KR20150022188A - Method for fabricating of aerobic granule sludge and sequencing batch reactor apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 호기성 입상 슬러지의 생성 방법 및 이를 위한 연속회분식 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing aerobic granular sludge and a continuous batch system for the same.
공장 및 가정에서 발생되는 폐수를 처리하기 위해, 부유 미생물이 이용될 수 있다. 국내에서도 폐수를 처리하기 위해 부유 미생물을 이용하여 유기물을 산화, 제거하는 활성 슬러지 공법이 적용되었다. To treat wastewater generated in factories and homes, suspended microorganisms may be used. In Korea, an activated sludge process to treat organic wastes using suspended microorganisms was applied.
특히, 최근 미생물의 자기 고정화 방식을 이용한 호기성 입상화 공정이 많은 관심을 받고 있다. 호기성 입상화는 반응조에 고농도의 미생물 군집체를 유지시켜, 밀도가 크고 조밀하여 강한 미생물적 구조를 가진 입자를 형성시켜, 높은 침강성을 나타내며, 고부하의 충격에도 견딜 수 있는 능력이 있다. Particularly, the aerobic granulation process using a microorganism self immobilization method has attracted much attention. Aerobic granulation maintains a high concentration of microorganism aggregates in the reaction tank, forming dense and dense particles with strong microbial structure, exhibiting high sedimentation ability, and capable of withstanding high impact loads.
호기성 미생물 입상화를 위한 장치로 연속회분식 장치(Sequencing Batch Reactor)에 대한 연구가 증가하고 있다. 연속회분식 장치는 구성이 간소하여 부지가 적게 필요하여 소규모 처리장에 적합하고, 고액분리에 대한 효율성이 높으며, 운전이 유연한 장점이 있다. Research on Sequencing Batch Reactor has been increasing as a device for aerobic microbial granulation. The continuous batch system has a simple structure and is suitable for a small-scale treatment plant due to its low site, has high efficiency for solid-liquid separation, and is flexible in operation.
특허공개공보 10-2003-0060732에서 개시된 것과 같이, 질소와 인을 효율적으로 제거하기 위해, 연속회분식 반응조들과 슬러지 저장 농축조들을 병렬로 연결시킨 구조들이 제안되고 있다. As disclosed in Patent Document 10-2003-0060732, in order to efficiently remove nitrogen and phosphorus, there have been proposed structures in which continuous batch reactors and sludge storage concentrators are connected in parallel.
하지만, 종래 방법에 따른 호기성 입상 슬러지의 생성 방법은 연속회분식 장치의 운전 과정이 복잡하고, 운전과정에서 거품, 스컴(Scum), 및 사상균 등이 발생하여 슬러지의 유지와 침전 효율에 악영향을 미치며, 호기성 이상 슬러지의 배양에 많은 시간 소요된다. However, the method of producing aerated granular sludge according to the conventional method is complicated in the operation process of the continuous batch type apparatus, and bubbles, scum, and filamentous bacteria are generated in the course of operation, adversely affecting sludge retention and sedimentation efficiency, It takes a lot of time to cultivate anaerobic sludge.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 높은 침강성을 갖는 호기성 입상 슬러지의 생성 방법 및 이를 위한 연속회분식 장치를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing aerated granular sludge having high sedimentation and a continuous batch system for the same.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 운전 과정이 간소한 호기성 입상 슬러지의 생성 방법 및 이를 위한 연속회분식 장치를 제공하는 데 있다. It is another object of the present invention to provide a method for producing aerobic granular sludge which is simple in operation and a continuous batch system for the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 고효율의 호기성 입상 슬러지의 생성 방법 및 이를 위한 연속회분식 장치를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method for producing aerated granulated sludge with high efficiency and a continuous batch system for the same.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 호기성 입상 슬러지의 생성 방법 및 이를 위한 연속회분식 장치를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method for producing aerobic granular sludge and a continuous batch system for the same.
상기 호기성 입상 슬러지의 생성 방법은, 암모늄 농도에 대한 화학적 산소 요구량(COD)의 비율이 2~4인 폐수가 준비되는 단계, 상기 폐수에 금속 양이온을 첨가하는 단계, 상기 금속 양이온이 첨가된 상기 폐수가 반응조로 유입되는 단계, 및 상기 폐수를 폭기(aeration)시켜 호기성 입상 슬러지를 생성하는 것을 포함한다. The method for producing aerated granular sludge comprises the steps of preparing wastewater having a ratio of chemical oxygen demand (COD) to ammonium concentration of 2 to 4, adding metal cations to the wastewater, Into the reaction tank, and aeration of the wastewater to produce aerated granular sludge.
상기 호기성 입상 슬러지의 생성 방법은, 상기 폐수보다 높은 온도를 갖는 유체를 상기 반응조의 외벽에 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of producing aerated granular sludge may further include supplying a fluid having a higher temperature than the wastewater to the outer wall of the reactor.
상기 폭기 과정에서, 상기 폐수의 온도는 30~35℃인 것을 포함할 수 있다. In the aeration process, the temperature of the wastewater may be 30 to 35 占 폚.
상기 호기성 입상 슬러지의 생성 방법은, 상기 폐수를 폭기시키기 전에, 상기 폐수의 온도를 상승시키는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of producing the aerated granular sludge may further include raising the temperature of the wastewater before aerating the wastewater.
상기 금속 양이온은 +2가 금속 이온을 포함할 수 있다. The metal cation may include a +2 valent metal ion.
상기 금속 양이온은 칼슘(Ca) 이온을 포함할 수 있다. The metal cation may include calcium (Ca) ions.
상기 칼슘 이온의 농도는 100~150 mg/L인 것을 포함할 수 있다. The concentration of the calcium ion may be 100-150 mg / L.
상기 연속회분식 장치는, 폐수가 유입되는 반응조, 상기 반응조의 외벽에 유체를 공급하여 상기 반응조 내의 상기 폐수의 온도가 기준온도범위를 유지하도록 구성된 온도 조절 장치, 상기 반응조의 바닥면에 위치하고, 산소를 공급하는 산소 공급 펌프, 및 상기 반응조의 상기 외벽에 배치되고, 상기 반응조의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 갖는 복수의 처리수 유출구들을 포함한다. Wherein the continuous batch system comprises a reaction tank into which wastewater flows, a temperature adjusting device configured to supply a fluid to an outer wall of the reaction tank to maintain the temperature of the wastewater in the reaction tank within a reference temperature range, And a plurality of process water outlets disposed on the outer wall of the reaction tank and having different heights based on the bottom surface of the reaction tank.
상기 온도 조절 장치는, 상기 유체를 저장하는 유체 저장소, 및 상기 반응조의 외벽을 둘러싸는 베리어(barrier)를 포함하되, 상기 유체는 상기 반응조의 상기 외벽과 상기 베리어 사이에 제공되는 것을 포함할 수 있다. The temperature regulating device may include a fluid reservoir for storing the fluid and a barrier surrounding the outer wall of the reactor, wherein the fluid is provided between the outer wall of the reactor and the barrier .
상기 유체 저장소는, 상기 유체가 상기 기준온도범위보다 높은 온도를 갖도록 유지시키는 것을 포함할 수 있다. The fluid reservoir may include maintaining the fluid at a temperature above the reference temperature range.
상기 온도 조절 장치는, 상기 베리어의 상단에 연결된 유체 유출구, 및 상기 베리어의 하단에 연결된 유체 투입구를 더 포함할 수 있다. The temperature control device may further include a fluid outlet connected to an upper end of the barrier, and a fluid inlet connected to a lower end of the barrier.
상기 온도 조절 장치는, 상기 유체 저장소와 상기 유체 투입구를 연결하는 투입관, 및 상기 유체 유출구와 상기 유체 저장소를 연결하는 유출관을 더 포함하고, 상기 유체는 상기 유체 저장소, 상기 투입관, 상기 반응조의 상기 외벽, 및 상기 유출관을 순환하는 것을 포함할 수 있다. Wherein the temperature regulating device further comprises an inlet pipe connecting the fluid reservoir and the fluid inlet, and an outlet pipe connecting the fluid outlet and the fluid reservoir, wherein the fluid is introduced into the fluid reservoir, And the circulation of the outlet tube.
상기 유체의 온도는 상기 폐수의 온도보다 더 높은 것을 포함할 수 있다.The temperature of the fluid may be higher than the temperature of the wastewater.
본 발명의 실시 예에 따르면, 암모늄 농도에 대한 화학적 산소 요구량의 비율이 2~4에 폐수에 금속 양이온이 첨가된 폐수가 반응조로 유입되어 호기성 입상 슬러지가 생성될 수 있다. 이에 따라, 고침가성 및 고효율의 호기성 입상 슬러지의 생성 방법이 제공될 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the wastewater to which the metal cation is added to the wastewater at a ratio of the chemical oxygen demand to the ammonium concentration of 2 to 4 may be introduced into the reaction tank to produce aerated granular sludge. As a result, a method of producing aerobic granular sludge with improved pseudo-efficiency and high efficiency can be provided.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 연속회분식 반응기는, 반응조 내로 유입된 폐수의 온도를 기준온도범위로 유지시키는 온도 조절 장치를 포함한다. 이에 따라, 고침강성 및 고효율의 호기성 입상 슬러지의 생성을 위한 연속회분식 반응기가 제공될 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, the continuous batch reactor includes a temperature control device for maintaining the temperature of the wastewater flowing into the reaction tank in the reference temperature range. Thereby, a continuous batch reactor for generation of aerated granular sludge with high stiffness and high efficiency can be provided.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지의 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지의 생성 방법에 따라 생성된 호기성 입상 슬러지의 시간에 따른 SVI를 측정한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예에 따른 슬러지 생성 조건에서 시간의 경과에 따른 질소 농도 및 COD 농도를 측정한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬러지 생성 조건에서 시간의 경과에 따른 질소 농도 및 COD 농도를 측정한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예에 따라 생성된 슬러지의 SEM 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 생성된 슬러지의 SEM 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지 생성 방법에 사용되는 연속회분식 장치를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of producing aerated granular sludge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the SVI of the aerated granular sludge produced according to the method of producing aerated granular sludge according to the embodiment of the present invention with time.
FIG. 3 is a graph showing the concentration of nitrogen and the concentration of COD over time in the sludge-producing condition according to the comparative example of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the concentration of nitrogen and the concentration of COD over time in sludge production conditions according to an embodiment of the present invention.
5 is a SEM photograph of the sludge produced according to the comparative example of the present invention.
6 is a SEM photograph of the sludge produced according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a continuous batch type apparatus used in a method of producing aerated granular sludge according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다.In this specification, when it is mentioned that a film is on another film or substrate, it means that it may be formed directly on another film or substrate, or a third film may be interposed therebetween. Further, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective explanation of the technical content. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지의 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다. FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of producing aerated granular sludge according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 폐수가 준비된다.(S10) 상기 폐수의 암모늄 농도에 대한 화학적 산소 요구량(COD)의 비율이 4보다 큰 경우, 다량의 유기물에 의해 산소를 사용하기 위한 기질경쟁에서 호기성 종속 영양균이 우위를 점하게 되어, 질산화 독립 영양균의 배양이 어려워 질 수 있다. 이로 인해, 유기물 제거와 질산화가 용이하지 않아 대량의 사상균이 발생하여, 슬러지 침강성이 감소하고, 유출수의 수질이 낮아질 수 있다. 1, wastewater is prepared (S10). When the ratio of the chemical oxygen demand (COD) to the ammonium concentration of the wastewater is greater than 4, in a substrate competition for oxygen use by a large amount of organic matter, Nutritive bacteria are dominant, and cultivation of an autotrophic nitrifying bacteria may become difficult. Therefore, the removal of organic matter and the nitrification are not easy, so that a large amount of filamentous bacteria are generated, the sedimentation of sludge is reduced, and the quality of the effluent water is lowered.
또한, 상기 폐수의 암모늄의 농도에 대한 화학적 산소 요구량(COD)의 비율이 2보다 작은 경우, 호기성 입상 슬러지를 생성하기 위한 운전 초기에 암모늄의 높은 농도로 인하여 free ammonia 또는 free nitrous acid가 발생하고, 이로 인해, 미생물이 사멸하여 입상화가 원활하게 진행되지 못할 수 있다. Also, when the ratio of the chemical oxygen demand (COD) to the concentration of ammonium in the wastewater is less than 2, free ammonia or free nitrous acid occurs due to the high concentration of ammonium at the beginning of operation for producing aerated granular sludge, As a result, the microorganisms may be killed and granulation may not proceed smoothly.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 폐수의 암모늄 농도에 대한 화학적 산소 요구량(COD)의 비율은 2~4일 수 있다. Thus, the ratio of the chemical oxygen demand (COD) to the ammonium concentration of the wastewater according to an embodiment of the present invention may be between 2 and 4.
상기 폐수에 금속 양이온이 첨가될 수 있다.(S20) 상기 금속 양이온은 +2가 금속 이온일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 양이온은 칼슘(Ca) 이온을 포함할 수 있다. 상기 폐수의 칼슘의 농도는 100~150 mg/L일 수 있다. Metal cations may be added to the wastewater (S20). The metal cations may be +2 metal ions. For example, the metal cation may include calcium (Ca) ions. The concentration of calcium in the wastewater may be 100-150 mg / L.
상기 금속 양이온이 첨가된 상기 폐수가 반응조로 유입될 수 있다.(S30) 상기 반응조의 외벽에 유체가 공급될 수 있다. 상기 유체의 온도는 상기 폐수의 온도보다 높을 수 있다. 상기 반응조의 상기 외벽에 공급되는 상기 유체에 의해, 상기 폐수의 온도가 상승될 수 있다. 이와는 달리, 상기 유체의 온도가 상기 폐수의 온도보다 낮은 경우, 상기 반응조의 상기 외벽에 공급되는 상기 유체에 의해, 상기 폐수의 온도가 낮아질 수 있다. The wastewater to which the metal cation is added can be introduced into the reaction tank (S30). The fluid can be supplied to the outer wall of the reaction tank. The temperature of the fluid may be higher than the temperature of the wastewater. The temperature of the wastewater can be raised by the fluid supplied to the outer wall of the reaction tank. Alternatively, when the temperature of the fluid is lower than the temperature of the wastewater, the temperature of the wastewater may be lowered by the fluid supplied to the outer wall of the reaction tank.
상기 반응조의 상기 외벽에 공급되는 상기 유체에 의해, 상기 반응조 내의 상기 폐수는 기준온도범위로 유지될 수 있다. 예를 들어, 상기 폐수의 온도는 30~35℃로 유지될 수 있다. 상기 폐수의 온도가 35℃보다 높은 경우, 호기성 입상 슬러지의 생성을 위한 미생물이 원활하게 생성되지 못할 수 있다.By the fluid supplied to the outer wall of the reaction tank, the wastewater in the reaction tank can be maintained in the reference temperature range. For example, the temperature of the wastewater can be maintained at 30-35 占 폚. If the temperature of the wastewater is higher than 35 ° C, microorganisms for the production of aerobic granular sludge may not be produced smoothly.
상기 반응조 내의 폐수가 기준온도범위를 유지하는 상태에서, 상기 폐수가 폭기(aeration) 및 침강 과정을 거쳐, 호기성 입상 슬러지가 생성될 수 있다.(S40)Aerobic granular sludge may be generated through aeration and sedimentation of the wastewater in a state where the wastewater in the reactor maintains the reference temperature range.
본 발명의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지의 생성 방법에 따르면, 상기 폐수의 암모늄의 농도에 대한 화학적 산소 요구량(COD)의 비율이 2~4이고, 상기 폐수에 금속 양이온이 첨가되며, 상기 반응조 내의 상기 폐수의 온도는 30~35℃로 유지될 수 있다. 이로 인해, 고침강성, 및 고효율의 호기성 입상 슬러지의 생성 방법이 제공될 수 있다. 이를, 도 2 내지 6을 참조하여 설명한다. According to the method of producing aerated granular sludge according to an embodiment of the present invention, the ratio of the chemical oxygen demand (COD) to the concentration of ammonium in the wastewater is 2 to 4, metal cations are added to the wastewater, The temperature of the wastewater can be maintained at 30 to 35 占 폚. As a result, it is possible to provide a method for producing the aerobic granular sludge with high stiffness and high efficiency. This will be described with reference to Figs.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지의 생성 방법에 따라 생성된 호기성 입상 슬러지의 시간에 따른 SVI(Sludge Volume Index)를 측정한 것이다. FIG. 2 is a graph showing a Sludge Volume Index (SVI) of aerobic granular sludge produced according to the method of producing aerated granular sludge according to an embodiment of the present invention with time.
도 2를 참조하면, 운전조건 1은 반응조로 유입되는 폐수의 COD 농도가 400mg/L이고, 폐수의 NH4-N의 농도가 20mg/L이고, 폐수의 칼슘이온(Ca2+) 농도가 40mg/L이고, 폐수의 온도를 25℃로 유지한 상태로 연속회분식 반응 장치를 이용하여 슬러지를 생성하여, 시간에 따라 SVI를 측정한 것이다. 즉, 운전조건 1은 폐수의 NH4-N의 농도에 대한 COD 농도의 비율이 20인 상태에서 슬러지를 생성한 것이다. 2, in the operation condition 1, the COD concentration of the wastewater flowing into the reaction tank is 400 mg / L, the NH 4 -N concentration of the wastewater is 20 mg / L, and the calcium ion (Ca 2+ ) / L, and the sludge was produced by using a continuous batch reactor while maintaining the temperature of the wastewater at 25 ° C, and SVI was measured with time. That is, in the operation condition 1, the sludge was generated in a state where the COD concentration ratio to the NH 4 -N concentration of the wastewater was 20.
운전조건 2는, 본 발명의 실시 예에 따라, 반응조로 유입되는 폐수의 COD 농도가 300mg/L이고, 폐수의 NH4-N의 농도가 100mg/L이고, 폐수의 칼슘이온(Ca2+) 농도가 100mg/L이고, 폐수의 온도를 35℃로 유지한 상태로 연소회분식 반응 장치를 이용하여 슬러지를 생성하여, 시간에 따라 SVI를 측정한 것이다. 즉, 운전조건 1은 폐수의 NH4-N의 농도에 대한 COD 농도의 비율이 4 상태에서 슬러지를 생성한 것이다. According to the
약 30일 이전까지는 운전조건 1의 SVI가 높게 측정되었지만, 약 20일 이후부터 운전조건 1의 SVI가 증가하기 시작했다. 그리고, 약 30일이 경과하는 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 운전조건 2의 SVI가 운전조건 1의 SVI보다 현격하게 감소하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 운전조건 1과 비교하여, 운전조건 2가 현저하게 우수한 침강성을 갖는 것을 확인할 수 있다. Up to about 30 days SVI of operating condition 1 was measured high, but after about 20 days SVI of operating condition 1 started to increase. When about 30 days have elapsed, it can be seen that the SVI of the
도 3은 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예에 따른 슬러지 생성 조건에서 시간의 경과에 따른 질소 농도 및 COD 농도를 측정한 것이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬러지 생성 조건에서 시간의 경과에 따른 질소 농도 및 COD 농도를 측정한 것이다. FIG. 3 is a graph showing the results of measurement of nitrogen concentration and COD concentration over time in the sludge production condition according to the comparative example of the present invention. FIG. The concentration of nitrogen and the concentration of COD were measured.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3은 도 2를 참조하여 설명된 운전조건 1에서 시간의 경과에 따른 질소 농도 및 COD 농도를 측정한 것이다. 도 4는 도 2를 참조하여 설명된 운전조건 2에서 시간의 경과에 따른 질소 농도 및 COD 농도를 측정한 것이다. Referring to FIGS. 3 and 4, FIG. 3 illustrates nitrogen concentration and COD concentration over time in the operation condition 1 described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph showing the measurement of nitrogen concentration and COD concentration over time in the
운전조건 1의 경우, 시간이 경과함에 따라 COD 농도가 완만하게 감소하는 것을 알 수 있다. 반면, 운전조건 2의 경우, 시간이 경과함에 따라 COD의 농도가 짧은 시간 내에 급격히 감소하는 것을 알 수 있다. In the case of the operating condition 1, it can be seen that the COD concentration decreases gradually with time. On the other hand, in the case of the
또한, 운전조건 1의 경우 시간이 경과함에 따라 NO2-N 및 NO3-N의 농도가 완만하게 증가하지만, 운전조건 2의 경우, 시간이 경과함에 따라 NO2-N 및 NO3-N의 농도가 급격하게 증가하는 것을 알 수 있다. Further, in the case of the operating condition 1, the concentration of NO 2 -N and NO 3 -N gradually increases with the lapse of time, but in the case of the
도 2를 참조하여 설명된 것과 같이, 운전조건 1에서는 폐수의 NH4-N의 농도에 대한 COD 농도의 비율이 20이다. 다시 말해, 운전조건 2와 달리, 운전조건 2에서는, NH4-N과 비교하여 상대적으로 다량의 유기물이 폐수 내에 존재하여, 산소를 사용하기 위한 기질경쟁에서 호기성 종속 영양균이 우위를 점하게 되고, 이에 따라 질산화 독립 영양균의 배양이 어려워 진 것을 알 수 있다. As also described with reference to Figure 2, the first operating condition is the ratio of the COD concentration of the waste water in the concentration of NH 4 -
이를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. This will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.
도 5는 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예에 따라 생성된 슬러지의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 생성된 슬러지의 SEM 사진이다. FIG. 5 is a SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of the sludge produced according to the comparative example of the present invention, and FIG. 6 is a SEM photograph of the sludge produced according to the embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6을 참조하면, 도 5는 도 2를 참조하여 설명된 운전조건 1에서 생성된 슬러지의 SEM 사진이고, 도 4는 도 2를 참조하여 설명된 운전조건 2에서 생성된 슬러지의 SEM 사진이다. 5 and 6, FIG. 5 is a SEM image of the sludge generated in the operation condition 1 described with reference to FIG. 2, FIG. 4 is a SEM image of the sludge generated in the
운전조건 1에서 생성된 슬러지의 SEM 사진에서 대량의 사상균을 발견할 수 있다. 반면, 운전조건 2에서 생성된 슬러지의 SEM 사진에는, 운전조건 1의 SEM 사진과 비교하여, 사상균이 현저하게 적은 것을 알 수 있다. A large number of fungi can be found in the SEM photograph of the sludge produced under the operating condition 1. On the other hand, the SEM photograph of the sludge produced under the
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지 생성 방법에 사용되는 연속회분식 장치를 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining a continuous batch type apparatus used in a method of producing aerated granular sludge according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 연속회분식 장치(100)는 폐수가 유입되는 반응조(110)를 포함할 수 있다. 상기 폐수는 상기 반응조(110)의 상단에 위치한 폐수 유입구(151)를 통해 상기 반응조(110) 내로 유입될 수 있다. Referring to FIG. 7, the
상기 반응조(110)로 유입되는 상기 폐수의 암모늄의 농도에 대한 화학적 산소 요구량(COD)의 비율이 2~4일 수 있다. 상기 반응조(110)로 상기 폐수가 유입되기 전, 상기 폐수에 금속 양이온이 첨가될 수 있다. 상기 금속 양이온은 칼슘 이온일 수 있다. 상기 폐수의 칼슘 이온의 농도는 100~150 mg/L일 수 있다.The ratio of the chemical oxygen demand (COD) to the ammonium concentration of the wastewater flowing into the
상기 연속회분식 장치(100)는 온도 조절 장치를 포함할 수 있다. 상기 온도 조절 장치는 상기 반응조(110)의 외벽에 유체를 공급할 수 있다. 상기 유체는 액체 상태일 수 있다. The
상기 온도 조절 장치에서 공급되는 상기 유체에 의해, 상기 반응조(110) 내의 상기 폐수의 온도가 기준온도범위를 유지할 수 있다. 상기 기준온도범위는 30~35℃일 수 있다. The temperature of the wastewater in the
상기 온도 조절 장치는, 유체 저장소(122), 베리어(124), 유체 투입구(125), 유체 유출구(126), 투입관(127), 및 유출구(128)를 포함할 수 있다. The temperature regulator may include a fluid reservoir 122, a
상기 유체 저장소(122)에는 상기 유체가 저장될 수 있다. 상기 유체 저장소(122)는 상기 유체가 일정 온도를 갖도록 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 유체 저장소(122)는 상기 유체가 상기 기준온도범위보다 높은 온도를 갖도록, 상기 유체에 열을 공급할 수 있다. The fluid reservoir 122 may store the fluid. The fluid reservoir 122 may maintain the fluid at a constant temperature. For example, the fluid reservoir 122 may provide heat to the fluid such that the fluid has a temperature above the reference temperature range.
상기 베리어(124)는 상기 반응조(110)의 상기 외벽을 둘러쌀 수 있다. 상기 베리어(124) 및 상기 반응조(110)의 상기 외벽 사이에 상기 유체가 제공될 수 있다. The
상기 유체 투입구(125)는 상기 베리어(124)의 하단에 위치할 수 있다. 상기 유체 투입구(125)로부터 상기 반응조(110)의 상기 외벽으로 상기 유체가 공급될 수 있다. 상기 유체 유출구(126)는 상기 베리어(124)의 상단에 위치할 수 있다. 상기 반응조(110)의 상기 외벽에 제공되었던 상기 유체는 상기 유체 유출구(126)를 통해 상기 반응조(110)의 상기 외벽으로부터 유출될 수 있다. The
상기 투입관(127)은 상기 유체 저장소(122)와 상기 유체 투입구(125)를 서로 연결할 수 있다. 상기 유출관(128)은 상기 유체 유출구(126)와 상기 유체 저장소(122)를 서로 연결할 수 있다. The
상기 유체는, 상기 유체 저장소(122), 상기 투입관(127), 상기 반응조(110)의 상기 외벽, 및 상기 유출관(128)을 순환할 수 있다. The fluid may circulate through the fluid reservoir 122, the
상기 연속회분식 장치(100)는 산소 공급 펌프(130)를 포함할 수 있다. 상기 산소 공급 펌프(130)는 상기 반응조(110)의 바닥면에 위치하고, 상기 반응조(110) 내의 상기 폐수에 산소를 공급할 수 있다. The
상기 연속회분식 장치(100)는 상기 반응조(110)의 상기 외벽에 배치된 복수의 처리수 유출구들(141~147)을 포함할 수 있다. 상기 처리 유출구들(141~147)은 상기 온도조절장치의 상기 베리어(124)를 관통할 수 있다. 상기 처리수 유출구들(141~147)은 상기 반응조(110)의 상기 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이에 배치될 수 있다. 상기 연속회분식 장치(100)의 운전 조건 등에 따라, 상기 처리수 유출구들(141~147) 중의 일부가 개방되어, 상기 폐수가 정화된 상기 처리수가 상기 반응조(110)로부터 유출될 수 있다. The
상기 연속회분식 장치(100)는 상기 반응조(110)의 상부에 위치한 폐수 유입구(151), 가스 유출구(152), 보충 유입구(153), 온도 및 pH 측정기(154), 및 용존산소 측정기(155)를 포함할 수 있다. The
상기 폐수가 정화되는 과정에서 발생한 가스들이 상기 가스 배출구(152)를 통해 외부로 배출될 수 있다. The gases generated during the purification of the wastewater can be discharged to the outside through the
상기 보충 유입구(153)를 통해, 상기 폐수의 pH 조절을 위한 알칼리성 물질이 상기 반응조(110) 내로 유입되거나, 미생물의 성장에 필요한 영양염이 상기 반응조(110) 내로 유입될 수 있다. Alkaline substances for pH adjustment of the wastewater may be introduced into the
상기 온도 및 pH 측정기(154)는 상기 반응조(110) 내의 상기 폐수가 상기 기준온도범위를 유지하는지 여부를 측정하고, 상기 반응조(110) 내의 상기 폐수의 pH를 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 온도 및 pH 측정기(154)에서 측정된 상기 폐수의 온도가 기준온도범위 내에 있지 않은 경우, 상기 온도조절장치는 상기 반응조(110) 내의 상기 폐수가 상기 기준온도범위를 갖도록 상기 유체의 온도를 조절할 수 있다. The temperature and
상기 용존 산소 측정기(155)는 상기 반응조(110) 내의 상기 폐수의 용존 산소량(dissolved dxygen)을 측정할 수 있다. The dissolved
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
100: 연속회분식 장치 110: 반응조
122: 유체 저장소 124: 베리어
125: 유체 투입구 126: 유체 유출구
127: 투입관 128: 유출구
130: 산소 공급 펌프 141~147: 처리수 유출구
151: 페수 유입구 152: 가스 유출구
153: 보충 유입구 154: 온도 및 pH 측정기
155: 용존산소 측정기100: continuous batch system 110: reactor
122: fluid reservoir 124: barrier
125: fluid inlet 126: fluid outlet
127: inlet pipe 128: outlet
130:
151: Waste water inlet 152: Gas outlet
153: Replenishment inlet 154: Temperature and pH meter
155: Dissolved Oxygen Analyzer
Claims (13)
상기 폐수에 금속 양이온을 첨가하는 단계;
상기 금속 양이온이 첨가된 상기 폐수가 반응조로 유입되는 단계; 및
상기 폐수를 폭기(aeration)시켜 호기성 입상 슬러지를 생성하는 것을 포함하는 호기성 입상 슬러지의 생성 방법.
Preparing a wastewater having a ratio of chemical oxygen demand (COD) to ammonium concentration of 2 to 4;
Adding a metal cation to the wastewater;
Introducing the wastewater to which the metal cation is added into the reaction tank; And
And aeration of the wastewater to produce aerated granular sludge.
상기 폐수보다 높은 온도를 갖는 유체를 상기 반응조의 외벽에 공급하는 단계를 더 포함하는 호기성 입상 슬러지의 생성 방법.
The method according to claim 1,
And supplying a fluid having a higher temperature than the wastewater to the outer wall of the reaction tank.
상기 폭기 과정에서, 상기 폐수의 온도는 30~35℃인 것을 포함하는 호기성 입상 슬러지의 생성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature of the wastewater is 30 to 35 占 폚 in the aeration process.
상기 폐수를 폭기시키기 전에, 상기 폐수의 온도를 상승시키는 단계를 더 포함하는 호기성 입상 슬러지의 생성 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of raising the temperature of the wastewater before aerating the wastewater.
상기 금속 양이온은 +2가 금속 이온을 포함하는 호기성 입상 슬러지의 생성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal cation comprises +2 valent metal ion.
상기 금속 양이온은 칼슘(Ca) 이온을 포함하는 호기성 입상 슬러지의 생성 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the metal cation comprises calcium (Ca) ion.
상기 칼슘 이온의 농도는 100~150 mg/L인 것을 포함하는 호기성 입상 슬러지의 생성 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the concentration of the calcium ion is 100 to 150 mg / L.
상기 반응조의 외벽에 유체를 공급하여, 상기 반응조 내의 상기 폐수의 온도가 기준온도범위를 유지하도록 구성된 온도 조절 장치;
상기 반응조의 바닥면에 위치하고, 산소를 공급하는 산소 공급 펌프; 및
상기 반응조의 상기 외벽에 배치되고, 상기 반응조의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 갖는 복수의 처리수 유출구들을 포함하는 연속회분식 반응기.
A reaction tank into which wastewater flows;
A temperature regulating device configured to supply a fluid to an outer wall of the reaction tank to maintain the temperature of the waste water in the reaction tank within a reference temperature range;
An oxygen supply pump located on the bottom surface of the reaction tank for supplying oxygen; And
And a plurality of process water outlets disposed on the outer wall of the reaction tank and having different heights based on a bottom surface of the reaction tank.
상기 온도 조절 장치는,
상기 유체를 저장하는 유체 저장소; 및
상기 반응조의 외벽을 둘러싸는 베리어(barrier)를 포함하되,
상기 유체는 상기 반응조의 상기 외벽과 상기 베리어 사이에 제공되는 것을 포함하는 연속회분식 반응기.
9. The method of claim 8,
The temperature regulating device includes:
A fluid reservoir for storing the fluid; And
And a barrier surrounding the outer wall of the reaction vessel,
Wherein the fluid is provided between the outer wall of the reactor and the barrier.
상기 유체 저장소는, 상기 유체가 상기 기준온도범위보다 높은 온도를 갖도록 유지시키는 것을 포함하는 연속회분식 반응기.
10. The method of claim 9,
Wherein the fluid reservoir includes maintaining the fluid at a temperature above the reference temperature range.
상기 온도 조절 장치는,
상기 베리어의 상단에 연결된 유체 유출구; 및
상기 베리어의 하단에 연결된 유체 투입구를 더 포함하는 연속회분식 반응기.
10. The method of claim 9,
The temperature regulating device includes:
A fluid outlet connected to the top of the barrier; And
And a fluid inlet connected to the lower end of the barrier.
상기 온도 조절 장치는,
상기 유체 저장소와 상기 유체 투입구를 연결하는 투입관; 및
상기 유체 유출구와 상기 유체 저장소를 연결하는 유출관을 더 포함하고,
상기 유체는 상기 유체 저장소, 상기 투입관, 상기 반응조의 상기 외벽, 및 상기 유출관을 순환하는 것을 포함하는 연속회분식 반응기.
12. The method of claim 11,
The temperature regulating device includes:
An inlet pipe connecting the fluid reservoir and the fluid inlet; And
Further comprising an outlet tube connecting said fluid outlet and said fluid reservoir,
Wherein the fluid circulates through the fluid reservoir, the inlet tube, the outer wall of the reactor, and the outlet tube.
상기 유체의 온도는 상기 폐수의 온도보다 더 높은 것을 포함하는 연속회분식 반응기. 9. The method of claim 8,
Wherein the temperature of the fluid is higher than the temperature of the wastewater.
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CN113428975A (en) * | 2021-07-12 | 2021-09-24 | 深圳市润科环保应用技术研究有限公司 | Process for rapidly culturing aerobic granular sludge |
-
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