KR20140132258A - Biological Advanced Wastewater Treatment Technology - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 1) 간헐적인 시간주기에 따라 생물학적 산화, 영양염류 제거, 고형물 분리가 함께 이루어지는 단일 회분식반응조 및 2) 상기 단일 회분식반응조에서 미처 처리되지 못한 용존성 유기물질 및 부유물질, 질소나 인 등의 영양염류를 추가적으로 처리하기 위한 별도의 생물막 여과지를 포함하는 하수처리장의 하수고도처리공법으로서, 상기 단일 회분식반응조에서의 하수처리과정이 i) 하수가 무산소 무교반 상태로 반응조에 유입되어 혐기상태에 가까운 슬러지 층과 직접 접촉하게 함으로써 인의 방출 및 탈질산화가 이루어지는 무산소 무교반 유입단계, ii) 하수가 무산소 교반 상태로 반응조에 유입되며, 유입된 하수가 무산소 상태에서 미생물과 혼합하여 인의 방출 및 탈질산화가 이루어지는 무산소 교반 유입단계, iii) 하수유입시간의 70~80%가 진행된 후, 반응조에 공기를 공급하여 호기성 조건을 조성함으로써 하수의 질산화와 인의 흡수가 이루어지는 폭기유입단계, iv) 하수의 유입이 완료된 후, 공기가 공급되면서 미생물에 의해 하수중의 유기물이 완전히 분해될 때까지 하수가 반응조 내를 순환하며 반응하고, 더불어 질산화와 인의 흡수를 최대한으로 유도하는 반응단계, v) 반응이 완료된 후 공기공급이 중단된 상태에서, 슬러지를 침전시키며, 부분적으로 탈질산화가 이루어지는 침전단계, vi) 분리된 중간처리수를 상등수 유출장치에 의해 외부로 배출하는 중간처리수 배출단계, 및 vii) 침전된 슬러지를 외부로 이송하고, 하수의 유입을 준비하는 휴지단계를 포함하며, 상등수 유출장치에 의해 배출되는 단일 회분식반응조 중간처리수가 최종 처리되는 생물막 여과지를 포함하는 생물학적 하수고도처리공법에 대한 것이다. The present invention relates to a bioreactor comprising: 1) a single batch type reaction tank in which bioxidation, nutrient removal, and solids separation are performed together in an intermittent time period; and 2) a dissolved organic material and suspended matters not treated in the single batch type reaction tank, Wherein the wastewater treatment process in the single batch reactor is performed in such a manner that i) the wastewater is introduced into the anaerobic fermentation tank in an anaerobic anaerobic state, An anoxic unglazed semi-inflow step in which phosphorus release and denitrification are carried out by direct contact with the nearby sludge bed, ii) a step of introducing the sewage into the reaction vessel in an anaerobic stirring state, wherein the inflow sewage is mixed with microorganisms in an anoxic state, , Iii) 70 to 80% of the sewage inflow time Aeration step in which sewage nitrification and phosphorus absorption are carried out by supplying air to the reaction tank after air is supplied to the reaction tank, iv) after the inflow of the sewage is completed, the organic matter in the sewage is completely decomposed by the microorganism A reaction step in which sewage circulates and reacts in the reaction tank to induce nitrification and phosphorus uptake to a maximum, v) the sludge is precipitated in a state where the air supply is stopped after the completion of the reaction, A sedimentation step, vi) an intermediate treatment water discharge step for discharging the separated intermediate treatment water to the outside by a supernatant discharge device, and vii) a dormant step for transferring the precipitated sludge to the outside and preparing for the inflow of sewage, Bioreactor including biofilm filter paper where the single batch reactor effluent discharged by the supernatant discharge apparatus is finally treated It is about the sewage elevation treatment method.
본 발명의 하수고도처리공법은 단일 회분식반응조를 이용하여 공간활용률을 높임으로써 부지소모를 최소화하고, 파이프형 산기교반장치를 이용하여 폭기와 교반기능을 동시에 구현함으로써 초기시설비 및 유지관리비를 절감할 수 있으며, 작은 공간에서도 폭기효율을 극대화하여 처리 효율을 높일 수 있다. 또한 운전시간 및 반응조 간의 운전 시간표를 조절함으로써 하수유입조건의 다양한 변화에 신속하게 대응할 수 있어 일정한 처리 수질을 보장할 수 있다.The sewage elevation treatment method of the present invention minimizes site consumption by increasing the space utilization rate by using a single batch type reactor and can reduce the initial facility cost and maintenance cost by simultaneously implementing the aeration and the stirring function by using the pipe- And maximizes the aeration efficiency even in a small space, thereby improving the treatment efficiency. In addition, it is possible to quickly respond to various changes in the sewage inflow condition by adjusting the operation time and the operation time schedule between the reaction tanks, thereby ensuring a constant treatment quality.
유입수 분배 및 슬러지 수집관에 다수의 지관을 설치함으로써 회분식 반응조 전체에 걸쳐 균등한 유입수 분배 및 슬러지 수집이 가능하고, 단일 회분식반응조 후단에 별도의 생물막 여과지를 겸비함으로써 미처 처리되지 못한 용존성 유기물질 및 부유물질, 질소나 인 등의 영양염류를 추가적으로 제거하여 처리수질을 더욱 향상시킬 수 있다. It is possible to distribute the influent water evenly and collect the sludge evenly throughout the batch reactor by installing a large number of branch tubes in the inflow water distribution and sludge collecting pipes, and to combine the dissolved organic substances, which have not yet been treated, with the separate biofilm filter paper after the single batch reactor Suspended solids, nutrients such as nitrogen and phosphorus can be additionally removed to further improve the quality of the treated water.
생물막 여과지에서 하부집수장치의 상부에 폭기용 산기관을 설치함으로써 여재층, 즉 생물막 층 전체에 균등하게 산소를 공급할 수 있는 효과가 있고, 또한 경우에 따라서는 여재층 내부에 폭기용 산기관을 설치할 수도 있는데 이를 통해 여재층 내부에 높이에 따라 호기성 상태와 무산소 상태가 공존하게 함으로써 질산화 및 탈질산화 작용을 동시에 달성할 수 있는 장점이 있다.
In the case of a biofilm filter paper, an air diffusing pipe is provided on the upper part of the lower water collecting device to supply oxygen evenly to the filter medium layer, that is, the entire biofilm layer, and in some cases, This allows the aerobic and anaerobic conditions to coexist in the interior of the filter medium depending on the height, thereby achieving both nitrification and denitrification.
최근 들어 부영양화, 적조현상 등 수질환경 악화로 인한 피해가 급속히 증가함에 따라 이에 대한 대책으로 질소와 인을 동시에 제거하기 위한 처리공법이 많이 연구되어지고 있다. Recently, as the damage caused by deteriorated water quality such as eutrophication and red tide phenomenon has been rapidly increased, a treatment method for simultaneously removing nitrogen and phosphorus has been studied as a countermeasure thereto.
전통적으로 탈질산화 공정은 암모니아성 질소를 산화시키기 위한 호기조와 질산성 질소를 질소 가스로 환원시키기 위한 무산소조가 반드시 존재하여야 하며, 탈인 공정도 인의 방출을 위한 혐기조와 인의 과잉 섭취를 위한 호기조가 필요하다. 그러나, 기존 방법에서는 각각의 반응조를 공간적으로 구분해야 하기 때문에 반응조의 용적이 많이 소요된다는 문제점이 있다.Traditionally, in the denitrification process, an anoxic tank for oxidizing ammonia nitrogen and an anoxic tank for reducing nitrate nitrogen to nitrogen gas must be present, and an anaerobic tank for releasing phosphorus and an aerobic tank for overproduction of phosphorus are required . However, in the conventional method, there is a problem that the volume of the reaction tank is large because each of the reaction vessels must be separated spatially.
상기와 같이 질소와 인을 동시에 제거하는 방법 중에 대표적인 처리방법으로는 A2/O공법, 5-스테이지 바덴포 공법, UCT (University of Cape Town)공법, VIP (Virginia Initiative Plant )공법, SBR (Sequencing Batch Reactor)공법 등이 있는데, 상기 A2/O 공법은 A/O 공법을 개량하여 탈질산화가 요구될 때 혐기조와 호기조 사이에 무산소조를 추가하여 질소와 인을 동시에 제거할 수 있도록 한 것이지만, 최적운전조건의 설정이 어렵고, 완전한 인 제거가 곤란하며, 공정이 복잡하다는 문제점이 있다.As a typical method for removing nitrogen and phosphorus simultaneously, there are A 2 / O method, a 5-stage Baden forming method, a UCT (University of Cape Town) method, a VIP (Virginia Initiative Plant) method, SBR The A 2 / O method is a modification of the A / O method to remove nitrogen and phosphorus simultaneously by adding an anoxic tank between the anaerobic tank and the oxic tank when denitrification is required, The setting of the operating conditions is difficult, the complete phosphorus removal is difficult, and the process is complicated.
