KR20030089261A - A method for removing nitrogen and phosphorus from wastewater and sewage with denitrification and nitrification rotating biological contactor - Google Patents

A method for removing nitrogen and phosphorus from wastewater and sewage with denitrification and nitrification rotating biological contactor Download PDF

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Abstract

PURPOSE: Provided is an advanced sewage and wastewater treatment method using a rotating biological contactor which has biological rotating discs being made of polypropylene and having smooth and planar surface, so that only strongly active microorganism can be fixed thereto and sewage and wastewater are effectively treated. CONSTITUTION: The method comprises the steps of denitrifying nitrate by introducing sewage and wastewater into an anoxic rotating biological contactor(2) in which biological rotating discs are completely submerged into water and made of polypropylene; nitrifying ammonium nitrogen by transporting the denitrified wastewater to a nitrifying rotating biological contactor(4); completely consuming DO by introducing the nitrified wastewater to an internal circulation tank(6); returning a portion of the DO-exhausted water to the anoxic rotating biological contactor(2); transporting the other portion of the DO-exhausted water to a settling tank(8) and solid-liquid separating it by adding chemicals; discharging the decant water of the settling tank(8) and returning a part of sludge to the anoxic rotating biological contactor(2); and discharging the rest of the sludge for phosphorous release thereof.

Description

무산소 및 질산화 회전원판반응기를 이용한 소규모 오ㆍ하수 및 폐수의 고도처리 방법{A METHOD FOR REMOVING NITROGEN AND PHOSPHORUS FROM WASTEWATER AND SEWAGE WITH DENITRIFICATION AND NITRIFICATION ROTATING BIOLOGICAL CONTACTOR}Advanced process for small scale sewage and wastewater using anoxic and nitrified rotary disc reactors

본 발명은 무산소 및 질산화 회전원판반응기를 이용한 소규모 오·하수 및 폐수의 고도처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전원판법과 내부순환 탈질법을 접목하여 반송 라인을 이용하는 생물학적 소규모 오·하수 및 폐수의 고도처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for the advanced treatment of small-scale sewage and wastewater using anoxic and nitrifying rotary disc reactors, and more particularly, the biological small-scale sewage and wastewater using a conveying line by combining a rotating disc method and an internal circulation denitrification method. It relates to a high processing method of.

폐수처리를 위한 회전원판법은, 회전하는 원판에 미생물을 부착시켜서 수중(水中)과 대기를 번갈아 순환하게 하여 대기중의 산소를 수중으로 전달함으로써, 원판에 부착된 고정 미생물을 통해 오염물질을 정화시키는 일반적인 공법으로서, 운전관리가 쉽고 간편하며, 부착성장공정에 의하므로 슬러지 발생량이 적고, 소요 동력비가 저렴하여 경제적인 하폐수 처리공법의 일종이다.The rotating disk method for wastewater treatment uses microorganisms attached to a rotating disk to alternate between water and atmosphere to transfer oxygen in the water to the water, thereby purifying contaminants through fixed microorganisms attached to the disk. As a general construction method, the operation management is easy and simple, and it is a kind of economical wastewater treatment method due to the small amount of sludge generated and low power cost due to the deposition growth process.

대한민국 공개특허공보 제2000-0002463호에는, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드 등과 같은 고분자 소재에 생체 활성이 있는 세라믹을 3∼50중량% 첨가하여 회전원판을 제작함으로써, 미생물이 원판에 더 신속하게 부착되고, 미생물에 의한 오염물질의 분해가 훨씬 잘되도록 하는, 회전원판법을 이용한 효율적인 오·폐수처리기술이 기재되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2000-0002463 discloses a microbial plate on a disc by adding 3 to 50% by weight of a bioactive ceramic to a polymer material such as polyethylene, polystyrene, polypropylene, polyvinyl chloride, etc. Efficient wastewater treatment techniques using a rotating disc method have been described, which attach rapidly and allow much better decomposition of contaminants by microorganisms.

그외 본 발명에 관련되는 선행기술로는 대한민국 특허출원 제1993-0015753호, 제1997-015162호 및 제1998-023229호 등이 있다.Other prior arts related to the present invention include Korean Patent Application Nos. 193-0015753, 1997-015162, 1998-023229, and the like.

상기와 같은 종래 기술에 의하면, 회전원판의 소재로는 PVC, PE, HDPE, 발포 폴리스티렌 등이 사용되고, 원판의 표면은 요철형, 단위 부채꼴형, SARAN ROCK 부착형 등으로 형성되어 있다. 즉, 회전원판은 다량의 미생물을 빠르고 용이하게 부착시킬 수 있는 형태를 가져야 하므로 대부분 표면은 거칠고 비표면적은 가능한 크게 형성되어 있다. 그러나, 이와 같은 종래의 회전원판법은 부착되는 미생물이 두껍게 유지될 뿐만 아니라 질산화, 유기물 제거 및 탈질반응이 단일 질산화 회전원판 반응기에서 진행되게 되어, 부착된 다량의 미생물층의 일시적인 혐기성화로 인해 미생물의 탈리(脫離)가 발생될 수 있고, 원판 회전시 원심력에 의한 미생물의 원심 탈락현상도 진행되어 유출수에 고형물질이 다량 유발되는 문제점이 있다.According to the prior art as described above, PVC, PE, HDPE, expanded polystyrene or the like is used as a material of the rotating disc, and the surface of the disc is formed of an uneven shape, a unit fan shape, a SARAN ROCK attachment type, or the like. That is, since the rotating disk should have a form that can quickly and easily attach a large amount of microorganisms, most of the surface is rough and the specific surface area is formed as large as possible. However, such a conventional rotational disc method not only keeps the attached microorganisms thick, but also causes nitrification, organic matter removal, and denitrification reactions to proceed in a single nitrification rotational disc reactor, resulting in temporary anaerobicization of the attached large amount of microbial layer. Desorption may occur, and centrifugal dropping of microorganisms by centrifugal force during the rotation of the disc may also occur, causing a large amount of solids to be caused in the effluent.

또한, 단위 원판표면에 미생물을 과량으로 부착시키기 때문에 단위 원판 면적당 무게가 상대적으로 높아서 미생물이 과량 부착될 경우에는 회전축이 파손되는 문제점이 있으며, 부착된 미생물층은 외부 겉표면을 제외하면 두꺼운 비활성 미생물층으로 되어 있어 내부까지 산소가 충분히 확산되기가 어려워, 원판 회전시 대기중 산소가 부유공정(Suspended Sludge System) 내로 충분히 전달되지 않아 수중으로의 산소전달 효율도 낮아지는 문제점이 있다.In addition, since the microorganisms are excessively attached to the unit disc surface, the weight per unit disc area is relatively high, and when the microorganisms are excessively attached, the rotating shaft is broken, and the attached microorganism layer is thick inactive microorganisms except for the outer surface. Because it is a layer, it is difficult for oxygen to be sufficiently diffused to the inside, so that oxygen in the atmosphere is not sufficiently transferred into the suspended sludge system during the rotation of the disc, and thus the oxygen transfer efficiency to the water is also lowered.

