KR20090021987A - Wastewater disposal system using internal circulation and rotating disk type nitrification tank - Google Patents

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Abstract

A system for processing waste water using internal circulation and a nitrification tank of a rotating disk type is provided to isolate biomembrane from a surface of the disk. A system for processing waste water using internal circulation and a nitrification tank of a rotating disk type comprises the followings: a contact tank(1) absorbing a toxic material and an organic compound with activated sludge; a first settling tank(2) separating supernatant liquid and the sludge; the nitrification tank of the rotating disk type(3) inducing removal of ammonia nitrogen from the supernatant liquid; a first anoxic tank(4) denitrifying nitrate nitrogen; an intermittent aeration reaction tank(5) performing a nitrification and a denitrifying function; a second anoxic tank(6) denitrifying the nitrate nitrogen additionally; and a reaeration tank(7) performing nitrification of the residual ammonia nitrogen.

Description

내부순환과 회전원판형 질산화반응조를 이용한 폐수처리시스템{WASTEWATER DISPOSAL SYSTEM USING INTERNAL CIRCULATION AND ROTATING DISK TYPE NITRIFICATION TANK} Wastewater treatment system using internal circulation and rotating disk-type nitrification reactor {WASTEWATER DISPOSAL SYSTEM USING INTERNAL CIRCULATION AND ROTATING DISK TYPE NITRIFICATION TANK}

본 발명은 C/N 비가 낮은 우리나라의 도시하수, 축산폐수, 산업폐수와 같은 고농도 유기폐수에 함유된 유기물, 질소 및 인을 짧은 수리학적 체류시간에 효과적으로 제거하기 위해, 내부순환과 회전원판형 질산화반응조를 이용한 폐수처리시스템에 관한 것이다.In order to effectively remove organic matter, nitrogen and phosphorus contained in high concentration organic wastewater such as urban sewage, livestock waste, and industrial wastewater with low C / N ratio, the internal circulation and rotational disc type nitrification The present invention relates to a wastewater treatment system using a reactor.

일반적으로, 폐수에 포함되어 있는 영양염류 자체는 무기성 원소이나, 이들이 하천이나 연안바다, 호소(호수 및 저수지) 등으로 유입될 경우에는 조류의 성장을 촉진시켜 부영양화 현상을 발생시키는 원인이 된다.In general, nutrients contained in wastewater are inorganic elements, but when they enter rivers, coastal seas, lakes (lakes and reservoirs), etc., algae grow and cause eutrophication.

또한, 폐수에 포함되어 있는 영양염류가 연안바다로 유입되었을 때는 적조현상이 나타나며, 심하면 수저부에서 부패에 의한 악취가 발생하여 수질오염을 촉진하는 원인으로 작용하므로, 이러한 영양염류는 하천이나 호소로 유입되기 전에 제 거되어야 한다.In addition, when the nutrients contained in the wastewater enter the coastal seas, red tide occurs, and if the odors occur due to decay at the bottom of the water, it acts as a cause to promote water pollution. It must be removed before it is introduced.

우리나라 대부분의 하수처리, 축산폐수 처리방법은 활성슬러지법에 의존하고 있는 실정이나, 그 활성슬러지법은 대부분의 현탁 고형물질과 유기물을 제거할 뿐, 질소나 인과 같은 영양염류 물질 처리는 20 ~ 40%에 불과하다.Most sewage treatment and livestock wastewater treatment methods in Korea depend on activated sludge method, but the activated sludge method removes most suspended solids and organic matter, while treating nutrients such as nitrogen and phosphorus is 20 ~ 40. Only%.

상기 질소, 인과 같은 영양염류 처리를 위한 공정들로는 물리, 화학적인 처리 방법과 생물학적인 처리 방법이 있다.The processes for treating nutrients such as nitrogen and phosphorus include physical and chemical treatment methods and biological treatment methods.

우선, 물리적인 처리 방법은 암모니아 탈기법, 선택적 흡착 방법을 이용하는 이온교환법, 소석회 및 응집제를 사용하여 인을 침전시키는 방법 및 질소와 인을 동시에 침전시키는 스트루바이트(struvite) 형성의 침전법 등이 이용되고 있다. 그러나, 이와 같은 방법은 그 처리가 선택적으로 이루어지기는 하나, 온도에 민감하고 비용이 많이 소요되는 등의 단점이 있고, 약품비 및 운전상에 요구되는 환경이 특정적이어서 그 운영에 어려움이 있으며, 유출수가 불안정하여 세계적으로도 현장에서 사용을 꺼리고 있다.Firstly, physical treatment methods include ammonia degassing, ion exchange using selective adsorption, precipitation of phosphorus using slaked lime and flocculant, and precipitation of struvite formation that simultaneously precipitates nitrogen and phosphorus. It is used. However, such a method has the disadvantage that the treatment is made selectively, but temperature-sensitive and expensive, etc., and the operation cost is difficult because the specific environment required for the drug cost and operation, Effluents are unstable, making them unusable in the world.

한편, 생물학적 처리 방법은, 질소의 경우 용존 상태에 있는 암모니아성 질소와 유기 질소를 호기성 조건에서 질산화균(ie.,Nitrosomonas & Nitrobacter)에 의해 질산화(암모니아를 질산염형태로 변형)시키고, 질산염을 탈질산화균(ie., Pseudomonas, Paracoccus denitrifiers)에 의해 무산소 조건에서 산소 대신 전자수용체로서 이용하게 하여 질소 기체로 변환하여, 대기중으로 방출(탈 질산화)시켜 제거하고 있다. 인의 경우 폐수를 교대로 혐기성 조건과 호기성 조건하에 유지시켜, 혐기성 조건에서는 인 제거 미생물(ie., Acinetobacter)로부터 인을 방출시키고, 후속되는 호기성 조건에서는 미생물이 인을 과다 섭취하도록 한 다음, 미생물을 일정량씩 제거시키는 방식으로 폐수 중의 인을 제거한다.On the other hand, in the case of nitrogen, in the case of nitrogen, nitrification (ie, ammonia to nitrate form) is carried out by nitrifying bacteria (ie, Nitrosomonas & Nitrobacter) in aerobic conditions in ammonia nitrogen and organic nitrogen in a dissolved state, and denitrification of nitrates. Oxidizing bacteria (ie, Pseudomonas, Paracoccus denitrifiers) are used as electron acceptors instead of oxygen under anoxic conditions, converted to nitrogen gas, and released into the atmosphere (denitrification) and removed. In the case of phosphorus, wastewater is alternately maintained under anaerobic and aerobic conditions, releasing phosphorus from phosphorus-removing microorganisms (ie. Acinetobacter) under anaerobic conditions, and in subsequent aerobic conditions, the microorganisms overdose phosphorus and then Phosphorus in the wastewater is removed in a fixed amount.

상기 호기성 조건에서 미생물이 인을 과다 섭취하게 되는 정도는 혐기성 조건으로 유입되는 유기물의 양과 종류에 따라 다르며 특히, 순수한 혐기 상태의 유지와 유입되는 유기물이 초산염과 같은 유기산 염이 많을 경우 순수한 혐기 상태에서 인의 방출량이 증진되며, 후속된 호기 상태에서 인의 섭취도가 향상되어 처리율이 증진된다.The degree of ingestion of phosphorus by the microorganisms in the aerobic condition depends on the amount and type of organic matter introduced into the anaerobic condition, especially in the case of maintaining a pure anaerobic state and in the case of a large amount of organic acid salts such as acetate in pure anaerobic condition The amount of phosphorus released is enhanced, and the intake of phosphorus in the subsequent exhaled state is improved, thereby increasing the throughput.

따라서, 생물학적 질소 및 인 제거 공정은 혐기성 - 호기성 - 혐기성 - 호기성 반응조를 적절히 분리 배치하여 각 반응조의 특성에 따라, 호기성 반응조에서는 유기물 산화 및 질산화 반응과 미생물이 인을 섭취하도록 유도하고 혐기성 및 무산소 반응조에서는 질산성 질소를 질소가스로 변형시켜 대기중으로 방출시키는 탈질 반응과 인의 방출을 유도한다. Therefore, the biological nitrogen and phosphorus removal process is appropriately arranged anaerobic-aerobic-anaerobic-aerobic reactors in accordance with the characteristics of each reactor, in the aerobic reactors to induce organic oxidation and nitrification reactions and microorganisms intake of phosphorus, anaerobic and anoxic reactor Induces the release of phosphorus and the denitrification that releases nitrate nitrogen into nitrogen gas to the atmosphere.

상기 전술한 일반적인 형태의 생물학적 영양염류의 처리공정에서는 슬러지의 침전성을 향상시키고 인의 방출을 억제하기 위하여, 침전조 전에 호기성 반응조를 배치시킨다. 이러한 방법의 예로서는, 바너드(Barnard) 등에게 수여된 미합중국 특허 제3,964,988호에 개시되어 있는 바덴포 공정(Bardenpho process), 단일 시스템인 A/O 공정, A2/O 공정 등을 들 수 있다. 이들 공정은 산소의 유무에 따라 반응조 를 분리, 배치하여 폐수가 혐기조건과 호기조건의 반응조를 통과하도록 정상 상태(steady-state)로 운영하는 형태이며 일반적인 폐수의 처리시 양호한 수질을 확보할 수 있는 공정들이나 우리나라와 같이 유기물/질소(C/N) 비가 낮은 하수를 처리하는 경우 탈질반응이나 혐기조의 인 방출시 유기물이 부족하여 질소 및 인 제거 효율이 낮아지는 문제가 있었다.In the above-described general treatment process of biological nutrients, an aerobic reactor is disposed before the precipitation tank to improve the sludge settling property and suppress the release of phosphorus. Examples of such a method include the Bardenpho process disclosed in US Pat. No. 3,964,988 to Barnard et al., A single system A / O process, A2 / O process and the like. These processes operate in a steady-state state in which wastewater is passed through anaerobic and aerobic reactors by separating and arranging reactors according to the presence or absence of oxygen, and ensuring good water quality when treating wastewater in general. In case of treating sewage with low organic matter / nitrogen (C / N) ratio as in processes or Korea, there was a problem in that nitrogen and phosphorus removal efficiency was lowered due to lack of organic matter during denitrification or anaerobic phosphorus release.

위와 같이 낮은 C/N 비를 가진 폐수 처리 문제를 극복하기 위한 방법으로 이탈리아에서 개발된 DEPHANOX 공정을 들 수 있다. 이 공정에서는, 혐기접촉조 및 분리조를 이용하여 혐기접촉조에서 미생물이 유기물을 흡착시키고 인의 방출을 유도하며, 분리조에서 흡착된 유기물과 미생물을 분리하여 후속된 탈질조로 유입시키고 흡착되지 않은 질소 화합물을 별개의 반응조에서 질산화시켜 후속된 탈질조로 보내 유기물을 흡착한 미생물에 의해 탈질 시킨다. 즉, DEPHANOX 공정은 탈질과 질산화가 별개의 슬러지 및 반응조에서 이루어지며 후속된 제 2 호기성 반응조에서 미생물에 의해 인을 과잉 섭취하도록 하는 공정이다.The DEPHANOX process developed in Italy is a way to overcome the wastewater treatment problem with low C / N ratio. In this process, the anaerobic contacting tank and the separation tank are used for the microorganisms to adsorb organic matter and induce the release of phosphorus in the anaerobic contacting tank, the organic matter and microorganisms adsorbed in the separation tank are separated into the subsequent denitrification tank and the nitrogen is not adsorbed. The compound is nitrified in a separate reactor and sent to a subsequent denitrification tank for denitrification by the microorganisms that adsorb the organics. That is, the DEPHANOX process is a process in which denitrification and nitrification are carried out in separate sludges and reactors, and the phosphorus is excessively ingested by microorganisms in a subsequent aerobic reactor.

그러나 DEPHANOX 공정의 이러한 장점에도 질산화 공정 이후 후속되는 처리 과정중 분리조로부터 탈질조로 유입되는 유기 질소 및 암모니아성 질소가 충분히 분해 또는 질산화되지 못하고 방류되며 질화반응조에 후속되는 단일 탈질 반응조에서만 탈질이 이루어지기 때문에, 높은 질소 제거효율을 기대할 수 없다는 문제가 있었다.However, even with this advantage of DEPHANOX process, organic nitrogen and ammonia nitrogen flowing into the denitrification tank from the separation tank after the nitrification process are not sufficiently decomposed or nitrified and discharged, and denitrification is carried out only in a single denitrification tank following the nitrification reactor. Therefore, there was a problem that high nitrogen removal efficiency cannot be expected.

상기한 문제를 해결하기 위해, 본 발명자는 본 발명에 앞서, 본 발명과 유사한 특허를 출원하여 등록(등록특허 10-0640940;공고일자 2006.11.06)받은 사실이 있다. 그러나, 상기 등록특허는 질산화조에 담·매체를 충진하는 공정으로 부유성 및 고정상 담·매체를 충진할 경우 역세를 주기적으로 해주어야 하는 문제가 있었으며, 유동상 담·매체를 사용할 경우, 폭기가 반응조에서 균일하게 일어나지 않을 경우 담·매체가 반응조에서 원활히 유동하지 못하여 질산화 효율이 감소하는 결과를 초래하는 문제가 있었다.In order to solve the above problem, the present inventors have applied for a patent similar to the present invention and registered (registered patent 10-0640940; published date 2006.11.06) prior to the present invention. However, the registered patent has a problem in that the backwashing should be periodically performed when filling the floating and fixed bed and the medium in the process of filling the nitrification tank and the medium, and when using the fluid bed and the medium, the aeration in the reactor If it does not occur uniformly, there was a problem that the nitrification and the medium does not flow smoothly in the reaction tank to reduce the nitrification efficiency.

상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 본 발명자가 출원하여 등록받은 등록특허 10-0640940(공고일자 2006.11.06)호를 보완하여 탈질효율을 향상시키고, 별도의 역세 과정이 필요하지 않으며, 유동상 담·매체를 사용하였을 때 발생할 수 있는, 담·매체의 유동이 차단될 가능성을 일거에 해소할 수 있는 내부순환과 회전원판형 질산화조를 이용한 폐수처리시스템의 제공을 그 목적으로 한다.In order to solve the problems as described above, the present invention improves the denitrification efficiency by supplementing the registered Patent No. 10-0640940 (announced 2006.11.06) filed by the present inventors, does not require a separate backwashing process, flow The purpose of the present invention is to provide a wastewater treatment system using an internal circulation and a rotating disk-type nitrification tank, which can eliminate the possibility of blocking the flow of the wall and media, which may occur when the media and the media are used.

상기와 같은 목적을 달성하고자, 본 발명에서는 유입폐수에 포함되어 있는 유기물과 독성물질을 활성슬러지를 이용하여 흡착함으로써, 후속하는 질산화반응조의 질산화박테리아가 독성물질의 영향을 받지 않고 질산화 과정을 수행할 수 있도록, 호기 또는 혐기상태로 운영되는 접촉조와,In order to achieve the above object, in the present invention, by adsorbing organic substances and toxic substances contained in the inflow wastewater using activated sludge, the nitrification bacteria of the subsequent nitrification tank can be subjected to nitrification without being affected by the toxic substances. Contact tanks operated in aerobic or anaerobic conditions,

그 접촉조를 거친 폐수에서 유기물이 흡착된 활성슬러지와 암모니아가 다량 함유된 상징액을 분리한 후, 그 상징액은 질산화반응조로, 상기 활성슬러지는 제1무산소조로 각각 이송하는 기능을 갖는 1차침전조와,After separating the activated sludge adsorbed with organic matter and the supernatant containing a large amount of ammonia from the wastewater passed through the contact tank, the supernatant is transferred to the nitrification tank and the activated sludge is transferred to the first anoxic tank, respectively. ,

그 1차침전조로부터 유입되는 상징액으로부터 암모니아성 질소 제거와 질산화를 유도하는 회전원판형 질산화반응조와,A rotary disk-type nitrification reaction tank which induces ammonia nitrogen removal and nitrification from the supernatant flowing from the primary precipitation tank;

그 질산화반응조에서 유입되고, 후속하는 제2무산소조로부터 내부순환되어 유입되는 질산성 질소를, 상기 1차침전조로부터 유입되는 유기물이 다량 흡착된 활 성슬러지를 이용하여 탈질처리하는 제1무산소조와,A first anoxic tank for denitrifying the nitrate nitrogen flowing in the nitrification tank and internally circulated from a subsequent second anoxic tank using activated sludge to which organic substances introduced from the primary precipitation tank are adsorbed,

그 제1무산소조에서 미처리된 질산성 질소의 탈질과, 상기 1차침전조로부터 유입되는 유기질소를 암모니아성 질소로 분해하고, 그 분해된 암모니아성 질소의 질산화 및 탈질 기능을 수행하는 간헐폭기반응조와,An intermittent aeration reactor for denitrification of untreated nitrate nitrogen in the first anoxic tank, decomposing organic nitrogen introduced from the primary settling tank into ammonia nitrogen, and performing nitrification and denitrification of the decomposed ammonia nitrogen,

그 간헐폭기반응조에서 질산화된 질산염을 추가 탈질 처리하는 제2무산소조와,A second anoxic tank for further denitrification of the nitrified nitrate in the intermittent aeration reactor,

그 제2무산소조에서 탈질화된 질소가스의 탈기가 수행되며 잔류 암모니아성 질소의 질산화가 이루어지는 재포기조로 구성되는 내부순환과 회전원판형 질산화반응조를 이용한 폐수처리시스템을 그 주요 기술적 구성으로 한다.The main technical configuration is a wastewater treatment system using an internal circulation consisting of a re-aeration tank in which the denitrified nitrogen gas is degassed in the second anoxic tank and nitrification of residual ammonia nitrogen is carried out.

그리고, 상기 회전원판형 질산화반응조에는 디스크 타입의 원판이 2 ~ 200장 범위로 겹치도록 배열된 원통형 구조의 회전원판이 설치되어 그 회전원판이 폐수에 40 ~ 60% 또는 100%로 잠기도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotary disk-type nitrification tank is provided with a rotating disk of a cylindrical structure arranged so that the disk-type disks overlap in the range of 2 to 200 sheets, the rotation disk is configured to be immersed in the waste water by 40 to 60% or 100% It is characterized by.

이하, 상기한 기술적 구성을 더욱 상세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, the technical configuration will be described in more detail.

상기 접촉조는 호기 또는 혐기상태로 운영되는 것으로, 평상시에는 혐기로 운영이 되나 활성슬러지 분리조에서의 침전성이 좋지 않을 경우 호기로 변경 운영된다. 접촉조의 기능은 폐수 중에 포함되어 있는 유기물과 독성물질을 활성슬러지에 흡착시켜, 상기 접촉조에 후속되는 질산화반응조에서 질산화박테리아가 독성 영향을 받지 않고 질산화 과정을 원활히 수행할 수 있도록 한다.The contact tank is operated in aerobic or anaerobic state, it is usually operated as anaerobic, but is changed to aerobic operation if the sedimentation in the activated sludge separation tank is not good. The function of the contact tank is to adsorb organic and toxic substances contained in the waste water to the activated sludge, so that the nitrification bacteria can be smoothly carried out without toxic effects in the nitrification tank subsequent to the contact tank.

상기 활성슬러지에서의 흡착은 활성슬러지의 표면을 둘러싸고 있는 세포외 폴리머가 음이온을 띠고 있으며 대부분의 중금속이 양이온을 띠고 있기 때문에 활성슬러지와 폐수가 접촉하게 될 경우 양이온의 중금속이 세포외 폴리머에 흡착되어 제거되는 것이다. In the activated sludge, the extracellular polymer surrounding the surface of the activated sludge has an anion and most of the heavy metal has a cation, so when the activated sludge and the wastewater come into contact, the heavy metal of the cation is adsorbed onto the extracellular polymer. To be removed.

상기 1차침전조는 유기물이 흡착된 활성슬러지와 암모니아가 다량 함유된 상징액을 분리하여, 그 상징액은 질산화반응조로 이송하고, 유기물이 흡착된 활성슬러지는 제1무산소조로 이송하게 된다.The primary sedimentation tank separates the activated sludge adsorbed with the organic substance and the supernatant liquid containing a large amount of ammonia, the supernatant is transferred to the nitrification reaction tank, and the activated sludge adsorbed with the organic substance is transferred to the first anoxic tank.

상기 회전원판형 질산화반응조는 내부에 담·매체를 충진하지 않고, 회전 원판을 이용하는 것으로, 상기 회전원판의 평면 형상은 원형으로, 그 직경이 3.0 ~ 4.0m이다. 상기 직경은 4.0m를 초과하여 사용할 수도 있으나, 조립, 운반 문제와 조의 크기 한계로 인해 직경이 3.0 ~ 4.0m인 것을 사용하는 것이 바람직하다.The rotating disk-type nitrification tank uses a rotating disk without filling the medium and filling therein. The planar shape of the rotating disk is circular and has a diameter of 3.0 to 4.0 m. Although the diameter may be used in excess of 4.0m, it is preferable to use a diameter of 3.0 ~ 4.0m due to assembly, transportation problems and the size limit of the jaw.

상기 회전원판의 두께는 리에틸렌 또는 염화비닐의 경우 0.7 ~ 2.0mm이고, 폴리스틸렌인 경우는 7mm이다. 회전원판의 조립은 2 ~ 200장이 겹치도록 배열된 원통형의 회전원판을 회전축에 결합하면 된다.The thickness of the rotating disc is 0.7 ~ 2.0mm in the case of liethylene or vinyl chloride, 7mm in the case of polystyrene. Assembly of the rotating disc may be performed by coupling a cylindrical rotating disc arranged so that 2 to 200 sheets overlap the rotating shaft.

상기 회전원판은 회전원판형 질산화반응조로 유입된 폐수 속에 회전원판이 그 직경의 40 ~ 60% 정도 잠기도록 하거나 또는 100% 완전하게 잠기도록 한다.The rotating disk is to allow the rotating disk is immersed about 40 ~ 60% of its diameter or 100% completely immersed in the wastewater introduced into the rotary disk-type nitrification reactor.

상기 회전원판을 폐수 속 40 ~ 60%로 잠기게 하는 경우는 따로 산소 주입을 하지 않아도 되는 장점이 있으므로 운영상 경제적이고, 100% 완전히 잠기게 하는 경우에는 질산화에 소요되는 미생물과 폐수 접촉 시간이 증가하게 되어 질산화 효율을 상승시키는 효과가 있으며 이에 소요되는 산소량은 부유성 담·매체 질산화 균을 유동시키기 위한 산소량과 적거나 유사하다. When the rotary disc is locked to 40 to 60% in the wastewater, there is an advantage of not having to inject oxygen separately. This increases the nitrification efficiency and the amount of oxygen required is less than or similar to the amount of oxygen used to flow the suspended bile-mediated nitrifier.

또한, 상기 회전원판은 비중이 작은 재질을 사용함으로써, 회전원판을 지지하는 회전축에 무리가 가지 않도록 함과 동시에 회전시 소요되는 동력비를 최소화할 수 있으며, 부력에 의하여 원판이 수중에 떠 있는 형태가 되므로 소량의 산소 공급으로도 원판을 회전시킬 수 있다. In addition, by using a material having a small specific gravity, the rotating disc can minimize the power cost required while rotating while preventing the rotating shaft supporting the rotating disc, and the floating plate is floating in the water due to buoyancy. Therefore, even a small amount of oxygen supply can rotate the disc.

그리고, 회전원판의 비표면적을 증가시키기 위한 방법으로, 회전원판의 표면을 거칠게 하거나, 또는 회전원판 제조시 활성탄을 첨가하여 비표면적을 증가시킨다.In addition, as a method for increasing the specific surface area of the rotating disc, the surface of the rotating disc is roughened, or activated carbon is added in the production of the rotating disc to increase the specific surface area.

이처럼, 질산화반응조에서 담·매체를 사용하는 대신 회전원판을 사용하게 되면, 그 회전원판이 회전하면서 폐수에 공기를 공급하고, 회전 마찰력에 의해 회전원판의 표면으로부터 생물막이 자연스럽게 탈리되어 별도의 역세과정이 필요 없게 된다.As such, when a rotary disc is used instead of a wall and medium in the nitrification tank, the rotary disc rotates to supply air to the wastewater, and the biofilm is naturally detached from the surface of the rotary disc by the rotational friction force, thereby causing a separate backwashing process. You do not need this.

상기 제1무산소조는 상기 질산화반응조와 제2무산소조로에서 내부순환되어 유입되는 질산성 질소를, 상기 1차침전조로부터 유입되는 유기물이 다량 흡착된 활성슬러지를 이용하여 탈질을 효과적으로 이루어지도록 하는 기능을 한다.The first anoxic tank functions to effectively perform denitrification by using activated sludge in which organic nitrate introduced from the first settling tank is adsorbed in a large amount by nitrate nitrogen introduced into the nitrification tank and the second anoxic furnace. .

상기 간헐폭기반응조는 상기 제1무산소조에서 처리되지 않은 질산성 질소의 탈질 처리와, 상기 1차침전조로부터 유입되는 유기질소의 암모니아성 질소로 분해 한 후, 그 분해된 암모니아성 질소의 질산화 및 탈질 기능을 수행한다.The intermittent aeration tank is characterized by denitrification of nitrate nitrogen which has not been treated in the first anoxic tank, decomposition with ammonia nitrogen of organic nitrogen flowing from the primary settling tank, and then nitrification and denitrification of the decomposed ammonia nitrogen. Do this.

상기 제2무산소조는 상기 간헐폭기반응조에서 질산화된 질산염의 추가 탈질이 일어나는 곳이다.The second anaerobic bath is where further denitrification of the nitrated nitrate occurs in the intermittent aeration reactor.

상기 재포기조는 상기 제2무산소조의 탈질화된 질소가스의 탈기가 수행되며 잔류 암모니아성 질소의 질산화가 이루어진다.The reaeration tank is degassed in the denitrified nitrogen gas of the second anoxic tank, and nitrification of residual ammonia nitrogen is performed.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 내부순환 및 회전원판형 질산화조를 이용한 낮은 C/N 비 하수처리공정은, 종래 DEPHANOX 공정과 본 발명자가 특허출원하여 등록받은 등록특허 10-0640940(공고일자 2006.11.06)의 단점을 보완하여 더욱 완벽한 질소처리를 위해 안출된 생물학적 처리 공정을 제공한다.As described above, the low C / N ratio sewage treatment process using the internal circulation and the rotating disk-type nitrification tank according to the present invention, the DEPHANOX process and the present inventors have applied for a patent and registered patent (10-0640940) Complementing the shortcomings of 2006.11.06) provides a biological treatment process designed for more complete nitrogen treatment.

그리고, 고정상, 부유 및 유동상 담·매체를 질산화반응조에 충진시켜 이를 질산화에 이용하는 대신, 도 2와 도 3에서와 같이 회전원판형 질산화 반응조(3)를 질산화 반응에 이용하여 회전 마찰력에 의해 원판의 표면으로부터 생물막을 자연스럽게 탈리시킬 수 있기 때문에 부유 및 고정상 담·매체 사용시 필수적으로 해 주어야 하는 역세과정을 생략할 수 있으며, 유동상 담·매체를 사용할 경우 발생할 수 있는 담·매체가 유동하지 않고 침전되는 현상을 방지할 수 있다는 효과를 갖는다.In addition, instead of filling the fixed bed, suspended and fluidized bed walls and medium in the nitrification tank and using it for nitrification, as shown in Figs. Since the biofilm can be naturally detached from the surface of the membrane, the backwashing process, which is essential for the use of suspended and fixed bed walls and media, can be omitted, and the walls and media that may occur when fluid beds and media are used do not flow. It is effective to prevent the phenomenon.

또한, 유동상 담·매체를 이용한 반응조의 경우 유동상 담·매체를 순환시키기 위한 공기량이, 반응에 필요한 공기량 이상으로 요구되기 때문에 동력비가 과도 하게 소요되는 문제점이 있었으나 회전 원판을 사용함으로써 동력비를 절감할 수 있다.In addition, in the case of the reaction tank using the fluidized bed and the medium, the amount of air for circulating the fluidized bed and the medium is required to be higher than the amount of air required for the reaction. can do.

더불어, 역세과정의 생략은 공정의 운영 및 관리를 손쉽게 해 주며, 역세과정시 소요되는 경제적 비용을 절감하는 효과를 가져다준다. 또한 유동상 담·매체를 사용할 경우 발생할 수 있는 담·매체가 유동하지 않고 침전되는 현상을 미리 방지할 수 있기 때문에 안정적인 높은 질산화 효율을 기대할 수 있다.In addition, eliminating the backwashing process facilitates the operation and management of the process and reduces the economic cost of the backwashing process. In addition, it is possible to expect a stable high nitrification efficiency because it is possible to prevent the phenomenon of precipitation and precipitation without the flow that can occur when using the fluidized bed.

도 2 또는 도 3에 도시된 내용과 함께 내부순환과 회전원판형 질산화조를 이용한 폐수처리시스템에 대한 구체적인 실시 예를 살펴보도록 한다.With reference to the contents shown in Figure 2 or 3 will be described a specific embodiment of the wastewater treatment system using the internal circulation and the rotating disk-type nitrification tank.

실시 예 1Example 1

유입폐수에 포함되어 있는 유기물과 독성물질을 활성슬러지를 이용하여 흡착함으로써, 후속하는 질산화반응조의 질산화박테리아가 독성물질의 영향을 받지 않고 질산화 과정을 수행할 수 있도록, 호기 또는 혐기상태로 운영되는 접촉조(1)를 거친 후, 유입폐수는 1차침전조(2)로 이송된다. 그 1차침전조(2)는 상기 접촉조(1)를 거친 폐수에서 유기물이 흡착된 활성슬러지와 암모니아가 다량 함유된 상징액을 분리한 후, 그 상징액은 질산화반응조(3)로, 상기 활성슬러지는 제1무산소조(4)로 각각 이송하게 된다.By adsorbing organic substances and toxic substances contained in the influent wastewater using activated sludge, the contact operated in aerobic or anaerobic state so that the subsequent nitrification bacteria of the nitrification tank can be subjected to nitrification without being affected by the toxic substances. After passing through the tank (1), the influent wastewater is transferred to the primary settling tank (2). The primary sedimentation tank (2) separates the activated sludge adsorbed with organic matter and the supernatant containing a large amount of ammonia from the wastewater passed through the contact tank (1), and the supernatant is a nitrification reaction tank (3). Each is transported to the first anaerobic tank 4.

그리고, 상기 1차침전조(2) 후단에 설치되는 회전원판형 질산화반응조(3)는 상기 1차침전조에서 유입되는 상징액으로부터 암모니아성 질소 제거와 질산화를 유도하게 되며, 이때 회전원판형 질산화반응조(3)에 설치되어 있는 원통형 구조의 회전원판(200)은 폐수 속 40%로 잠기도록 구성된다.In addition, the rotary disk-type nitrification tank 3 installed at the rear end of the primary settling tank 2 induces ammonia nitrogen removal and nitrification from the supernatant flowing from the primary settling tank. Rotating disc 200 of the cylindrical structure is installed in the) is configured to be immersed in the waste water 40%.

이와 같이, 회전원판(200)을 폐수 속 40%로 잠기도록 구성될 경우에는 따로 회전원판형 질산화반응조(3) 내의 폐수 속으로 공기를 주입하지 않아도 되어 운영상 경제적인 이점이 있다. As such, when the rotary disc 200 is configured to be immersed in 40% of the waste water, there is no economical advantage in operating the air into the waste water in the rotary disc-type nitrification tank 3 separately.

다음으로, 상기 질산화반응조(3) 후단에 설치되는 제1무산소조(4)는 질산화반응조와 후속하는 제2무산소조(6)로부터 내부순환되어 유입되는 질산성 질소를, 상기 1차침전조(2)로부터 유입되는 유기물이 다량 흡착된 활성슬러지를 이용하여 탈질처리하게 되고,Next, the first anoxic tank (4) installed at the rear end of the nitrification tank (3) receives nitrate nitrogen which is internally circulated from the nitrification tank and the subsequent second anoxic tank (6) from the primary precipitation tank (2). Denitrification is carried out using activated sludge adsorbed with a large amount of organic matter,

상기 제1무산소조(4) 후단에 설치되는 간헐폭기반응조(5)는 제1무산소조에서 미처리된 질산성 질소의 탈질과, 상기 1차침전조(2)로부터 유입되는 유기질소를 암모니아성 질소로 분해하고, 그 분해된 암모니아성 질소의 질산화 및 탈질 기능을 수행한다.The intermittent aeration reaction tank 5 installed at the rear end of the first anoxic tank 4 denitrates the untreated nitrogen nitrate in the first anoxic tank and decomposes organic nitrogen introduced from the primary settling tank 2 into ammonia nitrogen. And nitrification and denitrification of the decomposed ammonia nitrogen.

이와 같이 간헐폭기반응조에서 질산화된 질산염은 그 간헐폭기반응조(5) 후단에 설치되는 제2무산소조(6)에서 추가 탈질 처리한다.In this way, the nitrate nitrated in the intermittent aeration reactor is further denitrified in the second anoxic tank (6) provided at the rear end of the intermittent aeration reactor (5).

그리고, 그 제2무산소조(6)에서 탈질화된 질소가스의 탈기가 수행되며 잔류 암모니아성 질소는 제2무산소조(6) 후단에 설치되는 재포기조(7)를 통해 질산화가 이루어지므로써, C/N 비가 낮은 우리나라의 도시하수나 축산폐수 및 산업폐수 등의 고농도 유기폐수에 함유된 유기물, 질소 및 인을 효율적으로 처리하게 된다.Then, the denitrification of the nitrogen gas denitrified in the second anoxic tank (6) is performed, and the residual ammonia nitrogen is nitrified through the reaeration tank (7) installed at the rear end of the second anoxic tank (6). Efficient treatment of organic matter, nitrogen and phosphorus contained in high concentration organic wastewater such as urban sewage, livestock waste and industrial wastewater with low N ratio.

실시 예 2Example 2

유입폐수에 포함되어 있는 유기물과 독성물질을 활성슬러지를 이용하여 흡착함으로써, 후속하는 질산화반응조의 질산화박테리아가 독성물질의 영향을 받지 않고 질산화 과정을 수행할 수 있도록, 호기 또는 혐기상태로 운영되는 접촉조(1)를 거친 후, 유입폐수는 1차침전조(2)로 이송된다. 그 1차침전조(2)는 상기 접촉조(1)를 거친 폐수에서 유기물이 흡착된 활성슬러지와 암모니아가 다량 함유된 상징액을 분리한 후, 그 상징액은 질산화반응조(3)로, 상기 활성슬러지는 제1무산소조(4)로 각각 이송하게 된다.By adsorbing organic substances and toxic substances contained in the influent wastewater using activated sludge, the contact operated in aerobic or anaerobic state so that the subsequent nitrification bacteria of the nitrification tank can be subjected to nitrification without being affected by the toxic substances. After passing through the tank (1), the influent wastewater is transferred to the primary settling tank (2). The primary sedimentation tank (2) separates the activated sludge adsorbed with organic matter and the supernatant containing a large amount of ammonia from the wastewater passed through the contact tank (1), and the supernatant is a nitrification reaction tank (3). Each is transported to the first anaerobic tank 4.

그리고, 상기 1차침전조(2) 후단에 설치되는 회전원판형 질산화반응조(3)는 상기 1차침전조에서 유입되는 상징액으로부터 암모니아성 질소 제거와 질산화를 유도하게 되며, 이때 회전원판형 질산화반응조(3)에 설치되어 있는 원통형 구조를 갖는 회전원판(200)은 폐수 속 100%로 잠기도록 구성된다.In addition, the rotary disk-type nitrification tank 3 installed at the rear end of the primary settling tank 2 induces ammonia nitrogen removal and nitrification from the supernatant flowing from the primary settling tank. Rotating disc 200 having a cylindrical structure installed in the) is configured to be immersed in the waste water 100%.

이와 같이 회전원판(200)이 100% 완전히 잠기게 될 경우에는 질산화에 소요되는 미생물과 폐수 접촉 시간이 증가하게 되어 질산화 효율을 상승시키는 효과가 를 가질 수 있다. 그리고, 이와 같이 회전원판(200)은 폐수 속 100%로 잠기도록 할 때는 회전원판형 질산화반응조(3)의 폐수로 공기를 주입시켜 준다.As such, when the rotational disc 200 is completely locked to 100%, the contact time between the microorganisms required for nitrification and waste water is increased, thereby increasing the nitrification efficiency. In this way, when the rotary disk 200 is to be immersed in the waste water 100%, the air is injected into the waste water of the rotary disk-type nitrification tank (3).

다음으로, 상기 질산화반응조(3) 후단에 설치되는 제1무산소조(4)는 질산화반응조와 후속하는 제2무산소조(6)로부터 내부순환되어 유입되는 질산성 질소를, 상기 1차침전조(2)로부터 유입되는 유기물이 다량 흡착된 활성슬러지를 이용하여 탈질처리하게 되고,Next, the first anoxic tank (4) installed at the rear end of the nitrification tank (3) receives nitrate nitrogen which is internally circulated from the nitrification tank and the subsequent second anoxic tank (6) from the primary precipitation tank (2). Denitrification is carried out using activated sludge adsorbed with a large amount of organic matter,

상기 제1무산소조(4) 후단에 설치되는 간헐폭기반응조(5)는 제1무산소조에서 미처리된 질산성 질소의 탈질과, 상기 1차침전조(2)로부터 유입되는 유기질소를 암모니아성 질소로 분해하고, 그 분해된 암모니아성 질소의 질산화 및 탈질 기능을 수행한다.The intermittent aeration reaction tank 5 installed at the rear end of the first anoxic tank 4 denitrates the untreated nitrogen nitrate in the first anoxic tank and decomposes organic nitrogen introduced from the primary settling tank 2 into ammonia nitrogen. And nitrification and denitrification of the decomposed ammonia nitrogen.

이와 같이 간헐폭기반응조에서 질산화된 질산염은 그 간헐폭기반응조(5) 후단에 설치되는 제2무산소조(6)에서 추가 탈질 처리한다.In this way, the nitrate nitrated in the intermittent aeration reactor is further denitrified in the second anoxic tank (6) provided at the rear end of the intermittent aeration reactor (5).

그리고, 그 제2무산소조(6)에서 탈질화된 질소가스의 탈기가 수행되며 잔류 암모니아성 질소는 제2무산소조(6) 후단에 설치되는 재포기조(7)를 통해 질산화가 이루어지므로써, C/N 비가 낮은 우리나라의 도시하수나 축산폐수 및 산업폐수 등의 고농도 유기폐수에 함유된 유기물, 질소 및 인을 효율적으로 처리하게 된다.Then, the denitrification of the nitrogen gas denitrified in the second anoxic tank (6) is performed, and the residual ammonia nitrogen is nitrified through the reaeration tank (7) installed at the rear end of the second anoxic tank (6). Efficient treatment of organic matter, nitrogen and phosphorus contained in high concentration organic wastewater such as urban sewage, livestock waste and industrial wastewater with low N ratio.

도 1은 종래 폐수처리시스템을 도시한 개략도.1 is a schematic view showing a conventional wastewater treatment system.

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 폐수처리시스템을 도시한 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing a wastewater treatment system according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 폐수처리시스템을 도시한 개략도.Figure 3 is a schematic diagram showing a wastewater treatment system according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 회전원판을 도시한 단면도.4 is a sectional view showing a rotating disc according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 접촉조 1: contact tank

2 : 1차침전조 2: 1st precipitation precursor

3 : 질산화반응조3: nitrification tank

4 : 제1무산소조 4: the first anaerobic tank

5 : 간헐폭기반응조 5: intermittent aeration reactor

6 : 제2무산소조6: second anaerobic tank

7 : 재포기조 7: reaeration

8 : 종말침전조 8: terminal sedimentation precursor

100 : 부유성담·매체100: floating wall and media

200 : 회전원판 200: rotating disc

Claims (4)

유입폐수에 포함되어 있는 유기물과 독성물질을 활성슬러지를 이용하여 흡착함으로써, 후속하는 질산화반응조의 질산화박테리아가 독성물질의 영향을 받지 않고 질산화 과정을 수행할 수 있도록, 호기 또는 혐기상태로 운영되는 접촉조(1)와,By adsorbing organic substances and toxic substances contained in the influent wastewater using activated sludge, the contact operated in aerobic or anaerobic state so that the subsequent nitrification bacteria of the nitrification tank can be subjected to nitrification without being affected by the toxic substances. Joe (1), 그 접촉조(1)를 거친 폐수에서 유기물이 흡착된 활성슬러지와 암모니아가 다량 함유된 상징액을 분리한 후, 그 상징액은 질산화반응조(3)로, 상기 활성슬러지는 제1무산소조(4)로 각각 이송하는 기능을 갖는 1차침전조(2)와,After separating the activated sludge adsorbed with organic matter and the supernatant containing a large amount of ammonia from the wastewater passed through the contact tank (1), the supernatant was transferred to the nitrification reaction tank (3), and the activated sludge was transferred to the first anoxic tank (4), respectively. A primary precipitation tank 2 having a function of conveying, 그 1차침전조(2)로부터 유입되는 상징액으로부터 암모니아성 질소 제거와 질산화를 유도하는 회전원판형 질산화반응조(3)와,A rotary disk-type nitrification reactor (3) for inducing ammonia nitrogen removal and nitrification from the supernatant flowing from the primary precipitation tank (2), 그 질산화반응조(3)에서 유입되고, 후속하는 제2무산소조(6)로부터 내부순환되어 유입되는 질산성 질소를, 상기 1차침전조(2)로부터 유입되는 유기물이 다량 흡착된 활성슬러지를 이용하여 탈질처리하는 제1무산소조(4)와,The denitrification is carried out using the activated sludge in which the nitrate nitrogen flowing from the nitrification reaction tank 3 and circulating internally from the subsequent second anoxic tank 6 is introduced, and the organic material flowing from the primary precipitation tank 2 is adsorbed in large quantities. The first anoxic tank 4 to be treated, 그 제1무산소조(4)에서 미처리된 질산성 질소의 탈질과, 상기 1차침전조(2)로부터 유입되는 유기질소를 암모니아성 질소로 분해하고, 그 분해된 암모니아성 질소의 질산화 및 탈질 기능을 수행하는 간헐폭기반응조(5)와,Denitrification of untreated nitrogenous nitrate in the first anoxic tank (4) and organic nitrogen flowing from the primary settling tank (2) are decomposed into ammonia nitrogen, and nitrification and denitrification of the decomposed ammonia nitrogen are performed. Intermittent aeration reactor (5) 그 간헐폭기반응조(5)에서 질산화된 질산염을 추가 탈질 처리하는 제2무산소조(6)와,A second anoxic tank (6) for further denitrification of the nitrified nitrate in the intermittent aeration reaction tank (5), 그 제2무산소조(6)에서 탈질화된 질소가스의 탈기가 수행되며 잔류 암모니아성 질소의 질산화가 이루어지는 재포기조(7)로 구성됨을 특징으로 하는 내부순환과 회전원판형 질산화반응조를 이용한 폐수처리시스템.A waste water treatment system using an internal circulation and a rotating disk-type nitrification tank, characterized in that the denitrified nitrogen gas is degassed in the second anoxic tank (6) and composed of a reaeration tank (7) in which nitrification of residual ammonia nitrogen is carried out. . 제 1항에 있어서, 회전원판형 질산화반응조(3)는 디스크 타입의 원판이 2 ~ 200장 범위로 겹치도록 배열하여 원통형 구조를 갖는 회전원판(200)이 폐수 속 40 ~ 60%로 잠기도록 구성됨을 특징으로 하는 내부순환과 회전원판형 질산화반응조를 이용한 폐수처리시스템.According to claim 1, the rotary disk-type nitrification tank 3 is arranged so that the disk-type disks overlap in the range of 2 to 200 sheets so that the rotating disk 200 having a cylindrical structure is immersed in 40 ~ 60% in the waste water. Wastewater treatment system using an internal circulation and a rotating disk-type nitrification reactor characterized in that. 제 2항에 있어서, 회전원판(200)은 폐수 속 100%로 잠기도록 구성됨을 특징으로 하는 내부순환과 회전원판형 질산화반응조를 이용한 폐수처리시스템.The wastewater treatment system according to claim 2, wherein the rotating disc 200 is configured to be immersed in 100% of the wastewater. 제 3항에 있어서, 회전원판(200)이 폐수 속 100%로 잠길 경우에는 폐수 속으로 공기를 주입하는 것을 특징으로 하는 내부순환과 회전원판형 질산화반응조를 이용한 폐수처리시스템.4. The wastewater treatment system according to claim 3, wherein when the rotating disc 200 is locked to 100% in the wastewater, air is injected into the wastewater.
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