KR20040018605A - Apparatus for Treatment of Domestic Wastewater Combining Continuous SBR and Contact Aeration Tank and Method Therefor Using the Apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연속 회분식 단일 반응조와 접촉 폭기조를 조합한 하수 처리 장치 및 이를 이용하여 생활 하수중의 유기 물질 및 영양소를 보다 효율적으로 제거할 수 있는 하수 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage treatment apparatus combining a continuous batch single reactor and a contact aeration tank, and to a sewage treatment method capable of more efficiently removing organic substances and nutrients in domestic sewage using the same.
1975년 중랑천에 현대식 하수 처리장이 국내 최초로 도입된 이래 수많은 처리공정이 우리나라 하수 처리에 적용되어 왔으나, 과거 처리공정의 경우 유기물질을 제거하는 처리공정이 주를 이루었다. 그러나, 상수원수 대부분을 지표수에 의존하고 있는 우리나라의 경우 식수용 댐의 건설이 필수적인데, 지표수를 저류하는 단계에서 영양소의 유입은 부영양화의 원인이 되는 것으로 알려져 있다.Since the first modern sewage treatment plant was introduced in Jungnangcheon in 1975, a number of treatment processes have been applied to sewage treatment in Korea. However, in the past, the treatment process to remove organic substances has been mainly used. However, in Korea, where most of the water is dependent on surface water, the construction of a dam for drinking water is essential. It is known that inflow of nutrients is a cause of eutrophication during the storage of surface water.
따라서, 우리 나라에서도 90년대 이후 영양소 제거공정에 대한 관심이 커짐에 따라 하수 처리장에 영양소 제거공정이 실험적으로 운용되고 있고, 이에 대한 많은 연구가 진행중이다.Therefore, as the interest in the nutrient removal process has increased in our country since the 1990s, the nutrient removal process has been experimentally operated in sewage treatment plants, and many studies are being conducted on this.
영양소 제거 공정은, 이미 알려진 바와 같이, 혐기성, 호기성 및 무산소 조건을 거치면서 미생물의 분해작용을 이용하여 영양소를 제거하는 생물학적 영양소 제거 공정과, 화학적 응집에 의한 영양소 제거 공정으로 나눌 수 있다. 생물학적 영양소 제거 공정중에서 회분식 반응조 (SBR; Sequencing Batch Reactor)는 단일 반응조에서 폐수를 유입 및 유출시키고, 무산소 조건, 혐기성 조건, 호기성 조건을 단일 반응조내에서 연속 구현할 수 있는 반응조이다. SBR은 여러 가지 공정이 연속적으로 일어날 수 있도록 변형할 수 있으며, 단속 반응조(Intermittent Reactor), 유입-유출 반응조(Fill-and-Draw Reactor)라 부르기도 한다.The nutrient removal process can be divided into the biological nutrient removal process which removes nutrients using the decomposition of microorganisms through anaerobic, aerobic, and anoxic conditions, and the nutrient removal process by chemical aggregation as already known. Sequencing Batch Reactor (SBR) during the biological nutrient removal process is a reactor capable of introducing and discharging wastewater in a single reactor, and continuously implementing anoxic conditions, anaerobic conditions, and aerobic conditions in a single reactor. SBR can be modified to allow several processes to occur continuously, also called Intermittent Reactor or Fill-and-Draw Reactor.
실제로 SBR은 20세기 초에 개발되었으나 환경분야에 실용화되지 못하던 중, 최근에 주변 자동화기술의 발달로 큰 호응을 얻고 있다. SBR은 활성 슬러지의 공간 개념을 시간 개념으로 바꾼 공정으로, 일반적으로 아래의 다섯 단계로 운전되고 있다.In fact, SBR was developed in the early 20th century, but it has not been put to practical use in the field of environment. SBR is a process that converts the spatial concept of activated sludge into the concept of time, and is generally operated in the following five steps.
(1) 유입(Fill) 단계는 페수가 반응조로 유입되면서 미생물과 접촉하여 폐수에 함유된 유기물질 및 영양소의 생물학적 분해가 시작되며, 유효 부피에 이르면끝난다. 유입 방법으로는 혼합 유입, 무혼합 유입, 폭기 유입을 들 수 있다.(1) The fill stage is the wastewater flows into the reaction tank and comes into contact with microorganisms to start the biodegradation of organic substances and nutrients contained in the wastewater. Inflow methods include mixed inflow, mixed inflow, and aeration inflow.
(2) 반응(React) 단계는 유입기에서 유입된 오염 물질을 제거하는 단계로, 호기(Oxic), 무산소(Anoxic), 혐기(Anaerobic) 단계을 적절히 조합하여 유기물질과 질소, 인을 제거한다.(2) React step removes contaminants introduced from the inlet, and removes organic substances, nitrogen, and phosphorus by using a combination of aerobic, anoxic and anaerobic steps.
(3) 침전(Settle) 단계는 반응조내에서 고액 분리가 이루어져 처리물과 미생물이 침전물로서 분리되는 단계이다.(3) The settle step is a step in which solid-liquid separation is performed in the reaction tank to separate the treated material and the microorganism as a precipitate.
(4) 유출(Draw) 단계는 침전된 슬러지의 교란 없이 고액 분리로부터 얻어진 상징액을 배출하는 단계이다.(4) The draw step is to discharge the supernatant obtained from the solid-liquid separation without disturbing the precipitated sludge.
(5) 휴지(Idle) 단계는 꼭 필요하지는 않지만, 슬러지를 배출하거나 여러 개의 반응조를 이용할 경우에 적용되며, 다양하게 응용하여 효율을 증대시킬 수 있다.(5) Idle step is not necessary, but is applied when the sludge is discharged or using a plurality of reactors, it can increase the efficiency by various applications.
SBR을 이용한 영양소의 제거는 1980년대부터 그 연구가 시작되었으며, 마닝(Manning)과 어빈(Irvine) 등에 의해 생물학적 인 제거의 특성이 연구되었는 바, 유입기에서 질산염(nitrate)과 DO의 제거가 중요하며 혐기성 기간을 잘 조절해주는 것이 제거 효율 증대에 중요한 것으로 알려져 있다 [Manning, J, F. and R.C. Irvine, (1985), The Biological Removal of Phosphorus in a Sequencing Batch Reactor, JWPCF , 67, pp.87-94].The removal of nutrients using SBR began in the 1980s, and the characteristics of biological removal were studied by Manning and Irvine. Therefore, the removal of nitrate and DO from the inlet is important. And control of anaerobic period is known to be important for increasing removal efficiency [Manning, J, F. and RC Irvine, (1985), The Biological Removal of Phosphorus in a Sequencing Batch Reactor, JWPCF , 67, pp.87- 94].
버나드(Barnard)의 문헌 [Barnard, J. L., (1975), Biological Nutrient Removal without Addition of Chemical, Water Research, 9, pp. 486-490]에 따르면, 질산염(nitrate)이 인 제거능력을 저하시킨다는 점이 제기되었는데, 이는 질산염이 반응조내에서 혐기성 스트레스(anaerobic stress)를 감소시키기 때문이라 하였다. 혐기조로 질산염이 유입되면, 폴리-p 미생물이 질산염의 탈질에 의해 인 제거에 필요한 유기물을 소모하므로 인 제거가 감소된다는 것이다.Barnard, Barnard, JL, (1975), Biological Nutrient Removal without Addition of Chemical, Water Research, 9, pp. 486-490, it has been suggested that nitrate reduces phosphorus removal, because nitrate reduces anaerobic stress in the reactor. When nitrate is introduced into the anaerobic tank, the phosphorus removal is reduced because the poly-p microorganism consumes the organic matter necessary for phosphorus removal by nitrate denitrification.
따라서, 본 발명의 목적은 연속 회분식 단일 반응조를 침전 폭기조와 조합한 하수 처리 장치를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a sewage treatment apparatus in which a continuous batch single reactor is combined with a precipitation aeration tank.
본 발명의 다른 목적은 생활 하수 중의 유기 물질 및 영양소를 보다 효율적으로 제거할 수 있는 하수 처리 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a sewage treatment method capable of more efficiently removing organic substances and nutrients in domestic sewage.
도 1은 본 발명에 따른 연속 회분식 반응조와 접촉 폭기조를 조합한 하수 처리 방법의 공정도를 나타내며, 이 때 저류조 및 중간 침전조는 선택적으로 포함할 수 있고, 반송 라인은 접촉 폭기조 또는, 존재하는 경우 중간 침전조로부터 연속 회분식 단일 반응조에 연결된다.1 shows a process diagram of a sewage treatment method combining a continuous batch reactor and a contact aeration tank according to the present invention, wherein the storage tank and the intermediate sedimentation tank may optionally be included, and the conveying line may be a contact aeration tank or, if present, an intermediate sedimentation tank. From a continuous batch single reactor.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 연속 회분식 반응조와 접촉 폭기조를 조합한 하수 처리 공정1: Sewage Treatment Process Combining Continuous Batch Reactor and Contact Aeration Tank
2: 저류조2: reservoir
3: 연속 회분식 단일 반응조3: continuous batch single reactor
4: 접촉 폭기조4: contact aeration tank
5: 중간 침전조5: medium sedimentation tank
6: 정량 펌프6: metering pump
7: 정량 펌프 타이머7: metering pump timer
8, 14: 공기 공급 장치8, 14: air supply
9: 공기 공급 장치 타이머9: air supply timer
10: 혼합기10: mixer
11: 혼합기 타이머11: mixer timer
12: 혼합기 프로펠러12: Mixer Propeller
13, 16: 산기관13, 16: diffuser
15: 접촉 여재15: contact media
17: 반송 펌프17: return pump
18: 반송 펌프 타이머18: Return Pump Timer
19: 잉여 슬러지 폐기구19: Surplus Sludge Disposal
20: 최종 유출수20: final runoff
21: 반송 라인21: return line
본 발명의 하수 처리 장치는,Sewage treatment apparatus of the present invention,
하부에 장착된 유입구, 혼합기와 연결된 프로펠러, 공기 공급 장치와 연결된 산기관, 잉여 슬러지를 폐기하는 폐기구, 및 상부에 장착된 유출구가 구비되어 있으며, 하수를 중력에 의해 분리하는 침전 조건, 하수의 유입/유출 조건, 질산성 질소를 질소로 환원하는 무산소 조건, 탈질 미생물이 인을 용출시키는 혐기성 조건, 질소의 질산화 및 인의 과잉 섭취에 의한 미생물의 증식이 일어나는 호기성 조건이 순차적으로 반복 적용되는 연속 회분식 단일 반응조,It has an inlet mounted at the bottom, a propeller connected to the mixer, a diffuser connected to the air supply unit, a waste outlet for discharging excess sludge, and an outlet mounted at the upper side, and sedimentation conditions for separating sewage by gravity, Continuous batch type with repeated application of inflow / outflow conditions, anoxic conditions for reducing nitrate nitrogen to nitrogen, anaerobic conditions in which denitrified microorganisms elute phosphorus, and aerobic conditions in which microbial growth occurs due to nitrification of nitrogen and excess intake of phosphorus Single reactor,
상부에 장착된 유입구 및 유출구, 산기관과, 미생물이 부착된 접촉 여재가 구비되어 있으며, 상기 연속 회분식 단일 반응조로부터 유입된 하수에 대해 추가의 생물학적 처리를 수행하는 접촉 폭기조, 및A contact aeration tank equipped with an upper inlet and an outlet, a diffuser and a contact medium with microorganisms attached thereto, and performing additional biological treatment on the sewage introduced from the continuous batch single reaction tank, and
접촉 폭기조로부터의 유출수를 상기 연속 회분식 단일 반응조로 반송하기 위한 반송 라인Conveying line for returning the effluent from the contact aeration tank to the continuous batch single reactor
을 포함한다.It includes.
상기 하수 처리 장치는 임의로, 하수를 저장하는 저류조를 더 포함할 수 있다.The sewage treatment apparatus may optionally further include a storage tank for storing sewage.
또한, 상기 하수 처리 장치는, 임의로, 반송 라인과 연결된 침전 슬러리 배출구 및 상부에 장착된 상징액 유출구가 구비되어 있으며, 상기 접촉 폭기조로부터의 유입수를 중력에 의해 분리하는 중간 침전조를 더 포함할 수 있다.In addition, the sewage treatment apparatus, optionally, the sediment slurry outlet connected to the conveying line and the supernatant liquid outlet mounted on the upper portion, and may further include an intermediate sedimentation tank for separating the inflow water from the contact aeration tank by gravity.
또한, 상기 본 발명의 하수 처리 장치를 이용한 하수 처리 방법은,In addition, the sewage treatment method using the sewage treatment apparatus of the present invention,
i) (a) 유입 하수를 중력에 의해 미생물 및 피처리물을 포함하는 제1 침전 슬러지층과 제1 상징액으로 분리하는 침전 단계, (b) 반응조 하층부의 유입구를 통해 제1 침전 슬러지층에 하수를 균일 유입시키는 동시에 이 유입량에 상응하는 양의 제1 상징액은 상층부의 유출구를 통해 유출시키는 유입/유출 단계, (c) 유입 하수중의 질산성 질소(NOx-N)를 탈질 미생물과의 접촉 활성화를 통해 질소(N2)로 환원시키는 무산소 단계, (d) 상기 무산소 단계를 경유한 하수중에 존재하는 탈질 미생물로부터 인을 용출시키는 혐기성 단계, 및 (e) 회분식 반응조에 공기를 공급하여, 유기물질을 이용한 질소의 질산화 및 인을 과잉섭취한 미생물의 증식을 제공하는 동시에 인을 과잉 섭취한 미생물을 폐기하는 호기성 단계를 순차적으로 반복 수행하는 연속 회분식 단일 반응조 단계와,i) (a) sedimentation step of separating the influent sewage into the first sedimentation sludge layer and the first supernatant containing microorganisms and the object to be treated by gravity, (b) sewage to the first sedimentation sludge layer through the inlet of the lower part of the reactor Inflow and outflow step of uniformly flowing the first supernatant in an amount corresponding to the inflow amount through the outlet of the upper layer, and (c) activating the contact of the nitric acid nitrogen (NOx-N) in the inflow sewage with the denitrifying microorganism. Oxygen-free step of reducing to nitrogen (N 2 ) through, (d) Anaerobic step of eluting phosphorus from the denitrification microorganisms present in the sewage via the anoxic step, and (e) Supplying air to the batch reactor, organic material Batch Single Reaction for the Nitrification of Nitrogen and Proliferation of Phosphorus-Ingested Microorganisms, and the Repeated Aerobic Step of Discarding Phosphorus-Ingested Microorganisms Joe steps,
(ii) 상기 연속 회분식 단일 반응조로부터의 유출수 중에 여전히 존재하는피처리물을 공기 공급과 접촉여재에 부착된 미생물에 의해 추가로 생물학적 처리하는 접촉 폭기조 단계와,(ii) a contact aeration tank step for further biological treatment of the to-be-processed material still present in the effluent from the continuous batch single reactor by the microorganisms attached to the air supply and contact media;
(iii) 상기 접촉 폭기조로부터 나온 유출수를 상기 연속 회분식 단일 반응조에 반송하는 단계(iii) returning the effluent from the contact aeration tank to the continuous batch single reactor
를 포함한다.It includes.
상기 하수 처리 방법은 임의로, 저류조를 더 포함하는 하수 처리 장치를 이용할 수 있다.The sewage treatment method may optionally use a sewage treatment apparatus further including a storage tank.
또한, 상기 하수 처리 방법은, 임의로, 상기 (ii) 접촉 폭기조 단계로부터 나온 유출수를 탈리된 미생물 및 피처리물을 포함하는 제2 침전 슬러리와 제2 상징액으로 분리하고, 제2 상징액은 유출시키는 중간 침전조 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the sewage treatment method, optionally, (ii) separating the effluent from the contact aeration tank step into a second precipitate slurry and a second supernatant containing desorbed microorganisms and the object, and the second supernatant is discharged It may further comprise a settling tank step.
이하, 본 발명을 본 명세서에 첨부된 도면과 실시예로써 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and examples.
도 1을 참조하면, 본 발명의 하수 처리 장치(1)는 저류조(2), 연속 회분식 반응조(3), 접촉 폭기조(4), 중간 침전조(5) 및 반송 라인(21)으로 크게 구분되며, 이 때 저류조(2)와 중간 침전조(5)는 선택적으로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the sewage treatment apparatus 1 of the present invention is largely divided into a storage tank 2, a continuous batch reaction tank 3, a contact aeration tank 4, an intermediate sedimentation tank 5, and a conveying line 21. At this time, the storage tank (2) and the intermediate settling tank (5) may optionally include.
처리 대상 하수의 경우 시간에 따른 유량 변동과 수질 변화가 심한데, 저류조(2)는 이와 같은 하수의 변동을 균일화시키고 회분식 반응조에 유입되는 유입수를 저류하는 기능을 담당한다.In the case of sewage to be treated, fluctuations in flow rate and water quality are severe with time, and the storage tank 2 serves to uniformize such fluctuations in the sewage and to store inflow water flowing into the batch reactor.
연속 회분식 반응조(3)는 생물학적 영양소 제거에 요구되는 무산소 조건, 혐기성 조건, 호기성 조건을 타이머를 이용하여 단계적으로 조성함으로써 유기물질과영양소를 동시 제거한다.The continuous batch reactor 3 simultaneously removes organic substances and nutrients by stepwisely setting anoxic conditions, anaerobic conditions, and aerobic conditions required for biological nutrient removal using a timer.
접촉 폭기조(4)는 1차 처리된 피처리물에 남아있는 미처리 유기물과 부유 물질 등을 제거하여 안정적인 유출 수질을 확보하는 역할을 한다.The contact aeration tank 4 serves to secure stable effluent water quality by removing untreated organic matter and suspended matter remaining in the firstly processed object.
중간 침전조(5)는 접촉 폭기조 단계로부터 나온 유출수를 침전 슬러리와 상징액으로 분리한다.The intermediate sedimentation tank 5 separates the effluent from the contact aeration tank stage into a sedimentation slurry and a supernatant.
반송 라인(21)은 중간 침전조로부터 나온 침전 슬러리를 다시 연속 회분식 반응조로 반송한다.The conveying line 21 conveys the precipitation slurry which came out of the intermediate precipitation tank to a continuous batch reactor again.
본 발명의 하수 처리 장치(1)의 각 반응조의 역할과 반응조내의 상황을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The role of each reactor and the situation in the reactor of the sewage treatment apparatus 1 of this invention are demonstrated in detail as follows.
연속 회분식 단일 반응조(3)에 침전 단계를 조성하는 경우, 혼합기(10) 및 공기 공급 장치(8)는 구동시키지 않으며, 연속 회분식 단일 반응조(3)내에서 미생물과 피처리물을 포함하는 슬러지가 중력에 의해 침전되어 제1 침전 슬러지와 제1 상징액의 고액 분리가 일어난다. 이 때, 제1 침전 슬러지는 반응조(3)내의 바닥에 고르게 침전되어 슬러지층을 형성하며, 잉여 슬러지는 동시에 배출된다(19).In the case of forming the precipitation step in the continuous batch single reactor 3, the mixer 10 and the air supply device 8 are not driven, and the sludge containing the microorganisms and the object to be processed in the continuous batch single reactor 3 is Precipitation by gravity causes solid-liquid separation of the first settling sludge and the first supernatant. At this time, the first settling sludge is evenly deposited on the bottom in the reaction tank 3 to form a sludge layer, and the excess sludge is discharged at the same time (19).
상기 침전 단계 후에, 정량 펌프 타이머(7)를 이용하여 정량 펌프(6)를 작동시킴으로써 저류조(2)내의 생활 하수를 반응조(3)내로 유입시키는데, 유입 하수는 반응조(3) 하단부의 슬러지층으로 균일하게 유입되도록 한다. 슬러지층으로 균일하게 유입된 하수는 다시 제1 침전 슬러리와 제1 상징액으로 분리되는데, 이 때 유입되는 하수량에 상응하는 양의 제1 상징액이 회분식 반응조(3) 상부의 유출구의 수준에 도달하면 이 유출구를 통해 자연적으로 유출된다.After the precipitation step, by operating the metering pump (6) using the metering pump timer (7) flows the domestic sewage in the reservoir (2) into the reaction tank (3), the influent sewage into the sludge layer at the bottom of the reactor (3) Allow it to flow evenly. The sewage flowing into the sludge layer is separated into the first precipitate slurry and the first supernatant again, when the amount of the first supernatant corresponding to the amount of sewage flowing in reaches the outlet of the upper part of the batch reactor (3). Naturally out through the outlet.
유입/유출 단계 후에는 반응조(3)에 무산소 단계를 조성한다. 하수 유입이 마친 반응조(3)내의 무산소 단계는, 혼합기 타이머(11)와 혼합기(10)에 의한 프로펠러(12) 교반을 통해 유입 하수중의 질산성 질소(NOx-N)를 탈질 미생물과 활발하게 접촉시켜, 이 질산성 질소를 아질산성 질소로, 아질산성 질소는 질소(N2) 가스로 각각 환원시켜 대기중으로 방출함으로써 하수중의 질소를 제거한다.After the inflow / outflow step, an anoxic step is formed in the reactor 3. The anoxic stage in the reactor 3 after the sewage inflow is completed, actively agitates the nitric acid nitrogen (NOx-N) in the influent sewage through the agitation of the propeller 12 by the mixer timer 11 and the mixer 10. By contacting, the nitrate nitrogen is reduced to nitrite nitrogen, the nitrite nitrogen is respectively reduced to nitrogen (N 2 ) gas, and released into the atmosphere to remove nitrogen from the sewage.
무산소 단계에서 탈질 미생물에 의해 NOx-N가 모두 소모되면 혐기성 단계로 전환된다. 즉, 혐기성 단계에서는 유입된 하수내에 포함된 유기물질이 아세테이트와 그 외 발효산 등으로 전환되어 미생물의 세포내에 축적되고, 혐기성 상태에서 미생물 세포내에 축적되어 있는 폴리-인(PHB; poly-β-hydroxybutyrate)은 가수분해에 의해 오르토-인 (orthophosphate) 형태로 미생물 세포외로 방출되는데, 그 결과 미생물은 인이 부족한 상태가 된다. 이와 같은 혐기성 단계에서는, 미생물이 인이 부족한 상태에 있기 때문에 산소가 공급되는 호기성 상태의 경우보다 훨씬 많은 양의 인을 섭취하며, 이러한 과잉의 인을 섭취한 미생물을 제거함으로써 하수중의 인을 제거할 수 있는 것이다.When NOx-N is consumed by the denitrification microorganism in the anaerobic stage, it is converted to the anaerobic stage. That is, in the anaerobic stage, organic substances contained in the introduced sewage are converted into acetate and other fermented acids and accumulated in the cells of the microorganism, and poly-phosphorus (PHB; poly-β-) accumulated in the microorganism cells in the anaerobic state. Hydroxybutyrate is released to microorganisms in the form of ortho-phosphates by hydrolysis, resulting in microorganisms that are deficient in phosphorus. In this anaerobic phase, because the microorganisms are in a phosphorus-deficient state, they consume much more phosphorus than in the aerobic state where oxygen is supplied, and the phosphorus in the sewage is removed by removing the excess phosphorus-inducing microorganisms. You can do it.
이어서, 공기 공급 장치 타이머(9)와 공기 공급 장치(8)를 작동하여 반응조(3)내에 설치된 산기관(13)을 통해 산소를 공급하며, 이 때 반응조(3) 상부에 있는 혼합기(10)도 함께 작동시켜 반응조(3)내의 미생물에 산소가 원활히 공급되도록 한다. 공기가 공급되면 반응조(3)는 호기성 단계로 전환된다. 호기성 단계에서는 1차적으로 호기성 미생물에 의해 피처리 하수내의 유기물질이 산화되고,암모니아가 아질산성 질소와 질산성 질소로 산화되는 질산화 작용이 일어난다. 아울러, 혐기성 단계에서 미생물내에 축적된 PHB는 아세트산염으로 산화되어 미생물 성장을 위한 에너지원으로 사용되며, 미생물은 인을 과잉섭취(Luxury uptake)하여 인을 다량 함유한 미생물이 된다. 일반 미생물보다 인을 다량으로 함유한 미생물을 폐기(19)함으로써 생물학적 인 제거가 이루어진다.Subsequently, the air supply timer 9 and the air supply device 8 are operated to supply oxygen through the diffuser 13 installed in the reactor 3, and at this time, the mixer 10 located above the reactor 3. It is also operated together to ensure that oxygen is smoothly supplied to the microorganisms in the reaction tank (3). When air is supplied, the reactor 3 is switched to the aerobic stage. In the aerobic phase, an aerobic microorganism primarily oxidizes organic matter in the treated sewage, and nitrification occurs in which ammonia is oxidized to nitrite nitrogen and nitrate nitrogen. In addition, PHB accumulated in the microorganism in the anaerobic stage is oxidized to acetate to be used as an energy source for the growth of microorganisms, the microorganism becomes a microorganism containing a large amount of phosphorus by luxury uptake (phosphorus uptake). Biological removal is achieved by discarding (19) microorganisms containing more phosphorus than ordinary microorganisms.
호기성 단계에 이어서 다시 침전 단계를 조성함으로써, 연속 회분식 반응조(3)내에서 순차적으로 무산소 조건, 혐기성 조건, 호기성 조건을 반복하는 하수의 1차 생물학적 제거 공정이 이루어진다.By forming the sedimentation step following the aerobic step again, the primary biological removal process of sewage is carried out in a continuous batch reactor 3 in which anaerobic conditions, anaerobic conditions, aerobic conditions are repeated.
한편, 연속 회분식 반응조(3)에서 하수의 유입과 동시에 유출되는 제1 상징액은 접촉 폭기조(4)로 유입된다. 접촉 폭기조(4)로 유입된 피처리물은 공기 공급 장치(14)로부터 산기관(16)을 통하여 연속적으로 공급되는 산소를 사용하여 2차적으로 생물학적 처리된다. 접촉 폭기조(4)로 유입되는 피처리물은 연속 회분식 반응조(3)에서 침전되지 못한 부유물질과 유기물질을 소량 함유한다. 접촉 폭기조(4)에는 미생물이 일정한 농도로 부착되고 부하 변동에 대한 완충 작용이 뛰어난 접촉여재(15)를 설치하여 2차 생물학적 처리의 효율을 향상시킨다.On the other hand, the first supernatant flowing out at the same time as the inflow of sewage in the continuous batch reactor (3) flows into the contact aeration tank (4). The workpieces introduced into the contact aeration tank 4 are secondarily biologically treated using oxygen continuously supplied from the air supply device 14 through the diffuser 16. The workpiece to be introduced into the contact aeration tank 4 contains a small amount of suspended solids and organic matter not precipitated in the continuous batch reactor 3. The contact aeration tank 4 is provided with a contact medium 15 which has a microorganism attached at a constant concentration and has excellent buffering effect against load variation, thereby improving the efficiency of secondary biological treatment.
접촉 폭기조(4)를 거친 피처리물은 반송 펌프 타이머(18)와 반송 펌프(17)에 의해 반송라인(21)을 경유하여 연속 회분식 단일 반응조(3)로 반송되거나, 또는 필요에 따라 중간 침전조(5)에 유입된다. 중간 침전조(5)에서는 접촉 폭기조(4)로부터의 유입수를 중력에 의해 피처리물과 미생물을 포함하는 제2 침전 슬러리와 제2 상징액으로 고액 분리하여 최종 유출수의 수질을 더욱 향상시키며, 중간 침전조(5)하단부에 침전된 제2 침전 슬러지는 마찬가지로 반송라인(21)을 통해 연속 회분식 단일 반응조(3)로 반송된다. 반송은 원수가 유입되는 시간에 동시에 이루어진다.The workpiece subjected to the contact aeration tank 4 is returned to the continuous batch single reactor 3 via the transfer line 21 by the transfer pump timer 18 and the transfer pump 17, or, if necessary, an intermediate settling tank. (5) flows in. In the intermediate sedimentation tank (5), the influent from the contact aeration tank (4) is separated into solids by gravity to the second precipitate slurry containing the to-be-processed object and microorganism and the second supernatant to further improve the quality of the final effluent. 5) The second settling sludge settled at the bottom is likewise returned to the continuous batch single reactor 3 via the conveying line 21. Conveying takes place at the same time as the raw water is introduced.
<실시예><Example>
도 1에 도시한 바와 같이 연속 회분식 단일 반응조와 접촉 폭기조를 조합한 하수 처리 장치를 이용하여 하수를 처리하였다. 하수 처리 장치는 아크릴 재료를 사용하여 실험실 규모로 제작하였다. 본 실험에 사용된 주요 장치의 용량, 제원, 및 규격 등을 하기 표 1에 나타낸다.As shown in FIG. 1, sewage was treated using a sewage treatment apparatus in which a continuous batch single reaction tank and a contact aeration tank were combined. The sewage treatment apparatus was built on a laboratory scale using acrylic materials. The capacity, specifications, and specifications of the main apparatus used in this experiment are shown in Table 1 below.
상기 실험에서 사용된 각종 장치들 중 연속 회분식 반응조의 각 조건에 따른 pH와 ORP(Oxidation Reduction Potential; 산화환원전위)를 측정하기 위하여 pH 미터를 사용하였고, 송풍기는 연속 회분식 반응조의 호기성 조건에서 공기를 공급하기 위하여 타이머를 사용하였다. 원수 공급은 이송펌프를 사용하여 균일하게 유입하였으며, 연속 회분식 반응조에서의 피처리물인 하수의 이동은 자연류하에 이송되도록 접촉 폭기조와 높이를 맞추어 배치하였다. 실험에 사용된 하수는 생활하수와 분뇨를 혼합 배출하는 아파트 맨홀에서 직접 채취하여 큰 협잡물을 제거한 후에 본 실험의 원수로 사용하였다. 실험 결과를 하기 표 2에 나타낸다.Among various apparatuses used in the experiment, a pH meter was used to measure pH and ORP (Oxidation Reduction Potential) according to each condition of the continuous batch reactor, and the blower used air at the aerobic condition of the continuous batch reactor. A timer was used to feed. The raw water supply was uniformly introduced by using a transfer pump, and the movement of the sewage, which is an object to be processed in the continuous batch reactor, was arranged at the height of the contact aeration tank so as to be transferred under natural flow. The sewage used in the experiment was collected directly from the apartment manhole, which was a mixed discharge of domestic sewage and manure. The experimental results are shown in Table 2 below.
상기 실험결과는 운전기간 동안의 평균치이며, 접촉 폭기조에서의 2차 처리는 영양소 제거보다는 유기물질과 부유물질의 안정적인 제거에 효과적이었다. 최종 유출수 중 BOD 함량은 5.6 mg/L이었으며, T-N의 제거 효율은 75.7%, 인의 제거효율은 71.4%로서 매우 우수한 결과를 나타내었다.The experimental results are average during the operation period, and the secondary treatment in the contact aeration tank was more effective for the stable removal of organic and suspended matter than the nutrient removal. The BOD content in the final effluent was 5.6 mg / L, the removal efficiency of T-N was 75.7% and the removal efficiency of phosphorus was 71.4%, which was very good.
상기 결과로부터, 본 발명의 연속 회분식 반응조와 접촉폭기의 조합한 하수 처리 장치를 이용하여 하수를 처리하면, 하수중의 유기물질과 영양소의 제거 효율이 매우 우수하였음을 확인할 수 있었다.From the above results, it was confirmed that when the sewage treatment was performed using a sewage treatment apparatus combining the continuous batch reactor and the contact aeration of the present invention, the removal efficiency of organic substances and nutrients in the sewage was very excellent.
본 발명에 따르면, 연속 회분식 단일 반응조와 접촉 폭기조가 조합되어 있는 하수 처리 장치를 이용하여 하수를 처리함으로써 유기물질 및 영양소의 제거 효율 및 하수 처리 공정의 경제성을 크게 개선시킬 수 있다.According to the present invention, by treating the sewage using a sewage treatment apparatus in which a continuous batch single reaction tank and a contact aeration tank are combined, it is possible to greatly improve the efficiency of removing organic substances and nutrients and the economic efficiency of the sewage treatment process.
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