대한민국 특허출원 제2001-0015262호에는, 도1에서 보는 바와 같이, 모우터, 감속기, 커플링(coupling), 베어링 및 원판 단량체가 질산화 회전원판반응기의 회전원판과 동일한 구동축에 단일축으로 유지되는 무산소 회전원판반응기에 관한 기술이 개시되어 있다. 상기 무산소 회전원판반응기는 회전원판을 수중에 40%만 침적시켜 무산소 회전원판반응기를 커버(cover)로 완전 밀폐시키는 방식을 채택한다. 이와 같이 무산소조와 호기성조의 회전원판 침적율을 상이하게 함으로써, 단일 샤프트(shaft) 중심 축으로부터 구동되는 동력으로 슬러지 혼합 및 산소전달을 동시에 수행할 수 없었던 종래의 기술과는 달리, 단일 모우터 동력으로 무산소조의 슬러지 교반, 호기성조의 산소전달 및 질산화 반응을 동시에 수행할 수 있게 한다.In Korean Patent Application No. 2001-0015262, as shown in Fig. 1, an oxygen-free oxygen, in which a motor, a speed reducer, a coupling, a bearing, and a disc monomer are held in a single axis on the same drive shaft as a rotating disc of a nitrification rotary disc reactor A technique for rotating disc reactors is disclosed. The oxygen-free rotary disc reactor adopts a method in which only 40% of the rotary disc is deposited in water to completely seal the oxygen-free rotary disc reactor with a cover. Thus, by differentiating the rotational disc deposition rate of the anoxic tank and the aerobic tank, unlike the prior art in which sludge mixing and oxygen transfer could not be simultaneously performed by a power driven from a single shaft central axis, a single motor power was used. It is possible to carry out the sludge agitation in the anoxic bath, oxygen transfer and nitrification reaction in the aerobic bath at the same time.

그러나, 상기 기술은 무산소 회전원판반응기의 원판을 수중에 40%만 침적시키므로 체류시간이 길어지고, 반응조의 크기가 커지며, 무산소 회전원판반응기를 커버로 밀폐시키는 방식을 채택하므로 완벽한 무산소 조건을 조성하는데 어려움이 있다. 즉, 반응조 외부 공기가 무산소조로 유입될 경우, 회전원판에 의해 대기중 산소가 수중으로 전달되어, 임의성 미생물인 탈질박테리아가 유기물질을 전자공여체로 이용하면서 수중의 용존 산소를 먼저 이용하기 때문에, 탈질효율이 저하되는 문제점이 있다.However, since the above technique deposits only 40% of the original plate of the anoxic rotary disc reactor in water, the residence time is long, the size of the reaction tank is increased, and the anoxic rotary disc reactor is adopted to seal the cover with the anoxic rotary disc reactor. There is difficulty. That is, when the outside air of the reaction tank flows into the oxygen-free tank, oxygen in the atmosphere is transferred to the water by the rotating disk, and the denitrification bacterium, which is a random microorganism, uses the dissolved oxygen in the water first while using the organic material as the electron donor. There is a problem that the efficiency is lowered.

또한 대한민국 특허출원 제2001-0015263호에는, 도2에서 보는 바와 같이 일차적으로 물리적 처리과정을 거쳐 고형물질을 제거시킨 고농도 질소 함유 폐수, 내부 반송된 질산화 침전조의 상징수 및 탈질 침전조에서 반송된 침전 슬러지를 탈질조로 유입시키고 질산성 질소를 탈질시키는 단계; 상기 탈질조의 혼합액을 탈질 침전조로 보내어 슬러지를 고액분리 한 후 상징수는 BOD 제거용 회전원판반응기로 보내고 침전슬러지의 일부는 탈질조로 반송하고, 나머지는 폐기시키는 단계; 상기 탈질 침전조의 상징수 및 최종 침전조 반송슬러지를 BOD 제거 회전원판반응기에 유입시켜 잔류 유기물질을 제거시키는 단계; 상기 잔류 유기물질이 제거된 폐수 전량을 질산화 회전원판반응기로 이송하여 잔여 암모니아성 질소를 산화시키는 단계; 상기 암모니아성 질소가 산화된 폐수를 최종침전조로 이송하여 고액분리시켜, 상징수의 일부는 탈질조로 내부 반송하고 나머지는 방류하고, 침전슬러지의 일부는 BOD 제거 회전원판반응기로 내부 반송하고 나머지는 폐기시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고농도 질소 함유 폐수의 처리방법이 개시되어 있다. 상기 기술의 탈질조는 부유성장 시스템으로 운전되며, 수중 교반기가 설치되어 있어 슬러지를 혼합하게 된다. 또한 상기 탈질 반응조는 무산소 조건에서 운전된다.In addition, Korean Patent Application No. 2001-0015263 discloses a high concentration nitrogen-containing wastewater from which a solid material has been removed through a physical treatment process, symbolic water of an internal nitrate precipitation tank, and a settling sludge returned from a denitrification precipitation tank, as shown in FIG. Introducing nitrogen into the denitrification tank and denitrifying nitrate nitrogen; Sending the mixed solution of the denitrification tank to the denitrification settling tank to separate the sludge into solid solution and sending the supernatant water to the BOD removal rotary disc reactor for returning part of the settling sludge to the denitrification tank, and discarding the rest; Flowing the supernatant of the denitrification settling tank and the final settling tank return sludge into a BOD removal rotary disc reactor to remove residual organic substances; Oxidizing the residual ammonia nitrogen by transferring the entire amount of waste water from which the residual organic material is removed to a nitrification rotary disc reactor; The ammonia nitrogen oxidized waste water is transferred to a final settling tank for solid-liquid separation, part of the supernatant water is returned to the denitrification tank and the rest is discharged, and part of the settling sludge is returned to the BOD removal rotary disc reactor and the rest is disposed of. Disclosed is a method for treating high concentration nitrogen-containing wastewater, comprising the steps of: The denitrification tank of the above technique is operated in a floating growth system, and an underwater stirrer is installed to mix the sludge. The denitrification reactor is also operated in anoxic conditions.

그러나, 이와 같이 무산소조를 부유성장 시스템(suspended sludge system)으로 운전하는 경우, 질산화조 후단에서 탈질조로 내부 반송되는 슬러지 혼합액 내에 다량의 산소가 포함되어 반송되기 때문에, 탈질조에서 탈질박테리아가 전자수용체로 질산성 질소 대신 용존 산소를 이용하게 되고, 결과적으로 탈질효율이 저하되는 문제점이 있다. 아울러, 질산화조 후단에서 고정상 시스템의 슬러지를 부유상 공정의 탈질조로 내부 반송시킴으로서 성질이 현격히 다른 미생물의 반송으로 탈질조의 활성도를 저하시키는 문제 또한 발생할 수 있다.However, when operating an oxygen-free tank as a suspended sludge system, since a large amount of oxygen is contained in the sludge mixed liquid conveyed internally to the denitrification tank at the rear end of the nitrification tank, the denitrification bacteria are transferred to the electron acceptor. Dissolved oxygen is used instead of nitrate nitrogen, and as a result, there is a problem that the denitrification efficiency is lowered. In addition, by returning the sludge of the fixed bed system to the denitrification tank of the floating bed process at the rear end of the nitrification tank may also cause a problem of lowering the activity of the denitrification tank by the transfer of microorganisms of significantly different properties.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전원판 재질로서 폴리프로필렌(polypropylene: PP)을 사용하고, 회전원판표면을 편평하고 매끈하게 처리하여 활성이 강한 미생물만 얇게 부착되도록 함으로써, 소규모 오ㆍ하수 및폐수를 보다 신속하고 효율적으로 처리하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, by using a polypropylene (polypropylene: PP) as a rotating disc material, by treating the surface of the rotating disc flat and smooth so that only the microorganisms with a strong active adhesion thin, ㆍ To provide a method for treating sewage and wastewater more quickly and efficiently.

