KR20160003283U - Reactor for Sequencing Batch - Google Patents

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박세용
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한양대학교 에리카산학협력단
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Abstract

본 고안의 일 실시 예에 따르면, 반응조의 상기 외벽에 배치되고, 상기 반응조의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 갖으며 처리된 폐수를 상기 반응조로부터 토출하는 복수의 처리수 유출구들을 포함하되, 상기 복수의 처리수 유출구들은 상기 반응조 외벽과 상기 베리어 사이를 관통함으로써, 상기 복수의 처리수 유출구들은, 상기 토출되는 폐수를 상기 고온의 온수와 열교환시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for treating waste water, comprising: a plurality of process water outlets disposed on the outer wall of a reaction tank and having different heights with respect to a bottom surface of the reaction tank and discharging treated wastewater from the reaction tank, The plurality of process water outlets pass between the outer wall of the reactor and the barrier, so that the plurality of process water outlets can heat-exchange the discharged wastewater with the hot water.

Description

연속회분식 반응기{Reactor for Sequencing Batch}[0001] Reactor for Sequencing Batch [0002]
본 고안은 호기성 입상 슬러지의 생성을 위한 연속회분식 반응기에 관한 것이다. The present invention relates to a continuous batch reactor for the production of aerated granular sludge.
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 고안이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 높은 침강성을 갖는 연속회분식 반응기를 제공하는 데 있다. A technical problem to be solved by the present invention is to provide a continuous batch reactor having a high sedimentation property.
본 고안이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 운전 과정이 간소한 연속회분식 반응기를 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a continuous batch reactor in which the operation process is simple.
본 고안이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 고효율의 연속회분식 반응기를 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a high-efficiency continuous batch reactor.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 고안은 연속회분식 반응기를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a continuous batch reactor.
본 고안의 일 실시 예에 따른 연속회분식 반응기는, 폐수가 유입되며 상기 폐수를 폭기시켜 호기성 입상 슬러지를 생성하는 반응조, 상기 반응조 외벽을 둘러싸는 베리어(barrier), 상기 반응조의 외벽과 상기 베리어 사이로 상기 폐수보다 고온의 온수를 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 갖으며 처리된 폐수를 상기 반응조로부터 토출하는 복수의 처리수 유출구들을 포함하되, 상기 복수의 처리수 유출구들은 상기 반응조 외벽과 상기 베리어 사이를 관통함으로써, 상기 복수의 처리수 유출구들은, 상기 토출되는 폐수를 상기 고온의 온수와 열교환시키며, 상기 온도 조절 장치는 상기 베리어의 상단에 연결된 유체 유출구 및 상기 베리어의 하단에 연결된 유체 투입구를 포함할 수 있다. The continuous batch reactor according to one embodiment of the present invention includes a reaction tank into which wastewater flows and generates aerobic granular sludge by aerating the wastewater, a barrier surrounding the outer wall of the reaction tank, A temperature adjusting device configured to supply hot water at a higher temperature than the wastewater and to maintain the temperature of the wastewater in the reaction tank at a reference temperature range; an oxygen supply pump located on the bottom surface of the reaction tank for supplying oxygen; And a plurality of process water outlets for discharging the treated wastewater from the reaction tank, the plurality of process water outlets being disposed between the outer wall of the reaction tank and the barrier So that the plurality of process water outlets are connected to the discharge port And the temperature regulating device may include a fluid outlet connected to the upper end of the barrier and a fluid inlet connected to the lower end of the barrier.
일 실시 예에 따르면, 온수를 저장하는 유체 저장소를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, it may further comprise a fluid reservoir for storing hot water.
일 실시 예에 따르면, 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.According to one embodiment, there is provided a fluid storage device, comprising: a charging 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 stored in the fluid reservoir, The outer wall, and the outlet tube.
본 고안의 실시 예에 따르면, 반응조의 상기 외벽에 배치되고, 상기 반응조의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 갖으며 처리된 폐수를 상기 반응조로부터 토출하는 복수의 처리수 유출구들을 포함하되, 상기 복수의 처리수 유출구들은 상기 반응조 외벽과 상기 베리어 사이를 관통함으로써, 상기 복수의 처리수 유출구들은, 상기 토출되는 폐수를 상기 고온의 온수와 열교환시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the apparatus includes 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 and discharging treated wastewater from the reaction tank, The process water outlets pass through between the outer wall of the reactor and the barrier so that the plurality of process water outlets can heat-exchange the discharged wastewater with the hot water.
이로써, 호기성 입상 슬러지가 생성된 처리된 폐수는 반응조로부터 토출되되, 복수의 처리수 유출구들이 반응조 외벽과 베리어 사이를 관통하므로, 토출되는 폐수는 지속적으로 고온의 온수와 열교환될 수 있다. 따라서, 호기성 입상 슬러지는 반응조 뿐만 아니라, 복수의 처리수 유출구들에서도 생성되므로, 고효율의 연속회분식 장치를 제공할 수 있다.As a result, the treated wastewater from which the aerated granular sludge is generated is discharged from the reaction tank, and a plurality of treated water outlets pass between the outer wall of the reactor and the barrier, so that the discharged wastewater can be continuously exchanged with hot water. Therefore, aerobic granular sludge is produced not only in the reaction tank but also in a plurality of treated water outlets, so that a high-efficiency continuous batch device can be provided.
도 1은 본 고안의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지의 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지의 생성 방법에 따라 생성된 호기성 입상 슬러지의 시간에 따른 SVI를 측정한 것이다.
도 3은 본 고안의 실시 예에 대한 비교 예에 따른 슬러지 생성 조건에서 시간의 경과에 따른 질소 농도 및 COD 농도를 측정한 것이다.
도 4는 본 고안의 실시 예에 따른 슬러지 생성 조건에서 시간의 경과에 따른 질소 농도 및 COD 농도를 측정한 것이다.
도 5는 본 고안의 실시 예에 대한 비교 예에 따라 생성된 슬러지의 SEM 사진이다.
도 6은 본 고안의 실시 예에 따라 생성된 슬러지의 SEM 사진이다.
도 7은 본 고안의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지 생성 방법에 사용되는 연속회분식 장치를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a flow chart for explaining 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 aerobic granular sludge produced according to the method of producing aerobic granular sludge according to an 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 results of measurement of nitrogen concentration and COD concentration 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 a comparative example to the embodiment of the present invention.
6 is an SEM photograph of the sludge produced according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining a continuous batch apparatus used in the aerobic granular sludge production method according to the embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 고안의 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 고안의 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 idea 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 this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of this 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 고안의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지의 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 1 is a flow chart for explaining 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 고안의 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 embodiments of the present design 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 고안의 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 고안의 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 aerobic 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, the operating condition 1 is the COD concentration of the waste water flowing into the reactor 400mg / L, and the concentration of NH 4 -N in the effluent 20mg / L, the calcium ion (Ca + 2) concentrations in the waste water 40mg / 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 고안의 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. Operating condition 2, in accordance with an embodiment of the subject innovation, and the COD concentration of the waste water flowing into the reactor 300mg / L, and the concentration of the NH4-N in wastewater 100mg / L, calcium ions (Ca 2 +) concentration in the waste water Was 100 mg / L, and the sludge was produced by using a combustion batch reactor in a state where the temperature of the wastewater was maintained at 35 ° C, and the SVI was measured with time. That is, in the operation condition 1, the ratio of the COD concentration to the NH 4 -N concentration of the wastewater produced sludge in four states.
약 30일 이전까지는 운전조건 1의 SVI가 높게 측정되었지만, 약 20일 이후부터 운전조건 1의 SVI가 증가하기 시작했다. 그리고, 약 30일이 경과하는 경우, 본 고안의 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 operating condition 2 according to the embodiment of the present invention is significantly reduced compared to the SVI of the operating condition 1. As a result, it can be confirmed that the sedimentation property is remarkably excellent in the operation condition 2 as compared with the operation condition 1.
도 3은 본 고안의 실시 예에 대한 비교 예에 따른 슬러지 생성 조건에서 시간의 경과에 따른 질소 농도 및 COD 농도를 측정한 것이고, 도 4는 본 고안의 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 operating condition 2 described with reference to FIG.
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 operating condition 2, it can be seen that as the time passes, the COD concentration rapidly decreases within a short time.
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 operating condition 2, the NO 2 -N and NO 3 -N It can be seen that the concentration abruptly increases.
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 -N 20. In other words, unlike the operating condition 2, in operation condition 2, a relatively large amount of organic matter exists in the wastewater as compared with NH 4 -N, and aerobic heterotrophic bacteria dominates in the substrate competition for using oxygen , Thus making it difficult to cultivate an autotrophic nitrifying bacteria.
이를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. This will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.
도 5는 본 고안의 실시 예에 대한 비교 예에 따라 생성된 슬러지의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이고, 도 6은 본 고안의 실시 예에 따라 생성된 슬러지의 SEM 사진이다. FIG. 5 is a SEM (Scanning Electron Microscope) image 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 operation condition 2 described with reference to FIG. It is a photograph.
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 operating condition 2 shows that the number of filamentous fungi is remarkably smaller than that of the SEM photograph of the operating condition 1.
도 7은 본 고안의 실시 예에 따른 호기성 입상 슬러지 생성 방법에 사용되는 연속회분식 장치를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 7 is a view for explaining a continuous batch apparatus used in the aerobic granular sludge production method according to the 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 continuous batch apparatus 100 may include a reaction tank 110 into which wastewater flows. The wastewater may be introduced into the reaction tank 110 through a wastewater inlet 151 located at the upper end of the reaction tank 110.
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 reaction tank 110 may be 2 to 4. Metal cations may be added to the wastewater before the wastewater flows into the reaction tank 110. The metal cation may be a calcium ion. The concentration of calcium ions in the waste water may be 100 to 150 mg / L.
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 continuous batch device 100 may include a temperature controller. The temperature controller can supply the fluid to the outer wall of the reaction tank 110. The fluid may be in a liquid state.
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 reaction tank 110 can be maintained within the reference temperature range by the fluid supplied from the temperature controller. The reference temperature range may be 30 to 35 ° C.
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 barrier 124, a fluid inlet 125, a fluid outlet 126, an inlet tube 127, and an outlet 128.
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 barrier 124 may surround the outer wall of the reaction tank 110. The fluid may be provided between the barrier 124 and the outer wall of the reaction vessel 110.
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 fluid inlet 125 may be located at the lower end of the barrier 124. The fluid may be supplied from the fluid inlet 125 to the outer wall of the reaction vessel 110. The fluid outlet 126 may be located at the top of the barrier 124. The fluid provided to the outer wall of the reaction tank 110 may be discharged from the outer wall of the reaction tank 110 through the fluid outlet 126.
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 inlet pipe 127 may connect the fluid reservoir 122 and the fluid inlet 125 to each other. The outlet pipe 128 may connect the fluid outlet 126 and the fluid reservoir 122 to each other.
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 inlet tube 127, the outer wall of the reaction vessel 110, and the outlet tube 128.
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 continuous batch apparatus 100 may include an oxygen feed pump 130. The oxygen supply pump 130 is located on the bottom surface of the reaction tank 110 and can supply oxygen to the waste water in the reaction tank 110.
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 continuous batch apparatus 100 may include a plurality of process water outlets 141 to 147 disposed on the outer wall of the reaction tank 110. The process outlets 141 to 147 may pass through the barrier 124 of the temperature control device. The treated water outlets 141 to 147 may be disposed at different heights based on the bottom surface of the reaction tank 110. Some of the treated water outlets 141 to 147 are opened according to the operating conditions of the continuous batch apparatus 100 and the like so that the treated water having the purified wastewater can be discharged from the reaction vessel 110.
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 continuous batch apparatus 100 includes a wastewater inlet 151, a gas outlet 152, a replenishment inlet 153, a temperature and pH meter 154, and a dissolved oxygen meter 155, . ≪ / RTI >
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 gas outlet 152.
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 reaction tank 110 or nutrients necessary for microbial growth may be introduced into the reaction tank 110 through the supplemental inlet 153.
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 pH meter 154 may measure whether the wastewater in the reaction tank 110 maintains the reference temperature range and measure the pH of the wastewater in the reaction tank 110. For example, if the temperature of the wastewater measured by the temperature and pH meter 154 is not within the reference temperature range, the temperature regulator may be operable to allow the wastewater in the reactor 110 to reach the reference temperature range Can be controlled.
상기 용존 산소 측정기(155)는 상기 반응조(110) 내의 상기 폐수의 용존 산소량(dissolved dxygen)을 측정할 수 있다. The dissolved oxygen measuring device 155 may measure dissolved oxygen amount of the wastewater in the reaction tank 110.
이상, 본 고안을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments thereof, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments but should be construed according to the appended claims. Those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations are possible 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 측정기
100: continuous batch system 110: reactor
122: fluid reservoir 124: barrier
125: fluid inlet 126: fluid outlet
127: inlet pipe 128: outlet
130: oxygen supply pump 141 to 147: treated water outlet
151: Waste water inlet 152: Gas outlet
153: Replenishment inlet 154: Temperature and pH meter
155: Dissolved Oxygen Analyzer

Claims (3)

  1. 폐수가 유입되며 상기 폐수를 폭기시켜 호기성 입상 슬러지를 생성하는 반응조;
    상기 반응조 외벽을 둘러싸는 베리어(barrier);
    상기 반응조의 외벽과 상기 베리어 사이로 상기 폐수보다 고온의 온수를 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 갖으며 처리된 폐수를 상기 반응조로부터 토출하는 복수의 처리수 유출구들을 포함하되,
    상기 복수의 처리수 유출구들은 상기 반응조 외벽과 상기 베리어 사이를 관통함으로써, 상기 복수의 처리수 유출구들은, 상기 토출되는 폐수를 상기 고온의 온수와 열교환시키며
    상기 온도 조절 장치는
    상기 베리어의 상단에 연결된 유체 유출구 및
    상기 베리어의 하단에 연결된 유체 투입구를 포함하는 연속회분식 반응기.
    A reaction tank into which wastewater flows and aeration tank for aerating the wastewater to produce aerated granular sludge;
    A barrier surrounding the reactor outer wall;
    A temperature regulating device configured to supply hot water of a higher temperature than the wastewater to an outer wall of the reaction tank and the barrier to maintain the temperature of the wastewater in the reaction tank at 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 and discharging treated wastewater from the reaction tank,
    Wherein the plurality of process water outlets pass between the outer wall of the reactor and the barrier so that the plurality of process water outlets heat exchange the discharged wastewater with the hot water of the high temperature
    The temperature regulating device
    A fluid outlet connected to the top of the barrier and
    And a fluid inlet connected to the lower end of the barrier.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 온도 조절 장치는,
    상기 온수를 저장하는 유체 저장소;를 더 포함하는 연속회분식 반응기
    The method according to claim 1,
    The temperature regulating device includes:
    A fluid reservoir for storing the hot water; and a continuous batch reactor
  3. 제2 항에 있어서,
    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.
    3. The method of claim 2,
    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.
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