KR20170048024A - Apparatus and Method for Treating Rainwater using Aerobic Granular Sludge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 우수 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수 유입구; 우수에 함유되어 있는 유기물을 제거할 수 있는 호기성 그래뉼 슬러지를 함유하는 반응조; 산기관; 및 호기성 그래뉼 슬러지의 유실 방지를 위한 여과망을 포함하는 우수 처리 장치를 이용하여 강우시 합류식 하수관거를 통하여 하수처리시설로 유입되는 월류수(Combined sewer overflows, CSOs)로 인한 유기물 및 영양물질(질소, 인) 부하량의 저감을 위한 우수 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to an apparatus and method for treating an aerobic granular sludge, and more particularly, A reaction tank containing an aerobic granule sludge capable of removing organic matter contained in the storm; Acid organs; (Nitrogen, phosphorus) due to combined sewer overflows (CSOs) flowing into a sewage treatment facility through a combined sewer pipe at the time of rainfall using a storm sewer system including a filter net to prevent the loss of aerobic granule sludge. And to an apparatus and method for improving the quality of a load.
인구의 증가, 산업의 고도화, 무분별한 개발로 인해 수자원이 오염되고 있으며, 최근 대부분의 국가에서 비점오염원의 증가로 인하여 비점 오염물질의 처리만으로는 목표수질 달성에 어려움이 있다는 사실이 인식되기 시작하였다.It has been recognized that water resources are being polluted due to population increase, industrial uplift and indiscriminate development, and in recent years, due to the increase of non-point pollution source in most countries, it is recognized that only the treatment of non-point pollutant is difficult to achieve target water quality.
국내에서도 수질오염에서 비점오염원의 비중이 전체 수질오염 중 65~70%를 차지할 것으로 예상되며(2015년 기준) 이의 저감을 위하여 정부는 범 정부차원의 비점오염원 관리대책 수립 및 법제화를 통한 비점오염원 저감시설 확대 추진, 축산분뇨 관리체계의 개선, 유역주민의 참여와 협력을 기반으로 한 수질관리체제 확립 등의 정책을 추진하고 있다. 또한, 주택단지 및 산업단지 등 개발사업의 환경영향평가 수행시 비점오염원 저감 시설 설치를 의무화하고 있으며, 4대강 유역에 대한 비점오염원 시범사업 시행 및 비점오염원의 비율이 상대적으로 높은 지역을 비점오염원 특별관리지역으로 지정(2007년)하여 비점오염원 부하의 저감을 위한 전방위적인 노력을 수행하고 있다.In Korea, the proportion of nonpoint pollutants in water pollution is expected to account for 65 ~ 70% of the total water pollution (as of 2015). To reduce this pollution, the government has set up non-point pollution management measures and reduced non- And the establishment of a water quality management system based on the participation and cooperation of the inhabitants of the watershed. In addition, it is obligatory to install a nonpoint pollution reduction facility in the environmental impact assessment of development projects such as housing complexes and industrial complexes. The nonpoint pollution source pilot project for the four major rivers and the nonpoint pollution sources are relatively high, (2007) as a management area to reduce non-point source loads.
우리나라의 경우, 강우가 집중적으로 발생하는 특성을 가지고 있으며, 전국의 35.9%(2013년 기준)를 차지하고 있는 합류식 하수관거에서의 강우시 발생되는 월류수(CSOs)는 발생원이 비점오염원 특성을 지니고, 유해물질이 단시간에 급격한 오염부하를 야기하기 때문에 하수처리장 운영에 있어 악영향을 미칠 수 있다는 문제점을 지니고 있다.In Korea, rainfall is concentrated, and the CSOs generated during rainfall in the combined sewer system, which accounts for 35.9% (as of 2013) of the nation, have nonpoint source pollution sources, It causes a sudden pollution load in a short period of time, which may adversely affect the operation of the sewage treatment plant.
이러한 초기우수를 처리하기 위하여 환경부에서는 초기우수에 의한 월류수 수질의 생물화학적 산소요구량(BOD)을 40 mg/L 이하로 처리하여 방류하도록 규제하고 있으며(하수도법 시행규칙 제25조 제2항, 2015), 일반적인 대책으로는 저류조를 설치하여 일시적으로 발생되는 하수처리장 월류수를 저류하였다가 나중에 처리할 수 있는 방안을 고려하고 있으나 월류수의 양이 많아서 저류조의 용량이 커지고 이를 설치하기 위한 부지, 공사비 등의 부담이 발생하고 있다. 이에 따라 초기우수 처리를 위한 장치 및 방법에 관한 공정 및 기술들이 다양하게 개발되어 특허 10-1030860(2011. 04. 15 등록)의 비점오염원 저감시스템, 10-1080805(2011. 11. 01 등록) 및 10-1248394(2013. 03. 22 등록)의 월류수 처리장치 등과 같이 다양한 특허가 등록되어 공개중에 있지만, 상기와 같은 특허의 경우 주된 처리공정이 침전, 오염물질의 단순배제 등의 물리적인 처리기술이며 유기물, 영양물질을 원천적으로 분해할 수 있는 생물학적 처리기술에 비하여 초기 집중적인 강우시 오염원의 처리효율이 낮은 편이다.In order to deal with these early storms, the Ministry of Environment has regulated the release of biodegraded biogeochemical oxygen demand (BOD) of up to 40 mg / L by the early stormwater discharge (Article 25, Section 2, 2015 of the Enforcement Regulations of the Sewerage Act) However, as a general countermeasure, there is a method of storing the overflow sewage water generated by the temporary storage tank and then treating the sewage water at a later time. However, since the amount of the overflow is large, the capacity of the storage tank becomes large, . Accordingly, a variety of processes and techniques have been developed for the apparatus and method for the early stormwater treatment, so that the nonpoint source pollution reduction system of Patent 10-1030860 (registered on Apr. 15, 2011), 10-1080805 10-1248394 (Registered on Mar. 23, 2013), etc., are registered and disclosed in various patents. However, in the case of such a patent, the main treatment process is a physical treatment technique such as precipitation and simple elimination of pollutants Compared with biological treatment techniques that can decompose organic matter and nutrients, the pollution source treatment efficiency is low at initial intensive rainfall.
따라서, 오염원의 생물학적 처리를 위하여 특허 10-0701599(2007. 03. 23 등록)의 메디아를 이용한 비점오염물질의 생물학적 처리장치 및 10-1433687(2014. 08. 19 등록)의 이중 생물막 수처리 장치 등이 기 등록되어 있으나 기존 공개된 특허의 생물학적 처리에 사용중인 미생물의 경우 일반 활성슬러지를 이용하여 장기간 운영시 미생물의 원형질 분리를 야기하여 세포 내 기능저하로 이어짐에 따라 미생물의 농도가 감소하고 오염원의 처리효율이 낮아질 수 있다. 또한 초기 집중적 강우시의 충격부하 대응 부족, 고농도 오염원 유입시의 처리시간 증대, 비강우시의 미생물 유지 문제 및 미생물 자산화에 따른 미생물 유실로 인한 2차 오염문제 유발 등 활성슬러지 운영상의 여러 문제를 가지고 있다.Therefore, for the biological treatment of contaminants, a biological treatment apparatus for non-point pollutants using the medium of patent 10-0701599 (registered on March 23, 2007) and a dual biofilm water treatment apparatus for 10-1433687 (registered on Apr. 08, 2014) In the case of microorganisms which are already registered but have been used for the biological treatment of existing patents, the activated sludge is used to cause the separation of microorganisms in the long term, leading to deterioration of intracellular function. Therefore, the concentration of microorganisms decreases, Can be lowered. In addition, there are various problems in the operation of activated sludge such as shortage of impact load during initial intensive rainfall, increase of treatment time at the time of introduction of high concentration source, microbial maintenance problem of nasal cavity, and secondary pollution problem due to microbial loss due to microbial asset .
미생물의 자가 고정화 방식을 이용한 호기성 그래뉼 슬러지는 종래의 활성슬러지에 비하여 밀도가 크고 조밀하여 강한 미생물적 구조를 지닌 입자를 형성시킴으로써 고농도의 미생물 유지가 가능하며 우수한 침전성 및 처리효율을 보유하고 고부하의 충격에도 견딜 수 있는 능력을 지닌 점에 있어 최근 많은 관심을 받고 있다. 호기성 그래뉼 슬러지 관련 특허의 경우 10-1272016(2013. 05. 31 등록), 10-1336988(2013. 11. 28 등록), 10-1378539(2014. 03. 20 등록)이 있으나 대부분 하·폐수처리를 위해 적용되고 있으며 초기우수 처리를 위한 적용은 전무한 실정이다.Aerobic granulation sludge using microorganism self-immobilization system is able to maintain high concentration of microorganism by forming dense and dense particles with strong microorganism structure compared to conventional activated sludge, and has excellent sedimentation and treatment efficiency. It has received a great deal of attention recently in terms of its ability to withstand impact. 10-1272016 (Registered on May 31, 2013), 10-1336988 (Registered on Nov. 31, 2013) and 10-1378539 (Registered on Mar. 20, 2014) are available for aerated granulated sludge related patents. And there is no application for early storm treatment.
이에, 본 발명자들은 기존 물리학적, 생물학적 처리기술의 문제를 해결하고자 예의 노력한 결과, 기존 물리적 처리기술의 처리효율 저하 문제를 보완하고 생물학적 처리기술의 미생물 유실, 충격부하 문제 해결을 위해 평균 직경 0.2 ~ 1.0 mm의 호기성 그래뉼 슬러지를 우수 처리에 적용하고 유입 우수량에 따라 탄력적인 대응이 가능할 뿐만 아니라 우수 내 오염원을 미생물의 에너지원으로 사용하여 부가 오염물질의 발생을 억제할 수 있고 메디아 타입의 여재 교체가 불필요하며, 우수 내 함유된 고농도 오염원의 충격부하에 대응할 수 있는 생물학적 처리 장치를 고안하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made intensive efforts to solve the problems of the existing physical and biological treatment techniques, and as a result, they have solved the problem of degradation of the processing efficiency of the existing physical treatment technology, 1.0 mm of aerobic granule sludge is applied to the treatment of good quality and it is possible to respond flexibly according to the amount of inflow water. It is also possible to suppress the generation of additional pollutants by using the pollutant source of good as an energy source of microorganisms. And a biological treatment apparatus capable of coping with the impact load of a high concentration source contained in the rainwater has been devised and the present invention has been completed.
본 발명의 목적은 합류식 하수관거 월류수에 함유되어 있는 고농도의 유기물 및 영양물질을 호기성 그래뉼 슬러지를 이용하여 처리하기 위한 것으로, 우수의 안정적인 처리를 통하여 하수처리시설의 유입 부하량을 저감시킬 수 있는 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 우수 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an aerobic granular sludge which can treat a high concentration of organic matter and nutrients contained in sewage sewage overflows by using aerobic granular sludge, And to provide an apparatus and a method for using the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 우수 유입구; 우수에 함유되어 있는 유기물을 제거할 수 있는 호기성 그래뉼 슬러지를 함유하는 반응조; 산기관; 및 호기성 그래뉼 슬러지의 유실 방지를 위한 여과망을 포함하는 우수 처리 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, A reaction tank containing an aerobic granule sludge capable of removing organic matter contained in the storm; Acid organs; And a filter net for preventing the loss of aerobic granule sludge.
본 발명은 또한, (a) 고농도 유기물을 함유하고 있는 우수를 처리 장치의 우수 유입부로 유입시키는 단계; (b) 유입된 우수의 유기물을 반응조 내 호기성 그래뉼 슬러지를 이용하여 저감시키는 단계; 및 (c) 유기물이 저감된 처리수를 반응조 상단 여과망을 통과시켜 처리수 방류구로 배출시키는 단계를 포함하는 상기 우수 처리 장치를 이용한 우수 처리 방법을 제공한다.The present invention also provides a process for the preparation of a treated product, comprising the steps of: (a) introducing a storm containing a high concentration organics into a well inlet of a treatment system; (b) reducing the introduced organic matter by using aerobic granular sludge in the reactor; And (c) discharging the treated water in which the organic matter has been reduced through the filter upper-end filter net to the treatment water discharge port.
본 발명에 따른 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 우수 처리 장치 및 방법은 호기성 그래뉼 슬러지를 우수 처리 장치 내에 충진시킴으로써, 우수에 함유되어 있는 고농도 유기물 및 영양물질 농도 조건에서도 미생물 유실 없이 장기간 운전이 가능하며 안정적으로 오염물질을 처리함과 동시에 활성슬러지를 기반으로 한 종래의 생물학적 우수 처리장치의 문제점인 충격부하 문제, 미생물 자산화 문제 등을 해결하여 원활한 장치운전이 가능하고, 호기성 그래뉼 슬러지의 우수한 침전성으로 인해 장치 내 호기성 그래뉼 슬러지를 고농도로 충진시킬 수 있어 고농도의 오염물질에 대한 충격부하에 강하며 짧은 수리학적 체류시간에 따른 장치의 부피를 최소화하고 단시간 내에 오염물질을 처리할 수 있는 효과가 있다.The apparatus and method for treatment using aerobic granule sludge according to the present invention can be operated for a long period of time without microbial loss even at high concentration organic matter and nutrient concentration conditions contained in storm water by filling aerobic granule sludge into the treatment apparatus, It is possible to smoothly operate the apparatus by solving the problems of shock load and microorganism asset, which are problems of the conventional biological excellent treatment apparatus based on activated sludge and at the same time, because of excellent sedimentation property of aerobic granule sludge, It is possible to fill the aerobic granule sludge at a high concentration, so that it is strong against the shock load against the high concentration of contaminants, minimizes the volume of the apparatus according to the short hydraulic residence time, and can treat pollutants in a short time.
도 1은 본 발명에 따른 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 우수 처리 장치의 개략도이다.
도 2는 호기성 그래뉼 슬러지를 함유하는 우수 처리 장치를 운전하였을 경우 BOD(생물화학적 산소요구량)의 제거효율을 나타낸 것이다.
도 3는 호기성 그래뉼 슬러지를 함유하는 우수 처리 장치를 운전하였을 경우 COD(화학적 산소요구량)의 제거효율을 나타낸 것이다.
도 4는 호기성 그래뉼 슬러지를 함유하는 우수 처리 장치를 운전하였을 경우 SS(부유물질)의 제거효율을 나타낸 것이다.
도 5는 호기성 그래뉼 슬러지를 함유하는 우수 처리 장치를 운전하였을 경우 TN(총질소)의 제거효율을 나타낸 것이다.1 is a schematic view of an apparatus for treatment of aerobic granulation sludge according to the present invention.
FIG. 2 shows the removal efficiency of BOD (biochemical oxygen demand) when a stormwater treatment apparatus containing aerobic granular sludge is operated.
FIG. 3 shows the removal efficiency of COD (chemical oxygen demand) when operating a stormwater treatment apparatus containing aerobic granular sludge.
FIG. 4 shows the removal efficiency of SS (suspended solids) when a stormwater treatment apparatus containing aerobic granule sludge is operated.
FIG. 5 shows the removal efficiency of TN (total nitrogen) when a stormwater treatment apparatus containing aerobic granular sludge is operated.
본 발명은 하기의 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 하기의 설명은 본 발명의 바람직한 구체적인 예를 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 개별 구성에 관한 세부 사항은 후술하는 관련 기재의 구체적 취지에 의하여 적절히 이해될 수 있다.The present invention can be all accomplished by the following description. It is to be understood that the following description is only illustrative of preferred embodiments of the invention, but the invention is not necessarily limited thereto. It is to be understood that the accompanying drawings are included to provide a further understanding of the invention and are not to be construed as limiting the present invention. The details of the individual components may be properly understood by reference to the following detailed description of the related description.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.
본 명세서에서 사용되는 용어는 하기와 같이 정의될 수 있다.The terms used in this specification can be defined as follows.
"초기우수”는 강우 초기에 빗물이 대기중이나 지표면의 오염물질이 고농도로 함유된 빗물을 의미한다."Early storm" means rainwater in the early stage of rainfall, which is atmospheric, but contains high concentrations of contaminants on the surface.
"우수”는 초기우수를 포함하여 강우 초기부터 강우 종료까지의 빗물을 의미한다. 초기우수와 우수 내 함유되어 있는 오염원 농도의 경우 지역별, 강우량, 강우 지속시간, 강우강도 등에 따라 매우 높은 차이를 나타낸다."Excellent" refers to the rainfall from the beginning of the rainfall to the end of the rainfall including the initial rainfall. The pollutant concentrations contained in the initial rainfall and rainfall are very different according to the region, rainfall, duration of rainfall, rainfall intensity .
본 발명에서는 호기성 그래뉼 슬러지를 우수 처리 장치 내에 충진시킴으로써, 우수에 함유되어 있는 고농도 유기물 및 영양물질 농도 조건에서도 미생물 유실 없이 장기간 운전이 가능하며 안정적으로 오염물질을 처리할 수 있으며, 특히 초기 우수 처리에 유용한 것을 확인하였다. According to the present invention, by filling the aerobic granular sludge into the treatment unit, it is possible to operate for a long time without losing microorganisms even at high concentrations of organic matter and nutrient concentration contained in the storm, and to treat the pollutants stably, And found useful.
아울러, 활성슬러지를 기반으로 한 종래의 생물학적 우수 처리장치의 문제점인 충격부하 문제, 미생물 자산화 문제 등을 해결하여 원활한 장치운전이 가능하고, 호기성 그래뉼 슬러지의 우수한 침전성으로 인해 장치 내 호기성 그래뉼 슬러지를 고농도로 충진시킬 수 있어 고농도의 오염물질에 대한 충격부하에 강하며 짧은 수리학적 체류시간에 따른 장치의 부피를 최소화하고 단시간 내에 오염물질을 처리할 수 있는 것을 확인하였다. In addition, it is possible to operate the apparatus smoothly by solving the problem of impact load, problem of microorganism asset, and the like, which are problems of the conventional biological excellent treatment apparatus based on activated sludge, and the aerobic granule sludge It can be filled with a high concentration, so that it is strong against the shock load against a high concentration of pollutants, and it is confirmed that the volume of the apparatus can be minimized according to a short hydraulic retention time and the pollutant can be treated in a short time.
도 1에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 우수 처리 장치(100)는 우수 유입구(10), 호기성 그래뉼 슬러지(21)가 구비된 반응조(20), 산기관(40); 및 여과망(30)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the apparatus for treating rainwater using the aerobic granular sludge of the present invention comprises a
본 발명은 일 관점에서, 우수 유입구; 우수에 함유되어 있는 유기물을 제거할 수 있는 호기성 그래뉼 슬러지를 함유하는 반응조; 산기관; 및 호기성 그래뉼 슬러지의 유실 방지를 위한 여과망을 포함하는 우수 처리 장치에 관한 것이다. The present invention, in one aspect, A reaction tank containing an aerobic granule sludge capable of removing organic matter contained in the storm; Acid organs; And a filtration net for preventing the loss of aerobic granule sludge.