본 발명은 또한, 회전원판이 무산소 회전원판반응기에 100% 침적될 경우 질산화 회전원판과 탈질조 회전원판을 동시에 구동할 수 없어 별도의 동력을 사용해야 하는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 100% 침적된 원판이 부착된 중심 샤프트를 완전 밀봉(sealing)하고, 구동부는 체인을 사용하지 않는 일축형으로 제작함으로써, 무산소 회전원판반응기의 슬러지 교반과 탈질화반응 및 질산화 회전원판반응기의 산소전달과 질산화반응을 단일 모우터 동력으로 동시에 수행할 수 있는 오ㆍ하수 및 폐수 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 아울러, 질산화 회전원판반응기 후단에 무산소조 기능을 갖는 내부순환조를 설치하여 무산소 회전원판반응기로 반송되기 전에 자체 용존 산소가 소진되도록 함으로써 체류시간이 짧고 유지관리비용이 적게 소요되는 소규모 오ㆍ하수 및 폐수의 고도처리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is also 100% deposition in order to solve the problem of the prior art that the use of separate power can not be driven at the same time when the rotary disc is 100% deposited in the oxygen-free rotary disc reactor can not drive the nitric oxide rotating disc and the denitrification tank rotating disc at the same time, By sealing the central shaft with attached discs completely and driving part is made of uniaxial type without chain, the sludge agitation and denitrification reaction of the oxygen-free rotary disc reactor and the oxygen transfer and nitrification reaction of the nitrate rotary disc reactor It is an object of the present invention to provide a method for treating sewage and wastewater, which can be performed simultaneously with a single motor power. In addition, the present invention provides a small cycle of short residence time and low maintenance cost by installing an internal circulation tank having an oxygen-free tank function at the rear end of the nitrification rotary disc reactor, so that dissolved oxygen is exhausted before being returned to the oxygen-free rotary disc reactor. It is an object of the present invention to provide a method for advanced treatment of sewage and wastewater.

도 1은 회전원판을 이용한 오·하수의 질소 인 처리공정을 나타내는 도면이고,1 is a view showing a nitrogen phosphorous treatment process of sewage and sewage using a rotating disc,

도 2는 회전원판을 이용한 고농도 질소 함유 폐수의 처리공정을 나타내는 도면이고,2 is a view showing the treatment of high concentration nitrogen-containing wastewater using a rotating disc,

도 3은 본 발명에 따른 무산소 및 질산화 회전원판반응기를 이용한 소규모 오·하수 및 폐수의 처리방법에 사용되는 반응조 및 반응 흐름을 나타내는 도면이고,3 is a view showing a reaction tank and a reaction flow used in a method for treating small-scale sewage and wastewater using an anoxic and nitrifying rotary disc reactor according to the present invention,

도 4는 본 발명에 사용되는 각 반응조를 일체형으로 제작하여 이동, 설치가 가능하도록 한 일예를 나타내는 도면이고,4 is a view showing an example in which each reaction tank used in the present invention is integrally manufactured to be movable and installed.

도 5는 본 발명에 사용되는 각 반응조를 지하에 매설할 수 있도록 일체형으로 제작한 일예를 나타내는 도면이다.5 is a view showing an example of integrally manufactured so that each reaction tank used in the present invention can be buried underground.

* 도면에 사용된 부호의 설명* Explanation of symbols used in drawings

2: 무산소 회전원판반응기4: 질산화 회전원판반응기2: oxygen-free rotary disc reactor 4: nitric oxide rotary disc reactor

6: 내부순환조8: 최종 침전조6: internal circulation tank 8: final settling tank

10: 약품투입장치(인 제거용)10: Chemical input device (for phosphorus removal)

12: 내부순환조로부터 무산소 회전원판반응기로의 질산화혼합액의 반송 라인12: conveying line of nitric oxide mixture from internal circulation tank to oxygen-free rotary disc reactor

14: 최종 침전조로부터 무산소 회전원판반응기로의 슬러지의 반송 라인14: conveying line of sludge from the final settling tank to the anaerobic rotary disc reactor

16: 약품을 투입하여 침전된 잉여 슬러지 폐기 라인16: surplus sludge disposal line settled by chemical injection

본 발명은 무산소 및 질산화 회전원판반응기를 이용한 소규모 오ㆍ하수 및 폐수의 고도처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원수를 원판이 수중에 100% 침적된 무산소 회전원판반응기(2)로 유입시켜 질산성 질소를 탈질시키는 단계; 상기 탈질된 원수 전량을 질산화 회전원판반응기(4)로 이송시켜 암모니아성 질소를 질산화시키는 단계; 상기 질산화된 원수를 내부순환조(6)로 유입시키고 혼합시켜 용존산소(DO)를 소진시키는 단계; 상기 용존산소가 소진된 질산화혼합액의 일부를 무산소 회전원판반응기로 내부 반송시키는 단계(12); 상기 내부반송 후 나머지는 최종 침전조(8)로 이송시켜 약품을 투입(10)하여 고체와 액체로 분리한 후 상징수는 유출시키고 침전 슬러지의 일부를 무산소 회전원판반응기로 반송시키는 단계(14); 상기 슬러지반송 후 나머지는 잉여 슬러지 폐기로 인을 제거하는 단계(16)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소규모 오ㆍ하수 및 폐수의 고도처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for the advanced treatment of small-scale sewage and wastewater using anoxic and nitrifying rotary disc reactors, and more particularly, by introducing the raw water into the anoxic rotary disc reactor (2) in which the disc is 100% deposited in water. Denitrifying nitrate nitrogen; Transferring the entire denitrified raw water to the nitrification rotary disc reactor (4) to nitrate ammonia nitrogen; Introducing the nitrified raw water into the internal circulation tank (6) to mix the dissolved oxygen (DO); A step (12) of returning a portion of the dissolved oxygen-nitriding mixture exhausted to an oxygen-free rotary disc reactor; After the internal transfer, the remainder is transferred to the final settling tank (8), the chemicals are introduced (10), separated into solid and liquid, and the supernatant flows out, and a portion of the settling sludge is returned to the anaerobic rotary disc reactor (14); After the sludge transport, the rest is related to the small scale sewage and wastewater advanced treatment method comprising the step (16) of removing the phosphorus in the excess sludge disposal.

본 발명에 사용되는 무산소 회전원판반응기(2)는 모우터, 감속기, 커플링(coupling), 베어링 및 원판 단량체를 질산화 회전원판반응기(4)와 동일한 구동축에 단일축으로 유지한다. 따라서, 종래의 내부순환 탈질법과는 달리, 단일 샤프트(shaft) 중심 축으로부터 구동되는 단일 모우터 동력으로 회전원판을 수중에 100% 침적시킨 무산소 회전원판반응기(2)의 슬러지 교반과 탈질화반응 및 질산화 회전원판반응기(4)의 산소전달과 질산화 반응을 동시에 수행할 수 있다.The oxygen-free rotary disc reactor 2 used in the present invention maintains the motor, the reducer, the coupling, the bearing, and the disc monomer in a single axis on the same drive shaft as the nitrification rotary disc reactor 4. Therefore, unlike the conventional internal circulation denitrification, the sludge agitation and denitrification reaction of the oxygen-free rotary disc reactor 2 in which the rotary disc is 100% deposited in water with a single motor power driven from a single shaft center axis and The oxygen transfer and nitrification reaction of the nitrification rotary disc reactor 4 can be performed simultaneously.

