KR20140037382A

KR20140037382A - 폐수 처리 장치

Info

Publication number: KR20140037382A
Application number: KR1020120102910A
Authority: KR
Inventors: 안세영; 한기봉
Original assignee: (주)수엔지니어링 & 컨설팅
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2014-03-27

Abstract

폐수 처리 장치가 개시된다. 본 발명은, 외부로부터 폐수가 유입되며, 미생물에 의한 인 방출이 실행되는 혐기조, 혐기조로부터 폐수가 유입되며, 폐수에 대한 탈질화 처리가 실행되는 제1 무산소조, 제1 무산소조로부터 폐수가 유입되며, 폐수에 대한 탈질화 처리가 연속적으로 실행되는 제2 무산소조, 제2 무산소조로부터 폐수가 유입되며, 폐수에 대한 질산화 처리가 실행되는 호기조, 및 호기조로부터 폐수가 유입되며, 폐수에 대한 탈질화 처리가 실행되는 제3 무산소조를 구비한다. 또한 용존산소저감조의 혼합액을 제1 무산소조와 제2 무산소조로 각각 반송하는 분리반송라인을 추가로 구비한다. 본 발명에 따르면, 질소와 인 제거 성능이 획기적으로 향상된 폐수 처리 장치가 제거된다.

Description

폐수 처리 장치{System for Treating Waste Water}

본 발명은 폐수 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 질소와 인 제거 성능이 획기적으로 향상된 폐수 처리 장치에 관한 것이다.

유기질소 화합물은 생물학적 분해에 의해 암모니아 형태로 전환되며, 암모니아는 호기조건에서 질산화 과정에 의하여 질산성 질소로 전환된다. 또한 무산소 조건에서 질산성 질소는 질소가스로 환원되어 최종적으로 질소가 제거된다.

혐기성 조건에서 인 제거 미생물은 아세트산과 같은 저급 지방산(발효산물)을 섭취한 후 세포 내에 축적 되어 있는 ATP(adenosine triphosphate)의 분해시 발생되는 에너지를 이용하여 세포내 유기성 저장 물질 PHB(polyhydroxybutyrate)로 전환하여 저장한다.

이때 ATP로 부터 유리된 정인산염을 세포 밖으로 방출시킨다. 이에 이어 호기성 조건으로 전환되면 인 제거 미생물을 세포내에 저장했던 PHB를 분해할 때 발생되는 에너지로 ATP를 합성하며 혐기성 조건에서 방출한 양보다 더 많은 양의 인을 섭취하는데, 이를 인의 과잉 섭취라 한다. 이러한 인 제거 메커니즘은 도 1에 도시되어 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 질소와 인 제거 성능이 획기적으로 향상된 폐수 처리 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐수 처리 장치는, 외부로부터 폐수가 유입되며, 미생물에 의한 인 방출이 실행되는 혐기조; 상기 혐기조로부터 폐수가 유입되며, 상기 폐수에 대한 탈질화 처리가 실행되는 제1 무산소조; 상기 제1 무산소조로부터 폐수가 유입되며, 상기 폐수에 대한 탈질화 처리가 연속적으로 실행되는 제2 무산소조; 상기 제2 무산소조로부터 폐수가 유입되며, 상기 폐수에 대한 질산화 처리가 실행되는 호기조; 및 상기 호기조로부터 폐수가 유입되며, 상기 폐수에 대한 탈질화 처리가 실행되는 제3 무산소조를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 무산소조와 상기 제2 무산소조로 각각 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)를 반송하는 용존산소 저감조를 더 포함한다.

또한, 상기 제2 무산소조는 상기 혐기조로 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)를 반송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 질소와 인 제거 성능이 획기적으로 향상된 폐수 처리 장치가 제공된다.

도 1은 폐수 처리 공정에서의 인 제거 메커니즘을 설명하는 도면, 및
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리 장치의 구조도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리 장치의 구조도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리 장치는 혐기조(110), 제1 무산소조(120), 제2 무산소조(130), 제1 호기조(140), 제3 무산소조(150), 제2 호기조(160), 분리막조(170), 및 용존 산소 저감조(180)를 포함한다.

먼저, 혐기조(110)는 외부로부터 폐수와 제2 무산소조(130)에서 반송되는 혼합액이 유입되어, 미생물에 의한 인 방출이 실행되며, 제1 무산소조(120)는 혐기조(110)에서 처리된 폐수와 용존산소저감조(180)로부터 질산화된 폐수가 유입되며, 유입된 폐수에 대한 1차 탈질화 처리를 실행한다.

한편, 제2 무산소조(130)는 제1 무산소조(120)에 의해 1차 탈질화 처리된 폐수와 용존산소저감조(180)로부터 질산화된 폐수가 유입되며, 2차 탈질화 처리를 연속적으로 실행한다. 이와 같이 본 발명에서는 제1 무산소조(120)와 제2 무산소조(130)가 분리 설치함으로써, 생물 반응조 내 인 축적 미생물인 Phosphorus Accumulation Organisms(PAOs)의 농도를 높일 수 있다.

제1 호기조(140)는 제2 무산소조(130)에 의해 2차 탈질화 처리된 폐수가 유입되며, 유입된 폐수에 대한 1차 질산화 처리를 실행한다.

한편, 제3 무산소조(150)는 제1 호기조(140)에 의해 질산화 처리된 폐수가 유입되며, 유입된 폐수에 대한 3차 탈질화 처리를 실행한다. 이와 같이 본 발명에서는 제1 호기조(140)의 후단에 추가의 제3 무산소조(150)를 설치함으로써, 질소 제거의 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

한편, 제2 호기조(160)는 제3 무산소조(150)로부터 유입된 폐수에 대한 2차 질산화 처리를 실행한다.

제2 호기조(160)를 통과한 폐수는 분리막조(170)를 거치며 폐슬러지를 외부로 배출시키게 된다. 즉, 생물 반응조에서 일정한 미생물 성장 속도를 유지시키기 위해서 분리막조(170)를 통해 폐슬러지를 일정량 방출시키게 된다.

분리막조(170) 폐수는 용존 산소 저감조(180)로 유입되며, 용존 산소 저감조(180)는 반송 펌프(미도시)를 통해 제1 무산소조(120)와 제2 무산소조(130)로 각각 혼합액을 반송하게 된다.

즉, 혐기조(110)로 유입되는 유입 폐수의 양을 'Q'라고 하면 각 반응조 내부에서의 혼합 부유 물질(Mixed Liquor Suspended Solids:MLSS)의 농도를 유지하기 위하여 용존산소 저감조(180)에서 제1 무산소조(120)와 제2 무산소조(130)로 각각 50%씩 MLSS를 반송하게 된다.

이때 제2 호기조(160)에서 질산화 반응에 의해 생성된 NO₃-N이 MLSS의 반송에 의해 제1 무산소조(120)와 제2 무산소조(130)로 분리 반송되어 처리된다.

한편, 제2 무산소조(130)에서는 혐기조(110)로 MLSS를 펌프(미도시)를 통해 역이송함으로써, 혐기조(110)의 MLSS 농도를 유지시킬 수 있게 된다. 즉, 제2 무산소조(130)는 50%의 MLSS를 반송받은 상태에서 이를 혐기조(110)로 이송하는 것이므로, 혐기조(110)로 반송되는 질산성 질소(NO₃-N)의 양을 최소화할 수 있게 된다.

즉, 혐기조(110)에서 PAOs가 세포 내부의 인 물질을 방출하면서 그 에너지로 미생물 성장에 필요한 유기산 흡수하는 것인데, 혐기조(110)로 반송되는 질산성 질소(NO₃-N)의 양을 최소화함으로써, 혐기조(110)에서의 PAOs의 인 방출 반응 조건을 최적화시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 혐기조(110)에서는 인 방출 효율이 향상됨으로써, PAOs가 호기조에서 인을 과흡수 할 수 있는 조건을 조성할 수 있게 되고, 결과적으로 생물학적인 제거 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

110: 혐기조, 120: 제1 무산소조,
130: 제2 무산소조, 140: 제1 호기조,
150: 제3 무산소조, 160: 제2 호기조,
170: 분리막조, 180: 용존 산소 저감조,

Claims

외부로부터 폐수가 유입되며, 미생물에 의한 인 방출이 실행되는 혐기조;
상기 혐기조로부터 폐수가 유입되며, 상기 폐수에 대한 탈질화 처리가 실행되는 제1 무산소조;
상기 제1 무산소조로부터 폐수가 유입되며, 상기 폐수에 대한 탈질화 처리가 연속적으로 실행되는 제2 무산소조;
상기 제2 무산소조로부터 폐수가 유입되며, 상기 폐수에 대한 질산화 처리가 실행되는 호기조; 및
상기 호기조로부터 폐수가 유입되며, 상기 폐수에 대한 탈질화 처리가 실행되는 제3 무산소조
를 포함하는 폐수 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 무산소조와 상기 제2 무산소조로 각각 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)를 반송하는 용존산소 저감조를 더 포함하는 폐수 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 무산소조는 상기 혐기조로 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)를 반송하는 것인 폐수 처리 장치.