보다 구체적으로, 본 발명의 우수 유입구는 처리 장치의 측면 하단에 위치하고, 상기 산기관은 처리 장치 하단에 부착되며, 상기 여과망은 처리 장치 상단에 설치된다. 호기성 그래뉼 슬러지는 유기물 제거능이 우수한 호기성 미생물을 포함하는 종속영양 미생물을 포함하고, 상기 호기성 그래뉼 슬러지는 평균 직경이 0.2 ~ 1.0 mm인 것이 바람직하다. 이때, 호기성 그래뉼 슬러지의 평균 직경이 0.2 mm 이하이면 침강성이 떨어지고 높은 혼합액 부유고형물(MLSS)을 유지하기 어렵고 여과망을 통과하여 장치 외부로 유실될 우려가 있으며, 평균 직경 1.0 mm 이상이면 호기성 그래뉼 슬러지 내부에서의 유기물 제한으로 인하여 슬러지 구조가 약화될 수 있으며 슬러지의 비표면적이 감소하여 유기물 처리효율이 낮아질 수 있다. More specifically, the stormwater inlet of the present invention is located at the lower side of the treatment apparatus, and the diffuser is attached to the lower end of the treatment apparatus, and the filter network is installed at the upper end of the treatment apparatus. Preferably, the aerobic granule sludge comprises a heterotrophic microorganism comprising an aerobic microorganism having excellent organic matter-removing ability, and the aerobic granular sludge has an average diameter of 0.2 to 1.0 mm. If the average diameter of the aerobic granule sludge is less than 0.2 mm, it is difficult to maintain the high suspended solids concentration (MLSS) and may be lost to the outside of the device through the filter net. If the average diameter is 1.0 mm or more, , The sludge structure may be weakened and the specific surface area of the sludge may be reduced to lower the organic material treatment efficiency.
본 발명에 있어서, 유기물 제거능이 우수한 호기성 미생물은 마이크로코쿠스(Micrococcus), 슈도모나스(Pseudomonas), 바실러스(Bacillus), 파라코쿠스(Paracoccus), 아세토박테리움(Acetobacterium), 스태필로코쿠스(Staphylococcus), 버크홀데리아(Burkholeria), 산토모나스(Xanthomonas), 아스로박터(Arthrobacter) 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다. In the present invention, the aerobic microorganisms having excellent organic removal ability are selected from the group consisting of Micrococcus, Pseudomonas, Bacillus, Paracoccus, Acetobacterium, Staphylococcus, , Burkholeria, Xanthomonas, Arthrobacter, or a mixture thereof.
본 발명에 있어서, 여과망은 호기성 그래뉼 슬러지의 유실 방지를 위해 0.1 ~ 0.2 mm인 것이 바람직하고, 호기성 그래뉼 슬러지에 의해 처리된 우수의 월류에 의한 배출을 위한 배출구를 포함하는 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 우수 처리 장치를 제공한다. In the present invention, the filter net is preferably 0.1 to 0.2 mm in order to prevent the loss of the aerobic granulated sludge, and it is preferable that the filtration net is treated with an aerobic granulated sludge and an aerobic granulated sludge, Device.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 우수 처리 장치(100)의 개략도로, 고농도의 유기물을 함유하고 있는 우수를 우수 유입구(10)를 통하여 처리 장치의 반응조(20)로 유입시키고, 유입된 우수의 유기물을 반응조 내 충진된 호기성 그래뉼 슬러지(21)를 이용하여 저감시킨다. 오링(31)은 처리 장치 하부 및 상부 연결부의 누수 및 간극 방지를 위한 것이며, 산기관(40)은 공기 공급을 위해 송풍기(41)에 연결되어 있으며 공급된 공기는 장치 내부를 호기 상태로 유지시켜 호기성 그래뉼 슬러지 표면에 우점화된 종속영양 미생물의 유기물 산화반응을 이루어지게 하여 에너지를 얻고, 세포합성을 하여 우수 내의 유기물이 미생물의 새로운 세포(C5H7O2N), CO2 등으로 전환되어 제거된다. 이때, 1kg의 C5H7O2N 을 합성하기 위해서는 0.12kg의 질소와 0.025kg의 인이 소비된다. 이것을 식으로 나타내면 다음과 같다.FIG. 1 is a schematic view of a
CHON(유기물) + O2 + 영양소 → C5H7O2N + CO2 + NH3 + 기타 생성물CHON (organic matter) + O 2 + nutrients → C 5 H 7 O 2 N + CO 2 + NH 3 + other products
유기물이 저감된 처리수는 반응조 상단의 여과망(30)을 통과하면서 처리수 월류(51)되어 방류구(50)로 처리수 방류(52)되어 배출시키는 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 우수 처리 장치이다. The treated water in which the organic matter is reduced passes through the
본 발명은 다른 관점에서, (a) 고농도 유기물을 함유하고 있는 우수를 처리 장치의 우수 유입부로 유입시키는 단계; (b) 유입된 우수의 유기물을 반응조 내 호기성 그래뉼 슬러지를 이용하여 저감시키는 단계; 및 (c) 유기물이 저감된 처리수를 반응조 상단 여과망을 통과시켜 처리수 방류구로 배출시키는 단계를 포함하는 상기 우수 처리 장치를 이용한 우수 처리 방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a process for the production of a high-strength organic material, comprising the steps of: (a) introducing storms containing high- (b) reducing the introduced organic matter by using aerobic granular sludge in the reactor; And (c) discharging the treated water in which the organic matter has been reduced through the filter upper-end filter net to the treatment water discharge port.
본 발명에 있어서, 상기 (a), (b) 및 (c)단계를 반복적으로 수행하여 우수의 유기물을 제거할 수 있다. In the present invention, the steps (a), (b), and (c) may be repeatedly performed to remove the organic matters.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It will be apparent to those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 우수 처리 장치 오염원 제거효율Effluent removal efficiency of aerobic granulation sludge
우수에 함유되어 있는 오염원 저감을 위해 초기 유입 BOD, COD, SS, TN 농도를 각각 101 mg/L, 220 mg/L, 38.3 mg/L, 28.4 mg/L로 고정하여 우수 처리 장치의 운전시간에 따른 오염원 제거효율을 측정하였다. 우수 처리 장치의 부피는 총 35.3 L이고, 처리 장치 내 주입된 호기성 그래뉼 슬러지는 혼합액 부유고형물(MLSS) 농도가 2,000 mg/L가 되도록 주입하였다. 상기와 같이 제작된 우수 처리 장치의 수리학적 체류시간은 1시간으로 운전하였으며, 유입유량은 34.8 L/hr로 정량펌프를 이용하여 연속적으로 주입하였다. 공기 주입은 송풍기를 이용하여 처리 장치 하단에 부착된 산기관을 통하여 1 L/min의 유량으로 공기를 주입하였다. 표 1, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5는 실시예에 따른 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 우수 처리 장치 오염원 제거효율을 나타낸 것이다. The initial influent BOD, COD, SS and TN concentrations were fixed at 101 mg / L, 220 mg / L, 38.3 mg / L and 28.4 mg / L, respectively, The pollutant removal efficiency was measured. The volume of the stormwater treatment apparatus was 35.3 L in total, and the aerobic granular sludge injected into the treatment apparatus was injected so that the mixed solution suspended solids (MLSS) concentration was 2,000 mg / L. The hydraulic retention time of the above-described clean-up apparatus was 1 hour, and the inflow rate was 34.8 L / hr, which was continuously injected using a metering pump. Air was injected at a flow rate of 1 L / min through an air diffuser attached to the bottom of the treatment apparatus using a blower. Table 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 5 show the pollutant removal efficiency of the storm sewer system using the aerobic granular sludge according to the embodiment.
BOD의 경우, 운전 시작 30분 후 BOD 농도가 37 mg/L로 나타났으며 63.4%의 제거효율을 나타냈다. 또한, 운전 시작 1시간 후의 BOD 농도는 7 mg/L로 나타났으며 93.1%의 제거효율을 나타냈다. 이러한 결과는 기존에 등록된 생물막(메디아)을 이용한 비점오염원 처리장치에 관한 특허에서 제시한 유기물 제거효율 46%(체류시간 2시간 기준)에 비하여 우수한 성능을 나타냈다. In the case of BOD, the BOD concentration was 37 mg / L and the removal efficiency was 63.4% after 30 minutes of operation. In addition, the BOD concentration was found to be 7 mg / L 1 hour after the start of operation, and the removal efficiency was 93.1%. These results show that the organic removal efficiency of 46% (based on 2 hours of residence time) was superior to that of the existing non - point source treatment system using biofilm (media).
COD의 경우, 운전 시작 30분 후 COD 농도가 97 mg/L로 나타났으며 55.9%의 제거효율을 나타냈으며 운전 시작 1시간 후의 COD 농도는 13 mg/L로 나타났으며 94.1%의 제거효율을 나타냈다.In COD, COD concentration was 97 mg / L after 30 minutes of operation and showed 55.9% removal efficiency. COD concentration was 13 mg / L after 1 hour of operation and 94.1% removal efficiency .
SS의 경우, 운전 시작 30분 후 SS 농도가 9.4 mg/L로 나타났으며 75.5%의 제거효율을 나타냈으며 운전 시작 1시간 후의 SS 농도는 4.8 mg/L로 나타났으며 87.4%의 제거효율을 나타냈다. In SS, the SS concentration was 9.4 mg / L after 30 minutes of operation and showed 75.5% removal efficiency. SS concentration was 4.8 mg / L after 1 hour of operation and 87.4% removal efficiency .
TN의 경우, 운전 시작 30분 후 TN 농도가 3.8 mg/L로 나타났으며 86.6%의 제거효율을 나타냈으며 운전 시작 1시간 후의 TN 농도는 0.4 mg/L로 나타났으며 98.5%의 제거효율을 나타냈다.In TN, the TN concentration was 3.8 mg / L and the removal efficiency was 86.6%. After 1 hour, TN concentration was 0.4 mg / L and the removal efficiency was 98.5% .
메디아(여과사)를 이용한 초기우수처리에 관한 연구에서는 COD, SS, TN의 최대 제거효율이 각각 73.1%, 86.5%, 13.7%로 나타나 SS의 경우 본 실시예의 결과와 유사한 결과를 나타냈지만 COD 및 TN의 경우 상대적으로 낮은 제거효율을 나타냈다.The maximum removal efficiencies of COD, SS, and TN were 73.1%, 86.5%, and 13.7%, respectively, in the case of initial treatment with media (filter paper) TN showed relatively low removal efficiency.
또한, 고속여과공정을 이용한 비점오염원의 월류수 처리효율에 관한 연구에서는 BOD, SS, TN의 최대 제거효율이 각각 34.8%, 64.3%, 26.6%로 나타나 상기 메디아(여과사)를 이용한 초기우수처리에 관한 연구와 마찬가지로 본 실시예의 결과에 비하여 상대적으로 낮은 오염원 제거효율을 나타냈다.The maximum removal efficiencies of BOD, SS and TN were 34.8%, 64.3%, and 26.6%, respectively, in the study on the effluent treatment efficiency of nonpoint source by using the high-speed filtration process. The pollutant removal efficiency was relatively low as compared with the results of this embodiment.
G사의 와류형 친전 및 부상분리+필터를 이용한 초기우수처리시설의 경우 BOD, TSS의 제거효율을 각각 60%, 80%로 제시하고 있으며, D사의 볼택스+여과 방식을 이용한 시설의 경우 BOD, SS, TN의 제거효율을 각각 80%, 90%, 50%로 제시하고 있다. P사의 스크류 스크린+중력침강+여과 공정이 조합된 초기우수처리시설의 경우 BOD, SS, T-N의 제거효율을 각각 60%, 70%, 30%로 제시하고 있으며 K사의 다단침전+다단여과 초기우수처리시설의 경우 BOD, SS, T-N 제거효율을 모두 80%로 제시하고 있다. E사의 여과 공정을 이용한 초기우수처리시설의 경우 BOD, TN의 제거효율을 모두 50%로 제시하고 있다.The removal efficiency of BOD and TSS is 60% and 80%, respectively, for the early stormwater treatment facility using the swirl type electrophoresis and floating separation filter of G. In the case of the facility using D type ball tax + filtration method, BOD, SS, and TN removal efficiencies of 80%, 90%, and 50%, respectively. The removal efficiency of BOD, SS and TN is 60%, 70% and 30%, respectively, in the case of the initial stormwater treatment facility where P screw screen + gravity sedimentation + filtration process is combined. In the case of the treatment facilities, BOD, SS and TN removal efficiencies are all 80%. The removal efficiency of BOD and TN is 50% in the case of the early stormwater treatment facility using E filtration process.
상기 제시한 기존 물리적 처리방법을 적용한 초기우수처리시설의 오염원 제거효율을 살펴보면 BOD, SS에 비하여 TN의 경우 상대적으로 낮은 제거효율을 나타내고 있으며 이러한 결과는 물리적 처리방법을 통한 TN 제거가 제한적이라는 결과를 나타내고 있다.The removal efficiencies of the pollutants of the early stormwater treatment plants using the existing physical treatment methods are relatively low compared to BOD and SS. These results indicate that TN removal by the physical treatment method is limited. Respectively.
표 2는 기존의 우수 처리방법과 본 발명의 장단점을 비교한 것으로, 물리적 처리방법은 소요부지 면적이 적고 오염원 처리기간이 짧으며 대규모 유량처리가 가능하면서 SS 처리효율이 우수한 장점이 있는 반면, 오염물질을 단순배제하는 기능을 수행하고 용존성 물질을 제거하는데 어려움이 있고, TN 제거에도 제한적이다. 아울러, 포집 오염물질의 주기적인 제거가 필요하고, 유지 관리비가 높으며 화학적 처리 포함시 약품 및 침전조가 추가로 필요하는 등 많은 단점을 가지고 있다. 생물학적 처리방법은 유지관리비가 낮고 용존성 물질 제거효율이 우수한 반면, 불명수 유입 대처능력이 부족하고 오염원 처리기간이 장기간 소요되며 비강우시 미생물 유지에도 문제가 있다. 또한, 소요부지 면적이 높고 장기간 운영 시 기능이 저하되며, 고농도의 초기강우의 대응성이 부족하는 등 많은 단점을 가지고 있다.Table 2 shows the comparison between the conventional method and the advantages and disadvantages of the present invention. The physical treatment method has a small area, a short period of pollution source treatment, It is difficult to perform a simple exclusion of the substance and to remove the dissolved substance, and it is also limited to the TN elimination. In addition, there are many disadvantages such as periodic removal of trapped pollutants, high maintenance cost, additional chemicals and sedimentation tank when chemical treatment is included. Biological treatment methods have low maintenance cost and excellent removal efficiency of dissolved materials. However, they have insufficient ability to cope with unknown influxes, have a long period of pollutant treatment period, and have problems in maintaining nasal wastewater microorganisms. In addition, it has many disadvantages such as high land area, low performance in long - term operation, insufficient response of high concentration of initial rainfall.
