 : 산기관 6 : 월류웨어
7 : 혼합 유도판 8 : 수중교반펌프
9 : 제1 지지대 11 : 송풍기
12 : 처리수 13 : 슬러지 부상방지망
14 : 제2 지지대 15 : 반응조의 뚜껑
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 활성슬러지의 혼합액에 공기성분이 접촉되도록 하는 포기조; 상기 포기조내부로 유입되는 유입수와 포기조 슬러지 혼합액을 접촉시키면서 반송되도록 소정 크기의 반송 추진력을 가지면서 기포를 형성하는 기포제공수단; 상기 포기조 외부에 씌워져 포기조 외부로 월류된 유입수와 포기조 슬러지 혼합액을 수용하며, 생물반응에 의해 질소를 제거하고 인의 방출을 동시에 수행하는 무산소 및 혐기조; 및 상기 무산소 및 혐기조의 외부에 씌워지며, 상기 포기조와 무산소 및 혐기조를 순환하면서 유출되어 침전하는 슬러지를 수용하는 침전조를 포함하는 생물학적 반응에 의한 하, 폐수 처리장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 스크린에 의하여 협잡물이 제거된 하,폐수를 포함하는 유입수가 포기조로 유입되는 제1 단계; 상기 포기조에 장착된 산기관을 통하여 분출되는 공기성분이 유입수에 접촉되어 미세기포를 형성하는 제2 단계; 상기 포기조로 유입되는 유입수와 포기조 슬러지를 상기 무산소 및 혐기조로 월류시켜 반송하는 제3 단계; 상기 무산소 및 혐기조로 유입되는 유입수를 탄소원으로하여 질산성질소농도가 높은 슬러지혼합액의 질소를 제거하고, 슬러지내의 인을 방출하는 제4 단계; 상기 무산소 및 혐기조를 통하여 유출된 슬러지와 침전지 슬러지를 포기조로 재차 유입시켜 미제거된 유기물과 질소성분을 산화하고 인을 과잉섭취하는 제5 단계; 상기 제5 단계 수행후 포기조에서 생성된 슬러지와 외부로부터 유입되는 유입수가 혼합되어 재순환되는 제6 단계; 및 제6 단계 수행후 미생물이 침전지에서 고액분리되어 슬러지는 침전되고 처리수는 월류웨어를 거쳐 방류하는 제7 단계를 포함하는 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도1을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치 및 방법은 도1에 도시한 바와 같이 스크린(도면에 표시하지 않았음)에 의하여 협잡물이 제거된 하폐수를 포함하는 유입수(1)와 활성슬러지의 혼합액에 공기성분이 접촉되도록 하기 위한 내부 공간을 가지는 포기조(2)가 구비된다. 여기서, 상기 포기조(2)의 하부에는 그의 상부로 유입되는 유입수와 슬러지 혼합액에 공기성분를 접촉시키도록 공기를 분출하여 미세기포를 형성하는 산기관(5)이 구비되며, 상기 산기관(5)에는 외부 공기를 제공하는 송풍기(11) 또는 콤프레셔가 구비된다. 이때, 상기 산기관(5)을 통하여 분출되는 공기의 추진력으로 유입수와 슬러지 혼합액이 포기조(2) 외부로 월류되도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 포기조(2)에 분뇨나 축산과 같은 폐수가 유입될 경우에 미생물 농도를 고농도로 유지시킬 필요가 있으며, 이 경우에는 상기 산기관(5) 대신에 정밀여과막이나 한의여과막과 같은 멤브레인을 사용하며, 또한 상기 산기관(5) 대신에 멤브레인을 사용하여도 슬러지 반송추진력이 부족할 경우를 대비하여 상기 포기조(2)의 내부 상측에 수중교반펌프(8)가 장착된 구조로 되어 있어 슬러지의 혼합 및 반송에 필요한 추진력을 제공한다.
상기 포기조(2)의 외부에는 그의 직경보다 소정 직경만큼 크게 형성되며, 상기 산기관(5)에서 분출된 공기의 반송추진력에 의해 포기조 외부로 월류된 유입수와 질산성질소 농도가 높은 포기조 슬러지 혼합액을 생물반응시켜 질소를 제거하고 인의 방출을 동시에 수행하는 무산소 및 혐기조(3)가 구비된다. 상기 무산소 및 혐기조(3)내면에는 포기조(2)에서 월류된 슬러지 혼합액과 유입 하,폐수가 원활히 혼합되도록 하는 혼합유도판(7)이 지그재그 형식으로 다수 구비된다.
상기와 같이, 상기 포기조(2)와 무산소 및 혐기조(3)는 직립된 이중관으로 형성되며 상하부가 개방된 구조로 되어 있으며, 상기 포기조(2)와 무산소 및 혐기조(3)는 제1 지지대(9)에 의해 간격을 유지하도록 지지되어 있다. 본 실시예에서는 상기 이중관을 원통형상으로 형성한 구조를 보여주고 있으나, 이에 국한 하는 것은 아니고, 타원형이나 사각, 육각등과 같은 다각형 함체로 형성할 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 무산소 및 혐기조(3)의 외부에는 그와 상기 포기조(2)를 순환하는 슬러지를 침전시켜 수용하는 침전조(4)가 구비되며, 상기 침전조(4) 내부 공간에 무산소 및 혐기조가 일정한 간격을 유지한 채로 위치되도록 지지하는 제2 지지대(14)가 구비된다.
또한, 본 실시예에서는 상기 포기조(2), 무산소 및 혐기조(3), 침전조(4)의 하부가 내측으로 1/10∼1/20의 기울기로 경사진 형상을 가지는 구조로 되어 있어, 상기 무산소 및 혐기조를 통하여 유출되는 슬러지와 침전지 슬러지(11)가 공기공급에 의해 발생되는 추진력으로 원활하게 포기조(2)내로 유입될 수 있도록 한 것이다.
한편, 상기 침전조(4)의 내부 중간부에는 침전지 슬러지가 질소가스나 공기방울에 의해 비표면적이 커져 부상하는 것을 방지하도록 하는 슬러지 부상 방지망(13)이 구비되며, 상기 침전조(4)의 상부 외주면에는 그를 통하여 월류된 처리수를 수용하여 외부로 방출하기 위한 월류웨어(6)가 장착되고, 침전조(4) 상부에는 빗물 등의 유입을 방지하기 위하여 개폐식 뚜껑(15)이 구비된 구조로 되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 스크린에 의해 협잡물이 제거된 유입수(1)가 포기조(2) 상부로 유입되면 상기 유입수(1)는 산기관(5)에서 배출되는 공기의 추진력에 의해 상부로 이송된 포기조 슬러지와 함께 무산소 및 혐기조(3)로 고르게 분산 유입된다. 그 결과 상기 유입수(1)는 호기성 조건에서 산화되기 전에 무산소조(3)에서의 질소제거와 혐기조(3)에서의 인 방출에 필요한 탄소원으로 사용된다.
상기 무산소 및 혐기성조(3)의 상부와 중간 부분사이에서는 유입수와 포기조 슬러지 혼합액이 지그재그 형태의 혼합유도판(7)에 부딪히면서 완전히 혼합되며, 이 상태에서 미생물에 의해 산소가 고갈된 무산소 상태가 되며, 유입수의 유기물을 탄소원으로하여 포기조 슬러지 혼합액에 함유된 질산성 질소를 질소가스로 환원시켜 제거하는 반응이 일어난다. 그리고, 상기 무산소 및 혐기조(3)의 중간부분과 하부에서는 용존산소 및 질산성 질소의 고갈로 혐기성 조건이 형성되고 질소제거에 소요되고 남은 유입수(1)의 유기물을 탄소원으로하여 세포내의 인이 방출된다. 무산소 및 혐기조(3)는 유입유량 기준으로 체류시간은 약 1시간 이내이다.
상기 무산소 및 혐기조(3)에서 유출된 슬러지와 침전지 슬러지는 공기공급에 의해 발생되는 추진력으로 포기조(2)로 유입된다. 이때, 상기 침전지 역할을 하는 침전조(4)의 하부바닥과 포기조(2), 무산소 및 혐기조(3)는 내측으로 1/10∼1/20정도의 기울기로 경사져 있기 때문에 침전슬러지 및 반송슬러지가 포기조(2)로부터의 공기공급에 의한 추진력에 의해 포기조(2)로 원활하게 이동될 수 있게 된다.
상기 과정을 거친후에 상기 포기조(2)에서는 무산소 및 혐기조(3)에서 미제거된 유기물산화와 유입수에 함유된 질소성분의 산화가 일어나며, 혐기조에서 방출된 인과 유입수에 함유된 인을 과잉으로 섭취하게 된다. 포기조 슬러지는 다시 공기공급 추진력에 의해 유입수(1)와 혼합되어 무산소 및 혐기조(3)로 재차 유입되며, 이러한 순환경로를 계속적으로 반복하게 되고, 유기물을 섭취하여 성장한 미생물은 침전지 바닥 슬러지를 간헐적으로 제거한다.
여기서, 상기 포기조(2)에서의 수리학적 체류시간은 4~8시간으로 유지되고, F/M(Food/Micro organism)비는 약 0.1㎏ BOD/㎏ MLSS· d를 유지한다.
또한, 상기 포기조(2)내에 유입되는 유입수가 분뇨나 축산 폐수와 같은 고농도 유기물인 경우에, 미생물농도를 고농도로 유지시킬 필요가 있다. 이 경우에 멤브레인을 사용하여 충분한 용존산소를 공급하여 미생물 농도를 고농도로 유지시키며, 상기 멤브레인으로는 슬러지 반송추진력이 부족할 경우는 슬러지의 혼합 및 반송에 필요한 추진력을 수중교반펌프(8)에 의해서 얻는다. 반면, 미생물농도가 4,000㎎/ℓ 이하인 경우는 종래의 일반 산기관을 사용하여 산소공급 및 슬러지 반송에 필요한 추진력을 얻는다.
상기 포기조(2)와 무산소 및 혐기조(3)를 거친 미생물은 체류시간 2~3시간의 침전지(4)에서 고형물과 처리수로 분리되어 슬러지는 침전되고 처리수(12)는 상부로 이동되어 침전조(4)를 거쳐 월류된 후 웨어(9)를 통해 방류(6)된다.
그러면, 본 발명이 적용된 실험예를 통하여 종래 장치와 비교하면 다음과 같다.
(비교실시예1)
본 실험에서는 공기 유입속도를 30㎖/min로 고정시키고 일반 산기장치(세라믹 디스크 산기관이용)와 포어 사이즈(pore size) 0.2㎛의 폴리설폰(polysulphone)재질의 중공사 멤브레인 산기장치와의 미생물 농도(MLSS)에 따른 용존산소 농도를 비교한 것이다. 일반 산기석에서는 미생물 농도 6,000㎎/ℓ 이상에서는 생물학적 처리시설 포기조의 적정 용존산소 농도인 2.5㎎/ℓ 이하로 감소하였으나 정밀여과막 및 한외여과막을 사용하였을 경우에는 2.5㎎/ℓ 이상을 유지하여 멤브레인 산기장치의 산소전달율이 매우 높아서 미생물을 고농도로 유지시킬 수 있음을 알 수 있다.
미생물 농도에 따른 용존산소 농도비교
MLSS 농도 (㎎/ℓ) 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000
일반산기석(용존산소 ㎎/ℓ) 5.4 2.5 0.4 0 0
멤브레인(용존산소 ㎎/ℓ) 정밀여과막 8.0 5.6 4.5 3.2 3.0
한외여과막 10.0 8.0 7.4 5.3 4.2
(비교실시예 2)
본 발명공법과 횡류식으로 설치되는 종래의 공법과의 유기물 및 질소·인 제거효율을 비교하기 위하여 표준활성슬러지 공법 및 에이투오(A2/O:혐기조-무산소조-호기조)공법을 운전하였다.
유입수로는 유기물과 질소·인농도가 매우 높은 축산페수를 사용하였고 각 공정의 처리유량은 500ℓ/d 였으며 동일한 유입수로 3개의 공정을 병렬로 운전하였다. 표 2는 각 공정의 운전조건으로 표준활성슬러지 공법과 에이투오 공법의 미생물 농도는 약 4,000㎎/ℓ로 하였으며, 발명공법에서는 산기방식으로 포아사이즈(pore size) 0.2㎛ 폴리설폰(polysulphone) 재질의 중공사 멤브레인(Hollow Fiber membrane)을 사용하였으며 미생물 농도는 8,000∼10,000㎎/ℓ를 유지하였다.
표 3은 약 6개월간 수행한 운전자료를 평균값으로 나타낸 것으로 표준 활성슬러지 공법보다는 포기조외에 혐기조 및 탈질조 공정이 설치된 에이투오 공법이 뮤기물 및 질소·인 제거율이 우수하였으며 에이투오 공법보다는 미생물을 고농도로 유지시킬 수 있는 본 발명공법이 유기물 및 인·질소 제거율이 우수하였다.
운전조건
○ 표준활성슬러지 공법- 포기조 F/M비 : 0.1㎏ BOD/㎏ MLSS· d-포기조 체류시간 : 6 시간-MLSS 농도 : 4,000㎎/ℓ○ 에이투오 공법-혐기조 체류시간 : 1 시간-무산소조 체류시간 : 2 시간-포기조 F/M 비 : 0.1㎏ BOD/㎏ MLSS· d-포기조 체류시간 : 6 시간-MLSS 농도 4,000㎎/ℓ○ 개발공정-무산소 및 혐기성 조건 형성조 체류시간 : 30분-포기조 F/M 비 : 0.1㎏ BOD/㎏ MLSS· d-포기조 체류시간 : 6 시간-MLSS 농도 8,000∼10,000㎎/ℓ
표 3표준 활성슬러지, 에이투오, 발명공법의 운전결과 비교
<표준활성슬러지 공법>
항목 COD TKN NO3-N T-P T-N
유입수(㎎/ℓ) 2,000 540 - 65 540
유출수(㎎/ℓ) 350 120 250 48 370
제거효율(％) 83 78 - 26 31
<에이쿠오 공법>
항목 COD TKN NO3-N T-P T-N
유입수(㎎/ℓ) 2,000 540 - 65 540
유출수(㎎/ℓ) 280 80 180 28 260
제거효율(％) 86 85 - 54 52
<발명공법>
항목 COD TKN NO3-N T-P T-N
유입수(㎎/ℓ) 2,000 540 - 65 540
유출수(㎎/ℓ) 30 10 10 3 20
제거효율(％) 98 98 - 95 96
표 4 표준활성슬러지, 에이투오 공법, 발명공법의 SVI, 슬러지 인함량비교
공법 SVI 포기조 슬러지 T-P/VSS(%)
표준활성슬러지 150 1.5
에이투오 100 5.0
발명공법 80 10.8
또한 표 4는 각 공법의 슬러지 침강성 지수 및 포기조 슬러지의 인 함량을 나타낸 것으로 포기조 슬러지의 인 함량은 본 발명공법이 가장 높으며 슬러지 침강지수 또한 가장 우수함을 보여주고 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 포기조 슬러지내의 인 함량이 종래의 호기성 조건만 설정된 공법에서는 2%미만이나 혐기-호기 조건이 반복되는 본 발명에서는 6~10%로서 슬러지내의 무기물 함량이 높아서 종래의 공법보다 슬러지의 침전성이 탁월하고, 원형 생물반응조외의 나머지 공간은 공기공급이 차단되어 와류가 발생되지 않기 때문에 침전지로서 사용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 공기공급장치로서 기포가 크게 발생하는 재래식 산기관 대신에 미세 기포가 발생될 수 있는 정밀여과막(microfiltration)이나 한의여과막(ultrafiltration) 등의 멤브레인(Membrane)을 사용하여 미세기포에 의한 산소전달율을 향상시켜 미생물농도를 극대화시키기 때문에, 하,폐수뿐만 아니라 분뇨 및 축산폐수 등에 함유된 고농도의 유기물 및 질소 ·인 제거가 한통의 반응조에서 이루어지므로 종래의 공법보다 더 효과적이다.
또한, 반응조내에서의 슬러지가 공기공급에 의해 발생되는 추진력에 의하여 이송되므로써 별도의 슬러지 반송펌프와 이에 관련된 제반 설비가 필요없는 효과를 가진다.

Claims (23)

  1. 활성슬러지의 혼합액에 공기성분이 접촉되도록 하는 포기조;
    상기 포기조내부로 유입되는 유입수와 포기조 슬러지 혼합액을 접촉시키면서 반송되도록 소정 크기의 반송 추진력을 가지면서 기포를 형성하는 기포제공수단;
    상기 포기조 외부에 씌워져 포기조 외부로 월류된 유입수와 포기조 슬러지 혼합액을 수용하며, 생물반응에 의해 질소를 제거하고 인의 방출을 동시에 수행하는 무산소 및 혐기조; 및
    상기 무산소 및 혐기조의 외부에 씌워지며, 상기 포기조와 무산소 및 혐기조를 순환하면서 유출되어 침전하는 슬러지를 수용하는 침전조
    를 포함하는 생물학적 반응에 의한 하, 폐수 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무산소 및 혐기조의 내면에 상기 포기조를 월류하는 유입수와 슬러지 혼합액이 완전 혼합되도록 장착된 혼합유도판을 더 포함하는 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 포기조, 무산소 및 혐기조, 침전조의 하부가 1/10∼1/20의 기울기각도를 가지고 내측으로 경사진 형상을 가지는 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 포기조가 그의 내부 상측에 슬러지의 혼합력 및 반송 추진력을 제공하는 수중교반펌프를 더 포함하는 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    기포제공수단이 다수의 미세구멍을 가지는 멤브레인으로 형성된 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    기포제공수단이 산기관으로 형성된 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 멤브레인은 정밀여과막 또는 한의여과막중 어느 하나로 형성된 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 포기조와, 무산소 및 혐기조가 상하부가 개방된 원형함체나 다각형 함체중 어느 하나의 형상을 가지는 이중관으로 형성된 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 포기조와 무산소 및 혐기조의 사이공간을 유지하도록 지지하는 제1 지지대를 더 포함하는 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 침전조 내부 공간에 무산소 및 혐기조가 위치되도록 지지하는 제2 지지대를 더 포함하는 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침전조와 무산소 및 혐기조 사이의 소정위치에 장착되어 처리수 방류시 슬러지가 부상하는 것을 방지하는 슬러지 부상 방지수단을 더 포함하는 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침전조의 외주면에 장착되어 월류되는 처리수를 수용하여 외부로 방출하는 월류웨어를 더 포함하는 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 침전조의 상부에 장착되어 빗물 등의 유입을 방지하기 위한 뚜껑을 더 포함하는 생물학적 반응에 의한 하폐수 처리장치.
  14. 스크린에 의하여 협잡물이 제거된 하,폐수를 포함하는 유입수가 포기조로 유입되는 제1 단계;
    상기 포기조에 장착된 산기관을 통하여 분출되는 공기성분이 유입수에 접촉되어 미세기포를 형성하는 제2 단계;
    상기 포기조로 유입되는 유입수와 포기조 슬러지를 상기 무산소 및 혐기조로 월류시켜 반송하는 제3 단계;
    상기 무산소 및 혐기조로 유입되는 유입수와 슬러지혼합액에서 질소를 제거하고, 인을 방출하는 제4 단계;
    상기 무산소 및 혐기조를 통하여 유출된 슬러지와 침전지 슬러지를 포기조로 재차 유입시켜 미제거된 유기물과 질소성분을 산화하고 인을 과잉섭취하는 제5 단계;
    상기 제5 단계 수행후 포기조에서 생성된 슬러지와 외부로부터 유입되는 유입수가 혼합되어 재순환되는 제6 단계; 및
    제6 단계 수행후 미생물이 침전지에서 고액분리되어 슬러지는 침전되고 처리수는 월류웨어를 거쳐 방류하는 제7 단계
    를 포함하는 생물학적 반응에 의한 하,폐수 처리방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 단계가
    미생물 농도(MLSS)가 4,000 mg/l 이하일 경우에 일반 산기관을 사용하고, 미생물 농도(MLSS)가 4,000 mg/l 이상일 경우에 정밀 여과막이나 한외여과막과 같은 미세한 다공을 가지는 멤브레인을 사용하는 과정을 포함하는 생물학적 반응에 의한 하,폐수 처리방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제3 단계가
    포기조로 유입되는 유입수의 유기물이 호기성 조건에서 산화되기 전에 무산소 및 혐기조로 월류시키는 과정을 포함하는 생물학적 반응에 의한 하,폐수 처리방법.
  17. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제3 단계는
    상기 산기관에서 분출되어 형성된 미세기포의 반송추진력에 의해 유입수와 슬러지혼합액을 무산소 및 혐기조로 반송하는 과정을 포함하는 생물학적 반응에 의한 하,폐수 처리방법.
  18. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제3 단계는
    미세기포의 반송추진력이 부족할 경우 수중 교반펌프를 가동시켜 유입수와 슬러지혼합액을 무산소 및 혐기조로 반송하는 과정을 포함하는 생물학적 반응에 의한 하,폐수 처리방법.
  19. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제4 단계는
    상기 무산소 및 혐기조의 상부에서 질산성 질소를 질소가스로 환원시켜 제거하고, 하부에서는 혐기성 조건을 형성하여 질소 제거에 소요되고 남은 유입수의 유기물을 탄소원으로 하여 세포내의 인을 방출하는 과정을 포함하는 생물학적 반응에 의한 하,폐수 처리방법.
  20. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제4 단계는
    무산소 및 혐기조에 지그재그로 장착된 혼합유도판에 의해 유입수와 포기조 슬러지를 완전히 혼합하는 과정을 포함하는 생물학적 반응에 의한 하,폐수 처리방법.
  21. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제4 단계는
    무산소 및 혐기조가 유입유량을 기준으로 체류시간을 1시간 이내가 되도록 하는 과정을 포함하는 생물학적 반응에 의한 하,폐수 처리방법.
  22. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제5 단계는
    공기공급에 의해 발생된 반송추진력에 의해 슬러지가 포기조로 재차 유입되는 과정을 포함하는 생물학적 반응에 의한 하,폐수 처리방법.
  23. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제5 단계는
    포기조에서 수리학적 체류시간이 4∼8시간으로 유지하고, F/M비는 0.1kg BOD/kg MLSS.d를 유지하는 과정을 포함하는 생물학적 반응에 의한 하,폐수 처리방법.
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JP00261999A JP3336410B2 (ja) 1998-03-20 1999-01-08 生物学的反応による下水、廃水処理装置および方法
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100402304B1 (ko) * 2001-04-12 2003-10-22 주식회사 드림바이오스 내부순환형 생물학적 하·폐수 처리장치 및 방법
KR100422300B1 (ko) * 2001-11-30 2004-03-11 현대건설주식회사 일체형 침지식 멤브레인 폐수처리장치
KR100441970B1 (ko) * 2001-08-21 2004-07-30 (주) 상원이엔씨 하폐수 처리장치
WO2009151190A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Hyung Jong Kim Combined organic sewage disposal installation using effective microorganism
KR101043025B1 (ko) * 2008-09-25 2011-06-21 주식회사 다우테크 바이오디치 수처리장치 및 바이오디치 수처리장치를 이용한수처리방법
KR102171365B1 (ko) * 2019-09-30 2020-10-28 주식회사 엔비전 이중탱크구조를 이용한 연속흐름의 생물학적 하·폐수 고도처리시설

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005066432A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 N Ii T Kk 汚水処理装置
CA2774695C (en) * 2009-10-09 2017-03-21 Chiyoda Corporation Method of treating a plant wastewater and treatment system therefor
KR101193631B1 (ko) * 2010-04-05 2012-10-23 (주) 영동엔지니어링 변형된 ｍ－ｓｂｒ 하폐수 처리장치
US10046997B2 (en) 2010-12-08 2018-08-14 Dean Smith Water treatment system for simultaneous nitrification and denitrification
EP2720984B1 (en) * 2011-06-15 2020-10-07 Dean Smith Water treatment system for simultaneous nitrification and denitrification
CN102936058A (zh) * 2011-08-15 2013-02-20 黎明兴技术顾问股份有限公司 具有环状排列微生物载体的废水处理方法与装置
CN103274520A (zh) * 2013-06-19 2013-09-04 徐州工程学院 一种生态式膜生物反应器
CN103466795B (zh) * 2013-09-13 2014-10-22 同济大学 一种减少生活污水处理过程中n2o产生的方法
KR101577063B1 (ko) * 2014-12-18 2015-12-21 한국건설기술연구원 폭기/침전 일체형 반응조를 구비한 하폐수 처리장치
CA3027660C (en) * 2016-06-15 2020-09-29 Satoshi Anzai Ultrafine bubble generation device for aquaculture or wastewater treatment
RU2758398C1 (ru) * 2017-12-29 2021-10-28 Роман Николаевич Михайлов Способ и установка биологической очистки стоков
TWI710530B (zh) * 2018-10-31 2020-11-21 中國鋼鐵股份有限公司 廢水處理方法
RU189953U1 (ru) * 2019-03-15 2019-06-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) Установка для биологической очистки коммунальных сточных вод от соединений азота и фосфора
CN111302498A (zh) * 2020-04-15 2020-06-19 桂林理工大学 一种人工湿地污水净化系统
CN113615611A (zh) * 2021-08-19 2021-11-09 通威股份有限公司 一种适用于河蟹育苗的装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS567289Y2 (ko) * 1976-08-13 1981-02-18
JPS5617905U (ko) * 1979-07-18 1981-02-17
JPS5695395A (en) * 1979-12-28 1981-08-01 Ebara Infilco Co Ltd Biological nitrifying and denitrifying apparatus for waste water
JPS62160191A (ja) * 1986-01-07 1987-07-16 Ebara Res Co Ltd 嫌気性バイオリアクタ
JPH0352159Y2 (ko) * 1986-04-21 1991-11-11
CA1321428C (en) * 1986-11-26 1993-08-17 Karl Heinz Schussler Process for the intermittent aeration of liquids and aeration device for use in such process
JP2714854B2 (ja) * 1989-06-09 1998-02-16 株式会社小松製作所 曝気用中空糸の製造方法
CN1055347A (zh) * 1990-04-05 1991-10-16 周诗忠 高效污水生化处理装置
CN1031792C (zh) * 1992-05-22 1996-05-15 中国纺织大学 高浓度有机废水的好氧-兼氧-厌氧净化方法及装置
MX9303445A (es) * 1992-06-10 1994-01-31 Pacques Bv Sistema y proceso para purificar agua de desperdicio que contiene compuestos nitrogenados.
CN2149389Y (zh) * 1992-10-26 1993-12-15 徐冬利 污水处理一体化组合装置
NZ257307A (en) * 1992-11-06 1997-10-24 Mini Public Works Waste water treatment: use of activated sludge containing phosphorus-removing bacteria
JPH06226292A (ja) * 1993-02-04 1994-08-16 Nippon Steel Corp 生物学的汚水処理装置
JPH07116682A (ja) * 1993-09-03 1995-05-09 Toyo Denka Kogyo Kk 水処理方法及び水処理装置
KR0132937B1 (ko) * 1994-12-27 1998-04-14 김은영 생물학적오폐수처리장치

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100402304B1 (ko) * 2001-04-12 2003-10-22 주식회사 드림바이오스 내부순환형 생물학적 하·폐수 처리장치 및 방법
KR100441970B1 (ko) * 2001-08-21 2004-07-30 (주) 상원이엔씨 하폐수 처리장치
KR100422300B1 (ko) * 2001-11-30 2004-03-11 현대건설주식회사 일체형 침지식 멤브레인 폐수처리장치
WO2009151190A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Hyung Jong Kim Combined organic sewage disposal installation using effective microorganism
KR101043025B1 (ko) * 2008-09-25 2011-06-21 주식회사 다우테크 바이오디치 수처리장치 및 바이오디치 수처리장치를 이용한수처리방법
KR102171365B1 (ko) * 2019-09-30 2020-10-28 주식회사 엔비전 이중탱크구조를 이용한 연속흐름의 생물학적 하·폐수 고도처리시설

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Publication number Publication date
RU2181344C2 (ru) 2002-04-20
JPH11277091A (ja) 1999-10-12
JP3336410B2 (ja) 2002-10-21
MY122110A (en) 2006-03-31
CN1096425C (zh) 2002-12-18
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CN1229768A (zh) 1999-09-29

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