KR20110058989A - Hybrid aerator system - Google Patents

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KR20110058989A
KR20110058989A KR20090115566A KR20090115566A KR20110058989A KR 20110058989 A KR20110058989 A KR 20110058989A KR 20090115566 A KR20090115566 A KR 20090115566A KR 20090115566 A KR20090115566 A KR 20090115566A KR 20110058989 A KR20110058989 A KR 20110058989A
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diffuser
coarse
bubbles
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bubble
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KR20090115566A
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김진호
박민수
이지웅
홍공선
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주식회사 에코니티
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Abstract

PURPOSE: A hybrid type aerating system is provided to prevent the over-aeration of micro-bubbles and excessive increase of dissolved air by installing a micro-bubble aerating pipe at the lower side of a coarse-bubble aerating pipe. CONSTITUTION: A main pipe(106), a coarse-bubble aerating pipe(102), a micro-bubble aerating pipe(104), conduits(108, 110), and a valve(112) are arranged. The coarse-bubble aerating pipe generates coarse-bubbles. The micro-bubble aerating pipe is installed at the lower side of the coarse-bubble aerating pipe and generates micro-bubbles. A first conduit connects the main pipe and the coarse-bubble aerating pipe. A second conduit connects the main pipe and the micro-bubble aerating pipe. The valve is installed at the first conduit.

Description

하이브리드형 산기관 시스템 {Hybrid aerator system}Hybrid diffuser system {Hybrid aerator system}

본 발명은 산기관에 관한 것이다. 산기관은 수중에서 다수의 기포를 발생시키기 위한 장치이며, 공기유입통로와 기포방출공(산기홀)을 구비하고 있다. 산기관은, 대표적인 예를 들면, 수처리시설의 폭기조에서의 기포 발생, 여과식 수처리시설의 여과조에서의 기포 발생, 분리막 생물 반응조(MBR: membrane bio-reactor) 수처리시설의 생물반응조에서의 기포 발생, 등의 용도로 사용되고 있다.The present invention relates to an diffuser. The diffuser is a device for generating a large number of bubbles in water, and has an air inflow passage and bubble discharge holes (acid holes). For example, the diffuser can generate bubbles in an aeration tank of a water treatment plant, bubbles in a filtration tank of a filtration water treatment plant, bubbles in a bioreactor of a membrane bio-reactor (MBR) water treatment plant, It is used for such uses.

폭기조는, 호기성 미생물의 배양을 통하여, 오수, 폐수 및 하수 중에 함유되어 있는 유기물질을 분해하기 위하여 사용된다. 송풍기와 유체연결된 산기관은 폭기조의 하부에 설치된다. 산기관으로부터 방출되는 공기 기포를 통하여, 폭기조 내의 폐수에 산소가 공급되며, 이러한 산소는 폐수 중의 호기성 미생물의 배양에 사용된다.The aeration tank is used to decompose organic substances contained in sewage, wastewater and sewage through cultivation of aerobic microorganisms. The diffuser fluidly connected to the blower is installed at the bottom of the aeration tank. Through the air bubbles released from the diffuser, oxygen is supplied to the wastewater in the aeration tank, which is used for the cultivation of aerobic microorganisms in the wastewater.

여과조는, 폐수 중에 함유되어 있는 고형입자를 여과방식으로 제거하기 위하여 사용된다. 여과조에는, 예를 들면, 침지식 분리막 모듈과 같은 여과수단이 설치된다. 송풍기와 유체연결된 폭기용 산기관은, 여과조 내에서, 침지식 분리막 모듈의 하부에 설치된다. 폭기용 산기관으로부터 방출되는 기포는, 분리막 모듈 주위의 수체를 교란시키는 구동력으로 작용한다. 분리막과 기포의 충돌에 의하여, 그리고, 분리막 주변의 수체 교란에 의하여, 분리막에 진동이 발생하게 되고, 그에 따라, "분리막의 미세기공이 고형입자의 퇴적에 의하여 막히는 현상(즉, 파울링(fouling) 현상)"이 방지될 수 있다.The filtration tank is used to remove the solid particles contained in the waste water by filtration. In the filtration tank, for example, filtration means such as an immersion membrane module is provided. The aeration diffuser fluidly connected to the blower is installed in the lower part of the submerged membrane module in the filtration tank. Bubbles emitted from the aeration diffuser act as a driving force to disturb water bodies around the membrane module. Vibration occurs in the membrane by collision of the membrane with bubbles and water turbulence around the membrane, and thus, "fine pores of the membrane are blocked by the deposition of solid particles (i.e. fouling. ) Phenomenon) can be prevented.

"분리막 생물 반응조 (MBR : membrane bio-reactor)"에서는, 분리막 모듈에 의한 고형입자의 제거와 미생물에 의한 유기물질의 분해가 동시에 일어난다. 분리막 생물 반응조의 하부에 설치된 산기관으로부터 방출되는 기포는, 분리막의 파울링을 방지하는 역할과 미생물에 대하여 산소를 공급하는 역할을 겸하게 된다.In the "membrane bio-reactor" (MBR), the removal of solid particles by the membrane module and the decomposition of organic substances by microorganisms occur simultaneously. Bubbles discharged from the diffuser installed in the lower part of the membrane bioreactor serve to prevent fouling of the membrane and to supply oxygen to the microorganism.

산기관으로부터 방출된 기포에 의한 분리막 파울링 방지를 "기포에 의한 분리막의 물리적 세정"이라고 부른다. 기포에 의한 분리막의 물리적 세정에 있어서 가장 치명적인 요소는, 수체의 교란 정도가 극히 낮은 데드죤(dead zone)의 형성이다. 특히, 고농도의 미생물로 운전되는 생물반응조의 경우, 분리막 주위에 데드죤이 형성되면, 점성이 강한 미생물 고형물에 의한 분리막 표면 폐색이 급격하게 진행되어, 분리막에 걸리는 압력차가 급상승된다. Prevention of membrane fouling by bubbles released from the diffuser is called "physical cleaning of the membrane by bubbles". The most lethal factor in the physical cleaning of the membrane by bubbles is the formation of dead zones with extremely low disturbance of water bodies. In particular, in the case of a bioreactor operated with a high concentration of microorganisms, when dead zones are formed around the separator, the membrane surface occlusion due to the highly viscous microbial solid rapidly progresses, and the pressure difference applied to the separator rapidly rises.

분리막 주위에 데드죤이 형성되는 가장 큰 원인은, 산기관의 복수의 기포방출공으로부터 방출되는 기포의 발생량이 균일하지 않기 때문이다. 이를 편폭기 현상이라 부른다. 수체 교란의 구동력으로서 작용하는 기포의 발생이 균일하지 않게 되면, 결국, 분리막 주변의 일영역에 수체의 교란 정도가 극히 낮은 데드죤이 형성될 수 밖에 없다.The biggest cause of dead zone formation around the separator is that the amount of bubbles emitted from the plurality of bubble release holes in the diffuser is not uniform. This is called the pneumatic phenomenon. If the generation of bubbles acting as a driving force for water disturbance becomes uneven, dead zones in which water disturbance is extremely low are inevitably formed in one region around the separation membrane.

종래의 MBR에서는 대체로 용존산소(DO : DISSOLVED OXYGEN)의 공급 및 분리 막 파울링의 제어를 위하여 조대기포를 사용하여 왔다. 또한, 막오염을 급격하게 일으키는 데드존의 형성을 막기위해 공기공급량을 과량으로 증가시켜 일부 편폭기를 극복하였다. 과량의 공기공급은, 하수처리장의 총 전력사용량의 대부분을 차지하는 송풍설비의 무리한 운전을 가져오게 되어 전력비의 상승을 야기시킨다. In the conventional MBR, coarse bubbles have been generally used for supplying dissolved oxygen (DO: DISSOLVED OXYGEN) and controlling separation membrane fouling. In addition, in order to prevent the formation of dead zones causing sudden fouling of membranes, some of the deflectors have been overcome by increasing the amount of air supply in excess. Excess air supply leads to unreasonable operation of the blower facility, which accounts for most of the total power consumption of the sewage treatment plant, leading to an increase in the power cost.

한편, 과도한 양의 공기공급은 반응조 내 용존산소의 과도한 증가를 야기시키며, 용존산소의 과도한 증가는 생물학적 처리과정에 역효과를 미치게 된다. 또한, 용존산소의 과도한 증가는 슬러지 플록의 해체를 야기시키게 되고, 그에 따라, 분리막의 슬러지 여과성능을 저하시키게 된다.On the other hand, an excessive amount of air supply causes an excessive increase in dissolved oxygen in the reactor, and an excessive increase in dissolved oxygen adversely affects biological treatment. In addition, excessive increase in dissolved oxygen causes dissolution of the sludge flocs, thereby lowering the sludge filtration performance of the separator.

따라서, MBR의 운전에 있어서, 전력비를 절감시키고 분리막의 슬러지 여과성능을 유지하기 위해서는, 최소한의 공기량으로 용존산소의 공급 및 분리막 파울링의 제어를 달성하는 것이 필요하다.Therefore, in the operation of the MBR, in order to reduce the power ratio and maintain the sludge filtration performance of the membrane, it is necessary to achieve control of the dissolved oxygen supply and the membrane fouling with a minimum amount of air.

침지형 분리막을 사용하는 대부분의 MBR에 있어서, 분리막의 파울링을 제어하기 위해, 분리막을 연속적으로 가동시키지 않고 간헐적으로 가동시킨다. 그러나, 분리막 하부에 설치된 산기관으로부터의 조대기포의 폭기는 연속적으로 실시되고 있다. 조대기포는 산소전달율이 작으므로 필요한 용존산소를 공급하기 위해 과다한 량의 폭기를 하여야 하므로 경제적으로 불리하고, 연속적인 강한 폭기강도로 인하여 플록해체를 가져와 심한 경우 슬러지 벌킹등을 가져와 처리수질 악화와 슬러지 여과능을 떨어뜨려 분리막의 파울링을 오히려 가중시킬수도 있다.In most MBRs using immersion type membranes, in order to control fouling of the membrane, the membrane is operated intermittently without continuously operating. However, aeration of the coarse bubbles from the diffuser provided in the lower part of the separator is performed continuously. Coarse bubbles are economically disadvantageous because they have a small amount of oxygen transfer rate and must provide excessive amount of aeration in order to supply the required dissolved oxygen. It can also reduce the filtration capacity and increase the fouling of the membrane.

본 발명에서는, MBR의 분리막의 간헐적 운전에 있어서, 분리막 가동시간과 분리막 가동정지시간에, 서로 다른 기포형태와 폭기량을 적용시키기에 용이한 하이브리드형 산기관 시스템을 제공하고자 한다. 또한, 본 발명에서는, 상기 하이브리드형 산기관 시스템의 운전방법을 제공한다.In the present invention, in the intermittent operation of the membrane of the MBR, it is intended to provide a hybrid diffuser system that is easy to apply different bubble types and aeration amount at the membrane start time and the membrane stop time. In addition, the present invention provides a method for operating the hybrid diffuser system.

본 발명의 하이브리드형 산기관 시스템은,Hybrid type diffuser system of the present invention,

공기공급 주관;Air supply main;

조대기포 발생을 위한 조대기포 산기관; Coarse bubble diffuser for coarse bubble generation;

상기 조대기포 산기관에 하부에 설치된, 미세기포 발생을 위한 미세기포 산기관;A microbubble diffuser installed at the bottom of the coarse bubble diffuser for generating microbubbles;

상기 공기공급 주관과 상기 조대기포 산기관을 연결하는 제1도관; A first conduit connecting the air supply pipe and the coarse bubble diffuser;

상기 공기공급 주관과 상기 미세기포 산기관을 연결하는 제2도관; 및A second conduit connecting the air supply pipe and the microbubble diffuser; And

상기 제1도관에 설치된 밸브;A valve installed in the first conduit;

를 포함한다.It includes.

본 발명의 하이브리드형 산기관 시스템의 운전방법은,The operating method of the hybrid diffuser system of the present invention,

공기공급 주관; 조대기포 발생을 위한 조대기포 산기관; 상기 조대기포 산기관에 하부에 설치된, 미세기포 발생을 위한 미세기포 산기관; 상기 공기공급 주관과 상기 조대기포 산기관을 연결하는 제1도관; 상기 공기공급 주관과 상기 미세기 포 산기관을 연결하는 제2도관; 및 상기 제1도관에 설치된 밸브;를 포함하는 하이브리드형 산기관 시스템의 운전방법으로서,Air supply main; Coarse bubble diffuser for coarse bubble generation; A microbubble diffuser installed at the bottom of the coarse bubble diffuser for generating microbubbles; A first conduit connecting the air supply pipe and the coarse bubble diffuser; A second conduit connecting the air supply main pipe and the micro gas diffuser; And a valve installed in the first conduit, the method of operating a hybrid diffuser system comprising:

산소전달을 위한 폭기모드 중에는, 상기 밸브를 폐쇄하여, 상기 공기공급 주관을 통하여 공급되는 공기가 상기 미세기포 산기관으로만 유입되도록 하므로써, 미세기포가 발생되도록 하는 단계; 및During the aeration mode for oxygen delivery, closing the valve so that the air supplied through the air supply pipe flows into the microbubble diffuser only, so that microbubbles are generated; And

분리막 모듈의 파울링을 제거하기 위한 폭기모드 중에는, 상기 밸브를 열어서, 상기 공기공급 주관을 통하여 공급되는 공기가 상기 조대기포 산기관으로도 유입되도록 하므로써, 조대기포가 발생되도록 하는 단계;During the aeration mode for removing fouling of the membrane module, opening the valve, so that the air supplied through the air supply pipe is also introduced into the coarse bubble diffuser, so that coarse bubbles are generated;

를 포함한다.It includes.

조대기포는 직경이 약 5 mm 이상인 기포를 의미한다. 미세기포는 직경이 약 5 mm 미만인 기포를 의미한다. 바람직하게는, 조대기포는 직경이 약 5 mm 내지 약 15 mm 인 기포일 수 있으며, 미세기포는 직경이 약 0.1 mm 내지 약 3 mm 인 기포일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 조대기포는 직경이 약 10 mm 내지 약 15 mm 인 기포일 수 있으며, 미세기포는 직경이 약 0.1 mm 내지 약 2 mm 인 기포일 수 있다. 조대기포는 분리막의 파울링억제 및 제거에 유리하고, 미세기포는 용존산소의 공급에 유리하다. Coarse bubbles mean bubbles having a diameter of about 5 mm or more. Microbubbles means bubbles having a diameter of less than about 5 mm. Preferably, the coarse bubbles may be bubbles having a diameter of about 5 mm to about 15 mm, and the microbubbles may be bubbles having a diameter of about 0.1 mm to about 3 mm. More preferably, the coarse bubbles may be bubbles of about 10 mm to about 15 mm in diameter, and the microbubbles may be bubbles of about 0.1 mm to about 2 mm in diameter. Coarse bubbles are advantageous for suppressing fouling of the separator and removal, and fine bubbles are advantageous for supplying dissolved oxygen.

공기기포에 의한 물(수체)로의 산소전달율은 기포의 표면적과 수체내에서의 체류시간에 비례한다.The rate of oxygen transfer to water (water) by air bubbles is proportional to the surface area of the bubbles and the residence time in the water body.

예를 들어, 직경 10 mm 의 조대기포의 체적은 5.24×10-7 ㎥ 이고, 직경 1 mm 의 미세기포의 체적은 5.24×10-10 ㎥ 이므로, 10 mm 기포 1개의 체적과 1 mm 기포 1000개의 체적은 동일하다. 1개의 10 mm 기포의 표면적(3.14×10-4 ㎡)과 1000개의 1 mm 기포의 표면적(3.14×10-6 ㎡ × 1000)을 비교하면, 1 mm 기포 1000개의 표면적은 10 mm 기포 1개의 표면적의 10 배이다. 즉, 동일한 양의 공기를 공급하였을 때, 공급된 공기를 1 mm 미세기포의 형태로 폭기한 경우, 공급된 공기를 10 mm 조대기포의 형태로 폭기한 경우에 비하여, 10 배의 기포 표면적을 제공할 수 있는 것이다. For example, the volume of coarse bubbles having a diameter of 10 mm is 5.24 × 10 -7 m 3, and the volume of the micro bubbles having a diameter of 1 mm is 5.24 × 10 -10 m 3, so that a volume of one 10 mm bubble and 1000 1 mm bubbles are provided. The volume is the same. Comparing the surface area of one 10 mm bubble (3.14 × 10 -4 m 2) with the surface area of 1000 1 mm bubbles (3.14 × 10 -6 m 2 × 1000), the surface area of 1000 1 mm bubbles is the surface area of 10 mm bubbles Is 10 times. That is, when the same amount of air is supplied, when the supplied air is aerated in the form of 1 mm microbubbles, 10 times the bubble surface area is provided, compared to the case where the supplied air is aerated in the form of 10 mm coarse bubbles. You can do it.