또한, 무산소 회전원판반응기(2)는 2단(Stage)으로 제작하는데, 1단은 초기 유입원수 유입시 미생물의 과잉부착으로 인한 원판의 폐쇄현상을 방지하기 위하여 원판설치간격을 30∼40㎜로 넓게 제작하고, 2단은 유입부하조건에 따라 원판설치간격을 보통 10∼20㎜로 제작하여 설치한다. 이와 같이 하여 내부순환조(6)에서 반송되는 내부순환액내 용존산소를 저감시키고, 준호기성상태로 유지시켜 무산소 회전원판반응기(2)내 용존산소를 저감시킨다.In addition, the oxygen-free rotary disc reactor (2) is produced in two stages (stage), the first stage is the disc installation interval of 30 ~ 40㎜ to prevent the closing phenomenon of the disc due to the excess adhesion of microorganisms during the initial inflow of raw water inflow. It is manufactured widely and the second stage is usually manufactured by installing 10 ~ 20mm of disc installation interval according to the inflow load condition. In this way, the dissolved oxygen in the internal circulating liquid returned from the internal circulation tank 6 is reduced and maintained in a quasi-aerobic state to reduce the dissolved oxygen in the oxygen-free rotating disc reactor 2.

또한, 무산소 회전원판반응기(2)에서는 유입원수와 질산화 회전원판반응기(4) 후단의 내부 순환조(6)로부터 용존 산소가 소진된 내부반송수와 최종 침전조(8)의 반송슬러지가 유입된다. 유입된 원수의 암모니아성 질소는 무산소 회전원판반응기(2)를 거쳐 질산화 회전원판반응기(4)에서 질산화반응에 의해 질산성 질소로 변환되고 100∼200%의 내부 순환율에 의해 무산소 회전원판반응기로 내부반송된다. 또한 내부반송된 질산화혼합액은 유입수중에 포함된 전자공여체인 유기물질을 에너지원으로 하여 탈질미생물에 의해 질산성 질소가 질소가스로 환원되어 대기중으로 방출, 제거된다. 이 과정에서 재순환된 질산성 질소를 함유한 하수는 산소공급원으로 이용된다. 이 산소는 2차 처리수내에 잔류하는 BOD를 제거하기 위한 요소이며 이 과정에서 탈질과 BOD제거가 이루어진다. 무산소 회전원판반응기내로 유입된 BOD가 저농도이므로 최종 침전조(8)에서 반송된 침전 슬러지를 투입하여 완벽한 탈질이 일어날 수 있도록 영양원을 공급한다.In addition, in the oxygen-free rotary disc reactor 2, the inflow water and the internal sludge exhausted of dissolved oxygen and the return sludge of the final settling tank 8 are introduced from the internal circulation tank 6 at the rear end of the nitric oxide rotary disc reactor 4. The introduced ammonia nitrogen is converted into nitrate nitrogen by nitrification in the nitrogen-free rotary disc reactor (2) via an oxygen-free rotary disc reactor (2) and into the anoxic rotary disc reactor at an internal circulation rate of 100 to 200%. It is returned internally. In addition, the internal transported nitric oxide mixture is discharged and removed to the atmosphere by reducing the nitrate nitrogen to nitrogen gas by the denitrification microorganism by using the organic material which is an electron donor included in the influent water as an energy source. Sewage containing recycled nitrate nitrogen is used as an oxygen source in this process. This oxygen is an element to remove BOD remaining in the secondary treatment water, and denitrification and BOD removal are performed in this process. Since the BOD introduced into the anaerobic rotary disc reactor is low in concentration, the nutrient source is supplied to complete denitrification by inputting the settling sludge returned from the final settling tank (8).

이때 미생물은 대부분 원판에 부착되어 유지되며, 원판을 수중에 100% 침적시키고 외부 산소가 반응조로 유입되지 않도록 완전히 밀폐시킨다.At this time, most of the microorganisms are attached to the disk and remain, and the disk is deposited 100% in water and completely sealed so that external oxygen does not enter the reactor.

또한, 무산소 회전원판반응기(2)와 질산화 회전원판반응기(4)의 결합부는 쌍방향 금속 커플링에 의해 축방향으로 배열되도록 구성되어 있다. 이와 같은 쌍방향 커플링에 의해, 원판 결합부의 설치 및 운전을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 유지관리가 편리하게 된다. 또한, 쌍방향 금속 커플링 사이에 플라스틱 패킹이 삽입되어 있어 원판 결합부들 사이에서 커플링의 마찰, 마모 및 소음이 거의 발생되지 않는다. 또한, 회전축을 플라스틱 베어링 및 베어링 완충 지지부로 지지함으로써 소음과 부식현상을 방지할 수 있고, 회전원판의 급속 순간 구동과 축방향 흔들림에 의한 충격을 완화시킬 수 있다.In addition, the coupling portion of the oxygen-free rotary disc reactor 2 and the nitric oxide rotary disc reactor 4 is configured to be axially arranged by a bidirectional metal coupling. Such bidirectional coupling not only facilitates installation and operation of the disc coupling portion, but also facilitates maintenance. In addition, a plastic packing is inserted between the bidirectional metal couplings so that friction, wear and noise of the coupling are hardly generated between the disc coupling portions. In addition, by supporting the rotating shaft with the plastic bearing and the bearing buffer support portion, it is possible to prevent noise and corrosion, and to mitigate the impact caused by the rapid instantaneous driving of the rotating disk and the axial shaking.

본 발명의 무산소 회전원판반응기(2) 및 질산화 회전원판반응기(4)에 사용되는 회전원판의 재질은 폴리프로필렌이고, 표면 형상은 요철 및 굴곡이 없는 상태이다. 따라서, 표면 형상이 요철 및 굴곡이 없는 상태이므로 상기 폴리프로필렌 회전원판은 부착되는 미생물이 자체 부착 및 탈리가 쉽게 진행되는 자가청소(self cleaning) 기능을 나타내고, 활성이 강한 미생물만 원판에 얇게 부착 형성되므로 단위 하중을 최소화할 수 있어, 단일 구동축에 모터, 감속기, 커플링, 플라스틱 베어링 및 원판 결합부를 구성하고도 소요동력을 기존 설비보다 약 1/3 정도 줄일 수 있다.The material of the rotary disc used in the oxygen-free rotary disc reactor 2 and the nitrification rotary disc reactor 4 of the present invention is polypropylene, and the surface shape is free from irregularities and bends. Accordingly, since the surface shape is free from irregularities and bends, the polypropylene rotating disc exhibits a self-cleaning function in which microorganisms to be attached are easily attached and detached, and only active microorganisms are thinly formed on the disc. Therefore, the unit load can be minimized, and the power required can be reduced by about one third compared to the existing equipment even though the motor, the reducer, the coupling, the plastic bearing, and the disc coupling are configured on a single drive shaft.

이렇게 함으로써, 원판 매수를 높일 수 있고, 간격을 최소화할 수 있다. 또한, 활성이 없는 미생물을 두껍게 부착하지 않아 일시적인 미생물 탈리로 유출수 고형물질을 유발하는 문제가 없고 산소가 원판 표면에 형성된 얇은 미생물층으로 빠르게 전달된다.By doing this, the number of original plates can be increased and the gap can be minimized. In addition, the inert microorganisms do not attach thickly, so there is no problem of effluent solids caused by temporary microbial detachment and oxygen is rapidly delivered to the thin microbial layer formed on the surface of the disc.

질산화 회전원판반응기(4)에서는 상기 무산소 회전원판반응기(2)에서 탈질된 폐수 전량을 유입시켜 질산화시킨다. 본 발명에서 질산화 회전원판반응기(4)는 2단계로 구성된다. 전단은 무산소 회전원판반응기에서 탈질반응이 일어난 후에도 잔류하는 유기물질을 제거하기 위한 BOD 제거용 회전원판반응기이고, 후단은 잔류한 유기물질이 산화되고 난 후 암모니아성 질소를 질산성 질소로 산화시키기 위한 회전원판반응기로서 전단의 원판 설치방식과는 달리 원판의 매수가 많고 간격이 좁다.In the nitrification rotary disc reactor 4, the entire amount of denitrified waste water from the oxygen-free rotary disc reactor 2 is introduced to nitrify. In the present invention, the nitrification rotary disc reactor 4 is composed of two stages. The front end is a rotary disc reactor for removing BOD to remove organic substances remaining after denitrification reaction in the oxygen-free rotary disc reactor, and the second stage is for oxidizing ammonia nitrogen to nitrate nitrogen after the remaining organic substance is oxidized. Unlike the original disc installation method as a rotary disc reactor, the number of discs is large and the interval is narrow.