상기 5-스테이지 바덴포공법은 종래의 생물학적 질소제거 공정인 4-스테이지 바덴포공법 앞에 혐기조를 추가시켜서 질소 및 인을 동시에 제거하는 공정으로서, 다수의 반응조와 많은 탄소원이 필요하고 특히 반송 슬러지내의 잔존 질산염이 혐기조에 유입되어 탈질산화 박테리아들이 우선하여 탄소원을 사용함으로써 인 방출이 저하되고, 결과적으로 인 제거 효율이 저하된다는 문제점이 있다.The 5-stage Baden propagation process is a process for simultaneously removing nitrogen and phosphorus by adding an anaerobic tank to a conventional biological nitrogen removal process, ie, a 4-stage Baden Poong process, and requires a large number of reactors and a lot of carbon sources, The nitrate is introduced into the anaerobic tank and the denitrifying bacteria preferentially use the carbon source to lower the phosphorus emission and consequently the phosphorus removal efficiency is deteriorated.
상기 UCT공법은 5-스테이지 바덴포공법에서 슬러지를 혐기조로 반송시키는 것과는 달리 탈질산화조로 반송시키며, 질산성 질소가 제거된 무산조조의 혼합액을 혐기조로 반송시켜 혐기조에서의 질산성 질소에 의한 영향을 최소화할 수 있도록 한 것이지만, 많은 탄소원이 필요하고 슬러지의 침전성이나 농축성이 떨어지며 질산화를 충분히 시키지 않게 된다는 문제점이 있다.In the UCT method, the sludge is returned to the denitrification oxidizing tank as opposed to the sludge being returned to the anaerobic tank in the 5-stage Badenpoag method, and the nitrate nitrogen-removed mixed liquor is returned to the anaerobic tank. But there is a problem that a lot of carbon sources are required, sedimentation and concentration of the sludge are poor, and nitrification is not sufficient.
상기 VIP공법은 완전 혼합조를 직렬조합하여 인의 과잉농축을 증가시킨 것으로 인 제거에는 유리하지만, 저온시 질소의 제거효율이 다른 공정에 비해 떨어진다는 문제점이 있다.In the VIP method, it is advantageous to remove phosphorus by increasing the excess concentration of phosphorus by combining the complete mixing tanks in series, but there is a problem that the removal efficiency of nitrogen at low temperature is lower than that of other processes.
상기 SBR공법은 유입수를 한 개의 반응조에서 무산소유입, 폭기유입, 반응, 침전, 배출, 휴지 등의 운전을 교대로 실시하여 영양염류를 처리하는 공정으로, 각기 생장 환경이 다른 질산화미생물, 탈질산화 미생물, 탈인미생물이 동일한 반응기에서 존재를 해야 하는데 위에서 기술한 기본 6가지 공정을 각기 연속적인 시간에 따라 수행함으로써 질소와 인을 제거하지만, 유입수 분배 및 슬러지 수집이 하나의 관으로 이루어지고 있어 반응조 전체에 걸친 균등한 유입수 분배 및 슬러지 수집이 이루어지지 못하고 있는 실정이다. The SBR process is a process for treating nutrients by alternately performing anoxic input, aeration inflow, reaction, precipitation, discharge, and stoppage in a single reaction tank. Each of the nitrification microorganisms, denitrifying microorganisms , The denitrifying microorganisms must be present in the same reactor. However, nitrogen and phosphorus are removed by performing the basic six steps described above consecutively each time, but the inflow water distribution and the sludge collection are one tube, It is not possible to distribute uniformly influent water and collect sludge.
이에 본 발명에서는 단일 회분식반응조에 생물막 여과지를 도입함으로써 이와 같은 기존 SBR공법의 단점을 보완하는 동시에 공간활용률을 높이면서도 질소, 인의 제거효율이 높고, 일정하고 안정적인 하수처리 수질을 보장할 수 있는 하수처리공법을 개발하기에 이르렀다.
In this invention, the biofilm filter paper is introduced into the single-batch reactor to compensate for the disadvantages of the conventional SBR method, and at the same time, it is possible to improve the removal efficiency of nitrogen and phosphorus while improving the space utilization rate, I came to develop the method.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 부지 소모를 최소화할 수 있고, 초기 시설비 및 유지관리비를 절감할 수 있으며, 작은 공간에서도 처리 효율을 높일 수 있는 하수처리공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a sewage treatment method capable of minimizing site consumption, reducing initial facility cost and maintenance cost, and improving treatment efficiency even in a small space .
또한, 본 발명은 하수유입조건의 다양한 변화에 신속하게 대응할 수 있어 일정하고 안정적인 처리 수질을 보장할 수 있는 하수처리공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide a sewage treatment method capable of quickly and stably coping with various changes in sewage inflow conditions and ensuring a stable and stable treated water quality.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1) 간헐적인 시간주기에 따라 생물학적 산화, 영양염류 제거, 고형물 분리가 함께 이루어지는 단일 회분식반응조 및 2) 상기 단일 회분식반응조에서 미처 처리되지 못한 용존성 유기물질 및 부유물질, 질소나 인 등의 영양염류를 추가적으로 처리하기 위한 별도의 생물막 여과지를 포함하는 하수처리장의 생물학적 하수고도처리공법으로서, 상기 단일 회분식반응조에서의 하수처리과정이 i) 하수가 무산소 무교반 상태로 반응조에 유입되어 혐기상태에 가까운 슬러지 층과 직접 접촉하게 함으로써 인의 방출 및 탈질산화가 이루어지는 무산소 무교반 유입단계; ii) 하수가 무산소 교반 상태로 반응조에 유입되며, 유입된 하수가 무산소 상태에서 미생물과 혼합하여 인의 방출 및 탈질산화가 이루어지는 무산소 교반 유입단계; iii) 하수유입시간의 70~80%가 진행된 후, 반응조에 공기를 공급하여 호기성 조건을 조성함으로써 하수의 질산화와 인의 흡수가 이루어지는 폭기 유입단계; iv) 하수의 유입이 완료된 후, 공기가 공급되면서 미생물에 의해 하수중의 유기물이 완전히 분해될 때까지 하수가 반응조 내를 순환하며 반응하고, 더불어 질산화와 인의 흡수를 최대한으로 유도하는 반응단계; v) 반응이 완료된 후 공기공급이 중단된 상태에서, 슬러지를 침전시키며, 부분적으로 탈질산화가 이루어지는 침전단계; vi) 분리된 중간처리수를 상등수 유출장치에 의해 외부로 배출하는 중간처리수 배출단계; 및 vii) 침전된 슬러지를 외부로 이송하고, 하수의 유입을 준비하는 휴지단계를 포함하며, 상등수 유출장치에 의해 배출되는 단일 회분식반응조 중간처리수가 최종 처리되는 생물막 여과지를 포함하는 생물학적 하수고도처리공법을 제공한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a process for producing a biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable biodegradable non- Wherein the sewage treatment process in the single batch reactor is carried out in such a manner that the sewage is treated in an anaerobic anhydrous state An anaerobic sedimentation inflow stage in which phosphorus is released and denitrification is carried out by bringing the sludge into direct contact with the sludge layer which is close to the anaerobic state; ii) an anaerobic stirring inflow step in which the sewage is introduced into the reaction tank in an anaerobic stirring state, and the inflow of sewage water is mixed with the microorganism in an anoxic state to release phosphorus and denitrification; iii) an aeration inflow step in which the nitrification of sewage and the absorption of phosphorus are carried out by supplying air to the reactor after 70 to 80% of the sewage inflow time has progressed to form aerobic conditions; iv) a reaction step in which the sewage circulates and reacts with the sewage until the organic matter in the sewage is completely decomposed by the microorganisms as the air is supplied after the inflow of the sewage is completed, and the nitrification and absorption of phosphorus are maximally induced; v) a precipitation step in which the sludge is precipitated and partially denitrification is carried out with the air supply stopped after the reaction is completed; vi) an intermediate treatment water discharging step of discharging the separated intermediate treatment water to the outside by the equilibrium water discharge device; And vii) a biological sewage sludge treatment process comprising a biofilm filter paper, wherein the sludge settled is transported to the outside and the sludge is introduced to prepare for the inflow of sewage, wherein the single-batch reactor intermediate treatment water discharged by the sewage discharge device is finally treated .
본 발명의 실시예로서, 하수의 유입이 계속적으로 이루어질 수 있도록, 상기 반응조의 i) 무산소 무교반 유입단계, ii) 무산소 교반 유입단계, iii) 폭기 유입단계의 총 운전시간과, iv) 반응단계, v) 침전단계, vi) 배출단계, vii) 휴지단계의 총 운전시간이 동일하도록 운전 시간표가 조절될 수 있다.As an embodiment of the present invention, in order to allow the inflow of sewage to be continuously performed, i) an anaerobic brine inflow step, ii) an anaerobic stirring inflow step, iii) a total operation time of the aeration inflow step, and iv) , v) precipitation step, vi) discharge step, and vii) the total operating time of the dormant step is the same.
또한, 일정하고 안정적인 처리 수질을 보장할 수 있도록, 상기 i) 무산소 무교반 유입단계 전에 유량 및 수질변화의 하수유입조건 변동에 따라 각 단계의 운전시간 및 반응조 간의 운전 시간표를 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이때 하수 내 유기물이 표준시보다 부족한 경우에는 무산소 유입단계 (무산소 무교반 유입단계와 무산소 교반 유입단계)의 운전시간을 증가시키고 폭기 유입단계와 반응단계의 운전시간을 감소시킬 수 있으며, 하수 내 유기물이 표준시보다 과다한 경우에는 무산소 유입단계 (무산소 무교반 유입단계와 무산소 교반 유입단계)의 운전시간을 감소시키고 폭기 유입단계와 반응단계의 운전시간을 증가시킬 수 있다.In addition, in order to ensure a constant and stable quality of treated water, the step of adjusting the operation time of each step and the operation time table between the reaction tanks according to the variation of the inflow conditions of the flow rate and the water quality before the iodine- . In this case, if the organic matter in the sewage is less than the standard time, it is possible to increase the operation time of the anaerobic inflow stage (anaerobic sludge inflow stage and anaerobic stirring inflow stage), reduce the aeration inflow stage and the reaction stage operation time, The operation time of anaerobic inflow stage (anaerobic sludge inflow stage and anaerobic agitation inflow stage) can be reduced and operation time of aeration inflow stage and reaction stage can be increased.
무산소 무교반 유입단계는 반응조 펌프가 가동하지 않은 상태에서 하수를 유입수 분배 및 슬러지 수집관을 통하여 반응조에 유입하며, 무산소 교반 유입단계는 하수가 파이프형 산기교반장치를 통해 유입한다. In the anaerobic brine inflow stage, wastewater flows into the reaction tank through the inflow water distribution and sludge collection pipe in the state where the reactor pump is not operated. In the anaerobic stirring inflow stage, the wastewater flows through the pipe type acid anhydrator.
특히 무산소 교반 유입단계에서부터 반응단계에 이르기까지 회분식반응조 내의 반응조 혼합액 (MLSS, Mixed Liquor Suspended Solid)이 유입수 분배 및 슬러지 수집관을 통해 흡입되어 반응조 내 설치된 파이프형 산기교반장치를 통하여 분출하도록 함으로써 파이프형 산기교반장치가 수중교반기로 작용하도록 할 수 있다.Particularly, the MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) is sucked through the inflow water distribution and sludge collection pipe from the anaerobic stirring introduction step to the reaction step, So that the acid-base stirrer can be operated as an underwater stirrer.
유입수 분배 및 슬러지 수집이 회분식반응조 전체에 걸쳐 균등하게 이루어질 수 있도록 하기 위해 유입수 분배 및 슬러지 수집관에 다수의 지관을 설치할 수 있다. 유입수 분배 및 슬러지 수집관에는 하부에 홀 (hole)을 천공하여 유입수 및 슬러지가 이동하는 통로가 되도록 한다. 이 때 지관과 지관 사이 및 홀과 홀 사이의 설치간격과 홀의 규격은 현장 상황을 고려하여 결정하도록 한다. A number of branch tubes can be installed in the influent distribution and sludge collection tubes to allow the influent distribution and sludge collection to be uniform across the batch reactor. The inflow distribution and sludge collection tubes are drilled with holes at the bottom to allow passage of influent and sludge. At this time, the spacing between the branch and branch pipe and between the hole and the hole and the specification of the hole should be decided in consideration of the field conditions.
파이프형 산기교반장치는 폭기와 교반의 두 가지 중요한 기능을 수행한다. 파이프형 산기교반장치에서 반응조 혼합액 (MLSS)은 안쪽 노즐에서 외부의 혼합노즐로 제트 (jet) 방식으로 분사되며, 이 때 압축공기가 가해짐으로써 직경이 작은 수많은 공기방울 형태로 수중에 혼입된다. 이 작은 공기방울은 수중에서 긴 체류시간과 넓은 접촉면적을 갖고 있어 산소전달효율을 향상시킬 수 있으며, 또한 동시에 완벽한 교반을 달성할 수 있다. The pipe-type anhydrous agitation device performs two important functions of aeration and agitation. In the pipette type stirrer, the reactor mixture (MLSS) is injected from the inner nozzle to the outer mixing nozzle in a jet manner. In this case, the compressed air is introduced into the water in the form of numerous air bubbles having a small diameter. These small air bubbles have a long residence time in water and a large contact area, which can improve the oxygen transfer efficiency and at the same time achieve perfect stirring.
또한, 파이프형 산기교반장치 분출구의 막힘현상이 발생할 경우에는 반응조 펌프의 흡입방향과 토출방향 밸브의 전환을 통해 역방향으로 반응조 혼합액 (MLSS)을 순환되게 함으로써, 즉 파이프형 산기교반장치로 반응조 혼합액 (MLSS)을 유입시키고, 유입수 분배 및 슬러지 수집관으로 유출하게 함으로써 이물질이 빠져나갈 수 있도록 역세정을 실시할 수 있다. When the clogging phenomenon of the piping type stirrer apparatus is clogged, the MLSS is circulated in the reverse direction through the suction direction of the reactor pump and the discharge direction valve, that is, the reactor mixture (MLSS) MLSS) is introduced into the sludge collecting pipe, and it is allowed to flow back to the inflow water distribution and the sludge collecting pipe to perform backwashing so that the foreign matter can escape.
한편, 상기 생물막여과지는 여재층, 상기 여재를 지지하기 위한 자갈층, 및 하부집수장치로 구성되며, 상기 하부집수장치 상부 또는 여재층 내부에는 생물막 여과지 전체에 균등하게 산소를 공급하여 여재 표면에 생물막이 잘 형성될 수 있도록 하기 위한 폭기용 산기관이 설치될 수 있다.
On the other hand, the biofilm filter paper is composed of a filter medium layer, a gravel layer for supporting the filter medium, and a bottom water collecting device. In the upper part of the bottom water collecting device or inside the filter medium layer, oxygen is uniformly supplied to the entire biofilm filter paper, An air diffusing pipe can be installed so that it can be well formed.
본 발명의 생물학적 하수고도처리공법은 단일 회분식반응조를 이용하여 공간활용률을 높임으로써 부지소모를 최소화하고, 파이프형 산기교반장치를 이용하여 폭기와 교반기능을 한 개의 설비로 동시에 또는 별도로 구현함으로써 초기시설비 및 유지관리비를 절감할 수 있으며, 작은 공간에서도 폭기효율을 극대화하여 처리 효율을 높일 수 있다. The biological sewage elevation treatment method of the present invention minimizes site consumption by increasing the space utilization rate by using a single batch type reactor and simultaneously implements aeration and agitation functions by using a pipe type acid- And the maintenance cost can be reduced, and the aeration efficiency can be maximized by improving the treatment efficiency even in a small space.
또한, 운전시간 및 반응조 간의 운전 시간표를 조절함으로써, 하수유입조건의 다양한 변화에 신속하게 대응할 수 있어 일정한 처리 수질을 보장할 수 있다.In addition, by adjusting the operation time and the operation time table between the reaction tanks, it is possible to quickly cope with various changes in the sewage inflow conditions, thereby ensuring a constant treated water quality.
또한, 단일 회분식반응조 후단에 별도의 생물막 여과지를 겸비함으로써 미처 처리되지 못한 용존성 유기물질 및 부유물질, 질소나 인 등의 영양염류를 추가적으로 처리하여 처리수질을 더욱 향상시킬 수 있다. 단일 회분식반응조로만 처리하는 경우와 후단에 별도의 생물막 여과지를 겸비하여 처리하는 경우의 각 수질항목별 제거효율을 보면 BOD는 85~95% 95~98%, CODMn은 66~93% 83~95%, SS는 81~95% 94~98%, TN은 34~73% 47~84%, TP는 58~81% 63~84%로 처리수질 향상이 가능하다.
In addition, since the separate biofilm filter paper is provided at the downstream of the single batch reactor, it is possible to further improve the quality of the treated water by additionally treating the dissolved organic substances and suspended substances, nutrients such as nitrogen and phosphorus. The removal efficiencies of BOD, BOD, and COD Mn were 85-95% and 95-98% and 66-93 and 83-95%, respectively, in the case of treating only with a single batch reactor or with a separate biofilm filter at the downstream stage %, SS: 81 ~ 95% 94 ~ 98%, TN ~ 34 ~ 73 ~ 47 ~ 84%, TP ~ 58 ~ 81 ~ 63 ~ 84%
도 1 - 본 발명의 일 실시예에 따른 생물학적 하수고도처리공법의 공정흐름도
도 2a~2g - 단일 회분식반응조에서의 하수처리 단계에 따른 각 단계별 반응조의 단계별 모습을 보여주는 개념도
(a: 무산소 무교반 유입단계, b: 무산소 교반 유입단계, c: 폭기 유입단계, d: 반응단계, e: 침전단계, f: 중간처리수 배출단계, g: 휴지단계)
도 3 - 단일 회분식반응조에서의 하수처리공정을 보여주는 공정순환도
도 4 - 본 발명의 일 실시예에 따른 생물막 여과설비를 보여주는 단면도
도 5 - 본 발명의 일 실시예에 따른 반응조 운용 시간표
도 6 - 유입수 분배 및 슬러지 수집관
도 7 - 파이프형 산기교반장치1 is a flow chart of a biological sewage treatment method according to an embodiment of the present invention;
Figures 2a to 2g - Conceptual diagram showing the step-by-step view of the reaction tank according to the steps of sewage treatment in a single batch reactor tank
c: aeration step, d: reaction step, e: precipitation step, f: intermediate water discharge step, g: dormant step)
Figure 3 - Process cycle diagram showing the wastewater treatment process in a single batch reactor
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a biofilm filtration apparatus according to an embodiment of the present invention;
5 - Reaction vessel operation time table according to one embodiment of the present invention
Figure 6 - Inflow distribution and sludge collection tube
Fig. 7 - pipe-shaped stirrer device
이하에서는, 본 발명의 생물학적 하수고도처리공법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the biological sewage treatment method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 생물학적 하수고도처리공법은 간헐적인 시간주기에 따라 생물학적 산화, 영양염류 제거, 고형물 분리가 함께 이루어지는 단일 회분식반응조와 단일 회분식반응조에서 미처 처리되지 못한 용존성 유기물질 및 부유물질, 질소나 인 등의 영양염류를 추가적으로 처리하기 위한 별도의 생물막 여과지를 포함하는 하수처리장의 하수고도처리공법으로서, 일 실시예로 도 1에 도시된 바와 같이 침사 및 협잡물 처리, 유량조정조, 반응조, 중간처리수조, 생물막여과지, 여과수조, 소독, 슬러지 저류조, 농축 및 탈수 등으로 구성된다. The present invention relates to a biological sewage elevation treatment method comprising: a single batch type reaction tank in which biological oxidation, nutrient removal and solids separation are performed together with an intermittent time period; and a dissolved organic matter and suspended matter that have not yet been treated in a single batch type reaction tank, The present invention relates to a method for treating sewage in a sewage treatment plant including a separate biofilm filter paper for additionally treating nutrients such as sewage and sediment, Biofilm filter paper, filtration tank, disinfection, sludge reservoir, concentration and dehydration.
상기 침사 및 협잡물 처리는 유입하수 중의 침사나 잡다한 부유 협잡물을 제거하여 기계시설을 보호하기 위해 필요한 시설이다. 상기 침사 및 협잡물 처리를 거친 하수는 유량조정조로 유입된다. 고형물의 침전을 방지하기 위해 유량조 내부에는 수중교반기를 설치할 수 있다. 유량조정조에서는 폭기를 하지 않음으로써 혐기에 가까운 무산소상태를 유지할 수 있도록 하고, 슬러지 저류조에서 슬러지의 일부를 유량조정조로 반송하도록 하여 미생물에 의한 유기물 제거효율을 높이고, 더불어 탈질산화 및 인 방출효과를 강화할 수 있다. The sewing and impregnating treatment is a facility necessary to protect the machinery facility by removing nuisance or other floating stains in the inflow sewage. The wastewater that has undergone the nitrification and impurity treatment flows into the flow rate regulator. An underwater stirrer can be installed in the flow tank to prevent precipitation of solids. In the flow rate control tank, anaerobic conditions close to the anaerobic condition can be maintained by not aeration, and a part of the sludge in the sludge storage tank is returned to the flow rate adjusting tank, thereby enhancing the efficiency of organic matter removal by microorganisms. .
상기 협잡물 및 침사가 제거된 하수는 유량조정조에서 펌프에 의해 주 처리시설인 단일 회분식반응조에 유입된다. 본 발명의 반응조는 무산소 무교반 유입, 무산소 교반 유입, 폭기유입, 반응, 침전, 배출, 휴지의 총 7 단계로 하수를 처리하며, 구체적인 단계에 대해서는 하기에서 자세히 설명한다. 또한, 상기 반응조에서 처리된 하수는 반응조에서 미처 처리되지 못한 용존성 유기물질 및 부유물질, 질소나 인 등의 영양염류를 제거하여 처리수질을 향상시키기 위하여 별도의 하향류식 생물막 여과지를 통과하도록 구성한다. 상기 단일 회분식반응조와 생물막 여과지를 통과한 최종처리수는 소독 후 방류한다. The wastewater from which the impurities and sludge have been removed is introduced into the single batch reactor, which is the main treatment facility, by the pump in the flow rate control tank. The reaction tank of the present invention treats sewage in seven stages in total, namely, anaerobic anaerobic inflow, anaerobic agitation inflow, aeration inflow, reaction, precipitation, discharge, and suspension. Specific steps will be described in detail below. In addition, the sewage treated in the reaction tank is configured to pass through a separate downflow biofilm filter paper in order to remove dissolved organic substances and suspended substances, nitrogenous substances and other nutrients that have not been treated in the reaction tank and to improve the quality of the treated water . The final treated water passing through the single batch reactor and the biofilm filter paper is discharged after disinfection.
한편, 반응조에서 잉여슬러지 펌프에 의해 일시적으로 배출되는 슬러지는 슬러지 저류조로 유입되며, 상기 슬러지저류조는 슬러지의 퇴적방지와 혐기화에 따른 인 방출의 억제를 위해 산기관과, 탈수시설로의 이송을 위한 슬러지 공급펌프가 설치될 수 있다. 또한 슬러지 저류조에서 슬러지의 일부를 혐기에 가까운 무산소상태의 유량조정조로 반송하도록 하여 미생물에 의한 유기물 제거효율을 높이고, 더불어 탈질산화 및 인 방출 효과를 강화할 수 있다. On the other hand, the sludge temporarily discharged by the surplus sludge pump in the reaction tank flows into the sludge storage tank. The sludge storage tank is used to transfer the sludge to the sludge storage and dehydration facilities to prevent accumulation of sludge and inhibit phosphorus emission due to anaerobicization. A sludge supply pump can be installed. In addition, in the sludge storage tank, a part of the sludge is returned to the anaerobic-state anaerobic-state flow regulating tank, thereby enhancing the organic matter removal efficiency by the microorganisms, and enhancing the denitrification oxidation and phosphorus releasing effect.
상기 슬러지 공급펌프에 의해 이송된 슬러지는 농축 및 탈수공정을 통해 처리되고, 탈수효과를 높이기 위해 고분자 응집제가 공급될 수 있다. 상기 탈수기에 의하여 처리된 탈수케익은 케익 호퍼에 저장하였다가 반출차량에 의해 반출되며, 탈수여액은 설비동내 유량조정조로 반송되어 유입하수와 혼합되어 재처리된다.
The sludge transferred by the sludge supply pump is treated through a concentration and dewatering process, and a polymer flocculant can be supplied to enhance the dewatering effect. The dehydrated cake treated by the dehydrator is stored in a cake hopper and taken out by a carry-out vehicle. The dehydrated filtrate is transferred to a flow rate adjusting tank in the facility and mixed with the inflow sewage to be reprocessed.
이하, 본 발명의 생물학적 하수고도처리공법을 자세히 살펴보면, 간헐적인 시간주기에 따라 생물학적 산화, 영양염류 제거, 고형물 분리가 함께 이루어지는 단일 회분식반응조와 단일 회분식반응조에서 미처 처리하지 못한 용존성 유기물질 및 부유물질, 질소나 인 등의 영양염류를 추가적으로 처리하기 위한 별도의 생물막여과지를 사용하는 것을 특징으로 하며,Hereinafter, the biological sewage elevation treatment method of the present invention will be described in detail. The biological sewage elevation treatment method of the present invention is characterized in that a single batch type reaction tank in which bioxidation, nutrient removal and solids separation are carried out in an intermittent time period, A separate biofilm filter paper for additionally treating nutrients such as nitrogen, phosphorus and the like is used,
상기 단일 회분식반응조에서의 각 처리단계는 도 2a~2g에 도시된 바와 같이 i) 하수가 무산소 무교반 상태로 반응조에 유입되어 혐기상태에 가까운 슬러지 층과 직접 접촉하게 함으로써 인의 방출 및 탈질산화가 이루어지는 무산소 무교반 유입단계, ii) 하수가 무산소 교반 상태로 반응조에 유입되며, 유입된 하수가 무산소 상태에서 미생물과 혼합하여 인의 방출 및 탈질산화가 이루어지는 무산소 교반 유입단계, iii) 하수유입시간의 70~80%가 진행된 후, 반응조에 공기를 공급하여 호기성 조건을 조성함으로써 하수의 질산화와 인의 흡수가 이루어지는 폭기 유입단계, iv) 하수의 유입이 완료된 후, 공기가 공급되면서 미생물에 의해 하수중의 유기물이 완전히 분해될 때까지 하수가 반응조 내를 순환하며 반응하고, 더불어 질산화와 인의 흡수를 최대한으로 유도하는 반응단계, v) 반응이 완료된 후 공기공급이 중단된 상태에서, 슬러지를 침전시키며, 부분적으로 탈질산화가 이루어지는 침전단계, vi) 분리된 중간처리수를 상등수 유출장치에 의해 외부로 배출하는 중간처리수 배출단계, 및 vii) 침전된 슬러지를 외부로 이송하고, 하수의 유입을 준비하는 휴지단계로 이루어진다.
As shown in FIGS. 2A to 2G, each treatment step in the single batch reactor is performed in such a manner that i) the sewage is introduced into the reaction tank in an anaerobic unhybridized state and brought into direct contact with the sludge layer close to the anaerobic state, Iii) an anaerobic stirring inflow step in which sewage is introduced into the reaction vessel in an anaerobic stirring state, and the inflow sewage is mixed with the microorganisms in the anaerobic state to release phosphorus and denitrification; iii) After 80% of the sewage is introduced, the aeration stage in which sewage nitrification and phosphorus absorption are performed by supplying air to the reactor after air is supplied to the reactor, and iv) after the sewage is introduced, Sewage circulates and reacts in the reaction tank until it is completely decomposed. In addition, nitrification and absorption of phosphorus are maximized V) a sedimentation step in which the sludge is precipitated and partial denitrification is carried out in the state where the air supply is stopped after the completion of the reaction, vi) the separated intermediate treatment water is discharged to the outside by the supernatant discharge device An intermediate treatment water discharge step, and vii) a dormant step for transferring the precipitated sludge to the outside and preparing for the inflow of sewage water.
무산소 무교반 유입단계 (도 2a)는 먼저 반응조 펌프가 가동하지 않은 상태에서 하수를 유입수 분배 및 슬러지 수집관을 통하여 반응조에 유입하며, DO가 제로(Zero)인 상태로 높은 F/M비를 유지하게 된다. 이 때 슬러지 블랭킷이 유지되면서 하수가 회분식반응조 내로 유입하도록 하여 하수의 유기물질이 사상균 발생억제, 탈질산화 및 인 방출시 유기탄소원으로 쓰여질 수 있다. The anaerobic brine inflow stage (FIG. 2A) flows the sewage into the reaction tank through the inflow water distribution and sludge collection pipe in the state where the reactor pump is not operated first, and maintains a high F / M ratio with the DO being zero . At this time, the sludge blanket is maintained and the sewage is introduced into the batch reactor, so that the organic matter of the sewage can be used as an organic carbon source in the prevention of fungal growth, denitrification, and phosphorus release.
무산소 교반 유입단계 (도 2b)는 하수가 파이프형 산기교반장치를 통해 유입하며, 이와 동시에 반응조 펌프가 가동하면서 회분식반응조 내의 반응조 혼합액 (MLSS)이 유입수 분배 및 슬러지 수집관을 통해 흡입되어 반응조 내 설치된 파이프형 산기교반장치를 통하여 분출되면서 교반효과를 달성할 수 있다. 즉, 무산소 무교반 유입단계에서는 하수가 유입수 분배 및 슬러지 수집관을 통해 유입되었던 것과는 달리 무산소 교반 유입단계에서는 하수가 파이프형 산기교반장치를 통해 유입되게 된다.The anaerobic stirring inflow step (FIG. 2B) introduces sewage water through the pipe-shaped acid anhydrator, and at the same time, the reaction tank pump is operated, and the MLSS in the batch type reactor is sucked through the inflow water distribution and sludge collecting pipe, The stirring effect can be achieved while being ejected through the pipe-shaped heat and air agitation device. That is, unlike the case where the sewage is introduced through the inflow water distribution and sludge collection pipe in the anaerobic non-inflow side inflow step, the sewage is introduced through the pipe-type anagenizing apparatus in the anaerobic stirring inflow stage.
또한 유입하수는 미생물과의 교반 과정을 거치게 되고, 이 과정에서 영양염류의 제거가 이루어짐과 동시에 용해성 BOD가 임의성 미생물에 의해 흡수 저장되어 휘발성 지방산으로 전환되면서 인 방출과 탈질산화 반응이 시작된다. 이 단계에서 유입유기물질(BOD)은 탈질산화시 필요한 탄소원으로 50% 이상 제거된다.
In addition, the influent sewage is subjected to a stirring process with the microorganisms. In this process, the nutrient salts are removed, and the soluble BOD is absorbed and stored by the random microorganisms and converted into volatile fatty acids, thereby initiating phosphorus release and denitrification. At this stage, the incoming organic material (BOD) is removed at least 50% of the carbon source needed for denitrification.
폭기 유입단계 (도 2c)에서는 상기 하수유입시간의 약 70~80%가 진행된 후에 송풍기가 자동으로 운전되어 반응조에 공기를 공급함으로서 미생물의 호기성 조건을 충족하여 준다. 미생물은 호기성 조건 하에서 하수중의 유기물을 먹이로 대사하기 시작하고 산소를 많이 소비하여 잔류 DO농도가 낮아지게 된다. 상기 폭기 유입단계에서는 BOD의 제거 및 질소 산화와 미생물에 의한 인 과잉섭취가 동시에 일어나게 된다. In the aeration inflow step (FIG. 2C), the blower is automatically operated after about 70 to 80% of the inflow time of the sewage is advanced, thereby supplying air to the reaction tank, thereby satisfying the aerobic condition of the microorganism. Microorganisms begin to metabolize organic matter in the sewage under aerobic conditions and consume a lot of oxygen, resulting in a lower residual DO concentration. In the aeration inflow step, removal of BOD, nitrogen oxidation and excessive intake by microorganisms occur simultaneously.
또한 폭기 유입단계에서는 송풍기를 가동시킨 폭기 조건하에서 하수가 파이프형 산기교반장치를 통해 유입하며, 이와 동시에 회분식반응조 내의 반응조 혼합액 (MLSS)이 반응조 펌프에 의해 유입수 분배 및 슬러지 수집관을 통해 흡입되어 반응조 내 설치된 파이프형 산기교반장치를 통하여 분출되면서 교반효과를 달성하게 된다. In addition, in the aeration stage, the sewage flows into the reactor through the pipe-shaped acid anhydrator under the aeration condition in which the blower is operated. At the same time, the MLSS in the batch reactor is sucked by the reactor pump through the influent water distribution and sludge collection pipe, The stirring effect is achieved while being ejected through the piping type stirrer installed in the pipe.
이와 같은 방식으로 회분식반응조 내의 반응조 혼합액 (MLSS)을 순환하게 함으로써 반응조 내 미생물(MLSS)과 하수중의 오염물질이 효과적으로 교반, 접촉하게 하여 유기물 및 영양염류 제거를 달성하게 된다. 상기 반응조 혼합액 (MLSS)의 내부 순환은 반응단계까지 계속되며, 상기 무산소 유입단계와 폭기 유입단계가 끝나고 반응단계가 시작되면 원수의 유입은 다른 반응조로 유입되게 된다.
By circulating the MLSS in the batch reactor in this manner, the microorganisms (MLSS) in the reactor and the pollutants in the sewage are effectively stirred and brought into contact with each other to achieve organic matter and nutrient removal. The internal circulation of the reactor mixed liquor (MLSS) continues to the reaction step. When the anaerobic inflow step and the aeration inflow step are finished and the reaction step is started, the inflow of raw water is introduced into the other reaction tank.
반응단계 (도 2d)가 진행되는 동안은 반응조 내로의 원수유입은 차단되고, 반응조 내에 남아 있는 나머지 BOD성분을 미생물이 제거하게 되며, 하수내의 유기성 질소의 질산화가 이루어지고, 미생물의 인 과잉 섭취가 일어나게 되며, 잉여슬러지를 배출함으로써 인이 제거되게 된다. 또한 반응단계에서는 원수유입이 차단된 상태로 폭기가 진행되는 상태이므로, 미생물의 성장을 위한 탄소공급원인 유기물이 점차 감소함에 따라 그 부족한 탄소원을 슬러지 자산화를 통해 달성함으로써 슬러지 발생량 저감을 유도할 수 있다.
During the reaction step (FIG. 2d), the flow of raw water into the reactor is shut off, the remaining BOD components remaining in the reactor are removed by the microorganisms, the organic nitrogen in the sewage is nitrified, and the excessive intake of microorganisms And the phosphorus is removed by discharging excess sludge. In addition, since the aeration is progressed in the state where the raw water is blocked in the reaction step, the organic matter as a carbon supply source for the growth of microorganisms gradually decreases, and the lack of carbon source can be achieved through the sludge capitalization, thereby reducing the sludge generation amount .
상기 반응단계가 완료되면, 송풍기가 정지되고, 반응조 혼합액 (MLSS)의 내부순환이 정지된 상태에서 침전단계 (도 2e)를 거치게 되며, 이때 슬러지의 침전이 이루어지고 중간처리수는 상부로 분리된다. 상기 슬러지가 침전하는 동안 원수의 유입이나 상등수의 배출이 이루어지지 않고 일정시간 동안 침전을 통한 고액분리를 위한 시간을 가짐으로써 이상적인 완벽한 침전을 구현하여 완전한 수질을 달성할 수 있다. When the reaction step is completed, the blower is stopped and the internal circulation of the MLSS is stopped, and the sludge is settled and the intermediate treatment water is separated into the upper part (FIG. 2E) . The sludge does not flow in the raw water or discharge the supernatant while the sludge is settled, and has a time for solid-liquid separation through sedimentation for a certain period of time, thereby achieving ideal complete precipitation and achieving complete water quality.
침전단계에서는 공기공급이 차단되고, 반응조 혼합액 (MLSS)의 내부순환이 정지된 상태이므로 반응단계에서 활성화된 호기성미생물, 즉 질산화미생물이 생존에 필요한 산소원으로써 반응단계에서 산화반응이 이루어진 아질산성질소 또는 질산성질소에 포함된 산소를 소비함에 따라 부분적인 탈질산화 효과가 나타나 질소제거를 추가적으로 달성할 수 있다.
Since the air supply is interrupted in the precipitation step and the internal circulation of the MLSS is stopped, the aerobic microorganisms activated in the reaction step, that is, the nitrifying microorganisms, Or the nitrogen contained in the nitrate nitrogen is consumed, a partial denitrification oxidation effect may be exhibited to further attain nitrogen removal.
배출단계 (도 2f)에서는 상부로 분리된 중간처리수를 배출함에 있어 스컴의 유입을 막기 위해 도 2f에 도시된 바와 같이 수표면에서 45~60 정도 아래의 높이에서 상등수 유출장치에 의해 배출되도록 하며, 배출단계 후 휴지단계 (도 2g)에서 슬러지는 별도의 슬러지 배출펌프를 사용하지 않고 반응조 외부에 설치된 반응조 펌프로 유입수 분배 및 슬러지 수집관을 통해 슬러지 저류조로 이송된다. In the discharge step (FIG. 2F), in order to prevent the inflow of the scum in the discharge of the intermediate treatment water separated in the upper part, the water is discharged by the water outlet device at a height of about 45 to 60 degrees below the water surface The sludge is transferred to the sludge storage tank through the inflow water distribution and sludge collection pipe to the reactor pump installed outside the reactor without using a separate sludge discharge pump.
상기와 같이 단일 회분식반응조에서의 하수처리공정을 보여주는 공정순환을 도 3에 나타내었다.
The process circulation showing the sewage treatment process in the single batch reactor as described above is shown in FIG.
한편, 상기 vi) 중간처리수 배출단계에서 배출된 중간처리수는 도 4에 도시한 것과 같은 하향류식 생물막 여과설비를 추가적으로 통과하여 반응조에서 미처 처리되지 못한 용존성 유기물질 및 부유물질, 질소와 인 등의 영양염류를 제거할 수 있다. 하향류식 생물막여과 공법은 미생물을 이용한 하수처리방법 중 높은 처리수질을 자랑하며, 주처리 공정의 트러블 발생시 급격한 수질악화를 방지할 수 있어 처리수질을 안정적으로 유지할 수 있다. 구체적으로는 부착미생물에 의한 유기물제거와 하향류 흐름의 여과기능에 의한 부유물질 등이 제거되며, 잔류 암모니아를 질산화시키는 기능 또한 수행할 수 있다. Meanwhile, vi) intermediate treatment water discharged in the intermediate treatment water discharging step may be further passed through the downflow biofilm filtration equipment as shown in FIG. 4 to remove dissolved organic substances and suspended substances, nitrogen and phosphorus And the like can be removed. The downflow biofilm filtration method boasts a high treatment quality among the sewage treatment methods using microorganisms, and can prevent the rapid deterioration of the water quality when the main treatment process is troublesome, and thus the treated water quality can be stably maintained. Specifically, the removal of organic matters by the attached microorganisms and the filtration function of the downflow flow are removed, and the function of nitrifying residual ammonia can also be performed.
이때, 상기 생물막여과지는 도 4에 제시한 바와 같이 하부집수장치, 여재를 지지하기 위한 자갈층, 그리고 여재층으로 구성될 수 있다. 상기 하부집수장치로는 이중 횡방향구조의 하이드로 유공블록을 설치할 수 있다. 상기 하이드로 유공블록은 여층을 지지할 뿐만 아니라 여과수의 집수와 통로, 역세척시 역세척공기와 역세척수의 균등한 분배를 달성할 수 있고, 특히 타 방식의 하부집수장치보다 자갈층의 층고를 줄일 수 있다는 장점이 있다. At this time, as shown in FIG. 4, the biofilm filter paper may be composed of a lower collecting device, a gravel layer for supporting the filter media, and a filter media layer. As the lower collecting device, a hydro-pore block having a double transverse structure may be installed. The hydro-pore block not only supports the foliar layer but also achieves equal distribution of backwash air and backwash water during collection and passage of filtered water and backwash, .
또한 하부집수장치 상부 또는 여재층 내부에는 생물막 여과지 전체에 균등하게 산소를 공급하여 여재 표면에 생물막이 잘 형성될 수 있도록 하기 위한 폭기용 산기관을 설치할 수 있다. 폭기용 산기관의 설치 위치는 하이드로 유공블록의 상부에 설치하는 방법, 자갈층 내부에 설치하는 방법, 여재층 내부에 설치하는 방법이 있으며, 현장 상황을 고려하여 결정하도록 한다. 하이드로 유공블록의 상부에 폭기용 산기관을 설치하는 경우와 자갈층 내부에 설치하는 경우에는 공기가 자갈층을 통과하여 여재층, 즉 생물막 층 전체에 균등하게 산소를 공급할 수 있는 효과가 있다. 여재층 내부에 폭기용 산기관을 설치하는 경우에는 폭기용 산기관 상부에서는 호기성 상태가, 하부에서는 무산소 상태가 유지되어 생물막에 의한 질산화 및 탈질산화 작용을 동시에 달성할 수 있는 장점이 있으며, 또한 폭기용 산기관을 통해 공기가 공급되는 동안 여재로부터 박리된 생물막을 폭기용 산기관 하부에 있는 여재층에서 포획할 수 있다는 장점이 있다. 자갈층 및 여재층의 두께, 여재의 종류, 자갈 및 여재의 규격과 산기관의 규격은 현장 상황을 고려하여 결정하도록 한다.
In addition, an aeration device for providing a sufficient amount of oxygen to the entire biofilm filter paper and forming a biofilm on the surface of the filter material can be installed on the bottom of the bottom collecting device or inside the filter material layer. The installation location of the air diffusing pipe is to be installed on the upper part of the hydro-pore block, the inside of the gravel layer, and the inside of the filter medium layer. In the case where an air diffusing pipe is installed on the upper portion of the hydro-pore block and the air diffusing pipe is installed inside the gravel layer, air can be uniformly supplied to the filter medium layer, that is, the entire biofilm layer, through the gravel layer. In the case of installing an aeration device for the aeration in the filter medium layer, the aerobic condition is maintained at the upper part of the aerodrome for the aeration, and the anaerobic condition is maintained at the lower part, so that the nitrification and denitrification by the biofilm can be simultaneously achieved. The biofilm peeled off from the filter medium while air is supplied through the air diffuser can be captured from the filter medium layer in the lower part of the air diffusing pipe. The thickness of the gravel layer and the media layer, the type of the media, the specifications of the gravel and media, and the specifications of the aerodrome are to be determined in consideration of the field conditions.
상기 반응조는 도 5에서와 같이 2지 설치를 기본으로 하여 연속유입을 이룰 수 있다. 또한 일정하고 안정적인 처리 수질을 보장할 수 있도록 유량 및 수질변화의 하수유입조건 변동에 따라 각 단계의 운전시간 및 반응조 간의 운전 시간표를 조절할 수 있다. The reaction tank can be continuously inflowed on the basis of two-sheet installation as shown in FIG. In addition, the operation time of each step and the operation time table between the reaction tanks can be adjusted according to fluctuation of the influent condition of the flowing water and the water quality to ensure stable and stable treated water quality.
일 실시예로, 하수 내 유기물이 표준시보다 부족한 경우에는 질소, 인 제거에 필요한 유기물질 농도가 낮으므로 폭기시간을 줄이고 탈질산화 시간을 증가시켜, 내생 탈질산화를 유도하여야 하며, 이에 따라 무산소 유입단계의 운전시간을 증가시키고 폭기유입 단계와 반응단계의 운전시간을 감소시키는 것이 바람직하다. In one embodiment, when the organic matter in the sewage is less than the standard time, since the concentration of the organic substance necessary for removing nitrogen and phosphorus is low, it is necessary to reduce the aeration time and increase the denitrification time to induce endogenous denitrification, It is preferable to increase the operation time of the aeration inflow step and the operation time of the aeration step.
또 다른 실시예로 하수 내 유기물이 표준시보다 과다한 경우에는 C/N 비가 높은 경우이므로 폭기시간을 증가시켜 유기물 제거가 우선적으로 될 수 있도록 유도하여야 하며, 이에 따라 무산소 유입단계의 운전시간을 감소시키고 폭기유입 단계와 반응단계의 운전시간을 증가시키는 것이 바람직하다. In another embodiment, when the organic matter in the sewage is excessively higher than the standard time, since the C / N ratio is high, it is necessary to increase the aeration time so that organic matters can be removed preferentially. Accordingly, It is desirable to increase the operating time of the inflow step and the reaction step.
한편, 교반에 있어서 무산소 무교반 유입단계에서 유입수 분배 및 슬러지 수집관을 통해 하수를 반응조로 유입하였던 것과는 달리 무산소 교반 유입단계, 폭기 유입단계 및 반응단계에서는 유입수 분배 및 슬러지 수집관으로 반응조혼합액 (MLSS)을 유입시키고, 파이프형 산기교반장치를 통해 하수를 반응조로 분출, 교반하게 된다. On the other hand, unlike the case where sewage was introduced into the reaction tank through the influent water distribution and sludge collection pipe in the anaerobic unfiltered inflow stage in the stirring, the anaerobic stirring inflow stage, the aeration inflow stage and the reaction stage, ), And the sewage is poured into the reaction tank through the pipe-shaped acid-base stirrer and agitated.
상기에서 유입수 분배 및 슬러지 수집이 회분식반응조 전체에 걸쳐 균등하게 이루어질 수 있도록 하기 위해 유입수 분배 및 슬러지 수집관 (도 6)에 다수의 지관을 설치할 수 있다. 유입수 분배 및 슬러지 수집관에는 하부에 홀 (hole)을 천공하여 유입수 및 슬러지가 이동하는 통로가 된다. 이 때 지관과 지관 사이 및 홀과 홀 사이의 설치간격과 홀의 규격은 현장 상황을 고려하여 결정하도록 한다. A plurality of branch tubes may be installed in the inflow water distribution and sludge collection pipes (FIG. 6) in order to uniformly distribute influent water and sludge throughout the batch reactor. The inflow distribution and the sludge collection pipe are drilled through holes at the bottom to provide a passage through which inflow water and sludge move. At this time, the spacing between the branch and branch pipe and between the hole and the hole and the specification of the hole should be decided in consideration of the field conditions.
파이프형 산기교반장치 (도 7)는 폭기와 교반의 두 가지 중요한 기능을 수행한다. 파이프형 산기교반장치에서 반응조 혼합액 (MLSS)은 안쪽 노즐에서 외부의 혼합노즐로 분사되며, 이 때 압축공기가 가해짐으로써 직경이 작은 수많은 공기방울 형태로 수중에 혼입된다. 이 작은 공기방울은 수중에서 긴 체류시간과 넓은 접촉면적을 갖고 있어 산소전달효율을 향상시킬 수 있다. The pipe-shaped acid anhydride agitator (Fig. 7) performs two important functions of aeration and agitation. In the pipette type stirrer, the reactor mixture (MLSS) is injected from the inner nozzle into the external mixing nozzle, where the compressed air is introduced into the water in the form of numerous small air bubbles. These small air bubbles have a long residence time in water and wide contact area, which can improve the oxygen delivery efficiency.
이 때 파이프형 산기교반장치 분출구의 막힘현상이 발생할 경우에는 반응조 펌프의 흡입방향과 토출방향 밸브의 전환을 통해 역방향으로 하수가 순환되게 함으로써, 즉 파이프형 산기교반장치로 하수를 유입시키고, 유입수 분배 및 슬러지 수집관으로 유출하게 함으로써 이물질이 빠져나갈 수 있도록 역세정을 실시할 수 있다.
In this case, when clogging occurs in the pipe-shaped stirrer apparatus air outlet, the sewage is circulated in the reverse direction through the suction direction of the reactor pump and the discharge direction valve, that is, the sewage is introduced into the pipe- And the sludge collecting pipe, so that backwashing can be performed so that the foreign matter can escape.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 생물학적 하수고도처리공법은 단일 회분식반응조를 이용하여 공간활용률을 높임으로써 부지 소모를 최소화할 수 있고, 파이프형 산기교반장치를 이용하여 폭기와 교반기능을 동시에 구현함으로써 초기시설비 및 유지관리비를 절감할 수 있으며, 작은 공간에서도 폭기효율을 극대화하여 처리 효율을 높일 수 있다. 또한 운전시간 및 반응조 간의 운전 시간표를 조절함으로써 하수유입조건의 다양한 변화에 신속하게 대응할 수 있어 일정한 처리 수질을 보장할 수 있다.As described above, the biological sewage elevation treatment method of the present invention can minimize site consumption by increasing the space utilization rate by using a single batch type reactor, and simultaneously realize aeration and agitation functions by using a pipe-shaped acid anhydride agitator It is possible to reduce the initial facility cost and maintenance cost, and maximize the aeration efficiency even in a small space, thereby improving the treatment efficiency. In addition, it is possible to quickly respond to various changes in the sewage inflow condition by adjusting the operation time and the operation time schedule between the reaction tanks, thereby ensuring a constant treatment quality.
유입수 분배 및 슬러지 수집관에 다수의 지관을 설치함으로써 회분식 반응조 전체에 걸쳐 균등한 유입수 분배 및 슬러지 수집이 가능하고, 단일 회분식반응조 후단에 별도의 생물막 여과지를 겸비함으로써 미처 처리되지 못한 용존성 유기물질 및 부유물질, 질소나 인 등의 영양염류를 추가적으로 제거함으로써 처리수질을 더욱 향상시킬 수 있다. It is possible to distribute the influent water evenly and collect the sludge evenly throughout the batch reactor by installing a large number of branch tubes in the inflow water distribution and sludge collecting pipes, and to combine the dissolved organic substances, which have not yet been treated, with the separate biofilm filter paper after the single batch reactor Suspended solids, nutrients such as nitrogen and phosphorus can be further removed to further improve the quality of the treated water.
생물막 여과지에서 하부집수장치의 상부에 폭기용 산기관을 설치함으로써 여재층, 즉 생물막 층 전체에 균등하게 산소를 공급할 수 있는 효과가 있고, 또한 경우에 따라서는 여재층 내부에 폭기용 산기관을 설치할 수도 있는데 이를 통해 여재층 내부에 높이에 따라 호기성 상태와 무산소 상태가 공존하게 함으로써 질산화 및 탈질산화 작용을 동시에 달성할 수 있는 장점이 있다. In the case of a biofilm filter paper, an air diffusing pipe is provided on the upper part of the lower water collecting device to supply oxygen evenly to the filter medium layer, that is, the entire biofilm layer, and in some cases, This allows the aerobic and anaerobic conditions to coexist in the interior of the filter medium depending on the height, thereby achieving both nitrification and denitrification.
본 발명은 상술한 특징의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the embodiments and the description of the above-described features, and various modifications can be made to those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. And such modifications are within the scope of protection of the present invention.
Claims (9)
상기 단일 회분식반응조에서의 하수처리과정이
i) 하수가 무산소 무교반 상태로 반응조에 유입되어 혐기상태에 가까운 슬러지 층과 직접 접촉하게 함으로써 인의 방출 및 탈질산화가 이루어지는 무산소 무교반 유입단계;
ii) 하수가 무산소 교반 상태로 반응조에 유입되며, 유입된 하수가 무산소 상태에서 미생물과 혼합하여 인의 방출 및 탈질산화가 이루어지는 무산소 교반 유입단계;
iii) 하수유입시간의 70~80%가 진행된 후, 반응조에 공기를 공급하여 호기성 조건을 조성함으로써 하수의 질산화와 인의 흡수가 이루어지는 폭기 유입단계;
iv) 하수의 유입이 완료된 후, 공기가 공급되면서 미생물에 의해 하수중의 유기물이 완전히 분해될 때까지 하수가 반응조 내를 순환하며 반응하고, 더불어 질산화와 인의 흡수를 최대한으로 유도하는 반응단계;
v) 반응이 완료된 후 공기공급이 중단된 상태에서, 슬러지를 침전시키며, 부분적으로 탈질산화가 이루어지는 침전단계;
vi) 분리된 중간처리수를 상등수 유출장치에 의해 외부로 배출하는 중간처리수 배출단계; 및
vii) 침전된 슬러지를 외부로 이송하고, 하수의 유입을 준비하는 휴지단계; 를 포함하며,
유입수 분배 및 슬러지 수집이 회분식반응조 전체에 걸쳐 균등하게 이루어질 수 있도록 하기 위해 유입수 분배 및 슬러지 수집관에 다수의 지관을 설치할 수 있고,
유입수 분배 및 슬러지 수집관에는 하부에 홀 (hole)을 천공하여 유입수 및 슬러지가 이동하는 통로로 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 생물학적 하수고도처리공법.
1) a single batch type reaction tank in which biological oxidation, nutrient removal and solids separation are carried out together with an intermittent time period, and 2) a dissolved organic matter and suspended matters not treated in the single batch type reaction tank and nutrients such as nitrogen and phosphorus Further comprising a separate biofilm filter paper for further processing said biofilm filter paper,
The sewage treatment process in the single batch reactor
i) an anaerobic brine inflow stage in which sewage is introduced into the reaction tank in an anaerobic brine state and brought into direct contact with the sludge layer close to the anaerobic condition, whereby phosphorus release and denitrification are carried out;
ii) an anaerobic stirring inflow step in which the sewage is introduced into the reaction tank in an anaerobic stirring state, and the inflow of sewage water is mixed with the microorganism in an anoxic state to release phosphorus and denitrification;
iii) an aeration inflow step in which the nitrification of sewage and the absorption of phosphorus are carried out by supplying air to the reactor after 70 to 80% of the sewage inflow time has progressed to form aerobic conditions;
iv) a reaction step in which the sewage circulates and reacts with the sewage until the organic matter in the sewage is completely decomposed by the microorganisms as the air is supplied after the inflow of the sewage is completed, and the nitrification and absorption of phosphorus are maximally induced;
v) a precipitation step in which the sludge is precipitated and partially denitrification is carried out with the air supply stopped after the reaction is completed;
vi) an intermediate treatment water discharging step of discharging the separated intermediate treatment water to the outside by the equilibrium water discharge device; And
vii) a dormant stage for transferring the settled sludge to the outside and preparing for the inflow of sewage; / RTI >
A plurality of branch tubes can be installed in the influent distribution and sludge collection pipes so that influent distribution and collection of sludge can be uniformly performed throughout the batch reactor,
Wherein the inflow water distribution and the sludge collection pipe are formed by drilling a hole in the lower portion so that the inflow water and the sludge can be moved through the passage.
생물막여과지는 여재층, 여재를 지지하기 위한 자갈층, 및 하부집수장치로 구성되며,
하부집수장치로는 하이드로 유공블록이 설치되고,
하부집수장치 상부 또는 자갈층 내부 또는 여재층 내부에 생물막에 균등하게 산소를 공급하여 여재 표면에 생물막이 잘 형성될 수 있도록 하기 위한 폭기용 산기관이 설치되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하수고도처리공법.
The method according to claim 1,
The biofilm filter paper consists of a filter media layer, a gravel layer to support filter media, and a bottom collecting device,
The lower water collecting device is provided with a hydro-pore block,
Characterized in that an air diffusing apparatus is installed on the upper water collecting unit, the gravel layer or the inside of the filter medium to uniformly supply oxygen to the biofilm so that biofilm can be formed well on the surface of the filter material.
하수 내 유기물이 표준시보다 부족한 경우, 무산소 유입단계 (무산소 무교반 유입단계와 무산소 교반 유입단계)의 운전시간을 증가시키고 폭기 유입단계와 반응단계의 운전시간을 감소시키며,
하수 내 유기물이 표준시보다 과다한 경우, 무산소 유입단계 (무산소 무교반 유입단계와 무산소 교반 유입단계)의 운전시간을 감소시키고 폭기 유입단계와 반응단계의 운전시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 생물학적 하수고도처리공법.
The method according to claim 1,
When the organic matter in the sewage is less than the standard time, the operation time of anaerobic inflow stage (anaerobic sludge inflow stage and anaerobic sludge inflow stage) is increased, the aeration inflow stage and the reaction stage operation time are decreased,
Characterized in that when the organic matter in the sewage is more than the standard time, the operation time of the anaerobic inflow stage (anaerobic anaerobic inflow stage and anaerobic agitation inflow stage) is decreased and the operation time of the aeration inflow stage and the reaction stage is increased, Method.
상기 무산소 유입단계가 하수가 반응조 바닥에 침전되어 있는 슬러지 층으로 균일하게 유입되는 무산소 무교반 유입단계와, 인 방출과 탈질산화 반응이 일어나는 무산소 교반 유입단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생물학적 하수고도처리공법.
The method according to claim 1,
Wherein the anaerobic inflow step comprises an anaerobic unglycated inflow step in which sewage is uniformly introduced into a sludge bed settled on the bottom of the reaction tank and an anaerobic stirring inflow step in which phosphorus release and denitrification are carried out, .
파이프형 산기교반장치에서 반응조 혼합액 (MLSS)은 안쪽 노즐에서 외부의 혼합노즐로 분사되며, 이 때 압축공기가 가해짐으로써 직경이 작은 수많은 공기방울 형태로 수중에 혼입되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하수고도처리공법.
3. The method of claim 2,
In the pipe-type anagen mixer, the reactor-mixed liquid (MLSS) is injected into an external mixing nozzle from an inner nozzle, and is mixed with water in the form of numerous air bubbles having a small diameter due to the application of compressed air. Processing method.
상기 무산소 교반 유입단계에서부터 반응단계에 이르기까지 회분식반응조 내의 반응조 혼합액 (MLSS)이 유입수 분배 및 슬러지 수집관을 통해 흡입되어 반응조 내 설치된 파이프형 산기교반장치를 통하여 분출하도록 함으로써 수중교반기로 작용하는 것을 특징으로 하는 생물학적 하수고도처리공법.
The method according to claim 1,
(MLSS) in the batch type reactor from the anaerobic stirring inflow step to the reaction step is sucked through the inflow water distribution and sludge collection pipe and is sprayed through the pipe type air-phase stirring device installed in the reaction tank to function as an underwater stirrer Biological sewage treatment method.
파이프형 산기교반장치 분출구의 막힘현상이 발생할 경우에는 반응조 펌프의 흡입방향과 토출방향 밸브의 전환을 통해 역방향으로 하수가 순환되게 함으로써, 즉 파이프형 산기교반장치로 하수를 유입시키고, 유입수 분배 및 슬러지 수집관으로 유출하게 함으로써 이물질이 빠져나갈 수 있도록 역세정을 실시할 수 있는 것을 특징으로 하는 생물학적 하수고도처리공법.
6. The method of claim 5,
When the clogging phenomenon of the pipe-shaped stirrer device clogging occurs, the sewage is circulated in the reverse direction through the suction direction of the reaction tank pump and the discharge direction valve, that is, the sewerage is introduced into the pipe- So that it can be back-washed so that the foreign matter can escape.
하수의 유입이 계속적으로 이루어질 수 있도록, 상기 반응조의 i) 무산소 무교반 유입단계, ⅱ) 무산소 교반 유입단계, ⅲ) 폭기 유입단계의 총 운전시간과, ⅳ) 반응단계, ⅴ) 침전단계, ⅵ) 배출단계, ⅶ) 휴지단계의 총 운전시간이 동일한 것을 특징으로 하는 생물학적 하수고도처리공법.
The method according to claim 1,
Iii) the total operating time of the aeration inflow step, iv) the reaction step, v) the precipitation step, and iv) the precipitation step, so that the inflow of sewage can be continuously performed. ) Discharge stage, and (3) the total operation time of the dormant stage is the same.
생물막 여과지에 균등하게 산소를 공급하여 여재 표면에 생물막이 잘 형성될 수 있도록 하기 위한 폭기용 산기관을 여재층 내부에 설치함으로써 생물막 여과지에 공기가 공급되는 동안 여재 표면으로부터 박리된 생물막이 폭기용 산기관 하부에 있는 여재층에서 포획될 수 있도록 하여 탁질의 누출을 방지하는 생물학적 하수고도처리공법. 3. The method of claim 2,
The biofilm filter paper is uniformly supplied with oxygen so that the biofilm can be formed well on the surface of the filter media. The biofilm peeled from the filter media surface during the supply of air to the biofilm filter paper Biological sewage treatment method to prevent the leakage of the turbid so that it can be trapped in the media layer at the bottom of the engine.
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