KR20190001090A - Bio-reactor for sewage treatment and sewage treatment system comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하수 처리용 생물반응조 및 이를 포함하는 하수 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 하수, 음식 폐기물 또는 축산 폐기물을 처리함에 있어 사용되는 것으로 구조가 단순하지만 처리 효율은 뛰어난 생물반응조와 이를 포함하는 하수 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a bioreactor for sewage treatment and a sewage treatment system including the bioreactor. More particularly, the present invention relates to a bioreactor which is used in treating sewage, food waste or animal wastes, Sewage treatment system.
종래의 일반적인 하수처리시설은 표준 활성슬러지 공법이나 상기 공법의 추가 또는 변형된 공법을 주로 사용하고 외국에서는 A2/O 공정, UCT 공정, VIP 공정등을 사용하며, 상기의 외국에서 사용되는 공정은 국내의 합류식 하수배제 방식에 적용되지 못하고 있는 실정이며, 상기의 A2/O 공정은 생물학적 처리공정으로 A/O공법을 개량하여 질소 및 인을 제거하기 위한 공법으로 반응조는 혐기성조(Anaerobic Tank), 무산소조(Anoxic Tank), 호기성조(Aerobic Tank)로 구성되며 질산성 질소를 제거하기 위한 내부반송(Nitrifer Recycle)과 침전지 슬러지 반송으로 구성되고 혐기성조에서는 혐기성조건에서 인을 방출시켜 호기성조에서 미생물이 과잉섭취할 수 있도록 하며, 무산소조는 호기성조의 내부반송수의 질산염(nitrate)를 탈질시킴으로 질소와 인을 제거한다.Conventional sewage treatment facilities mainly use the standard activated sludge process or an additional or modified method of the above method, and use A2 / O process, UCT process, VIP process, etc. in foreign countries, and the above- The A / O process is a biological treatment process for removing nitrogen and phosphorus by improving the A / O process. The reaction tank is an anaerobic tank, an anoxic tank, (Anoxic Tank) and Aerobic Tank. It consists of Nitrifer Recycle to remove nitrate nitrogen and settler sludge return. In anaerobic tank, it releases phosphorus in anaerobic condition, And the anoxic tank removes nitrogen and phosphorus by denitrifying nitrate in the aerobic tank's internal return water.
상기의 A2/O 공정을 통하여 하수의 질소 및 인 제거를 실시하여 하수내 영양염류를 줄이지만 하수 내 질소와 인 제거에만 중점을 두고 있고, 최근 문제가 되고 있는 하수 내 인체에 유해한 박테리아와 미생물 제거가 되지 못한다는 문제점이 있다.The A 2 / O process removes nitrogen and phosphorus from the sewage to reduce nutrients in the sewage but focuses only on the removal of nitrogen and phosphorus in the sewage. In recent years, harmful bacteria and microorganisms There is a problem that it can not be removed.
상기의 하수처리장은 거의 대부분이 미생물에 의해 오염물이 분해되는 방식을 이용한 생물학적 처리방법으로 운영되고 있다. 생물학적 처리방법은 오랫동안 그 성능이 입증되었고 가장 효과적이고 안전한 방법이지만 잉여 슬러지가 발생하는 것이 문제이다.The sewage treatment plant is operated as a biological treatment method using a method in which the pollutants are decomposed by microorganisms. The biological treatment method has proved its performance for a long time and is the most effective and safe method, but the problem is that excess sludge occurs.
잉여 슬러지는 대부분 미생물 덩어리로 유기물이기 때문에 부패하기 쉬워 처리가 문제이다. 지금까지 주로 해양 투기에 의존해 왔고 일부는 매립 또는 소각되고 있었다. 잉여 슬러지의 발생량은 2012년 기준 하루 10,000톤 이상, 연간 365만톤 이상의 슬러지가 발생하고 있으며 앞으로 지속적으로 증가할 것이다.Most of the excess sludge is a microbial mass, which is an organic matter, so it is easy to decay, which is a problem. So far, we have mainly relied on marine dumping and some have been landfilled or incinerated. The amount of surplus sludge generated is more than 10,000 tons per day in 2012, more than 3.65 million tons of sludge per year, and will continue to increase in the future.
이러한 잉여 슬러지의 처리에 대해, 2012년부터 해양투기가 금지되어 폐기물 자원화, 에너지화 및 감량화 등 유기성 폐기물의 신재생에너지화 촉진 정책이 추진되고 있으며 특히 혐기성 소화조를 통한 슬러지 처리를 실시함에 있어서 처리효율을 높이기 위해 가용화 전처리 과정을 실시하고 있으며 상기 전처리 기술로는 고온 호기성 미생물을 이용하는 생물학적 방법, 초음파와 수리동력학적 캐비테이션과 열 가수분해 및 볼밀 파쇄장치를 이용하는 물리적 방법, 오존 처리와 알칼리 약품처리를 이용하는 화학적 방법, 상기의 처리방법을 복수개 병합하여 처리하는 복합처리 방법, 전기분해를 이용한 전기적 방법을 사용하고 있으나 비용이 고가이거나 감량 효율이 떨어져 실용화에 어려움을 겪는 문제점이 있다.As for the treatment of surplus sludge, since 2012, marine dumping has been banned and policies for promoting renewable energy conversion of organic wastes such as waste materialization, energy conversion and reduction have been promoted. Especially, in carrying out sludge treatment through anaerobic digestion tank, A pretreatment process for solubilization is carried out in order to increase the water content of the microorganisms. Examples of the pretreatment techniques include a biological method using high temperature aerobic microorganisms, a physical method using ultrasonic waves and hydrodynamic cavitation and thermal hydrolysis and ball milling apparatus, A chemical treatment method, a complex treatment method in which a plurality of the treatment methods are combined, and an electrical method using electrolysis are used, but they are expensive and have a problem in that they are difficult to be put to practical use due to their low cost.
상기의 혐기성 소화조의 소화 효율 증대를 위한 슬러지 가용화 방법으로 한국등록특허 10-135458호는 폐수처리과정에서 발생하는 잉여 슬러지를 알칼리 촉매와 메탄올을 처리하여 슬러지 내 생분해 가능한 미생물의 세포막을 연화 또는 파괴시켜 소화조의 혐기성 미생물에 의한 혐기성 소화 효율을 향상시키는 것으로 상기의 운영관리의 어려움과 관리비용이 문제가 되고 있다.Korean Patent No. 10-135458 discloses a sludge solubilization method for increasing the digestion efficiency of the anaerobic digestion tank, wherein the excess sludge generated in the wastewater treatment process is treated with an alkali catalyst and methanol to soften or destroy the cell membrane of biodegradable microorganisms in the sludge The difficulty of the operation management and the management cost of the anaerobic digestion efficiency by the anaerobic microorganism of the digester are problematic.
본 발명의 일 목적은 하수 처리용 생물반응조로, 구조가 간단하여 부지 면적을 최소화할 수 있으면서도 유기물 응집 후 고액 분리 효율이 우수하여 슬러지 발생량 및 처리 시간을 절감시키는 생물반응조를 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a bioreactor for sewage treatment which has a simple structure and can minimize a site area, and is excellent in solid-liquid separation efficiency after aggregation of organic matter, thereby reducing sludge generation amount and treatment time.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에서 제공하는 생물반응조를 포함하여 간단한 구조를 통해 부지 면적은 최소화하면서 부산물의 발생량과 처리 시간을 절감할 수 있고, 바이오 가스를 생산하여 회수할 수 있는 하수 처리 시스템을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a sewage treatment system capable of reducing the amount of by-products generated and the treatment time while minimizing site area through a simple structure including the bioreactor provided in the present invention, .
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more faithful and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 가정된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. In the drawings, the thickness and the size of each layer are assumed for convenience and clarity of description, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 본 발명은 하수를 공급하는 유입구와 하수를 수용하여 활성 슬러지와 혼합하는 혼합 셀과, 상기 혼합 셀에 연속되게 결합되며, 활성 슬러지가 유기물질을 흡착하는 호기 반응조와 및 호기 반응조에서 활성 슬러지에 흡착된 유기물질을 포함하는 하수를 배출하는 배출구를 포함하는 호기조; 상기 호기조의 배출구를 통하여 배출된 하수로부터 슬러지가 유기 물질을 흡착하여 성장한 플럭(Floc)을 제거하기 위한 역세척 카트리지 필터; 및 상기 역세척 카트리지 필터를 통과한 처리수를 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)를 이용하여 탈질 공정을 진행하는 혐기조를 포함하며, 상기 역세척 카트리지 필터는 호기조에서 배출된 하수를 카트리지를 통과시켜, 상기 하수 내에 포함된 플럭과 카트리지의 기공 간의 크기 차이를 이용하여 플럭과 처리수를 분리하며, 카트리지에 흡착된 이물질은 카트리지로 주입되는 세정수를 통해 쉽게 제거 가능한 하수 처리용 생물반응조에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a sludge treatment system comprising: a mixing cell which receives an inlet for supplying sewage and sewage and mixes with an activated sludge; And an outlet for discharging sewage containing organic material adsorbed on the activated sludge in the exhalation reaction tank; A backwashing cartridge filter for removing flocs from the sludge discharged from the oxic tank via the outlet, And an anaerobic tank for carrying out a denitrification process using the anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox) with the treated water having passed through the backwashing cartridge filter, wherein the backwashing cartridge filter passes sewage discharged from the aerobic tank through the cartridge, The present invention relates to a bioreactor for separating a flock and process water using a difference in size between a pore included in the sewage and a pore of the cartridge, and a foreign matter adsorbed on the cartridge can be easily removed through the washing water injected into the cartridge.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 역세척 카트리지 필터는 카트리지 필터 하우징; 상기 카트리지 필터 하우징의 내부에 고정 설치되며 플럭과 처리수를 분리하기 위한 카트리지 필터; 상기 카트리지 필터의 상단에 배치되고, 카트리지 필터를 통과한 처리수가 배출되기 위한 이송구; 및 상기 카트리지 필터의 하단에 배치되고, 카트리지 필터를 통과하지 못한 플럭을 제거하기 위한 세정수를 유입하기 위한 유입구를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the backwash cartridge filter of the present invention comprises a cartridge filter housing; A cartridge filter fixedly installed inside the cartridge filter housing and separating the fl ow and process water; A delivery port disposed at an upper end of the cartridge filter for discharging the process water that has passed through the cartridge filter; And an inlet for introducing washing water for removing flocs that have not passed through the cartridge filter, disposed at the lower end of the cartridge filter.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 카트리지 필터는 직경이 50 내지 150㎛인 기공을 다수 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the cartridge filter of the present invention may include a plurality of pores having a diameter of 50 to 150 mu m.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 역세척 카트리지 필터는 분리된 플럭을 호기조로 이송하기 위한 슬러지 공급 배관을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the backwash cartridge filter of the present invention may further include a sludge supply pipe for transferring the separated flock to the aerobic tank.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 활성 슬러지는 AOA(Ammonia Oxidizing Archaea), AOB(Ammonia Oxidizing Bateria) 및 NOB(Nitrite Oxidizing Bacteria)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the activated sludge of the present invention may include at least one selected from the group consisting of Ammonia Oxidizing Archaea (AOA), Ammonia Oxidizing Bateria (AOB) and Nitrite Oxidizing Bacteria (NOB).
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 호기 반응조는 공기를 주입하기 위한 공기 주입 장치를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the exhalation reaction tank of the present invention may further include an air injection device for injecting air.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명은 슬러지를 포함하는 하수를 침전시켜 생슬러지 및 하수로 분리하는 1차 침전조; 상기 1차 침전조에서 분리한 하수 내의 유기물질과 활성 슬러지(Activated Sludge)를 흡착시켜 분리하고, 탈질 공정을 진행하는 제1항에 따른 생물반응조; 상기 포기조에서 유기 물질을 흡착한 하수 내의 잉여 슬러지를 침전시키기 위한 2차 침전조; 상기 1차 침전조에서 침전시켜 회수한 생슬러지 및 상기 2차 침전조에서 침전시켜 회수한 잉여 슬러지를 탈수시키는 탈수조; 탈수조에서 탈수시킨 생슬러지 및 잉여 슬러지를 혐기성 소화시켜 바이오 가스를 생산하는 소화조; 및 상기 소화조에서 발생한 암모늄 함유 탈리액을 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)로 반응시켜 질소를 제거하는 SBR 반응조를 포함하는 하수 처리 시스템에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, the present invention provides a sludge treatment apparatus comprising: a primary sedimentation tank for sedimenting sewage containing sludge to separate into raw sludge and sewage; The bioreactor according to claim 1, wherein the organic material in the sewage separated from the primary settling tank and the activated sludge are adsorbed and separated, and the denitrification process is performed. A second settling tank for settling the excess sludge in the sewage having adsorbed the organic material in the aeration tank; A dehydrating tank for dehydrating the raw sludge recovered by being settled in the primary settling tank and the excess sludge recovered by precipitation in the secondary settling tank; A digester capable of anaerobically digesting raw sludge and excess sludge dehydrated in a dehydration tank to produce biogas; And an SBR reaction tank for removing nitrogen by reacting the ammonium-containing desalination solution generated in the digester with an anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox).
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 생물반응조는 슬러지가 유기 물질을 흡착하여 성장한 플럭(Floc)을 제거하기 위한 역세척 카트리지 필터를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the bioreactor of the present invention may include a backwashing cartridge filter for removing flocs grown by sludge adsorbing organic substances.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 역세척 카트리지 필터는 카트리지 필터 하우징; 상기 카트리지 필터 하우징의 내부에 고정 설치되며 플럭과 처리수를 분리하기 위한 카트리지 필터; 상기 카트리지 필터의 상단에 배치되고, 카트리지 필터를 통과한 처리수가 배출되기 위한 이송구; 및 상기 카트리지 필터의 하단에 배치되고, 카트리지 필터를 통과하지 못한 플럭을 제거하기 위한 세정수를 유입하기 위한 유입구를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the backwash cartridge filter of the present invention comprises a cartridge filter housing; A cartridge filter fixedly installed inside the cartridge filter housing and separating the fl ow and process water; A delivery port disposed at an upper end of the cartridge filter for discharging the process water that has passed through the cartridge filter; And an inlet for introducing washing water for removing flocs that have not passed through the cartridge filter, disposed at the lower end of the cartridge filter.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 카트리지는 직경이 50 내지 150㎛인 기공을 다수 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the cartridge of the present invention may include a plurality of pores having a diameter of 50 to 150 mu m.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 활성 슬러지는 AOA(Ammonia Oxidizing Archaea), AOB(Ammonia Oxidizing Bateria) 및 NOB(Nitrite Oxidizing Bacteria)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the activated sludge of the present invention may include at least one selected from the group consisting of Ammonia Oxidizing Archaea (AOA), Ammonia Oxidizing Bateria (AOB) and Nitrite Oxidizing Bacteria (NOB).
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 생물반응조는 하수 내의 유기물질과 활성 슬러지(Activated Sludge)의 흡착을 위해 공기를 주입할 수 있는 공기 주입 장치를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the bioreactor of the present invention may further include an air injection device capable of injecting air for adsorption of an organic material in the sewage and an activated sludge.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)는 플랑크토마이세테스(Planctomycetes)이다.According to one embodiment of the present invention, the anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox) of the present invention is Planctomycetes.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)는 플랑크토마이세데스 과립이다.According to one embodiment of the present invention, the anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox) of the present invention is a planktonomyces granule.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 SBR 반응조는 처리수 저장조와 연결되며, 상기 처리수 저장조는 활성 슬러지를 선택적으로 분리하기 위한 역세척 카트리지 필터를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the SBR reaction tank of the present invention is connected to a treatment water storage tank, and the treatment water storage tank may include a backwashing cartridge filter for selectively separating activated sludge.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 소화조에서 발생된 바이오 가스를 포집하는 바이오 가스 포집기를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the biogas collector may further include a biogas collector for collecting the biogas generated in the digester.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명은 1) 슬러지를 포함하는 하수를 침전시켜 생슬러지 및 하수로 분리하는 1차 침전 단계; 2) 상기 1차 침전 단계에서 분리한 하수 내의 유기물질을 활성 슬러지(Activated Sludge)를 이용하여 흡착시켜 분리하고, 탈질 공정을 진행하는 단계; 3) 상기 2) 단계 이후, 유기 물질을 흡착한 하수 내의 잉여 슬러지를 침전시켜, 잉여 슬러지와 처리된 하수를 분리하는 2차 침전 단계; 4) 상기 3) 단계의 2차 침전 단계에서 잉여 슬러지가 침전되고, 층 분리된 처리된 하수를 회수하여 방류하는 단계; 5) 상기 1) 단계의 1차 침전 단계에서 침전시켜 회수한 생슬러지 및 상기 3) 단계에서 2차 침전시켜 회수한 잉여 슬러지를 탈수하는 단계; 6) 상기 5) 단계에서 탈수시킨 생슬러지 및 잉여 슬러지를 혐기성 소화시켜 바이오 가스를 생산하는 단계; 및 7) 상기 6) 단계에서 발생한 암모늄 함유 탈리액을 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)로 반응시켜 질소를 제거하는 단계를 포함하는 하수 처리 방법에 관한 것이다.According to one embodiment of the present invention, the present invention provides a method for producing a sludge, comprising: 1) a first precipitation step of precipitating sewage containing sludge and separating the raw sewage and sewage; 2) adsorbing and separating the organic substances in the sewage separated in the first precipitation step using an activated sludge, and performing the denitrification process; 3) a secondary precipitation step after the step 2) in which the excess sludge in the sewage having adsorbed the organic material is precipitated to separate the excess sludge and the treated sewage; 4) recovering and discharging the treated sludge after the sedimentation of the excess sludge in the second precipitation step of step 3); 5) dewatering the raw sludge recovered by precipitation in the first precipitation step of step 1) and excess sludge recovered by second precipitation in step 3); 6) producing biogas by anaerobic digestion of raw sludge and excess sludge dehydrated in step 5); And 7) reacting the ammonium-containing desolvation solution generated in the step 6) with anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox) to remove nitrogen.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 2) 단계는 하수 내의 유기 물질을 활성 슬러지로 흡착시키고, 상기 활성 슬러지가 유기 물질을 흡착시켜 성장한 플럭(Floc)을 분리하는 것으로, 상기 플럭을 분리하기 위해 역세척 카트리지 필터를 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step 2) of the present invention is a method for adsorbing an organic material in sewage to an activated sludge, separating a grown floc by adsorbing an organic material in the activated sludge, A backwash cartridge filter can be used to separate.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 2) 단계의 활성 슬러지는 AOA(Ammonia Oxidizing Archaea), AOB(Ammonia Oxidizing Bateria) 및 NOB(Nitrite Oxidizing Bacteria)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the activated sludge of step 2) of the present invention includes at least one selected from the group consisting of Ammonia Oxidizing Archaea (AOA), Ammonia Oxidizing Bateria (AOB) and Nitrite Oxidizing Bacteria can do.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 7) 단계의 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)는 플랑크토마이세테스(Planctomycetes)이다.According to one embodiment of the present invention, the anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox) of step 7) of the present invention is Planctomycetes.
본 발명에서 제공하는 하수 처리용 생물반응조는 유기물 응집 본체 내에서 하수 내에 포함된 다량의 유기물을 응집시킨 뒤 역세척 카트리지 필터를 이용하여 높은 효율로 고액 분리를 수행함으로써 처리 시간은 단축시키고, 분리된 활성 슬러지를 재사용함에 따라, 슬러지 배출량은 현저히 감소시킬 수 있다. 이에 따라 부지 면적은 최소화하면서 부지 단위 면적 당 하수 처리 효율을 더욱 높일 수 있다. The biological treatment tank for sewage treatment provided in the present invention is characterized in that a large amount of organic matter contained in sewage water is agglomerated in the organic matter aggregation main body and then subjected to solid-liquid separation at a high efficiency by using a backwash cartridge filter, As the activated sludge is reused, the sludge emission can be significantly reduced. As a result, sewage treatment efficiency per site area can be further improved while minimizing site area.
또한, 역세척 카트리지 필터를 이용함에 따라, 카트리지 필터 내에 부탁되어 있는 이물질을 제거하기 위해 별도의 세정 과정이 필요 없이, 세정수를 주입하여 제거가 가능함에 따라, 카트리지 필터의 교환 주기를 늘릴 수 있다.In addition, by using the backwashing cartridge filter, it is possible to remove the washing water by removing the washing water from the cartridge filter without removing a foreign object in the cartridge filter, so that the replacement period of the cartridge filter can be increased .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리용 생물반응조의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 카트리지 필터의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 카트리지를 포함하는 하수 처리용 생물반응조 내에서의 흐름을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 카트리지를 포함하는 하수 처리용 생물반응조 내에서의 역세척시의 흐름을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
10: 1차 침전조
20: 생물 반응조
21: 호기조
22: 혼합셀
23: 호기 반응조
24: 역세척 카트리지 필터
25: 혐기조
26: 공기 주입 장치
30: 제2 침전조
40: 탈수조
50: 소화조
60: SBR 반응조
61: 처리조
62: 역세척 카트리지 필터
63: 처리수 저장조
64: 처리수 재공급 배관
65: 플럭 이송 배관
100: 카트리지 필터
110: 플럭(floc)
120: 처리수
120': 세정수
130: 슬러지 공급 배관
200: 카트리지 필터 하우징
300: 이송구
400: 유입구1 schematically shows the structure of a biological treatment tank for sewage treatment according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 schematically illustrates the structure of a backwash cartridge filter according to one embodiment of the present invention.
Figure 3 schematically shows the flow in a sewage treatment bioreactor comprising a backwash cartridge according to one embodiment of the present invention.
4 schematically shows the flow of backwashing in a sewage treatment bioreactor comprising a backwash cartridge according to an embodiment of the present invention.
4 schematically shows the structure of a sewage treatment system according to an embodiment of the present invention.
10: Primary settling tank
20: Bioreactor
21: arousal trough
22: Mixed cell
23: Exhalation reaction tank
24: Backwash cartridge filter
25: Anaerobic
26: air injection device
30: the second settling tank
40: dehydration tank
50: digester
60: SBR reactor
61: Treatment tank
62: Backwash cartridge filter
63: treated water storage tank
64: treated water supply piping
65: Flux transfer piping
100: Cartridge filter
110: floc
120: Processed water
120 ': washing water
130: Sludge supply pipe
200: cartridge filter housing
300: conveyor
400: inlet
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.
본 발명의 하수 처리용 생물 반응조 및 하수 처리 시스템에 대하여 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. The sewage treatment bioreactor and sewage treatment system of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리용 생물반응조의 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 본 발명의 하수 처리용 생물반응조(20)는 활성 슬러지가 하수 내에 포함되어 있는 유기물질을 흡착하는 호기조(21); 유기물질을 흡착한 슬러지를 분리하기 위한 역세척 카트리지 필터(24); 및 탈질 공정을 위한 혐기조(25)를 포함한다.FIG. 1 schematically shows a structure of a bioreactor for sewage treatment according to an embodiment of the present invention. The
보다 상세하게, 상기 하수 처리용 생물반응조(20)는 하수를 공급하는 유입구와 하수를 수용하여 활성 슬러지와 혼합하는 혼합 셀(22)과, 상기 혼합 셀에 연속되게 결합되며, 활성 슬러지가 유기물질을 흡착하는 호기 반응조(23)와 및 호기 반응조(23)에서 활성 슬러지에 흡착된 유기물질을 포함하는 하수를 배출하는 배출구를 포함하는 호기조(20); In more detail, the
상기 호기조의 배출구를 통하여 배출된 하수로부터 유기 물질을 흡착한 슬러지를 분리하기 위한 역세척 카트리지 필터(24); 및A backwashing cartridge filter (24) for separating sludge that has adsorbed organic matter from sewage discharged through an outlet of the aerobic tank; And
상기 분리막 생물 반응기(MBR)을 통과한 처리수를 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)를 이용하여 탈질 공정을 진행하는 혐기조(25)를 포함한다. And an
본 발명에서는 상기 생물반응조(20)의 유입구를 통하여 처리의 대상이 되는 하수를 공급한 뒤, 활성 슬러지를 혼합하고, 이를 반응시켜 하수 내에 포함되어 있는 유기 물질을 흡착한다. 상기 활성 슬러지는 AOA(Ammonia Oxidizing Archaea), AOB(Ammonia Oxidizing Bateria) 및 NOB(Nitrite Oxidizing Bacteria)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성되며, 활성 슬러지를 통해, 유기 물질을 흡착시킨다.In the present invention, the sewage to be treated is supplied through the inlet of the
또한, 본 발명에서는 상기 혼합 셀(22)에 1개 이상의 교반기를 더 포함함으로써, 상기 하수와 상기 활성 슬러지의 혼화 공정을 촉진시킬 수 있다. In addition, in the present invention, the mixing
본 발명에서 상기 교반기의 형상을 특별히 제한하지는 않으나, 날개를 갖는 임펠러(impeller) 타입일 수 있다. 여기서 상기 임펠러 타입의 교반기의 구체적인 형상은 특별히 한정하지는 않으나, 본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 임펠러 타입의 교반기는 외측 날개부는 내측 날개부의 하부 방향을 향하도록 절곡 형성됨으로써 손으로 물을 모아 힘 있게 물을 밀어내듯이 원하는 방향으로 최대한 많은 양의 물을 밀어 내어 흐르게 함으로써 교반 효과를 극대화할 수 있다.In the present invention, the shape of the stirrer is not particularly limited, but may be an impeller type having a blade. Although the shape of the impeller-type agitator is not particularly limited, according to a preferred embodiment of the present invention, the impeller-type agitator is formed such that the outer wing portion is bent toward the lower direction of the inner wing portion, By pushing as much water as possible in the desired direction as if pushing water strongly, it is possible to maximize the stirring effect.
본 발명에서 상기 교반기가 복수 개인 경우, 복수 개의 교반기의 날개 직경은 같거나 상이할 수 있으나, 바람직하게는, 날개 직경이 상이한 복수 개의 교반기를 챔버 상부에서 챔버 하부측으로 갈수록 직경이 작아지도록 배치하는 것이 유입수가 챔버의 상부에서 하부로 이동하면서 더욱 빠른 혼화 속도를 유지하게 할 수 있다.In the present invention, when there are a plurality of stirrers, the blades of the plurality of stirrers may have the same or different diameters, but preferably, the plurality of stirrers having different blade diameters is arranged so as to have a smaller diameter from the upper portion of the chamber toward the lower portion of the chamber The inflow water can be moved from the upper part of the chamber to the lower part to maintain a faster mixing speed.
이때, 상기 교반기 날개의 회전수(G-value)는 특별히 한정하지 않으며, 혼화 및 응집 규모나 챔버의 크기에 따라 적절히 선택할 수 있으나, 바람직하게는 30 ~ 110sec-1일 수 있다. In this case, the number of revolutions (G-value) of the stirrer blade is not particularly limited and may be appropriately selected according to the size of the agglomeration and agglomeration scale and the size of the chamber, but it may preferably be 30 to 110 sec -1 .
본 발명에서는 상기 호기 반응조(23)의 하단부에 공기 주입 장치(26)를 더 포함함으로써, 상기 호기 반응조(23) 내에서 활성 슬러지가 하수 내에 포함되는 유기 물질의 흡착을 촉진할 수 있다.The present invention further includes an
또한, 본 발명에서는 상기한 활성 슬러지와 함께 보조제를 추가로 투입할 수 있는데, 여기서 상기 보조제로는 점토, 수산화칼슘, 양이온 응집제, 음이온 응집제 및 비이온 응집제로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있다.Further, in the present invention, an auxiliary agent may be added together with the activated sludge, wherein the auxiliary agent may be selected from the group consisting of clay, calcium hydroxide, a cation flocculant, an anionic flocculant and a non-ion flocculant.
본 발명에서는 상기와 같이 호기 반응조(23)에서 하수 내에 포함된 유기물을 플럭(floc, 110)으로 성장되면, 상기와 같이 처리된 하수를 호기 반응조(23)에 연결된 역세척 카트리지 필터(24)로 공급한다. 상기 하수 내에 포함된 유기 물질이 흡착된 활성슬러지는 상기 역세척 카트리지 필터(24) 내의 카트리지 필터(100)를 통과하지 못하고 고상의 슬러지로 남게 된다. 따라서, 본 발명에서는 역세척 카트리지 필터(24)를 통하여 플럭(110)이 포함된 하수를 고상의 슬러지와 액상의 1차 처리수로 분리할 수 있다.
In the present invention, when organic matter contained in sewage water is grown into floc (110) in the exhalation reaction tank (23) as described above, the sewage treated as described above is discharged into the backwashing cartridge filter (24) connected to the exhalation reaction tank Supply. The activated sludge adsorbed by the organic substances contained in the sewage can not pass through the
본 발명에서 상기 역세척 카트리지 필터(24)는 카트리지 필터 하우징; 상기 상기 역세척 카트리지 필터는 카트리지 필터 하우징(200); 상기 카트리지 필터 하우징의 내부에 고정 설치되며 유기 물질을 흡착한 슬러지를 분리하기 위한 카트리지 필터(100); 상기 카트리지 필터의 상단에 배치되고, 카트리지 필터를 통과한 처리수가 배출되기 위한 이송구(300); 및 상기 카트리지 필터의 하단에 배치되고, 카트리지 필터를 통과하지 못한 슬러지를 제거하기 위한 세정수를 유입하기 위한 유입구(400)를 포함할 수 있다.In the present invention, the
본 발명에서 상기 카트리지 필터는 직경이 50 내지 150㎛인 기공을 다수 포함할 수 있다. 미세 크기의 기공을 다수 포함함에 따라, 직경이 150㎛를 초과하는 플럭(110)은 카트지리 필터를 통과하지 못하고, 처리수만 카트리지 필터를 통과하여 카트리지 필터 내부로 유입된다. 이렇게 유입된 1차 처리수는 이송구(300)를 통해 혐기조로 이송될 수 있다. In the present invention, the cartridge filter may include a plurality of pores having a diameter of 50 to 150 mu m. By including a number of microscopic sized pores, the
본 발명에서 상기 역세척 카트리지(24)는 세정수를 주입함에 따라 카트리지 필터에 결합되어 있는 플럭(110)을 제거할 수 있다. 종래 분리막을 이용하여 플럭(110)을 제거하던 생물반응조는 분리막에 이물질이 흡착하는 막의 폐색 현상이 발생할 수 있다. 폐색 현상을 방지하기 위해, 공기 주입 장치를 이용하여, 분리막에 결합된 이물질을 제거하거나, 분리막을 교체하는 과정이 필요하였다. 하지만, 본 발명에서는 역세척 카트리지 필터(24)를 이용함에 따라, 유입구(400)를 통해 세정수를 주입하여, 카트리지 필터(24)에 흡착된 이물질을 쉽게 제거하고, 제거된 이물질은 다시 호기조(21)로 이송시켜 재사용이 가능하다. 또한, 분리막의 세정을 위한 별도의 공기 주입 장치를 필요로 하지 않게 되며, 이러한 이유로, 종래의 분리막 생물 반응기와 비교하여, 전력 사용을 최소화할 수 있고, 카트리지 필터의 교체 주기를 늘려, 장시간 사용이 가능하다. In the present invention, the
세정수를 이용하여, 카트리지 필터에 흡착된 이물질의 제거 시, 외부의 세정수를 이용하는 방법을 이용 가능하나, 본 발명의 도 4와 같이, 카트리지 필터(24)를 통과하는 1차 처리수를 유입구(400)를 통해 주입시켜 세정수로 이용할 수 있다. As shown in FIG. 4 of the present invention, the primary treated water passing through the
즉, 1차 처리수의 흐름을 조절하여, 유입구(400)를 통해, 카트리지 필터(24) 내부로 이송시켜, 세정수로 사용 가능하므로, 별도의 세정수를 필요로 하지 않다고 할 것이다. In other words, since the flow of the primary treatment water is controlled and transferred to the inside of the
따라서, 카트리지 필터(24)의 이물질 제거를 위해 유입구(400)에 별도의 세정수를 주입하는 방안에 더불어, 1차 처리수의 흐름을 조절하여 유입구(400)를 통해 세정수로 이용하는 방안 모두 이용 가능하다. Accordingly, in addition to the method of injecting a separate washing water into the inlet port 400 for removing foreign matter from the
세정수로 1차 처리수를 이용할 경우, 별도의 물을 필요로 하지 않아, 처리 비용의 감소가 가능하며, 카트리지 필터(24)의 세척 또한 이물질의 흡착 정도를 고려하여 선택적으로 진행하는 과정인 점을 고려할 때, 생산 효율을 향상시킬 수 있다고 할 것이다.When the primary treated water is used as the washing water, no separate water is required, and the treatment cost can be reduced. The washing of the
또한, 본 발명에서 상기 역세척 카트리지(24)는 분리된 슬러지를 호기조(21)로 이송하기 위한 슬러지 공급 배관(130)을 더 포함하여, 분리된 고상의 슬러지는 다시 호기조(21)로 이송시킬 수 있다. The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 카트리지 필터의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다. 호기조(21)에서 처리된 하수는 슬러지가 유기물을 흡착하여 성장한 플럭을 포함하고 있다. 이러한 플럭(110)을 처리하기 위해, 카트리지 필터(100)를 통과시킨다. 카트리지 필터의 기공의 직경이 플럭(100)의 사이즈보다 작은 점을 이용하여, 플럭(110)은 카트리지 필터를 통과하지 못하고, 분리된다. 분리된 플럭(110)은 카트리지 필터의 외부에 잔존하게 되며, 카트리지 필터를 통과한 처리수는 혐기조(25)로 이송되어, 하수 처리 과정이 진행될 수 있다. Figure 2 schematically illustrates the structure of a backwash cartridge filter according to one embodiment of the present invention. Sewage treated in the
이러한 하수 처리 과정이 반복적으로 진행되면, 카트리지 필터(100)의 외부면은 다수의 플럭(110)이 흡착된 상태가 되고, 종래의 분리막 생물 반응기와 마찬가지로 본 발명의 카트리지 필터(100)도 폐색 현상이 발생할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 본 발명의 역세척 카트리지 필터(24)는 세정수를 유입하기 위한 유입구(400)를 추가로 포함하고 있다. 유입구(400)를 통해 세정수를 주입하여, 카트리지 필터 안에서 밖으로 세정수를 통과시키고, 이때, 세정수가 카트리지 필터의 안에서 밖으로 통과됨에 따라, 막의 외부에 흡착되어 있던 플럭(110)을 제거할 수 있다. 즉, 카트리지 필터를 통과하는 처리수 및 세정수(130)의 흐름 방향에 따라, 플럭(110)을 분리 및 제거할 수 있다고 할 것이다. 세정수(130)에 의해 분리된 플럭(110)은 카트리지 필터 하우징(200) 내에 존재하게 되고, 이는 다시 회수되어 호기조(21)로 이송되어 재사용될 수 있다.When the sewage treatment process is repeatedly performed, the outer surface of the
도 1을 통해 살펴본 바와 같이, 하수는 1차 침전조(10)에서 생슬러지를 침전시키고, 액상의 하수를 분리하여, 생물반응조(20)로 이송시켜, 상기 생물반응조(20) 내에서 호기조(21); 분리막 생물 반응기(24); 및 혐기조(25)를 거쳐, 유기 물질의 제거 및 탈질 공정을 진행한다. 1, the sewage settles raw sludge in the
상기 생물반응조(20)는 도 1에서 살펴본 바와 동일하여, 자세한 기재는 생략한다.The
혐기조(25)에서 질소가 제거된 2차 처리수는 제2 침전조(30)에 체류하며, 잉여 슬러지를 침전시켜 제거하고, 이후, 소독 과정을 거쳐 배출된다. The second treated water from which the nitrogen has been removed in the
상기 1차 침전조 및 2차 침전조에 의해 침전시켜 분리한 생슬러지 및 잉여 슬러지는 탈수조(40)로 이송되어, 탈수 공정을 진행하게 된다. 탈수 공정 이후의 농축 슬러지는 소화조(50)로 이송된다. The raw sludge and the excess sludge separated and precipitated by the primary settling tank and the secondary settling tank are transferred to the
본 발명에서 소화조(50)는 혐기성 미생물을 이용하여 상기 잉여 슬러지 및 생슬러지에 대하여 혐기성 소화 공정을 수행할 수 있다. In the present invention, the anaerobic digestion process may be performed on the excess sludge and raw sludge using anaerobic microorganisms.
여기서, 상기 혐기성 소화 공정은 일명 "메탄 발효"라고도 하며, 상기 잉여 슬러지 내에 포함된 유기물을 여러 혐기성 미생물의 분해 작용에 의하여 메탄으로 전환하는 일련의 프로세스로, 보다 구체적으로 고형상의 유기물을 액상화하고, 가수분해하는 과정, 식초산, 프로피온산, 부틸산을 생성하는 저급지방산(휘발성유기산, VFA)을 생성하는 과정, 이들을 식초산 및 H2가스로 분해하는 과정, 이들 산물을 이용하여 메탄을 생성하는 과정으로 진행된다. Here, the anaerobic digestion process is also referred to as "methane fermentation", and is a series of processes for converting organic substances contained in the excess sludge into methane by decomposition of various anaerobic microorganisms. More specifically, solid organic matter is liquefied , The process of hydrolysis, the process of producing lower fatty acids (VFA) that produce vinegar acid, propionic acid, and butanoic acid, decomposing them with vinegar acid and H 2 gas, .
본 발명에서 상기 소화조(50)에서는 농축 슬러지의 처리와 동시에 메탄이라는 바이오 가스로 에너지를 회수할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 소화조(50)에서 발생되는 바이오 가스를 포집하는 바이오 가스 포집기(미도시)를 더 포함할 수 있고, 필요에 따라서는 상기 바이오 가스 내에 포함된 메탄과 이산화탄소를 분리하는 바이오 가스 분리막을 더 포함할 수 있다. In the present invention, in the
본 발명에서 상기 소화조(50)에서 혐기성 소화 공정이 수행되면 더 이상 재활용이 불가한 소화 슬러지 및 탈리액이 발생한다. 상기 소화 슬러지의 경우 폐기시킬 수 있고, 상기 탈리액은 SBR 반응조(60)로 공급될 수 있다.In the present invention, when the anaerobic digestion process is performed in the
SBR 반응조(60)는 sequential batch reactor로, 연속회분식활성 슬러지 공법을 이용하는 것이다. 종래의 SBR 공정은 1개의 회분조에 반응조와 이차 침전지의 기능을 갖게 하여 반응과 혼합액의 침전, 상징수의 배수, 침전 슬러지의 배출 공정 등을 반복하여 처리하는 방식이다.The SBR reactor (60) is a sequential batch reactor, which uses a continuous batch activated sludge process. In the conventional SBR process, the reaction and the precipitation of the mixed solution, the drainage of the representative water, and the discharge process of the settled sludge are repeatedly performed by making the reaction tank and the secondary settling tank function in one batch tank.
종래의 하수 처리 시스템의 경우, 소화조(50)에서 농축 슬러지를 이용하여 혐기성 소화 공정을 진행한 이후, 발생하는 탈리액을 다시 1차 침전조로 이송시켜 재처리 하였다. 하지만 그 경우, 소화조(50)에서 발생하는 탈리액은 NH4+ 또는 NO2-를 포함하여, 연속 공정으로 하수 처리를 진행한다면 질소의 농도가 계속적으로 상승하여 생물반응조(20) 내에서 C(탄소)/N(질소)의 비가 1을 초과하게 되고, 최종적으로는 소화조(50)에서의 에너지 생산 효율이 현저히 떨어지는 문제가 발생하였다. In the conventional sewage treatment system, after the anaerobic digestion process is carried out using the concentrated sludge in the
본 발명에서는 상기한 문제점을 방지하고자, 소화조(50)에서 발생한 탈리액을 SBR 반응조(60)로 이송시켜, 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)와 반응시킴으로써, 상기 탈리액 내에 포함된 NH4+ 및 NO2-를 N2로 변환시켜 질소를 제거할 수 있다. In order to prevent the above-mentioned problem, the present invention provides a method for removing NH 4 + and NO 2 contained in the desalination liquid by transferring the desorbed liquid generated in the
본 발명에서 상기 혐기성 암모늄-산화 박테리아는 플랑크토마이세테스(Planctomycetes)일 수 있다. 일반적으로 생물반응조(20)에서 활성 슬러지로 사용되는 AOB 박테리아는 NH4+의 50% 정도를 NO2-로 변환시킬 수 있으나, 본 발명에서 SBR 반응조(60)에서 사용하는 플랑크토마이세테스(Planctomycetes)는 NH4+ 및 NO2-를 모두 N2로 변환시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서 상기 플랑크토마이세테스(Planctomycetes)는 주변의 유기물과 흡착되어, 플럭(그래뉼, granule)을 형성하게 되는데, 이때 플럭의 입자 크기는 AOA, AOB 및 NOB 박테리아와 비교하여, 비교적 큰 입자 크기를 나타낼 수 있어, 후술하는 바와 같이 역세척 카트리지(62) 내에서 그 입자 크기에 따라 선택적으로 분리할 수 있다.In the present invention, the anaerobic ammonium-oxidizing bacteria may be planctomycetes. In general, the AOB bacteria used as the activated sludge in the
본 발명에서는 상기와 같이 SBR 반응조(60)에서 탈리액 내에 포함된 질소를 제거함에 따라 상기 SBR 반응조(60)에서 발생되는 최종 처리수를 1차 침전조(10)로 이송시켜 하수 처리 공정을 수행하여도 생물반응조(20) 내에서 C(탄소)/N(질소)의 비가 ≤1을 유지할 수 있어, 하수 처리를 위한 연속 공정에서도 에너지 생산 효율을 유지할 수 있다.In the present invention, as described above, when the nitrogen contained in the desorption liquid is removed in the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 것으로, 구체적으로 본 발명의 SBR 반응조(60)는 처리조(61) 및 역세척 카트리지 필터(62)를 포함할 수 있다.4 is a schematic illustration of a structure of a sewage treatment system according to an embodiment of the present invention. Specifically, the
본 발명에서 상기 SBR 반응조(60)로 이송된 탈리액은 처리조(61) 내부에 수용될 수 있다. 또한, 본 발명에서 상기 역세척 카트리지 필터(62)는 카트리지 필터를 포함하며, 보다 자세한 설명은 도 2 내지 도 4와 동일하여 생략한다.
In the present invention, the desorbed liquid transferred to the SBR reaction tank (60) can be received in the treatment tank (61). Also, in the present invention, the
본 발명에서 처리조(61)로 이송된 탈리액은 혐기성 암모늄-산화 박테리아에 의하여 혐기성 소화 반응이 수행되어 플럭이 형성된다.
In the present invention, the desorbed liquid transferred to the
본 발명에서 상기 카트리지 필터에 포함된 다수의 기공은 직경이 50 내지 150㎛로 조절함으로써 상기 플럭은 분리막 모듈을 통과하지 못하는 반면, 생물반응조(20)에서의 활성 슬러지인 AOA, AOB 및 NOB 등의 박테리아는 다시 카트리지 필터를 통과할 수 있다. In the present invention, the plurality of pores included in the cartridge filter are controlled to have diameters of 50 to 150 탆, so that the flock can not pass through the membrane module, while the activated sludge AOA, AOB, NOB The bacteria can again pass through the cartridge filter.
또한, 본 발명에서는 상기와 같이 정화된 탈리액과 그에 포함된 AOA, AOB 및 NOB 등의 박테리아는 별도로 회수하여 처리수 재공급 배관(64)을 통하여 1차 침전조(10)로 재공급할 수 있다. In the present invention, the purified effluent and the bacteria such as AOA, AOB and NOB contained therein may be separately recovered and re-supplied to the
보다 구체적으로, SBR 반응조(60)의 처리조(61)에서 탈리액이 혐기성 암모늄-산화 박테리아에 의하여 혐기성 소화 반응이 수행되고, 혐기성 소화 반응이 수행된 정화된 탈리액을 처리수 저장소(63)으로 이송시켜, 역세척 카트리지(62)를 이용하여, 혐기성 암모늄-산화 박테리아에 의해 생성되는 플럭과 AOA, AOB 및 NOB 등의 박테리아를 분리할 수 있다. 즉, 상기 플럭은 역세척 카트리지 필터(62)의 카트리지 필터를 통과하지 못하는 반면, AOA, AOB 및 NOB 등의 박테리아는 다시 카트리지 필터를 통과하게 되고, 통과한 박테리아를 포함하는 정화된 탈리액은 처리수 재공급 배관(64)을 통하여 1차 침전조(10)로 재공급되며, 상기 플럭은 플럭 이송 배관(65)를 통해 SBR 반응조(60)의 처리조(61)로 이송된다. More specifically, the anaerobic digestion reaction is carried out by the anaerobic ammonium-oxidizing bacteria in the desalination liquid in the
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
Claims (20)
상기 호기조의 배출구를 통하여 배출된 하수로부터 슬러지가 유기 물질을 흡착하여 성장한 플럭(Floc)을 제거하기 위한 역세척 카트리지 필터; 및
상기 역세척 카트리지 필터를 통과한 처리수를 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)를 이용하여 탈질 공정을 진행하는 혐기조를 포함하며,
상기 역세척 카트리지 필터는 호기조에서 배출된 하수를 카트리지를 통과시켜, 상기 하수 내에 포함된 플럭과 카트리지의 기공 간의 크기 차이를 이용하여 플럭과 처리수를 분리하며, 카트리지에 흡착된 이물질은 카트리지로 주입되는 세정수를 통해 쉽게 제거 가능한 하수 처리용 생물반응조.A mixing cell for mixing an inlet for supplying sewage and sewage and mixing the activated sludge with the activated sludge, an aerobic reactor connected continuously to the mixed cell, the activated sludge absorbing organic matter, and an organic material adsorbed on the activated sludge in the aerobic reactor An aerobic tank including an outlet for discharging sewage;
A backwashing cartridge filter for removing flocs from the sludge discharged from the oxic tank via the outlet, And
And an anaerobic tank for carrying out the denitrification process using the anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox), the treated water having passed through the backwashing cartridge filter,
The backwash cartridge filter separates the fl ow and treated water using the difference in size between the fl ow of the cartridge and the pore of the cartridge contained in the wastewater so that the foreign matter adsorbed on the cartridge is injected into the cartridge Which can be easily removed through the washing water.
상기 역세척 카트리지 필터는 카트리지 필터 하우징;
상기 카트리지 필터 하우징의 내부에 고정 설치되며 플럭과 처리수를 분리하기 위한 카트리지 필터;
상기 카트리지 필터의 상단에 배치되고, 카트리지 필터를 통과한 처리수가 배출되기 위한 이송구; 및
상기 카트리지 필터의 하단에 배치되고, 카트리지 필터를 통과하지 못한 플럭을 제거하기 위한 세정수를 유입하기 위한 유입구를 포함하는 하수 처리용 생물반응조. The method according to claim 1,
The backwash cartridge filter includes a cartridge filter housing;
A cartridge filter fixedly installed inside the cartridge filter housing and separating the fl ow and process water;
A delivery port disposed at an upper end of the cartridge filter for discharging the process water that has passed through the cartridge filter; And
And an inlet for introducing the washing water for removing the flakes that have not passed through the cartridge filter, disposed at the lower end of the cartridge filter.
상기 카트리지 필터는 직경이 50 내지 150㎛인 기공을 다수 포함하는 하수 처리용 생물 반응조.3. The method of claim 2,
Wherein the cartridge filter comprises a plurality of pores having a diameter of 50 to 150 占 퐉.
상기 역세척 카트리지 필터는 분리된 플럭을 호기조로 이송하기 위한 슬러지 공급 배관을 더 포함하는 하수 처리용 생물반응조.3. The method of claim 2,
Wherein the backwash cartridge filter further comprises a sludge supply pipe for transferring the detached flock to the aerobic tank.
상기 활성 슬러지는 AOA(Ammonia Oxidizing Archaea), AOB(Ammonia Oxidizing Bateria) 및 NOB(Nitrite Oxidizing Bacteria)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 하수 처리용 생물반응조. The method according to claim 1,
Wherein the activated sludge comprises at least one selected from the group consisting of Ammonia Oxidizing Archaea (AOA), Ammonia Oxidizing Bateria (AOB) and Nitrite Oxidizing Bacteria (NOB).
상기 호기 반응조는 공기를 주입하기 위한 공기 주입 장치를 더 포함하는, 하수 처리용 생물반응조. The method according to claim 1,
Wherein the exhalation reaction tank further comprises an air injection device for injecting air.
상기 1차 침전조에서 분리한 하수 내의 유기물질과 활성 슬러지(Activated Sludge)를 흡착시켜 분리하고, 탈질 공정을 진행하는 제1항에 따른 생물반응조;
상기 포기조에서 유기 물질을 흡착한 하수 내의 잉여 슬러지를 침전시키기 위한 2차 침전조;
상기 1차 침전조에서 침전시켜 회수한 생슬러지 및 상기 2차 침전조에서 침전시켜 회수한 잉여 슬러지를 탈수시키는 탈수조;
탈수조에서 탈수시킨 생슬러지 및 잉여 슬러지를 혐기성 소화시켜 바이오 가스를 생산하는 소화조; 및
상기 소화조에서 발생한 암모늄 함유 탈리액을 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)로 반응시켜 질소를 제거하는 SBR 반응조를 포함하는 하수 처리 시스템.A primary settling tank for settling the sewage containing the sludge into raw sludge and sewage;
The bioreactor according to claim 1, wherein the organic material in the sewage separated from the primary settling tank and the activated sludge are adsorbed and separated, and the denitrification process is performed.
A second settling tank for settling the excess sludge in the sewage having adsorbed the organic material in the aeration tank;
A dehydrating tank for dehydrating the raw sludge recovered by being settled in the primary settling tank and the excess sludge recovered by precipitation in the secondary settling tank;
A digester capable of anaerobically digesting raw sludge and excess sludge dehydrated in a dehydration tank to produce biogas; And
And an SBR reaction tank for removing nitrogen by reacting the ammonium-containing desalination solution generated in the digester with an anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox).
상기 생물반응조는 하수 내의 유기 물질을 활성 슬러지로 흡착시키고, 상기 활성 슬러지가 유기 물질을 흡착시켜 성장한 플럭(Floc)을 분리하기 위한 역세척 카트리지 필터를 포함하는 하수 처리 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the bioreactor includes a backwash cartridge filter for adsorbing organic substances in sewage to activated sludge and for separating flocs grown by adsorbing organic materials from the activated sludge.
상기 역세척 카트리지 필터는 카트리지 필터 하우징;
상기 카트리지 필터 하우징의 내부에 고정 설치되며 플럭과 처리수를 분리하기 위한 카트리지 필터;
상기 카트리지 필터의 상단에 배치되고, 카트리지 필터를 통과한 처리수가 배출되기 위한 이송구; 및
상기 카트리지 필터의 하단에 배치되고, 카트리지 필터를 통과하지 못한 플럭을 제거하기 위한 세정수를 유입하기 위한 유입구를 포함하는 하수 처리 시스템.9. The method of claim 8,
The backwash cartridge filter includes a cartridge filter housing;
A cartridge filter fixedly installed inside the cartridge filter housing and separating the fl ow and process water;
A delivery port disposed at an upper end of the cartridge filter for discharging the process water that has passed through the cartridge filter; And
And an inlet for introducing rinse water for removing flocs that have not passed through the cartridge filter, disposed at the lower end of the cartridge filter.
상기 카트리지는 직경이 50 내지 150㎛인 기공을 다수 포함하는 하수 처리 시스템.11. The method of claim 10,
Wherein the cartridge comprises a plurality of pores having a diameter of 50 to 150 占 퐉.
상기 활성 슬러지는 AOA(Ammonia Oxidizing Archaea), AOB(Ammonia Oxidizing Bateria) 및 NOB(Nitrite Oxidizing Bacteria)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 하수 처리 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the activated sludge comprises at least one selected from the group consisting of Ammonia Oxidizing Archaea (AOA), Ammonia Oxidizing Bateria (AOB) and Nitrite Oxidizing Bacteria (NOB).
상기 생물반응조는 하수 내의 유기물질과 활성 슬러지(Activated Sludge)의 흡착을 위해 공기를 주입할 수 있는 공기 주입 장치를 더 포함하는 하수 처리 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the bioreactor further comprises an air injection device capable of injecting air for adsorption of an organic material in the sewage and an activated sludge.
상기 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)는 플랑크토마이세테스(Planctomycetes)인 하수 처리 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox) is Planctomycetes.
상기 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)는 플랑크토마이세데스 과립인 하수 처리 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox) is a planktonicide granule.
상기 SBR 반응조는 처리수 저장조와 연결되며,
상기 처리수 저장조는 활성 슬러지를 선택적으로 분리하기 위한 역세척 카트리지 필터를 포함하는 하수 처리 시스템. 8. The method of claim 7,
The SBR reaction tank is connected to the treated water storage tank,
Wherein the process water reservoir comprises a backwash cartridge filter for selectively separating activated sludge.
상기 소화조에서 발생된 바이오 가스를 포집하는 바이오 가스 포집기를 더 포함하는 하수 처리 시스템. 8. The method of claim 7,
And a biogas collector for collecting the biogas generated in the digester.
2) 상기 1차 침전 단계에서 분리한 하수 내의 유기물질을 활성 슬러지(Activated Sludge)를 이용하여 흡착시켜 분리하고, 탈질 공정을 진행하는 단계;
3) 상기 2) 단계 이후, 유기 물질을 흡착한 하수 내의 잉여 슬러지를 침전시켜, 잉여 슬러지와 처리된 하수를 분리하는 2차 침전 단계;
4) 상기 3) 단계의 2차 침전 단계에서 잉여 슬러지가 침전되고, 층 분리된 처리된 하수를 회수하여 방류하는 단계;
5) 상기 1) 단계의 1차 침전 단계에서 침전시켜 회수한 생슬러지 및 상기 3) 단계에서 2차 침전시켜 회수한 잉여 슬러지를 탈수하는 단계;
6) 상기 5) 단계에서 탈수시킨 생슬러지 및 잉여 슬러지를 혐기성 소화시켜 바이오 가스를 생산하는 단계; 및
7) 상기 6) 단계에서 발생한 암모늄 함유 탈리액을 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)로 반응시켜 질소를 제거하는 단계를 포함하는 하수 처리 방법.1) a first precipitation step of separating sewage containing sludge into raw sludge and sewage;
2) adsorbing and separating the organic substances in the sewage separated in the first precipitation step using an activated sludge, and performing the denitrification process;
3) a secondary precipitation step after the step 2) in which the excess sludge in the sewage having adsorbed the organic material is precipitated to separate the excess sludge and the treated sewage;
4) recovering and discharging the treated sludge after the sedimentation of the excess sludge in the second precipitation step of step 3);
5) dewatering the raw sludge recovered by precipitation in the first precipitation step of step 1) and excess sludge recovered by second precipitation in step 3);
6) producing biogas by anaerobic digestion of raw sludge and excess sludge dehydrated in step 5); And
7) A method for treating wastewater comprising the step of reacting an ammonium-containing desolvation solution generated in the step 6) with anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox) to remove nitrogen.
상기 2) 단계는 하수 내의 유기 물질을 활성 슬러지로 흡착시키고, 상기 활성 슬러지가 유기 물질을 흡착시켜 성장한 플럭(Floc)을 분리하는 것으로,
상기 플럭을 분리하기 위해 역세척 카트리지 필터를 이용하는 것인 하수 처리 방법.18. The method of claim 17,
In the step 2), the organic material in the sewage is adsorbed by the activated sludge, and the activated sludge separates the grown floc by adsorbing the organic material.
Wherein a backwash cartridge filter is used to separate the flocks.
상기 2) 단계의 활성 슬러지는 AOA(Ammonia Oxidizing Archaea), AOB(Ammonia Oxidizing Bateria) 및 NOB(Nitrite Oxidizing Bacteria)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 하수 처리 방법.18. The method of claim 17,
Wherein the activated sludge in step 2) comprises at least one selected from the group consisting of Ammonia Oxidizing Archaea (AOA), Ammonia Oxidizing Bateria (AOB) and Nitrite Oxidizing Bacteria (NOB).
상기 7) 단계의 혐기성 암모늄-산화 박테리아(Anammox)는 플랑크토마이세테스(Planctomycetes)인 하수 처리 방법.18. The method of claim 17,
The method according to claim 7, wherein the anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (Anammox) is Planctomycetes.
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