KR20180109774A - The Rotary Fluidized BioFilm Media with Improved Fluidity and Reaction Efficiency - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, a fluidized biofilm support comprises: an outer support having a plurality of through-holes and a space while microbes proliferate by being attached; a microbial contact material having a specific surface area and a large porosity in which microbes proliferate by being attached while having a penetrable flow path; and a blade and a rotation unit capable of converting the flow of a fluid into a rotational force. The blade and the rotation unit act as a structural material and a biofilm support, and rotate the biofilm support by functioning as an aberration for converting flow energy of the fluid into rotational force. The biofilm support includes one of the following functions: contact enhancing functions for increasing the contact frequency between microorganisms and contaminants; entangling prevention functions for preventing entangling between the biofilm supports; microbubble and scum detachment functions for preventing attachment of microbubbles and scum; and scum layer disturbance functions for disturbing scum layers stacked on a water side.

Description

회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체{The Rotary Fluidized BioFilm Media with Improved Fluidity and Reaction Efficiency}Technical Field [0001] The present invention relates to a fluidized biofilm carrier which improves fluidity and reaction efficiency by rotating a fluidized biofilm medium,

본 발명은 생물학적 반응기에 충전되어 미생물이 부착증식하는 유동상 생물막담체에 관한 것으로, 부착증식하는 미생물과 기질의 접촉이 증가되어 반응효율이 증대되고, 엉킴이 방지되어 유동성이 개선되며, 구조적으로 견고한 유동상 생물막담체에 관한 것이다.The present invention relates to a fluidized biofilm carrier filled with a biological reactor and adhered to the microfluidic device, wherein the contact between the microorganism and the substrate is increased so that the reaction efficiency is increased, the entanglement is prevented and the fluidity is improved, To a fluidized bed biofilm carrier.

미생물이 부착 증식되는 유동상 생물막담체는 발효조, 소화조 및 생물학적 하폐수처리시설의 반응기 등에서 미생물의 복합증식공정에 사용되는 것으로, 부유증식에 의한 단일증식과 비교하여 슬러지 발생량과 부지 소요가 작고, 부하변동에 탄력적으로 대응할 수 있으며 처리수질이 안정되는 등 많은 장점이 있다. The fluidized biofilm carrier in which the microorganisms adhere to and proliferate is used in the combined proliferation process of microorganisms in a fermentation tank, a digestion tank and a reactor of a biological wastewater treatment facility. The sludge generation amount and site requirement are smaller than the single proliferation by suspension proliferation, And the quality of the treated water is stabilized.

생물막담체는 크게 고정상과 유동상으로 구분되는데 그중 고정상 생물막담체는 설치비가 많이 소요되고, 생물막의 슬러지일령(Sludge Age)이 장기화되며, 추가 설치 또는 제거가 어려운 문제점이 있다. 반면에 유동상 생물막담체는 반응조에 투입하는 것으로 설치가 완료되므로 설치가 용이하고, 필요에 따라 추가 투입 또는 제거가 가능하므로 간편하게 충전량을 임의로 조절할 수 있으며, 유동에 따른 전단력에 의해 노후 생물막이 탈리(Sloughing)되므로 슬러지일령이 저절로 조절되는 장점이 있다.The biofilm carrier is largely divided into a fixed bed and a fluidized bed. Of these, the fixed bed biofilm carrier requires a large installation cost, and the sludge age of the biofilm is prolonged, making it difficult to install or remove the biofilm. On the other hand, since the fluidized bed biofilm carrier is installed in the reaction tank, it is easy to install because it is installed and can be additionally charged or removed as needed, so that the charged amount can be arbitrarily adjusted arbitrarily and the aged biofilm is desorbed Sloughing is one of the advantages of sludge aging.

본 출원인은 이와 같이 장점을 보유한 유동상 생물막담체의 내구성과 유동성 및 미생물의 부착증식량 등이 확보될 수 있도록 지속적으로 연구개발 하였으며 대한민국 특허 제10-0105715호「오·폐수 처리용 미생물접촉재 유니트」, 제10- 0108262호「비중조절이 가능한 오·폐수 처리용 미생물접촉재 유니트」, 제10-0120486호「유동형 오·폐수 처리용 미생물접촉재 유니트」, 제10-0161202호「오·폐수 처리용 생물막접촉재」, 제10-0291829호「세라믹담체의 비중을 조절한 생물막접촉재 유니트」, 제10-0350049호「유동상 생물막담체 및 그 제조방법」, 제10-0453233호「비표면적, 생체친화성 및 유동성이 개선된 생물막담체」, 제10-0636706호「유동상 생물막담체 및 열팽창과 냉각수축을 이용한 유동상 생물막담체의 조립방법」, 제10-0780194호「유동상 생물막담체」등을 고안하여 특허등록 공개하였다.The Applicant has continuously researched and developed the durability and fluidity of the fluidized bed biofilm carrier having such advantages and the amount of microbial growth and the like. Korean Patent No. 10-0105715 entitled " Microorganism Contact Unit for Treatment of Wastewater & 10-108262 " microorganism contact unit for treatment of waste water and wastewater capable of controlling specific gravity ", 10-0120486, " microorganism contact unit for treating fluidized wastewater ", 10-0161202 " 10-0291829 " Biofilm contact unit having controlled specific gravity of ceramic carrier ", 10-0350049 " Fluidized-bed biofilm carrier and production method thereof ", 10-0453233 " Specific surface area , Biofilm and fluidity improved biofilm carrier ", 10-0636706" Fluidized-bed biofilm carrier and method for assembling fluidized biofilm carrier using thermal expansion and cooling shrinkage ", 10-0780194" Fluidized-bed biofilm carrier " Back And registered as a patent.

그런데 본 출원인이 특허등록한 상기 발명들은 유동상 생물막담체의 조립, 미생물 접촉재의 구성, 및 유동을 위한 비중조절 등에 치중함에 따라 유동과정에서 유동상 생물막담체들이 서로 얽혀서 유동성이 저하되거나 반응기의 일측에 적체되는 문제는 해소되지 못하였다.However, the above-mentioned inventions patented by the present applicant are focused on the assembly of the fluidized bed biofilm carrier, the constitution of the microbial contact material, and the specific gravity for flow, and the fluidized biofilm carriers are intertwined with each other in the flow process, The problem that has been solved has not been solved.

또한, 종래의 유동상 생물막담체들은 기포와 수류의 유동을 따라서 수동적으로 유동하며 주로 직선형태로 유동하게 되므로 생물막과 오염물질의 접촉빈도가 낮은 문제점이 있었다. 이에 본 출원인의 상기 특허 제10-0780194호 에서는 유동상 생물막담체의 부력중심과 무게중심을 서로 이격시켜서 어느 일측으로 무게중심이 편중되도록 구성하였다. 그러나 일측으로 편중된 무게중심으로 인하여 유동과정에서 유동상 생물막담체의 회전이 제한되어 안정적인 선형운동이 이루어지므로 유동성과 접촉효율의 개선은 기대에 미치지 못하였다. In addition, conventional fluidized bed biofilm carriers passively flow along the flow of bubbles and water currents, and flow mainly in a straight line form, so that there is a low frequency of contact between biofilm and contaminants. Thus, in the patent application No. 10-0780194 of the present applicant, the buoyancy center and the center of gravity of the fluidized biofilm carrier are spaced apart from each other, so that the center of gravity is biased to one side. However, due to the biased center of gravity on one side, the rotation of the fluidized bed biofilm carrier is restricted in the flow process, and stable linear movement is performed, so that the improvement of fluidity and contact efficiency is not expected.

이에 본 출원인의 상기 특허 제10-0636706호 및 특허 제10-0780194호 에서는 회전이 이루어지면서 나선형태로 유동되도록 유동상 생물막담체의 외벽에 하나 이상의 날개깃을 구비하였다. 그러나 날개깃 측으로 수류가 유도되지 못하였고 무엇보다 유동상 생물막담체의 외부로 돌출되어 있는 날개깃으로 인하여 유동상 생물막담체들 간의 얽힘을 가중시켜서 수면에 적층되고 유동성이 저하되기도 하였다.Thus, in the above-mentioned Japanese Patent No. 10-0636706 and Japanese Patent No. 10-0780194, the applicant has provided one or more vanes on the outer wall of the fluidized biofilm carrier so that the vortex flows in the form of a spiral while being rotated. However, the water flow could not be induced on the side of the wing feathers, and moreover, due to the wing feathers protruding to the outside of the fluidized biofilm carrier, the entanglement between the fluidized biofilm carriers was increased and the fluidity was lowered.

또한, 종래의 유동상 생물막담체들은 반응과정에서 생성되는 기포, 예를 들면 질소산화물이 생물학적으로 환원되는 탈질반응시에 생성되는 유리질소(N2), 혐기성 반응조에서 발생되는 NH3, H2 등과 같은 기체들이 미세기포 형태로 담체의 내외부 표면에서 발생되어 탈리되지 않고 상당 시간동안 부착되어 있게 된다. 비중이 매우 작은 미세기포의 부착으로 인해 유동상 생물막담체는 겉보기 비중이 작아지게 되고 부력에 의해 부상하여 수면측에 적체되므로 유동성이 저하되는 문제가 있다. 이에 유동상 생물막담체의 내외부 표면에서 미세기포가 탈리될 수 있도록 유동상 생물막담체 표면에 보다 강한 전단력이 필요하며 유동상 생물막담체를 회전시켜서 생물막과 반응액 사이에 상대속도의 발생에 의한 전단력이 생성되도록 하는 방법이 하나의 대안이 될 수 있다. In addition, the conventional fluidized bed biofilm carriers may include free nitrogen (N 2 ) generated during the denitrification process in which bubbles generated during the reaction, such as nitrogen oxides, are biologically reduced, NH 3 and H 2 generated in the anaerobic reactor The same gases are generated on the inner and outer surfaces of the carrier in the form of fine bubbles and are attached for a considerable time without being desorbed. Due to the attachment of minute bubbles having a very small specific gravity, the fluidized biofilm carrier has a small apparent specific gravity and floats due to buoyancy and accumulates on the side of the water surface. Therefore, stronger shear force is required on the surface of the fluidized bed biofilm carrier so that the microbubbles can be desorbed from the inner and outer surfaces of the fluidized bed biofilm carrier, and the fluidized biofilm carrier is rotated to generate shear force due to the relative velocity between the biofilm and the reaction fluid One way to do this is to have an alternative.

또한, 반응과정에서 생성되는 스컴이 문제가 되는데, 예를 들면 하폐수처리시설의 생물학적 반응기의 수면에 부유하는 주로 유지방과 계면활성 물질로 이루어지는 비중이 낮고 점도가 큰 스컴이 부착되어 유동상 생물막담체의 겉보기 비중이 낮아지고 수면측으로 부상 및 적체되어 유동성이 저하되기도 한다. 이러한 스컴은 반응기의 수면측에 모여서 비교적 점성이 큰 스컴층을 이루기도 하므로 유동과정에서 수면측으로 상승하는 유동상 생물막담체들을 스컴층이 포집하고 수면 아래로 침강하지 못하도록 붙들게 되므로 스컴층을 매개로 담체들이 서로 얽혀서 적체되는 문제의 원인이 되기도 한다. 따라서 유동상 생물막담체가 붙들리지 않고 원활하게 유동될 수 있도록 스컴층을 교란시킬 수 있는 개선안이 요구된다.In addition, scum generated in the reaction process becomes a problem. For example, a scum having a low specific gravity and a high viscosity, which is mainly composed of a milk fat floating on a water surface of a biological reactor of a wastewater treatment facility and a surfactant, The apparent specific gravity is lowered, and the fluidity is deteriorated due to floating and accumulation on the water side. Since the scum collects on the water surface side of the reactor to form a relatively viscous scum layer, the scum layer is captured by the fluidized biofilm carriers ascending to the water surface during the flow process and is held so as not to settle down below the water surface. It is also a cause of the problem that the carriers become entangled with each other. Therefore, an improvement measure capable of disturbing the scum layer is required so that the fluidized biofilm carrier can smoothly flow without being caught.

또한, 본 출원인이 출원공개한 상기 특허들이 제시하는 방법에 따라 유동에 적합한 유동상 생물막담체의 비중을 확보하더라도 담체의 겉보기 비중을 낮추는 미세기포 및 스컴부착 문제가 해소되지 않은 상태에서는 유동성이 담보될 수 없다. 특히, 유동상 생물막담체의 내외부 표면에 부착증식하는 생물막의 표면에 부착되는 기포와 스컴은 유동성을 저해함은 물론, 생물막과 기질간의 접촉을 차단시켜서 반응효율을 저하시키게 되므로 유동성의 개선은 물론, 반응효율의 향상을 위해서는 스컴과 미세기포의 부착문제는 개선되어야 할 과제이다. Even if the specific gravity of the fluidized bed biofilm carrier suitable for flow is secured according to the methods disclosed by the applicants of the present applicant, fluidity is assured in the state where the problem of fine bubbles and scum adhesion which lower the apparent specific gravity of the carrier is not solved I can not. Particularly, the bubbles and scum adhering to the surface of the biofilm adhering to the inner and outer surfaces of the fluidized biofilm carrier interfere with the fluidity and also the contact between the biofilm and the substrate is blocked, thereby lowering the reaction efficiency. In order to improve the reaction efficiency, the problem of adhesion of scum and microbubbles is a problem to be improved.

특허 제10-0105715호Patent No. 10-0105715 특허 제10-0108262호Patent No. 10-0108262 특허 제10-0120486호Patent No. 10-0120486 특허 제10-0161202호Patent No. 10-0161202 특허 제10-0291829호Patent No. 10-0291829 특허 제10-0350049호Patent No. 10-0350049 특허 제10-0453233호Patent No. 10-0453233 특허 제10-0636706호Patent No. 10-0636706 특허 제10-0780194호Patent No. 10-0780194

이에 본 발명은 상술한 제 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 생물막담체의 내외부 표면에 부착증식하는 미생물과 기질의 접촉효율이 증대되고, 엉킴이 방지되어 유동성이 개선되며, 미생물의 증식과 유동을 위한 최적 조건을 갖추는 한편, 구조적으로 안정된 유동상 생물막담체를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a biofilm carrier which is improved in contact efficiency between a microorganism growing on the inner and outer surfaces of a biofilm carrier and a substrate, And to provide a structurally stable fluidized bed biofilm carrier.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체는, 비표면적이 증대되고 유체가 원활하게 유통될 수 있도록 다수개의 관통구와 상기 관통구를 통하여 외부와 서로 연통되는 공간이 구비되며 미생물이 부착증식하는 외곽 담체와 상기 외곽 담체의 내부 공간에 설치되며 미생물이 부착증식하는 비표면적과 공극율이 큰 다공성 부재로 이루어지는 미생물 접촉재와 상기 외곽 담체의 내측에 고정되도록 설치되어 상기 외곽 담체의 단면계수를 증대시키고 변형을 방지하는 구조체이며, 두께에 비하여 상대적으로 면적이 넓고 미생물이 부착증식하는 담체인 하나 이상의 블레이드를 포함하고, 상기 블레이드는, 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 수차로 작동하여 상기 외곽 담체 및 상기 미생물 접촉재를 회전시켜서, 생물막담체의 내외부 표면에 부착증식하는 미생물과 오염물질의 접촉 빈도를 증대시키는 접촉증대 작용과, 생물막담체들 사이에 형성되는 브릿지를 해체시켜서 서로 엉키는 것을 방지하는 엉킴방지 작용과, 미세기포 및 스컴의 부착을 방지하는 미세기포 및 스컴의 탈리 작용과, 수면측에 적층되는 스컴층을 교란시키는 스컴층 교란 작용중에서 어느 하나 이상의 작용을 할 수 있도록, 상기 외곽 담체의 내측으로부터 상기 공간의 중심부측 방향으로 돌출되며 상기 외곽 담체의 중심을 통과하는 중심 수직선 및 상기 중심 수직선의 평행선과 미리 정해진 각도로 경사지도록 설치되며 두께에 비하여 상대적으로 면적이 넓은 판상으로 이루어져 있다. In order to achieve the object of the present invention, a fluidized biofilm carrier in which the fluidity and the reaction efficiency are improved by the rotation of the present invention has a plurality of through-holes and through-holes so that the specific surface area increases and the fluid can flow smoothly. A microorganism contact member made of a porous member having a space communicating with the outside and having a specific surface area and a porosity large enough to adhere and proliferate microorganisms and installed in the inner space of the outer carrier, Wherein the blade includes at least one blade which is fixed to the outer carrier to increase the sectional modulus of the outer carrier and prevent deformation of the outer carrier, And the outer carrier and the outer carrier The microbial contact material is rotated to increase the contact frequency between microbes and contaminants that multiply on the inner and outer surfaces of the biofilm carrier and to prevent tangling by disassembling the bridge formed between the biofilm carriers, And a scum layer disturbing function for disturbing the scum layer laminated on the water surface side, and a scum layer disturbing action for disturbing the scum layer stacked on the water surface side, from the inside of the outer circumferential support A plate which is protruded in a direction toward the center of the space and is inclined at a predetermined angle with a central vertical line passing through the center of the outer peripheral carrier and a parallel line of the central vertical line and having a relatively large area compared to the thickness.

본 발명에 따른 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체에서, 상기 미생물 접촉재의 중앙부에 형성되며 유체가 원활하게 유통될 수 있도록 양측이 개방되어 있는 관통유로와 상기 관통유로의 내측에 설치되며 상기 관통유로를 통과하는 유체의 유동을 회전력으로 전환할 수 있는 내삽형 회전수단을 더 포함하고, 상기 내삽형 회전수단은, 상기 미생물 접촉재가 이탈 및 변형되지 않도록 하는 지지체이고, 미생물이 부착증식할 수 있는 담체이며, 상기 내삽형 회전수단은, 상기 미생물 접촉재 내측의 상기 관통유로를 통과하는 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 수차로 작동하여 회전력이 추가 생성될 수 있도록 하나 이상의 회전익을 포함하는 구성으로 이루어진다. In the fluidized biofilm carrier in which the fluidity and the reaction efficiency are improved by rotation according to the present invention, the fluidized biofilm carrier formed at the center of the microbial contact material and having a through flow path whose both sides are open so that fluid can flow smoothly, Wherein the microorganism contact member is provided with a micro-organism contact member, and the micro-organism contact member is installed on the micro-organism contact member and is capable of switching the flow of the fluid passing through the through- Wherein the interstitial rotating means operates as an aberration for converting the flow energy of the fluid passing through the through passage on the inside of the microbial contact member to a rotational force so that one or more rotor blades .

또한, 본 발명에 따른 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체에서, 상기 내삽형 회전수단은, 상기 관통유로가 수면 및 지면과 수직방향을 유지하는 직립상태에서 유동될 수 있도록 상기 외곽 담체와 상기 블레이드 및 상기 미생물 접촉재 중에서 어느 하나 이상의 것보다 상대적으로 비중이 더 크게 구성되고, 무게중심과 부력중심이 서로 이격되도록 상기 관통유로의 어느 일측에 설치되어 있다. In addition, in the fluidized biofilm carrier in which fluidity and reaction efficiency are improved by rotation according to the present invention, the interpolating rotation means is provided with a plurality of through- The outer peripheral carrier, the blade, and the microorganism contact material, and is provided on either side of the through-flow passage so that the center of gravity and the center of buoyancy are spaced apart from each other.

또한, 본 발명에 따른 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체의 다른 실시예는, 상기 내삽형 회전수단은, 상기 관통유로가 수면 및 지면과 수직방향을 유지하는 직립상태에서 유동될 수 있도록 상기 외곽 담체와 상기 블레이드 및 상기 미생물 접촉재 중에서 어느 하나 이상의 것보다 상대적으로 비중이 더 작게 구성되고, 무게중심과 부력중심이 서로 이격되도록 상기 관통유로의 어느 일측에 설치되어 있다.Another embodiment of the fluidized biofilm carrier in which fluidity and reaction efficiency are improved by the rotation according to the present invention is characterized in that the interpolation type rotation means is a fluidized bed type biofilm carrier in which the throughflow passage is in the upright state, The blade and the microorganism contact material are made smaller in specific gravity than the at least one of the outer carrier, the blade and the microorganism contact material so that the center of gravity and the center of buoyancy are spaced apart from each other.

본 발명에 따른 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체에서는, 상기 미생물 접촉재의 중앙부에 형성되며 유체가 원활하게 유통될 수 있도록 양측이 개방되어 있는 관통유로와 상기 관통유로의 양측에 형성되어 있는 개구부 중에서 어느 하나 이상의 개구부측의 상기 외곽 담체에 설치되며 상기 관통유로를 통과하는 유체의 유동을 회전력으로 전환할 수 있는 외곽형 회전수단을 포함하고, 상기 외곽형 회전수단은, 유동과정에서 유동상 생물막담체의 엉킴이 최소화되도록 상기 외곽 담체의 외부로 돌출되는 부분이 없고 외곽 담체의 형상이 유지되도록 설치되며, 상기 미생물 접촉재가 상기 외곽 담체의 외부로 이탈되지 않도록 지지체이고, 미생물이 부착증식하는 담체이며, 상기 외곽형 회전수단은, 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 수차로 작동하여 회전력이 추가 생성될 수 있도록 하나 이상의 회전익을 포함하여 이루어진다. In the fluidized biofilm carrier in which the fluidity and the reaction efficiency are improved by the rotation according to the present invention, the fluidized biofilm carrier formed at the central portion of the microbial contact material and having both sides opened to allow the fluid to flow smoothly, And an outer shape rotating means provided on the outer carrier on at least one of the openings and capable of switching the flow of the fluid passing through the through passage to rotational force, The support body is provided so as not to protrude to the outside of the outer carrier so that the entanglement of the fluidized biofilm carrier is minimized and the shape of the outer carrier is maintained so that the microorganism contact material is not released to the outside of the outer carrier, Wherein the outer peripheral rotating means rotates the flow energy of the fluid As to operate in the transition aberrations comprise one or more rotor blades so that the rotational force is added it may be created.

본 발명에 따른 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체에서, 상기 외곽형 회전수단은, 상기 관통유로의 양측에 형성되어 있는 개구부측의 상기 외곽 담체에 각각 설치되며, 상기 관통유로가 수면 및 지면과 수직방향을 유지하는 직립상태에서 유동될 수 있도록 비중이 서로 다르게 구성되어 무게중심과 부력중심이 서로 이격되는 구성으로 이루어진다. In the fluidized biofilm carrier in which the fluidity and the reaction efficiency are improved by the rotation according to the present invention, the outline type rotation means is provided on the outer carrier on the side of the opening formed on both sides of the through flow passage, And the center of gravity and the center of buoyancy are separated from each other so that they can be flowed in an upright state in which they are perpendicular to the water surface and the ground.

본 발명에 따른 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체에서, 상기 외곽형 회전수단은, 상기 관통유로의 양측에 형성되어 있는 개구부 중에서 어느 일측의 상기 외곽 담체에 설치되며, 상기 관통유로가 수면 및 지면과 수직방향을 유지하는 직립상태에서 유동될 수 있도록 상기 외곽 담체와 상기 블레이드 및 상기 미생물 접촉재 중에서 어느 하나 이상의 것보다 상대적으로 비중이 더 크게 구성되어 무게중심과 부력중심이 서로 이격되는 구성으로 이루어진다. In the fluidized biofilm carrier in which the fluidity and the reaction efficiency are improved by the rotation according to the present invention, the outer periphery type rotation means is provided on the outer periphery of either one of the openings formed on both sides of the through- And the microbial contact material, so that the center of gravity and the center of buoyancy of the microcavity contact member are relatively larger than one or more of the outer carrier, the blade, and the microbial contact material, .

본 발명에 따른 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체에서, 상기 외곽형 회전수단은, 상기 관통유로의 양측에 형성되어 있는 개구부 중에서 어느 일측의 상기 외곽 담체에 설치되며, 상기 관통유로가 수면 및 지면과 수직방향을 유지하는 직립상태에서 유동될 수 있도록 상기 외곽 담체와 상기 블레이드 및 상기 미생물 접촉재 중에서 어느 하나 이상의 것보다 상대적으로 비중이 더 작게 구성되어 무게중심과 부력중심이 서로 이격되는 구성으로 이루어진다. In the fluidized biofilm carrier in which the fluidity and the reaction efficiency are improved by the rotation according to the present invention, the outer periphery type rotation means is provided on the outer periphery of either one of the openings formed on both sides of the through- And the microorganism contact material, so that the center of gravity and the center of buoyancy of the microorganism contact material are smaller than one or more of the outer carrier, the blade, and the microbial contact material, .

본 발명에 따른 유동상 생물막 담체는, 미생물이 부착증식하는 외곽 담체와, 미생물 접촉재 및 블레이드와 회전수단을 포함하고, 상기 블레이드 및 회전수단은 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 수차로 작동하여 생물막담체를 회전시키므로 상기 생물막담체는 미생물과 오염물질의 접촉 빈도를 증대시키는 접촉증대 작용과, 생물막담체들이 서로 엉키는 것을 방지하는 엉킴방지 작용과, 미세기포 및 스컴의 부착을 방지하는 미세기포 및 스컴의 탈리 작용과, 수면측에 적층되는 스컴층을 교란시키는 스컴층 교란 작용 중에서 어느 하나 이상의 작용을 할 수 있는 장점을 발휘하게 된다.The fluidized biofilm carrier according to the present invention comprises an outer carrier on which microorganisms adhere and propagate, a microbial contact material, a blade and a rotating means, and the blade and the rotating means operate as an aberration for converting the flow energy of the fluid into rotational force Since the biofilm carrier is rotated, the biofilm carrier has a contact enhancing action for increasing the frequency of contact between microorganisms and contaminants, an entanglement preventing function for preventing the biofilm carriers from entangling with each other, a microbubble for preventing adherence of microbubbles and scum, And a function of disturbing the scum layer which is stacked on the water surface side can be performed.

도1은 본 발명에 따른 유동상 생물막담체의 적용을 설명하기 위한 생물학적 반응기의 개념도이다.
도2는 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제1실시예를 나타내는 개념도이다.
도3은 상기 도1의 A-A단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제2실시예를 나타내는 개념도이다.
도5는 상기 도4의 A-A단면도이다.
도6은 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제3실시예를 나타내는 개념도이다.
도7은 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제4실시예를 나타내는 개념도이다.
도8은 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제5실시예를 나타내는 개념도이다.
도9는 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제6실시예를 나타내는 개념도이다.
도10은 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제7실시예를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a biological reactor for explaining application of a fluidized biofilm carrier according to the present invention.
2 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a fluidized biofilm carrier according to the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
4 is a conceptual diagram showing a fluidized biofilm carrier according to a second embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
6 is a conceptual diagram showing a fluidized biofilm carrier according to a third embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram showing a fluidized biofilm carrier according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram showing a fluidized biofilm carrier according to a fifth embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram showing a fluidized biofilm carrier according to a sixth embodiment of the present invention.
10 is a conceptual diagram showing a fluidized bed biofilm carrier according to a seventh embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유동상 생물막담체를 상세히 설명한다.Hereinafter, a fluidized biofilm carrier according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 유동상 생물막담체의 적용을 설명하기 위한 생물학적 반응기의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a biological reactor for explaining application of a fluidized biofilm carrier according to the present invention.

본 발명에 따른 유동상 생물막담체(1000)는 발효조, 소화조, 생물학적 하폐수처리시설의 반응기(10) 등에서 이용될 수 있는데, 그중 생물학적 하폐수처리시설에서 측면포기가 이루어지는 호기성 반응기(10)를 예시하여 유동상 생물막담체(1000)의 거동에 대하여 설명하면 아래와 같다.The fluidized bed biofilm carrier (1000) according to the present invention can be used in a fermentation tank, a digestion tank, a reactor (10) of a biological wastewater treatment facility, and the like. The aerobic reactor (10) The behavior of the upper biofilm carrier 1000 will be described below.

하폐수처리시설에서 유동상 생물막담체(1000)가 충전되어 부유증식과 부착증식이 병행되는 호기성의 생물학적 반응기(10)에는 송풍기(12)와 산기관(13) 및 송기관(14)으로 구성되는 포기장치(11)가 구비된다. 산소공급용의 상기 포기장치(11)는 송풍기(12)에 의해 공기를 압축하고 압축공기를 송기관(14)을 통하여 압송시켜서 반응기(10)의 하부측에 설치된 산기관(13)을 통하여 반응액 중으로 미세한 기포로 분산시키게 된다. 이러한 미세기포들은 공기부상(Airlifting)되는 반응액과 함께 수면측으로 솟구치게 되므로 다른 유동에 비하여 상대적으로 강한 수직방향의 상승유동(21)이 발생되며 수면까지 상승된 기포는 대기 중으로 방출된다. 그런데 도1에서와 같이 상기 산기관(13)들이 반응기(10)의 어느 일측에 설치되는 측면포기 방식의 반응기(10)에서는 반응액의 상승유동(21)은 반응기(10)의 상부측에서 수평으로 이동하는 수평유동(23)으로 전환되며, 벽면 근처에 도달하여 더 이상 수평방향으로 진행될 수 없는 수평유동(23)은 바닥측으로 하강하는 하강유동(22)으로 전환된다. 반응기(10)의 바닥면에 도달하여 더 이상 하강할 수 없는 하강유동(22)은 반응기(10)의 바닥면을 따라 유동하는 수평유동(24)으로 전환되고, 산기관(13)측에 도달한 수평유동(24)은 산기관(13)에서 분산되는 미세기포와 함께 수면측으로 솟구치는 상승유동(21)으로 전환된다. 이와 같이 측면포기가 이루어지는 반응기(10)내에서는 산기관(13)에 의한 상승유동(21), 반응기(10) 상부에서 수평유동(23), 하강유동(22) 및 반응기(10) 하부에서 수평유동(24)의 순서로 반복되는 순환유동이 이루어지게 된다. The aerobic biological reactor 10 in which the fluidized bed biofilm carrier 1000 is filled in the wastewater treatment facility and suspended and proliferated together is provided with a blower 12, aeration unit 13, and aeration unit 14 An apparatus 11 is provided. The aeration device 11 for supplying oxygen supplies air by compressing the air by the blower 12 and by feeding the compressed air through the air supply pipe 14 to the reaction tube 10 through the air diffuser 13 provided at the lower side of the reactor 10 It is dispersed in fine bubbles in the liquid. These minute bubbles rise up to the side of the water together with the reaction liquid which is airlifted, so that a vertical upward flow 21 relatively stronger than other flows is generated, and the bubbles raised to the water surface are released to the atmosphere. 1, the upward flow 21 of the reaction liquid in the side-aeration type reactor 10, in which the air diffusers 13 are installed on either side of the reactor 10, And the horizontal flow 23 which reaches near the wall surface and can no longer proceed in the horizontal direction is switched to the downward flow 22 descending to the bottom side. The descending flow 22 which reaches the bottom surface of the reactor 10 and can not descend any further is converted to the horizontal flow 24 flowing along the bottom surface of the reactor 10 and reaches the side of the diffuser 13 A horizontal flow 24 is converted to an upward flow 21 rising up to the water surface side together with the micropipes dispersed in the aeration tube 13. In the reactor 10 in which side abandonment is performed, the upward flow 21 by the air diffuser 13, the horizontal flow 23, the downward flow 22 above the reactor 10, and the horizontal The circulation flow is repeated in the order of the flow (24).

유동상 생물막담체(1000)는 상기한 반응액과 기포 등 유체의 흐름을 따라 유동되는 유동상이므로 이와 같은 반응기(10) 내부에서 유체유동(20)을 따라 수동적으로 유동하게 된다. 따라서 도1에서와 같이 측면포기가 이루어지는 반응기(10)에 충전된 유동상 생물막담체(1000)는 상승유동(21)과 하강유동(22)을 따라 수직방향으로 유동되고, 수면 및 바닥면과 평행하게 유동하는 수평유동(23,24)을 따라 수평방향으로 유동되므로 유동상 생물막담체(1000)의 거동은 주로 수직방향의 유동(21,22)과 수평방향의 유동(23,24)으로 이루어지게 된다. Since the fluidized bed biofilm carrier 1000 is a fluidized bed that flows along the flow of the fluid such as the reaction liquid and the bubbles, it flows in the reactor 10 along the fluid flow 20 passively. 1, the fluidized bed biofilm carrier 1000 filled in the reactor 10 in which the lateral side aeration is performed flows vertically along the upward flow 21 and the downward flow 22 and flows parallel to the water surface and the bottom surface The flow of the fluidized bed biofilm carrier 1000 is mainly composed of the flows 21,22 in the vertical direction and the flows 23,24 in the horizontal direction because the fluid flows in the horizontal direction along the horizontal flows 23,24 flowing in the vertical direction do.

상기 도1에서는 산기관(13)이 반응기(10)의 어느 일측에 배치되는 측면포기를 예시하였다. 그러나 산기관(13)이 반응기(10)의 바닥면 전체에 고르게 배치되어 전면 포기가 이루어지는 전면포기 방식의 반응기(10)가 구성될 수 있는데, 이러한 전면포기 방식의 반응기(10)에서는 압송된 기포가 반응기(10) 전체에서 고르게 상승하므로 유동상 생물막담체(1000)는 기포의 상승유동(21)을 따라 함께 상승하게 되며 수면측으로 부상된 기포는 대기중으로 방출되고 생물막담체는 중력 및 하강하는 수류를 따라 바닥측으로 침강되므로 전면포기 방식의 반응기(10)에서는 주로 상승 및 하강하는 수직방향의 유동이 이루어진다. In FIG. 1, a side face discontinuity in which the diffuser 13 is disposed on one side of the reactor 10 is illustrated. However, the reactor 10 of the front-aeration type in which the air diffuser 13 is uniformly disposed on the entire bottom surface of the reactor 10 can be constituted. In this front-aeration type reactor 10, So that the fluidized bed biofilm carrier 1000 rises along the upward flow 21 of the bubbles and the air bubbles floating to the water side are discharged to the atmosphere and the biofilm carrier is subjected to the gravity and descending water flow So that the vertical flow of the gas is mainly raised and lowered in the reactor 10 of the front-aeration type.

이와 같이 유동상 생물막담체(1000)는 유체유동(20)을 따라 반응기(10) 내에서 수직방향의 유동과 수평방향으로 유동되면서 순환유동 되거나 상승 및 하강하는 수직방향의 유동을 하게 되는데 이러한 유체유동(20) 특히, 부상하는 기포와 부상기포에 의해 공기부상(Airlifting)되는 반응액이 강하게 솟구치는 수직방향의 상승유동(21)은 유동에너지가 다른 유동에 비해서 더 강한 편이므로 수직방향의 유동에너지를 최대한 회전력으로 전환하여 유동상 생물막담체(1000)가 회전되도록 함으로써 반응효율을 향상시키고 유동성을 개선하는 것이 본 발명의 중요한 목표이다.The fluidized bed biofilm carrier 1000 thus flows in the vertical direction in the reactor 10 along the fluid flow 20, and circulates in the vertical direction and flows in the vertical direction in which the fluid flows upward and downward. (20) In particular, the vertical upward flow (21) in which the reaction liquid that is airlifted by the floating bubbles and the floating bubbles strongly rises is stronger than the other flows, so that the flow energy in the vertical direction It is an important object of the present invention to improve the reaction efficiency and improve the fluidity by causing the fluidized bed biofilm carrier 1000 to rotate by switching to the maximum rotational force.

도2는 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제1실시예를 나타내는 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a fluidized biofilm carrier according to the present invention.

도3은 상기 도1의 A-A단면도이다.3 is a sectional view taken along the line A-A in Fig.

본 발명에 따른 제1실시예의 유동상 생물막담체(1000)는 비표면적이 증대되고 수류와 기포 등의 유체가 원활하게 유통될 수 있도록 다수개의 관통구(110)가 구비되고 내측에 상기 관통구(110)를 통하여 외부와 서로 연통되는 공간이 구비되어 있는 망상체로 구성되며 미생물이 부착증식하는 외곽 담체(100)와,The fluidized biofilm carrier (1000) of the first embodiment according to the present invention has a plurality of through holes (110) for increasing the specific surface area and allowing fluid such as water flow and bubbles to flow smoothly, (110), and a microorganism attached to the outer carrier (100)

상기 외곽 담체(100)의 내부 공간에 설치되며 비표면적과 공극율이 큰 형상 및 소재로 구성되고 미생물이 부착증식하는 미생물 접촉재(200)와,A microorganism contact material 200 which is installed in an inner space of the outer carrier 100 and is composed of a shape and a material having a large specific surface area and a large porosity,

상기 외곽 담체(100)의 내측으로부터 상기 외곽 담체의 중심방향으로 돌출되며 상기 외곽 담체(100)의 중심을 통과하는 가상의 중심 수직선(120) 또는 상기 중심 수직선(120)과 평행하는 평행선과 미리 정해진 각도(θ)로 경사지도록 배치되어 유체유동(20)을 회전력으로 전환하는 두께에 비하여 상대적으로 면적이 넓은 판상(板狀)의 블레이드(300)를 포함하는 구성이다.A virtual center line 120 protruding from the inside of the outer carrier 100 toward the center of the outer carrier and passing through the center of the outer carrier 100 or a parallel line parallel to the center vertical line 120, And a plate-like blade 300 which is arranged to be inclined at an angle? To have a larger area than the thickness for converting the fluid flow 20 into rotational force.

본 발명에서는 상기 블레이드(300)의 경사각도 즉, 상기 중심 수직선(120)과 상기 블레이드의 경사각도(θ) 및 상기 중심 수직선(120)의 평행선과 상기 블레이드(300)의 경사각도(θ)는 유체의 유동이 다른 방향으로부터 접근하는 경우보다 상기 중심 수직선(120) 방향 및 상기 중심 수직선(120)과 평행한 방향으로 접근하는 경우에 가장 효과적으로 회전력이 생성될 수 있는 각도로 선택 및 구성된 것이다. In the present invention, the inclination angle of the blade 300, that is, the inclination angle? Of the blade with respect to the central vertical line 120, the parallel line between the central vertical line 120 and the inclination angle? And is selected and configured as an angle at which the rotational force can be most effectively generated when the fluid flows in a direction parallel to the central vertical line 120 and the central vertical line 120,

이와 같이 본 발명에 따른 유동상 생물막담체(1000)는 유체유동(20)이 상기 중심 수직선(120) 방향 및 평행한 방향으로 접근 및 유동될 때 유체의 유동에너지가 가장 효율적으로 회전운동으로 전환될 수 있는 구성이므로 유체의 유동(20)이 가급적 상기 중심 수직선(120)과 평행한 방향으로 상기 블레이드(300)를 통과하도록 유도되는 것이 회전력의 생성면에서 유리하며 이러한 유도수단의 안출이 본 발명의 중요한 목적 중 하나이다.As described above, the fluidized bed biofilm carrier 1000 according to the present invention is configured such that when the fluid flow 20 approaches and flows in the direction of the central vertical line 120 and in a parallel direction, the flow energy of the fluid is most efficiently converted into rotational motion It is advantageous in terms of generation of the rotational force that the flow 20 of the fluid is guided to pass through the blade 300 in a direction parallel to the central vertical line 120 as much as possible. It is one of the important purposes.

또한, 상기 블레이드(300)는, 회전력을 생성할 뿐 아니라 상기 외곽 담체의 단면계수를 증대시켜서 외부에서 작용하는 변형력에 대응하는 구조체(Structural Body)이고, 미생물이 부착증식할 수 있는 담체(BioFilm Media)이며, 상기 블레이드(300) 사이의 유로를 통과하는 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 수차로 작용할 수 있도록 두께에 비하여 상대적으로 면적이 넓은 판상의 구조체로 이루어진다. 상기 외곽 담체(100)는 내부가 비어 있고 관통구(110)가 형성되어 있는 망상체이므로 외력에 쉽게 변형되는 등 구조적으로 취약하다. 그런데 상기 블레이드(300)가 상기 외곽 담체(100)의 구조적인 취약점을 보완하게 된다. In addition, the blade 300 is a structural body that not only generates a rotational force but also increases a section modulus of the outer carrier to correspond to a stress acting externally, and is a carrier (BioFilm Media And is formed of a plate-like structure having a relatively large area as compared with the thickness so as to function as an aberration for converting the flow energy of the fluid passing through the flow path between the blades 300 into rotational force. The outer carrier 100 is structurally weak because it is easily deformed by an external force because it is a reticulate body having an empty interior and a through hole 110 formed therein. However, the blade 300 compensates for the structural weakness of the outer carrier 100.

상기 블레이드(300)가 유체유동(20)에 의해 회전하게 되면 상기 블레이드(300)와 함께 고정되어 있는 구성인 상기 외곽 담체(100)와 상기 미생물 접촉재(200) 및 상기 블레이드(300)를 포함하는 유동상 생물막담체(1000) 전체가 회전하게 되므로 유동상 생물막담체(1000)의 내외부 표면에 부착증식하는 미생물과 반응액 중의 기질이 접촉하는 접촉 빈도를 증대시키게 된다. 이와 같이 상기 블레이드(300)는 생물막담체(1000)를 회전시켜서 미생물과 기질의 접촉을 증대시키는 접촉증대 작용을 하게 되므로 반응효율이 증대될 수 있다. 또한, 상기 블레이드(300)는 유동상 생물막담체(1000)들이 서로 엉켜서 유동성이 저하되는 것을 방지하는 엉킴방지 작용과, 미생물이 부착증식할 수 있는 표면적을 제공하는 담체로서 작용할 수 있으므로 유동성과 반응효율이 개선될 수 있다. When the blade 300 is rotated by the fluid flow 20, the outer carrier 100, the microorganism contact material 200, and the blade 300, which are fixed together with the blade 300, The entirety of the fluidized bed biofilm carrier 1000 is rotated, so that the contact frequency with which the microbes attached to the inner and outer surfaces of the fluidized bed biofilm carrier 1000 contact with the substrate in the reaction fluid is increased. Since the blade 300 rotates the biofilm carrier 1000 to increase the contact between the microorganism and the substrate, the blade 300 can increase the reaction efficiency. In addition, since the blades 300 can function as an entanglement preventive action to prevent the fluidity of the fluidized biofilm carriers 1000 from becoming deteriorated due to mutual tangling with each other and as a carrier to provide a surface area where the microorganism can adhere and proliferate, Can be improved.

본 발명의 제1실시예에 따른 상기 유동상 생물막담체(1000)의 구성 및 작용에 대하여 보다 상세히 설명하면, 상기 외곽 담체(100)는 그 내부에 공간이 형성되어 있는 하나의 망상체로 구성될 수 있으나, 이 경우 그 내부 공간에 미생물 접촉재(200)의 삽입 및 설치에 어려움이 있다. 따라서 상기 공간의 내부에 상기 미생물 접촉재(200)를 용이하게 설치할 수 있도록 상기 외곽 담체(100)를 2개로 분리된 망상체로 구성하고 2개의 망상체가 서로 분리된 상태에서 그 내부 공간에 미생물 접촉재(200)를 삽입시켜서 설치하고 삽입된 상기 미생물 접촉재(200)가 외부로 이탈되지 않도록 망상체들을 서로 결합시켜서 하나의 외곽 담체(100)로 구성될 수 있다. 상기한 외곽 담체(100)의 결합방법은 열융착 방법, 조립구에 결합용 핀을 삽입 및 고정시켜서 결합하는 방법 등과 같은 기존의 공지된 방법들 중에서 선택될 수 있다.The configuration and operation of the fluidized biofilm carrier 1000 according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail. The outer carrier 100 may be composed of a single network having a space formed therein However, in this case, it is difficult to insert and install the microorganism contact material 200 in the inner space. Therefore, in order to easily install the microorganism contact material 200 in the space, the outer carrier 100 is composed of two separated net-like bodies. In the state where the two net-like bodies are separated from each other, The microorganism contact member 200 may be inserted into the outer support 100 by inserting the microorganism contact member 200 into the outer support 100 by inserting the microorganisms contact member 200 together. The method of joining the outer carrier 100 can be selected from known methods such as a heat fusion method, a method of inserting and fixing a coupling pin into an assembly hole, and the like.

또한, 상기 미생물 접촉재(200)는, 비표면적과 생체친화성이 큰 소재의 사상체가 적층되어 형성되는 판상의 수세미상 접촉재 이거나 또는 공극이 서로 연통되어 있는 발포 스펀지, 다공성의 세라믹, 사상체가 직조된 직물, 사상체가 적층 및 접착된 부직포, 직포 또는 부직포에 다수의 섬모들이 융기되어 비표면적이 증대된 섬모상 등과 같은 공지된 미생물 접촉재들 중에서 선택될 수 있다. 본 발명에서는 이러한 비표면적과 공극율이 큰 소재를 통칭하여 다공성 부재로 정의하기로 한다.The microbial contactor 200 may be a plate-like wastepaper-shaped contact member formed by laminating scales of a material having a large specific surface area and a large biocompatibility, or may be a foamed sponge, a porous ceramic, Woven fabrics, laminated and adhered nonwoven fabrics, woven fabrics, woven or nonwoven fabrics, and ciliated surfaces with increased specific surface area. In the present invention, a material having such a large specific surface area and a large porosity will be collectively referred to as a porous member.

수류와 기포 등과 같은 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 상기 블레이드(300)는 원통형 몸체의 내측으로부터 회전축을 향하여 다수개의 블레이드들이 돌출되도록 배치되는 다익휀(Multiblade Fan)과 유사한 구성일 수 있다. 이와 같이 상기 블레이드(300)는 주로 구형 또는 타원형인 망상의 외곽 담체(100)의 내측으로부터 중심부를 향하여 경사지도록 돌출되어 회전력을 생성할 수 있는 평면 또는 곡면의 판상 구조체들이다.The blade 300, which converts the flow energy of fluid such as water and air bubbles into rotational force, may be similar to a multiblade fan arranged so that a plurality of blades protrude from the inside of the cylindrical body toward the rotational axis. As described above, the blade 300 is a planar or curved plate-like structure that is protruded from an inner side of a spherical or elliptical net-shaped outer carrier 100 to be inclined toward the center to generate a rotational force.

교반수류와 기포 등과 같은 유체의 유동이 경사진 상기 블레이드(300) 사이에 형성되어 있는 유로를 통과하게 되면 블레이드(300)의 전후면에는 유속이 다르게 형성되고 유속 차이로 인해 생성되는 압력 차이에 의해 회전력을 생성하므로 상기 블레이드(300)는 상기 외곽 담체(100)와 미생물 접촉재(200) 및 상기 블레이드(300)가 포함되는 유동상 생물막담체(1000)를 회전시키는 수차로서 작용하게 된다. 상기 블레이드(300) 및 유체유동(20)에 의해 유동상 생물막담체(1000)가 회전하게 되면 유동상 생물막담체(1000)의 내외부 표면에 부착증식하는 미생물과 기질의 접촉빈도가 증대되므로 반응효율이 향상될 수 있다. 이와 같이 상기 블레이드(300)는 반응효율을 증대시키는 작용과 함께 이하 설명하는 많은 기능을 발휘할 수 있다. When the flow of the fluid such as the stirring water and the air bubbles passes through the flow path formed between the inclined blades 300, the flow velocity is formed differently on the front and rear sides of the blade 300, The blade 300 acts as an aberration for rotating the fluidized biofilm carrier 1000 including the outer carrier 100, the microbial contact material 200, and the blade 300. When the fluidized bed biofilm carrier 1000 is rotated by the blade 300 and the fluid flow 20, the frequency of contact between the microfluidic substance and the adherent proliferation on the inner and outer surfaces of the fluidized bed biofilm carrier 1000 is increased, Can be improved. As described above, the blade 300 can exhibit many functions described below together with the function of increasing the reaction efficiency.

유동상 생물막담체(1000)들은 유동과정에서 충돌하거나 접촉되면서 서로 엉켜서 반응기(10)의 일측에 적체될 수 있으므로 유동성이 저하될 수 있다. 그런데 유동상 생물막담체(1000)가 서로 접촉하더라도 상기 블레이드(300)에 의해 유동상 생물막담체(1000)들이 회전하게 되면 서로 엉키는 것이 방지될 수 있고 엉켜있는 것들이 흩어지기도 하므로 상기 블레이드(300)는 엉킴방지 작용을 할 수 있게 된다. The fluidized bed biofilm carriers 1000 may be entangled with each other while being in collision or contact with each other in the flow process and may be accumulated on one side of the reactor 10, However, even if the fluidized bed biofilm carriers 1000 are in contact with each other, if the fluidized biofilm carriers 1000 are rotated by the blades 300, they may be prevented from tangling with each other and the entangled ones may be scattered, Thereby making it possible to perform the preventive action.

또한, 반응과정에서 생성되거나 원재료를 통하여 유입되기도 하는 유지방 등과 같은 점성이 크고 비중이 작은 물질, 유입된 계면활성 물질에 의해 생성되는 거품, 반응과정에서 생성되는 유리질소, 탄산가스 등과 같은 미세기포 등이 유동상 생물막담체(1000)의 내외부 표면에 부착될 수 있는데, 이러한 물질 또는 기포가 부착되면 유동상 생물막담체(1000)의 겉보기 비중이 작아지게 되므로 가벼워진 유동상 생물막담체(1000)들이 수면측으로 부상하게 되고 부상된 유동상 생물막담체(1000)는 수면에 적층되어 유동성이 저하되기도 한다. 또한, 이러한 물질과 미세기포들이 유동상 생물막담체(1000)의 내외부 표면에 증식하는 생물막의 표면에 부착하게 되면 생물막과 기질의 접촉을 차단하게 되므로 미생물의 대사작용을 방해하고 반응효율을 저하시키게 된다. 그런데 상기 블레이드(300)는 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환시켜서 유동상 생물막담체(1000)를 회전시키게 되므로 회전에 따른 반응액과 생물막 사이에 상대속도의 발생으로 인해 생성되는 전단력에 의하여 미세기포와 스컴이 부착되지 못하거나 부착된 미세기포와 스컴이 탈리될 수 있다. 이와 같이 상기 블레이드(300)는 미세기포 및 스컴의 부착을 방지하고 탈리시키는 작용을 할 수 있다. In addition, a large viscosity or small specific gravity such as a milk fat that is generated in the reaction process or introduced through the raw material, bubbles generated by the introduced surfactant, micro-bubbles such as glass nitrogen generated in the reaction process, etc. When the substances or bubbles are adhered, the apparent specific gravity of the fluidized biofilm carrier 1000 becomes small, so that the fluidized biofilm carriers 1000 that have been lightened are lifted to the water surface side And the floated fluidized bed biofilm carrier 1000 is laminated on the water surface to lower the fluidity. Further, when such substances and microbubbles adhere to the surface of the biofilm proliferating on the inner and outer surfaces of the fluidized biofilm carrier 1000, the contact between the biofilm and the substrate is blocked, thereby hindering the metabolism of the microbes and lowering the reaction efficiency . Since the blade 300 converts the flow energy of the fluid into a rotational force to rotate the fluidized biofilm carrier 1000, the blade 300 is rotated by the shearing force generated due to the relative velocity between the reaction liquid and the biofilm, The microbubbles and scum that are not adhered or adhered to each other can be desorbed. As described above, the blade 300 can prevent the fine bubbles and scum from adhering and can remove the fine bubbles and scum.

또한, 반응기 특히, 하폐수처리시설의 반응기(10)에서는 유지방 성분과 계면활성 물질들이 수면에 모여서 점성이 강한 스컴층을 이루는 경우가 빈번하다. 이러한 스컴층은 유동과정에서 수면측으로 상승하는 유동상 생물막담체(1000)에 점착되므로 유동상 생물막담체(1000)가 유동하지 못하고 스컴층에 붙들려서 수면측에 적체되기도 한다. 그런데 유체의 유동에너지와 상기 블레이드(300)에 의하여 회전하는 유동상 생물막담체(1000)는 수면측에 적층되어 있는 스컴층을 교란시켜서 유동상 생물막담체(1000)가 스컴층에서 벗어날 수 있게 되므로 유동상 생물막담체(1000)의 상부 적체를 방지할 수 있게 된다. 이와 같이 상기 블레이드(300)는 스컴층의 교란작용을 통하여 유동상 생물막담체(1000)의 유동성을 개선할 수 있다. Also, in the reactor (10) of the reactor, in particular, the wastewater treatment facility, the milk fat component and the surfactant are gathered on the surface of the water to form a viscous scum layer. Since the scum layer adheres to the fluidized bed biofilm carrier 1000 rising to the water side in the flow process, the fluidized bed biofilm carrier 1000 does not flow and is caught in the scum layer and is accumulated on the water side. However, since the flow energy of the fluid and the fluidized bed biofilm carrier 1000 rotating by the blade 300 disturb the surface layer stacked on the water side, the fluidized biofilm carrier 1000 can escape from the scum layer, It is possible to prevent the overlaying of the upper biofilm carrier 1000. As described above, the blade 300 can improve the fluidity of the fluidized biofilm carrier 1000 through the disturbance action of the scum layer.

또한, 상기 블레이드(300)는 상대적으로 표면적이 넓은 다수개의 판상의 구조체이므로 체적에 비하여 표면적이 넓은 비표면적이 큰 구조이다. 블레이드(300)의 이러한 구조상의 특성을 살려서 생체친화성이 우수하거나 항균성 물질이 포함되지 않은 물성으로 구성하게 되면 상기 블레이드(300)는 미생물이 부착증식할 수 있는 생물막담체가 될 수 있다.In addition, since the blade 300 is a plurality of plate-like structures having a relatively large surface area, the blade 300 has a large surface area and a large specific surface area. If the blade 300 is made of materials having excellent biocompatibility or antibacterial property by taking advantage of the structural characteristics of the blade 300, the blade 300 may be a biofilm carrier capable of adhered and proliferating microorganisms.

이와 같이 상기 블레이드(300)는, 상기 외곽 담체(100)의 변형을 방지하는 구조체이며, 미생물이 부착증식하는 담체이고, 상기 블레이드(300)가 구비되는 유동상 생물막담체(1000)는 유체유동(20)에 의해 회전하게 되므로 반응효율의 증대 작용, 엉킴방지 작용, 미세기포의 탈리작용 및 스컴층 교란 작용 등과 같은 유효한 작용들 중에서 어느 하나 이상의 작용을 할 수 있게 된다.The blade 300 is a structure for preventing the deformation of the outer carrier 100 and is a carrier to which the microorganisms adhere and propagate. The fluidized biofilm carrier 1000 having the blade 300 is a fluid 20, it is possible to perform at least one of effective actions such as an action of increasing the reaction efficiency, an action of preventing tangling, a desorption action of microbubbles, and a scratch layer disturbance action.

도4는 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제2실시예를 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing a fluidized biofilm carrier according to a second embodiment of the present invention.

도5는 상기 도4의 A-A단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Fig.

상기 제2실시예의 유동상 생물막담체(1000)는 상기한 제1실시예의 유동상 생물막담체에 추가하여, 상기 미생물 접촉재(200)의 중앙부에 형성되며 유체가 원활하게 유동될 수 있도록 양측이 개방되어 있고 상기한 중심 수직선(120)과 평행한 방향으로 형성되어 있는 관통유로(210)와, 상기 미생물 접촉재(200)에 구비되는 관통유로(210)의 내측에 고정되도록 설치되며 유체유동(20)을 회전력으로 전환할 수 있는 내삽형의 회전수단(400)을 더 포함하는 구성이다.In addition to the fluidized biofilm carrier of the first embodiment described above, the fluidized biofilm carrier 1000 of the second embodiment is formed at the center of the microfluidic contact material 200 and is open at both sides so that fluid can flow smoothly. A through flow path 210 formed in a direction parallel to the center vertical line 120 and a fluid flow 20 installed inside the through flow path 210 provided in the microorganism contact material 200, ) To the rotational force of the motor (not shown).

상기 미생물 접촉재(200)는 비표면적과 생체친화성이 크거나 항균성 물질이 포함되어 있지 않는 물성의 사상체가 적층되어 형성되는 판상의 수세미상 접촉재가 소정 크기의 사각형으로 절단되어 외부로 이탈되지 않도록 상기 외곽 담체(100)의 내부 측면을 따라 굴신되어 수류와 기포가 원활하게 유통될 수 있도록 중앙부에 관통유로(210)가 구비되는 원통형으로 설치될 수 있다. 또한, 상기 미생물 접촉재(200)는, 다공성 부재로서 공극이 서로 연통되는 발포 스펀지, 다공성의 세라믹, 사상체가 직조된 직물, 사상체가 적층 및 부착된 부직포, 직포 또는 부직포에 다수의 섬모들이 융기되어 있는 섬모상 등과 같은 공지된 미생물 접촉재(200)들 중에서 선택될 수 있다.The microbial contact material 200 is formed of a plate-like wastepaper-shaped contact material, which is formed by laminating spoils of a material having a large specific surface area and a high biocompatibility or an antimicrobial material, is cut into a square having a predetermined size, And may be installed in a cylindrical shape having a through passage 210 at the center thereof so as to smoothly flow water and air bubbles along the inner side surface of the outer carrier 100. In addition, the microorganism contact material 200 may include a plurality of cilia which are raised in a porous sponge, a porous ceramic, a woven fabric of a spunlaid body, a nonwoven fabric laminated and adhered to a yarn body, a woven fabric or a nonwoven fabric, Such as microcapsules, microcapsules, microcapsules, and the like.

여기서 상기 내삽형 회전수단(400)은 상기 외곽 담체(100)의 내부 공간에 설치되는 상기 미생물 접촉재(200)의 중앙 부분에 형성되어 있는 관통유로(210)의 내측에 삽입후 고정되도록 설치된다. 따라서 상기 내삽형 회전수단(400)은, 비표면적과 공극율이 크고 수세미상, 섬모상 또는 스펀지상 등과 같은 구조적으로 취약한 미생물 접촉재(200)가 외곽 담체(100)의 내면측에서 이탈되어 상기 공간으로 밀려나거나, 구조적으로 취약한 상기 미생물 접촉재(200)의 형상 및 상기 관통유로(210)의 형상이 변형되는 것을 방지하는 지지체가 될 수 있다. The interspersed rotating means 400 is installed inside the through passage 210 formed in the central portion of the microorganism contact member 200 installed in the inner space of the outer carrier 100 and then fixed . Therefore, the interspersed rotating means 400 is structured such that the microbial contact material 200 having a large specific surface area and a large porosity and structurally weak, such as a wool, a ciliate, or a sponge is detached from the inner surface side of the outer carrier 100, Contact member 200 and the shape of the through-flow passage 210 may be prevented from being deformed.

또한, 상기 내삽형 회전수단(400)은 상대적으로 표면적이 넓은 하나 이상의 회전익으로 구성되므로 부피에 비하여 면적이 넓은 비표면적이 큰 구조이다. 따라서 상기 내삽형 회전수단(400)의 이러한 구조상의 특성을 살려서 생체친화성이 우수한 물성 또는 항균성 물질이 포함되지 않는 물성으로 구성하게 되면 상기 내삽형 회전수단(400)의 표면에는 미생물이 부착증식할 수 있게 된다. 이와 같이 상기 내삽형 회전수단(400)은, 상기 미생물 접촉재(200)가 이탈되지 않도록 하는 지지체이고, 동시에 미생물이 부착증식하는 담체에 해당된다. In addition, since the interpolating rotary unit 400 is composed of one or more rotor blades having a relatively large surface area, it has a large area and a large specific surface area. Therefore, if the interstitial rotating means 400 is made of such a material characteristic that the biocompatibility is excellent or the antibacterial substance is not included by taking advantage of such structural characteristics, microorganisms adhere to the surface of the interspersed rotating means 400 . As described above, the interspersed rotating means 400 is a support for preventing the microorganism contact material 200 from being detached, and corresponds to a carrier on which microorganisms adhere and multiply.

상기한 제1실시예에서 기술한 바와 같이 유체유동(20)이 상기 중심 수직선(120)의 방향과 평행하게 유동될 때 상기 블레이드(300)에 의해 가장 효과적으로 회전력이 생성될 수 있다. 그런데 상기 내삽형 회전수단(400)에 의해 생성되는 회전방향과 상기 블레이드(300)에 의해 생성되는 회전방향이 서로 다르거나 반대방향인 경우에는 두개의 회전력이 상쇄되므로 회전력에 손실이 발생되고 비효율적이다. 따라서 본 발명에 따른 상기 유동상 생물막담체(1000)에서는 유체유동(20)이 상기 중심 수직선(120) 및 상기 관통유로(210)와 평행하게 유동되면 상기 블레이드(300)에 의해서 생성되는 회전력의 방향과 상기 내삽형 회전수단(400)에 의해서 생성되는 회전력의 방향이 서로 일치되도록 구성되어 회전력 생성이 극대화되도록 되어있다. 또한, 상기 관통유로(210)의 방향을 상기 중심 수직선(120)의 방향과 일치되도록 구성하되, 가급적 상기 관통유로(210)의 단면의 중심을 상기 중심 수직선(120)과 일치되도록 구성하는 것이 효과적이다. 또한, 주로 프로펠러 형태로 구성되는 상기 내삽형 회전수단(400)의 중심이 상기 중심 수직선(120)을 통과하도록 배치하되 상기 내삽형 회전수단(400)은 상기 중심 수직선(120) 및 상기 관통유로(210)와 직교하도록 설치되는 것이 회전력의 생성면에서 효과적이다. The rotational force can be most effectively generated by the blade 300 when the fluid flow 20 flows parallel to the direction of the central vertical line 120 as described in the first embodiment. However, when the rotation direction generated by the interpolation type rotation means 400 and the rotation direction generated by the blade 300 are different from or opposite to each other, the two rotation forces are canceled, so that a loss occurs in the rotation force and is inefficient . Accordingly, in the fluidized biofilm carrier 1000 according to the present invention, when the fluid flow 20 flows in parallel with the central vertical line 120 and the through flow path 210, the direction of the rotational force generated by the blade 300 And the directions of the rotational forces generated by the interpolating rotary means 400 are made to coincide with each other, thereby maximizing the generation of rotational force. It is also effective to configure the through-flow path 210 so that the direction of the through-flow path 210 coincides with the direction of the central vertical line 120 and preferably the center of the cross-section of the through-flow path 210 coincides with the central vertical line 120 to be. The interpolation type rotation means 400 is disposed so that the center of the interpolation type rotation means 400 mainly passes through the center vertical line 120 and the interpolation type rotation means 400 is disposed between the center vertical line 120 and the through- 210 are effective in generating rotational force.

상기 내삽형 회전수단(400)은 상기 미생물 접촉재(200) 내측의 관통유로(210)를 통과하는 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 수차로 작동하여 유동상 생물막담체(1000)를 회전시키는 회전력을 추가 생성할 수 있도록 하나 이상의 회전익을 포함하여 구성된다. 따라서 상기 블레이드(300)만 구비되는 상기한 제1실시예의 경우보다 이 실시예에서는 상기 내삽형 회전수단(400)에 의해 유동상 생물막담체(1000)에 회전력이 추가될 수 있다. The interspersed rotating means 400 operates as an aberration for converting the flow energy of the fluid passing through the through passage 210 inside the microorganism contact member 200 into a rotational force to rotate the fluidized biofilm carrier 1000 And at least one of the rotor blades. Therefore, in this embodiment, the rotational force can be added to the fluidized-bed biofilm carrier 1000 by the interpolating rotation unit 400, as compared with the first embodiment in which the blade 300 is provided.

이와 같이 상기 블레이드(300) 및 상기 내삽형 회전수단(400)에 의해 상기 유동상 생물막담체(1000)가 반응액 중에서 회전하면서 유동하게 되면 상기 유동상 생물막담체(1000)의 내외부 표면에 부착증식하는 미생물과 오염물질의 접촉 빈도를 증대시키는 접촉증대 작용과, 유동상 생물막담체(1000)들 사이에 형성되는 브릿지를 해체시켜서 서로 엉키는 것을 방지하는 엉킴방지 작용과, 미세기포 및 스컴의 부착을 방지하는 미세기포 및 스컴의 탈리 작용과, 수면측에 적층되는 스컴층을 교란시키는 스컴층 교란 작용 중에서 어느 하나 이상의 작용을 할 수 있다. When the fluidized bed biofilm carrier 1000 flows in the reaction liquid while rotating by the blade 300 and the interspersed rotating means 400 as described above, the fluidized bed biofilm carrier 1000 adheres to the inner and outer surfaces of the fluidized bed biofilm carrier 1000 A contact enhancing action for increasing contact frequency between microorganisms and contaminants, a tangle preventing action for preventing the bridges formed between the fluidized-bed biofilm carriers 1000 from disassembling and tangling with each other, and preventing adhesion of fine bubbles and scum It is possible to perform any one or more of the desorption action of fine bubbles and scum and the scum layer disturbance action of disturbing the scum layer laminated on the water surface side.

도6은 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제3실시예를 나타내는 개념도이다.6 is a conceptual diagram showing a fluidized biofilm carrier according to a third embodiment of the present invention.

상기한 제2실시예에서의 상기 내삽형 회전수단(400)은 상기 외곽 담체(100) 및 미생물 접촉재(200)와 유사한 비중으로 구성되고 상기 관통유로(210)의 중앙에 배치되는 구성이다. 상기한 제2실시예에서와 같이 유동상 생물막담체(1000)에 회전기능이 구비되는 경우에도 반응기(10) 내의 기포와 반응액 등의 흐름 즉, 유체유동(20)이 강하게 형성되더라도 이러한 유체유동(20)이 상기 중심 수직선(120) 방향 및 상기 중심 수직선(120)과 평행한 방향으로 유동되지 못하고 상기 관통유로(210)를 통과하지 못하면 상기 블레이드(300)와 상기 내삽형 회전수단(400)은 수차로 작동하지 못하고 목적하는 수준의 회전력을 생성할 수 없게 된다. 이러한 경우 상기 유동상 생물막담체(1000)는 회전하지 못하고 유체의 유동을 따라 반응기 내에서 단순한 선형궤적의 유동을 하게 된다. 따라서 유체유동(20)이 상기한 중심 수직선(120) 방향으로 상기 블레이드(300)를 통과하고 가급적 에너지 손실이 최소화 되면서 상기 관통유로(210)를 통과하도록 유도되는 것이 회전력의 생성을 위해 필요하고 바람직하다. 그런데 생물학적 하폐수처리시설의 반응기(10) 내에서의 유동은 상기한 도1에서 설명한 바와 같이 포기용으로 공급되는 압축공기의 부상에 의해 반응액이 기포와 함께 솟구치는 상승유동(21)이 강하게 발생하므로 수직방향으로 상승하는 유체유동(20)이 수평유동(23,24)과 비교하여 상대적으로 강하게 이루어지는 편이다. 따라서 유동상의 생물막담체는 가급적 수직방향의 유체유동(20)이 상기 중심 수직선(120)의 방향으로 상기 블레이드(300)를 통과하고 상기 관통유로(210)로 유입되어 상기 내삽형 회전수단(400)을 통과할 수 있도록 유도될 수 있는 구성이 바람직하다. The interpolation rotating means 400 according to the second embodiment has a specific gravity similar to that of the outer carrier 100 and the microorganism contact material 200 and is arranged at the center of the through flow path 210. Even if the flow of the bubbles and the reaction liquid in the reactor 10, that is, the fluid flow 20, is strongly formed even when the fluidized biofilm carrier 1000 has a rotating function as in the second embodiment, The blade 300 and the interpolating rotation unit 400 can not be moved in the direction perpendicular to the central vertical line 120 and parallel to the central vertical line 120, Can not operate with aberrations and can not generate a desired level of rotational force. In this case, the fluidized bed biofilm carrier 1000 can not rotate and flows in a simple linear locus in the reactor along with the flow of the fluid. Therefore, it is necessary and desirable for generating the rotational force that the fluid flow 20 passes through the blade 300 in the direction of the central vertical line 120 and is guided to pass through the through flow path 210 while minimizing energy loss as much as possible. Do. However, the flow of the biological wastewater treatment facility in the reactor 10 is strongly influenced by the upward flow 21 in which the reaction liquid spouts together with the bubbles due to the floating of the compressed air supplied for the aeration as described above with reference to FIG. 1 The fluid flow 20 rising in the vertical direction is made relatively strong as compared with the horizontal flows 23 and 24. Therefore, the fluidized-bed biofilm carrier preferably has the vertical fluid flow 20 passing through the blade 300 in the direction of the central vertical line 120 and flowing into the penetration flow path 210, So that it can be guided to pass through.

유동상 생물막담체(1000)가 유동되면서 상기 관통유로(210)가 수면과 수직방향인 직립상태를 유지하게 되면, 상기 유동상 생물막담체(1000)가 상승 및 하강하면서 수직방향으로 유동하는 상대적으로 유동에너지가 강한 상승유동(21)과 하강유동(22)이 상기 중심 수직선(120) 방향을 따라 상기 블레이드(300)에 작용되고 동시에 중심 수직선(120)과 같은 방향인 상기 관통유로(210)를 원활하게 통과하면서 상기 관통유로(210)의 내부에 설치되어 있는 상기 내삽형 회전수단(400)에 작용할 수 있게 되므로 회전력의 생성면에서 유리하게 된다. When the fluidized bed biofilm carrier 1000 is maintained and the through flow path 210 is maintained in an upright state perpendicular to the water surface, the fluidized bed biofilm carrier 1000 moves up and down and flows in a vertical direction, A strong upward flow 21 and a downward flow 22 are applied to the blade 300 along the direction of the center vertical line 120 and at the same time the through flow passage 210, So that it is possible to act on the interpolating rotary means 400 installed inside the through passage 210, which is advantageous in terms of generation of the rotational force.

따라서 본 발명에 따른 유동상 생물막담체(1000)에 포함되는 상기 내삽형 회전수단(400)은, 상기 외곽 담체(100)와 상기 미생물 접촉재(200) 중에서 어느 하나 이상의 구성요소 보다 상대적으로 비중이 더 큰 물성으로 구성되고 상기 미생물 접촉재(200)에 구비되는 관통유로(210)의 내측에 고정되도록 설치하되, 상기 유동상 생물막담체(1000)의 중심부에서 벗어나서 상기 관통유로(210)의 어느 일측에 고정시켜서 배치함으로써 부력중심과 무게중심이 서로 이격되어 편심이 발생되도록 구성될 수 있다. Therefore, the interpolation rotating means 400 included in the fluidized biofilm carrier 1000 according to the present invention has a relatively smaller specific gravity than any one or more of the outer carrier 100 and the microorganism contact material 200 The biofilm contact member 200 may be formed to have a greater physical property and be fixed to the inside of the through passage 210 provided in the microorganism contact member 200, The buoyancy center and the center of gravity are spaced from each other and eccentricity can be generated.

예를 들면, 상기 외곽 담체(100)는 비중이 작은 PE, PP로 구성하고, 상기 회전수단(400)은 비중이 큰 PVC, POM 등의 물성으로 구성하고 편심되도록 설치하면, 상기 외곽 담체(100)의 내부에 고르게 배치되는 상기 미생물 접촉재(200)의 비중과는 관계없이 유동상 생물막담체(1000)의 부력중심과 무게중심이 서로 이격될 수 있다. 이와 같은 구성의 유동상 생물막담체(1000)는 반응액 중에서 유동되면서 중력중심은 바닥을 향하고 부력중심은 수면측을 향하려는 토크(Torque)가 발생하게 된다. 따라서 상기 도6에서와 같이 무게중심과 가까운 관통유로(210)의 개구부 즉, 내삽형 회전수단(400)이 배치된 측의 관통유로(210)의 개구부는 반응기(10)의 바닥측을 향하게 되고, 부력중심과 가까운 개구부 즉, 상기 내삽형 회전수단(400)이 배치된 측 개구부와 반대측에 있는 개구부는 수면측을 향한 상태에서 유동하게 된다. 이와 같이 본 발명의 유동상 생물막담체(1000)는 반응액 중에서 상기 중심 수직선(120) 및 상기 관통유로(210)의 방향은 부력과 중력이 작용하는 방향 즉, 수면 및 바닥면의 법선방향과 평행하는 직립상태를 유지하면서 유동하게 되므로 상기 블레이드(300) 및 상기 내삽형 회전수단(400)에 의해 효과적으로 회전력이 생성될 수 있는 상기 중심 수직선(120)방향 및 상기 중심 수직선(120)과 평행한 방향으로 유동에너지가 강한 수직방향의 유체유동(20)이 저절로 유도될 수 있게 된다. For example, when the outer carrier 100 is made of PE and PP having a small specific gravity and the rotating means 400 is made of a material having a high specific gravity such as PVC or POM and eccentrically installed, the outer carrier 100 The buoyancy center and the center of gravity of the fluidized biofilm carrier 1000 can be spaced apart from each other irrespective of the specific gravity of the microorganism contact material 200 evenly distributed inside the fluidized bed biofilm carrier 1000. The fluidized bed biofilm carrier 1000 having such a structure flows in the reaction liquid, and a torque is generated so that the center of gravity moves toward the bottom and the center of the buoyancy moves toward the water surface. 6, the opening of the through-flow passage 210 close to the center of gravity, that is, the opening of the through-passage 210 on the side where the interspersed rotating means 400 is disposed is directed to the bottom side of the reactor 10 , The opening close to the center of buoyancy, that is, the opening on the opposite side of the side opening in which the interpolation rotating means 400 is disposed, flows toward the water surface side. As described above, in the fluidized biofilm carrier (1000) of the present invention, the direction of the center vertical line (120) and the through flow path (210) in the reaction solution is parallel to the direction in which buoyancy and gravity act, So that the direction of the central vertical line 120 and the direction parallel to the central vertical line 120, in which the rotational force can be effectively generated by the blade 300 and the interpolating rotary means 400, The vertical fluid flow 20 having strong flow energy can be induced by itself.

상기한 관통유로(210) 및 중심 수직선(120)이 직립상태에서 유동될 수 있는 구성인 상기 유동상 생물막담체(1000)는 호기성으로 운영되는 생물학적 하폐수처리시설의 반응기(10)에서 포기장치(11)에서 공급되는 공기의 부상에 의하여 반응액과 기포가 수면측으로 강하게 솟구치는 수직방향의 유체유동(20)이 상기 블레이드(300)에 효과적으로 작용되고, 동시에 직립상태의 상기 관통유로(210)를 곧바로 통과하면서 상기 내삽형의 회전수단(400)에 작용하게 되므로 효과적으로 유체의 유동에너지가 회전력으로 전환될 수 있다. 이와 같이 상기 중심 수직선(120) 및 상기 관통유로(210)가 직립상태에서 유동하게 되므로 상기 블레이드(300) 및 상기 내삽형 회전수단(400)에 의해 보다 강한 회전력이 생성될 수 있다. The fluidized bed biofilm carrier 1000 in which the through flow path 210 and the central vertical line 120 can flow in an upright state is installed in the reactor 10 of the biological wastewater treatment facility operated in an aerobic state, The vertical fluid flow 20 in which the reaction liquid and the bubbles strongly protrude toward the water surface side is effectively applied to the blade 300 and the through flow path 210 in the upright state is directly passed So that the flow energy of the fluid can be effectively converted into the rotational force. Since the central vertical line 120 and the through passage 210 flow in an upright state, a stronger rotating force can be generated by the blade 300 and the interdigital rotating means 400. [

또한, 상기 내삽형 회전수단(400)은 상기 관통유로(210)와 직교하도록 설치되는 것이 회전력의 생성면에서 효과적이다. In addition, it is effective that the interdigital rotary means 400 is provided so as to be orthogonal to the through-passage 210 in terms of generation of rotational force.

도7은 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제4실시예를 나타내는 개념도이다.7 is a conceptual diagram showing a fluidized biofilm carrier according to a fourth embodiment of the present invention.

상기한 제3실시예에서는 상기 내삽형 회전수단(400)의 비중이 상대적으로 더 크게 구성되었다. 반면에 이 실시예에서는 유동상 생물막담체(1000)에 포함되는 상기 내삽형 회전수단(400)은 상기 외곽 담체(100)와 상기 블레이드(300) 및 상기 미생물 접촉재(200) 중에서 어느 하나 이상의 구성품 보다 상대적으로 비중이 더 작은 물성으로 구성하고 상기 미생물 접촉재(200)에 구비되는 관통유로(210)의 내측에 설치하되, 유동상 생물막담체(1000)의 중심부에서 벗어나서 상기 관통유로(210)의 어느 일측에 배치함으로써 부력중심과 무게중심이 서로 이격되어 편심이 발생되도록 구성된 것이다. 이와 같은 구성의 유동상 생물막담체(1000)는 반응액 중에서 유동하면서 중력중심과 부력중심의 편심으로 인해 토크(Torque)가 발생하므로 상기 도7에 도시된 바와 같이 부력중심과 근접한 개구부 즉, 회전수단(400)이 배치된 측의 관통유로(210)의 개구부는 반응기(10)의 수면측을 향하게 되고, 중력중심과 근접한 개구부 즉, 상기 내삽형 회전수단(400)이 배치된 측의 개구부와 반대측에 있는 개구부는 수면측을 향하게 되므로 유동상 생물막담체(1000)는 상기 중심 수직선(120) 및 상기 관통유로(210)가 중력이 작용하는 방향 즉, 수면 및 바닥면의 법선방향과 평행하는 직립상태를 유지하면서 유동하게 되므로 수직방향의 유체유동(20)이 효과적으로 회전력으로 전환될 수 있게 된다. In the third embodiment described above, the specific gravity of the interpolating rotary means 400 is relatively larger. In contrast, in this embodiment, the interpolating rotation unit 400 included in the fluidized biofilm carrier 1000 is formed of the outer carrier 100, the blades 300, and the microorganism contact material 200, The biofilm contact member 200 may be provided on the inner side of the through channel 210 provided in the microorganism contact member 200 so as to be located outside the center of the fluidized biofilm carrier 1000, The buoyancy center and the center of gravity are spaced apart from each other and eccentricity is generated. As shown in FIG. 7, the fluidized bed biofilm carrier 1000 having such a structure generates a torque due to the eccentricity of the center of gravity and the center of buoyancy while flowing in the reaction liquid. Therefore, The opening of the through-flow passage 210 on the side where the inner rotor 400 is disposed is directed to the water surface side of the reactor 10 and the opening close to the center of gravity, that is, The fluidized bed biofilm carrier 1000 is positioned in the upright state 120 parallel to the normal direction of the water surface and the bottom surface in the direction of gravity acting on the central vertical line 120 and the through flow path 210, The vertical fluid flow 20 can be effectively converted into the rotational force.

도8은 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제5실시예를 나타내는 개념도이다. 8 is a conceptual diagram showing a fluidized biofilm carrier according to a fifth embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 제5실시예의 유동상 생물막담체(1000)는, 비표면적이 증대되고 수류와 기포 등의 유체가 원활하게 유통될 수 있도록 다수개의 관통구(110)와 상기 관통구(110)를 통하여 외부와 서로 연통되는 공간이 내측에 구비되며 미생물이 부착증식하는 외형이 주로 원구형 이거나 타원형인 외곽 담체(100)와, 상기 외곽 담체(100)의 내측으로부터 상기 외곽 담체의 중심방향으로 돌출되며 상기 외곽 담체(100)의 중심을 통과하는 가상의 중심 수직선(120) 또는 상기 중심 수직선(120)과 평행하는 평행선과 미리 정해진 각도(θ)로 경사지도록 배치되어 유체유동(20)을 회전력으로 전환하는 두께에 비하여 상대적으로 면적이 넓은 판상(板狀)의 블레이드(300)와, 상기 외곽 담체(100)의 내부 상기 공간에 설치되며 수류와 기포 등 유체유동(20)이 원활하게 유통될 수 있도록 양측이 개방되어 있는 관통유로(210)가 구비되며 미생물이 부착하여 증식하는 비표면적과 공극율이 큰 형상의 미생물 접촉재(200)와, 상기 관통유로(210)의 양측에 형성되어 있는 개구부측의 상기 외곽 담체(100)에 각각 설치되며 유체의 유동을 회전력으로 전환할 수 있는 외곽형 회전수단(410)을 포함하는 구성이다.The fluidized bed biofilm carrier 1000 according to the fifth embodiment of the present invention has a plurality of through holes 110 and a plurality of through holes 110 so as to increase the specific surface area and smoothly flow the fluid such as water and air bubbles. (100) having an outer shape communicating with the outside through which the microorganisms adhere and propagating, the outer shape being mainly circular or oval, and a protruding portion extending from the inside of the outer carrier (100) toward the center of the outer carrier Is arranged to be inclined at a predetermined angle (?) With a virtual center line (120) passing through the center of the outer carrier (100) or a parallel line parallel to the central vertical line (120) And a fluid flow 20 such as water flow and bubbles can be smoothly flowed in the space inside the outer carrier 100. The blade 300 has a relatively large area as compared with the thickness of the outer carrier 100, A micro-organism contact material 200 having a specific surface area and a large porosity that are proliferated by microorganisms adhered to the micro-organism contact material 200, and an opening portion 210 formed on both sides of the through- And an outer rotating means 410 installed in the outer carrier 100 of the outer casing 100 and capable of switching the flow of the fluid to rotational force.

상기 외곽형 회전수단(410)은, 하나 이상의 회전익을 포함하여 구성되며 상기 외곽 담체(100)의 외부로 돌출되는 부분이 없고 주로 원구형 또는 타원형 등과 같은 유동에 적합한 형태의 외곽 담체(100)의 본래 형상이 변형되지 않고 유지되도록 외형이 상기 외곽 담체(100)의 외형과 일치되는 형태로 설치되어 유동과정에서 유동상 생물막담체(1000)의 엉킴이 최소화되고, 상기 미생물 접촉재(200)가 상기 외곽담체(100)의 외부로 이탈되지 않도록 지지하는 지지체이며, 미생물이 부착증식할 수 있는 생물막담체이자 외곽 담체(100)의 일부를 구성하게 된다. 또한, 상기 외곽형의 회전수단(410)은 상기 블레이드(300)와 함께 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 수차이므로 유동상 생물막담체(1000)를 회전시키게 된다. 이와 같이 상기 블레이드(300) 및 상기 외곽형 회전수단(410)은, 상기 유동상 생물막담체(1000)를 회전시켜서 유동상 생물막담체(1000)의 내외부 표면에 부착증식하는 미생물과 오염물질의 접촉빈도를 증대시키는 접촉증대 작용과, 유동상 생물막담체(1000)들 사이에 형성되는 브릿지를 해체시켜서 서로 엉키는 것을 방지하는 엉킴방지 작용과, 미세기포 및 스컴의 부착을 방지하는 미세기포 및 스컴의 탈리 작용과, 수면측에 적층되는 스컴층을 교란시키는 스컴층 교란 작용 중에서 어느 하나 이상의 작용을 할 수 있으므로 유동성과 반응효율이 개선될 수 있다. The outer peripheral rotating means 410 includes at least one rotor blade and has a portion protruding to the outside of the outer carrier 100. The outer carrier 100 has a shape suitable for flow such as a circular or elliptical shape, The outer shape of the outer carrier 100 is adjusted so that the shape of the outer shape of the outer carrier 100 can be maintained unchanged so that the entanglement of the fluidized bed biofilm carrier 1000 in the flow process is minimized, And is a supporting body for supporting the outer carrier 100 so as not to be released to the outside, and constitutes a part of the outer carrier 100, which is a biofilm carrier capable of multiplying and growing microorganisms. In addition, the outer-type rotating unit 410 rotates the fluidized-bed biofilm carrier 1000 because it is an aberration that converts the flow energy of the fluid into the rotational force together with the blade 300. As described above, the blade 300 and the outer peripheral rotating means 410 rotate the fluidized bed biofilm carrier 1000 so that the contact frequency of the microbes and the contaminating substance, which adheres to the inner and outer surfaces of the fluidized bed biofilm carrier 1000, A tangle action to prevent the entanglement of the bridges formed between the fluidized bed biofilm carriers 1000 to prevent tangling with each other, and a tidal action of the fine bubbles and the scum to prevent the adhesion of the fine bubbles and the scum And a splash layer disturbance action that disturbs the scum layer laminated on the water side, so that fluidity and reaction efficiency can be improved.

본 발명의 상기한 제2실시예, 제3실시예 및 제4실시의 유동상 생물막담체(1000) 에서는 회전수단이 미생물 접촉재(200)의 중앙에 구비되는 관통유로(210)의 내측에 설치되는 내삽형의 회전수단(400)이므로 유체유동(20)이 관통유로(210)를 거쳐서 그 내부에 배치된 내삽형 회전수단(400)까지 도달하는 과정에서 마찰에 의한 유체에너지의 손실이 발생된다. 반면에 이 실시예에서의 회전수단은 외부의 유체유동(20)과 직접 접촉하게 되는 생물막담체(1000)의 외부측인 외곽 담체(100)에 설치되는 외곽형 회전수단(410) 이므로 에너지 손실이 최소화되고 보다 효과적으로 회전력을 생성할 수 있게 된다. In the fluidized bed biofilm carrier (1000) of the second, third, and fourth embodiments of the present invention, the rotating means is installed inside the through flow path (210) provided at the center of the microbial contact material The fluid flow 20 is lost due to friction during the process of reaching the interpolating rotating means 400 disposed in the fluid flow 20 through the through flow path 210 . On the other hand, since the rotating means in this embodiment is the outer-type rotating means 410 installed on the outer carrier 100, which is the outer side of the biofilm carrier 1000 to be in direct contact with the external fluid flow 20, So that it is minimized and can generate rotational force more effectively.

상기 외곽형 회전수단(410)이 외부로 돌출되도록 설치되면, 유동하면서 서로 접촉되는 유동상 생물막담체(1000)들 사이에 마찰이 증대되므로 유동성이 저하되거나 이러한 돌출부들에 의해 유동상 생물막담체(1000)들이 서로 얽혀서 유동을 저해하는 장애물이 될 수 있다. 따라서 상기 외곽형 회전수단(410)에 구비되는 회전익 등은 외부로 돌출되지 않고 주로 원구형 또는 타원형의 외형인 상기 외곽 담체(100)의 형상과 일치되도록 외형이 구성되어 유동이 저해되지 않고 효과적으로 유체의 유동에너지가 회전운동으로 전환되도록 구성된 것이다. When the outer-type rotating means 410 is installed to protrude outwardly, friction increases between the fluidized-bed biofilm carriers 1000 flowing and contacting with each other, ) May interfere with each other and obstruct the flow. Therefore, the rotor blade and the like provided on the outer-type rotation means 410 are not protruded to the outside, but are formed so as to conform to the shape of the outer carrier 100, which is a generally circular or elliptical outer shape, So that the flow energy of the fluid is converted into rotational motion.

이 실시예에서의 회전수단은 외부의 유동이 직접 작용할 수 있는 외곽형의 회전수단(410)이다. 그러나 유체유동(20)이 상기 외곽형 회전수단(410)으로 접근하더라도 외곽형 회전수단(410)을 거쳐서 원활하게 통과되지 못하고 정체되면 충분한 회전력을 생성할 수 없게 된다. 따라서 상기 외곽형 회전수단(410)으로 접근한 유체유동(20)이 상기 미생물 접촉재(200)에 의해 정체되거나 막히지 않고 원활하게 통과될 수 있도록 상기 미생물 접촉재(200)에는 관통유로(210)를 구성하고 상기 관통유로(210)의 개구부측의 상기 외곽 담체(100)에 상기 외곽형 회전수단(410)이 배치되는 것이다. The rotating means in this embodiment is an outer type rotating means 410 in which an external flow can directly act. However, even if the fluid flow 20 approaches the outer-type rotating means 410, it can not pass smoothly through the outer-type rotating means 410, Accordingly, the microbial contact member 200 is provided with the through-flow passage 210 so that the fluid flow 20 approaching the outer-type rotating means 410 can be smoothly passed through the microbial contact member 200, And the outer peripheral rotating means 410 is disposed on the outer carrier 100 on the side of the opening of the through passage 210.

그런데 상기한 제3실시예 및 제4실시예에서와 같이 이 실시예에서도 유동상 생물막담체(1000)가 반응기(10) 내에서 유동되면서 상기 관통유로(210)가 수면과 수직방향인 직립상태를 유지하게 되면, 상승 및 하강하면서 수직방향으로 유동하는 상승유동(21)과 하강유동(22)이 상기 관통유로(210)를 통하여 상기 회전수단(410)에 원활하게 도달할 수 있고 상기 외곽형 회전수단(410)에 도달한 유체유동(20)이 원활하게 통과될 수 있으므로 회전력의 생성면에서 유리하게 된다. 따라서 상기 양측의 외곽형 회전수단(410) 중에서 상기 관통유로(210)의 어느 일측 개구부측의 외곽 담체(100)에 배치되는 외곽형의 회전수단은 PVC, POM 등과 같이 상대적으로 비중이 더 큰 물성으로 구성 및 배치되고, 상기 관통유로(210)의 다른 일측의 개구부측의 외곽 담체(100)에 배치되는 외곽형 회전수단은 상기 외곽 담체(100), 상기 미생물 접촉재(200) 및 상기 블레이드(300) 등 다른 구성품과 같은 비중의 물성 또는 상대적으로 비중이 더 작은 PE, PP 등과 같은 물성으로 구성 및 배치함으로써 부력중심과 무게중심이 서로 이격되어 편심이 발생되도록 구성할 수 있다. However, as in the third and fourth embodiments described above, the fluidized bed biofilm carrier 1000 is also moved in the reactor 10 so that the penetration flow path 210 is in an upright state perpendicular to the water surface The upward flow 21 and the downward flow 22 flowing in the vertical direction while rising and falling can smoothly reach the rotating means 410 through the through flow passage 210, The fluid flow 20 reaching the means 410 can be passed smoothly, which is advantageous in terms of the generation of the rotational force. Therefore, the outline type rotating means disposed on the outer carrier 100 on either side of the opening of the through-flow passage 210 among the outer-side rotating means 410 on both sides has a relatively large specific gravity such as PVC or POM And the outer peripheral rotating means disposed on the outer carrier 100 on the other side of the opening of the through passage 210 is constituted by the outer carrier 100, the microorganism contact member 200 and the blade 300), or a physical property such as PE or PP having a relatively small specific gravity, by constituting and arranging the buoyancy center and the center of gravity of the buoyancy and the center of gravity.

또한, 상기 양측의 외곽형 회전수단(410)들 중에서 상기 관통유로(210)의 어느 일측의 외곽 담체(100)에 배치되는 외곽형 회전수단은 PE, PP 등과 같은 상대적으로 비중이 더 작은 물성으로 구성 및 배치되고, 상기 관통유로(210)의 다른 일측의 개구부측의 외곽 담체(100)에 배치되는 외곽형 회전수단은 다른 구성품과 같은 비중의 물성 또는 상대적으로 비중이 더 큰 PVC, POM 등과 같은 물성으로 구성 및 배치함으로써 부력중심과 무게중심이 서로 이격되어 편심이 발생되도록 구성할 수 있다. The outline type rotating means disposed on the outer circumference carrier 100 on either side of the through flow path 210 among the outer side type rotating means 410 on both sides may have a relatively small specific gravity such as PE or PP And the outline type rotating means disposed on the outer carrier 100 on the other side of the opening of the through passage 210 may have the same specific gravity physical properties as those of the other components or relatively large specific gravity such as PVC, The buoyancy center and the center of gravity are spaced apart from each other and eccentricity can be generated.

이와 같은 구성의 유동상 생물막담체(1000)는 반응액 중에서 유동하면서 중력중심과 부력중심의 편심으로 인해 토크(Torque)가 발생하므로 상기 도8에서와 같이 무게중심과 근접한 개구부 즉, 비중이 큰 외곽형 회전수단이 배치된 측의 관통유로(210)의 개구부는 반응기(10)의 바닥면측을 향하게 되고, 부력중심과 근접한 개구부 즉, 비중이 작은 외곽형 회전수단이 배치된 측의 관통유로(210)의 개구부는 수면측을 향하게 되므로 유동상 생물막담체(1000)가 반응액에 잠기면 상기 관통유로(210)는 중력이 작용하는 방향 즉, 수면 및 바닥면의 법선방향과 평행하는 직립상태를 유지하면서 유동하게 된다. Since the fluidized biofilm carrier 1000 having such a structure flows in the reaction liquid and a torque is generated due to the eccentricity of the center of gravity and the center of the buoyancy, an opening portion close to the center of gravity, The opening of the through passage 210 on the side where the rotation means is disposed is directed toward the bottom surface side of the reactor 10 and the opening near the center of the buoyancy, that is, the through passage 210 on the side where the outer- When the fluidized biofilm carrier 1000 is immersed in the reaction liquid, the through-flow channel 210 maintains the upright state parallel to the normal direction of the water surface and the bottom surface in the direction in which the gravity acts .

호기성으로 운영되는 생물학적 반응기(10)에는 포기장치(11)가 구비되는데 포기장치(11)에서 공급되는 압축공기에 의하여 반응액이 공기부상(Airlifting)되면서 기포와 함께 수면측으로 강하게 솟구치는 수직유동이 발생하게 된다. 따라서 수직방향으로 상승하는 수류 및 기포의 유동이 상기 중심 수직선(120) 및 상기 관통유로(210)와 평행한 방향으로 유동하게 되므로 유체저항을 적게 받으면서 상기 블레이드(300) 및 상기 외곽형 회전수단(410)을 통과하게 되므로 회전수단(410)에 효과적으로 유체의 유동에너지가 전달될 수 있다. 따라서 상기 관통유로(210)가 직립상태에서 유동하게 되면 상기 외곽형 회전수단(410) 및 상기 블레이드(300)에 의해 보다 강한 회전력이 생성될 수 있다. The aerobic biological reactor 10 is provided with an aeration device 11 that causes air to flow in response to air being supplied from the aeration device 11, . Accordingly, the flow of the water and the bubbles rising in the vertical direction flows in a direction parallel to the central vertical line 120 and the through-flow passage 210, so that the blade 300 and the outer- 410 so that the flow energy of the fluid can be effectively transferred to the rotating means 410. [ Therefore, when the through-flow passage 210 flows in the upright state, stronger rotational force can be generated by the outer-peripheral rotating means 410 and the blade 300. [

또한, 반응조내에서 상승유동이 미약한 구간과 하강유동(22)이 발생되는 구간에서는 중력과 유체유동(20)에 의해 상기 유동상 생물막담체(1000)는 하강하게 되는데 하강하면서 반응액과 유동상 생물막담체(1000) 사이에는 상대속도가 발생하므로 유동상 생물막담체(1000)의 외부와 상기 관통유로(210)의 내부에는 반응액의 유동이 발생된다. 따라서 이 경우에도 상기 관통유로(210)가 수직방향으로 직립상태에서 하강하게 되면 보다 많은 반응액이 상기 관통유로(210) 및 회전수단(410)에 작용하게 되므로 회전력의 생성면에서 유리할 수 있다.The fluidized bed biofilm carrier (1000) is lowered by the gravity and the fluid flow (20) in a section where the upward flow is weak and the downflow (22) is generated in the reaction tank. Since a relative velocity is generated between the biofilm carriers 1000, a flow of the reaction liquid is generated on the outside of the fluidized biofilm carrier 1000 and inside the throughflow channel 210. Therefore, in this case as well, when the through-flow passage 210 is lowered in the upright state in the vertical direction, more reaction liquid acts on the through-flow passage 210 and the rotating means 410,

도9는 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제6실시예를 나타내는 개념도이다.9 is a conceptual diagram showing a fluidized biofilm carrier according to a sixth embodiment of the present invention.

상기한 제5실시예의 유동상 생물막담체(1000)에서는 관통유로(210)의 양측에 외곽형 회전수단(410)이 설치되는 실시예인데, 이 실시예의 유동상 생물막담체(1000)에서는 상기 외곽형 회전수단(410)이 상기 관통유로(210)의 어느 일측 개구부측의 외곽 담체(100)에 설치되는 실시예에 관한 것이다. 어느 일측에 배치되는 상기 외곽형 회전수단(410)을 상기 외곽 담체(100), 블레이드(300) 및 미생물 접촉재(200)들 중에서 어느 하나 이상의 구성품 보다 상대적으로 비중이 더 큰 물성으로 구성하게 되면 상기 도9에서와 같이 중력에 의해 상기 외곽형 회전수단(410)측의 개구부가 반응기(10)의 바닥면측을 향하고 그 반대측의 개구부는 수면측을 향한 상태에서 상기 관통유로(210)가 수면 및 바닥면과 수직하는 직립상태에서 유동하게 되므로 앞에서 설명한 바와 같이 반응기(10) 내에서 수직방향으로 유동하는 기포와 반응액의 유동이 상기 블레이드(300) 및 상기 관통구(110)를 원활하게 통과하게 되므로 회전력의 생성면에서 유리한 효과를 기대할 수 있다.In the fluidized biofilm carrier 1000 of the fifth embodiment described above, the outer shape rotating means 410 is provided on both sides of the penetration flow path 210. In the fluidized biofilm carrier 1000 of this embodiment, And the rotating means 410 is installed in the outer carrier 100 on one side of the opening of the through passage 210. [ If the outer shape rotating means 410 disposed at one side is configured to have a relatively greater specific gravity than any one or more of the outer carrier 100, the blade 300, and the microbial contact material 200 9, when the opening of the outer peripheral rotating means 410 is directed toward the bottom surface side of the reactor 10 by the gravity and the opening of the opposite side is directed to the water surface side, The flow of the bubbles flowing in the vertical direction in the reactor 10 and the reaction liquid smoothly passes through the blade 300 and the through hole 110 as described above So that an advantageous effect can be expected in terms of generation of the rotational force.

도10은 본 발명에 따른 유동상 생물막담체 제7실시예를 나타내는 개념도이다.10 is a conceptual diagram showing a fluidized bed biofilm carrier according to a seventh embodiment of the present invention.

이 실시예의 유동상 생물막담체(1000)에서는 상기한 제6실시예에서와 같이 외곽형 회전수단(410)이 상기 관통유로(210)의 어느 일측 개구부측의 외곽 담체(100)에 설치되는 구성이며 상기 외곽형 회전수단(410)은 상기 외곽 담체(100), 상기 블레이드(300) 및 상기 미생물 접촉재(200)들 중에서 어느 하나 이상의 구성품 보다 상대적으로 비중이 더 작은 물성으로 구성하게 되면 상기 도10에서와 같이 부력에 의해 비중이 작은 상기 외곽형 회전수단(410)과 상기 외곽형 회전수단(410)측의 개구부가 수면측을 향하고 그 반대측의 개구부는 반응기(10)의 바닥면측을 향한 상태에서 상기 관통유로(210)가 수면 및 바닥면과 수직하는 직립상태에서 유동하게 되므로 앞에서 설명한 바와 같이 반응기(10) 내에서 수직방향으로 유동하는 기포와 반응액의 유동이 상기 블레이드(300) 및 상기 관통유로(210)를 원활하게 통과하게 되므로 회전력의 생성면에서 유리한 효과를 기대할 수 있다.In the fluidized biofilm carrier 1000 of this embodiment, as in the sixth embodiment described above, the outer shape rotation means 410 is provided in the outer carrier 100 on either side of the opening of the through passage 210 When the outer shape rotating means 410 is made of a material having a specific gravity smaller than that of any one or more of the outer carrier 100, the blade 300 and the microbial contactor 200, The outer peripheral rotary means 410 and the outer peripheral rotary means 410 side openings are directed to the water surface side by the buoyancy and the opening portions on the opposite side are directed toward the bottom surface side of the reactor 10 The flow of the bubbles and the reaction liquid flowing in the vertical direction in the reactor 10 and the reaction liquid flow in the vertical direction of the blade 300 as described above since the through flow path 210 flows in an upright state perpendicular to the water surface and the bottom surface, And the through-flow passage 210, it is possible to expect an advantageous effect in terms of generation of the rotational force.

10 : 호기성 반응기 11 : 포기장치
12 : 송풍기 13 : 산기관
14 : 송기관 20 : 유체유동
21 : 상승유동 22 : 하강유동
23,24 : 수평유동 100 : 외곽 담체
110 : 관통구 120 : 중심 수직선
200 : 미생물 접촉재 210 : 관통유로
300 : 블레이드 400 : 내삽형 회전수단
410 : 외곽형 회전수단 1000 : 유동상 생물막담체 10: aerobic reactor 11: aeration device
12: blower 13: diffuser
14: Tube 20: Fluid flow
21: rising flow 22: falling flow
23,24: Horizontal flow 100: Outer support
110: through hole 120: center vertical line
200: microorganism contact member 210:
300: Blade 400: Interpolating rotating means
410: Outer type rotating means 1000: Fluid bed biofilm carrier

Claims (8)

비표면적이 증대되고 유체가 원활하게 유통될 수 있도록 다수개의 관통구와 상기 관통구를 통하여 외부와 서로 연통되는 공간이 구비되며 미생물이 부착증식하는 외곽 담체;와
상기 외곽 담체의 내부 공간에 설치되며 미생물이 부착증식하는 비표면적과 공극율이 큰 다공성 부재로 이루어진 미생물 접촉재;와
상기 외곽 담체의 내측에 고정되도록 설치되어 상기 외곽 담체의 단면계수를 증대시키고 변형을 방지하는 구조체이며, 두께에 비하여 상대적으로 면적이 넓고 미생물이 부착증식하는 담체인 하나 이상의 블레이드;를 포함하고
상기 블레이드는, 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 수차로 작동하여 상기 외곽 담체 및 상기 미생물 접촉재를 회전시켜서, 생물막담체의 내외부 표면에 부착증식하는 미생물과 오염물질의 접촉 빈도를 증대시키는 접촉증대 작용과, 생물막담체들 사이에 형성되는 브릿지를 해체시켜서 서로 엉키는 것을 방지하는 엉킴방지 작용과, 미세기포 및 스컴의 부착을 방지하는 미세기포 및 스컴의 탈리 작용과, 수면측에 적층되는 스컴층을 교란시키는 스컴층 교란 작용중에서 어느 하나 이상의 작용을 할 수 있도록, 상기 외곽 담체의 내측으로부터 상기 공간의 중심부측 방향으로 돌출되며 상기 외곽 담체의 중심을 통과하는 중심 수직선 및 상기 중심 수직선의 평행선과 미리 정해진 각도로 경사지도록 설치되며 두께에 비하여 상대적으로 면적이 넓은 판상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체. An outer carrier having a plurality of through holes and a space communicating with the outside through the through holes so that the specific surface area is increased and the fluid can be smoothly flowed,
A microorganism contact member which is installed in an inner space of the outer carrier and has a porous member having a specific surface area and a large porosity,
And at least one blade installed to be fixed to the inside of the outer carrier to increase the sectional modulus of the outer carrier and prevent deformation, wherein the at least one blade is a carrier having a relatively large area and a multiplicity of microorganisms attached thereto
The blade is operated as an aberration for converting the flow energy of the fluid into a rotational force to rotate the outer carrier and the microorganism contact member to increase the contact frequency between the microorganisms and the contaminants that multiply on the inner and outer surfaces of the biofilm carrier, A tangle action of fine bubbles and scum to prevent adhesion of fine bubbles and scum, and a scum layer to prevent the adhesion of fine bubbles and scum, A center vertical line passing through the center of the outer carrier and projecting in a direction toward the center of the space from the inside of the outer carrier and a parallel line of the center vertical line and a predetermined vertical line passing through the center of the outer carrier, It is installed to be inclined at an angle and has a relatively larger area than the thickness The fluidised bed biofilm carrier is improved in fluidity and reaction efficiency by rotation, characterized in that comprising a plate-shaped. 제1항에 있어서,
상기 미생물 접촉재의 중앙부에 형성되며 유체가 원활하게 유통될 수 있도록 양측이 개방되어 있는 관통유로;와
상기 관통유로의 내측에 설치되며 상기 관통유로를 통과하는 유체의 유동을 회전력으로 전환할 수 있는 내삽형 회전수단;을 더 포함하고,
상기 내삽형 회전수단은, 상기 미생물 접촉재가 이탈 및 변형되지 않도록 하는 지지체이고, 미생물이 부착증식할 수 있는 담체이며,
상기 내삽형 회전수단은, 상기 미생물 접촉재 내측의 상기 관통유로를 통과하는 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 수차로 작동하여 회전력이 추가 생성될 수 있도록 하나 이상의 회전익을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선된 유동상 생물막담체. The method according to claim 1,
A through-flow passage formed at a central portion of the microorganism-contacting member and having open sides at both sides so that fluid can flow smoothly;
And an interpolating rotating means provided inside the through passage for switching the flow of the fluid passing through the through passage to rotational force,
Wherein the interpolating rotary means is a support for preventing the microorganism contact material from being separated and deformed,
Wherein the interpolating rotary means includes one or more rotor blades so as to operate as an aberration for converting the flow energy of the fluid passing through the through passage on the inside of the microbial contact member to a rotational force so that a rotational force can be additionally generated Fluidized biofilm carrier with improved fluidity and reaction efficiency by rotation. 제2항에 있어서,
상기 내삽형 회전수단은, 상기 관통유로가 수면 및 지면과 수직방향을 유지하는 직립상태에서 유동될 수 있도록 상기 외곽 담체와 상기 블레이드 및 상기 미생물 접촉재 중에서 어느 하나 이상의 것보다 상대적으로 비중이 더 크게 구성되고, 무게중심과 부력중심이 서로 이격되도록 상기 관통유로의 어느 일측에 설치되는 것을 특징으로 하는 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체. 3. The method of claim 2,
The interspersed rotating means has a relatively larger specific gravity than any one of the outer carrier, the blade, and the microorganism contact material so that the through-flow passage can flow in an upright state in which the through- And the flow center and the center of buoyancy are spaced apart from each other so that fluidity and reaction efficiency are improved by rotation. 제2항에 있어서,
상기 내삽형 회전수단은, 상기 관통유로가 수면 및 지면과 수직방향을 유지하는 직립상태에서 유동될 수 있도록 상기 외곽 담체와 상기 블레이드 및 상기 미생물 접촉재 중에서 어느 하나 이상의 것보다 상대적으로 비중이 더 작게 구성되고, 무게중심과 부력중심이 서로 이격되도록 상기 관통유로의 어느 일측에 설치되는 것을 특징으로 하는 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체. 3. The method of claim 2,
The interspersed rotating means has a relatively smaller specific gravity than any one or more of the outer carrier, the blade, and the microorganism contact material so that the through-flow passage can flow in an upright state in which the through- And the flow center and the center of buoyancy are spaced apart from each other so that fluidity and reaction efficiency are improved by rotation. 제1항에 있어서,
상기 미생물 접촉재의 중앙부에 형성되며 유체가 원활하게 유통될 수 있도록 양측이 개방되어 있는 관통유로;와
상기 관통유로의 양측에 형성되어 있는 개구부 중에서 어느 하나 이상의 개구부측의 상기 외곽 담체에 설치되며 상기 관통유로를 통과하는 유체의 유동을 회전력으로 전환할 수 있는 외곽형 회전수단;을 포함하고,
상기 외곽형 회전수단은, 유동과정에서 유동상 생물막담체의 엉킴이 최소화되도록 상기 외곽 담체의 외부로 돌출되는 부분이 없고 외곽 담체의 형상이 유지되도록 설치되며, 상기 미생물 접촉재가 상기 외곽 담체의 외부로 이탈되지 않도록 지지체이고, 미생물이 부착증식하는 담체이며,
상기 외곽형 회전수단은, 유체의 유동에너지를 회전력으로 전환하는 수차로 작동하여 회전력이 추가 생성될 수 있도록 하나 이상의 회전익을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체. The method according to claim 1,
A through-flow passage formed at a central portion of the microorganism-contacting member and having open sides at both sides so that fluid can flow smoothly;
And outer peripheral rotating means provided on the outer carrier on at least one of the openings of the openings formed on both sides of the through passage for switching the flow of the fluid passing through the through passage to rotational force,
The outer peripheral rotating means is installed so that the shape of the outer carrier does not exist so that the outer peripheral carrier does not protrude to the outside so that the entanglement of the fluidized bed biofilm carrier in the flow process is minimized, And is a support on which microorganisms adhere and propagate,
Wherein the outer peripheral rotating means includes one or more rotor blades so as to operate as an aberration for converting the flow energy of the fluid into a rotational force so that a rotational force can be additionally generated. Biofilm carrier. 제5항에 있어서,
상기 외곽형 회전수단은, 상기 관통유로의 양측에 형성되어 있는 개구부측의 상기 외곽 담체에 각각 설치되며, 상기 관통유로가 수면 및 지면과 수직방향을 유지하는 직립상태에서 유동될 수 있도록 비중이 서로 다르게 구성되어 무게중심과 부력중심이 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체. 6. The method of claim 5,
Wherein the outer peripheral rotating means is provided on the outer carrier on the side of the opening formed on both sides of the through passage and has a specific gravity so as to be able to flow in an upright state in which the through passage is kept vertical to the water surface and the ground Wherein the center of gravity and the center of buoyancy are spaced apart from each other to improve fluidity and reaction efficiency by rotation. 제5항에 있어서,
상기 외곽형 회전수단은, 상기 관통유로의 양측에 형성되어 있는 개구부 중에서 어느 일측의 상기 외곽 담체에 설치되며, 상기 관통유로가 수면 및 지면과 수직방향을 유지하는 직립상태에서 유동될 수 있도록 상기 외곽 담체와 상기 블레이드 및 상기 미생물 접촉재 중에서 어느 하나 이상의 것보다 상대적으로 비중이 더 크게 구성되어 무게중심과 부력중심이 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체.
6. The method of claim 5,
Wherein the outer circumferential rotating means is provided on either of the outer circumferential supports on one side of the openings formed on both sides of the through passage, Wherein the fluidized bed biofilm carrier and the fluidized bed biofilm carrier having improved fluidity and reaction efficiency by rotation are formed by relatively larger specific gravity than any one or more of the carrier, the blade and the microbial contact material, .
제5항에 있어서,
상기 외곽형 회전수단은, 상기 관통유로의 양측에 형성되어 있는 개구부 중에서 어느 일측의 상기 외곽 담체에 설치되며, 상기 관통유로가 수면 및 지면과 수직방향을 유지하는 직립상태에서 유동될 수 있도록 상기 외곽 담체와 상기 블레이드 및 상기 미생물 접촉재 중에서 어느 하나 이상의 것보다 상대적으로 비중이 더 작게 구성되어 무게중심과 부력중심이 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 회전에 의해 유동성과 반응효율이 개선되는 유동상 생물막담체.6. The method of claim 5,
Wherein the outer circumferential rotating means is provided on either of the outer circumferential supports on one side of the openings formed on both sides of the through passage, Wherein the fluidized biofilm carrier and the microfibre biofilm carrier are made of a material having a specific gravity smaller than that of at least one of the carrier, the blade, and the microbial contact material so that the center of gravity and the center of buoyancy are separated from each other. .
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