KR20150016775A - Advanced water treatment system with improved treatment efficiency for concentrated sludge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 오수, 폐수, 하수 등에 함유되어 있는 질소, 인 등을 제거하기 위한 고도처리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무산소조, 혐기조 및 고정상 접촉여재가 구비된 접촉폭기조를 이용한 생물학적 처리와 침지형 분리막을 이용한 막분리 기능 뿐만 아니라 침전기능과 탈기 기능이 같은 공간에서 수행되는 처리를 병행함으로써, 오수, 폐수, 하수 등에 포함되어 있는 유기물과 질소, 인 등의 제거효율을 향상시키고 완벽한 고액분리를 통해 침전조에서의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 설계용량을 초과한 원수의 유입과 정전, 기계 고장 등의 돌발 상황에도 신속하고 완벽하게 대처하면서도 공간적으로는 최소한의 공간을 차지하게 하는 시스템에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an advanced treatment system for removing nitrogen, phosphorus, etc. contained in sewage, wastewater, sewage, etc. More specifically, the present invention relates to a biological treatment using a contact aeration tank provided with an anoxic tank, anaerobic tank, The removal efficiency of organic substances, nitrogen, phosphorus, etc. contained in sewage, wastewater, and sewage is improved by performing the treatment in the same space as the sedimentation function and the degassing function as well as the membrane separation function using the sedimentation tank The present invention relates to a system that not only solves the problems in the designing of the system, but also occupies a minimum space in spite of coping with unexpected situations such as inflow of raw water exceeding design capacity, power outage, machine breakdown and the like.
종래에, 오수, 폐수, 하수 등에 함유되어 있는 질소와 인을 동시에 제거하기 위해 선진국에서 개발된 대표적인 생물학적 공정으로는 A2O(Anaerobic-Anoxic-Oxic) 공정, UCT 공정, VIP 공정, 5단계 바덴포(Five-Stage Bardenpho) 공정 등이 있다.Conventional biological processes such as Anaerobic-Anoxic-Oxic (A2O) process, UCT process, VIP process, and 5-step vacuum process have been developed in order to simultaneously remove nitrogen and phosphorus contained in sewage, wastewater, Five-Stage Bardenpho) process.
A2O 공정(혐기/무산소/호기)은 혐기 공정과 호기 공정만으로 운용되는 AO 공정의 변형으로서 상기 혐기 공정과 호기 공정의 사이에 탈질화를 위한 무산소 공정이 부가되는 공정이다. 이 공정은 AO 공정에 비하여 탈질 성능이 우수하나, 추운 기후의 운전 조건에서는 성능이 불확실하고 AO 공정에 비하여 복잡한 공정으로 운용되는 것이 단점이다.The A2O process (anaerobic / anoxic / aerobic) is a modification of the AO process operated by anaerobic and exhalation processes, and an anaerobic process for denitrification is added between the anaerobic process and the exhalation process. This process is superior to the AO process in denitrification performance, but its performance is uncertain in cold climatic conditions and it is operated in complicated process compared to AO process.
UCT 공정(혐기/무산소/무산소/호기)은 혐기 공정, 제 1 무산소 공정, 제 1 무산소 공정으로부터 혐기 공정으로의 내부 반송 공정, 이어서, 제 2 무산소 공정, 호기 공정, 호기 공정으로부터 제 2 무산소 공정으로의 내부 반송 공정, 그리고 이러한 공정을 통해 생산된 슬러지를 제 1 무산소 공정으로 반송시키는 공정으로 이루어진 공정이다. 이와 같이, 활성슬러지를 무산소 공정으로 재순환시키는 활성슬러지 반송 공정에 의해 혐기성 공정으로의 질산염의 유입이 제거되어 혐기성 공정에서 인의 용출이 증대되고, 내부 순환 공정에 의해 혐기성 공정에서 유기물 제거가 증가된다. 이 공정은 무산소 공정으로의 반송이 질산염 반송의 필요를 없애고, 혐기성 공정에서 보다 나은 인 제거 환경을 조성하며, 바덴포 공정에 비하여 반응조의 용적이 작다는 점에서는 유리하나 다량의 내부 순환이 펌프에너지와 유지 관리를 증가시키고 약품 주입의 필요성이 불확실하며, 높은 BOD/P 비가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 이 공정의 공정 성능에 대한 온도의 영향도 잘 알려져 있지 않다.The UCT process (anaerobic / anoxic / anaerobic / aerobic) is performed by an anaerobic process, a first anaerobic process, an internal transport process from the first anaerobic process to an anaerobic process, and then a second anaerobic process from the second anaerobic process, , And a step of carrying the sludge produced through such a process to the first anoxic process. Thus, the nitrate inflow to the anaerobic process is removed by the activated sludge transport process, which recycles the activated sludge to the anaerobic process, resulting in increased phosphorus release in the anaerobic process and increased removal of organic matter in the anaerobic process by the internal circulation process. This process removes the need for nitrate transport, creates a better phosphorus removal environment in the anaerobic process, and is advantageous in that the volume of the reaction vessel is smaller than that of the Badenpo process. However, And the maintenance is increased, the necessity of drug injection is uncertain, and a high BOD / P ratio is required. Also, the effect of temperature on the process performance of this process is not well known.