게다가, 수중에서의 기포 상승속도를 비교하면, 조대기포의 상승속도에 비해 미세기포의 상승속도가 훨씬 느리다. 달리 표현하면, 미세기포의 수중에서의 체류시간이 조대기포의 수중에서의 체류시간 보다 훨씬 길다. In addition, when the bubble rising speed in water is compared, the rising speed of the fine bubbles is much slower than that of the coarse bubbles. In other words, the residence time of microbubbles in water is much longer than that of coarse bubbles in water.

따라서, 동일한 양의 공기를 공급하였을 때, 공급된 공기를 미세기포의 형태로 폭기한 경우, 공급된 공기를 조대기포의 형태로 폭기한 경우에 비하여, 현저히 높은 산소전달율을 얻을 수 있게 된다. 미세기포를 사용하면, 상대적으로 적은 양의 공기 공급량으로도, 1 mg/L 이상의 높은 용존산소를 구현하기가 매우 용이하다.Therefore, when the same amount of air is supplied, when the supplied air is aerated in the form of microbubbles, a significantly higher oxygen transfer rate can be obtained than when the supplied air is aerated in the form of coarse bubbles. Using microbubbles, it is very easy to achieve high dissolved oxygen of 1 mg / L or more, even with a relatively small air supply.

결국, 미세기포를 사용하여 반응조 내의 수체에 산소를 공급하는 경우, 조대기포 만을 사용하여 반응조 내의 수체에 산소를 공급하는 경우에 비하여, 상대적으로 현저히 적은 양의 공기 공급량을 필요로 하게 된다. 공기 공급량의 절감은 송풍 기 운전에 소요되는 전기에너지의 절감으로 이어진다.As a result, when oxygen is supplied to the water body in the reaction tank by using microbubbles, a relatively small amount of air supply is required as compared to the case where oxygen is supplied to the water body in the reaction tank by using only coarse bubbles. The reduction of air supply leads to the reduction of the electrical energy required for the blower operation.

또한, 미세기포 산기관이 조대기포 산기관의 하부에 설치되어 있으므로, 미세기포 산기관이 조대기포 산기관 보다 수직위치상으로 동일하거나 높은 위치에 설치된 경우에 비하여, 미세기포의 상승거리가 더욱 증가하게 되고, 그에 따라, 미세기포의 수중 체류시간이 더욱 연장될 수 있다. In addition, since the microbubble diffuser is installed below the coarse bubble diffuser, the rise distance of the microbubble is further increased compared to the case where the microbubble diffuser is installed at the same position or higher than the coarse bubble diffuser. As a result, the residence time of the microbubbles in water can be further extended.

또한, 미세기포 산기관이 조대기포 산기관의 하부에 설치되어 있으므로, 미세기포 산기관의 산기홀에 미치는 수두압이 조대기포 산기관의 산기홀에 미치는 수두압 보다 크다. 따라서, 동일한 기압의 공기 스트림이 미세기포 산기관과 조대기포 산기관에 공급되는 경우, 미세기포 산기관으로부터의 폭기 보다 조대기포 산기관으로부터의 폭기가 더욱 우세해진다. 따라서, 미세기포의 과다 폭기가 자연스럽게 방지되며, 그에 따라, 용존산소량의 과다한 증가가 방지될 수 있다.In addition, since the microbubble diffuser is provided below the coarse bubble diffuser, the head pressure applied to the diffuser hole of the fine bubble diffuser is greater than that of the coarse diffuser diffuser. Therefore, when the air stream of the same air pressure is supplied to the microbubble diffuser and the coarse bubble diffuser, the aeration from the coarse bubble diffuser becomes more prevalent than that from the microbubble diffuser. Therefore, excessive aeration of the microbubbles is naturally prevented, and accordingly, excessive increase of the dissolved oxygen amount can be prevented.

이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 하이브리드형 산기관 시스템을 더욱 자세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 하이브리드형 산기관 시스템의 일구현예를 채용한 MBR을 도식적으로 나타내는 도면이다.Hereinafter, with reference to Figure 1, the hybrid diffuser system of the present invention will be described in more detail. 1 is a diagram schematically illustrating an MBR employing an embodiment of the hybrid diffuser system of the present invention.

도 1에 있어서, 하이브리드형 산기관 시스템은 공기공급 주관(106), 조대기포 산기관(102), 미세기포 산기관(104), 제1도관(108), 제2도관(110) 및 밸브(112)를 포함하고 있다. "하이브리드형"이라는 용어는, 본 발명의 산기관 시스템이 조대기포 산기관(102)과 미세기포 산기관(104)을 모두 포함하고 있는 데에서 유래한다.1, the hybrid diffuser system includes an air supply main 106, a coarse bubble diffuser 102, a microbubble diffuser 104, a first conduit 108, a second conduit 110, and a valve ( 112). The term "hybrid type" comes from the fact that the diffuser system of the present invention includes both the coarse bubble diffuser 102 and the fine bubble diffuser 104.

미세기포 산기관(104)은 조대기포 산기관(102)의 하부에 설치되어 있다. 제1 도관(108)은 공기공급 주관(106)과 조대기포 산기관(102)을 연결한다. 제2도관(110)은 공기공급 주관(106)과 미세기포 산기관(104)을 연결한다. 밸브(112)는 제1도관(108)에 설치되어 있으며, 조대기포 산기관(102)에 공급되는 공기의 흐름을 조절한다. 밸브(112)는, 예를 들면, 온/오프 밸브 또는 유량조절밸브일 수 있다.The microbubble diffuser 104 is provided below the coarse bubble diffuser 102. The first conduit 108 connects the air supply primary 106 and the coarse bubble diffuser 102. The second conduit 110 connects the air supply main pipe 106 and the microbubble diffuser 104. The valve 112 is installed in the first conduit 108 and regulates the flow of air supplied to the coarse bubble diffuser 102. The valve 112 may be, for example, an on / off valve or a flow control valve.

일반적으로 기포의 크기는 산기홀의 크기에 비례한다. 조대기포 산기관(102)은, 예를 들면, 조대기포를 생성하기에 적합한 크기의 산기홀이 형성되어 있는 튜브형 산기관일 수 있다. 미세기포 산기관(104)은, 예를 들면, 미세기포를 생성하기에 적합한 크기의 산기홀이 형성되어 있는 멤브레인 디스크형 산기관, 다공성 플라스틱 산기관 또는 다공성 세라믹 산기관일 수 있다.In general, the bubble size is proportional to the size of the diffuser hole. The coarse bubble diffuser 102 may be, for example, a tubular diffuser in which diffuser holes of a size suitable for generating coarse bubbles are formed. The microbubble diffuser 104 may be, for example, a membrane disc diffuser, a porous plastic diffuser, or a porous ceramic diffuser in which diffuser holes of a size suitable for generating microbubbles are formed.

도 1에 도시된 MBR은 반응조(200), 반응조(200)내에 설치된 분리막 모듈(300)을 포함하고 있다. 분리막 모듈(300)의 하부에, 하이브리드형 산기관 시스템의 조대기포 산기관(102) 및 미세기포 산기관(104)이 설치되어 있다. 반응조(200) 내에는 폐수(400)가 공급된다. 폐수(400) 내에서는 호기성 미생물에 의한 생물학적 처리 과정이 진행된다. 여과수 배출 펌프(310)가 작동하면 분리막 모듈(300)을 통과한 여과수가 배출된다. 즉, 분리막 모듈(300)은 여과수 배출 펌프(310)의 작동에 의하여 가동된다. 분리막 모듈(300)은 여과수 배출 펌프(310)의 작동중지에 의하여 가동이 중지된다.The MBR shown in FIG. 1 includes a reactor 200 and a separator module 300 installed in the reactor 200. The coarse bubble diffuser 102 and the fine bubble diffuser 104 of the hybrid diffuser system are provided below the membrane module 300. The waste water 400 is supplied into the reactor 200. In the wastewater 400, a biological treatment process by aerobic microorganisms is performed. When the filtered water discharge pump 310 operates, the filtered water passed through the membrane module 300 is discharged. That is, the membrane module 300 is operated by the operation of the filtered water discharge pump 310. The membrane module 300 is stopped by the operation of the filtered water discharge pump 310.

분리막 모듈(300)이 가동되는 시간구간 동안에는, 하이브리드형 산기관 시스템은 폐수(400)로의 산소전달을 위한 폭기모드로 운전된다. 즉, 조대기포 산기관(102)에 공급되는 공기의 흐름을 제어하는 밸브(112)를 폐쇄하여, 공기공급 주 관(106)을 통하여 공급되는 공기가 미세기포 산기관(104)으로만 유입되도록 하므로써, 산소전달에 유리한 미세기포가 집중적으로 발생되도록 한다. 그리하면, 조대기포 만을 사용하여 산소를 전달하는 경우에 비하여, 매우 적은 공기공급량으로도, 폐수(400)내의 용존산소의 농도를 효과적으로 유지할 수 있다. 그에 따라, 공기공급을 위한 송풍기(미도시)의 작동에 소요되는 전기에너지를 현저히 절감시킬 수 있다. During the time period during which the membrane module 300 is operated, the hybrid diffuser system is operated in the aeration mode for oxygen delivery to the wastewater 400. That is, the valve 112 which controls the flow of air supplied to the coarse bubble diffuser 102 is closed so that the air supplied through the air supply main pipe 106 flows only into the fine bubble diffuser 104. In this way, microbubbles that are advantageous for oxygen transfer can be concentrated. Thus, the concentration of dissolved oxygen in the wastewater 400 can be effectively maintained even with a very small amount of air supply, as compared with the case of delivering oxygen using only coarse bubbles. Accordingly, it is possible to significantly reduce the electrical energy required to operate the blower (not shown) for air supply.

분리막 모듈(300)의 가동이 진행됨에 따라, 분리막의 표면에 슬러지 플록이 퇴적된다. 그에 따라, 분리막 모듈(300)의 여과성능이 저하된다. 분리막 모듈(300)의 여과성능이 소정 수준 이하로 저하되면, 분리막 모듈(300)의 가동을 중지시킨다.As the operation of the membrane module 300 proceeds, sludge flocs are deposited on the surface of the membrane. As a result, the filtration performance of the membrane module 300 is lowered. When the filtration performance of the membrane module 300 is lowered below a predetermined level, the operation of the membrane module 300 is stopped.

분리막 모듈(300)의 가동이 중지되는 시간구간 동안에는, 하이브리드형 산기관 시스템은 분리막 모듈(300)의 파울링을 제거하기 위한 폭기모드로 운전된다. 즉, 조대기포 산기관(102)에 공급되는 공기의 흐름을 제어하는 밸브(112)를 열어서, 공기공급 주관(106)을 통하여 공급되는 공기가 조대기포 산기관(102)으로도 유입되도록 하므로써, 분리막 모듈(300)의 파울링 제거에 유리한 조대기포가 집중적으로 발생되도록 한다. 미세기포 산기관(104)의 산기홀은 조대기포 산기관(102)의 산기홀 보다 작다. 그리하여, 미세기포 산기관(104)의 산기홀의 공기 통과 저항은 조대기포 산기관(102)의 산기홀의 공기 통과 저항 보다 매우 크다. 또한, 미세기포 산기관(104)이 조대기포 산기관(102)의 하부에 위치하므로, 미세기포 산기관(104)의 산기홀에 걸리는 수두압이 조대기포 산기관(102)의 산기홀에 걸리는 수두압 보 다 매우 크다. 따라서, 조대기포 산기관(102)을 통한 폭기가 우세하게 발생한다. 그리하여, 분리막 모듈(300)의 파울링을 제거하는데 적합한 조대기포가 충분하게 발생된다. 더욱이, 분리막 모듈(300)의 가동이 중지되어 있으므로, 여과수의 인출을 위하여 분리막 모듈(300)에 형성되어 있던 음압이 해소된다. 그에 따라, 조대기포에 의한 분리막 모듈(300)의 진동에 의하여, 분리막의 표면에 퇴적되어 있던 슬러지 플록이 매우 용이하게 떨어져 나온다. 이와 같이, 슬러지 플록이 매우 용이하게 떨어져 나오므로, 분리막 모듈(300)의 파울링을 제거하는데 소요되는 공기량도 매우 절감될 수 있다. During the time interval during which the membrane module 300 is stopped, the hybrid diffuser system is operated in an aeration mode for removing fouling of the membrane module 300. That is, by opening the valve 112 for controlling the flow of air supplied to the coarse bubble diffuser 102, the air supplied through the air supply main pipe 106 is also introduced into the coarse bubble diffuser 102, Coarse bubbles advantageous for removing fouling of the membrane module 300 are concentrated. The diffuser hole of the microbubble diffuser 104 is smaller than the diffuser hole of the coarse bubble diffuser 102. Thus, the air passage resistance of the diffuser hole of the microbubble diffuser 104 is much larger than the air passage resistance of the diffuser hole of the coarse bubble diffuser 102. In addition, since the microbubble diffuser 104 is located below the coarse bubble diffuser 102, the hydrocephalus pressure applied to the diffuser hole of the fine bubble diffuser 104 is applied to the diffuser hole of the coarse bubble diffuser 102. It is much larger than chickenpox. Therefore, aeration through the coarse bubble diffuser 102 occurs predominantly. Thus, sufficient coarse bubbles are generated to remove fouling of the membrane module 300. Furthermore, since the operation of the membrane module 300 is stopped, the negative pressure formed in the membrane module 300 for the extraction of the filtered water is released. Accordingly, due to the vibration of the membrane module 300 due to the coarse bubbles, the sludge flocs deposited on the surface of the membrane easily come off easily. As such, since the sludge floc comes off very easily, the amount of air required to remove the fouling of the separator module 300 may also be greatly reduced.

본 발명은, 산소전달 및 분리막 파울링 제거를 모두 요하는 수처리 설비의 폭기용 산기관 시스템으로서 유용하게 사용될 수 있다.The present invention can be usefully used as an aeration system for aeration of water treatment plants requiring both oxygen transfer and membrane fouling removal.

도 1은 본 발명의 하이브리드형 산기관 시스템의 일구현예를 채용한 MBR을 도식적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating an MBR employing an embodiment of the hybrid diffuser system of the present invention.

Claims (2)

공기공급 주관;Air supply main; 조대기포 발생을 위한 조대기포 산기관; Coarse bubble diffuser for coarse bubble generation; 상기 조대기포 산기관에 하부에 설치된, 미세기포 발생을 위한 미세기포 산기관;A microbubble diffuser installed at the bottom of the coarse bubble diffuser for generating microbubbles; 상기 공기공급 주관과 상기 조대기포 산기관을 연결하는 제1도관; A first conduit connecting the air supply pipe and the coarse bubble diffuser; 상기 공기공급 주관과 상기 미세기포 산기관을 연결하는 제2도관; 및A second conduit connecting the air supply pipe and the microbubble diffuser; And 상기 제1도관에 설치된 밸브;A valve installed in the first conduit; 를 포함하는 하이브리드형 산기관 시스템.Hybrid diffuser system comprising a. 공기공급 주관; 조대기포 발생을 위한 조대기포 산기관; 상기 조대기포 산기관에 하부에 설치된, 미세기포 발생을 위한 미세기포 산기관; 상기 공기공급 주관과 상기 조대기포 산기관을 연결하는 제1도관; 상기 공기공급 주관과 상기 미세기포 산기관을 연결하는 제2도관; 및 상기 제1도관에 설치된 밸브;를 포함하는 하이브리드형 산기관 시스템의 운전방법으로서,Air supply main; Coarse bubble diffuser for coarse bubble generation; A microbubble diffuser installed at the bottom of the coarse bubble diffuser for generating microbubbles; A first conduit connecting the air supply pipe and the coarse bubble diffuser; A second conduit connecting the air supply pipe and the microbubble diffuser; And a valve installed in the first conduit, the method of operating a hybrid diffuser system comprising: 산소전달을 위한 폭기모드 중에는, 상기 밸브를 폐쇄하여, 상기 공기공급 주관을 통하여 공급되는 공기가 상기 미세기포 산기관으로만 유입되도록 하므로써, 미세기포가 발생되도록 하는 단계; 및During the aeration mode for oxygen delivery, closing the valve so that the air supplied through the air supply pipe flows into the microbubble diffuser only, so that microbubbles are generated; And 분리막 모듈의 파울링을 제거하기 위한 폭기모드 중에는, 상기 밸브를 열어 서, 상기 공기공급 주관을 통하여 공급되는 공기가 상기 조대기포 산기관으로도 유입되도록 하므로써, 조대기포가 발생되도록 하는 단계;During the aeration mode for removing fouling of the membrane module, opening the valve, so that the air supplied through the air supply pipe is also introduced into the coarse bubble diffuser, so that coarse bubbles are generated; 를 포함하는 하이브리드형 산기관 시스템 운전방법.Hybrid type diffuser system operating method comprising a.
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