또한, 질산화 회전원판반응기(4)는 무산소 회전원판반응기(2)와는 달리 원판에 부착된 미생물량이 적다. 즉, 비성장속도가 빠른 유기물 제거용 종속영양미생물은 무산소 회전원판반응기(2) 또는 질산화 회전원판반응기(4)의 전단 부분인 BOD제거용 회전원판반응기에서만 부착성장하기 때문에, 비성장속도가 느린 질산화박테리아가 우점화된 질산화 회전원판반응기는 외관상 부착한 미생물이 적다. 질산화 박테리아가 정상적으로 활동하기 위해서는 온도 외에 용존 산소가 제한 인자로 작용하므로 용존 산소 농도를 높게 유지시켜야 한다.In addition, unlike the oxygen-free rotary disc reactor 2, the nitrification rotary disc reactor 4 has a small amount of microorganisms attached to the disc. In other words, the heterotrophic microorganism for rapid removal of organic matter grows only in the BOD removal rotary disc reactor, which is the front end of the anoxic rotary disc reactor (2) or the nitrification rotary disc reactor (4), and thus the slow growth rate Nitric oxide rotary disc reactors predominantly nitrifying bacteria have few microorganisms in appearance. In order for the nitrifying bacteria to function normally, the dissolved oxygen acts as a limiting factor in addition to the temperature, so the dissolved oxygen concentration must be maintained high.

또한, 회전원판의 회전속도는 18.85m/min(원주속도)로 비교적 빠르게 운전되어 폐수와 공기의 접촉시간을 충분히 유지시키며 질산화 회전원판반응기내 용존 산소농도(DO)는 2∼6 ㎎/L를 유지한다.In addition, the rotational speed of the rotating disk is relatively fast at 18.85m / min (circumferential speed) to maintain the contact time of the wastewater and air sufficiently, and the dissolved oxygen concentration (DO) in the nitric oxide rotating disk reactor is 2-6 mg / L. Keep it.

질산화 회전원판반응기(4) 후단에서 탈질조로 내부 반송될 경우 질산성 질소와 함께 고농도의 용존 산소가 반송되어 탈질조에서의 탈질 효율을 저감시키는 문제점이 있는 바, 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 내부 순환조(6)를 용존 산소가 미생물에 의해 소진되도록 부유상 무산소조건으로 질산화 회전원판반응기(4) 후단에 구성하였다. 질산화혼합액 내에 잔존한 용존 산소 농도는 2∼6mg/l(하절기 2∼4mg/l, 춘추기 3∼5mg/l, 동절기 4∼6mg/l)이다. 본 내부 순환조에서는 부유성장 시스템으로 운전하여 내생호흡에 의하여 상기 용존 산소를 소진시킨다. When the inner nitrate rotary disc reactor 4 is conveyed to the denitrification tank at the rear end, there is a problem of reducing the denitrification efficiency in the denitrification tank due to high concentration of dissolved oxygen being conveyed together with the nitrate nitrogen. The tank (6) was configured at the rear end of the nitrification rotary disc reactor (4) under suspended phase anoxic conditions so that dissolved oxygen was consumed by the microorganisms. The dissolved oxygen concentration remaining in the nitrification mixture is 2 to 6 mg / l (2 to 4 mg / l in summer, 3 to 5 mg / l in spring and 4 to 6 mg / l in winter). In this internal circulation tank, the dissolved oxygen is exhausted by endogenous respiration by operating in a floating growth system.

또한, 최종 침전조(8)에서는 내부 순환조(6)에서 무산소 회전원판반응기(2)로 반송되는 질산화 혼합액제외한 나머지의 질산화된 폐수를 유입시켜 약품투입장치(10)에서 응집제를 투입하여 침전시켜 고체와 액체로 분리시킨다. 이어서 상징수는 방류하고, 침전슬러지는 타이머에 의해 작동되는 펌프에 의해 10∼50% 범위에서 무산소 회전원판반응기(2)로 반송되며 일정한 주기로 슬러지를 인발, 폐기하여 인을 제거한다.In the final settling tank 8, the internal circulation tank 6 is returned to the oxygen-free rotary disc reactor 2 Nitrification mixtureofThe remaining nitrified wastewater was introduced, except that the flocculant was introduced in the chemical input device 10 to settle and separated into a solid and a liquid. Subsequently, the supernatant is discharged, and the settling sludge is returned to the anoxic rotary disc reactor 2 in the range of 10 to 50% by a pump operated by a timer, and the sludge is drawn and disposed at regular intervals to remove phosphorus.

약품투입장치를 통해 최종 침전조 전단에서 응집제 알럼(Al3+) 또는 철염(Fe3+)을 원수내의 용해성 인산성 인(soluble PO4 3--P) 농도에 대하여 1:1의 비율로 주입함으로써 슬러지 형성을 촉진시켜, 체류시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 과도한 인 부하를 방지할 수 있으며, 소규모 처리시설인 경우 인제거 속도가 빠르고 슬러지 발생량이 적으므로 소요부지를 최소화할 수 있는 장점이 있다.By injecting coagulant allum (Al 3+ ) or iron salt (Fe 3+ ) in the ratio of soluble PO 4 3- -P in raw water at the ratio of 1: 1 in the front of the final settling tank By promoting the formation of sludge, not only can shorten the residence time but also prevent excessive phosphorus load, and in the case of small-scale treatment facilities, there is an advantage of minimizing the required site since the phosphorus removal rate is fast and the amount of sludge generated is small.

또한, 질산화 회전원판반응기(4)내의 용존 산소를 최소화시킴으로서 탈질 효율을 낮추는 문제점을 부분적으로 개선할 수도 있는데, 반송 슬러지 내의 용존 산소는 부유성장 공정에서와 같이 공기량을 조절하는 방법을 사용할 수 없기 때문에, 예를 들면 원판회전속도와 DO 미터를 연동시키는 방법, 최종 침전조 슬러지를 내부 순환조로 외부 반송시켜 슬러지내 BOD를 에너지원으로 하여 유기물을 생물학적으로 산화하여 용존 산소를 소진시키는 방법 등이 채택될 수 있다.In addition, the problem of lowering the denitrification efficiency may be partially improved by minimizing the dissolved oxygen in the nitrate rotating disc reactor (4), since the dissolved oxygen in the conveying sludge cannot be used to control the amount of air as in the flotation growth process. For example, the method of linking the disk rotation speed and DO meter, the method of externally conveying the final sedimentation tank sludge to the internal circulation tank and oxidizing organic matter by biologically oxidizing organic matter using BOD in the sludge as an energy source can be adopted. have.

또한, 본 발명의 장치들은 일체형으로 제작하여 이동이 가능하도록 제작된 컨테이너(Container) 안에 설치할 수도 있고, 지하에 매설할 수 있도록(Subsoil Versions) 제작할 수도 있다. 따라서, 설치공간을 최소화하여 협소한 부지에서도 설치가 용이하며 주위 환경의 심미적인 경관에 영향을 주지 않으며 직사광선, 폭우 등으로부터 장치들을 보호할 수 있고 겨울철 기온 저하에 의한 처리효율의 감소를 줄일 수 있다.In addition, the apparatuses of the present invention may be installed in a container manufactured to be movable by integrally manufacturing, or may be manufactured to be buried underground (Subsoil Versions). Therefore, the installation space is minimized, so it is easy to install even in a narrow site, does not affect the aesthetic scenery of the surrounding environment, protects the devices from direct sunlight, heavy rain, etc., and reduces the reduction of treatment efficiency due to the decrease in winter temperature. .

도 3은 본 발명에 사용되는 각 반응조 및 반응 흐름의 일예를 나타내는 도면이다. 이들 반응조들은 도3에 나타낸 바와 같이, 무산소 회전원판반응기(2), 질산화 회전원판반응기(4), 내부 순환조(6), 최종 침전조(8) 및 약품투입장치(10)를 포함하여 이루어질 수 있다.3 is a view showing an example of each reactor and the reaction flow used in the present invention. These reactors may comprise an oxygen free rotary disc reactor (2), a nitric oxide rotary disc reactor (4), an internal circulation tank (6), a final settling tank (8) and a chemical injection device (10), as shown in FIG. have.

도 4는 본 발명에 사용되는 각 반응조를 일체형으로 제작하여 이동, 설치가 가능하도록 한 일예를 나타내는 도면이다.4 is a view showing an example in which each reaction tank used in the present invention is integrally manufactured to allow movement and installation.

도 5는 본 발명에 사용되는 각 반응조를 지하에 매설할 수 있도록 일체형으로 제작한 일예를 나타내는 도면이다.5 is a view showing an example of integrally manufactured so that each reaction tank used in the present invention can be buried underground.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. These examples are for illustrative purposes only, and the present invention is not limited thereto.

실시예Example

실시예 1Example 1

도3에 나타낸 바와 같이, 무산소 회전원판반응기(2), 질산화 회전원판반응기(4), 내부 순환조(6), 최종 침전조(8) 및 약품투입장치(10)로 구성되는 반응조들을 이용하여, 처리용량 20 m3/day이고, pH 6.7∼7.2, 질산화 회전원판반응기에서의 용존산소는 2∼6mg/l, 온도는 춘계/추계 15∼20℃, 하계 21∼25℃, 동계 8∼15℃인 운전조건에서, 2001년 7월 1일부터 12월 30일까지 약 6개월 동안 도시 하수를 정화하였다.As shown in Fig. 3, using an oxygen-free rotary disc reactor 2, a nitrification rotary disc reactor 4, an internal circulation tank 6, a final precipitation tank 8 and a chemical injection device 10, Treatment capacity 20 m 3 / day, pH 6.7-7.2, dissolved oxygen in nitrate rotating disc reactor, 2-6 mg / l, temperature: spring / estimated 15-20 ℃, summer 21-25 ℃, winter 8-15 ℃ In phosphorus operation, urban sewage was cleaned for about six months from July 1, 2001 to December 30, 2001.

원수의 평균 농도는 생물학적 산소요구량(SBOD) 73mg/l, 화학적 산소요구량(COD) 138mg/l, 부유물질(SS) 60mg/l, 총질소(TN) 27.8mg/l, 총인(TP) 3.1mg/l이었다.The average concentration of raw water is 73 mg / l of biological oxygen demand (SBOD), 138 mg / l of chemical oxygen demand (COD), 60 mg / l of suspended solids (SS), 27.8 mg / l of total nitrogen (TN), 3.1 mg of total phosphorus (TP) / l.

각 반응조의 구체적인 설비제원 및 운전조건을 하기 표1에 나타내었다.Specific equipment specifications and operating conditions of each reactor are shown in Table 1 below.

표 1. 각 반응조의 설비제원 및 운전조건Table 1. Equipment specifications and operating conditions of each reactor

반응조Reactor 설비제원equipment data 운전조건Operating conditions 비고Remarks 무산소회전원판반응기(2)Anaerobic Rotary Disc Reactor (2) 1단1 stage 크기: 0.37m x 1.34m x 1.97m부피: 0.5966m3디스크 수: 5개디스크 간격: 40mm체류시간(HRT): 43분Size: 0.37mx 1.34mx 1.97m Volume: 0.5966m 3 Number of disks: 5 disks Spacing: 40mm HRT: 43 minutes 디스크 직경: 1.2m회전속도: 5rpm질산성 질소 부하 :5g NO3-N/㎡·dayDisc diameter: 1.2m Rotational speed: 5rpm Nitric acid nitrogen load: 5g NO 3 -N / ㎡day 체류시간 :생물반응조(5.3시간)최종침전조(1.5시간)총체류시간(6.7시간)Retention time: Bioreactor (5.3 hours) Final sedimentation tank (1.5 hours) Total residence time (6.7 hours) 2단2-stage 크기: 1.61m x 1.34m x 1.97m부피: 1.9207m3디스크 수: 53개디스크 간격: 18mm체류시간(HRT): 138분Size: 1.61mx 1.34mx 1.97m Volume: 1.9207m 3 Number of disks: 53 disks Spacing: 18mm HRT: 138 minutes 질산화회전원판반응기(4)Nitric Oxide Rotary Disc Reactor (4) 1단1 stage 크기: 1.74m x 1.34m x 2.77m부피: 1.0189m3디스크 수: 70개디스크 간격: 18mm디스크 면적: 158.34m2체류시간(HRT): 69분Size: 1.74mx 1.34mx 2.77m Volume: 1.0189m 3 Number of discs: 70 discs Spacing: 18mm Disc area: 158.34m 2 HRT: 69 minutes 디스크 직경: 1.2m회전속도: 5rpm암모니아성 질소 부하 :2g NH4-N/㎡·daypH 6.7∼6.9DO 2∼6mg/lDisc diameter: 1.2 m Rotational speed: 5 rpm Ammonia nitrogen load: 2 g NH 4 -N / m2 · day pHH 6.7 to 6.9 DO 2 to 6 mg / l 2단2-stage 크기: 1.74m x 1.34m x 2.77m부피: 1.0189m3디스크 수: 70개디스크 간격: 18mm디스크 면적: 158.34m2체류시간(HRT): 69분Size: 1.74mx 1.34mx 2.77m Volume: 1.0189m 3 Number of discs: 70 discs Spacing: 18mm Disc area: 158.34m 2 HRT: 69 minutes 내부순환조(6)Internal circulation tank (6) 크기: 1.2m x 0.5m x 1.0m체류시간(HRT): 45분Size: 1.2m x 0.5m x 1.0mHRT: 45 minutes 내부반송: 100∼200%수중교반기(무산소 부유상공정)DO < 3mg/lpH 6.8∼7.1Internal transfer: 100-200% underwater stirrer (oxygen-free floating phase process) DO <3mg / lpH 6.8-7.1 최종침전조(8)Final sedimentation tank (8) 부피: 1.25m3체류시간(HRT): 1.5시간Volume: 1.25 m 3 HRT: 1.5 h 슬러지반송:10∼50%Sludge return: 10-50% 약품투입장치(10)Chemical input device (10) 약품탱크(P.E) : 200L x 1SET약품펌프(DIAPHRAGM) :0.2kw L x 60 cc/min x 15A x 1SET:Chemical tank (P.E): 200L x 1SET Chemical pump (DIAPHRAGM): 0.2kw L x 60 cc / min x 15A x 1SET:

[무산소 회전원판반응기(2)][Anoxic Rotary Disc Reactor (2)]

초기 유입원수 유입시 미생물의 과잉부착으로 인한 원판의 폐쇄현상을 방지하기 위하여 무산소 회전원판반응기 1단(Stage)의 원판설치간격은 40㎜로 6매를 제작하여 설치한다. 무산소 회전원판반응기 1단은 내부순환조에서 반송되는 내부순환액내 용존산소를 저감시키며 또한, 준호기성상태로 유지되어 무산소 회전원판반응기내 용존산소를 저감시키는 역할을 한다. 무산소 회전원판반응기 2단의 원판간격은 보통 유입부하조건에 따라 18㎜로 제작한다.In order to prevent the closing of the disc due to the excessive adhesion of microorganisms during the inflow of initial inflow water, 6 plates of 40 mm are installed and installed in the first stage of anoxic rotary disc reactor. The first stage of the anaerobic rotary disc reactor reduces the dissolved oxygen in the internal circulating fluid returned from the internal circulation tank and is maintained in a quasi-aerobic state to reduce the dissolved oxygen in the anaerobic rotary disc reactor. The disc spacing of the two stages of oxygen-free rotary disc reactor is usually manufactured to 18mm according to the inflow load condition.

반응조 내 pH는 7.2 ±0.2, DO는 0.5mg/l이하, 산화환원전위(ORP)는 -24∼-151mV로 나타났다.PH of the reactor was 7.2 ± 0.2, DO was 0.5 mg / l or less, and the redox potential (ORP) was -24 to -151 mV.

[질산화 회전원판반응기(4)]Nitric Oxide Rotary Disc Reactor (4)

회전원판의 회전속도는 5rpm(원주속도 18.85m/min)으로 비교적 빠르게 운전시켜 폐수와 공기의 접촉시간을 충분히 유지시키며, 회전원판반응조내 용존 산소농도(DO)는 보통 2∼6 ㎎/L를 유지한다.The rotational speed of the rotating disk is 5rpm (circumferential speed 18.85m / min) to operate relatively fast to maintain the contact time of the waste water and air sufficiently, and the dissolved oxygen concentration (DO) in the rotating disk reactor is usually 2-6 mg / L. Keep it.

회전원판법에서 질산화 반응은 유기물질 농도가 BOD 기준으로 15mg/l이하로 유지되어야만 원활한 질산화 반응이 진행된다. 본 실시예에서는 DO 2∼6mg/l, pH 6.7∼6.9로 유지되었다.In the rotational disc method, the nitrification reaction is only progressed when the organic substance concentration is maintained at 15 mg / l or less based on BOD. In this example, DO was maintained at 2-6 mg / l, pH 6.7-6.9.

본 질산화 회전원판반응기(4)에서 내부 순환조(6)로 유입되는 질산화혼합액은 용존 산소가 2∼6mg/l이다.The nitrification mixture flowing into the internal circulation tank 6 from the nitrification rotary disc reactor 4 has dissolved oxygen of 2 to 6 mg / l.

[내부 순환조(6)][Internal circulation tank (6)]

질산화 회전원판반응기(4)로부터 유입된 질산화혼합액내에 잔류한 용존 산소를 소진시킨다. 본 반응조(6)의 용존 산소는 < 3mg/l로 유지되며, pH는 6.8∼7.1이다.The dissolved oxygen remaining in the nitrification mixture flowing from the nitrification rotary disc reactor 4 is exhausted. The dissolved oxygen of this reactor 6 is maintained at <3 mg / l, and pH is 6.8-7.1.

[최종 침전조(8)][Final settling tank (8)]

본 실시예에서는 수리학적 체류시간이 1.5시간인 원형침전조를 사용하였다.In this example, a circular settler with a hydraulic retention time of 1.5 hours was used.

[약품투입장치(10)][Drug injection device (10)]

본 실시예에서는 200L의 약품탱크와 0.2kw L × 60 cc/min ×15A의 약품펌프(DIAPHRAGM; 천세산업 제품)를 사용하였다. 약품투입장치(10)를 통해 응집제 알럼(Al3+)을 원수내의 용해성 인산성 인(soluble PO4 3--P) 농도에 대하여 1:1의 비율로 최종 침전조 전단에 주입시켜 최종 침전조(8)에서 고체와 액체로 분리시킨 후, 상징수는 방류하였다. 이때 침전슬러지는 타이머에 의해 작동되는 펌프에 의해 10∼50% 범위에서 무산소 회전원판반응기로 반송되며 매 1∼3시간마다 주기적으로 슬러지를 인발, 폐기하여 인을 제거한다.In this example, a 200L chemical tank and a 0.2kw L × 60 cc / min × 15A chemical pump (DIAPHRAGM) were used. The coagulant alum (Al 3+ ) is injected into the final settling tank front end in a ratio of 1: 1 with respect to the concentration of soluble PO 4 3- -P in the raw water through the chemical input device 10, and the final settling tank (8 After separation into solid and liquid, the supernatant was discharged. At this time, the sludge is returned to the oxygen-free rotary disc reactor in the range of 10 to 50% by a pump operated by a timer, and the sludge is drawn out and discarded periodically every 1 to 3 hours to remove phosphorus.

[처리 결과][Processing result]

상기와 같이, 본 발명의 방법에 따라 처리용량 20m3/day 규모로 도시 하수를 처리한 결과는 하기 표 2와 같다.As described above, the result of treating the municipal sewage with a treatment capacity of 20 m 3 / day according to the method of the present invention is shown in Table 2 below.

표 2. 본 실시예의 유입수질과 처리수질Table 2. Influent and treated water quality of this example

항목Item 유입수질(mg/l)Influent Quality (mg / l) 처리수질(mg/l)Treatment water quality (mg / l) 비고Remarks 생물학적 산소요구량(SBOD)Biological Oxygen Demand (SBOD) 7373 8 이하8 or less 화학적 산소요구량(COD)Chemical oxygen demand (COD) 138138 23 이하23 or less 부유물질(SS)Suspended solids (SS) 6060 7 이하7 or less 총질소(TN)Total nitrogen (TN) 27.827.8 8 이하8 or less 총인(TP)Total Person (TP) 3.13.1 1.0 이하1.0 or less

실시예 2Example 2

내부순환율에 따른 탈질 효율을 비교하기 위해, 순환유량을 10∼50 ㎥로 변화시키면서 그에 따라 탈질효율의 변화를 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.In order to compare the denitrification efficiency according to the internal circulation rate, the change of the denitrification efficiency was measured while changing the circulation flow rate to 10-50 m 3. The results are shown in Table 3.

표 3. 내부순환율에 따른 탈질 효율Table 3. Denitrification Efficiency According to Internal Circulation Rate

내부순환율Internal circulation rate 순환유량(㎥)Circulating flow rate (㎥) 탈질효율(%)Denitrification Efficiency (%) 비고Remarks 50 %50% 1010 4545 100 %100% 2020 6767 150 %150% 3030 7878 200 %200% 4040 8686 250 %250% 5050 8181

실시예 3Example 3

수중에 100% 침적되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 무산소 회전원판 반응기의 하수처리효율을 종래의 기술인 부유상 무산소조의 하수처리효율과 비교해 보기 위해, 부유상 무산소조와 본 발명에 따른 무산소 회전원판 반응기를 각각 설치하고 동일한 조건에서 하수를 처리한 후, BOD 제거율, 탈질율 및 체류시간을 측정하였다. 그 결과를 비교하여 보면 표 4와 같다.In order to compare the sewage treatment efficiency of the oxygen-free rotary disc reactor according to the present invention, which is 100% deposited in water, compared to the sewage treatment efficiency of the floating-phase anaerobic tank, which is a conventional technique, the floating-phase anoxic tank and the oxygen-free rotary disc reactor according to the present invention. After each installation and sewage treatment under the same conditions, BOD removal rate, denitrification rate and residence time were measured. Comparing the results are shown in Table 4.

표 4. 부유상 무산소조와 본 발명의 무산소 회전원판반응기의 탈질율 비교Table 4. Comparison of Denitrification Rate of Floating Bed Anaerobic Tank and Oxygen-free Rotary Disk Reactor of the Present Invention

항목Item 부유상 무산소조Floating phase anaerobic tank 무산소 회전원판반응기Anaerobic Rotary Disc Reactor 비고Remarks BOD 제거율(%)BOD removal rate (%) 5757 7575 탈질율(%)Denitrification Rate (%) 6969 8686 체류시간(시간)Residence time (hours) 3.563.56 2.932.93

실시예 4Example 4

종래의 오·하수 및 폐수처리방법과 본 발명에 따른 처리방법에 있어서 슬러지 혼합 및 산소전달에 소요되는 동력을 비교하여 보기 위해, 각각의 송풍기 및 교반기의 소요전력을 측정하고, 그 결과를 표 5에 나타내었다.In order to compare the power required for sludge mixing and oxygen transfer in the conventional sewage and wastewater treatment methods and the treatment method according to the present invention, the power consumption of each blower and agitator is measured, and the results are shown in Table 5 below. Shown in

표 5. 슬러지혼합 및 산소전달에 소요되는 동력(50톤/일 기준, 원수는 동일함)Table 5. Power required for sludge mixing and oxygen delivery (50 ton / day, raw water is the same)

구분division 혐기/무산소/호기 방식Anaerobic / anaerobic / aerobic system 종래의 회전원판 반응조Conventional Rotating Disc Reactor 본 발명의 방법Method of the invention 비고Remarks 송풍기air blower 5.25kW5.25 kW 0kW0kW 0kW0kW -- 교반기agitator 040 + 0.40 + 0.40040 + 0.40 + 0.40 0.75 + 1.5kW0.75 + 1.5 kW 0.90kW0.90kW 반송은 동일Bounce is the same 합계Sum 6.45kW6.45kW 2.20kW2.20kW 0.90kW0.90kW

이상의 결과로부터도 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법을 사용하면, 생물반응조의 수리학적 체류시간(HRT)이 5.2시간인 짧은 시간 내에 오·하수 및 폐수를 효율적으로 처리할 수 있으며, 기존의 부유성장에 따른 처리방법과 비교하여 처리효율은 높이면서 운전관리비는 1/3∼1/5로 줄일 수 있다.As can be seen from the above results, by using the method according to the present invention, the sewage and wastewater can be efficiently treated within a short time when the hydraulic retention time (HRT) of the bioreactor is 5.2 hours. Compared with the treatment method due to the floating growth, the operating efficiency can be reduced to 1/3 to 1/5 while the treatment efficiency is increased.

본 발명에 따른 방법은, 회전원판의 재질로서 폴리프로필렌을 사용하고 원판을 수중에 100% 침적시킨 무산소 회전원판반응기 및 수중에 40% 침적시킨 질산화 회전원판반응기를 오·하수 및 폐수 처리에 적용함으로써 수리학적 체류시간을 줄일 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 또한, 무산소 회전원판반응기의 슬러지 교반과 탈질화반응 및 질산화 회전원판반응기의 산소전달과 질산화반응을 단일 모우터 동력으로 동시에 수행하므로, 오·하수 및 폐수 처리에 소요되는 운전관리비를 줄일 수 있다.The method according to the present invention uses polypropylene as a material for the rotating disc, and an oxygen-free rotary disc reactor in which 100% of the disc is deposited in water and a nitric oxide rotary disc reactor in which 40% is deposited in water is applied to sewage and wastewater treatment. Hydraulic retention time can be reduced. The method according to the present invention also performs sludge agitation and denitrification of the anoxic rotary disc reactor, and oxygen transfer and nitrification of the nitrification rotary disc reactor at the same time with a single motor power. Reduced administrative costs

또한, 본 발명에 따른 오·하수 및 폐수의 처리방법에 사용되는 장치들은 일체형으로 제작하여 이동이 가능한 컨테이너 안에 설치할 수도 있고, 지하에 매설할 수 있도록 제작하는 것도 가능하므로, 본 발명에 따른 오·하수 및 폐수의 처리방법은 협소한 부지에서도 적용이 용이하며, 주위 환경의 심미적인 경관에 영향을 주지 않으며, 직사광선, 폭우 등으로부터 장치들을 보호할 수 있어 겨울철 기온 저하에 의한 처리효율의 감소를 줄일 수 있다.In addition, the devices used in the method for treating sewage and wastewater according to the present invention may be installed in a container that can be manufactured as a single piece and can be manufactured so as to be buried underground. Sewage and wastewater treatment methods are easy to apply on narrow sites, do not affect the aesthetic landscape of the surrounding environment, and protect devices from direct sunlight, heavy rain, etc. Can be.

Claims (4)

하기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전원판을 이용한 소규모 오ㆍ하수 및 폐수의 처리방법:Small-scale sewage and wastewater treatment method using a rotating disc comprising the following: 오ㆍ하수 및 폐수를 원판이 수중에 100% 침적된 무산소 회전원판반응기로 유입시켜 질산성 질소를 탈질시키는 단계;Introducing sewage and wastewater into an anoxic rotary disc reactor in which the disc is 100% deposited in water to denitrate nitrate nitrogen; 상기 탈질된 원수 전량을 질산화 회전원판반응기로 이송시켜 암모니아성 질소를 질산화시키는 단계;Transferring the entire denitrified raw water to a nitrification rotary disc reactor to nitrify ammonia nitrogen; 상기 질산화된 원수를 내부순환조로 유입시키고 혼합시켜 용존산소(DO)를 소진시키는 단계;Introducing the nitrified raw water into an internal circulation tank and mixing the dissolved oxygen (DO); 상기 용존산소가 소진된 질산화혼합액의 일부를 무산소 회전원판반응기로 내부 반송시키는 단계;Conveying a part of the nitric oxide mixture in which the dissolved oxygen is exhausted to an oxygen-free rotary disc reactor; 상기 내부반송 후 나머지는 최종 침전조로 이송시켜 약품을 투입하여 고체와 액체로 분리한 후 상징수는 유출시키고 침전 슬러지의 일부를 무산소 회전원판반응기로 반송시키는 단계; 및After the internal transfer, the rest is transferred to the final sedimentation tank, chemicals are added to separate the solid and liquid, and the supernatant is discharged, and a part of the settling sludge is returned to the oxygen-free rotary disc reactor; And 상기 슬러지반송 후 나머지는 잉여 슬러지 폐기로 인을 제거하는 단계.Removing the phosphorus by the remaining sludge disposal after the sludge transport. 제1항에 있어서, 무산소 회전원판반응기의 탈질화반응 및 질산화 회전원판반응기의 질산화반응이 단일 모우터 동력으로 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 처리방법.The process according to claim 1, wherein the denitrification reaction of the anoxic rotary disc reactor and the nitrification reaction of the nitrification rotary disc reactor are performed simultaneously with a single motor power. 제1항 또는 2항에 있어서, 일체형으로 제작하여 이동이 가능한 컨테이너 안에 설치되거나, 지하에 매설할 수 있도록 제작된 처리장치에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 처리방법.The treatment method according to claim 1 or 2, wherein the treatment method is performed by a treatment apparatus which is installed in a container which is manufactured by being integrated and movable or embedded in the basement. 제1항 또는 2항에 있어서, 무산소 회전원판 반응기 또는 질산화 회전원판 반응기의 회전원판이 폴리프로필렌 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 처리방법.The method of claim 1 or 2, wherein the rotating disc of the oxygen-free rotating disc reactor or the nitric oxide rotating disc reactor is made of a polypropylene material.
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