VIP 공정(혐기/무산소/호기)은 혐기 공정, 무산소 공정, 상기 무산소 공정으로부터 탈질화된 원수가 혐기 공정으로의 원수 유입 라인으로 반송되는 공정, 호기 공정, 상기 호기 공정으로부터 질산화된 원수가 반송 슬러지와 함께 상기 무산소 공정으로 반송되는 공정으로 이루어진 공정이다. 이 공정은 무산소 공정으로의 질산염 반송에 의해 산소 요구량과 알칼리도 소모량이 감소되고 혐기성 공정으로의 반혐기성 공정 유출수의 반송에 의해 호기 공정의 질산염 부하가 감소되며, 연중 인 제거와 계절별 질소 제거에의 적용이 가능하다는 점에서는 유리하나 다량의 내부 순환에 의해 펌프 에너지와 유지 관리가 증가되고 저온에 의해 질소 제거 능력이 감소되어 실제로 적용되는 예가 많지 않다.In the VIP process (anaerobic / anaerobic / aerobic process), raw nitrified water from the anaerobic process, anaerobic process, anaerobic process, denitrified raw water to anaerobic process inflow line, aerobic process, And an oxygen-free process. This process reduces the oxygen demand and alkalinity consumption by nitrate transport to the anoxic process and reduces the nitrate load of the exhalation process by returning the anaerobic process effluent to the anaerobic process, It is possible to increase the pump energy and maintenance by a large amount of internal circulation and reduce nitrogen removal ability by low temperature.
5단계 바덴포 공정(혐기/무산소/호기/무산소/호기)은 혐기 공정, 제 1 무산소 공정, 제 1 호기 공정, 상기 제 1 호기 공정으로부터 상기 제 1 무산소 공정으로의 반송 공정, 제 2 무산소 공정, 제 2 호기 공정 및 생산된 슬러지와 상기 혐기 공정으로 유입되는 유입수와의 합류 공정으로 이루어진 공정이다. 이 공정은 다른 인 제거 공정에 비하여 슬러지 생산이 적을 뿐만 아니라 처리수내 총질소 농도 또한 낮으며, 알칼리도를 공정 내로 반송시킴으로 공정 내로의 화학약품 주입에 대한 필요성이 감소되거나 없어지는 장점은 있으나, 다량의 내부순환에 의해 펌프 에너지와 유지 관리가 증가되며 상기한 A2O 공정에 비하여 더 큰 반응조 용적이 필요하고, 1차 침전으로 인해 질소와 인의 제거 공정 능력이 저감되며, 높은 BOD/P가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 이 공정의 공정 성능에 대한 온도의 영향도 잘 알려져 있지 않다.The anaerobic process, the first anoxic process, the first process, the process from the first process to the first anaerobic process, the second anaerobic process, the second anaerobic process, , A second unit process, and a process of combining the produced sludge with the influent water flowing into the anaerobic process. This process has the advantages of less sludge production compared to other phosphorus removal processes, lower total nitrogen concentration in the treatment water, and the need for chemical injection into the process by returning the alkalinity to the process is reduced or eliminated, Pump energy and maintenance are increased due to internal circulation, which requires a larger tank volume as compared with the above-mentioned A2O process. Also, since the primary precipitation reduces nitrogen and phosphorus removal capability and requires a high BOD / P ratio have. Also, the effect of temperature on the process performance of this process is not well known.
이와 같이, 질소와 인의 제거를 위한 종래의 고도처리 공정 및 그에 따른 시스템은 상기한 바와 같이 유리한 면이 많이 있지만, 계절의 변화가 분명하고, 즉, 계절에 따른 온도 변화가 분명하고 선진 외국의 하수성상과 부합하지 않는 우리나라의 실정에는 그대로 사용하기에는 부적합하다. 또한, 상기한 바와 같은 종래의 고도처리 공정만으로는 수류 특성이 가변적인 경우이거나 원수가 초과량으로 유입되는 경우에는 그에 대한 대처 방안이 없는 실정이다.As described above, the conventional advanced treatment process for removing nitrogen and phosphorus and the system therefor are advantageous as described above. However, the seasonal change is obvious, that is, the temperature change due to the season is obvious, It is not suitable to use in the situation of our country which does not conform to the property. In addition, there is no countermeasure in the case where the water flow characteristic is variable or the raw water is supplied in an excess amount by the conventional advanced processing as described above.
최근에는, 생물학적 처리 공정에 더하여 분리막에 의한 막분리 공정이 개발되어 적용되고 있다. 분리막을 채택하고 있는 오수, 폐수, 하수 등의 고도처리 시스템의 경우에는, 분리막을 사용하지 않는 다른 시스템에 비하여 양질의 처리수를 얻을 수 있다는 점에서는 유리하나, 설계용량을 초과한 원수의 유입과 정전, 기계 고장 등의 처리장내의 다양한 변화에 대하여는 능동적으로 대처하기가 곤란하다.In recent years, a membrane separation process using a separation membrane has been developed and applied in addition to a biological treatment process. In the case of advanced treatment systems, such as sewage, wastewater, and sewage, which employ a membrane, it is advantageous in terms of being able to obtain high quality treated water as compared with other systems that do not use membranes. However, It is difficult to actively cope with various changes in processing sites such as power failure and machine failure.
이러한 종래기술의 문제점을 감안하여, 본 발명자는 국내의 오수, 폐수, 하수 등의 성상에 부합하면서도 처리수의 수질 향상이 기대될 뿐만 아니라 처리장내의 다양한 변화에도 능동적으로 대처할 수 있는 고도처리 시스템을 개발하게 되었다. 이는 본 출원인의 등록특허 제10-0515098호에 잘 나타나 있다.In view of the problems of the prior art, the present inventor has developed an advanced treatment system that can meet the characteristics of domestic sewage, wastewater, and sewage, while improving the quality of treated water as well as actively coping with various changes in the treatment plant . This is well known from the applicant's Registration No. 10-0515098.
본 출원인의 상기한 등록특허 제10-0515098호에서는 접촉 산호조의 다음 공정으로 막분리조와 침전탈기조가 순차적으로 이루어진다. 특히, 침전탈기조에서는 이의 하부에서 농축된 슬러지가 생성되며, 이와 같이 농축된 슬러지를 침전탈기조의 하부에서 농축슬러지 저류조로 이송시킬 때는 도 4에 도시된 바와 같이 외측 경사면에 농축된 슬러지를 내측 중앙으로 모이도록 하기 위해 침전탈기조의 하부 바닥을 따라 회전하는 예를 들어 앵글 형태의 스크레이퍼(410)가 요구된다. 이와 같은 스크레이퍼(410)의 존재로 인해 종래에는 막 분리조와 침전탈기조가 별도로 운용되는 형태를 도모할 수 없었다. 도 4에서 도면부호 400은 모터(M)에 의해 회전구동되는 구동축이고, 도면부호 402는 상기 스크레이퍼(410)를 상기 침전탈기조의 하부 바닥으로부터 일정한 간격을 유지하기 위한 지지체이다.In the above-mentioned Patent No. 10-0515098 of the present applicant, the membrane separation tank and the precipitation degreasing tank are sequentially formed in the next step of the contact coral tank. Particularly, in the sedimentation degassing tank, concentrated sludge is generated in the lower part thereof. When the concentrated sludge is transferred from the lower part of the sedimentation degassing tank to the concentrated sludge storage tank, as shown in FIG. 4, For example, an angle-
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 무산소조, 혐기조 및 고정상 접촉여재가 구비된 접촉폭기조를 이용한 생물학적 처리와 침지형 분리막을 이용한 막분리 기능 뿐만 아니라 침전기능과 탈기 기능이같은 공간에서 수행되는 처리를 병행함으로써, 오수, 폐수, 하수 등에 포함되어 있는 유기물과 질소, 인 등의 제거효율을 향상시키고 완벽한 고액분리를 통해 침전조에서의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 설계용량을 초과한 원수의 유입과 정전, 기계 고장 등의 돌발 상황에도 신속하고 완벽하게 대처하면서도 공간적으로는 최소한의 공간을 차지하게 하는 시스템을 제공하는 데에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a biological treatment using a contact aeration tank provided with an anoxic tank, anaerobic tank and fixed bed contact media, a membrane separation function using an immersion type membrane, By simultaneously performing the functions performed in such a space, it is possible to improve the removal efficiency of organic substances, nitrogen, phosphorus, etc. contained in sewage, wastewater, sewage and the like and to solve problems in the settling tank through complete solid- And to provide a system that occupies a minimum space in spite of coping with unexpected situations such as inflow of raw water, power outage, and machine breakdown.
상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,In order to achieve the above and other objects,
유기물, 질소 및 인을 제거하기 위한 고도처리 시스템에 있어서,1. An advanced treatment system for removing organics, nitrogen and phosphorus,
(a) 유량조정조로부터의 원수를 탈질화시키기 위한 교반기가 구비된 무산소조;(a) an anoxic tank having an agitator for denitrifying raw water from a flow rate regulator;
(b) 상기 무산소조에서 처리수가 유입되며 혐기성 상태에서 유기물을 PHB (poly-β-hydroxybutyrate) 형태로 저장하며 인 방출을 유도하기 위한 교반기가 구비된 혐기조;(b) an anaerobic tank having an agitator for storing treated water in the anoxic tank and storing organic matter in the form of poly-β-hydroxybutyrate (PHB) in an anaerobic state and inducing phosphorus release;
(c) 상기 혐기조에서 인 방출이 유도된 원수의 유기물과 암모니아성 질소(NH4 +-N)를 미생물에 의해 산화시키기 위한 고정상 접촉여재와 폭기장치가 구비된 접촉폭기조;(c) a contact aeration tank provided with a stationary phase contact medium for oxidizing organic matter and ammonia nitrogen (NH 4 + -N) in the raw water from which the phosphorus emission is induced in the anaerobic tank by microorganisms and an aeration device;
(d) 상기 접촉폭기조로부터 처리된 원수를 슬러지 함유 고형물질과 처리수로 고액분리하기 위한 침지형 분리막과 폭기장치가 구비된 연속회분식 반응조로서, 상기 슬러지 함유 고형물질에 대해서는 침전을 유도하여 슬러지 함유 고형물질을 농축시켜 농축된 슬러지를 생성시키기 위한 연속회분식 반응조; (d) a continuous batch reactor equipped with an immersion type separation membrane and an aeration apparatus for solid-liquid separation of raw water treated from the contact aeration tank with solid matter containing solid matter containing sludge and treated water, and a sludge- A continuous batch reactor for concentrating the material to produce concentrated sludge;
(e) 연속회분식 반응조로부터의 처리수를 저장하기 위한 처리수조; 및(e) a treatment bath for storing the treated water from the continuous batch reactor; And
(f) 상기 연속회분식 반응조로부터의 농축된 슬러지를 저류시키기 위한 농축슬러지 저류조를 포함하며, (f) a concentrated sludge storage tank for storing the concentrated sludge from the continuous batch reaction tank,
상기 연속회분식 반응조는 내부가 아래로 갈수록 점점 좁아지는 외형을 가지며, 상기 연속회분식 반응조의 내측부에는 슬러지 함유 고형물질에 대하여 선회류를 유발시켜 내측 중앙으로 농축된 슬러지가 침전되게 하기 위한 선회류유발장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 고도처리 시스템을 제공한다.Wherein the continuous batch type reaction tank has an outer shape that gradually becomes narrower as its interior is downward, and a swirling flow inducing device for causing a swirling flow to the sludge-containing solid matter in the inner side of the continuous batch type reaction tank, The present invention provides an advanced processing system.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 유량조정조의 전단에 스크린조와 집수조가 순차적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.According to one preferred embodiment of the present invention, a screen tank and a water collecting tank are sequentially disposed at the front end of the flow rate adjusting tank.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 폐수 성상에 유분이 있거나 농도가 높은 원수를 전처리하기 위한 가압부상조가 상기 집수조와 상기 유량조정조 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 부상분리조는, PH 조정조, 반응조, 응집조 및 부상조가 순차적으로 적용되어 있는 것을 특징으로 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, a pressurized floating vessel for pretreating raw water having high or high concentration of oil on the wastewater characteristic is installed between the water collecting tank and the flow rate adjusting tank. Here, the floating separation tank is characterized in that a PH adjustment tank, a reaction tank, an aggregation tank, and a floating tank are sequentially applied.
본 발명에 있어, 상기 연속회분식 반응조로부터의 농축된 슬러지의 일부를 상기 접촉폭기조로 반송시키기 위한 반송수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, a conveying means for conveying a part of the concentrated sludge from the continuous batch type reaction tank to the contact aeration tank is provided.
또한, 본 발명에 있어, 상기 선회류유발장치는 상기 연속회분식 반응조의 중앙을 기준으로 하여 슬러지 함유 물질이 원주방향을 따라 흐름이 형성되게 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the swirl flow induction device is characterized in that the sludge-containing material is arranged so as to flow along the circumferential direction on the basis of the center of the continuous batch reaction tank.
본 발명에 따른 시스템은 무산소조, 혐기조 및 고정상 접촉여재가 구비된 접촉폭기조를 이용한 생물학적 처리와 침지형 분리막과 함께 슬러지 함유 슬러지의 침전 기능과 농축 기능이 택일적인 연속회분식 반응기를 이용한 물리적 처리를 병행함으로써, 오ㅇ폐수, 하수 등에 포함되어 있는 유기물과 질소, 인 등의 제거효율을 향상시키고 완벽한 고액분리를 통해 침전조에서의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 설계용량을 초과한 원수의 유입과 정전, 기계 고장 등의 돌발 상황에도 신속하고 완벽하게 대처할 수 있어 항상 안정적인 처리수질을 확보할 수 있다. The system according to the present invention comprises biological treatment using contact aeration tank equipped with anoxic tank, anaerobic tank and stationary phase contact media, and physical treatment using an alternative continuous batch reactor with the precipitation function and concentration function of the sludge containing sludge together with the submerged separator, ㅇ It improves the removal efficiency of organic matter, nitrogen and phosphorus contained in wastewater and sewage and solves problems in sedimentation tank through complete solid-liquid separation. In addition, it can solve problems such as influx of raw water exceeding design capacity, It can cope with situation quickly and perfectly, and it is possible to always secure stable water quality.
또한, 본 발명에 따른 시스템은 접촉폭기조 내에 구비된 접촉여재에 의한 완충작용에 의해 안정적인 처리수질의 확보가 담보될 수 있다. In addition, the system according to the present invention can ensure the stable quality of the treated water by the buffering action by the contact material provided in the contact aeration tank.
더욱이, 본 발명에 따른 시스템은 체류시간을 줄여 반응조의 크기를 크게 줄임으로써 초기 시설비를 크게 줄일 수 있는 장점이 제공된다. Furthermore, the system according to the present invention has the advantage that the initial facility cost can be greatly reduced by reducing the residence time and greatly reducing the size of the reactor.
뿐만 아니라, 본 발명의 연속회분식 반응조에 적용되어 있는 선회류유발장치에 의해 슬러지 함유 고형물질이 이의 중앙 하부에 농축되어 쌓이므로 후속적인 슬러지 농축 공정을 생략할 수 있을 뿐만 아니라 후속적인 슬러지 처리를 쉽게 할 수 있게 하는 장점이 제공된다.In addition, since the sludge-containing solid material is concentrated and accumulated at the lower center of the sludge-containing solid material by the swirl flow inducing device applied to the continuous batch reactor of the present invention, subsequent sludge thickening process can be omitted, The advantage is provided.
도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 고도처리 시스템의 전체 공정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 고도처리 시스템의 일부 공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 적용되어 있는 연속회분식 반응조에서의 슬러지 함유 고형물질이 농축되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 4는 종래의 침전탈기조에서 고형물 함유 슬러지를 이의 내측 중앙 하부로 스크레이핑하는 모습을 보여주는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing an overall process of an advanced treatment system according to one preferred embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating some processes of an advanced processing system according to one preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a process of concentrating a sludge-containing solid material in a continuous batch reactor applied to one preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a state in which a solids-containing sludge is scraped from the bottom of the inner center of the sludge in a conventional sedimentation-deaeration tank.
이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail with reference to the following illustrative drawings. In describing the present invention, a description of known functions or configurations will be omitted for the sake of clarity of the present invention. In addition, like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 고도처리 시스템의 전체 공정을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 고도처리 시스템의 일부 공정을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 적용되어 있는 연속회분식 반응조에서의 슬러지 함유 고형물질이 농축되는 과정을 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing an overall process of an advanced treatment system according to one preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a part of a process of an advanced treatment system according to one preferred embodiment of the present invention, Is a view showing a process of concentrating sludge-containing solid matter in a continuous batch reactor tank applied to one preferred embodiment of the present invention.
먼저, 도 1을 참조하면, 오수, 폐수, 하수 등(이하, "원수")은 내부에 예를 들어 고정형 바아 형태의 스크린(12)이 설치된 스크린조(10)로 유입된 후 집수조(20)로 이송된다. 이후, 오수, 폐수, 하수 등(이하, "원수")은 원수유입라인을 통해 유량조정조(110)로 유입된다.First, referring to FIG. 1, sewage, wastewater, sewage, etc. (hereinafter referred to as "raw water") is introduced into a
이때, 원수의 성상에 유분이 많거나 농도가 높은 경우에는 집수조(20)의 내부에 설치된 원수이송펌프(22)에 의해 도 1의 도면부호 30으로 도시된 바와 같이 가압부상조에 의한 공정을 거치게 된다. 이러한 가압부상조(30)는 도 1에 순차적으로 도시된 바와 같이 NaOH 저장조(44)로부터의 NaOH에 의해 pH가 조정되는 PH 조정조, 알룸(Alum) 저장조(54)로부터의 알룸에 의해 처리되는 반응조(50), 폴리머 저장조(64)로부터의 폴리머에 의해 응집 처리되는 응집조(60) 그리고 모터 및 에어레이터에 의해 가압부상 처리되는 부상조(70)로 구성된다. 이때, PH 조정조(40), 반응조(50) 및 응집조(60)에는 반응을 보다 활발하게 진행시키기 위해 교반기(42, 52, 62)가 각각 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 가압부상조(30) 자체는 당해 기술분야에 널리 공지되어 있다.At this time, when the raw water has a large amount of oil or has a high concentration, the raw
다시 도 1을 참조하면, 집수조(20) 또는 가압부상조(30)로부터의 원수는 원수유입라인을 통해 유량조정조(110)로 유입된다. 유량조정조(110)에는 도시된 바와 같이 유입된 원수의 농도를 일정하게 유지시킬 뿐만 아니라 침전으로 인한 부패를 방지하기 위한 산기관(114), 유량조정조(110)에서 처리된 원수를 후처리 공정으로 이송시키기 위한 하나 이상의 이송펌프(116) 및 유입되는 원수의 양을 감지하여 상기한 이송펌프(116)의 작동을 조절하기 위한 레벨 스위치(118)가 구비된다.Referring to FIG. 1 again, the raw water from the
유량조정조(110)를 거친 원수는 이송펌프(116)에 의해 드럼스크린(115)으로 이송되어 원수중의 고형물질이 미립자까지 제거되고, 이러한 고형물질이 제거된 원수는 무산소조(120)로 이송된다. The raw water that has passed through the flow
무산소조(120)에서는 유량조정조(110)에서 유입된 처리수의 유기물을 이용하여 연속회분식 반응조(150)로부터 반송되는 슬러지 함유 고형물질 내의 질산성 질소(예, NO3-N)를 무산소 조건에서 환원시킴으로써 질소 기체(N2)를 방출시키는 탈질화반응이 일어난다. 즉, 이러한 탈질화 단계에서는 산소 대신 질산성 질소를 전자수용체로 사용하는 탈질화균에 의해 유기물이 산화되면서 질산성 질소가 질소 기체로 환원된다. 이러한 과정을 거쳐 환원된 질소 기체는 최종적으로 대기중으로 방출되어 제거된다. 이때, 무산소조(120)에는 유입되는 원수와 후술되는 연속회분식반응조(150)로부터 반송되는 슬러지 함유 고형물질이 가라앉지 않도록 하면서 이들 간의 접촉 기회를 많이 부여함으로써 반응을 극대화하기 위한 교반기(122a)가 구비된다. 이러한 무산소조(120)는 1개의 반응조 형태로 운용될 수도 있지만, 처리의 효율을 고려하는 경우에는 2개 이상의 반응조 형태로 운용될 수도 있다.In the
무산소조(120)에서 탈질화된 원수는 혐기조(130)로 이송된다. 혐기 조건하의 혐기조(130)에서는 무산소조(120)에서 탈질화된 원수를 혐기성 미생물에 의해 처리하여 고분자물질인 폴리-β-히드록시부티레이트를 오르토포스페이트(ophosphate)로 방출시킴으로써 인 방출이 유도된다. 이때에도, 혐기조(130)에는 반응을 극대화할 목적으로 교반기(132b)가 구비되는 것이 바람직하다.The denitrified raw water in the anoxic tank (120) is transferred to the anaerobic tank (130). In the
혐기조(130)에서 인 방출이 유도된 원수는 접촉폭기조(140)로 이송된다. 접촉폭기조(140)에는 유입된 원수에 잔류하는 유기물과 암모니아성 질소(NH4+-N)를 미생물에 의해 산화(예, NO3-N)시키기 위해 미생물이 부착된 접촉여재, 특히 로프 형태의 고정상 접촉여재(146)가 구비된다. 이러한 고정상 접촉여재(146)의 사용으로 인해, 혐기조(130)에서 방출되었던 오르토포스페이트를 방출된 양의 약 8배까지 고분자 물질인 폴리-β-히드록시부트레이트로 합성한다. 또한, 이러한 접촉여재(146)의 사용에 의해, 이 접촉폭기조(140)로 유입되는 원수와 미생물의 접촉시간이 증가되고 이로 인해 접촉폭기조(40)의 크기 또한 감소되어 전체 반응조의 크기를 감소시키는 효과를 가져온다. 한편, 이 접촉폭기조(140)에는 상기한 접촉여재 이외에도 폭기장치인 산기관(144)이 구비된다.The raw water from which the phosphorus emission is induced in the
접촉폭기조(140)에서 처리된 원수는 연속회분식반응조(150)로 이송된다. 이러한 연속회분식반응조(150)에서는 일차적으로 침지형 분리막(156)을 이용하여 슬러지 함유 고형물질과 처리수로 고액분리하게 된다. 이때 상기한 침지형 분리막(156)의 공극이 대장균의 크기 보다 작으므로 부유물질 및 대장균이 여과된다. 침지형 분리막(156)은 막의 폐색을 유발시키는 막면오염(fouling)이 발생하는 경우에 별도의 세정조(190)에서 세정, 경우에 따라서는 약품세정된다. The raw water treated in the contact aeration tank (140) is transferred to the continuous batch reactor (150). In the
연속회분식반응조(150)로 유입된 원수는 폭기장치인 산기관에 의해 폭기처리된다. 이러한 폭기처리는 용량에 따라 그 시간이 조정되며, 1시간 내지 5시간 수행된다. 그런 다음, 산기관에 의한 폭기가 정지되기 바로 전에 상기한 선회류유발장치(151)에 의해 내부에 선회류를 유발시킨다. 이러한 과정 중에 산기관에 의한 폭기는 정지되고 선회류유발장치(151)에 의한 선회류만 유지된다. 이때, 본 발명에 따른 시스템에 이용되는 연속회분식반응조(150)는 침전조로서의 기능을 원활하게 수행할 수 있도록 그 내부가 아래로 갈수록 점점 좁아지는 외형을 갖도록 한다. The raw water introduced into the continuous batch reactor (150) is aerated by an aeration unit which is an aeration unit. The aeration treatment is carried out for 1 hour to 5 hours, the time being adjusted according to the capacity. Then, immediately before the aeration by the air diffusing pipe is stopped, the swirling
이와 같이 선회류유발장치(151)에 의한 선회류가 유발되면, 특히 2의 S로 도시된 바와 같이 연속회분식반응조(150)의 경사진 내측 중앙 부분에 슬러지 함유 고형물질이 농축된다.When the swirling flow by the swirl
이러한 농축된 슬러지(S)는 연속회분식반응조(150)의 중앙 하부로부터 도 3에 도시된 바와 같이 농축슬러지저류조(180)로 이송되며, 이와 같은 이송에 의해 도 3이 S1으로 도시되어 있는 다량의 농축된 슬러지가 농축슬러지저류조(180)로 이송된다. 이러한 과정에 의해 종래에는 요구되었던 슬러지 농축조가 생략될 수 있는 것이다. 농축슬러지저류조(180)로 이송된 슬러지 중의 대부분은 탈수시설(300)에 의해 탈수된 후 위탁처리되고, 슬러지 중의 일부는 유량조정조(110)로 반송된다.This concentrated sludge S is conveyed from the lower center of the
한편, 농축된 슬러지의 상부에 있는 처리수는 침지식 분리막(156)을 통해 처리수조(170)로 이송되거나 상층 처리수를 데칸터(도시되어 있지 않음)와 같은 수단으로 처리수조(170)로 이송된다.On the other hand, the treated water in the upper part of the concentrated sludge is conveyed to the
본 발명에 따른 시스템에서 각각의 반응조에 구비되는 폭기장치인 산기관(114)(144)(154)은 개별적인 블로워에 의해 공기를 공급하는 구조를 가질 수도 있으나, 시설비용을 감안한다면 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 블로워(200)에 의해 공급하는 구조를 갖는 것이 유리하다. 이러한 블로워(200)는 각각의 반응조에 공기를 공급하여 원수를 폭기시킬 뿐만 아니라 미생물과 먹이와의 접촉기회를 극대화하여 정화효율을 향상하는 역할을 한다.In the system according to the present invention, the
이상에서는 본 발명의 바람직한 구체예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. It can be understood that it is possible.
10 : 스크린조 12 : 스크린
20 : 집수조 30 : 가압부상조
40 : PH 조정조 44 : NaOH 저장조
50 : 반응조 54 : 알룸 저장조
60 : 응집조 150 : 연속회분식반응조
151 : 선회류유발장치10: Screen group 12: Screen
20: Water collecting tank 30: Pressurized floating tank
40: PH adjusting tank 44: NaOH storage tank
50: Reagent 54: Alum storage tank
60: Coagulation tank 150: Continuous batch reactor
151: Swirl flow induction device
Claims (6)
(a) 유량조정조로부터의 원수를 탈질화시키기 위한 교반기가 구비된 무산소조;
(b) 상기 무산소조에서 처리수가 유입되며 혐기성 상태에서 유기물을 PHB (poly-β-hydroxybutyrate) 형태로 저장하며 인 방출을 유도하기 위한 교반기가 구비된 혐기조;
(c) 상기 혐기조에서 인 방출이 유도된 원수의 유기물과 암모니아성 질소(NH4 +-N)를 미생물에 의해 산화시키기 위한 고정상 접촉여재와 폭기장치가 구비된 접촉폭기조;
(d) 상기 접촉폭기조로부터 처리된 원수를 슬러지 함유 고형물질과 처리수로 고액분리하기 위한 침지형 분리막과 폭기장치가 구비된 연속회분식 반응조로서, 상기 슬러지 함유 고형물질에 대해서는 침전을 유도하여 슬러지 함유 고형물질을 농축시켜 농축된 슬러지를 생성시키기 위한 연속회분식 반응조;
(e) 연속회분식 반응조로부터의 처리수를 저장하기 위한 처리수조; 및
(f) 상기 연속회분식 반응조로부터의 농축된 슬러지를 저류시키기 위한 농축슬러지 저류조를 포함하며,
상기 연속회분식 반응조는 내부가 아래로 갈수록 점점 좁아지는 외형을 가지며, 상기 연속회분식 반응조의 내측부에는 슬러지 함유 고형물질에 대하여 선회류를 유발시켜 내측 중앙으로 농축된 슬러지가 침전되게 하기 위한 선회류유발장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 고도처리 시스템.1. An advanced treatment system for removing organics, nitrogen and phosphorus,
(a) an anoxic tank having an agitator for denitrifying raw water from a flow rate regulator;
(b) an anaerobic tank having an agitator for storing treated water in the anoxic tank and storing organic matter in the form of poly-β-hydroxybutyrate (PHB) in an anaerobic state and inducing phosphorus release;
(c) a contact aeration tank provided with a stationary phase contact medium for oxidizing organic matter and ammonia nitrogen (NH 4 + -N) in the raw water from which the phosphorus emission is induced in the anaerobic tank by microorganisms and an aeration device;
(d) a continuous batch reactor equipped with an immersion type separation membrane and an aeration apparatus for solid-liquid separation of raw water treated from the contact aeration tank with solid matter containing solid matter containing sludge and treated water, and a sludge- A continuous batch reactor for concentrating the material to produce concentrated sludge;
(e) a treatment bath for storing the treated water from the continuous batch reactor; And
(f) a concentrated sludge storage tank for storing the concentrated sludge from the continuous batch reaction tank,
Wherein the continuous batch type reaction tank has an outer shape that gradually becomes narrower as its interior is downward, and a swirling flow inducing device for causing a swirling flow to the sludge-containing solid matter in the inner side of the continuous batch type reaction tank, And a control unit for controlling the operation of the altitude processing system.
상기 유량조정조의 전단에 스크린조와 집수조가 순차적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도처리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein a screen tank and a water collecting tank are sequentially disposed at a front end of the flow rate adjusting tank.
폐수 성상에 유분이 있거나 농도가 높은 원수를 전처리하기 위한 가압부상조가 상기 집수조와 상기 유량조정조 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 고도처리 시스템.The method of claim 2,
Characterized in that a pressurized floating tank for pretreating raw water having high or high concentration of oil in the wastewater is provided between the water collecting tank and the flow rate adjusting tank.
상기 부상분리조는,
PH 조정조, 반응조, 응집조 및 부상조가 순차적으로 적용되어 있는 것을 특징으로 하는 고도처리 시스템.The method of claim 3,
The float-
The pH adjustment tank, the reaction tank, the flocculation tank, and the floating tank are sequentially applied.
상기 연속회분식 반응조로부터의 농축된 슬러지의 일부를 상기 접촉폭기조로 반송시키기 위한 반송수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 고도처리 시스템.The method according to any one of claims 1 to 4,
And a conveying means for conveying a part of the concentrated sludge from the continuous batch reactor to the contact aeration tank.
상기 선회류유발장치는 상기 연속회분식 반응조의 중앙을 기준으로 하여 슬러지 함유 물질이 원주방향을 따라 흐름이 형성되게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도처리 시스템.The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the swirl flow inducing device is arranged such that a sludge-containing material flows along a circumferential direction with respect to a center of the continuous batch reactor.
Priority Applications (1)
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KR1020130092644A KR20150016775A (en) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | Advanced water treatment system with improved treatment efficiency for concentrated sludge |
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CN115057530A (en) * | 2022-07-19 | 2022-09-16 | 华夏碧水环保科技股份有限公司 | Anaerobic reactor without three-phase separator |
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2013
- 2013-08-05 KR KR1020130092644A patent/KR20150016775A/en not_active Application Discontinuation
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