KR20120069587A

KR20120069587A - 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템 및 이동상 바이오 리액터 원수 처리 시스템

Info

Publication number: KR20120069587A
Application number: KR1020110137602A
Authority: KR
Inventors: 멩 에이치. 린; 조 쥬백; 니틴 파렉; 노린 이. 장; 에이치 벤 히쉬; 카이 멜데
Original assignee: 팔로 알토 리서치 센터 인코포레이티드
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-06-28
Also published as: US20120152814A1; JP5847565B2; EP2465824A1; JP2012130908A; EP2465824B1; CN102603055B; US8268169B2; CN102603055A

Abstract

본 발명은 원수 처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수리 동역학적 분리기를 사용하여 원수안의 총 부유물(Total Suspended Solid, TSS)의 대부분을 제거함으로써, 원수 처리 시스템에서의 멤브레인의 여과 부하를 줄이고, 에너지를 절감할 수 있는 원수 처리 시스템에 관한 것이다.

Description

멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템 및 이동상 바이오 리액터 원수 처리 시스템 {MEMBRANE BIOREACTOR (MBR) AND MOVING BED BIOREACTOR (MBBR) CONFIGURATIONS FOR WASTEWATER TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 원수(原水) 처리 시스템과 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 대부분의 원수내의 총 부유물(Total Suspended Solid, TSS)을 제거하도록 수리 동역학적 분리기(hydrodynamic separator)를 사용하여, 멤브레인의 여과 부하를 줄이고, 에너지를 절감할 수 있는 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템 및 이동상 바이오 리액터 원수 처리 시스템에 관한 것이다.

종래 다양한 원수 처리 시스템은 개발 되어왔다. 이러한 처리들은 보통 응고, 침전 그리고 침강의 연속적 처리 단계를 포함한 다 단계의 여과를 구비하도록 설계된다.

처리되는 원수는 표면수, 지표수, 하수, 염수, 해수, 그 외 다른 것들을 포함한다. 종래 원수 처리 방법 중 하나는 활성 슬러지 처리(Activated sludge process, ASP)에 근거한다. 이는, 슬러지 형태의 함유물과 부유물등을 제거하기 위하여 걸러내고 고형물을 제거하며 원수를 사전 처리한다. 그 후, 처리된 원수에 공기가 공급되도록 공기를 수조 내부로 분사하는 폭기부 혹은 폭기조가 마련된다. 공기가 공급 되도록 처리된 원수는 추가적인 분리와 슬러지 제거를 위해 침전 탱크로 공급된다. 그 후, 추가적인 여과와 살균단계가 방류수를 생성하는데 사용된다. 그러나 활성 슬러지 처리(ASP) 시스템은 오랜 시간이 걸리고, 넓은 부지가 요구되며, 많은 양의 슬러지를 생성하는 문제점이 있었다.

다른 원수 처리 시스템은 멤브레인 바이오 리액터(Membrane Bio Reactor, MBR)의 사용을 포함한다. 이 시스템은 부유물 제거 및 사전 처리의 초기 단계, 그리고 원수를 폭기부나 폭기조에 제공하는 단계는 전술한 시스템과 유사하나, MBR 처리가 침전 탱크와 추가적인 여과 또는 살균 처리에 대체된다. 이를 위하여 MBR처리에는 5-12000mg/l의 총 부유물(Total Suspended Solid, TSS)을 갖는 원수를 처리하는데 사용되는 특수한 멤브레인이 채용된다. MBR 처리는 한외(限外, 울트라) 여과(Ultra-filtration, UF) 멤브레인과 미세 여과(Micro-filtration, MF) 멤브레인을 사용한다. 멤브레인의 공극 크기는 0.003에서 0.01μm의 범위이다. MBR 처리는 보통 멤브레인을 생물 반응조(Bio Reactor)에 침지시킨다. 침지된 형상은 혼합물의 생성과 막 오염(fouling)의 제한을 위한 기포 폭기 장치에 따라 좌우된다. 폭기는 고형물의 부유 상태를 지속 시키고, 멤브레인의 표면을 세척한다. 또, 미생물에 산소를 공급하여 더 나은 분해와 셀(cell) 합성을 유도한다.

MBR 여과 성능은 멤브레인의 표면과 내부에 용해성의 미립자 물질의 퇴적으로 인하여 여과 시간이 경과함에 따라 저하된다. 멤브레인 막 오염은 멤브레인 재료와 활성 슬러지 성분간의 상호 작용의 결과이다. 이는 용해성과 콜로이드 상태 합성물 형태의 살아있거나 죽은 미생물에 의해 형성되는 생물학적 플록(floc)을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.

멤브레인 막 오염은 시스템 성능에 영향을 주는 심각한 문제이다. 이는 수력 저항을 크게 증가시키고 용해 흐름을 감소시키거나 트랜스 멤브레인 압력(Trans-Membrane pressure, TMP)을 증가시키기 때문이다. 그러므로 주기적인 멤브레인의 세척과 교체가 요구된다.

현재, 침지된 MBR 내에서의 폭기에 의해 형성되는 횡방향 흐름이 멤브레인 표면의 막 오염층을 제거하거나 적어도 감소시키기 위해 사용된다. MBR 장치에 적용될 수 있는 다른 막 오염 예방 방법은, 간헐적인 투과 방법을 포함한다. 이 방법은, 투과가 재개되기 전 규칙적인 시간 간격으로 여과가 멈춰진다. 이 방법에 의해, 멤브레인 표면에 침전된 입자는 다시 리액터로 확산될 수 있다. 멤브레인 역세척은 멤브레인에 투과된 물을 다시 펌프하고, 채널로 공급하기 위하여 멤브레인 중심으로 흘려보내어 내부와 외부의 입자를 제거한다. 추가적인 막 오염 예방 방법인 공기 역세척은, 압축된 공기를 멤브레인의 투과 측에 형성하고, 짧은 시간 주기 내에 큰 압력으로 방출한다. 이 방법에서 멤브레인 모듈은 배출시스템과 연결된 압축 용기 내에 있을 필요가 있다. 공기는 멤브레인을 통과하지 않는다. 통과 할 경우 공기는 멤브레인을 건조시키고 다시 적시는 단계가 필요할 것이다.

이러한 MBR 처리는 고가의 멤브레인에 의하여 큰 비용이 수반 된다. 또, 폭기, 트렌스 멤브레인 압력과 멤브레인의 지속적인 사용을 위한 주기적인 역 세척 또는 다른 방법의 세척을 위한 에너지 증가로 인하여 높은 구동비와 유지비가 요구된다. 특히 멤브레인 막 오염과 유기물에 의한 막힘을 방지하기 위하여 앞서 말한 역세척과 같은 주기적인 보수가 필요하다. 청결하지 못한 멤브레인이 최종 생성물 안에 TSS의 슬러지를 만들어 내기 때문에 멤브레인을 청결하게 유지하는 것은 중요하다.

앞서 말한 MBR 시스템의 주요한 유지비를 자세히 보면, 5-12000mg/l TSS 처리 가능한 멤브레인의 교체 비용은 100mg/l TSS 이하로 설계된 멤브레인과 비교했을 때 훨씬 비싸다.

다른 원수 처리 기술은 이동상 바이오 리액터(Moving Bed Bioreactor, MBBR)로 알려져 있다. MBBR 기술은, 호기성 리액터와 혐기성 리액터 그리고 무산소 리액터의 부유하는 바이오 필름 운반 요소를 활용하는, 개선된 고 용량의 폐수 처리 공정을 채용한다. 운반 요소는 사실상 부착물과 부유물의 성장 처리 공정 사이의 혼합물이며, 설치 및 동작에 필요한 공간 및 천연 자원이 다른 처리 방법에 비하여 적게 요구된다.

바이오 필름 운반 요소는 매우 큰 유효 바이오 필름 표면 영역을 제공한다. 바이오매스는 운반 요소의 내부에 잡혀지고, 운반 요소는 배출구의 체에 의하여 리액터 내부에 유지된다. 이러한 캐리어 요소의 이동은 호기성 시스템의 회전식 공기 송풍기, 그리고 무산소성 및 혐기성 시스템의 혼합기에 의한 기포 공기 분배 시스템에 의해 이루어진다. MBBR 기술을 사용할 때, 리액터에서의 캐리어의 차지 비율은 원수의 비(比) 하중에 대응하여 변화될 수 있다. 처리 플랜트 역시 다수의 MBBR의 구성 및 목표가 되는 특정 오염물질에 대한 조합 공정에 의하여 설계될 수 있다.

종래의 MBR 시스템에서와 같은 높은 비용의 멤브레인(MBR 라이트라고 함) 이 필요하지 않으며, 만약 그러한 멤브레인이 사용되어도 역세척사이의 시간을 늘리고, 관련 보수 비용이 절감되는 원수 처리 공정을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 또한 MBBR 시스템은 캐리어에 대한 스트레스를 감소시킴으로써 캐리어의 수명이 연장되고, 유지 보수에 대한 요구를 낮추는데 효과적일 것이다.

본 발명은 수리 동역학적 분리기를 사용하여 처리되는 원수 내 대부분의 총 부유물(TSS)을 제거하여, 멤브레인 여과 부하를 줄이고, 에너지를 절감할 수 있는 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템 빛 이동상 바이오 리액터 원수 처리 시스템을 제공하는 것이다.

위 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 시스템으로 원수를 공급받기 위한 유입부와; 상기 유입부로부터 상기 원수를 공급받도록 형성된 부유물 제거 모듈과; 상기 부유물 제거 모듈로부터 상기 원수가 유입되도록 형성된 사전 처리 모듈과; 상기 사전 처리 모듈로부터 상기 원수가 유입되도록 형성된 폭기부와; 상기 폭기부로부터 상기 원수가 유입되도록 구성된 멤브레인 모듈과; 상기 시스템 내부에 상기 원수를 멤브레인 모듈 보다 우선 공급받도록 마련되며, 상기 멤브레인 모듈이 상기 원수를 공급받기 전에 상기 원수로부터 TSS(총부유물)를 제거하는 수리 동역학적 분리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 시스템으로 원수를 공급받기 위한 유입부와; 상기 유입부로부터 상기 원수를 공급받도록 형성된 부유물 제거 모듈과; 상기 부유물 제거 모듈로부터 상기 원수가 유입되도록 형성된 사전 처리 시스템과; 상기 사전처리부로부터 상기 원수가 유입되도록 형성된 폭기부와; 상기 폭기부로부터 상기 원수가 유입되도록 형성된 이동상 바이오 리액터 모듈과; 상기 시스템 내부에 상기 원수를 상기 이동상 바이오 리액터 모듈보다 우선 공급받도록 마련되며, 상기 이동상 바이오 리액터 모듈이 상기 원수를 공급받기 전에 상기 원수로부터 TSS(총부유물)를 제거하는 수리 동역학적 분리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수리 동역학적 분리기를 사용하여 처리되는 원수 내 대부분의 총 부유물(TSS)을 제거하여, 멤브레인 여과 부하를 줄이고, 에너지를 절감할 수 있는 원수 처리 시스템 및 방법이 제공된다.

도 1은 종래의 멤브레인 바이오 리액터를 사용한 원수 처리 시스템을 나타내는 도면.
도 2는 복수개의 멤브레인 필터 모듈을 나타내는 도면.
도 3은 수리 동역학적 분리기를 구비한 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템을 나타내는 도면.
도 4는 수력 동역학적 분리기를 구비한 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 5는 수리 동역학적 분리기를 구비한 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 6은 수리 동역학적 분리기를 구비한 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템에서 MBR 라이트의 구조를 나타내는 도면으로, 여과 멤브레인 모듈이 침지된 상태를 나타내는 도면.
도 7은 수리 동역학적 분리기를 사용한 멤브레인 바이오 리액터 폐수 처리 시스템에서 MBR 라이트의 구조를 나타내는 도면으로, 여과 멤브레인 모듈이 압축된 상태를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 멤브레인 모듈의 멤브레인을 자세히 나타내는 도면.
도 9는 수리 동역학적 분리기에 울트라 필터를 통합한 이동상 바이오 리액터(MBBR) 원수 처리 시스템을 나타내는 도면.
도 10은 이동상 바이오 리액터 원수 처리 시스템의 일부분을 나타내는 도면으로, 수리 동역학적 분리기가 MBBR 폭기 베이슨(Basin), 폭기부 혹은 폭기조에 구비된 상태를 타나내는 도면.
도 11은 MBR 라이트용으로 설계된 수리 동역학적 분리기 유닛의 구성을 나타내는 도면.
도 12는 원수 처리 시스템에서 사용되는 울트라 필터가 더해진 종래의 2차적 정화기와 울트라 필터가 더해진 수리 동역학적 분리기의 크기를 비교하여 나타낸 도면.
도 13은 본 발명에 사용될 수 있는 싱글 수리 동역학적 분리기의 실시예를 나타내는 도면.
도 14는 도 13에 도시한 수리 동역학적 분리기의 타워를 나타내는 도면.
도 15는 본 발명에 사용될 수 있는 수리 동역학적 분리기 타워를 나타내는 도면.
도 16은 본 발명에 사용될 수 있는 수리 동역학적 분리기 타워의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 17은 본 발명에 사용될 수 있는 수리 동역학적 분리기 타워의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 멤브레인 바이오 리액터(MBR) 원수 처리 시스템(100)을 나타낸다. 앞서 말한 바와 같이, 원수는 수많은 다른 곳으로부터 흘러온 물이며, 조류나 활성 슬러지 생물학적 미생물 플록(floc)과 같은 다른 성분들을 포함한다. 활성 슬러지 생물학적 미생물 플록을 포함하는 원수는 조류가 가득한 물과 비슷한 비중을 가지며, 매우 유사하게 행동한다. 이러한 미생물 플록은 종종 실 형태의 박테리아이고, 플록의 크기는 슬러지가 오래될수록 작아진다. 활성 슬러지 박테리아 미생물 플록은 조류를 운반하는 물과 같은 바이오 필름 축적이라는 위험을 가지며, 10-200 마이크론 범위의 크기를 가진다. 생물학적 미생물 플록은 500-10000mg/l(TSS)의 농도를 가질 수 있다. 1 mm에 이르는 입상 슬러지는 일정한 조건과 선택된 박테리아 계통 하에서 형성될 수 있다.

시스템(100)에서, 원수(102)는 그리드나 스크린(104)을 통과하여 공급된다. 고형물 제거 모듈(106)은 원수(102)를 이미 알려진 방법으로 처리하여, 큰 고체 입자를 제거하고, 처리된 원수를 사전 처리 시스템 또는 모듈(108)로 보낸다. 이러한 사전 처리 시스템은 원수로부터 입자를 초기 분리시키도록 사용되는 잘 알려진 기술이다. 이러한 분리는 최소한 부분적으로 입자를 사전 처리 시스템(108)의 바닥에 침전시키거나, 슬러지(110)로 뭉쳐지도록 함으로써 이루어진다. 슬러지(110) 결과물은 배출관(112)를 거쳐 배출된다. 사전 처리된 원수(102)는 공기 공급 라인(120)을 거쳐 공기 발생기(118)에 의해 공기 기포(116)가 공급되는 폭기부(혹은 폭기 베이슨이나 폭기조)(114)를 지난다. 알려진 방법에 의해 원수(102)의 폭기가 수행 되고, 이후 처리된 원수(102)는 MBR 모듈 혹은 시스템(122)을 지난다. MBR 모듈(122)의 좌측은 멤브레인(126)에 의하여 여과된 슬러지(124)이며, 이 슬러지(124)는 라인(128)을 거쳐 MBR 모듈을 빠져 나간다. 처리된 정화 원수(102)는 추가적인 처리나 의도된 최종 사용을 위해 라인(130)을 거쳐 배출된다. 또한 라인(128)은 폭기 처리를 보조하기 위하여 슬러지를 폭기부(104)로 다시 유입하기 위해 마련된다.

일 실시예에서 MBR 모듈(122)의 멤브레인(126)은 속이 빈 섬유막들이며, 5-12000mg/l TSS를 가진 원수를 처리할 수 있도록 설계되었다. 도 2는 복수개의 멤브레인 모듈(200)을 나타내었다. 이러한 멤브레인들은 100 mg/l 이하의 TSS를 가진 원수를 처리할 수 있도록 설계된 다른 종래의 필터 또는 멤브레인과 비교했을 때, 경비와 멤브레인의 교체 비용이 매우 높다. 그러므로 도 1에 도시된 시스템의 작동 비용은 이러한 높은 유지비용의 멤브레인 사용하기 때문에 증가한다.

일 실시예에서 수리 동역학적 분리기의 사용에 의하여, 95%의 효율로 6μm 보다 큰 조류 및/또는 TSS는 원수로부터 분리되고 조류/TSS 폐기물 흐름으로 흐르게 한다. 몇몇 원수 처리에 있어서는 고형물이 재활용되기 때문에, 50%의 원수 회수율은 원수 처리 시스템을 유용하게 만들기에 "충분히 양호한 것이다."

이하 MBR 원수 처리 시스템과 관련된 과제를 설명한다. 도 3은 사전 처리 시스템(108)로부터 배출되는 원수(102)를 받는 수리 동역학적 분리기(302)가 시스템(300) 내부의 사전 처리 시스템(108) 뒤에 구비되는 MBR 라이트 시스템(300)을 도시하였다. 수리 동역학적 분리기(302)는 수리 동역학적 분리기(302)에 의해 제거된 슬러지를 라인(112)으로 이동시키는 폐기물 배출구(304)를 포함한다. 활성화된 원수(102)는 그 후 원수 배출구(306)를 지나 폭기부(114)로 보내지며, 도 1과 유사한 방법으로 처리된다.

원수(102)는 폭기부 혹은 폭기조(114)로부터 멤브레인과 같은 적어도 하나, 보통 복수개의 여과 요소(310)를 포함하는 여과 모듈(308)로 보내진다. 도면에 도시된 바와 같이 여과 요소는 슬러지(312)를 여과하여 라인(128)으로 배출한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 여과 모듈(308)의 여과 요소(310)는 도 1에 도시된 높은 여과 능력의 멤브레인보다 작은 여과 능력을 가지는 멤브레인일 수 있다. 좀 더 자세히 살펴보면, 이 실시예에서 멤브레인 여과 모듈(308)의 멤브레인은 100mg/l TSS이하의 원수를 처리하도록 설계된 멤브레인일 수 있다. 이와 대조적으로 5-12000 mg/l에서 사용되어 100mg/l 이상 12000mg/l 이하의 처리 능력을 가지는 고용량의 멤브레인과 비교해볼 때 이는 더 저렴한 멤브레인이다. 그러므로 MBR 라이트의 사용에 의해, 즉 수리 동역학적 분리기에 의하여 원수에서 부가적인 물질을 제거함으로써, 더 높은 비용의 멤브레인의 사용은 필요하지 않고, 대신 더 낮은 비용의 멤브레인(즉, 100 mg/l TSS 이하)이 사용될 수 있다. 따라서 MBR 라이트 시스템은 원수 처리를 위한 낮은 비용의 멤브레인 바이오 리액터(MBR) 설계라고 할 수 있다. 수리 동역학적 분리기는 TSS의 많은 부분을 뭉쳐서 제거한다. TSS의 감소는 높은 비용을 줄이기 위한 저렴한 멤브레인 사용을 가능케 한다. 게다가 더 높은 비용의 멤브레인(5-12000mg/l)을 사용하더라도, 세척과 교체 등이 덜 요구된다. 이는 더 낮은 에너지 요구, 부품 비용, 낮은 유지비와 같은 형태의 작동 비용을 더 낮추는 것을 의미한다.

도 3에 도시된 시스템 설계의 대안으로 도 4에 도시된 다른 실시예에는, 수리 동역학적 분리기(400)가, 사전 처리 시스템(108)과 고형물 제거 처리 모듈(106)사이인 사전 처리 시스템(108)보다 앞에 위치하며, 슬러지 물질들이 찌꺼기 배출 라인(402)을 거쳐 라인(112)으로 공급되고, 처리된 원수는 라인(404)을 거쳐 사전 처리 시스템(108)으로 공급된다. 도 5에 도시된 다른 실시예에서는, 수리 동역학적 분리기(500)는 원수(102)가 여과 모듈(308)로 공급되기 전에, 그리고 폭기부(114)뒤에 위치한다. 그러므로 이 실시예에서의 수리 동역학적 분리기(500)는 원수가 라인(504)을 거쳐 여과 모듈 또는 멤브레인 모듈(308)에 이르기 전에 다시 TSS를 제거하여 슬러지 성분을 라인(502)을 통해 라인(112)으로 배출시킨다.

위에서는 MBR 라이트 원수 처리 시스템에서 수리 동역학적 분리기 위치를 예를 들어 설명하였다. 수리 동역학적 분리기는 원수 처리 시스템의 다른 장소에 위치할 수 있다. 그러나 각 실시예의 공통적인 기술 사상은 TSS와 다른 오염된 물질이 여과 모듈(308)과의 상호 작용을 하기 전에 제거되는 것이다.

도 3내지 5에 도시된 MBR 라이트 처리 시스템은 머리카락, 섬유질 등을 제거하기 위해 사전스크린처리를 선택적으로 구성한다. 어떤 실시예에서는 종래의 MBR 시스템의 사전 처리를 위해 사용한 스크린(고비용의 속이 빈 섬유 멤브레인 시스템에서 사용한 것)과 같은 형식의 스크린(0.1mm 이하)을 사용한다. 폭기 베이슨에 앞서 사전스크린처리를 사용하면, 폭기 베이슨과 수리 동역학적 분리기의 유기물과 고형물의 부하를 감소시킨다. 이는 전체적인 성능을 향상시킨다.

도 6은, 도 3 내지 5에 도시한 시스템과 유사한 MBR 라이트 원수 처리 시스템의 일부분(600)의 그래프로서, 에너지 소요량을 나타내고 있다. 특히 시스템 내부에서 일어나는 수두 손실(head-losses)에 초점을 맞추었다. 수두 손실은 물에서의 전체 에너지 량과 관련이 있다. 수두의 량을 길이로 나타내고 물이 얼마나 높이 오를 수 있는지를 정의한다. 수두에 보통 사용되는 방정식은 베르누이 방정식이다. 좀 더 자세히 설명하면, 수두 손실은 유체 시스템을 통과함으로 인하여 발생하는 유체의 총 수두(위치 수두, 속도 수두 그리고 압력 수두의 합)에 있어서의 감소의 척도이다. 수두 손실은 실제 유체에서는 피할 수 없다. 이것이 발생하는 이유는: 유체와 파이프 벽 사이의 마찰; 서로 상대적으로 이동하는 인접한 유체 입자 사이의 마찰; 그리고 파이프 입구와 출구, 펌프, 밸브, 유량 저감장치와 결합등의 요소에 의해 어떤 방식으로 흐름이 바뀌거나 영향을 받을 때 마다 발생하는 난류 이다. 유체 흐름과 관련된 수두 손실은 파이프의 길이, 유체 속도의 제곱, 그리고 마찰 계수라고 불리는 유체 마찰을 고려한 항에 직접적으로 비례한다. 수두 손실은 파이프의 지름에 반비례한다.

수두 손실을 계산하는 알려진 방법은 Hazen-William 방정식을 이용하는 것이다. 다른 방정식은 보통 개방 채널에서 중력이 작용하는 흐름에 적용되는 Manning의 방정식이 있다. 이 방정식에서 마찰 계수 f는, R=(DV/nu)인 레이놀즈 계수(여기서, D는 파이프 직경, nu는 동점성 계수, V는 유체의 속도) 그리고 파이프의 상대 조도에 의하여 결정된다. 만약 너무 많은 수두 손실이 일어날 경우 물은 흐르지 않는다. 이러한 상황에서는 물의 유동을 만들기 위하여 펌프가 필요하다.

도 6에 도시된 MBR 라이트 원수 처리 시스템의 일부분(600)은, X+Y로 정의된 높이를 가지는 폭기부(602)(가령, 폭기부(114)와 같은)에서 시작한다. 베이슨으로부터 나온 물은 마이크로 스크린(604)(도 3내지 5에는 도시되지 않았으나, 다른 대체물이 포함될 수 있다)을 통과한다. 원수가 마이크로 스크린(604)을 통과하여 발생하는 원수 수두 손실은 높이 X와 같다. 마이크로 스크린(604)을 통과한 후 원수는 Y의 높이를 가지는 수리 동역학적 분리기(606)(가령, 수리 동역학적 분리기(308))로 공급된다. 수리 동역학적 분리기(606)를 통과함으로써 원수의 수두 손실은 Y와 같아진다. 수리 동역학적 분리기(606)로부터 여과된 배출물(TSS나 슬러지)은 펌프와 같은 보조 장치(어떤 실시예에서)에 의하여 재활용되는 농축물로써 라인(608)을 지나 폭기부(602)로 되돌아간다. TSS가 제거된 원수는 침지된 여과 모듈(가령, MBR 형식의 여과 요소(310))로 공급된다. 여과된 원수는 그 후 전환 펌프(614)를 지나고 라인(616)을 거쳐 배출된다. 도 6은 마이크로 스크린(604)과 수리 동역학적 분리기(606)를 통해 발생하는 수두 손실/에너지 로스를 확실히 이해시키기 위한 것이다. 특히, 폭기부 베이슨의 높이로 부터 에너지는 X+Y이며, 마이크로 스크린(604)에서의 수두 손실은 X, 그리고 수리 동역학적 분리기(606)에서의 수두 손실은 Y이다. 그러므로 설명한 펌프가 필요하다.

본 발명자는 제시한 종래 시스템을 검토한 결과, MBR 시스템에서 원수 처리에 사용되었던 에너지의 약 40%는 고형물이 MBR 멤브레인을 막는 것을 방지하는데 필요한 것을 알 수 있다. 여기서 설명된 수리 동역학적 분리기는 이 에너지 요구를 사실상 제거한다. 그러나 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 MBR 라이트는 수리 동역학적 분리기의 사용에 의한 수두 손실을 고려하기 위한 에너지(펌프의 사용 등)를 필요로 한다. 그림에서 보이듯, 폭기 베이슨(602)의 높이에 종속됨에도 불구하고 종래 MBR 시스템의 구동 에너지 요구량과 비교하였을 때 MBR 라이트를 구현함으로써 순 에너지(net energy)를 절약할 수 있다. 그러므로 예를 들면, 폭기 베이슨이 20피트(X+Y=20 ft)의 높이일 때, 100 mg/l TSS 이하 여과 능력의 멤브레인을 포함하는 MBR 라이트 시스템을 구동시키기 위한 총 에너지 요구량은, 최대 12000mg/l의 TSS를 여과하는 멤브레인을 포함한 종래의 MBR 시스템과 비교하였을 때, 대략 28% 내지 32% 이하라고 확신된다. 20ft에서 MBR과 대비한 절약량은 70% 내지 83% 사이이고 전체 시스템 에너지의 절약량 백분율은 40%이므로, 40%의 대략 70% 내지 83%은 약 28% 내지 32% 정도가 된다.

X+Y kwh /m3* % 절약량 vs MBR**

10ft 0.015 79%-92%

20ft 0.030 70%-83%

30ft 0.045 62%-75%

*펌프 에너지 (kwh/m3)=0.00146ㅧ수두 손실이며, 60% 펌프 효율과, 95% 모터 효율을 가진다고 가정.

** MBR 에너지는 0.18 kwh/m3 이라고 가정, Wallis-Lage, S.D Levesque에 의한, "Cost Effective & Energy Efficient MBR Systems"에서의 Black and Veatch의 보고서에 서술된 바에 의하면, MBR 대체를 위한 폭기 요구량은 0.18 내지 0.73kwh/m3의 범위라고 함.

도 7을 살펴보면, 도 3내지 도 5와 유사한 MBR 라이트 원수 처리 시스템 일부분(700)의 다른 그래프를 나타낸다. 이 시스템은 도 6의 침지된 UF를 대신하여 압축된 멤브레인(702)을 사용하는 것을 제외하고, 도 6과 실질적으로 유사하다. 이 실시예에서, 멤브레인(702)은 침수상태가 아니고, 펌프(704)는 수리 동역학적 분리기(706)(도 6에서의 606)로부터 배출물을 받도록 위치하고, 배출물을 압축된 멤브레인(702)으로 퍼 올린다. 또 다른 차이점은 압축된 멤브레인(702)으로부터 배출되는 폐수(708)의 일부는 세척을 목적으로 재활용되어 폭기부로 공급된다. 따라서 이러한 MBR 라이트 시스템의 에너지 요구량은 앞서 설명하였다.

도 8은 도 7에 사용되는 압축된 멤브레인(800)의 일례를 좀 더 자세히 도시하였다. 수리 동역학적 분리기로부터의 원수(802)는 압축된 멤브레인(804)으로 유입된다. 압축된 멤브레인(804)에는 중심부를 관통하는 UF 섬유 혹은 튜브(806)가 구비된다. 원수가 UF 섬유 혹은 튜브(806)을 지남에 따라 여과된 원수는 좌측과 우측을 통하여 여과수(808)로서 멤브레인을 나간다. UF 섬유 혹은 튜브(806)는 멤브레인의 횡방향으로 흐르는 분출을 수행함으로써, 주기적으로 청소된다. 이로써 폐수는 배출구(810)을 통하여 제거된다.

도 9는 다른 실시예로서, 수력 분리부(902)가 구비된 이동상 바이오 리액터(MBBR) 원수 처리 시스템(900)을 도시하였다. 수리 동역학적 분리기(902)의 작동은 더 집중된 원수를 MBBR로 공급하여 더 높은 효율을 갖는다. 이에 더해, 수리 동역학적 분리기의 사용으로 인하여 더 빠른 용존 화학적 산소 요구량(COD)의 제거와 높은 비율의 메탄 생성이 더 낮은 에너지 요구량으로 이루어질 수 있다.

이동상 바이오 리액터(MBBR)는 유동성의 플라스틱 매체에 부착된 바이오매스를 사용하여 공간적 절약을 가져 온다. 종래 시스템에서 용존 COD를 제거하기 위해 요구되는 MBBR 폭기 시간은 30분이다. 그러나 특히 인산염 제거를 위해 철염이 사용되는 경우에는, TSS 부하가 종래 UF 타입 멤브레인의 상단부에 가해진다. 이러한 문제를 완화시키기 위하여 도 9에 도시된 바와 같이 수리 동역학적 분리기(902)가 고 비율의 이동상 바이오 리액터(MBBR)(이동상 바이오 필름 멤브레인 리액터(MBB-M-R)라고도 함)(904)와 UF 타입 멤브레인(906) 사이에 삽입된다. 도 9를 더 상세히 살펴보면, MBBR 원수 처리 시스템(900)은 수리 동역학적 분리기(902)와 UF 타입 멤브레인(906)의 결합체를 구비한 고 비율의 이동상 바이오 리액터(904)를 제공한다. 이는 에너지, 공간 및 비용에 상당한 이점을 가져온다. 이 시스템에서, 원수(908)는 종래 기술과 같이 사전 처리 시스템(910)으로 공급된다. 이러한 사전 처리 시스템은 초기 분리 동작(중력을 이용한 분리와 같은)을 수행한다. 그리고 원수(908)가 더 처리되기 위하여 라인(914)을 통해 MBBR로 통과하는 동안 분리된 상당한 양의 슬러지가 라인(912)을 통해서 제거된다. 패시브 스크린(916)은 바이오매스(918)가 부착된 유동성의 플라스틱 매체의 각 요소들을 리액터 몸체 내부에 머무르게 한다. 폭기는 공기 라인(920)을 통하여 공급된다. 그 후 전술한 바와 같이, 처리된 원수(908)는 TSS 제거를 위하여 수리 동역학적 분리기 모듈(902)로 공급된다. 따라서, TSS는 원수가 멤브레인(906)에 의하여 처리되기 전에 앞서 제거된다. 그 후 사용가능한 원수는 라인(922)을 통해 배출되고 폐수는 라인(924)을 통해 이동한다.

따라서, 본 실시예에서, MBBR 원수 처리 시스템 내에 수리 동역학적 분리기를 추가함으로 인하여, 멤브레인에 걸리는 TSS 부하를 줄인다. 이는 잠재적인 막 오염과 세척 주기(예를 들어 멤브레인 필터의 역세척 주기, 화학적 세척 비용), 그리고 멤브레인의 교체 주기를 줄임으로 인하여, 여과 성능의 개선을 가져온다. 본 실시예에서 수리 동역학적 분리기의 위치는 MBBR 모듈(904)과 UF 타입 멤브레인(906)사이이다. 그러나 수리 동역학적 분리기(902)는 사전 처리 시스템(910)과 MBBR 모듈(904)사이와 같은 시스템 내부의 다른 장소에 위치할 수 있음은 당연하다.

도 10은 다른 MBBR 수 처리 시스템의 일부분(1000)을 나타내었다. 도 10은 특히 MBBR 모듈(1002)에 초점을 맞추었다. 본 실시예에는 수리 동역학적 분리기(1004)가 MBBR 모듈(1002)내부에 침지되어 구비된다. 도시된 바와 같이, 수리 동역학적 분리기(1004)는 두 개의 분리기 타워(1006,1008)의 형태이다. 각 타워는 각각의 수리 동역학적 분리 장치(1600a-1600n)와(1800a-1800n)가 차례차례 구성된다. 원수(1010)는 MBBR 모듈(1002)로 유입된다. 에어 디퓨저(1012)는 도 9에 도시된 바와 유사하게, 에어 발생기(1018)에 의해 공급되는 공기(1014)를 에어 공급 라인(1016)으로부터 공급받는다. 또한 도 9와 유사하게, 시스템은 패시브 스크린(1022)에 의해 MBBR 모듈(1002)내부에 머물게 되는, 바이오매스가 부착된 유동성의 플라스틱 매체(1020)를 포함한다. 수리 동역학적 분리기 타워(1006, 1008)는 디퓨저로부터의 공기의 이동을 MBBR 모듈 내부에서 순환되도록 함으로써, 폭기와 매체의 재순환을 위한 드래프트 튜브처럼 동작한다. 이 공기는 또한 매체에 의해서 매체 보유 패시브 스크린(1022)이 막히지 않도록 한다. 이 실시예에서, 수리 동역학적 분리기(1004)로부터의 원수는 라인(1018)을 통해 배출된다. 그리고 제거된 부유물(TSS)을 포함하고 있는 원수는 라인(1024)을 통해 배출된다. 그 후 분리된 원수는 다음의 처리를 위하여 라인(1026)을 거쳐 멤브레인 모듈(1028)로 이동된다. 위 다음의 처리는 앞서 도면에서 나타낸 침지되거나 압축된 한외 여과 멤브레인 시스템에 의해서 행하는 것과 같다. 밸브(1030,1032)는 플록 생성이 더 필요할 때 추가적인 응고제를 공급하기 위하여 사용되며, 또한 시스템이 세척될 때 세척 화학물질을 공급하기 위하여 사용된다. 도 10의 실시예에서, MBBR 모듈(1002)에는 12 ft제곱의 상부 면적과 20 ft의 깊이를 가지는 베이슨이 마련된다.

도 11은, 하나의 수리 동역학적 분리기 장치(1102), 수리 동역학적 분리기 타워(1104) 배열, 그리고 수리 동역학적 분리기 유닛(1106)을 도시하였다. 수리 동역학적 분리기 타워(1104)는 예를 들면, 하루에 40,000 갤런을 분리시킬 수 있는 하나의 분리기 장치(1102)가 복수개로 이루어진다. 그러므로 여섯 개의 분리기 장치를 가진 하나의 타워는 하루에 240000 갤런을 분리하거나 여과할 수 있다. 그리고 네 개의 각각 타워가 하나의 유닛으로 합체되었을 때 하루에 백만 갤런을 분리할 수 있다. 이러한 유닛에서 각 타워는 2 ft의 지름을 가지고, 각 타워는 6개의 분리기 장치를 가지는 것이 바람직하다. 각 장치 흐름이 분당 100 리터일 때, 유닛(네개의 타워로 형성됨)은 하루에 백만 갤런의 물을 처리할 수 있다. 전체 유닛(1106)이 차지하는 공간은 예를 들어 가로 5ft 세로 5ft 만큼 작다.

도 12는 본 실시예에 따른 수리 동역학적 분리기 유닛을 사용하는 원수 처리 시스템이 종래 이차 정수 장치와 같은 종래의 시스템보다 작은 면적을 가지는 것을 보여준다. 도 12를 참조하여, 크기의 차이를 더 자세히 살펴보면, 본 실시예의 하루에 백만 갤런 처리 가능한 수리 동역학적 분리기 유닛(1202)의 면적은 전술한 바와 같이, 5 ft × 5 ft의 면적을 갖는다. 반면에, 하루에 백만 갤런을 처리 가능한 이차 정수 장치(1204)는 대략 60ft의 지름을 갖는다. 따라서 본 실시예의 시스템을 훨씬 작은 면적으로 작동할 수 있다.

이어서 수리 동역학적 분리기를 살펴보면, 이 요소들은 서술된 바와 같이 다양한 형태와 설계로 구현 가능하며, 예를 들어 앞서 예를 든 여러 가지 것들은 참고고 자료로써 채용될 수 있다. 그러므로 이러한 형태의 예는 거기에 한정되지 않고, 도 13 내지 17는 이러한 다양한 변형의 몇 가지를 나타낸 것이다.

도 13을 참조하면, 하나의 나선형의 분리 장치(1300)가 도시되었다. 분리 장치(1300)는 유입부(1302)와, 적어도 하나의 커브부나 나선부(1304) 및 배출부(1306)를 구비한다. 이러한 평면 멀티 턴(multi-turn) 나선형 채널 장치(1300)는, 하나의 형태로, 플라스틱으로부터 오려질 수 있다. 플라스틱 형태는 장착되는 환경과 주문 사양에 따라 변화될 수 있다. 분리 장치(1300)의 변형 중 한가지는, 유입부(1302)와 인접한 분리 장치(1300)의 중심부가 후술할 유입 커플러에 접근 가능하도록 제거될 수 있다. 장치의 나선부(1304)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 나선부(1304)는 수렴하는 형태이거나 발산하는 형태일 수 있다. 다른 예로, 배출부(1306)와 유입부(1302)의 위치는 예를 들면 원심력의 증가나 감소에 맞게 상호 교체가 가능하다. 원심력은 중립적 부력을 가지는 입자(예를 들면, 물과 대체로 동일한 비중을 가지는 입자, 혹은 그 입자가 포함된 유체)를 포함하는 부유물을 채널의 한쪽으로 치우치도록 유체(예를 들면, 물)에 유동장을 발생시킨다. 분리 효율은 예를 들어 채널의 구조와 유속과 같은 요인들의 영향을 받는다. 입자에 가해지는 힘은 원심력과, 압력에 의한 힘, 그 외 다른 것들을 포함한다.

여기서 살펴본 것과 같은 분리 장치(1300)나 다른 장치와 같이 유체로부터 입자를 분리시키는 각각의 커브형 혹은 나선형 수리 동역학적 분리기 장치의 동작 원리는, 상기 참조된 특허 출원서의 선택된 부분에서 자세하게 설명된다(이는, 참고적으로 여기에 원용된다). 그러므로 이러한 동작은 현재 설명된 실시예의 설명을 자세하게 할 정도의 설명을 제외하고는 여기서 설명하지 않는다.

도 14를 참조하면, 시스템(1400)의 형태로, 유체의 N 층을 평행하게 처리할 수 있도록 평행하게 쌓아 올린 복수개의 분리 장치(1300)(도 13 참조)를 포함한다. 또한 도 14는, 보통의 공급원으로부터 전체 스택(Stack)내의 각 분리 장치(1300)로 유체를 공급할 수 있는 유입 커플러(1402)를 도시하였다. 유입 커플러(1402)는 다양한 형태를 가질 수 있으나 실시예에서, 유입 커플러(1402)는 원통형이고, 내부에 관통공이 마련된 형상이다. 관통공은 시스템(1400)에서 쌓아 올려진 분리 장치(1300)의 유입부와 대응한다. 비슷한 형상을 가지는 배출 커플러 역시 마련될 수 있다. 두 개의 배출 커플러(1404, 1406)가 대표적으로 도시되었지만, 배출 커플러의 수는 각 쌓아 올린 장치의 배출 통로 혹은 채널의 수에 근거하여 변형될 수 있다. 유입 커플러는 예를 들어 외부 알루미늄 플레이트를 통과하여 최상부 채널과 결합될 수 있다. 각 층과의 유체적 연결은 바닥을 제외하고 모든 상부 층을 관통하는 구멍을 형성함으로써 이루어진다. 적어도 두 개의 유체 배출부, 혹은 1404, 1406으로 도시된 것들과 같은 배출 커플러는 동일한 방법으로 상부 플레이트와 연결될 수 있다. 모든 유입부, 혹은 배출부의 연결은 바닥 플레이트에도 적용될 수 있다.

도 15를 참조하면, 시스템(1500)은, 처리량을 증가시키기 위해 평행한 채널과 같이 수직으로 적층되는 다중 평면 곡선형의 원호 세그먼트(1502, 예를 들면 부분 아크 세그먼트)를 포함한다. 이 경우 이들 원호 세그먼트(1502)들에 적용되는 나선형 장치의 특성과 기능에도 불구하고 평면 곡선형의 원호 세그먼트는, 어떠한 하나의 원호 세그먼트(1502)도 루프를 완성하지 않는다. 원호 세그먼트 또는 곡선형의 부분(1502)은 유입부(1504)와 곡선부 혹은 원호부(1506), 그리고 배출부(1508)를 포함한다. 또한 도 15에는, 보통의 공급원으로부터 모든 분리 원호 세그먼트로 유체를 유입시키기 위한 유입 커플러(1510)가 도시되어 있다. 유입 커플러는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 한가지 형태는 유입 커플러가 원통형이고, 각 층의 유입부에 대응되는 관통홀 혹은 연속적인 슬롯을 갖는다. 도 14에 도시한 시스템(1400)과 같이, 시스템(1500)은 유체 입자 분리에 대한 처리량을 증가시킨다. 또한 적어도 하나의 배출 커플러(미도시)가 마련될 수 있다. 배출 커플러는 예를 들면, 도 14의 유입 커플러와 유사하다.

도 16을 참조하면, 적층된 채널을 포함하는(개별적으로 도시하지 않았다)또 다른 평면 곡선형 구조물(1600)이 도시되어있다. 곡선형 구조물(1600)은 유입부(1602)(유입 커플러를 포함할 수 있음)와 곡선부(1604,1606), 그리고 적어도 하나의 배출부(1608혹은1610)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 특별한 크기나 밀도를 가지는 선택된 입자(부력 입자)를 위한 배출부(1608)가 마련된다. 배출부(1608)는 곡선부(1604)와 곡선부(1606) 사이 곡선 주위의 가운데 위치한다. 제 2 크기나 밀도를 가지는 선택된 입자(예를 들면, 중성의 부력 입자, neutrally buoyant particles)를 위한 제 2 배출부(1610)는 유입부(1602)의 반대편의 곡선 단부에 위치한다. 보통 이러한 배출부(1608, 1610)는 유체의 흐름으로부터 다양한 크기나 밀도의 입자를 제거하기 위하여 사용된다. 상기한 바와 같이, 적어도 하나의 배출 커플러가 사용될 수 있다.

도 17을 참조하면, 시스템(1700)이 도시되어 있다. 시스템(1700)은 도 16에 도시된 평행 처리에 의해 처리량이 증가되는 구조로 적층되어 있는 복수개의 장치(1600)를 포함한다. 시스템(1700)은 또한 증가된 폭의 갖는 단일 장치를 포함할 수 있다. 물론, 상기와 같이, 유입 커플러 또는 적어도 하나의 배출 커플러가 시스템에 마련될 수 있다.

이와 같이, 설명한 분리기는 여과 장벽 없이, 총 부유물(TSS)를 연속적으로 90%이상 제거할 수 있다. 서술한 수리 동역학적 분리기는 또한 다양한 유출수/폐기수 흐름을 나누어 설계 요구를 충족시킬 수 있도록 한다. - 50: 50은 바람직한 동작사양이나, 이러한 분리기는 폐수로부터 충분히 TSS가 제거되어 최종 의도된 목적에 사용될 수 있거나 더 처리되지 않아도 되어 최종 목적에 적절한 상태가 되는 세정수와, 더 분리되기 위해 시스템으로 다시 보내지거나 버려지는 폐수와의 비율을 90:10 까지 변화 시킬 수 있다.

서술한 시스템은 적은 에너지 요구량을 가지고, 작은 면적과 낮은 비용을 가지며, 간단하고, 낮은 유지 보수 작업과 고 비용의 MBR 멤브레인을 더 저렴한 것으로 대체 가능한 구조를 가진다.

함께 도시된 수리 동역학적 분리기는 이동상 바이오리액터(MBBR)과 함께 구비될 수 있다. 이러한 설계는 더 집중적으로 폐수를 공급하여 높은 효율을 얻을 수 있다. - 빠른 용존 COD 제거와, 더 높은 메탄가스 생성율이 가능하다. 수리 동역학적 분리기에 의한 TSS의 제거는 막 오염 가능성, 세척 주기(즉, 멤브레인 필터의 역세척과 화학적 세척 주기)와 MBR 멤브레인에대한 멤브레인 교체 주기를 감소시켜, 멤브레인에 걸리는 스트레스가 저감된다. 본 시스템은 또한 TSS 막 오염으로부터 유동 감소 커브의 기울기 감소를 통하여 MBR 시스템의 평균 에너지 효율을 높인다. 게다가, 폐기 슬러지의 부피, 관리 비용, 그리고 부지 밖으로의 처리 비용을 줄일 수 있다.

상기 살펴본 바의 변형과 다른 특징과 기능, 혹은 대안들은 많은 다른 시스템과 장치에 결합될 수 있다. 여기서 예견하지 못하거나 예측하지 못한 여러 대안들, 개선, 변경 혹은 개량은 당업계의 통상의 기술자에 의해서 후술하는 청구 범위 내에서 포함되도록 만들어 질 수 있다.

300: MBR 라이트 시스템 302: 수리 동역학적 분리기
308: 여과 모듈 904: 이동상 바이오 리액터
1002: MBBR 모듈 1104: 수리 동역학적 분리기 타워
1106: 수리 동역학적 분리기 유닛

Claims

시스템으로 원수를 공급받기 위한 유입부와;
상기 유입부로부터 상기 원수를 공급받도록 형성된 부유물 제거 모듈과;
상기 부유물 제거 모듈로부터 상기 원수가 유입되도록 형성된 사전 처리 모듈과;
상기 사전 처리 모듈로부터 상기 원수가 유입되도록 형성된 폭기부와;
상기 폭기부로부터 상기 원수가 유입되도록 구성된 멤브레인 모듈과;
상기 시스템 내부에 상기 원수를 멤브레인 모듈 보다 우선 공급받도록 마련되며, 상기 멤브레인 모듈이 상기 원수를 공급받기 전에 상기 원수로부터 TSS(총부유물)를 제거하는 수리 동역학적 분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 멤브레인 모듈은 100mg/l 미만의 총부유물을 가진 원수를 여과하는 여과 능력을 갖는 멤브레인을 적어도 하나 구비하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 멤브레인 모듈은 100mg/l이상 , 최대 12000mg/l의 총부유물을 가진 원수를 여과하는 여과 능력을 갖는 멤브레인을 적어도 하나 구비되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템.
청구항 1에 있어서,
총부유물(TSS)의 90% 이상을 여과벽 없이 연속적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 수리 동역학적 분리기는 폐수 흐름과 세정수 흐름을 분리하는 다양한 흐름을 제공하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 수리 동역학적 분리기를 구비하는 시스템의 상기 MBR 모듈을 구동하는 것은, 수리 동역학적 분리기가 없는 MBR 원수 처리 시스템의 상기 MBR모듈을 구동하는데 필요한 에너지에 대해서 대략 62% 내지 95%의 에너지 절감을 제공하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템.
청구항 1에 있어서,
TSS 오염물로부터 미생물 플록 감소 곡선의 기울기는 종래의 MBR 원수 처리 시스템과 비교하여 감소되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 바이오 리액터 원수 처리 시스템.
시스템으로 원수를 공급받기 위한 유입부와;
상기 유입부로부터 상기 원수를 공급받도록 형성된 부유물 제거 모듈과;
상기 부유물 제거 모듈로부터 상기 원수가 유입되도록 형성된 사전 처리 시스템과;
상기 사전처리부로부터 상기 원수가 유입되도록 형성된 폭기부와;
상기 폭기부로부터 상기 원수가 유입되도록 형성된 이동상 바이오 리액터 모듈과;
상기 시스템 내부에 상기 원수를 상기 이동상 바이오 리액터 모듈보다 우선 공급받도록 마련되며, 상기 이동상 바이오 리액터 모듈이 상기 원수를 공급받기 전에 상기 원수로부터 TSS(총부유물)를 제거하는 수리 동역학적 분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동상 바이오 리액터 원수 처리 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 수리 동역학적 분리기는 이동상 바이오 리액터 모듈 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 이동상 바이오 리액터 원수 처리 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 수리 동역학적 분리기는 폐수 흐름과 세정수 흐름을 분리하는 다양한 흐름을 제공하는 것을 특징으로 하는 이동상 바이오 리액터 원수 처리 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 수리 동역학적 분리기를 구비하는 시스템의 상기 MBR 모듈을 구동하는 것은, 수리 동역학적 분리기가 없는 MBR 원수 처리 시스템의 상기 MBR모듈을 구동하는데 필요한 에너지보다 대략 62% 내기 95%의 에너지 절감을 제공하는 것을 특징으로 하는 이동상 바이오 리액터 원수 처리 시스템.