반면, 본 발명은 소요부지 면적이 적고 오염원 처리기간이 짧으며 고농도의 초기강우에도 대응성이 우수하다. 미생물 유실문제도 없으며, 슬러지 발생량이 거의 없고 유지관리비가 낮고, 유지관리의 편의성 또한 우수하고 용존성 물질 제거효율 또한 우수한 장점을 가지고 있다. On the other hand, the present invention has a small footprint, short duration of pollution source treatment, and excellent resistance to high concentration of initial rainfall. There is no problem of microbial loss, sludge generation is low, maintenance cost is low, maintenance convenience is excellent, and dissolved substance removal efficiency is also excellent.
·오염원 처리기간 짧음
·대규모 유량처리 가능
·SS 처리효율 우수
· Less land area required
· Short duration of pollutant treatment
· Large-scale flow processing possible
· Excellent SS processing efficiency
·용존성 물질 제거효율 우수
· Low maintenance cost
· Excellent removal efficiency of dissolved materials
·오염원 처리기간 짧음
·고농도 초기강우의 대응성 우수
·미생물 유실문제 없음
·슬러지 발생량 거의 없음
·유지관리의 편의성 우수
·유지관리비 낮음
·용존성 물질 제거효율 우수· Less land area required
· Short duration of pollutant treatment
· Excellent response of high concentration initial rainfall
· No problem of microbial loss
· Almost no sludge generation
· Excellent maintenance convenience
· Low maintenance cost
· Excellent removal efficiency of dissolved materials
·용존성 물질 제거 어려움
·총질소 제거 제한적
·포집 오염물질의 주기적인 제거 필요
·유지관리비 높음
·기계고장시 대처 어려움
·전문인력의 주기적인 관리 필요
·화학적 처리 포함시 약품 및 침전조 필요· Simplified elimination of pollutants
· Difficulty in removing dissolved substances
· Total Nitrogen Removal Limited
· Periodic removal of trapped contaminants
· High maintenance cost
· Difficulty in dealing with machine failure
· Periodic management of professional personnel required
· Drug and sedimentation tank required for chemical treatment
·오염원 처리기간 장기간 소요
·유지관리의 전문성 필요
·소요부지 면적 높음
·공정 제어요소가 많음
·장기간 운영시 기능저하
·비강우시 미생물유지 문제
·미생물 유실 문제
·고농도 초기강우의 대응성 부족
·잉여슬러지 처리 필요
·여재 이용시 주기적인 교환 필요· Lack of ability to cope with unknown inflows
· Long term treatment period
· Maintenance expertise required
· Required land area is high
· Large number of process control elements
· Functional degradation in long-term operation
· Problems of maintaining nasal cavity microorganisms
· Microbial loss problem
· Lack of responsiveness of high concentration initial rainfall
· Surplus sludge treatment required
· Regular exchange is required when using filter media
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will readily appreciate that many modifications are possible, will be. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
100: 우수 처리 장치
10: 우수 유입구
20: 반응조
21: 호기성 그래뉼 슬러지
30: 여과망
31: 오링
40: 산기관
41: 송풍기
50: 방류구
51: 처리수 월류
52: 처리수 방류100: Excellent treatment apparatus 10: Excellent inlet
20: Reactor 21: Aerated granule sludge
30: filter net 31: O-ring
40: diffuser 41: blower
50: Outlet 51: Processed water overflow
52: Discharge of treated water
Claims (7)
(a) 고농도 유기물을 함유하고 있는 우수를 처리장치의 우수 유입부로 유입시키는 단계;
(b) 유입된 우수의 유기물을 반응조 내 호기성 그래뉼 슬러지를 이용하여 저감시키는 단계; 및
(c) 유기물이 저감된 처리수를 반응조 상단 여과망을 통과시켜 처리수 방류구로 배출시키는 단계.A method for treating stormwater using the treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5, comprising the steps of:
(a) introducing storms containing high concentrations of organic material into the well inlet of the treatment system;
(b) reducing the introduced organic matter by using aerobic granular sludge in the reactor; And
(c) discharging the treated water in which the organic matter is reduced through the filter net at the upper end of the reaction tank and discharging the treated water through the treated water outlet.
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ID=60164008
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150148869A KR20170048024A (en) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Apparatus and Method for Treating Rainwater using Aerobic Granular Sludge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20170048024A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116715361A (en) * | 2023-06-29 | 2023-09-08 | 海南大学 | Polluted rainwater full biochemical treatment device and method utilizing residual activated sludge to strengthen adsorption effect |
-
2015
- 2015-10-26 KR KR1020150148869A patent/KR20170048024A/en active Search and Examination
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116715361A (en) * | 2023-06-29 | 2023-09-08 | 海南大学 | Polluted rainwater full biochemical treatment device and method utilizing residual activated sludge to strengthen adsorption effect |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment |