KR20100129517A - Gravity flow mbr for treatment of wastewater using metal membrane with macro pore size - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하/폐수 처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 활성슬러지법의 고액분리를 위한 중력식 침전조 대신에 폭기조에 10 ㎛ 이상의 공구경을 가지는 금속재질의 분리막을 구비하여 자연수두압 배제방식으로 양질의 처리수를 얻고 반응조의 크기를 최소화하며 상기 분리막의 막힘 현상을 물리적인 세척방법으로 해결할 수 있는 대공구경 금속막을 이용한 자연배제형 하/폐수 처리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage / wastewater treatment system, and more specifically, to a natural hydrostatic pressure exclusion system having a separation membrane made of metal having a tool diameter of 10 μm or more in an aeration tank instead of a gravity settling tank for solid-liquid separation of activated sludge method. The present invention relates to a natural excretion type sewage / wastewater treatment system using a large-diameter metal membrane which can obtain a high quality treatment water, minimize the size of the reactor, and solve the clogging of the separator by a physical washing method.
일반적으로, 종래의 대부분의 하/폐수처리를 위하여 활성슬러지 공법이 적용되어 운영되고 있으나, 이러한 생물학적 처리 공정들은 미생물 배양을 위한 폭기조와 고액분리를 위한 침전조로 구성되어있다. 상기 침전조는 폭기조에서 유입되는 처리 대상 하/폐수와 미생물이 완전 혼합되어 있어 깨끗한 처리수를 얻기 위해서는 반드시 활성슬러지(고형물)와 처리수를 분리하여야 한다.In general, the activated sludge method is applied and operated for most of the conventional sewage / wastewater treatment, but these biological treatment processes are composed of an aeration tank for culturing microorganisms and a precipitation tank for solid-liquid separation. The sedimentation tank must be separated from the activated sludge (solids) and treated water in order to obtain clean treated water because the sewage / wastewater and microorganisms to be treated introduced from the aeration tank are completely mixed.
따라서 종래의 활성슬러지 공법은 대부분 2차 침전조로 일컬어지는 중력식 고액분리 설비가 필요하게 되고 이를 위하여 큰 반응조와 2차 침전조가 구비되어야 하며, 상기 반응조의 슬러지에 팽화 또는 핀플럭 등의 문제가 발생하면 반응조가 안정적으로 운전되지 못하여 양질의 처리수를 얻지 못하게 된다. Therefore, the conventional activated sludge process requires a gravity solid-liquid separation facility, which is mostly referred to as a secondary sedimentation tank, and a large reaction tank and a secondary sedimentation tank should be provided for this purpose. When problems such as swelling or pin flocks occur in the sludge of the reactor, The reactor does not operate stably and thus does not obtain good treated water.
따라서 최근에는 고농도의 미생물을 반응조에 유지하여 부지를 절감하고 폐수의 오염물질의 처리효율을 높이기 위하여 폭기조에 고분자 유기 재질의 중공사막 또는 평막 형태의 정밀여과막(micro filter) 또는 한외여과막(ultra filter)을 침지시키고 펌프를 이용하여 처리수를 일정압으로 강제배제하는 방법을 적용한 막분리 생물 반응조(MBR) 공정이 개발되어 적용되고 있다. 여기서, 상기 분리막의 공극은 0.001 ㎛ ~ 10 ㎛의 범위이다. Therefore, in recent years, in order to reduce the site by maintaining high concentration of microorganisms in the reaction tank and to improve the treatment efficiency of the pollutants in the wastewater, the microfilter or ultrafilter in the form of hollow fiber membrane or flat membrane of polymer organic material in the aeration tank. Membrane Separation Bioreactor (MBR) process has been developed and applied by applying the method of immersing the water and forcing the treated water to a constant pressure using a pump. Here, the pore of the separator is in the range of 0.001 ㎛ ~ 10 ㎛.
상기와 같은 막분리 생물 반응조 공정은, 분리막으로 주로 고분자 재질의 유기막을 사용하고 있으며, 상기 분리막은 표면에 입자의 흡착, 케이크 형성 등을 최대한 억제하여 막힘(fouling)을 방지하는 것으로 통상적으로 산기관을 이용한 폭기 방법으로 폭기조내에 수류를 형성시켜 분리막 표면에 농도분극현상을 저감하고 전단력을 주어 입자의 흡착 및 케이크 형성을 최소화하여 막투과 유속을 일정하게 유지하는 방법이 주로 사용되고, 막여과를 안정적으로 유지하기 위하여 10분 운전 2분 휴지 등과 같은 운전 공정을 포함한다. 이 때 반응조내에 미생물을 포함한 고형물들이 막표면에 부착하게 되는데 막표면에 고형물의 부착을 방지하기 위하여 통상 반응조 내에서 폭기를 이용하여 수류를 생성시켜 막힘을 제어하는 방법을 주로 적용한다. In the membrane separation bioreactor process as described above, an organic membrane mainly made of a polymer material is used as the separation membrane, and the separation membrane is generally used to prevent fouling by inhibiting particle adsorption and cake formation on the surface as much as possible. It is mainly used to maintain the membrane permeation flow rate by minimizing particle adsorption and cake formation by reducing the concentration polarization phenomenon and giving shear force by forming water flow in the aeration tank by using aeration method. Operating processes such as a 10 minute run, a 2 minute rest, and the like to maintain. At this time, the solids including the microorganisms in the reaction tank is attached to the membrane surface. In order to prevent the adhesion of the solids to the membrane surface, a method of controlling the blockage by generating water flow using aeration in the reaction tank is mainly applied.
그럼에도 불구하고 종래의 막분리 생물 반응조 공정은, 장시간 운전시 발생되는 막오염에 의한 막힘을 근본적으로 해결할 수 없어 막을 반응조 외부로 분리하 여 화학약품인 차아염소산 등을 사용하여 세정하거나 반응조내에 구비된 분리막에 처리수 역방향으로 미량의 세정제를 주입하는 역세정 방법 등이 개발되어 적용되고 있는 실정이다. Nevertheless, the conventional membrane separation bioreactor process can not fundamentally solve the blockage caused by membrane contamination generated during long time operation, and separates the membrane outside the reactor to clean it using chemical hypochlorous acid, etc. A backwashing method for injecting a small amount of cleaning agent in the reverse direction of the treated water to the separator has been developed and applied.
이러한 종래의 방법들은 대부분 고분자 재질의 유기막을 사용하는데 고분자 재질의 특성상 공극크기가 10 ㎛ 이상을 갖기는 어려우며, 내구성이 약하여 찢어지기 쉽다. 따라서 반응조 내에 슬러지와 처리수를 분리하기 위하여 펌프를 이용하여 일정압을 유지하면서 처리수를 일정량으로 강제 배제하게 되며, 공기를 막내부에서 외부로 불어넣는 역세척 방법을 적용할 수 없다. Most of these conventional methods use an organic membrane made of a polymer material, and due to the characteristics of the polymer material, it is difficult to have a pore size of 10 μm or more, and it is easy to tear due to its weak durability. Therefore, to separate the sludge and the treated water in the reactor by using a pump to maintain a constant pressure to remove the treated water to a certain amount, it is not possible to apply the backwashing method of blowing air from the inside of the membrane to the outside.
특히 고분자 재질의 유기막은 재질 특성상 막표면을 세척봉이나 솔로 직접적으로 닦아내는 물리적 세척이 곤란하다는 단점을 가지고 있어 막의 막힘이 발생하였을 때 세정이 용이하지 않으며, 내구성 및 내약품성으로 막의 손상이 쉽게 일어날 수 있다. In particular, the organic membrane made of polymer has the disadvantage of physical cleaning that directly wipes the surface of the membrane with a cleaning rod or brush due to its material characteristics. Therefore, it is difficult to clean when the membrane is clogged. Can be.
이에 최근 금속막을 적용하여 막여과수에 오존가스를 용해시켜 막의 파울링현상과 막표면에 케익층을 방지하여 막투과유량을 일정하게 유지하고자 하는 방법이 개발되었는데 이 방법은 오존가스 주입을 위한 별도의 장치가 필요하며, 금속막의 공구경이 0.2 ㎛ 정도로 여과수를 강제 흡인하는 기존 방법의 한계를 극복하지 못하여 경제적이지 못한 문제점이 있다. Recently, a method of dissolving ozone gas in membrane filtration water by applying a metal membrane to prevent fouling of the membrane and a cake layer on the membrane surface has been developed to maintain a constant membrane permeation flow rate. An apparatus is required, and the tool diameter of the metal film does not overcome the limitations of the existing method of forcibly sucking the filtered water to about 0.2 μm, which is not economical.
따라서 본 발명의 목적은 고액분리를 위한 중력식 침전조 대신에 폭기조에 10 ㎛이상의 공구경을 가지는 금속재질의 분리막을 구비하여 높은 투과량(Flux)을 유지하면서 생물반응조내의 슬러지(고형물)와 처리수를 별도의 동력없이 자연수두압으로 용이하게 분리 배제되도록 할 수 있는 대공구경 금속막을 이용한 자연배제형 하/폐수 처리시스템을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a separation membrane made of metal having a tool diameter of 10 μm or more in the aeration tank instead of the gravity settling tank for solid-liquid separation to separate sludge (solid matter) and treated water in the bioreactor while maintaining a high flux. It is to provide a natural exclusion type sewage / wastewater treatment system using a large-diameter metal membrane that can be easily separated and excluded by natural head pressure without power.
또한, 본 발명의 다른 목적은 공구경이 큰 분리막을 이용하여 처리수 배제를 위한 펌프 및 동력비 비용을 절감하고 높은 투과량(Flux)을 확보하여 분리막에 의한 여과(흡인)시간 대비 휴지(정지)시간을 단축하며, 막에 직접적인 물리적 세척의 용이성을 제공할 수 있는 대공구경 금속막을 이용한 자연배제형 하/폐수 처리시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to reduce the pump and power costs for the treatment water removal by using a separation membrane having a large tool diameter and to secure a high permeation flux (Flux) to reduce the idle time compared to the filtration (suction) time by the membrane. It is to provide a natural discharge type sewage / wastewater treatment system using a large-diameter metal membrane that can shorten and provide easy physical washing directly to the membrane.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 분리막 내부에 인, 질소 기타 유해오염물질에 선택적인 처리가 가능한 기능성 담체를 충전하여 하/폐수 중에 유기물, 질소, 인 등은 물론 기타 오염물질들을 생물학적으로 처리할 수 있는 효율에 더하여 추가로 제거할 수 있는 대공구경 금속막을 이용한 자연배제형 하/폐수 처리시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to fill a functional carrier capable of selectively treating phosphorus, nitrogen, and other harmful pollutants in the membrane to biologically treat organic matter, nitrogen, phosphorus, and other contaminants in sewage / wastewater. In addition to the efficiency, it is possible to provide a natural sewage / wastewater treatment system using a large-diameter metal membrane that can be further removed.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이를 위하여, 본 발명에 의하면, 단일폭기조, 또는 무산소조와 폭기조, 또는 혐기조, 무산소조 및 폭기조로 조합되는 반응조에 하/폐수가 유입되어 정화 처리되 는 하/폐수 처리시스템에 있어서, 상기 폭기조에는 브로워에서 공기가 주입되는 산기관과; 상기 산기관의 상부에 금속막으로 구성된 막모듈이 위치되며, 상기 막모듈을 통하여 상기 폭기조 내에 슬러지와 처리수가 여과분리되고 처리수는 자연수두압에 의하여 반응조 외부로 배제되도록 하는 대공구경 금속막을 이용한 자연배제형 하/폐수 처리시스템이 제공된다.To this end, according to the present invention, in the wastewater / wastewater treatment system in which the wastewater / wastewater flows into a single aeration tank, or an anaerobic tank and an aeration tank, or a reaction tank combined with an anaerobic tank, anoxic tank, and aeration tank, is purified. An diffuser into which air is injected; A membrane module composed of a metal membrane is positioned on the upper part of the diffuser, and the sludge and the treated water are separated through the membrane module in the aeration tank, and the treated water is removed from the reactor by the natural head pressure. Natural sewage / wastewater treatment systems are provided.
여기서, 상기 금속막은, 스테인레스 스틸 또는 황동 등 금속 재질을 가지며, 관형(Tubular) 또는 평막형(Plate)으로 제작되어 반응조의 내부에 선택 설치되는 것이 바람직하다.Here, the metal film is made of a metal material such as stainless steel or brass, it is preferable that the tubular (Tubular) or flat plate (Plate) is made to be selectively installed in the reaction tank.
또한, 상기 금속막은, 공구경 10 ㎛ ~ 100 ㎛ 크기의 복수개의 공극을 가지는 것이 바람직하다.In addition, the metal film preferably has a plurality of pores having a tool diameter of 10 μm to 100 μm.
또한, 상기 금속막 내부에 필요에 따라 인, 질소 및 기타 오염물질을 추가로 제거하기 위한 촉매나 담체가 충전되는 것이 바람직하다.It is also preferred that the metal film is filled with a catalyst or a carrier for further removing phosphorus, nitrogen and other contaminants as necessary.
또한, 막세척은 상기 반응조에 공기를 주입하는 관을 차단시키고 상기 금속막과 연결된 관을 개방하여 브로워에서 공급되는 공기를 이용하여 금속막 내부로 유입시켜 금속막 내부에서 외부로 공기가 배출되면서 금속막 표면에 부착된 물질들이 떨어져 나가면서 주기적으로 세척되도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the film cleaning is blocked by the pipe for injecting air into the reaction tank and open the pipe connected to the metal film to enter the inside of the metal film by using the air supplied from the blower to discharge the air from the inside of the metal film to the metal It is desirable to allow the materials attached to the membrane surface to be washed off periodically.
또한, 상기 금속막의 표면에 부착된 고형물의 세척을 위하여 세척봉 또는 솔이 설치되는 방법도 바람직하다.In addition, it is also preferred that the cleaning rod or brush is installed to wash the solid attached to the surface of the metal film.
따라서 본 발명에 의하면, 종래의 하/폐수 처리시스템에 비하여 침전조가 생 략되고 폭기조에 10 ㎛ ~100 ㎛ 정도의 공구경을 가지는 금속막이 구비됨으로써, 기존의 생물학적 하/폐수 처리 방법에 비하여 높은 농도의 MLSS를 유지할 수 있고 침전조의 구성을 생략하여도 높은 효율의 고액분리를 가능하게 하여 양질의 처리수를 얻을 수 있다.Therefore, according to the present invention, the sedimentation tank is omitted as compared to the conventional sewage / wastewater treatment system, and the metal membrane having a tool diameter of about 10 μm to 100 μm is provided in the aeration tank, thereby providing a higher concentration than the conventional biological sewage / wastewater treatment method. MLSS can be maintained and high-quality solid-liquid separation can be obtained even if the structure of the sedimentation tank is omitted to obtain a high quality treated water.
또한, 종래의 미세공극의 고분자 재질의 유기막 또는 금속막을 사용한 MBR 방법에 비하여 처리수 배제를 위한 별도의 펌프와 동력이 소요되지 않으면서도 높은 투과량(Flux)을 얻을 수 있으며 막의 막힘을 별도의 장치 없이 물리적으로 반응조 내에서 쉽게 해결할 수 있어 보다 경제적이면서도 안정적인 하/폐수 처리를 가능하게 할 수 있다.In addition, compared to the conventional MBR method using an organic membrane or a metal membrane of a microporous polymer, a high pump flux and high flux can be obtained without requiring a separate pump and power to remove treated water, and a separate device is used for blocking the membrane. It can be easily solved in the reactor without the physical and can enable more economical and stable sewage / wastewater treatment.
또한, 막내부에 기능성 촉매 또는 담체의 충전이 용이하여 처리대상 오염물질의 생물학적 처리효율에 더하여 별도의 추가적인 반응조 또는 장치 없이 제거가 가능하다. In addition, the filling of the functional catalyst or the carrier inside the membrane is easy to remove in addition to the biological treatment efficiency of the contaminants to be treated without any additional reactor or device.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대공구경 금속막을 이용한 자연배제형 하/폐수 처리시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 하/폐수 처리시스템에 있어서 금속막을 공기로 역세정하는 방법을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 하/폐수 처리시스템에 있어서 금속막을 세척솔로 연속 세척하는 방법을 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a natural sewage type sewage / wastewater treatment system using a large-diameter metal film according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is backwashing the metal film with air in the sewage / wastewater treatment system of FIG. 1. 3 is a view showing a method for determining, and FIG. 3 is a view showing a method of continuously washing a metal film with a washing brush in the wastewater / wastewater treatment system of FIG. 1.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대공구경 금속막을 이용한 자연배제형 하/폐수 처리시스템은, 먼저, pH 조정, 부유고형물 제거 등의 기본적인 전처리를 거친 하/폐수가 처리대상 오염물질에 따라 일정 슬러지농도(MLSS)로 유지되는 단일폭기조 또는 무산소조와 폭기조 또는 혐기조, 무산소조 및 폭기조 등으로 조합되는 반응조(1)에 유입된다. As shown in Figures 1 to 3, the natural excrement type sewage / wastewater treatment system using a large diameter metal membrane according to a preferred embodiment of the present invention, first, after the basic pretreatment such as pH adjustment, suspended solids removal / The waste water enters the reaction tank 1 which is combined with a single aeration tank or anoxic tank maintained at a constant sludge concentration (MLSS) and aeration tank or anaerobic tank, anoxic tank and aeration tank depending on the contaminants to be treated.
상기 반응조(1)에 유입된 하/폐수는 반응조(1) 내에서 일정시간 머물게 되고 이때 하/폐수에 포함되어 있는 오염물질들이 미생물에 의해 분해되고 흡수되어 정화된다.The sewage / wastewater introduced into the reaction tank 1 stays in the reaction tank 1 for a predetermined time, at which time contaminants contained in the sewage / waste water are decomposed and absorbed by microorganisms and purified.
여기서, 상기 반응조(1)가 도 1에 도시된 바와 같이 정화된 처리수를 여과하기 위한 금속막모듈은 폭기조(1b)에 설치되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the metal membrane module for filtering the treated water purified as the reaction tank 1 is installed in the
상기 폭기조(1b)는 미생물에 산소 공급, 혼합 및 막표면에 전단력을 주어 막표면에 고형물이 부착되는 것을 방지하기 위하여 브로워(2)에서 공기가 주입되는 산기관(3)을 통하여 산소가 공급되고 산기관(3) 상부에 금속막(4)으로 구성된 막모듈(5)이 구비되며 상기 막모듈(5)을 통하여 폭기조(1b) 내에 슬러지와 처리수가 분리되고 처리수는 자연수두압에 의하여 반응조(1) 외부로 여과 배출된다. The
또한, 폭기조(1b) 전체의 슬러지 농도를 일정하게 유지하기 위하여 반송펌프(6)에 의해 상기 폭기조(1b)의 슬러지가 혐기조(1a) 또는 무산소조(1a)로 지속적 으로 이송되고 이중 일부는 슬러지 농도 유지를 위하여 잉여슬러지로 폐기된다. In addition, the sludge of the
여기서, 상기 금속막(4)은 관형(Tubular) 또는 평막형(Plate)으로 제작되어 폭기조(1b)의 내부에 용이하게 선택 설치되는 것이 바람직하며, 금속막의 일정투과수량을 유지하기 위하여 주기적인 역세척 또는 일시적인 역세척이 필요할 경우, 휴지 기간 동안 상기 폭기조(1b)에 공기를 주입하는 관이 밸브(8a)에 의하여 차단되고 금속막(4)과 연결된 관의 밸브(8b)가 열리면서 브로워(2)에서 공급되는 공기가 금속막(4) 내부로 유입되어 금속막(4) 내부에서 외부로 공기가 배출되면서 금속막(4) 표면에 부착된 고형물들이 떨어져 나가면서 세척되는 방법이 바람직하다. In this case, the
또한, 상기의 공기로 역세척하는 방법 대신에 금속막(4) 표면에 금속막(4)의 막힘 방지를 위하여 세척봉 또는 솔(9)이 설치되어 금속막(4) 표면이 세척되도록 하여도 좋다. 이때, 상기 세척봉 또는 솔(9)은 별도의 회동부재(미도시)에 의해 회전되면서 금속막(4)의 표면을 세척하는 것이 바람직하다. In addition, instead of the method of backwashing with air, a cleaning rod or
상기 금속막(4)은 스테인레스 스틸, 황동 등의 금속 재질로 내열성, 내약품성, 내산 및 내알칼리성을 가지고, 10~100㎛의 크기를 가지는 복수개의 공극을 가지며, 관형으로 제작되는 경우 지름이 1~10㎝이고 길이는 10~200㎝의 범위이며, 평막은 가로 10~100㎝, 높이 10~1,000㎝ 범위로 막내부에는 막의 모양을 유지할 수 있도록 지지대가 통상 설치된다.The
여기서, 상기 금속막(4) 내부 공간에 인, 질소 및 기타 오염물질을 생물학적으로 제거되는 것 이상의 추가적으로 제거하기 위한 촉매나 담체가 충전될 수 있다. Here, a catalyst or carrier may be filled in the inner space of the
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대공구경 금속막을 이용한 자연배제형 하/폐수 처리시스템의 작용과 효과에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the operation and effects of the natural exclusion type sewage / wastewater treatment system using the large-diameter metal membrane according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
먼저, 제어부(미도시) 또는 입력부(미도시)에 의해 상기 금속막(4)의 막힘을 방지하기 위하여 통상 8~10분 운전(흡인), 1~2분 휴지 등의 주기로 운전 제어된다.First, in order to prevent clogging of the
이때, 안정적인 투과수량 배제를 위하여 주기적인 역세척이 이루어지는데 휴지 기간 동안 상기 폭기조(1b)에 공기를 주입하는 관이 밸브(8a)에 의하여 차단되고 금속막(4)과 연결된 관의 밸브(8b)가 열리면서 브로워(2)에서 공급되는 공기가 금속막(4) 내부로 유입되어 금속막(4) 내부에서 외부로 공기가 배출되면서 금속막(4) 표면에 부착된 고형물들이 떨어져 나가면서 세척된다. 이후 다시 휴지기간이 끝나면 밸브(8b)가 잠기고 밸브(8a)가 열리면서 브로워(2)에 의한 공기는 산기관으로 공급되어 미생물에 산소공급 및 수류형성에 이용되며, 금속막으로 처리수가 여과되어 자연수두압으로 반응조 외부로 배제된다. At this time, periodic backwashing is performed to exclude stable permeate flow rate, and the
상술한 바와 같은, 대공구경 금속막을 이용한 자연배제형 하/폐수 처리시스템을 적용한 하/폐수 처리의 실시예를 표 1 내지 표 3을 참조로 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the sewage / wastewater treatment using the natural wastewater type sewage / wastewater treatment system using the large diameter metal membrane as described above will be described with reference to Tables 1 to 3 below.
표 1. 반응조 사양 먼저, 표 1에 나타낸 바와 같이, 일처리 2㎥/일 용량의 반응조(1)를 무산소조(1a)와 폭기조(1b)의 조합으로 상기 규격과 구성을 가지도록 제작하여 S대학교 하수처리장내에 설치하고 하수를 사용하여 운전을 수행하였으며, 이때, 사용된 금속막(4)은 스테인레스 스틸로 약 30㎛의 실공극을 적용하였으며, 여기서, 상기 공극의 크기는 식종된 슬러지의 직경크기를 PSA로 측정한 결과 약 35㎛의 크기를 가져 이에 대응되도록 한 것이다. Table 1. Reactor Specifications First, as shown in Table 1, the reaction tank 1 having a work treatment of 2
표 2. 반응조 운전조건Table 2. Reactor Operation Conditions
표3. 실험 결과또한, 표 2와 표 3에 나타낸 바와 같이, 연속으로 운전 제어를 수행한 결과, 상기 반응조(1)의 슬러지농도(MLSS)는 약 6,000mg/L로 유지되었다. 상기 금속막(4)간 차압은 약 4~5KPa이었으며, 이때 투과유량은 약 40LMH(ℓ/㎡·h)였다. 또한, 운전결과 유기물 항목인 BOD5와 CODcr은 94%의 처리효율을 보였으며, 총질소는 71%, 인은 73%의 처리효율을 보였다. 또한, 상기 반응조(1) 내에 MLSS가 약 6,000mg/L로 유지됨에도 불구하고 처리수의 SS농도는 평균 1.0mg/L의 값을 보였다. 또한, 처리수의 강제배제를 위한 펌프없이 자연수두압에 의하여 지속적으로 운전되었으며, 물리적 세척방법인 공기세척 방법에 의하여 막의 막힘없이 안정적인 투과유량으로 운전이 이루어졌다.Table 3. Experimental Results In addition, as shown in Table 2 and Table 3, as a result of the continuous operation control, the sludge concentration (MLSS) of the reactor 1 was maintained at about 6,000mg / L. The differential pressure between the
따라서 본 발명에 의하면, 종래의 하/폐수 처리시스템에 비하여 폭기조에 10 ㎛ ~ 100 ㎛ 정도의 공구경을 가지는 금속막이 구비됨으로써, 기존의 생물학적 하/폐수 처리 방법에 비하여 높은 농도의 MLSS를 유지할 수 있고 침전조의 구성을 생략하여도 높은 효율의 고액분리를 가능하게 하여 양질의 처리수를 얻을 수 있다.Therefore, according to the present invention, a metal film having a tool diameter of about 10 μm to 100 μm is provided in the aeration tank as compared to the conventional sewage / wastewater treatment system, thereby maintaining a higher concentration of MLSS compared to the conventional biological sewage / wastewater treatment method. In addition, even if the configuration of the sedimentation tank is omitted, high-efficiency solid-liquid separation is possible to obtain high quality treated water.
또한, 종래의 미세공극의 고분자 재질의 막을 사용한 MBR 방법에 비하여 처리수 배제를 위한 별도의 펌프와 동력이 소요되지 않으면서도 높은 투과량(Flux)을 얻을 수 있으며 막의 막힘을 공기 역세척 또는 세척봉 또는 솔로 표면을 세척하는 물리적 방법으로 반응조 내에서 쉽게 해결할 수 있어 보다 경제적이면서도 안정적인 하/폐수 처리를 가능하게 할 수 있다.In addition, compared to the conventional MBR method using a microporous polymer membrane, it is possible to obtain a high permeability (Flux) without the need for a separate pump and power to remove treated water. The physical method of cleaning the surface with a brush can be easily solved in the reactor, allowing for more economical and stable sewage / wastewater treatment.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains have various permutations and modifications without departing from the spirit or essential features of the present invention. It is to be understood that the present invention may be practiced in other specific forms, since modifications may be made. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대공구경 금속막을 이용한 자연배제형 하/폐수 처리시스템을 개략적으로 도시한 도면;1 is a view schematically showing a natural exclusion type sewage / wastewater treatment system using a large-diameter metal film according to a preferred embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 하/폐수 처리시스템에 있어서 대공구경 금속막을 공기로 역세정하는 방법을 나타낸 도면;FIG. 2 is a view showing a method for backwashing a large diameter metal film with air in the sewage / wastewater treatment system of FIG. 1; FIG.
도 3은 도 1의 하/폐수 처리시스템에 있어서 대공구경 금속막을 세척솔로 연속 세척 하는 방법을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a method of continuously cleaning a large diameter metal film with a washing brush in the sewage / wastewater treatment system of FIG.
*도면부호설명** Drawing reference *
1 : 반응조 1a : 혐기조 또는 무산소조1:
1b : 폭기조 2 : 브로워1b: Aeration tank 2: Brow
3 : 산기관 4 : 금속막3: diffuser 4: metal film
5 : 막모듈 6 : 반송펌프5
7 : 교반기 8a, 8b : 밸브7:
9 : 솔 9: brush
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Cited By (7)
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