KR20020051349A - compact sewage treament system for nutrient removal - Google Patents
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Abstract
Description
이 발명은 영양염류 제거를 위한 축약형 오폐수 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 영양염류를 제거할 수가 있으며 축약형으로 설치가 가능하여 대규모 하수 처리구역으로부터 격리된 중소규모의 집단 거주지역에 설치하기가 적합한, 영양염류 제거를 위한 축약형 오폐수 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a compact wastewater treatment device for removing nutrients. More specifically, the present invention relates to a compact wastewater treatment device for removing nutrients. The following is directed to an abbreviated wastewater treatment apparatus for nutrient removal.
일반적으로 오폐수는 주변 하천의 부영양화의 방지를 위하여 유기물, 질소, 인 등을 제거함으로써 방류수 배출허용기준치 이하로 적정 처리하여 배출하도록 법으로서 규제된다. 따라서, 생활구역이나 공장에는 생활하수 또는 공장폐수를 처리하기 위한 오폐수 처리시설이 설치되고 있다.In general, wastewater is regulated by law to be discharged by appropriate treatment below the discharge limit of discharged water by removing organic matter, nitrogen, phosphorus, etc. in order to prevent eutrophication of surrounding streams. Therefore, wastewater treatment facilities for treating domestic sewage or factory wastewater are installed in living zones and factories.
그러나, 기존의 오폐수 처리시설에서는 질소, 인 등과 같은 영양염류의 제거가 불가능하고, 수리적 부하변동이나 유기물 부하변동등에 대처하기 어려운 부유성장식 방식을 채택하고 있어서 유지관리에 상당한 어려움이 대두되고 있으며 효율적인 관리가 이루어지지 않아, 주로 대규모의 하수 처리장 또는 폐수 처리장을 중심으로 시공되고 있는 상태이고, 상수원 인근과 같이 중소규모의 집단 거주지역 등에는 설치하기가 적합하지 않은 문제점이 있다.However, in existing wastewater treatment facilities, it is impossible to remove nutrients such as nitrogen and phosphorus, and adopts a floating growth method that is difficult to cope with hydraulic load change or organic load change. Since the management is not made, it is mainly being constructed around a large sewage treatment plant or a wastewater treatment plant, and there is a problem that it is not suitable to be installed in a small and medium sized residential area such as a water supply source.
따라서, 상수원 부근에 위치한 중소규모의 집단 거주지역에서는 오폐수의 처리가 적절하게 이루어지지 않음으로써 오폐수에 포함된 유기물, 질소, 인 등이 미흡하게 처리되어 오폐수 방류지역의 부영양화가 심각한 지경에 이르고 있어 이에 대한 대책이 시급한 실정이다.Therefore, in the small- and medium-sized collective settlements located near the water supply, wastewater is not treated properly, and organic matter, nitrogen, phosphorus, etc. contained in the wastewater are insufficiently treated, which leads to serious eutrophication of the wastewater discharge area. The countermeasure against the situation is urgent.
이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 영양염류를 제거할 수가 있으며 축약형으로 설치가 가능하여 대규모 하수 처리구역으로부터 격리된 중소규모의 집단 거주지역에 설치하기가 적합한, 영양염류 제거를 위한 축약형 오폐수 처리장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and it is possible to remove nutrients and to install it in a compact form, which is suitable for installation in a small and medium sized residential area separated from a large sewage treatment area. To provide a compact wastewater treatment apparatus for salt removal.
도 1은 이 발명의 실시예에 따른 영양염류 제거를 위한 축약형 오폐수 처리장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a condensed wastewater treatment apparatus for removing nutrients according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 무산소 반응조 11 : 유동상 담체10: oxygen-free reactor 11: fluid bed carrier
12 : 교반기 13 : 다공판12: stirrer 13: porous plate
14 : 유입배관 20 : 포기조14: inflow pipe 20: aeration tank
21 : 고정상 세라믹 담체 22 : 산기관21: stationary phase ceramic carrier 22: diffuser
23 : 블로어 24 : 내부반송펌프23: blower 24: internal transfer pump
25 : 내부반송배관 30 : 침전조25: internal return pipe 30: sedimentation tank
31 : 슬러지 반송펌프 32 : 포기조 슬러지 반송배관31: sludge return pump 32: aeration tank sludge return piping
33 : 무산소조 슬러지 반송배관 34 : 처리수 방류배관33: oxygen-free tank sludge return piping 34: treated water discharge piping
35 : 잉여슬러지 폐기배관35: excess sludge waste piping
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 오폐수를 하부로 유입시키는 유입배관과 유동상 담체와 이의 유실을 방지하는 다공판과 원활한 교반을 유도하는 교반기가 내장된 무산소 반응조와, 산기관과 공기압 발생장치가 결합되고 고정상 담체가 충진되어 있으며 질산화된 처리수를 전단의 무산소 반응조로 유입시키는 포기조와, 담체로부터 일부 탈리된 부유물질을 침전시키는 침전조를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, the configuration of the present invention, an oxygen-free reaction tank with a built-in inlet pipe for introducing the waste water to the bottom, a porous bed to prevent the loss of the fluidized bed and a stirrer to induce smooth stirring, acid The engine and the pneumatic generator are combined, the fixed bed carrier is filled, and the aeration tank for introducing nitrified treated water into the anoxic reaction tank at the front end, and the precipitation tank for precipitating some desorbed suspended solids from the carrier.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the present invention. . Other objects, features, and operational advantages, including the object, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiment.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.For reference, the embodiments disclosed herein are only presented by selecting the most preferred examples to help those skilled in the art from the various possible examples, the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only to this embodiment. However, various changes and modifications are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 영양염류 제거를 위한 축약형 오폐수 처리장치의 구성은, 교반기(12)가 설치되어 있고 유동상 담체(11)가 충진되어 있으며 상기한 유동상 담체(11)의 유실을 방지하기 위한 다공판(13)이 설치되어 있으며 하부에는 유입배관(14)과 함께 산화된 처리수의 유입을 위한 내부반송배관(25)과 슬러지 반송배관(33)이 결합되어 있는 무산소 반응조(10)와, 공기압을 발생시키기 위한 블로어(23)와 산기관(22)이 연결되어 있고, 고정상 세라믹 담체(21)가 충진되어 있으며, 질산화된 처리수를 전단의 무산소조(10)로 반송시키는 내부반송펌프(24) 및 내부반송배관(25)이 결합되어 있는 포기조(20)와, 미생물단체로부터 탈리된 부유물질의 침전시킨 뒤에 슬러지를 전단의 포기조(20)와 무산소조(10)로 각각 반송시키기 위한 슬러지반송펌프(31)와 포기조슬러지반송배관(32)과 슬러지반송배관(33)이 결합되어 있는 침전조(30)를 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 1, the constitution of the reduced waste water treatment apparatus for removing nutrients according to an embodiment of the present invention, the stirrer 12 is installed, the fluidized bed carrier 11 is filled The porous plate 13 is installed to prevent the loss of the fluidized bed carrier 11, and the inner conveying pipe 25 and the sludge conveying pipe 33 for the inflow of the oxidized treated water together with the inlet pipe 14 at the lower portion (33) ) Is connected to an oxygen-free reaction tank (10), a blower (23) for generating air pressure, and an acid pipe (22), filled with a fixed-phase ceramic carrier (21), and nitrified treated water The aeration tank 20 to which the inner conveying pump 24 and the inner conveying pipe 25 to be returned to the oxygen-free tank 10 are combined, and the sludge is discharged from the microorganism group after the sludge is precipitated. For returning to the anaerobic tank 10, respectively. The sludge conveying pump 31 and the aeration tank sludge conveying pipe 32 and the sludge conveying pipe 33 is composed of a settling tank 30 is combined.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 영양염류 제거를 위한 축약형 오폐수 처리장치의 작용은 다음과 같다.By the above configuration, the action of the abbreviated wastewater treatment apparatus for removing nutrients according to an embodiment of the present invention is as follows.
오폐수가 눈간격이 약5mm정도인 미세 오토바 스크린을 거친 후, 원수 저류조로 유입된 뒤, 오폐수 유입배관(14)을 통하여 무산소 반응조(10)의 하부로 유입된다.After the waste water passes through a fine auto bar screen having an eye interval of about 5 mm, the waste water flows into the raw water storage tank, and then flows into the lower portion of the anaerobic reaction tank 10 through the waste water inflow pipe 14.
상기한 무산소 반응조(10)는 조합형 반응조로서, 부착성장 방식과 부유성장 방식이 도입된 형태로 운영된다.The anoxic reactor 10 is a combination reactor, and operates in a form in which an adhesion growth method and a floating growth method are introduced.
무산소 반응조(10)의 하부로 유입된 오폐수는 무산소 반응조(10)의 내부에충진된 유동상 담체(11)에 부착된 탈질균 및 임의성균(facultive microbe)에 의해 유기물이 제거되고, 탈질반응이 진행되어 질소가 가스형태로 오폐수로부터 분리된다.The wastewater introduced into the lower portion of the anoxic reaction tank 10 is freed of organic matter by denitrifying bacteria and facultive microbe attached to the fluidized bed carrier 11 filled inside the anoxic reaction tank 10, and the denitrification reaction is carried out. Proceeds, nitrogen is separated from waste water in gaseous form.
상기한 무산소 반응조(10)에는 미생물의 집적이 가능한 유동상 담체(11)가 충진되어 탈질미생물이 다량 서식하고 유입되는 오폐수에 포함된 유기물을 생흡착 및 분해하여 탈질시에 소요되는 탄소원으로 이용한다.The anoxic reaction tank 10 is filled with a fluidized bed carrier 11 capable of accumulating microorganisms, so that denitrified microorganisms inhabits a large amount of organic matter and biosorbs and decomposes organic matter contained in the introduced wastewater, and is used as a carbon source for denitrification.
또한, 상기한 무산소 반응조(10)에 투입된 유동상 담체(11)는 약60~180rpm으로 회전하는 교반기(12)에 의해 유동이 확보됨으로써 오염물과의 접촉을 최대한 보장하고, 분해되지 않은 유입원수내 유기물에 의한 반응조(10)내 폐색을 방지할 수 있다.In addition, the fluidized bed carrier 11 introduced into the anoxic reaction tank 10 is secured by the stirrer 12 rotating at about 60 to 180 rpm, thereby ensuring maximum contact with contaminants, and in the influent raw water. Occlusion in the reaction tank 10 by organic matter can be prevented.
상기한 무산소 반응조(10)의 내부에 충진된 유동상 담체(11)의 재질은 폴리에테르로 30~60PPI이며, 내부에 제올라이트가 함침된 것과 함침되지 않은 것을 유입수의 성상에 따라 사용한다. 유동상 담체(11)의 내부에 함침된 제올라이트는 SiO2와 Al2O3가 80% 이상 차지하는 고규산질 제올라이트로 한다. 무산소 반응조(10)의 내부의 유동상 담체(11)의 충진율은 용적대비 5~20%이며, 무산소 반응조(10)내의 MLSS는 6,000~15,000mg/L로 유지한다.The material of the fluidized bed carrier 11 filled in the oxygen-free reaction tank 10 is 30 to 60 PPI with polyether, and the zeolite is impregnated therein and used according to the properties of the influent. The zeolite impregnated inside the fluidized bed carrier 11 is a high siliceous zeolite in which SiO 2 and Al 2 O 3 occupy 80% or more. The filling rate of the fluidized bed carrier 11 inside the oxygen-free reactor 10 is 5-20% of the volume, and the MLSS in the oxygen-free reactor 10 is maintained at 6,000-15,000 mg / L.
무산소 반응조(10)로부터 처리된 물은 상부의 웨어를 통하여 포기조(20)의 하부로 자연유하로 유입된다. 포기조(20)는 내부에 멤브레인 산기관(22)이 배열되어 있어 블로어(23)로부터 발생한 공기를 주입하게 되어 있으며, 포기조(20)의 내부에는 고정상 세라믹 담체(21)가 용적대비 10~30% 충진되어 있다.Water treated from the oxygen-free reaction tank 10 is introduced into the natural oil flow to the lower portion of the aeration tank 20 through the upper weir. The aeration tank 20 has a membrane diffuser 22 arranged therein to inject air generated from the blower 23, and the fixed phase ceramic carrier 21 is 10 to 30% of the volume inside the aeration tank 20. It is filled.
상기한 포기조(20)는 세라믹 담체가 포함된 충적상 반응조로서 생물여과방식으로 운영되며, 상기한 포기조(20)내의 용존산소농도(DO)는 1.0mg/L 이상을 유지한다.The aeration tank 20 is operated by a biofiltration as an alluvial reaction tank containing a ceramic carrier, the dissolved oxygen concentration (DO) in the aeration tank 20 maintains more than 1.0mg / L.
상기한 포기조(20)에서는 생물여과가 가능한 고정상 미생물 담체(21)를 충진하여 유기물 및 암모니아성 질소의 질산화반응을 일으켜 다시 전단의 무산소 반응조(10)로 내부 반송하게 된다.In the aeration tank 20, the stationary phase microbial carrier 21 capable of biofiltration is filled to cause nitrification of organic matter and ammonia nitrogen, and the inner tank is returned to the anoxic reactor 10 at the front end.
상기한 포기조(20)내에 충진된 고정상 세라믹 담체(21)의 조성은 수산화알루미늄(Al(OH)3)가 35~75 중량부, 벤토나이트(bentonite) 30~65 중량부, 산화 티타늄(TiO2) 1~8 중량부로 구성된 원료 조성물 및 물 10~30 중량부, 유기첨가물 2~14 중량부, 유기결합체 0.1~1.8 중량부, 이형제 0.1~1.8 중량부 및 가소제 0.05~0.65 중량부를 포함하며, 겉보기 비중(g/cc)이 2.63~3.5, 비표면적(m2/g) 1.66~1.68 x 10-2, 기공의 크기가 5~300 um로 각 기공이 상호연결되어 있는 오픈셀(open cell) 구조로 되어 있으며, 압축강도(kgf)가 650~740이어서 장기간 사용후에도 마모가 0.002% 이하인 세라믹 재질로서 미생물의 부착량은 0.8~1.2(g/cm3)로 압출성형 및 소결 건조과정을 통하여 생산된 것으로 한다.The composition of the fixed-phase ceramic carrier 21 filled in the aeration tank 20 is 35 to 75 parts by weight of aluminum hydroxide (Al (OH) 3), 30 to 65 parts by weight of bentonite, titanium oxide (TiO 2) 1 10 to 30 parts by weight of the raw material composition consisting of ~ 8 parts by weight of water, 2 to 14 parts by weight of organic additives, 0.1 to 1.8 parts by weight of the organic binder, 0.1 to 1.8 parts by weight of the release agent and 0.05 to 0.65 parts by weight of the plasticizer, g / cc) is 2.63 ~ 3.5, specific surface area (m2 / g) 1.66 ~ 1.68 x 10-2, pore size is 5 ~ 300 um, and it has an open cell structure in which each pore is interconnected. It has a compressive strength (kgf) of 650 ~ 740 and wears less than 0.002% even after prolonged use. The microbial adhesion amount is 0.8 ~ 1.2 (g / cm3), which is produced through extrusion molding and sintering drying process.
본 발명에서와 같이, 무산소 반응조(10)를 전단에 위치시킨 전탈질 방식의 경우 유입수내 포함된 부유물질 및 미분해 유기물에 의한 폐색이 장기간 운전중 심각한 문제로 대두되어 이의 해결을 위한 다양한 방식이 시도되고 있는 실정이다. 또한 유기물의 변동에 대한 안정적인 미생물량의 확보가 용이하지 않아 부하변동시에는 미처리된 상태로 방류되거나 유입수보다 오염된 상태로 유출되는 현상이 발생될 수 있다.As in the present invention, in the case of the total denitrification method in which the anoxic reaction tank 10 is placed at the front end, the blockage by suspended matter and undecomposed organic matter contained in the influent is a serious problem during long-term operation, and various methods for solving the problem are provided. It is being tried. In addition, it is not easy to secure a stable amount of microorganisms against the variation of organic matter, when the load fluctuations may be discharged in an untreated state or outflowed in a polluted state than influent.
본 발명의 특징은 유동상 담체(11)내에 다량의 탈질균을 집적배양하여 탈질효율을 향상시키는 동시에, 유입수의 유기오염물을 탈질반응의 에너지원으로 사용하게 하여 두가지 오염물질을 동시에 제거하며, 유입수에 포함된 부유물질에 의한 폐색을 방지하게 하는 무산소 반응조(10)와 전단에서 미처리된 유기물과 암모니아성 질소를 질산화시키는 호기성 충적상 반응조인 포기조(20)를 연계운전하여 충격부하 및 수리적 부하변동에 안정적으로 대처한다.A feature of the present invention is to improve the denitrification efficiency by integrating a large amount of denitrification bacteria in the fluidized bed carrier 11, and to simultaneously remove the two contaminants by using organic contaminants in the influent as the energy source for the denitrification reaction, In combination with an oxygen-free reaction tank (10) to prevent occlusion by suspended substances contained in the aeration tank and aeration tank (20), which is an aerobic alluvial reaction tank for nitrifying untreated organic matter and ammonia nitrogen at the front end, impact load and hydraulic load variation Respond reliably.
즉, 본 발명은 전단에 무산소 반응조(10)를 운영하여 별도의 탄소원 주입이 없이도 탈질반응에 소요되는 에너지원을 오폐수중에 포함된 유기물을 이용할 수 있게 하였으며, 미생물 농도를 고농도로 유지할 수 있게 하기 위하여 유동상 미생물 담체(11)를 적용하였으며, 미생물의 고농도 집적에 의한 반응조(10)내 폐색방지를 위하여 유동상 반응조로 운전하며, 후단에는 안정적인 유기물 제거와 질산화를 위한 충적상 반응조인 포기조(20)를 연계하여 운영하여 침전조(30)의 부하를 최소화하고 운전 및 유지관리가 용이하여 대구모 하수처리구역으로부터 격리된 집단주거지역의 환경에 적합하게 고안된 것으로, 오폐수중에 포함된 질소, 인 등의 영양물질을 제거하여 방류수역의 부영양화를 방지한다.That is, the present invention operates the anoxic reaction tank 10 at the front end so that the organic materials contained in the waste water can be used for the energy source required for the denitrification without a separate carbon source injection, in order to maintain a high concentration of microorganisms The fluidized bed microorganism carrier 11 was applied and operated as a fluidized bed reactor to prevent the blockage in the reaction tank 10 due to the high concentration of microorganisms, and the aeration tank 20 which is an alluvial reaction tank for stable organic matter removal and nitrification at the rear end. It is designed to be suitable for the environment of the group residential area separated from the Daegumo sewage treatment area by minimizing the load of the sedimentation tank 30 and easy to operate and maintain by operating in conjunction with the nutrients such as nitrogen and phosphorus contained in the waste water. Remove material to prevent eutrophication of effluents.
따라서, 본 발명에 의한 오폐수의 영양염류 제거는 이러한 부영양화의 방지는 물론 충격부하등에도 안정적으로 대처할 수 있는 부착성장공법으로 유지관리가 용이하며, 침전조(30)에서 발생하는 슬러지량도 기존 처리시설보다는 적으며, 소요부지가 적어 경제적으로 운영될 수 있으며, 축약형 시스템을 구성할 수가 있다.Therefore, the removal of nutrients in the wastewater according to the present invention is easy to maintain and maintain as an attachment growth method that can stably cope with such an impact as well as the prevention of eutrophication, and the amount of sludge generated in the sedimentation tank 30 is also an existing treatment facility. Rather, it requires less land and can be operated economically, thus making it a compact system.
이상의 설명에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 영양염류를 제거할 수가 있으며 축약형으로 설치가 가능하여 대규모 하수 처리구역으로부터 격리된 중소규모의 집단 거주지역에 설치하기가 적합한 효과를 가진 영양염류 제거를 위한 축약형 오폐수 처리장치를 제공할 수가 있다. 이 발명의 이와 같은 효과는 환경 분야에서 이 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 응용되어 이용될 수가 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, the nutrients can be removed and can be installed in a condensed manner, so that the nutrients can be removed in a small and medium sized residential area separated from the large sewage treatment area. It can provide a compact wastewater treatment apparatus for. Such effects of the present invention can be used in various applications within the scope of the technical spirit of the present invention in the environmental field.
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US7311833B2 (en) * | 2004-03-03 | 2007-12-25 | Kazuo Yamamoto | Zero excess sludge membrane bioreactor |
KR100861319B1 (en) * | 2008-06-02 | 2008-10-01 | 한명완 | Foul and waste water treating method using reaction vessel having floating and fixed carrier |
CN105967325A (en) * | 2016-05-25 | 2016-09-28 | 安徽普氏生态环境工程有限公司 | Bioaeration tank |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |