KR20200028584A - Annamox reactor comprising settling tank and water treatment method using the same - Google Patents

Annamox reactor comprising settling tank and water treatment method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200028584A
KR20200028584A KR1020180106811A KR20180106811A KR20200028584A KR 20200028584 A KR20200028584 A KR 20200028584A KR 1020180106811 A KR1020180106811 A KR 1020180106811A KR 20180106811 A KR20180106811 A KR 20180106811A KR 20200028584 A KR20200028584 A KR 20200028584A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
water
treated
anamox
concentration
Prior art date
Application number
KR1020180106811A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102250417B1 (en
Inventor
조환철
이철우
Original Assignee
두산중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산중공업 주식회사 filed Critical 두산중공업 주식회사
Priority to KR1020180106811A priority Critical patent/KR102250417B1/en
Priority to CN201910603743.0A priority patent/CN110885134B/en
Priority to US16/530,989 priority patent/US11180393B2/en
Publication of KR20200028584A publication Critical patent/KR20200028584A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102250417B1 publication Critical patent/KR102250417B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302Nitrification and denitrification treatment
    • C02F3/307Nitrification and denitrification treatment characterised by direct conversion of nitrite to molecular nitrogen, e.g. by using the Anammox process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/006Regulation methods for biological treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1205Particular type of activated sludge processes
    • C02F3/1215Combinations of activated sludge treatment with precipitation, flocculation, coagulation and separation of phosphates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1205Particular type of activated sludge processes
    • C02F3/1221Particular type of activated sludge processes comprising treatment of the recirculated sludge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1278Provisions for mixing or aeration of the mixed liquor
    • C02F3/1284Mixing devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/20Activated sludge processes using diffusers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/14NH3-N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/15N03-N
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

The present invention relates to an anaerobic ammonium-oxidizing (anammox) reactor including a precipitation tank and a water treatment method using the same, and more specifically, to an anammox reactor which maintains stability of anammox process and can greatly reduce hydraulic retention time (HRT), and a water treatment method using the same. To this end, the anammox reactor according to the present invention includes: a first chamber which includes a water to be treated supply pipe for supplying water to be treated, and in which ammonium oxidizing bacteria (AOB) and annamox bacteria are contained; a second chamber which is positioned in rear of the first chamber and precipitates sludge contained in water to be treated supplied from the first chamber; a return pipe which returns sludge precipitated in the second chamber to the first chamber; and a diffuser which injects air into the return pipe to supply bubbles into the first chamber.

Description

침전조를 구비하는 아나목스 반응조 및 이를 이용한 수처리 방법{ANNAMOX REACTOR COMPRISING SETTLING TANK AND WATER TREATMENT METHOD USING THE SAME}ANAMOX REACTOR COMPRISING SETTLING TANK AND WATER TREATMENT METHOD USING THE SAME

본 발명은 침전조를 구비하는 아나목스 반응조 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 아나목스 공정의 안정도를 유지하고, 수리학적 체류시간(Hydraulic Retention Time, HRT)를 크게 줄일 수 있는 아나목스 반응조 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an anomax reaction tank having a precipitation tank and a water treatment method using the same, and more specifically, an ana that can maintain the stability of the anamox process and significantly reduce hydraulic retention time (HRT). It relates to a mox reactor and a water treatment method using the same.

수질 오염의 원인으로는 유기물과 질소 및 인과 같은 무기물 등이 있다. 질소는 영양염류의 하나로 부영향화와 적조를 일으켜 유해 부유생물의 발생을 촉진하고 화학적 산소요구량의 증가 원인이 되며, 유기물은 수계의 용존산소량 등을 감소시키기 때문에, 제거되어야 한다.The causes of water pollution include organic substances and inorganic substances such as nitrogen and phosphorus. Nitrogen is one of the nutrients, and it causes side effects and red tides, promotes the generation of harmful floating organisms and causes an increase in the amount of chemical oxygen demand. Organic matter must be removed because it reduces the amount of dissolved oxygen in the water system.

이러한 각종 오염물질을 함유하는 폐수를 처리하는 방법으로는, 수중미생물의 신진 대사 작용을 이용하고 있다.As a method of treating wastewater containing various contaminants, the metabolism of aquatic microorganisms is used.

일반적인 폐수 처리방법은 반응조에서 폐수 중의 유기물을 호기성 미생물을 이용하여 분해하여 처리하는 형태가 대부분이다. 그러나, 상기와 같은 일반적인 폐수 처리 방법은 반응조 내에 공기를 공급하기 위한 산기관이나 블로워의 운전에 필요한 소비 전력량이 많다고 하는 단점이 있다. 우리나라의 경우 하수처리장 전체 전력 소비량의 약 40% 정도를 블로워 운전에 소모하고 있다고 알려져 있다. 또한 폐수 중의 질소는 일반적으로 질산화/탈질(종속영양탈질) 공정(예: MLE, A2O 공정 등)으로 제거하고 있다.In the general wastewater treatment method, most of the types in the reaction tank are decomposed and treated with aerobic microorganisms. However, the general wastewater treatment method as described above has a drawback that the amount of power consumed for the operation of the air blower or blower for supplying air in the reactor is large. It is known that in Korea, about 40% of the total power consumption of sewage treatment plants is consumed for blower operation. In addition, nitrogen in wastewater is generally removed by nitrification / denitrification (dependent nutrition denitrification) processes (eg, MLE, A2O processes, etc.).

그러나 일반적인 질산화/탈질 공정으로 질소를 제거할 경우에는 암모니아를 질산염으로 질산화시키기 위해 많은 양의 공기를 공급해야 하며, 탈질시 유기물이 필요하기에 추가적으로 유기물을 첨가해야 하고, 동시에 다량의 슬러지가 발생하여 비용이 증가하는 문제가 있다.However, when nitrogen is removed by a general nitrification / denitrification process, a large amount of air must be supplied to nitrate ammonia to nitrate, and when denitrification, organic matter is additionally added, and at the same time, a large amount of sludge is generated. There is a problem of increasing costs.

이를 해결하기 위하여 제시된 질소 제거 공정이 아나목스(anammox) 공정이다. 이는 암모니아와 아질산염을 반응시켜 질소 가스를 생성시킴으로써 질소를 제거하는 것으로, 암모니아 산화에 필요한 전력 소모를 줄일 수 있으며, 유기물 첨가가 필요하지 않고, 일반적인 질산화/탈질 공정에 비해 슬러지 발생량의 감소를 도모할 수 있어 매우 경제적이다.The nitrogen removal process proposed to solve this is the anammox process. This is to remove nitrogen by reacting ammonia with nitrite to generate nitrogen gas, which can reduce power consumption required for ammonia oxidation, does not require addition of organic substances, and reduces sludge generation compared to general nitrification / denitrification processes. It is very economical.

일반적으로 SBR 공법에서 아나목스 공정은 하나의 반응조에서 질소 제거 공정을 실시한다. 하지만 SBR 공법에서는 시간적 분배를 통해 운전되는 운전 특성과, 질산화 및 탈질화를 통하여 제거되는 질소 제거 특성으로 인하여 반응조 대비 배출 비율과 질소 제거율이 반비례하는 단점이 있어, SBR 반응조에서는 질소 제거 효율을 향상시키는 것이 제한되고 있는 것이 현실이다.In general, the anomax process in the SBR method performs a nitrogen removal process in one reactor. However, in the SBR method, there is a disadvantage in that the discharge rate and the nitrogen removal rate are inversely proportional to the reaction tank due to the operation characteristics operated through time distribution and the nitrogen removal characteristics removed through nitrification and denitrification. The reality is that things are limited.

이에, SBR 공법의 아나목스 반응조 내에서 아나목스 공정을 안정적으로 유지할 수 있는 기술에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need to develop a technology capable of stably maintaining the anamox process in the anamox reaction tank of the SBR method.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0085886호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0085886

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 아나목스 공정의 안정도를 유지하고, 수리학적 체류시간(Hydraulic Retention Time, HRT)를 크게 줄일 수 있는 침전조를 구비하는 아나목스 반응조 및 이를 이용한 수처리 방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems as described above, the object of the present invention is to maintain the stability of the anomax process, and an anomax reaction tank having a settling tank that can significantly reduce the hydraulic retention time (Hydraulic Retention Time, HRT). And to provide a water treatment method using the same.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.The above and other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments.

상기 목적은, 피처리수가 공급되는 피처리수 공급관을 구비하고, 내부에 암모늄 산화세균(Ammonium Oxidizing Bacteria, AOB) 및 아나목스 미생물(Annamox bacteria)을 수용하는 제1챔버; 제1챔버 후단에 위치하고, 제1챔버로부터 공급된 피처리수 내에 포함된 슬러지를 침전시키는 제2챔버; 제2챔버에서 침전된 슬러지를 제1챔버로 반송하는 반송관; 및 반송관으로 공기를 주입하여 제1챔버 내에 기포를 공급하는 산기기;를 포함하는 아나목스 반응조에 의해 달성될 수 있다.The above object includes a first chamber having a treated water supply pipe through which treated water is supplied and accommodating ammonium oxide bacteria (OB) and anamox bacteria therein; A second chamber located at the rear end of the first chamber and sedimenting sludge contained in the water to be treated supplied from the first chamber; A conveying pipe for conveying the sludge precipitated in the second chamber to the first chamber; And an air diffuser supplying air bubbles into the first chamber by injecting air into the conveying tube.

이때, 아나목스 미생물은, 칸디다투스 쿠에네니아(Candidatus Kuenenia), 칸디다투스 브로카디아(Candidatus Brocadia), 칸디다투스 아나목소글로버스(Candidatus Anammoxoglobus), 칸디다투스 제테니아(Candidatus Jettenia) 및 칸디다투스 스칼리두아(Candidatus Scalindua)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.At this time, the microorganisms of the Anamox include Candidatus Kuenenia, Candidatus Brocadia, Candidatus Anammoxoglobus, Candidatus Jettenia and Candidatus. It can be at least any one selected from the group consisting of Candidas Scalindua.

제1챔버는, 내부로 공급되는 피처리수를 교반하는 교반기;를 포함할 수 있고, 교반기는 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 교반기는 상하로 배치될 수 있다. 또한, 상하 배치된 인접한 교반기 사이에 다공판이 배치될 수도 있고, 다공판에 형성된 공동은 직경이 3~5 cm인 것이 바람직하다.The first chamber, may include a stirrer for stirring the water to be supplied to the inside; may include a plurality of agitators, a plurality of agitators may be disposed up and down. In addition, a perforated plate may be disposed between adjacent agitators arranged up and down, and the cavity formed in the perforated plate is preferably 3 to 5 cm in diameter.

또한, 아나목스 반응조는 제1챔버 내부로 공급되어 수용되는 피처리수 내에 포함된 질소 화합물의 농도를 측정하는 제1제어부; 및 제1챔버 내부로 공급되어 수용되는 피처리수 내에 포함된 암모늄 이온(NH4 +)의 농도가 소정의 범위를 유지하도록 피처리수의 공급 유량을 제어하는 제2제어부;를 포함할 수도 있다.In addition, the Anamox reaction tank is a first control unit for measuring the concentration of the nitrogen compound contained in the water to be treated is supplied to the interior of the first chamber; And a second control unit that controls the supply flow rate of the treated water such that the concentration of ammonium ions (NH 4 + ) contained in the treated water supplied into and received into the first chamber maintains a predetermined range. .

제1제어부는, 암모늄 이온(NH4 +)의 농도를 측정하는 제1측정부; 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 농도를 측정하는 제2측정부; 및 질산염 이온(Nitrate, NO3 -)의 농도를 측정하는 제3측정부;를 포함할 수 있다. 제1측정부는, 단위 시간 내에 암모늄 이온(NH4 +)의 농도 변화를 측정하여 암모늄 이온(NH4 +)의 감소량을 연산하는 제1연산부;를 포함할 수 있고, 제2측정부는, 단위 시간 내에 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 농도 변화를 측정하여 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 생성량을 연산하는 제2연산부;를 포함할 수 있으며, 제3측정부는, 단위 시간 내에 질산염 이온(Nitrate, NO3 -)의 농도 변화를 측정하여 질산염 이온(Nitrate, NO3 -)의 생성량을 연산하는 제3연산부;를 포함할 수 있다.The first control unit includes: a first measurement unit for measuring the concentration of ammonium ions (NH 4 + ); Part 2 measurement for measuring the concentration of - the nitrite ion (Nitrite, NO 2); And a nitrate ion-third measuring section for measuring the concentration of (Nitrate, NO 3); can include. The first measurement unit may include a first operation unit that calculates a decrease in the amount of ammonium ion (NH 4 + ) by measuring a change in concentration of ammonium ion (NH 4 + ) within a unit time, and the second measurement unit includes unit time in the nitrite ion (nitrite, NO 2 -) nitrite ions by measuring the change in concentration of (nitrite, NO 2 -) a second computing unit for computing the amount of; may include a third measuring unit, a nitrate ion in a unit of time may comprise; a third calculating unit for calculating the amount of generated - by measuring the concentration of a nitrate ion - (nitrate, NO 3) ( nitrate, NO 3).

제2제어부는, 하기 수학식 1에 의해 계산된 값을 통해 피처리수의 공급 유량을 제어할 수 있다.The second control unit may control the supply flow rate of the water to be treated through the value calculated by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

바람직하게, 상기 수학식 1에 의해 계산된 값이 0.7 이상인 경우, 챔버 내의 암모늄 이온(NH4 +)의 농도를 50~100mg/L로 유지하도록 피처리수의 유량을 제어할 수 있고, 상기 수학식 1에 의해 계산된 값이 0.7 미만인 경우, 챔버 내의 암모늄 이온(NH4 +)의 농도를 100~250mg/L로 유지하도록 피처리수의 유량을 제어할 수 있다.Preferably, when the value calculated by Equation 1 is 0.7 or more, the flow rate of the water to be treated can be controlled to maintain the concentration of ammonium ion (NH 4 + ) in the chamber at 50 to 100 mg / L, and the math When the value calculated by Equation 1 is less than 0.7, the flow rate of the water to be treated can be controlled to maintain the concentration of ammonium ions (NH 4 + ) in the chamber at 100 to 250 mg / L.

또한, 상기 목적은, 상술한 아나목스 반응조를 이용하여 피처리수 내에 포함된 질소를 제거하는 수처리 방법에 있어서, 제1챔버로 유입되는 피처리수를 교반하고, 아나목스 공정에 의해 질소가 제거되는 제1단계; 제1챔버에서 질소가 제거된 피처리수가 제2챔버로 공급되고, 슬러지가 침전되는 제2단계; 및 제2챔버에서 침전된 슬러지가 제1챔버로 반송되는 제3단계;를 포함하는 수처리 방법에 의해 달성될 수 있다.In addition, the above object is, in the water treatment method for removing nitrogen contained in the water to be treated using the above-described anamox reaction tank, the water to be treated flowing into the first chamber is stirred, and nitrogen is removed by the anamox process. Becoming the first step; A second step in which the treated water from which nitrogen is removed from the first chamber is supplied to the second chamber, and the sludge is precipitated; And a third step in which the sludge precipitated in the second chamber is returned to the first chamber.

제1단계는, 제1챔버 내에 구비된 교반기에 의해 피처리수가 교반될 수 있다. 이때, 교반기는 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 교반기는 상하로 배치될 수 있고, 상하 배치된 인접한 교반기 사이에 다공판이 배치될 수 있으며, 다공판에 형성된 공동은 직경이 3~5 cm인 것이 바람직하다.In the first step, the water to be treated may be stirred by a stirrer provided in the first chamber. At this time, a plurality of agitators may be provided, a plurality of agitators may be disposed up and down, and a perforated plate may be disposed between adjacent agitators disposed up and down, and the cavity formed in the perforated plate is preferably 3 to 5 cm in diameter. Do.

본 발명에 따르면, SBR 공법의 아나목스 반응조 내에서 아나목스 공정을 안정적으로 유지하고 수리학적 체류시간(Hydraulic Retention Time, HRT)를 크게 줄일 수 있는 효과를 가진다.According to the present invention, it is possible to stably maintain the anamox process in the anamox reaction tank of the SBR method and significantly reduce hydraulic retention time (HRT).

구체적으로, 아나목스 반응조 후단에 별도의 침전조를 구비하고, 침전되는 슬러지를 반송함으로써 아나목스 미생물 등 아나목스 공정에 필요한 미생물들을 적절하게 제어하고, 이를 통해 질소 제거 효과를 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.Specifically, a separate sedimentation tank is provided at the rear end of the Anamox reaction tank, and the microorganisms required for the Anamox process, such as Anamox microorganisms, are appropriately controlled by conveying the precipitated sludge, thereby improving the nitrogen removal effect. .

또한, 아나목스 반응조 내의 질소 화합물의 농도를 측정하고, 질소 화합물의 농도 변화에 따라 피처리수의 공급량을 제어한 후, 아나목스 반응조 내에서 암모늄 이온의 농도를 적절하게 유지함으로써 아질산성 질소 산화세균(Nitrite Oxidizing Bacteria)을 효과적으로 억제하여 질소 제거 효율을 향상시킬 수 있는 효과도 가질 수 있다.In addition, after measuring the concentration of the nitrogen compound in the Anamox reaction tank, controlling the supply amount of the treated water according to the change in the concentration of the nitrogen compound, and then maintaining the concentration of ammonium ions in the Anamox reaction tank appropriately, nitrite nitric oxide bacteria (Nitrite Oxidizing Bacteria) can be effectively suppressed to have an effect of improving nitrogen removal efficiency.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아나목스 반응조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 예에 따른 제1챔버를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 예에 따른 산기기를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 예에 따른 산기기를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아나목스 반응조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 제1제어부를 구체적으로 도시한 도면이다.
1 is a view schematically showing an anamox reaction tank according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a first chamber according to an example.
3 is a view showing an acid device according to an example.
4 is a view showing an acid device according to an example.
5 is a view schematically showing an anamox reaction tank according to an embodiment of the present invention.
6 is a view specifically showing the first control unit.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings of the present invention. These examples are only provided by way of example to illustrate the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples. .

또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.In addition, unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs, and in case of conflict, the present specification including definitions. The description will take precedence.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.In order to clearly describe the proposed invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification. And, when it is said that a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components unless otherwise specified. In addition, "part" described in the specification means one unit or block that performs a specific function.

각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.The identification numbers (first, second, etc.) in each step are used for convenience of explanation, and the identification numbers do not describe the order of each step, and each step does not explicitly describe a specific order in the context. It may be carried out differently from the order specified above. That is, each step may be performed in the same order as specified, or may be performed substantially simultaneously, or in the opposite order.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아나목스 반응조(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 아나목스 반응조(100)는 피처리수가 공급되는 피처리수 공급관(11)을 구비하고, 내부에 암모늄 산화세균(Ammonium Oxidizing Bacteria, AOB) 및 아나목스 미생물(Annamox bacteria)을 수용하는 제1챔버(10); 제1챔버(10) 후단에 위치하고, 제1챔버(10)로부터 공급된 피처리수 내에 포함된 슬러지를 침전시키는 제2챔버(20); 제2챔버(20)에서 침전된 슬러지를 제1챔버(10)로 반송하는 반송관(30); 및 반송관(30)으로 공기를 주입하여 제1챔버(10) 내에 기포를 공급하는 산기기(40, 50);를 포함한다. 1 is a view schematically showing an anomax reaction tank 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the anamox reaction tank 100 according to an embodiment of the present invention includes a water supply pipe 11 through which the water to be treated is supplied, and ammonium oxide bacteria (Ammonium Oxidizing Bacteria, AOB) therein ) And Anamox bacteria (Annamox bacteria) to receive the first chamber (10); A second chamber 20 located at the rear end of the first chamber 10 and sedimenting sludge contained in the water to be treated supplied from the first chamber 10; A conveying pipe 30 for conveying the sludge precipitated in the second chamber 20 to the first chamber 10; And air diffusers 40 and 50 for supplying air bubbles into the first chamber 10 by injecting air into the conveying pipe 30.

아나목스(anammox)는 ANaerobic AMMonium OXidation(혐기성 암모늄 산화)의 약자로서, 질소를 이용하여 대사하는 미생물 종 혹은 이를 이용한 공정을 말한다. 질소 화합물을 질소 기체로 최종적으로 환원시켜 방출하는 기술로서, 최근 하수처리분야에서 각광받고 있다. 아나목스 공정은 하기 화학식 1과 같이, 먼저 암모니아 산화 박테리아가 암모늄 이온 중 절반을 산화시켜 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)을 생성한다.Anamox is an abbreviation of ANaerobic AMMonium OXidation, and refers to a microorganism species that metabolizes using nitrogen or a process using the same. As a technology for finally reducing and releasing nitrogen compounds with nitrogen gas, it has recently been spotlighted in the field of sewage treatment. In the Anamox process, as shown in Chemical Formula 1, first, ammonia-oxidizing bacteria oxidize half of the ammonium ions to produce nitrite ions (Nitrite, NO 2 ).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

이어서 하기 화학식 2와 같이, 아나목스 박테리아(아나목스 미생물)가 암모늄 이온과 아질산 이온을 반응시켜 질소를 발생시킴으로써 질소 화합물을 제거한다. 이때, 암모늄 이온과 아질산염은 약 1:1의 몰 비로 반응한다.Subsequently, as shown in the following Chemical Formula 2, an anomax bacterium (anomax microorganism) reacts ammonium ions with nitrite ions to generate nitrogen to remove nitrogen compounds. At this time, the ammonium ion and nitrite react at a molar ratio of about 1: 1.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

본 발명은 SBR 공법의 아나목스 반응조(100) 내에서 아나목스 공정을 안정적으로 유지하고 수리학적 체류시간(Hydraulic Retention Time, HRT)를 크게 줄일 수 있는 효과를 가진다. 구체적으로, 아나목스 반응조(100) 후단에 별도의 침전조를 구비하고, 침전되는 슬러지를 반송함으로써 아나목스 미생물 등 아나목스 공정에 필요한 미생물들을 적절하게 제어하고, 이를 통해 질소 제거 효과를 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.The present invention has the effect of stably maintaining the anamox process in the anamox reaction tank 100 of the SBR method and significantly reducing the hydraulic retention time (HRT). Specifically, a separate sedimentation tank is provided at the rear end of the Anamox reaction tank 100 and appropriately control microorganisms required for the Anamox process, such as Anamox microorganisms, by conveying the precipitated sludge, thereby improving the nitrogen removal effect. It has an effect.

제1챔버(10)는 일측에 피처리수가 유입되는 피처리수 공급관(11)을 구비하고, 내부에 암모늄 산화세균(Ammonium Oxidizing Bacteria, AOB) 및 아나목스 미생물(Annamox bacteria)을 수용한다. 제1챔버(10)의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 원기둥 형상, 사각기둥 형상 등 수처리 장치의 구조에 맞게 다양하게 설계할 수 있다. 제1챔버(10) 내에 수용되는 호기성의 암모늄 산화세균(Ammonium Oxidizing Bacteria, AOB)은 니트로소모나스(Nitrosomonas) 또는 니트로소코커스(Nitrosococcus) 등을 사용할 수 있고, 아나목스 미생물은, 칸디다투스 쿠에네니아(Candidatus Kuenenia), 칸디다투스 브로카디아(Candidatus Brocadia), 칸디다투스 아나목소글로버스(Candidatus Anammoxoglobus), 칸디다투스 제테니아(Candidatus Jettenia) 및 칸디다투스 스칼리두아(Candidatus Scalindua)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.The first chamber 10 includes a water supply pipe 11 through which water to be treated enters, and accommodates ammonium oxide bacteria (OBM) and anamox bacteria therein. The shape of the first chamber 10 is not particularly limited, and can be variously designed according to the structure of a water treatment device such as a cylindrical shape or a square pillar shape. The aerobic ammonium oxidizing bacteria (AOB) accommodated in the first chamber 10 can use Nitrosomonas or Nitrosococcus, and the Anamox microorganism is Candidatus cue A group of Candidatus Kuenenia, Candidatus Brocadia, Candidatus Anammoxoglobus, Candidatus Jettenia and Candidatus Scalindua At least one selected from can be used.

제1챔버(10)는 내부로 공급되는 피처리수를 교반하는 교반기(12)를 포함할 수 있다. 교반기(12)는 피처리수를 교반하여 아나목스 공정이 원활하게 진행될 수 있도록 한다. 교반기(12)는 날개를 갖는 임펠러(impeller) 타입일 수 있다. 임펠러 타입의 교반기(12)의 구체적인 형상은 특별히 한정되지는 않으나, 바람직하게는, 외측 날개부는 내측 날개부의 하부 방향을 향하도록 절곡 형성될 수 있고, 이를 통해 손으로 물을 모아 힘 있게 물을 밀어내듯이 원하는 방향으로 최대한 많은 양의 물을 밀어내어 흐르게 함으로써 교반 효과를 극대화할 수 있다.The first chamber 10 may include a stirrer 12 for stirring the water to be treated therein. The stirrer 12 stirs the water to be treated so that the anamox process can proceed smoothly. The stirrer 12 may be of an impeller type with wings. The specific shape of the impeller type stirrer 12 is not particularly limited, but preferably, the outer wing portion may be formed to be bent toward the lower direction of the inner wing portion, through which water is collected by hand to push the water forcefully. It is possible to maximize the stirring effect by pushing and flowing as much water as possible in the desired direction.

또한, 교반기(12)는 제1챔버(10) 내에 복수 개 구비될 수 있다. 교반기(12)가 복수 개인 경우, 복수 개의 교반기(12)의 날개 직경은 같거나 상이할 수 있으나, 날개 직경이 상이한 복수 개의 교반기(12)를 제1챔버(10) 상부에서 하부측으로 갈수록 직경이 작아지도록 배치하는 것이 바람직하다.In addition, a plurality of stirrers 12 may be provided in the first chamber 10. When there are a plurality of agitators 12, the blade diameters of the plurality of agitators 12 may be the same or different, but the diameter of the plurality of agitators 12 having different blade diameters increases from the upper side of the first chamber 10 to the lower side. It is desirable to arrange it to be small.

이때, 교반기(12) 날개의 회전수(G-value)는 특별히 한정하지 않고, 적절히 선택할 수 있으나, 바람직하게는 30 ~ 110sec-1일 수 있고, 보다 바람직하게는 복수 개의 교반기(12) 중 날개 직경이 가장 큰 교반기(12)의 회전수는 70 ~ 110sec-1이고, 날개 직경이 가장 작은 교반기(12)의 회전수는 30 ~ 50sec-1일 수 있다.At this time, the rotational speed (G-value) of the stirrer 12 blade is not particularly limited, and may be appropriately selected, but may preferably be 30 to 110 sec -1 , and more preferably, the blade of the plurality of stirrer 12 and the number of revolutions of the largest agitator 12 diameter is 70 ~ 110sec -1, wing rotation number of the smallest agitator 12, the diameter may be 30 ~ 50sec -1.

복수 개의 교반기(12) 사이에는 적어도 하나의 다공판(13)(도 2 참조)이 배치될 수 있다. 교반기(12)가 1개인 경우에는 교반기(12)의 하부에 다공판(13)이 배치될 수 있다. 이때, 다공판(13)에 형성된 복수 개의 공동은 특별히 한정되지는 않고, 다공판(13)의 크기, 제1챔버(10)의 규모 등에 따라 다양하게 선택할 수 있으나, 3~5cm의 직경을 가지는 것이 바람직하다.At least one perforated plate 13 (see FIG. 2) may be disposed between the plurality of stirrers 12. When the stirrer 12 is one, the perforated plate 13 may be disposed under the stirrer 12. At this time, the plurality of cavities formed in the perforated plate 13 is not particularly limited, and may be variously selected according to the size of the perforated plate 13, the size of the first chamber 10, etc., but having a diameter of 3 to 5 cm It is preferred.

제2챔버(20)는 침전저로 기능하는 것으로서, 제1챔버(10) 후단에 위치하고, 제1챔버(10)로부터 공급된 피처리수 내에 포함된 슬러지를 침전시킨다. 일반적인 아나목스 공정은 유입-혼합-폭기-침전-배출의 과정이 하나의 챔버 내에서 발생하는데, 본 발명은 2개의 챔버로 구분하여 유입-혼합-폭기 과정은 제1챔버(10)에서, 침전-배출의 과정은 제2챔버(20)에서 수행되도록 함으로써 수리학적 체류시간(Hydraulic Retention Time, HRT)을 크게 줄일 수 있다.The second chamber 20 serves as a sedimentation basin, is located at the rear end of the first chamber 10, and precipitates sludge contained in the water to be treated supplied from the first chamber 10. In the general anamox process, the process of inflow-mix-aeration-precipitation-discharge occurs in one chamber, and the present invention is divided into two chambers, and the inflow-mix-aeration process is settled in the first chamber 10. -By performing the discharge process in the second chamber 20, hydraulic retention time (HRT) can be greatly reduced.

제2챔버(20)는 제1챔버(10)와 반송관(30)으로 연결되어 있고, 반송관(30)을 통해 침전된 슬러지는 제1챔버(10)로 반송된다. 슬러지가 반송되는 과정에서 아나목스 미생물 등은 제1챔버(10)로 다시 유입되어 아나목스 공정에 재참여할 수 있다.The second chamber 20 is connected to the first chamber 10 and the conveying pipe 30, and the sludge precipitated through the conveying pipe 30 is conveyed to the first chamber 10. In the process of returning the sludge, the anomax microorganisms, etc. may be introduced back into the first chamber 10 to re-engage in the anamox process.

제1챔버 내에서 폭기 과정을 수행하기 위해 반송관은 기포를 공급하는 산기기와 연결될 수 있다. 도 3 및 도 4는 각각 일 예에 따른 산기기를 개략적으로 나타낸 도면으로, 이를 참조하여 구체적으로 설명한다. In order to perform the aeration process in the first chamber, the conveying pipe may be connected to an air supply device that supplies bubbles. 3 and 4 are views schematically showing an acid device according to an example, respectively, and will be described in detail with reference to them.

산기기(40)는 포화기 타입 산기기(도 3 참조)를 사용할 수 있다. 포화기 타입 산기기는, 내부에 압력용존실(41)이 구비되고, 급기관(43)과 급수관(44)이 연결된 포화기(42), 급수관(44)을 통해 포화기(42)에 물을 공급하는 펌프(45), 급기관(43)을 통해 포화기(42)에 고압공기를 공급하는 압축기(46) 및 배출관(47)을 포함할 수 있다. 배출관(47)은 반송관과 연결되어, 반송관을 통해 제1챔버로 슬러지가 반송될 때, 제1챔버 내부로 공기를 공급할 수 있다.The acid device 40 may use a saturation type acid device (see FIG. 3). The saturator type acid device is equipped with a pressure dissolution chamber 41 therein, and water is supplied to the saturator 42 through the saturator 42 and the water supply pipe 44 to which the supply pipe 43 and the water supply pipe 44 are connected. It may include a pump 45 for supplying, a compressor 46 for supplying high-pressure air to the saturator 42 through the supply pipe 43 and the discharge pipe 47. The discharge pipe 47 is connected to the conveying pipe, and when sludge is conveyed to the first chamber through the conveying pipe, air may be supplied into the first chamber.

또한, 산기기(50)는 혼합기 타입 산기기(도 4 참조)를 사용할 수도 있다. 혼합기 타입 산기기는, 공기와 물이 혼합 공급되는 공급관(51), 공급관(51)과 연결되어 펌핑을 통해 기포수를 형성하는 펌프(52), 펌프(52)로부터 공급된 기포수를 수용하도록 내부에 혼합실(53)이 구비된 혼합기(54) 및 배출관(55)을 포함할 수 있다. 배출관(55)은 반송관과 연결되어, 반송관을 통해 제1챔버로 슬러지가 반송될 때, 제1챔버 내부로 공기를 공급할 수 있다.In addition, the mixer 50 may use a mixer type diffuser (see FIG. 4). The mixer-type air diffuser is connected to a supply pipe 51 through which air and water are mixed and supplied, to receive air bubbles supplied from the pump 52 and pump 52 connected to the supply pipe 51 to form bubble water through pumping. It may include a mixer 54 and a discharge pipe 55 provided with a mixing chamber 53 therein. The discharge pipe 55 is connected to the conveying pipe, and when sludge is conveyed to the first chamber through the conveying pipe, air may be supplied into the first chamber.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아나목스 반응조(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명은 제1챔버(10) 내부로 공급되어 수용되는 피처리수 내에 포함된 질소 화합물의 농도를 측정하는 제1제어부(60); 및 제1챔버(10) 내부로 공급되어 수용되는 피처리수 내에 포함된 암모늄 이온(NH4 +)의 농도가 소정의 범위를 유지하도록 피처리수의 공급 유량을 제어하는 제2제어부(70);를 더 포함할 수 있다.5 is a view schematically showing an anomax reaction tank 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 5, the present invention is a first control unit 60 for measuring the concentration of the nitrogen compound contained in the water to be treated is supplied to the interior of the first chamber 10; And a second control unit 70 for controlling the supply flow rate of the treated water so that the concentration of ammonium ions (NH 4 + ) contained in the treated water supplied into and received inside the first chamber 10 maintains a predetermined range. ; May further include.

제1제어부(60)는 제1챔버(10) 내부로 공급되어 수용되는 피처리수 내에 포함된 질소 화합물의 농도를 측정한다. 이때, 질소 화합물은 암모늄 이온(NH4 +), 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -) 및 질산염 이온(Nitrate, NO3 -)과 이를 포함하는 다양한 염 형태를 의미하고, 질소 화합물의 농도는 공지의 다양한 센서 등을 이용할 수 있다. 구체적으로, 도 6에 나타낸 것과 같이, 제1제어부(60)는 암모늄 이온(NH4 +)의 농도를 측정하는 제1측정부(61); 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 농도를 측정하는 제2측정부(62); 및 질산염 이온(Nitrate, NO3 -)의 농도를 측정하는 제3측정부(63);를 포함할 수 있다. 제1측정부(61)는 단위 시간 내에 암모늄 이온(NH4 +)의 농도 변화를 측정하여 암모늄 이온(NH4 +)의 감소량을 연산하는 제1연산부;를 포함할 수 있고, 제2측정부(62)는, 단위 시간 내에 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 농도 변화를 측정하여 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 생성량을 연산하는 제2연산부;를 포함할 수 있으며, 제3측정부(63)는, 단위 시간 내에 질산염 이온(Nitrate, NO3 -)의 농도 변화를 측정하여 질산염 이온(Nitrate, NO3 -)의 생성량을 연산하는 제3연산부;를 포함할 수 있다.The first control unit 60 measures the concentration of the nitrogen compound contained in the water to be treated, which is supplied into the first chamber 10 and received. At this time, the nitrogen compound is an ammonium ion (NH 4 +), nitrite ion (Nitrite, NO 2 -) and nitrate ion (Nitrate, NO 3 -) means the various salt forms including the same and, and the concentration of nitrogen compounds is known Various sensors can be used. Specifically, as shown in FIG. 6, the first control unit 60 includes a first measurement unit 61 for measuring the concentration of ammonium ion (NH 4 + ); A second measurement unit 62 for measuring the concentration of nitrite ions (Nitrite, NO 2 ); And nitrate ions - the third measurement section 63 for measuring the concentration of (Nitrate, NO 3); can include. The first measurement unit 61 may include a first operation unit that calculates a decrease in the amount of ammonium ion (NH 4 + ) by measuring a change in concentration of ammonium ion (NH 4 + ) within a unit time, and may include a second measurement unit. 62, and nitrite ions in a unit time (nitrite, NO 2 -), nitrite ions by measuring the change in concentration of (nitrite, NO 2 -), a second computing unit for computing the amount of; can include, and the third measurement section 63 is nitrate ion in a unit of time a third computing unit for computing the amount of - - (nitrate, NO 3) nitrate ions by measuring the change in concentration of (nitrate, NO 3); can include.

호기성 암모늄 산화세균과 아나목스 미생물이 하나의 반응조에 혼합되어 있는 경우, 두 미생물의 활성도를 적절하게 제어하는 것이 중요한데, 단순히 암모늄 이온(NH4 +)의 감소량 대비 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 생성량만으로 공정 조건을 조절하여 질소 제거 효율이 떨어질 수 있다. 이를 해결하기 위하여 제1제어부(60)는 제1측정부(61), 제2측정부(62) 및 제3측정부(63)를 이용하여 질산염 이온(Nitrate, NO3 -)을 포함하는 질소 화합물의 농도 변화를 측정하고, 측정된 질소 화합물들의 농도값으로부터 후술할 제2제어부(70)를 통해 제1챔버(10) 내부로 유입되는 피처리수의 공급량을 제어함으로써 질소 제거 효율을 향상시킬 수 있다.Aerobic ammonium If the oxidation bacteria and Ana Comox microorganisms are mixed in a reaction tank, it is important to properly control the activity of two microorganisms, simply ammonium ion (NH 4 +) decrease compared to nitrite ion (Nitrite, NO 2 -) of Nitrogen removal efficiency may be lowered by controlling the process conditions with only the amount of produced. Nitrogen containing - a first control unit 60 is a nitrate ion (Nitrate, NO 3) using a first measuring unit 61 and second measurement unit 62 and the third measuring unit 63 in order to solve this problem, By measuring the concentration change of the compound and controlling the supply amount of the treated water flowing into the first chamber 10 through the second control unit 70 to be described later from the measured concentration value of the nitrogen compounds, the nitrogen removal efficiency is improved. You can.

제2제어부(70)는, 제1제어부(60)와 상호 데이터를 교환하고, 제1제어부(60)에서 측정된 질소 화합물들의 농도를 이용하여 피처리수의 공급 유량을 제어한다. 아나목스 반응조(100) 내에서 암모늄 산화세균(Ammonium Oxidizing Bacteria, AOB) 및 아나목스 미생물(Annamox bacteria)의 활성도는 항상 균일하게 유지될 수 없으므로, 암모늄 이온(NH4 +)의 제거량 : 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 생성량의 비는 약 1:1이 되지 않은 경우가 발생하며, 제1챔버(10) 내에서 암모늄 산화세균(Ammonium Oxidizing Bacteria, AOB)보다 아나목스 미생물(Annamox bacteria)의 활성도가 좋으면, AOB가 암모늄 이온(NH4 +)을 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)으로 전환함과 동시에 아나목스 미생물이 암모늄 이온(NH4 +)과 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)을 반응시켜 질소 기체로 전환해 버리므로, 제1챔버(10) 내에 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 축적이 거의 발생하지 않게 된다. 이 때에는 암모늄 이온(NH4 +)을 늘리는 방향으로 운전을 제어할 필요가 있으며, 제2제어부(70)는 피처리수 공급관(11)에 연결된 펌프, 밸브 등을 제어하여 피처리수 공급량을 늘리게 된다. 이러한 방향으로 공정을 제어하여 제1챔버(10) 내에서 암모늄 이온(NH4 +)의 농도를 상승시키면 아질산성 질소 산화세균(Nitrite Oxidizing Bacteria, NOB)의 활성도는 1) 높은 프리 암모니아(Free Ammonia)의 농도와 2) 높은 알칼리도(Alkalinity)의 영향으로 저해를 받게 됨으로써 운전 공정의 효율성을 향상시켜 질소 제거 효과를 높일 수 있다.The second control unit 70 exchanges data with the first control unit 60 and controls the supply flow rate of the water to be treated using the concentration of nitrogen compounds measured by the first control unit 60. Since the activity of Ammonium Oxidizing Bacteria (ANB) and Anamox bacteria in the Anamox reactor 100 cannot always be maintained uniformly, the amount of removal of ammonium ions (NH 4 + ): nitrite ions ( from, it occurs if they are not the first, the first chamber 10 ammonium oxidizing bacteria in the (ammonium oxidizing bacteria, AOB) Ana Comox microorganism (Annamox bacteria) than:) ratio is from about 1 generation amount of the - Nitrite, nO 2 permitting activity, AOB the ammonium ion (NH 4 +) nitrite ions (nitrite, NO 2 -) - a, and at the same time Ana Comox microorganisms ammonium ion converted to (NH 4 +) and nitrite ion (nitrite, NO 2) It is not almost generated in the accumulated-response to nitrite ion (nitrite, nO 2) in the so discard switching to nitrogen gas, the first chamber (10). In this case, it is necessary to control the operation in the direction of increasing the ammonium ion (NH 4 + ), and the second control unit 70 controls the pump, valve, etc. connected to the water supply pipe 11 to increase the water supply amount. do. When the concentration of ammonium ions (NH 4 + ) in the first chamber 10 is controlled by controlling the process in this direction, the activity of nitrite oxidizing bacteria (NOB) is 1) high free ammonia (Free Ammonia) ) And 2) high alkalinity, so that the efficiency of the operation process can be improved to increase the nitrogen removal effect.

구체적으로, 제2제어부(70)는 하기 수학식 1을 통해 피처리수의 공급 유량을 제어할 수 있다.Specifically, the second control unit 70 may control the supply flow rate of the water to be treated through Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

즉, 상기 수학식 1에 의해 계산된 값이 0.7 이상인 경우, 제1챔버(10) 내의 암모늄 이온(NH4 +)의 농도를 50~100mg/L로 유지하도록 피처리수의 유량을 제어하고, 상기 수학식 1에 의해 계산된 값이 0.7 미만인 경우, 제1챔버(10) 내의 암모늄 이온(NH4 +)의 농도를 100~250mg/L로 유지하도록 피처리수의 유량을 제어한다. 이러한 기준 수치는 암모늄 이온의 농도가 600~1,000 ppm인 피처리수가 유입되어 수처리 하는 공정에서 적용할 수 있는 것으로서, 다양한 실험으로부터 산출한 것이다.That is, when the value calculated by Equation 1 is 0.7 or more, the flow rate of the water to be treated is controlled to maintain the concentration of the ammonium ion (NH 4 + ) in the first chamber 10 at 50 to 100 mg / L, When the value calculated by Equation 1 is less than 0.7, the flow rate of the water to be treated is controlled to maintain the concentration of ammonium ion (NH 4 + ) in the first chamber 10 at 100 to 250 mg / L. These reference values can be applied in the process of water treatment with an ammonium ion concentration of 600 to 1,000 ppm introduced, and are calculated from various experiments.

다음으로, 상술한 아나목스 반응조(100)를 이용한 수처리 방법에 대해 설명한다. 이를 설명하는데 있어 중복된 부분은 그 설명을 생략하도록 한다.Next, a water treatment method using the above-described Anamox reactor 100 will be described. In describing this, redundant descriptions will be omitted.

본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 방법은, 상술한 아나목스 반응조(100)를 이용하여 피처리수 내에 포함된 질소를 제거하는 수처리 방법으로서, 제1챔버(10)로 유입되는 피처리수를 교반하고, 아나목스 공정에 의해 질소가 제거되는 제1단계; 제1챔버(10)에서 질소가 제거된 피처리수가 제2챔버(20)로 공급되고, 슬러지가 침전되는 제2단계; 및 제2챔버(20)에서 침전된 슬러지가 제1챔버(10)로 반송되는 제3단계;를 포함한다. 본 발명은 SBR 공법의 아나목스 반응조(100) 내에서 아나목스 공정을 안정적으로 유지하고 수리학적 체류시간(Hydraulic Retention Time, HRT)를 크게 줄일 수 있는 효과를 가진다. 구체적으로, 아나목스 반응조(100) 후단에 별도의 침전조를 구비하고, 침전되는 슬러지를 반송함으로써 아나목스 미생물 등 아나목스 공정에 필요한 미생물들을 적절하게 제어하고, 이를 통해 질소 제거 효과를 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.The water treatment method according to an embodiment of the present invention, as a water treatment method for removing nitrogen contained in the water to be treated using the above-described Anamox reaction tank 100, the treated water flowing into the first chamber 10 Stirring, the first step of removing nitrogen by an anomax process; A second step in which the treated water from which nitrogen is removed from the first chamber 10 is supplied to the second chamber 20, and the sludge is precipitated; And a third step in which the sludge precipitated in the second chamber 20 is returned to the first chamber 10. The present invention has the effect of stably maintaining the anamox process in the anamox reaction tank 100 of the SBR method and significantly reducing the hydraulic retention time (HRT). Specifically, a separate sedimentation tank is provided at the rear end of the Anamox reaction tank 100 and appropriately control microorganisms required for the Anamox process, such as Anamox microorganisms, by conveying the precipitated sludge, thereby improving the nitrogen removal effect. It has an effect.

제1단계는 피처리수가 제1챔버(10)로 유입되고, 제1챔버(10)에 수용된 아나목스 미생물 등에 의해 아나목스 공정이 수행되어 질소가 제거되는 단계로서, 아나목스 공정의 유입-혼합-폭기 과정이 수행된다. 제2단계는 제1챔버(10)로부터 피처리수가 제2챔버(20)로 유입되고, 제2챔버(20)에서 슬러지가 침전되고, 피처리수를 배출하는 과정이 일어나게 된다. 제3단계는 제2단계에서 침전된 슬러지가 제1챔버(10)로 반송되는 단계로서, 이때, 산기기(40, 50)에 의해 슬러지와 함께 기포가 제1챔버(10) 내부로 공급될 수 있고, 공급된 기포에 의해 피처리수의 혼합 및 폭기 과정이 더욱 활발하게 일어날 수 있다.The first step is a step in which the water to be treated is introduced into the first chamber 10 and the anomax process is performed by an anomax microorganism or the like accommodated in the first chamber 10 to remove nitrogen, and the inflow-mixing of the anamox process is performed. -Aeration process is performed. In the second step, the process water is introduced from the first chamber 10 into the second chamber 20, sludge is precipitated in the second chamber 20, and a process of discharging the treated water occurs. The third step is a step in which the sludge precipitated in the second step is conveyed to the first chamber 10, wherein air bubbles are supplied to the first chamber 10 together with the sludge by the spreaders 40 and 50. The mixing and aeration process of the water to be treated may be more actively caused by the supplied air bubbles.

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.In this specification, only a few examples of the various embodiments performed by the present inventors are described, but the technical spirit of the present invention is not limited to or limited thereto, and can be variously implemented by a person skilled in the art.

100 : 아나목스 반응조
10 : 제1챔버
11 : 피처리수 공급관
12 : 교반기
13 : 다공판
20 : 제2챔버
30 : 반송관
40 : 산기기
41: 압력용존실
42 : 포화기
43 : 급기관
44 : 급수관
45 : 펌프
46 : 압축기
47 : 배출관
50 : 산기기
51 : 공급관
52 : 펌프
53 : 혼합실
54 : 혼합기
55 : 배출관
60 : 제1제어부
61 : 제1측정부
62 : 제2측정부
63 : 제3측정부
70 : 제2제어부
100: Anamox reactor
10: 1st chamber
11: treated water supply pipe
12: stirrer
13: perforated board
20: second chamber
30: return pipe
40: acid device
41: pressure dissolved chamber
42: saturator
43: air supply pipe
44: water supply pipe
45: pump
46: compressor
47: discharge pipe
50: acid device
51: supply pipe
52: pump
53: mixing room
54: mixer
55: discharge pipe
60: first control unit
61: first measurement unit
62: second measurement unit
63: third measurement unit
70: second control unit

Claims (21)

피처리수가 공급되는 피처리수 공급관을 구비하고, 내부에 암모늄 산화세균(Ammonium Oxidizing Bacteria, AOB) 및 아나목스 미생물(Annamox bacteria)을 수용하는 제1챔버;
제1챔버 후단에 위치하고, 제1챔버로부터 공급된 피처리수 내에 포함된 슬러지를 침전시키는 제2챔버;
제2챔버에서 침전된 슬러지를 제1챔버로 반송하는 반송관; 및
반송관으로 공기를 주입하여 제1챔버 내에 기포를 공급하는 산기기;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
A first chamber having a treated water supply pipe through which treated water is supplied, and accommodating ammonium oxidizing bacteria (OB) and anamox bacteria therein;
A second chamber located at the rear end of the first chamber and sedimenting sludge contained in the water to be treated supplied from the first chamber;
A conveying pipe for conveying the sludge precipitated in the second chamber to the first chamber; And
Injecting air into the conveying tube, characterized in that it comprises an acid device for supplying air bubbles in the first chamber, the Anamox reaction tank.
제1항에 있어서, 아나목스 미생물은,
칸디다투스 쿠에네니아(Candidatus Kuenenia), 칸디다투스 브로카디아(Candidatus Brocadia), 칸디다투스 아나목소글로버스(Candidatus Anammoxoglobus), 칸디다투스 제테니아(Candidatus Jettenia) 및 칸디다투스 스칼리두아(Candidatus Scalindua)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
The method of claim 1, wherein the anomax microorganism,
Candidatus Kuenenia, Candidatus Brocadia, Candidatus Anammoxoglobus, Candidatus Jettenia, and Candidatus Scalindua ) Is characterized in that at least one selected from the group consisting of, an anamox reactor.
제1항에 있어서, 제1챔버는,
내부로 공급되는 피처리수를 교반하는 교반기;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
According to claim 1, The first chamber,
An agitator, characterized in that it comprises; a stirrer for stirring the water to be supplied to the inside.
제3항에 있어서, 교반기는,
복수 개인 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
The stirrer of claim 3,
An anomax reaction tank characterized by being plural.
제4항에 있어서,
복수 개의 교반기는 상하로 배치되는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
According to claim 4,
A plurality of stirrers, characterized in that arranged in the up and down, Anamox reactor.
제5항에 있어서,
상하 배치된 인접한 교반기 사이에 다공판이 배치되는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
The method of claim 5,
An anomax reaction tank, characterized in that a porous plate is disposed between adjacent stirrers placed up and down.
제6항에 있어서,
다공판에 형성된 공동은 직경이 3~5 cm인 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
The method of claim 6,
Cavity formed in the perforated plate is characterized in that the diameter of 3 ~ 5 cm, the Anamox reaction tank.
제1항에 있어서,
제1챔버 내부로 공급되어 수용되는 피처리수 내에 포함된 질소 화합물의 농도를 측정하는 제1제어부; 및
제1챔버 내부로 공급되어 수용되는 피처리수 내에 포함된 암모늄 이온(NH4 +)의 농도가 소정의 범위를 유지하도록 피처리수의 공급 유량을 제어하는 제2제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
According to claim 1,
A first control unit for measuring the concentration of nitrogen compounds contained in the water to be treated supplied to the first chamber; And
It characterized in that it comprises; a second control unit for controlling the supply flow rate of the treated water so that the concentration of ammonium ions (NH 4 + ) contained in the treated water supplied into and received into the first chamber maintains a predetermined range. Anamox Reactor.
제8항에 있어서, 제1제어부는,
암모늄 이온(NH4 +)의 농도를 측정하는 제1측정부;
아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 농도를 측정하는 제2측정부; 및
질산염 이온(Nitrate, NO3 -)의 농도를 측정하는 제3측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
According to claim 8, The first control unit,
A first measurement unit for measuring the concentration of ammonium ion (NH 4 + );
Part 2 measurement for measuring the concentration of - the nitrite ion (Nitrite, NO 2); And
, Ana Comox reaction tank, comprising a step of including, - nitrate (Nitrate, NO 3) a third measuring section for measuring the concentration of.
제9항에 있어서, 제1측정부는,
단위 시간 내에 암모늄 이온(NH4 +)의 농도 변화를 측정하여 암모늄 이온(NH4 +)의 감소량을 연산하는 제1연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
The method of claim 9, The first measurement unit,
Ammonium ion (NH 4 +) by measuring the change in concentration of the ammonium ion the first computing unit for computing the amount of reduction of (NH 4 +) in a unit time;, Ana Comox reaction tank, comprising a step of including.
제9항에 있어서, 제2측정부는,
단위 시간 내에 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 농도 변화를 측정하여 아질산염 이온(Nitrite, NO2 -)의 생성량을 연산하는 제2연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
The method of claim 9, The second measurement unit,
(Nitrite, NO 2 -) nitrite ions by measuring the change in concentration of (Nitrite, NO 2 -) a second computing unit for computing the amount of nitrite ion in a unit of time;, Ana Comox reactor comprises a.
제9항에 있어서, 제3측정부는,
단위 시간 내에 질산염 이온(Nitrate, NO3 -)의 농도 변화를 측정하여 질산염 이온(Nitrate, NO3 -)의 생성량을 연산하는 제3연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
The method of claim 9, The third measurement unit,
(Nitrate, NO 3 -) nitrate ions by measuring the change in concentration of (Nitrate, NO 3 -) a third calculating section for calculating the amount of the nitrate ion in a unit of time;, Ana Comox reactor comprises a.
제9항에 있어서, 제2제어부는,
하기 수학식 1에 의해 계산된 값을 통해 피처리수의 공급 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
[수학식 1]
Figure pat00005
The method of claim 9, The second control unit,
It characterized in that to control the supply flow rate of the water to be treated through the value calculated by Equation 1, Anamox reactor.
[Equation 1]
Figure pat00005
제13항에 있어서, 제2제어부는,
하기 수학식 1에 의해 계산된 값이 0.7 이상인 경우, 챔버 내의 암모늄 이온(NH4 +)의 농도를 50~100mg/L로 유지하도록 피처리수의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
[수학식 1]
Figure pat00006
The method of claim 13, The second control unit,
When the value calculated by Equation 1 below is 0.7 or more, characterized in that to control the flow rate of the water to be treated to maintain the concentration of ammonium ion (NH 4 + ) in the chamber at 50 ~ 100mg / L, an anamox reactor .
[Equation 1]
Figure pat00006
제13항에 있어서, 제2제어부는,
하기 수학식 1에 의해 계산된 값이 0.7 미만인 경우, 챔버 내의 암모늄 이온(NH4 +)의 농도를 100~250mg/L로 유지하도록 피처리수의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는, 아나목스 반응조.
[수학식 1]
Figure pat00007
The method of claim 13, The second control unit,
When the value calculated by the following Equation 1 is less than 0.7, characterized in that the flow rate of the water to be treated is maintained to maintain the concentration of ammonium ions (NH 4 + ) in the chamber at 100 to 250 mg / L, the Anamox reactor .
[Equation 1]
Figure pat00007
제1항의 아나목스 반응조를 이용하여 피처리수 내에 포함된 질소를 제거하는 수처리 방법에 있어서,
제1챔버로 유입되는 피처리수를 교반하고, 아나목스 공정에 의해 질소가 제거되는 제1단계;
제1챔버에서 질소가 제거된 피처리수가 제2챔버로 공급되고, 슬러지가 침전되는 제2단계; 및
제2챔버에서 침전된 슬러지가 제1챔버로 반송되는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수처리 방법.
In the water treatment method for removing nitrogen contained in the water to be treated using the Anamox reactor of claim 1,
A first step of stirring the treated water flowing into the first chamber and removing nitrogen by an anamox process;
A second step in which the treated water from which nitrogen is removed from the first chamber is supplied to the second chamber, and the sludge is precipitated; And
And a third step in which the sludge precipitated in the second chamber is returned to the first chamber.
제16항에 있어서, 제1단계는,
제1챔버 내에 구비된 교반기에 의해 피처리수가 교반되는 것을 특징으로 하는, 수처리 방법.
The method of claim 16, wherein the first step,
The water treatment method, characterized in that the water to be treated is stirred by a stirrer provided in the first chamber.
제17항에 있어서, 교반기는,
복수 개인 것을 특징으로 하는, 수처리 방법.
The stirrer of claim 17,
A water treatment method, characterized in that it is plural.
제18항에 있어서,
복수 개의 교반기는 상하로 배치되는 것을 특징으로 하는, 수처리 방법.
The method of claim 18,
A plurality of agitators, characterized in that disposed up and down, water treatment method.
제19항에 있어서,
상하 배치된 인접한 교반기 사이에 다공판이 배치되는 것을 특징으로 하는, 수처리 방법.
The method of claim 19,
A water treatment method, characterized in that a porous plate is disposed between adjacent stirrers arranged up and down.
제20항에 있어서,
다공판에 형성된 공동은 직경이 3~5 cm인 것을 특징으로 하는, 수처리 방법.



The method of claim 20,
The cavity formed in the perforated plate is 3-5 cm in diameter, characterized in that the water treatment method.



KR1020180106811A 2018-09-07 2018-09-07 Annamox reactor comprising settling tank and water treatment method using the same KR102250417B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180106811A KR102250417B1 (en) 2018-09-07 2018-09-07 Annamox reactor comprising settling tank and water treatment method using the same
CN201910603743.0A CN110885134B (en) 2018-09-07 2019-07-05 Anaerobic ammoxidation reactor and water treatment method using same
US16/530,989 US11180393B2 (en) 2018-09-07 2019-08-02 Anammox reactor and water treatment method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180106811A KR102250417B1 (en) 2018-09-07 2018-09-07 Annamox reactor comprising settling tank and water treatment method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200028584A true KR20200028584A (en) 2020-03-17
KR102250417B1 KR102250417B1 (en) 2021-05-12

Family

ID=70004040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180106811A KR102250417B1 (en) 2018-09-07 2018-09-07 Annamox reactor comprising settling tank and water treatment method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102250417B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220078024A (en) * 2020-12-03 2022-06-10 지에스건설 주식회사 Apparatus and Method for Treating Anaerobic Digestive Fluid

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0128277Y1 (en) * 1995-11-14 1998-10-15 구형우 Biological waste water treating equipment using pure oxygen
KR20120129974A (en) * 2010-03-10 2012-11-28 시클라르-슈툴츠 압바써테흐닉 게엠베하 Method for the biological purification of ammonium-containing wastewater
KR101692162B1 (en) * 2015-08-10 2017-01-02 두산중공업 주식회사 High-rate sedimentation tank and water treatment apparatus comprising the same
KR20170085886A (en) 2016-01-15 2017-07-25 주식회사 효성 Anammox reactor containing polyketone membrane and method for treating wastewater using the same
KR20170132429A (en) * 2016-05-24 2017-12-04 영남대학교 산학협력단 The Method Of Removing Nitrogen In Wastewater

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0128277Y1 (en) * 1995-11-14 1998-10-15 구형우 Biological waste water treating equipment using pure oxygen
KR20120129974A (en) * 2010-03-10 2012-11-28 시클라르-슈툴츠 압바써테흐닉 게엠베하 Method for the biological purification of ammonium-containing wastewater
KR101692162B1 (en) * 2015-08-10 2017-01-02 두산중공업 주식회사 High-rate sedimentation tank and water treatment apparatus comprising the same
KR20170085886A (en) 2016-01-15 2017-07-25 주식회사 효성 Anammox reactor containing polyketone membrane and method for treating wastewater using the same
KR20170132429A (en) * 2016-05-24 2017-12-04 영남대학교 산학협력단 The Method Of Removing Nitrogen In Wastewater

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220078024A (en) * 2020-12-03 2022-06-10 지에스건설 주식회사 Apparatus and Method for Treating Anaerobic Digestive Fluid

Also Published As

Publication number Publication date
KR102250417B1 (en) 2021-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5932639B2 (en) Biological nitrogen removal method using anaerobic ammonia oxidation reaction
JP5890374B2 (en) Biological nitrogen removal apparatus and water treatment system
CN103588299B (en) A kind of integrated short-cut nitrification and denitrification biological denitrification reactor
JP2017144402A (en) Nitrification denitrification method and device for ammoniac nitrogen-containing liquid to be treated
CN110127847A (en) A kind of Integral waste water processing unit and its processing method
US6375837B1 (en) Waste water treatment method being able to treat surface active agent, nitrogen, hydrogen peroxide and phosphor with high efficiency and equipment therefor
JP5597002B2 (en) Waste water treatment apparatus and waste water treatment method
JP2014097478A (en) Effluent treatment method and effluent treatment apparatus
JP2007326075A (en) Waste water treatment method and waste water treatment equipment
WO2019055721A1 (en) Simultaneous nitrification/denitrification (sndn) in sequencing batch reactor applications
KR102250417B1 (en) Annamox reactor comprising settling tank and water treatment method using the same
JP3656426B2 (en) Biological treatment of ammoniacal nitrogen
WO2009119964A1 (en) Advanced wastewater treatment apparatus with two-stage reactor
JPH0724492A (en) Method for controlling operation of activated sludge circulation change method
KR20040031359A (en) Advanced treatment apparaters and method for removal of nitrogen and phosphorus inf sewage water
KR102042971B1 (en) Water treatment apparatus for removing nitrogen compounds
JPH07148496A (en) Method for controlling operation of modified process for circulation of activated sludge
CN110885134B (en) Anaerobic ammoxidation reactor and water treatment method using same
JP3608256B2 (en) Operation control method for circulating nitrification denitrification
KR102052163B1 (en) Wastewater treatment apparatus and method
KR20200028585A (en) Annamox reactor and water treatment method using the same
TWI684574B (en) Treated water treatment device and treated water treatment method
AU2018331439B2 (en) Simultaneous nitrification/denitrification (SNDN) in sequencing batch reactor applications
KR100582988B1 (en) Advanced sewage water treatment apparatus use of oxidation ditch
KR200325104Y1 (en) Sweage water teatment plant by existing oxidation ditch for advanced treatment.

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant