KR200300296Y1 - Method and apparatus of contaminated water treatment for fish tank by submersible biological aerated filter - Google Patents
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Abstract
본 고안은 수족관등에 고여있는 오염된 물을 정화하기 위하여 고정층미생물막법(Biological Aerated Filter)을 이용하는 것으로, 미생물접촉여재를 충진한 미생물반응기를 수중에 침적시켜 미생물이 고농도로 서식할 수 있는 환경을 제공하고, 공기의 포기 및 이와 동시에 발생하는 물의 순환을 이용하여 별도의 펌프설비 없이 생물학적으로 수족관의 물을 연속적으로 정화할 수 있는 수처리 장치가 제공된다.The present invention utilizes a fixed layer microbial filter (Biological Aerated Filter) to purify contaminated water in aquariums, and provides an environment where microorganisms can inhabit a high concentration by depositing a microbial reactor filled with microbial contact media in water. In addition, there is provided a water treatment apparatus capable of continuously purifying the water in the aquarium biologically without a separate pump facility by using the aeration of air and the circulation of water generated at the same time.
Description
일반적으로 가정이나 사무실에서 관상용으로 사용하는 수조와 대형 수족관에서 사용하는 수조는 물고기 먹이, 물고기 배설물등의 오염물들로 인하여 미생물이 과다하게 번식하여 수중의 용존산소 농도를 낮추고, 바닥에 침적되어 부패되기 쉬우며, 미생물 과다번식등으로 인하여 수조 내부 벽면에 미생물막이 형성되고 물이 흐려지며 악취가 발생하기 쉬울 뿐 아니라 저수지나 양어장, 연못 등지에서는 부영양화에 의한 녹조현상이 발생하게 된다.In general, aquariums used in homes and offices and aquariums used in large aquariums are caused by contaminants such as fish food and fish droppings, resulting in excessive growth of microorganisms, reducing dissolved oxygen levels in the water, and decaying on the floor. The microbial membrane is formed on the inner wall of the tank due to the overgrowing of the microorganisms, the water is clouded, the odor is easy to occur, and the algae phenomenon is caused by eutrophication in reservoirs, fish farms, and ponds.
이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 정화방법이 개발되고 있으나 양어장 또는 수족관 내부에 있는 오염물질만 선택적으로 분리하는 것은 많은 비용을 필요로 하고, 필터 등을 이용하여 입자성 물질에 대한 물리적인 분리를 하더라도 용존성 오염물은 제거가 불가능할 뿐 아니라 짧은 시간 안에 다시 오염되는 폐단이 있었다. 최근 많이 사용되는 수족관 내부설치용 필터의 경우 수족관 바닥에 필터, 솜, 자갈등을 깔고 그 아래로부터 물을 흡입하여 수족관 내부로 순환 시키는 필터를 주로 사용하는데 이 경우 질산화 미생물은 많은 산소를 필요로 하기때문에 그 효과를 적절하게 발휘하지 못 할 수 있다.Many purification methods have been developed to solve this problem. However, the selective separation of only pollutants in fish farms or aquariums is expensive, and even if the physical separation of particulate matter is carried out using a filter, etc. Sexual contaminants were not only removable but also had contaminants recontaminated within a short time. In the case of the recently installed filter for the inside of the aquarium, a filter, cotton, gravel, etc. is placed on the bottom of the aquarium, and the water is sucked from the bottom to circulate inside the aquarium. In this case, the nitrifying microorganisms require a lot of oxygen. The effect may not be adequate.
본 고안은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 미생물접촉여재를 포함하는 고정층 미생물반응기를 수조에 침적시켜 미생물을 배양하고 별도의 펌프설비 없이 공기의 주입만으로 발생하는 물의 흐름을 이용하여 연속적으로 오염된 수조의 물을 반응기 내부로 통과시켜 입자성 오염물의 필터링은 물론, 미생물 반응에 의한 용존성 오염물을 제거하고, 미생물 대사에 의해 발생하는 슬러지를 미생물 여재층에 축적시켜 물로 분산되지 않게 하여 항상 깨끗한 수질이 유지될 수 있는 수조를 공급하는 것을 목적으로 한 바이오필터가 내장된 수조를 제공코자 하는데 있다.In order to solve the above problems, the present invention was made by immersing a fixed bed microbial reactor including a microbial contact medium in a water tank to culture microorganisms and continuously contaminating the water using a flow of water generated only by injecting air without a separate pump facility. The water in the tank is passed through the reactor to remove particulate contaminants as well as to remove dissolved contaminants caused by microbial reactions, and to accumulate sludge generated by microbial metabolism in the microbial media layer so that it does not disperse into water. An object of the present invention is to provide a water tank containing a biofilter for the purpose of supplying a water tank that can be maintained.
도 1 은 본 고안의 일 실시예에 따른 상향류식 공정도이다.1 is an upflow process diagram according to an embodiment of the present invention.
도 2 는 본 고안의 일 실시예에 따른 하향류식 공정도이다.2 is a downflow process diagram according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 본 고안의 실시예에 따른 사시도 이다.3 is a perspective view according to an embodiment of the present invention.
도 4 는 본 고안을 적용시킨 수족관 도면이다.4 is an aquarium view to which the present invention is applied.
< 도면 주요 부호에 대한 참조부호의 설명 ><Description of Reference Symbols for Major Symbols in Drawings>
1..침적형 미생물반응기 2..미생물접촉여재1..Dipping type microbial reactor 2..Microbial contact media
3..여재지지대 4..슬러지저류조3 .. media support 4 .. sludge storage tank
5..유입수유입구 6..슬러지제거용노즐5..Inlet water inlet 6..Sludge removal nozzle
7..산기장치 8..반응기지지대7..Aerator 8..Reactor support
9..고리 10..여재손실방지대9. Rings 10. Media loss prevention
11..공기유입배관 15..유입수유입구덮개11..Air inlet piping 15..Inlet inlet cover
20..송풍기20..Blower
본 고안은 고정층생물막반응기를 수중에 침적시키고 공기를 공급하여 포기를 할 때 공기의 상승에 따라 동시에 유발되는 물의 상승흐름에 의하여 오염된 물이 미생물막을 통과하게 되는데 이 때 접촉여재에 부착된 미생물의 대사작용에 의하여 수중의 용존성 유기물과 질소성분이 제거되고, 부유성 물질은 미생물접촉여재의 필터효과에 의해 동시에 제거하는 기술에 관한 것이다.The present invention contaminated the fixed-layer biofilm reactor in water and supplies air to give up the contaminated water through the microbial membrane caused by the rising flow of water caused by the rise of air at the same time, the microorganisms attached to the contact media Dissolved organic matter and nitrogen components in the water by metabolism is removed, and floating material is related to the technology to remove at the same time by the filter effect of the microbial contact medium.
상기 목적을 달성하기 위하여 상부 또는 하부가 망으로 구성된 침적형 반응기, 미생물접촉여재, 하부 슬러지저류조, 산기장치, 하부슬러지 제거장치, 공기주입기 등을 포함하는 수질정화장치를 제공한다. 또한 본 고안은 반응기를 수중에 침적된 상태로 유지시키도록 하기 위하여 지지체가 설치되거나 적당한 수위에서 고정될 수 있는 장치를 제공하며 과도한 미생물막 형성 또는 부유성 입자가 축적되었을 때 제거할 수 있는 역세장치를 포함한다.In order to achieve the above object, there is provided a water purification device including a deposition reactor, a microbial contact medium, a lower sludge storage tank, an acid generator, a lower sludge removal device, an air injector, etc., which are configured with upper or lower nets. In addition, the present invention provides a device in which a support can be installed or fixed at an appropriate level to keep the reactor deposited in water, and a backwashing device can be removed when excessive microbial film formation or floating particles accumulate. It includes.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 상향류식 반응기 공정도이다. 이를 참조하면 미생물접촉여재(2)를 포함한 침적형 고정층 미생물반응기는 양어장 또는 수족관등에 설치하여 완전히 물에 잠기도록 한다. 여기서 반응기 형태는 사각형 형태를 갖추고 있지만 이 외의 원형 및 다른 형태의 외형을 형성할 수 있음은 물론이다.1 is a flow chart of an upflow reactor according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to this, the deposition-type fixed bed microbial reactor including the microbial contact medium (2) is installed in a fish farm or an aquarium to be completely submerged in water. Here, the reactor form may have a rectangular form, but it is possible to form other round and other shapes.
미생물접촉여재(2)는 세라믹, 플라스틱, 어패류껍질, 고분자 섬유상 물질, 활성탄, 자갈, 모래등 그 재질, 크기 및 형태에 구애를 받지 않으며 미생물과 친화력이 있고 장시간 물에 침적된 상태로 있을 때 손상을 받지 않는 것으로 한다. 미생물접촉여재(2)는 반응기 내부 중간부분에 충진되는데 접촉여재의 상부 또는 하부에는 미생물 여재를 지지하며 동시에 물을 통과시킬 수 있는 망 형태의 지지체(3)가 설치되어 있다. 이 여재 지지체(3)는 미생물접촉여재(2)의 종류에 따라 설치 위치가 결정되는데, 접촉여재의 밀도가 1보다 커서 여재가 물에 가라앉는 경우 접촉여재(2)의 하부에 설치하여 여재가 아래로 유실되는 것을 막고, 접촉여재의 비중이 1보다 작아 물에 뜨는 경우 접촉여재(2) 상부에 설치하여 포기에 의한 접촉여재 유출을 방지하도록 하며 망 크기는 접촉여재가 통과하지 못할 정도로 충분히 작은 것으로 한다.Microbial contact media (2) is not affected by the material, size and shape of ceramics, plastics, shellfish shells, polymeric fibrous materials, activated carbon, gravel, sand, etc. Shall not be accepted. The microbial contact medium 2 is filled in the middle portion of the reactor, the upper or lower portion of the contact medium is provided with a support 3 in the form of a net that can support the microbial medium and pass water at the same time. The median support 3 is installed according to the type of microbial contact media 2, where the density of the contact media is greater than 1 so that if the media is submerged in water, the media is installed below the contact media 2 It is prevented from falling down, and when the specific gravity of the contact media is less than 1 and floats in water, it is installed on the upper part of the contact media (2) to prevent leakage of contact media by abandonment and the net size is small enough that the contact media does not pass. Shall be.
접촉여재의 아랫부분은 슬러지저류조(4)로 유입수에 포함되어 동반 유입되는 슬러지 중 입자크기가 커 침전되는 슬러지를 저장할 수 있도록 되어있다. 유입수는 슬러지저류조(4)에 설치된 유입수유입구(5)를 통하여 유입되며 접촉여재(2)층을 통과하여 개방된 상부로 배출되게 된다. 이 때 크기가 큰 입자성 물질은 미생물접촉여재(2)층을 통과하지 못하고 아래로 떨어져 축적되고 입자가 아주 작은 부유성 물질이나 용존성 물질만이 미생물접촉여재층(2)을 통과하게 된다. 슬러지저류조(4)는 이와같이 유입수와 동반 유입되어 슬러지저류조에 침적된 잉여슬러지를 보관하기 위한 장소로 사용되며 주기적으로 침적된 슬러지를 제거하기 위한 슬러지제거용 노즐(6)이 설치되고 슬러지저류조에 과잉의 슬러지가 쌓이면 외부로 연결된 배관과 밸브(17)를 이용하여 쉽게 제거할 수 있도록 한다.The lower part of the contact medium is included in the influent water into the sludge storage tank (4) to store the sludge that is settled in the large particle size of the sludge introduced. The inflow water is introduced through the inflow water inlet 5 installed in the sludge storage tank 4 and is discharged to the upper part through the contact medium 2 layer. At this time, the large particulate matter does not pass through the microbial contact medium (2) layer and accumulates down, and only the suspended solid material or the very small particulate matter passes through the microbial contact medium layer (2). The sludge storage tank 4 is used as a place for storing surplus sludge, which is introduced with the inflow water and deposited in the sludge storage tank, and a sludge removal nozzle 6 for periodically removing the sludge is installed, and the sludge storage tank is excessive. When the sludge is stacked, it can be easily removed using an externally connected pipe and valve (17).
미생물접촉여재(2)층 중간에는 미생물의 대사에 필요한 산소를 공급하기 위한 산기장치(7)가 되어 있고 이 산기장치(7)를 통하여 공기를 공급할 송풍기(20)가 제공된다. 이 때 산기장치는 일반적으로 수처리에서 많이 사용하는 디퓨져, 다공성 파이프등 그 종류나 형태에 구애를 받지 않으며 전 미생물접촉여재 (2)층을 통하여 골고루 공기가 분포될 수 있도록 설치하되 미생물접촉여재의 중간부분에 설치하여 물이 유입될 때 용존산소 농도가 낮은 무산소조건을 거친 후 포기층을 통과하여 미생물접촉여재층을 통해 배출되는 배출수의 용존산소 농도는 충분히 높게 유지될 수 있도록 한다.In the middle of the layer of microbial contact medium (2) is an air diffuser (7) for supplying oxygen necessary for the metabolism of microorganisms, and a blower (20) for supplying air through the air diffuser (7) is provided. At this time, the air diffuser is generally installed regardless of the type or form of diffuser, porous pipe, etc., which are frequently used in water treatment, and is installed to distribute the air evenly through the entire layer of microbial contact media. When the water is introduced, the dissolved oxygen concentration passes through the aeration layer after the dissolved oxygen concentration is low, so that the dissolved oxygen concentration discharged through the microbial contact media layer can be maintained sufficiently high.
슬러지저류조(4)에 설치된 유입수유입구(5)주변으로는 유입구 덮개(15)가 제공되며 역세시 물을 배출할 수 있는 역세수 배출관과 밸브(17)가 제공된다. 이 슬러지제거용노즐(6)과 밸브(17)는 일정주기 또는 미생물접촉여재(2)에 미생물 과다성장으로 물의 순환이 지장을 받는다고 판단되는 경우, 송풍기(20)의 송풍량을 늘리고 유입수유입구덮개(15)를 닫은 후 밸브(17)를 열어 수조 내부의 물을 외부로 배출하여 잉여 슬러지를 제거할 수 있도록 하는 장치가 제공된다.An inlet cover 15 is provided around the influent inlet 5 installed in the sludge storage tank 4, and a backwash water discharge pipe and a valve 17 capable of discharging water in backwashing are provided. When the sludge removal nozzle 6 and the valve 17 are judged to be interrupted in the circulation of water due to the microbial overgrowth in a certain period or the microbial contact medium 2, the air flow rate of the blower 20 is increased and the inflow inlet cover After closing (15), an apparatus is provided which opens the valve 17 to discharge the water inside the tank to the outside to remove excess sludge.
도 2 는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 하향류식 반응기 공정도로, 도 1 에서 언급한 상향류식 반응기와 동일한 유체흐름 원리를 가지고 있으나 반응기를 이중으로 구성하여 원수가 아래 방향으로 흐르도록 고안한 것이다. 상향류식반응기는 접촉여재(2)층과 포기층이 동일한 공간을 사용했음에 비하여, 하향류식 반응기는 접촉여재층(2)과 포기층이 별도로 구성된다. 공기가 포기층을 통과하며 상부로 부상하는 동안 주변의 물도 동시에 이동하는 것은 상향류식 반응기에서 전술한 바와 같다. 이와같이 포기에 따라 물의 이동이 일어나고 동시에 주변의 물이 상승주변의 물을 끌어들이게 되는데 이 때 유입되는 물이 접촉여재층(2)을 통과하게 된다. 이 때 오염된 유입수는 반응기의 상단에서 유입되고 처리수 역시 반응기 상단으로 유출되므로 물의 흐름경로상 처리되어 배출되는 처리수가 다시 유입되는 경우가 있을 수 있으므로 유입수와 처리수의 경로를 전혀 다르게 유지시켜줄 수 있는 수로안내판(14)을 설치하고 유출수를 넓게 퍼지도록 하여 유입수와 유출수가 서로 접촉되지 않도록 한다.2 is a flow diagram of a downflow reactor according to a preferred embodiment of the present invention, which has the same fluid flow principle as the upflow reactor mentioned in FIG. 1, but is designed so that the raw water flows in a downward direction by constructing the reactor in double. . In the upflow reactor, the contact media (2) layer and the aeration layer used the same space, whereas the downflow reactor is composed of the contact media layer (2) and the aeration layer separately. Simultaneous movement of the surrounding water simultaneously as air passes through the aeration bed and rises up is as described above in the upflow reactor. In this way, the water moves along with the abandonment, and at the same time, the surrounding water attracts the water around the ascension, and the incoming water passes through the contact media layer 2. At this time, the contaminated influent flows from the top of the reactor and the treated water also flows out to the top of the reactor, so the treated water discharged after being processed on the water flow path may be reintroduced, thus maintaining a completely different path between the influent and the treated water. Install the waterway guide plate 14 and spread the outflow so that the inflow and outflow do not contact each other.
이하 상기 장치의 운전에 대한 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 3 과 같은 반응기를 수중에 설치하고 반응기에 공기주입배관(11)을 통하여 공기를 주입하면 산기관을 거쳐 접촉여재의 하단부분으로 미세한 크기의 공기가 유입되게 되고 부력으로 인하여 공기는 상부로 부상하게 되는데 이 때 주변의 물을 상부로 밀어 올리는 펌프 역할을 동시에 수행하게 된다. 따라서 유입수유입구(5)를 통하여 주변의 물이 유입되게 되고, 공기 흐름을 따라 상부로 운송된 물은 반응기 상부를 통하여 주변으로 퍼지게 되며 공기가 공급되는 동안에 계속적인 물의 순환이 일어난다. 이 때 유입되는 유입수에는 물고기 먹이, 배설물등으로부터 발생되는 입자성, 용존성 오염물이 포함되어 있는데 적당한 크기의 입자성 물질은 미생물 접촉여재(2)층을 통과하기 전에 슬러지저류조(4)에서 침전되게 된다. 그러나 아주 미세한 입자성 오염물이나 용존성 오염물질은 물의 흐름을 따라 미생물접촉여재(2)층을 통과하여 위로 부상하게 된다.Hereinafter, a preferred embodiment of the operation of the device will be described in detail. When the reactor as shown in FIG. 3 is installed in water and air is injected into the reactor through the air inlet pipe 11, air of a fine size is introduced into the lower portion of the contact medium through the diffuser and the air floats upward due to buoyancy. At this time, it serves as a pump to push the surrounding water upwards. Therefore, the surrounding water is introduced through the inflow water inlet 5, and the water transported upward along the air flow spreads to the surroundings through the reactor top, and continuous water circulation occurs while the air is supplied. The incoming inflow water contains particulate and dissolved contaminants from fish food, excreta, etc., and the appropriate sized particulate matter is allowed to settle in the sludge storage tank (4) before passing through the layer of microbial contact medium (2). do. However, very fine particulate contaminants or dissolved contaminants float upward through the layer of microbial contact media (2) along the flow of water.
미생물접촉여재(2)에는 미생물이 부착성장을 하고 있는데 미생물접촉여재에 끈적한 미생물막을 형성하며 성장하므로 미생물 농도가 높고, 미생물 체류시간이 길어 다양한 종류의 미생물이 서식할 수 있으며 아주 복잡한 먹이사슬을 형성하게 된다.The microorganism contact medium (2) has microorganisms attached to the microorganisms, and the microorganism has a high concentration of microorganisms, and the microorganism concentration is long and the microorganism retention time is long, and various kinds of microorganisms can grow and form a very complex food chain. Done.
미생물막을 이용한 수처리 공정은 여재의 표면에 형성된 미생물막과 폐수를 접촉시켜서 폐수중의 오염물을 제거하는 공정이다. 이것은 하천 바닥에 존재하는 자갈, 돌등의 표면에 원생동물, 조류, 윤충류, 세균등의 미생물로 구성되어 있는 미생물막층이 있어서 이것에 의해 하천이 자정능력을 갖게 되는데 이 원리를 이용하여 미생물막에 의한 정화능력을 인위적으로 고효율화 시킨 것이 미생물접촉산화법이다. 이 때 미생물막이란 매질의 표면에 형성된 미생물의 점액물질과 그 함유물을 말하는 것이다.The water treatment process using the microbial membrane is a process of removing contaminants in the wastewater by contacting the microbial membrane formed on the surface of the media and the wastewater. It has a microbial membrane layer composed of microorganisms such as protozoa, algae, rotifers, and bacteria on the surface of gravel and stone on the bottom of the river, and thus the river has self-cleaning ability. Artificially high efficiency of the purification ability by the microbial contact oxidation method. At this time, the microbial membrane refers to the mucus material and its contents of the microorganisms formed on the surface of the medium.
매질표면에 부착된 미생물은 영양분인 유기물, 질소, 인등을 호기성 조건하에서 섭취해 미생물막을 형성하며, 형성된 미생물은 활발한 대사작용을 통하여 수중에 존재하는 오염물질을 분해한다.Microorganisms attached to the surface of the medium ingest nutrients such as organic matter, nitrogen and phosphorus under aerobic conditions to form a microbial membrane, and the formed microorganisms decompose contaminants in water through active metabolism.
미생물막법 공정의 특성상 미생물이 접촉여재에 부착성장 하므로 미생물의 체류시간이 길어 유기물 제거용 미생물은 물론, 일반적인 미생물을 이용한 수처리 공정에서는 잘 자라기 어려운 질산화 미생물 역시 생물막에서는 성장속도가 빠르다. 수중의 질소제거를 위해서 생물학적 방법을 사용하는 경우 중요한 미생물종은 니트로조모나스(Nitrosomonas) 와 니트로박터(Nitrobacter)인데 이 두 미생물종은 성장에 필요한 에너지를 무기질소화합물을 산화시켜 얻기 때문에 독립영양군으로 분류되며, 세포 합성에 필요한 탄소원을 무기탄소를 이용한다. 이들 질산화미생물들은 성장속도가 매우 느리기 때문에 고정층 미생물막을 이용하는 경우 반응기 내 미생물 농도를 높이는데 큰 효과를 볼 수 있다. 상기 언급된 내용에 따라 수중 오염물을 제거하는 반응식을 보면 다음과 같다.Due to the nature of the microbial membrane process, microorganisms adhere and grow on contact media, so the retention time of microorganisms is long, as well as microorganisms for removing organic matters, and nitrifying microorganisms that are difficult to grow in water treatment processes using general microorganisms also grow rapidly in biofilms. When using biological methods to remove nitrogen from water, the most important microbial species are Nitrosomonas and Nitrobacter. These two microbial species are independent nutrient groups because they obtain the energy needed for growth by oxidizing inorganic nitrogen compounds. Inorganic carbon is used as a carbon source for cell synthesis. Since these nitrifying microorganisms have very slow growth rates, the use of fixed bed microbial membranes can greatly increase the concentration of microorganisms in the reactor. The reaction scheme for removing contaminants in water according to the above is as follows.
COHNS + O2CO2+ NH3+ C5H7NO2+ 기타 생성물COHNS + O 2 CO 2 + NH 3 + C 5 H 7 NO 2 + Other products
NH4 ++ 1.83O2+ 1.98HCO3 -0.98NO3 -+ 0.021C5H7NO2+ 1.88H2CO3+ 1.041H2O NH 4 + + 1.83O 2 + 1.98HCO 3 - 0.98NO 3 - + 0.021C 5 H 7 NO 2 + 1.88H 2 CO 3 + 1.041H 2 O
미생물에 의한 탈질공정Denitrification Process by Microorganism
NO3 -NO2 -N2N2 NO 3 - NO 2 - N 2 N 2
위 반응식에서 COHNS는 수중에 포함된 오염물을 나타내는 것이고, C5H7NO2는 미생물 세포를 나타내는 것으로 미생물은 수중 오염물을 이용하여 자신의 세포를 합성 함으로서 용존 오염물을 고형분으로 바꾸고, 고형분은 반응조 안에 체류되었다가 일정 기간마다 행하는 역세공정에 의하여 제거되거나 미생물의 활동에 필요한 에너지원으로 사용되기 위하여 자산화 되기도 한다. 또한 본 공정의 결과로 나타나는 처리수의 매우 높은 용존산소 농도는 주변에 산재된 퇴적물에 충분한 산소를 공급하여 호기성 상태를 유지시키므로 혐기부패에 의한 메탄(CH4) 및 황화수소 (H2S)등 악취가스 발생원인을 제거하여 악취가 발생되지 않도록 한다는 장점이 있다.In the above scheme, COHNS represents contaminants contained in water, C 5 H 7 NO 2 represents microbial cells, and microorganisms convert their own contaminants to solids by synthesizing their cells with water contaminants, and solids in the reactor. It may be retained and then removed by backwashing at regular intervals or capitalized for use as an energy source for the activity of microorganisms. In addition, the very high dissolved oxygen concentration in the treated water as a result of this process maintains aerobic conditions by supplying sufficient oxygen to the sediments scattered around, thus causing odorous gases such as methane (CH4) and hydrogen sulfide (H2S) due to anaerobic decay. There is an advantage that the odor is eliminated by removing the.
본 미생물접촉여재(2)를 통과하고 반응기 상부를 통하여 주변으로 유출되는 처리수는 접촉여재를 통과하면서 공기와 장시간 접촉하므로 용존산소의 농도가 포화용존산소 농도와 유사한 7 ~ 8PPM에 이르며 유입수유입구(5)를 통하여 유입될 당시 포함하고 있던 유기물과 암모니아등 오염물들이 미생물접촉여재를 통과하면서 미생물에 의해 분해되거나 미생물 세포합성에 이용되고 미생물막에 축적되었기 때문에 그 농도가 매우 낮아진 깨끗한 물이 배출되게 된다. 외부로 배출된 처리수는 풍부한 용존산소를 포함하므로 주변에 산소를 공급하는 역할을 할 수 있는데 이렇게 공급되는 산소에 의하여 주변의 혐기성 부패를 막아 악취발생을 방지할 수 있는 방법을 제공한다.The treated water passing through the microbial contact medium (2) and flowing out through the upper part of the reactor contacts the air for a long time while passing through the contact medium, so that the concentration of dissolved oxygen reaches 7 to 8 ppm, similar to the saturated dissolved oxygen concentration. 5) Contaminants such as organic matter and ammonia that were included at the time of inflow through the microbial contact media were decomposed by microorganisms, used for microbial cell synthesis, and accumulated in microbial membranes, resulting in the discharge of clean water with a very low concentration. . Since the treated water discharged to the outside contains abundant dissolved oxygen, it can play a role of supplying oxygen to the surroundings, thereby providing a method of preventing the occurrence of odor by preventing the anaerobic decay of the surroundings by the supplied oxygen.
연속운전을 통하여 미생물접촉여재(2)층에는 과잉의 미생물이 자라거나 입자성오염물이 축적되어 물의 순환이 원활하게 이루어지지 못하는 경우가 생길 수 있다. 이런 경우 유입수유입구덮개(15)를 덮고 송풍기(20)의 송풍량을 증가시켜 공기주입량을 늘임으로 공기 흐름에 대한 전단력을 증가시켜 미생물접촉여재(2)에 부착되어 있는 미생물을 떨어뜨린다. 이 후 슬러지배출용 밸브(17)를 열어 물의 흐름이 정상 흐름의 반대방향에 되게 하여 외부로 배출시킨 후 배출된 양만큼의 깨끗한 물을 보충한다.Through continuous operation, excess microorganisms may grow or particulate contaminants may accumulate in the microbial contact medium (2) layer, thereby preventing the smooth circulation of water. In this case, by covering the influent inlet cover 15 and increasing the blowing amount of the blower 20 to increase the air injection amount to increase the shear force for the air flow to drop the microorganisms attached to the microbial contact medium (2). After that, the sludge discharge valve 17 is opened so that the flow of water is in the opposite direction of the normal flow and discharged to the outside, followed by replenishing the clean water as much as the discharged amount.
이러한 미생물막을 형성하기 위하여 미생물접촉여재의 선택이 매우 중요한데 접촉여재는 친수성이며, 미생물과 친화력이 좋고, 적당한 형태와 크기로 가공이 가능하며, 장기간 수중에서 포기와 동시에 침적상태로 방치되었을 때 마손이 없어야 한다. 이러한 특징을 갖는 접촉여재 재질로 세라믹, 플라스틱류, 자갈, 모래, 섬모상 물질, 발포성 플라스틱등 현장 여건과 수족관의 오염상태에 따라 선택할 수 있으며 수중의 입자성물질 농도에 따라 그 크기 역시 변경될 수 있다.The selection of microbial contact media is very important to form such a microbial membrane. The contact media are hydrophilic, have good affinity with microorganisms, can be processed into suitable shapes and sizes, and wear and tear when left in water and deposited at the same time for a long time. There should be no. This material can be selected according to the site conditions such as ceramics, plastics, gravel, sand, ciliary material, and foamed plastics and the contamination of the aquarium. The size can also be changed according to the concentration of particulate matter in the water. have.
이하, 본 고안의 실시예에 의하여 설명하되, 이 실시예가 본 고안을 한정하는것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described by way of example, but this embodiment does not limit the present invention.
실시예 1Example 1
도 4 와 같은 형태로 도 3 에 도시한 바와 같은 장치를 수족관에 설치하여 수중의 유기물, 질소등 오염물을 제거하는 실험을 실시하였으며 실험조건 및 결과는 다음과 같다.In the form as shown in FIG. 4, an apparatus as shown in FIG. 3 was installed in an aquarium to conduct an experiment of removing contaminants such as organic matter and nitrogen in water. The experimental conditions and results are as follows.
- 반응기 규격(가로 x 세로 x 높이, mm) : 100 x 100 x 120Reactor dimensions (W x D x H, mm): 100 x 100 x 120
- 수족관 부피 : 1 ㎥-Aquarium volume: 1 ㎥
- 여재부피 : 0.6 ℓ-Media volume: 0.6 ℓ
- 여재종류 및 직경 : 세라믹, 5mm-Media type and diameter: Ceramic, 5mm
- 반응기내 수리학적 체류시간 : 10 min-Hydraulic retention time in reactor: 10 min
- 공기 선속도 : 15 m / hr-Air linear velocity: 15 m / hr
* - 투입물 : 물고기 먹이 5 g/일*-Input: fish feed 5 g / day
- 기타 : 수족관에 포기실시-Other: Give up in the aquarium
- 결과 : 수족관내 암모니아 농도 변화-Result: Change of ammonia concentration in aquarium
본 미생물 반응기를 설치한 수족관의 경우 초기 며칠간 다소 높은 암모니아 농도를 보이고 즉시 2 ppm 내외로 낮아져 안정을 보였으며 이에따른 물고기 폐사는 볼 수 없었다. 그러나 미생물반응기를 설치하지 않은 반응기는 시간이 지남에 따라 물의 탁도가 증가하는 것이 관찰되었으며 이에따라 암모니아의 농도역시 급격하게 증가하고 물에서 악취가 발생하였다.The aquarium with this microbial reactor showed a slightly higher ammonia concentration in the first few days and immediately lowered to around 2 ppm, which was stable and no fish mortality was observed. However, the turbidity of the water was observed to increase over time in the reactor without the microbial reactor. As a result, the concentration of ammonia increased rapidly and odor occurred in the water.
실시예 2Example 2
도 3 에 도시한 것과 같은 장치를 오염도가 비교적 덜한 관상용 저수지에 설치하고 운전하여 정화를 하였다.A device such as that shown in FIG. 3 was installed and operated in a tubular reservoir with relatively low pollution to purify it.
- 반응기 규격(가로 x 세로 x 높이, mm) : 1000 x 1000 x 1200Reactor dimensions (W x D x H, mm): 1000 x 1000 x 1200
- 여재부피 : 0.6 ㎥-Media volume: 0.6 ㎥
- 여재종류 및 직경 : 세라믹, 10mm-Media type and diameter: Ceramic, 10mm
- 반응기내 수리학적 체류시간 : 20 min-Hydraulic retention time in the reactor: 20 min
- 공기 선속도 : 20 m / hr-Air linear velocity: 20 m / hr
- 결과 : 저수지내의 암모니아 농도변화-Result: Change of ammonia concentration in reservoir
저수지의 경우 부피가 크므로 초기 암모니아 농도가 낮게 유지되는데 미생물반응기를 설치 후 약 10일 후부터는 질산화 미생물의 활동이 활발해져 저수지내의 미생물농도를 매우 낮추며 동시에 악취 역시 제거되는 현상을 관찰할 수 있었다.In the case of the reservoir, the initial ammonia concentration is kept low because the volume is large. From about 10 days after the installation of the microbial reactor, the activity of nitrifying microorganisms becomes very active, and the concentration of microorganisms in the reservoir is very low and the odor is also removed.
본 고안은 담수 또는 해수 수족관, 양어장 및 활어 운반용 컨테이너등에 고여있는 오염된 물을 정화하기 위하여 고정층미생물막법(Biological Aerated Filter)을 이용하는 것으로, 미생물접촉여재를 충진한 미생물반응기를 수중에 침적시키고 미생물을 배양한 후 폭기과정동안 동시에 발생하는 물의 순환을 이용하여 별도의 펌프설비 없이 생물학적으로 부유성 또는 용존성 유기물은 물론, 질소까지 동시에 제거하여 녹조현상을 없앰은 물론, 수중의 용존산소 농도를 높여 바닥의 혐기성 부패에 의한 악취발생을 방지할 수 있다.The present invention uses a Biological Aerated Filter to purify contaminated water accumulated in freshwater or seawater aquariums, fish farms, and live fish transportation containers, and by depositing microbial reactors filled with microbial contact media in water and After cultivation, the water circulation simultaneously occurs during the aeration process to remove biologically suspended or dissolved organic matter as well as nitrogen at the same time without separate pumping equipment, eliminating the algae phenomenon, and increasing the dissolved oxygen concentration in the water. Odor can be prevented by anaerobic decay.
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