KR20220096414A - Apparatus for treating waste water using iron oxide powder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분말 산화철을 이용하여 하수나 폐수를 처리하는 분말 산화철을 이용한 수처리장치에 관한 것으로서, 분말 산화철을 투입하여 수처리하는 수처리부와, 이 수처리부의 하류에 설치되어 수처리부에서 발생된 슬러지를 처리하며 슬러지에 함유된 분말 산화철을 수처리부에서 재이용하도록 회수하는 슬러지 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 분말 산화철을 주입하여 미생물 Floc과 분말 산화철의 접촉을 증대하여 1차적으로 침강성을 개선하고, 침전지에서 반송되는 슬러지의 미생물량 증대에 따라 하수 및 폐수 처리계통에서의 고집적화와 처리효율 증대를 달성할 수 있는 효과를 제공한다.The present invention relates to a water treatment device using powdered iron oxide that treats sewage or wastewater using powdered iron oxide. and a sludge treatment unit for recovering the powdered iron oxide contained in the sludge for reuse in the water treatment unit. Therefore, the present invention improves the sedimentation property primarily by increasing the contact between the microbial floc and the powdered iron oxide by injecting powdered iron oxide, and increases the integration and treatment efficiency in the sewage and wastewater treatment system according to the increase in the amount of microorganisms in the sludge returned from the settling pond It provides the effect that can achieve.
Description
본 발명은 분말 산화철을 이용한 수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분말 산화철을 이용하여 하수나 폐수를 처리하는 분말 산화철을 이용한 수처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment apparatus using powdered iron oxide, and more particularly, to a water treatment apparatus using powdered iron oxide for treating sewage or wastewater using powdered iron oxide.
최근 수계 수질오염의 악화가 지속됨과 동시에 가용한 수자원에 대한 한계가 드러나면서 기존 수계의 수질개선을 통한 수자원 확보의 노력이 이루어지고 있으며, 환경부에서도 하수종말처리시설과 함께 폐수종말처리시설의 방류수 수질기준을 단계적으로 강화하고 있으므로 보다 효율적이면서 처리의 안정성을 확보할 수 있는 신뢰성 있는 폐수처리 시스템에 대한 기술수요가 증가하고 있다Recently, as the aggravation of water pollution in the water system continues and the limitations of available water resources are revealed, efforts are being made to secure water resources by improving the quality of the existing water system. As the standards are being strengthened step by step, the technology demand for a more efficient and reliable wastewater treatment system that can secure treatment stability is increasing.
특히 식품 가공공장 등으로부터 발생하는 고농도의 유기성 폐수는 강화되는 수질기준을 만족시키는 수준까지 처리하는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라 이의 불완전한 처리가 수계 수질 악화에 미치는 영향이 상대적으로 크기 때문에 이를 효율적으로 처리할 수 있는 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다.In particular, it is very difficult to treat high-concentration organic wastewater from food processing plants to a level that meets the strengthened water quality standards, and since its incomplete treatment has a relatively large effect on the deterioration of water quality, it can be efficiently treated. There is an urgent need to develop such a system.
이러한 고농도 유기성 폐수를 처리하기 위해 국내에 주로 적용되고 있는 공법으로는 크게 호기성 처리공법 및 혐기성 소화이중 상기 호기성 처리공법으로는 통상적으로 활성슬러지법, 활성생물막법, 연속 회분식 반응조, 호기성 여상 공법 등이 주로 이용된다.In order to treat such high-concentration organic wastewater, the domestically applied methods are largely an aerobic treatment method and anaerobic digestion. Mainly used
그러나, 상술한 호기성 처리공법들의 특징을 살펴보면, 상기 연속 회분식 반응조의 경우에는 공정 관리가 편하고, 수질 및 유량 변동에 강한 장점을 갖고 있어 오수, 산업 폐수, 침출수 등 다양한 폐수에 적용되고 있으나 중ㆍ대규모의 시설에는 적용이 어렵다는 단점을 가지고 있으며, 상기 호기성 여상 공법은 반응기에 미생물을 부착하기 위한 담체를 충전시킨 후 담체에 형성된 생물막에 의해 유기물의 생물학적 산화 및 분해와 물리적 여과를 동시에 유도하는 공법이나 고농도의 폐수에는 적용이 어렵다는 한계점을 가진다.However, looking at the characteristics of the aerobic treatment methods described above, in the case of the continuous batch reactor, process management is convenient and has strong advantages in water quality and flow rate fluctuations. has the disadvantage that it is difficult to apply to facilities of It has a limitation in that it is difficult to apply to wastewater of
국내 및 국외에서 널리 활용되고 있는 하수 및 폐수 내에 포함된 유기물질 및 영양염류의 대표적 처리기술인 생물학적 처리기술은, 생물반응조 내에서 유지 및 관리되고 있는 미생물량에 의해 처리효율이 결정되며, 따라서 생물반응조 내 고농도의 미생물량의 유지를 위한 MBR(Membrane Bio-Reactor) 기술을 포함한 고집적화 기술이 주요한 기술개발의 방향으로 이루어지고 있다. In the biological treatment technology, which is a representative treatment technology for organic substances and nutrients contained in sewage and wastewater, which is widely used at home and abroad, the treatment efficiency is determined by the amount of microorganisms maintained and managed in the bioreactor tank. High-integration technology including MBR (Membrane Bio-Reactor) technology for maintaining high concentration of microorganisms is being made in the direction of major technology development.
하지만, 이러한 MBR 기술을 포함한 미생물량의 고집적화 기술은 멤브레인(Membrane)의 초기 투자비용의 증대, 슬러지내 미생물 활성도의 저하 및 폭기비용의 증대 등 다양한 문제점을 수반하게 된다.However, the high integration technology of the amount of microorganisms including the MBR technology is accompanied by various problems such as an increase in the initial investment cost of the membrane, a decrease in the microbial activity in the sludge, and an increase in the aeration cost.
한편, 국내 및 국외에서 적용되고 있는 분말 산화철을 활용한 고집적 하수 및 폐수 처리기술은, 하수 및 폐수 처리계통 내에서 분말 산화철의 주입, 회수, 재이용을 고려하여 고농도 및 고점도인 미생물 플록(Floc)에서의 고액분리의 난제와 현탁액 발생에 의한 처리성능의 저하 등의 문제점이 있었다.On the other hand, high-integration sewage and wastewater treatment technology using powdered iron oxide applied at home and abroad, takes into consideration the injection, recovery, and reuse of powdered iron oxide in sewage and wastewater treatment systems, from high-concentration and high-viscosity microbial flocs. There were problems such as the difficulty of solid-liquid separation and deterioration of treatment performance due to the generation of suspension.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 분말 산화철을 주입하여 미생물 Floc과 분말 산화철의 접촉을 증대하여 1차적으로 침강성을 개선하고, 침전지에서 반송되는 슬러지의 미생물량 증대에 따라 하수 및 폐수 처리계통에서의 고집적화와 처리효율 증대를 달성할 수 있는 분말 산화철을 이용한 수처리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above problems in the prior art, and by injecting powdered iron oxide to increase the contact between microbial floc and powdered iron oxide to primarily improve sedimentation, and to increase the amount of microorganisms in the sludge returned from the sedimentation basin Accordingly, an object of the present invention is to provide a water treatment device using powdered iron oxide that can achieve high integration and increase treatment efficiency in sewage and wastewater treatment systems.
또한, 본 발명은 소화조 내에서 미생물 환원반응의 주 기작인 전달전달 반응을 촉진시켜 소화조의 소화효율을 높이고, 하수 및 폐수 처리계통 상의 점도가 높은 슬러지와 달리 소화에 의해 점도가 낮은 슬러지 내에 포함된 분말 산화철을 후단의 고액분리장치에서 용이하게 분리하여 하수 및 폐수 처리계통에서 재이용할 수 있는 분말 산화철을 이용한 수처리장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention enhances the digestion efficiency of the digester by accelerating the transfer and transfer reaction, which is the main mechanism of the microbial reduction reaction in the digester, and unlike the sludge with high viscosity on the sewage and wastewater treatment system, the sludge with low viscosity by digestion. Another object of the present invention is to provide a water treatment device using powdered iron oxide, which can be easily separated from the powdered iron oxide in the solid-liquid separation device at the rear stage and reused in sewage and wastewater treatment systems.
또한, 본 발명은 고집적 하수처리 시스템은 생물반응조에 주입한 분말 산화철은 침강보조제로 침강성을 개선하여 다량의 미생물을 확보함으로써 샐물반응조의 고집적화를 달성하고, 후단의 슬러지 처리계통인 소화조에서는 전자전달 반응을 촉진 시켜 소화효율 개선에 기여할 수 있는 분말 산화철을 이용한 수처리장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, in the high-integration sewage treatment system, powdered iron oxide injected into the bioreactor improves sedimentation as a sedimentation aid to secure a large amount of microorganisms, thereby achieving high integration of the sludge treatment tank, and electron transfer reaction in the digester, which is a sludge treatment system at the rear end. Another object of the present invention is to provide a water treatment device using powdered iron oxide that can contribute to improving digestion efficiency by promoting
또한, 본 발명은 슬러지 처리에서 최종 사용된 분말 산화철은 고액분리장치에 의해 고액분리되어 다시 재이용 됨으로써, 기존 동일 처리용량의 생물학적 처리시스템의 고효율 처리가 가능하여 용이한 기존 하수처리장의 리트로피트(Retrofit)를 제공할 수 있는 분말 산화철을 이용한 수처리장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, in the present invention, powdered iron oxide finally used in sludge treatment is separated into solid-liquid by a solid-liquid separation device and reused, so that high-efficiency treatment of the existing biological treatment system with the same treatment capacity is possible, making it easy to retrofit an existing sewage treatment plant. ) to provide a water treatment device using powder iron oxide that can provide another object.
또한, 본 발명은 생물반응조 내에서 고농도 미생물량의 유지를 위한 초기 투자비용의 증대 및 생물활성도의 저하 문제와 침강보조제에 의해 수반되는 회수 및 재이용의 문제점들을 해결할 수 있는 분말 산화철을 이용한 수처리장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention provides a water treatment device using powdered iron oxide that can solve the problems of increase in initial investment cost for maintaining high concentration of microorganisms in the bioreactor, the problem of lowering of biological activity, and the problems of recovery and reuse accompanied by sedimentation aid. It serves another purpose to provide.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 분말 산화철을 이용하여 하수나 폐수를 처리하는 수처리장치로서, 분말 산화철을 투입하여 수처리하는 수처리부; 및 상기 수처리부의 하류에 설치되어, 상기 수처리부에서 발생된 슬러지를 처리하며 슬러지에 함유된 분말 산화철을 상기 수처리부에서 재이용하도록 회수하는 슬러지 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a water treatment apparatus for treating sewage or wastewater using powdered iron oxide, comprising: a water treatment unit for water treatment by inputting powdered iron oxide; and a sludge treatment unit installed downstream of the water treatment unit to treat the sludge generated in the water treatment unit and recover the powdered iron oxide contained in the sludge for reuse in the water treatment unit.
본 발명의 상기 수처리부는, 하수나 폐수를 생물학적으로 탈질하여 수처리하는 무산소조(10); 상기 무산소조(10)의 하류에 설치되어, 유기물을 제거하고 질산화시키는 호기조(20); 상기 호기조(20)의 하류에 설치되어, 수처리후 슬러지를 침전시켜 분리하는 침전조(30); 및 상기 호기조(20)에 연결되어, 상기 호기조(20)에 분말 산화철을 투입하는 투입부(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The water treatment unit of the present invention, the
본 발명의 상기 슬러지 처리부는, 상기 수처리부의 하류에 연결되어, 상기 수처리부에서 배출된 슬러지를 소화처리하는 소화조(50); 상기 소화조(50)의 하류에 연결되어, 소화처리된 슬러지를 탈수하는 탈수기(60); 및 상기 소화조(50)와 상기 탈수기(60) 사이에 설치되어, 슬러지를 고액으로 분리하고 슬러지에 함유된 분말 산화철을 회수하는 고액분리부(70);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The sludge treatment unit of the present invention includes: a
상기 투입부(40)는 상기 호기조(20)의 상부 측방에 한 쌍으로 설치되고, 상기 산화철을 투입하는 것이 바람직하다.The
상기 투입부(40)는 상기 호기조(20)의 상측에 형성된 본체부(41); 상기 본체부(41)의 하면에서 하측으로 돌출되도록 결합된 분사파이프(42);를 포함하는 것이 바람직하다.The
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 분말 산화철을 주입하여 미생물 Floc과 분말 산화철의 접촉을 증대하여 1차적으로 침강성을 개선하고, 침전지에서 반송되는 슬러지의 미생물량 증대에 따라 하수 및 폐수 처리계통에서의 고집적화와 처리효율 증대를 달성할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the present invention improves the sedimentation property primarily by increasing the contact between the microbial floc and the powdered iron oxide by injecting powdered iron oxide, and according to the increase in the amount of microorganisms in the sludge returned from the settling pond, it is used in sewage and wastewater treatment systems. It provides the effect of achieving high integration and processing efficiency increase.
또한, 소화조 내에서 미생물 환원반응의 주 기작인 전달전달 반응을 촉진시켜 소화조의 소화효율을 높이고, 하수 및 폐수 처리계통 상의 점도가 높은 슬러지와 달리 소화에 의해 점도가 낮은 슬러지 내에 포함된 분말 산화철을 후단의 고액분리장치에서 용이하게 분리하여 하수 및 폐수 처리계통에서 재이용할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, it enhances the digestion efficiency of the digester by promoting the transfer and transfer reaction, which is the main mechanism of the microbial reduction reaction within the digester. It is easily separated from the solid-liquid separation device at the rear stage to provide the effect that it can be reused in sewage and wastewater treatment systems.
또한, 고집적 하수처리 시스템은 생물반응조에 주입한 분말 산화철은 침강보조제로 침강성을 개선하여 다량의 미생물을 확보함으로써 샐물반응조의 고집적화를 달성하고, 후단의 슬러지 처리계통인 소화조에서는 전자전달 반응을 촉진 시켜 소화효율 개선에 기여할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, in the high-integration sewage treatment system, powdered iron oxide injected into the bioreactor improves sedimentation property as a sedimentation aid and secures a large amount of microorganisms to achieve high integration of the sludge treatment tank. It provides an effect that can contribute to improving digestion efficiency.
또한, 슬러지 처리에서 최종 사용된 분말 산화철은 고액분리장치에 의해 고액분리되어 다시 재이용 됨으로써, 기존 동일 처리용량의 생물학적 처리시스템의 고효율 처리가 가능하여 용이한 기존 하수처리장의 리트로피트(Retrofit)를 제공할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the powdered iron oxide finally used in the sludge treatment is separated into solid-liquid by a solid-liquid separation device and reused, so that high-efficiency treatment of the existing biological treatment system with the same treatment capacity is possible, providing easy retrofit of the existing sewage treatment plant. It provides a possible effect.
또한, 생물반응조 내에서 고농도 미생물량의 유지를 위한 초기 투자비용의 증대 및 생물활성도의 저하 문제와 침강보조제에 의해 수반되는 회수 및 재이용의 문제점들을 해결할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, it provides the effect of solving the problems of the increase of the initial investment cost for maintaining the high concentration of microorganisms in the bioreactor, the decrease of biological activity, and the problems of recovery and reuse accompanied by the sedimentation aid.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 분말 산화철을 이용한 수처리장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 호기조에 결합된 투입부 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 투입부 사시도1 is a block diagram showing a water treatment apparatus using powdered iron oxide according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of the input unit coupled to the exhalation tank according to an embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of an input unit according to an embodiment of the present invention;
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 분말 산화철을 이용한 수처리장치를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a water treatment apparatus using powdered iron oxide according to an embodiment of the present invention.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 분말 산화철을 이용한 수처리장치는, 수처리부와 슬러지 처리부를 포함하여 이루어져. 분말 산화철을 이용하여 하수나 폐수를 고집적으로 처리하는 수처리장치이다.As shown in Fig. 1, the water treatment apparatus using powdered iron oxide according to this embodiment includes a water treatment unit and a sludge treatment unit. It is a water treatment device that highly intensively treats sewage or wastewater using powdered iron oxide.
수처리부는, 하수나 폐수의 생물반응조에 분말 산화철을 투입하여 수처리하는 수처리수단으로서, 무산소조(10), 호기조(20), 침전조(30) 및 투입부(40)를 포함하여 이루어져 있다.The water treatment unit is a water treatment means for water treatment by injecting powdered iron oxide into a bioreactor of sewage or wastewater, and includes an
무산소조(10)는, 하수나 폐수를 생물학적으로 탈질하여 수처리하는 처리수단으로서, 용존산소가 거의 없는 무산소(anoxic) 상태에서 아질산성 질소(NO2-N) 또는 질산성 질소(NO3-N)와 같은 무기질소에 포함된 질소(N) 성분을 탈질미생물을 이용하여질소 가스(N2)로 환원시켜 수중에 방출시키게 된다.The
이러한 무산소조에서는, 하수 및 폐수처리 시스템에서의 생물학적 질소제거는 수계의 보전과 부영영화 방지를 목적으로 수행된다. 생물학적 질소제거는 일련의 질산화(nitrification) 및 탈질(denitrification) 과정을 통해 수행된다. In such anoxic tanks, biological nitrogen removal in sewage and wastewater treatment systems is performed for the purpose of water conservation and erosion prevention. Biological nitrogen removal is performed through a series of nitrification and denitrification processes.
구체적으로, 유기질소화합물은 생물학적인 분해에 의해 암모니아 형태로 전환되며, 암모니아성 질소는 질산화를 거쳐 질산성 질소로 산화되고, 질산성 질소는 탈질과정에 의해 질소 가스로 환원됨으로써 제거된다. Specifically, organic nitrogen compounds are converted into ammonia form by biological decomposition, ammonia nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen through nitrification, and nitrate nitrogen is removed by reduction to nitrogen gas by denitrification process.
또한, 이러한 탈질과정은 일반적으로 무산소조에서 수행되는데, 이러한 무산소조의 경우 유입수의 체류시간은 3hr 정도이며 탈질효율을 높이기 위해 질산화조(포기조)와의 사이에서 200 ~ 400%의 내부반송비(internal recycle ratio)로 유입수를 순환시키는 것이 바람직하다. In addition, this denitrification process is generally performed in an anoxic tank. In this anoxic tank, the residence time of the influent is about 3 hr, and in order to increase the denitrification efficiency, an internal recycle ratio of 200 to 400% with the nitrification tank (aeration tank) It is preferable to circulate the influent to the furnace.
호기조(20)는, 무산소조(10)의 하류에 설치되어 유기물을 제거하고 질산화시키는 처리수단으로서, 하수 및 폐수 처리계통의 생물반응조 중 폭기에 의한 교반이 활발하게 이루어지게 된다.The
이러한 호기조(20)에서는 호기성 세균이 부착된 담체가 설치되나, 교체가 용이하지 않으며, 설치된 담체의 이탈 등에 의하여 오염 물질에 충분히 제거되지 않은 오수가 배출될 염려가 있어, 확실하게 오수 등에 포함되는 질소 등과 같은 오염물을 제거할 수 있으며, 용이하게 고정하고 분리할 수 있는 호기조가 사용된다.In the
특히, 하수 및 폐수의 생물학적 수처리 과정 중 최초침전지에서 처리된 1차 처리수가 호기조(20)로 유입되어 하수 및 폐수 중에 포함된 콜로이드성 및 용해성 유기물을 제거하기 위해 호기성 미생물을 활성화시켜 유기 오염물질을 분해하여 제거시키게 된다.In particular, during the biological water treatment process of sewage and wastewater, the primary treated water treated in the first settling tank flows into the
또한, 호기조는 표준 활성 오니법에 의한 수처리 단위 공정 중에서 2차 처리의 적정 여부를 결정하는 중요한 공정으로 호기조 내 각종 운전 여건을 호기성 미생물 활동에 알맞게 조절하는 것이 유지 관리의 측면에서 바람직하다.In addition, the aerobic tank is an important process that determines whether the secondary treatment is appropriate among the water treatment unit processes by the standard activated sludge method.
투입부(40)는 호기조(20)의 상부 측방에 한 쌍으로 설치되고, 산화철을 투입하는데 구체적으로, 투입부(40)는 호기조(20)의 상측에 형성된 본체부(41); 본체부(41)의 하면에서 하측으로 돌출되도록 결합된 분사파이프(42);를 포함한다.The
특히, 호기조의 유지 관리에 있어서, 미생물 작용을 활발하게 하여 활성 슬러지의 정화 기능이 촉진되도록 용존산소(DO)를 적정하게 유지시키기 위한 충분한 산소 공급과 하수의 균일한 혼합을 위한 포기 기능이 가장 중요하게 된다.In particular, in the maintenance and management of the aerobic tank, sufficient oxygen supply to properly maintain dissolved oxygen (DO) and aeration function for uniform mixing of sewage are most important to promote the purification function of activated sludge by activating microorganisms will do
또한, 호기조에 공기를 주입하는 이유는 호기성 미생물에 산소를 공급하여 산화 및 흡착 등의 활동을 원활하게 하는데 있으며, 한편으로 호기조로 유입되는 최초 침전지의 1차 처리수와 최종 침전지의 반송 오니와의 혼합액을 섞어주는 효과와 함께 활성 오니의 침강을 방지하기 위한 것이다.In addition, the reason for injecting air into the aerobic tank is to supply oxygen to the aerobic microorganisms to facilitate activities such as oxidation and adsorption. This is to prevent sedimentation of activated sludge with the effect of mixing the mixed solution.
침전조(30)는, 호기조(20)의 하류에 설치되어 수처리후 슬러지를 침전시켜 분리하는 침전수단으로서, 대표적인 물리적 처리 시설로 이루어져 하수의 정화 처리는 물론, 공업 시설 또는 축산업 시설 등 각종 공해배출 시설에서 배출되는 오, 폐수의 정화 처리에 있어서 필수적으로 구성되는 시설이다.The
이러한 수처리의 침전조(30)에서는 수조 하부에 침전된 슬러지 즉, 반액반고상의 오니를 수집하는 장치가 설치되는데, 일반적인 슬러지 수집 장치는 침전조 바닥을 따라 종방향으로 이동하는 판체가 구성되어 침전조 하부에 층상으로 침전된 슬러지를 침전조 종단상 시점부 또는 종점부 중 어느 일방으로 밀어 내는 방식으로 작동되며, 이렇듯 수집된 슬러지는 흡출관 또는 배출관을 통하여 침전조 외부로 배출된다.In the
이러한 수처리 침전조용 슬러지 수집 장치는, 침전조의 종단면상 순환되는 와이어 또는 체인 등이 구축되고, 이들 순환 와이어 또는 체인에 슬러지 이송용 판체가 장착되는 구조를 가지 것이 가능함은 물론이다.Of course, the sludge collecting device for the water treatment settling tank may have a structure in which a wire or chain circulating on the longitudinal cross-section of the settling tank is built, and a plate body for sludge transfer is mounted to these circulation wires or chains.
투입부(40)는, 호기조(20)의 상류에 연결되어 호기조(20)에 분말 산화철을 투입하는 투입수단으로서, 마그네타이트(Magnetite) 등과 같은 분말 산화철을 호기조(20)에 침강보조제로 투입하게 된다.The
슬러지 처리부는, 수처리부의 하류에 설치되어 수처리부에서 발생된 슬러지를 처리하며 슬러지에 함유된 분말 산화철을 수처리부에서 재이용하도록 회수하는 슬러지 처리수단으로서, 소화조(50), 탈수기(60) 및 고액분리부(70)로 이루어져 있다.The sludge treatment unit is installed downstream of the water treatment unit to treat the sludge generated in the water treatment unit and recover the powdered iron oxide contained in the sludge for reuse in the water treatment unit. It consists of a part (70).
소화조(50)는, 수처리부의 하류에 연결되어, 상기 수처리부에서 배출된 슬러지를 소화처리하는 처리수단으로서, 폐수의 생물환원처리 등에 사용되는 밀폐식 탱크로 이루어져 폐수, 즉 소화액 속에 포함된 다량의 슬러지에 존재하는 혐기성 미생물에 의해 슬러지를 생물학적으로 분해하게 된다. The
또한, 이러한 소화조(50)는 예를 들면, 하수 처리장이나, 매립장 침출수, 생활분뇨, 음식물쓰레기, 축산분뇨, 정수처리장 농축슬러지, 알콜증류폐액 또는 효모제조폐액, 도축처리폐기물 기타 유기물의 생물학적 처리시스템에 적용되며, 폐수 속에 함유된 바이오매스는 혐기성 미생물에 의해 이산화탄소 또는 메탄으로 분해하게 된다.In addition, the
이러한 소화조 내에 처리중인 폐수 속의 슬러지가 시간이 지나면서 수면 위로 부상하여 표면에서 경화되면 두꺼운 스컴(scum)층을 형성하게 되며, 이와 같이 폐수의 표면에서 굳어진 스컴은 혐기성 미생물의 반응을 저해하여 시스템 전체의 효율을 저하시키게 된다. When the sludge in the wastewater being treated in the digester rises to the surface over time and hardens on the surface, it forms a thick scum layer. will decrease the efficiency of
그리고 이러한 스컴을 제거하거나 분쇄하기 위해 소화조 외부로부터 별도의 공기나 액체를 주입하는 경우 소화조 내의 혐기성 반응분위기를 유지할 수 없어서 혐기성 미생물에 의한 처리효율이 저하하게 된다.And when a separate air or liquid is injected from the outside of the digester to remove or pulverize the scum, the anaerobic reaction atmosphere in the digester cannot be maintained, so that the treatment efficiency by anaerobic microorganisms is reduced.
탈수기(60)는, 소화조(50)의 하류에 연결되어, 소화처리된 슬러지를 탈수하는 처리수단으로서, 이러한 슬러지에 함유되어 있는 수분을 분리하는 탈수공정에 사용되어 처리하게 된다.The
여기서, 이러한 슬러지의 탈수 공정으로는, 슬러지를 여과포와 같은 필터로 가압하여 필터링하는 여과포 탈수방식 또는 적극을 인가하여 전압차에 의해 탈수하는 전기침투 탈수방식 등이 사용되고 있다.Here, as the dewatering process of sludge, a filter cloth dewatering method in which the sludge is filtered by pressing with a filter such as a filter cloth or an electroosmotic dewatering method in which an active force is applied to dewater by a voltage difference is used.
또한, 상하수 수처리공정이나 축산폐수 등을 처리하는 공정에서 발생하는 슬러지는 물리적인 원심력에 의하여 농축탈수 가능하도록 원심탈수기에 주입하여 슬러지를 추출하는 것도 가능함은 물론이다.In addition, it is of course possible to extract the sludge by injecting it into a centrifugal dehydrator so that the sludge generated in the water and wastewater treatment process or the process of treating livestock wastewater can be concentrated and dehydrated by physical centrifugal force.
이러한 원심탈수기는 스크류콘베이어의 구동에 따라 주입된 슬러지가 추출되어지는 것으로서, 원심분리기의 경우 슬러지에 함유되어 있는 물과 고형물을 회전하는 외동보올에 주입하여 적은 동력으로 원심력을 가함으로써 물과 고형물이 분리된다.In this centrifugal dehydrator, the injected sludge is extracted according to the operation of the screw conveyor. In the case of a centrifugal separator, water and solid matter contained in the sludge is injected into a rotating outer bowl, and centrifugal force is applied with a small power to obtain water and solid matter. this is separated
고액분리부(70)는, 소화조(50)와 탈수기(60) 사이에 설치되어 슬러지를 고상과 액상으로 고액으로 분리하고 슬러지에 함유된 분말 산화철을 회수하는 처리수단으로서, 각종 산업폐수 및 하수, 그리고 양돈분뇨에는 슬러지 등과 같은 고형물이 함유되어 있는 관계로 이러한 고형물을 분리, 제거시키지 않고는 정화처리 과정이 적절하게 수행될 수 없으므로 사전에 고액 분리과정을 통하여 고형물을 제거하는 동시에 슬러지에 함유된 분말 산화철을 회수하게 된다.The solid-
따라서, 본 발명의 수처리장치는 생물학적 하수 및 폐수처리기술의 지향점인 생물반응조내 미생물량의 고집적화에 관한 장치로서, 하수 및 폐수 처리계통의 생물반응조 중 폭기에 의한 교반이 활발하게 이루어지는 호기조에 침강보조제인 분말 산화철의 주입부를 통해 분말 산화철을 주입하여 미생물 플록(Floc)과 분말 산화철의 접촉을 증대하여 1차적으로 침강성을 개선하고, 침전지에서 반송되는 슬러지의 미생물량 증대에 따라 하수 및 폐수 처리계통에서의 고집적화와 처리효율 증대를 달성하게 된다. Therefore, the water treatment device of the present invention is a device related to the high integration of the amount of microorganisms in the bioreactor, which is the direction of biological sewage and wastewater treatment technology, and is a sedimentation aid in the aerobic tank in which aeration is actively performed in the bioreactor of the sewage and wastewater treatment system. By injecting powdered iron oxide through the injection part of phosphorus powdered iron oxide, the contact between microbial flocs and powdered iron oxide is increased to improve sedimentation primarily, and as the amount of microorganisms in the sludge returned from the settling pond increases, it is used in sewage and wastewater treatment systems. high integration and processing efficiency increase.
또한, 폐슬러지에 함유된 분말 산화철은 2차적으로 슬러지 처리계통인 소화조 내에서 미생물 환원반응의 주 기작인 전달전달 반응을 촉진시켜 소화조의 소화효율을 높이고, 하수 및 폐수 처리계통 상의 점도가 높은 슬러지와 달리 소화에 의해 점도가 낮은 슬러지 내에 포함된 분말 산화철을 후단의 고액분리장치에서 용이하게 분리하여 하수 및 폐수 처리계통에서 재이용하는 분말 산화철 순환을 포함하게 된다. In addition, the powdered iron oxide contained in the waste sludge promotes the transfer and transfer reaction, which is the main mechanism of the microbial reduction reaction, in the digester, which is a secondary sludge treatment system, thereby increasing the digestion efficiency of the digester, and sludge with high viscosity in the sewage and wastewater treatment system. In contrast to this, powder iron oxide contained in sludge with low viscosity by digestion is easily separated in a solid-liquid separation device at the rear stage and reused in sewage and wastewater treatment systems, including powder iron oxide circulation.
이상의 단위조작을 포함한 고집적 하수 및 폐수처리 장치는, 대형의 하수 및 폐수처리장 대상의 슬러지 처리계통을 포함한 시스템과 중소규모 하수 및 폐수처리장 대상으로 한 후단의 슬러지 처리계통이 삭제된 단일 하수 및 폐수처리 시스템을 함께 포함하게 된다. The highly integrated sewage and wastewater treatment system including the above unit operation is a single sewage and wastewater treatment system in which a system including a sludge treatment system for large sewage and wastewater treatment plants and a downstream sludge treatment system for small and medium-sized sewage and wastewater treatment plants are deleted. system will be included.
이와 같이 후단의 슬러지 처리계통이 삭제된 단일 하수 및 폐수처리 시스템의 경우, 폐슬러지 내 함수율의 감소에 따른 원심탈수를 포함한 슬러지 탈수 성능의 향상을 달성하게 된다.As described above, in the case of a single sewage and wastewater treatment system in which the sludge treatment system at the rear stage is deleted, improvement in sludge dewatering performance including centrifugal dehydration is achieved according to the decrease in water content in the waste sludge.
또한, 본 발명은 종래의 MBR 등 미생물량 고집적 기술의 문제점을 해소하기 위해 고안한 것으로써, 하수 및 폐수 처리계통에서의 추가적인 폭기장치의 설치를 방지하기 위해 기존 생물학적 반응조 내의 폭기조 또는 호기조에 분말 산화철의 주입장치를 고려하였으며, 슬러지 처리계통에서 페슬러지내 점도 유발 물질의 제거에 따라 점성이 약해진 소화조 후단에서 분말 산화철의 회수를 위한 고액분리 장치의 설치 및 재이용 흐름을 고려함으로써 고회수율 운전이 가능하며, 에너지를 절감할 수 있는 효과를 얻게 된다.In addition, the present invention was devised to solve the problems of the conventional high-density technology such as MBR, and in order to prevent the installation of an additional aeration device in sewage and wastewater treatment systems, powder iron oxide in an aeration tank or aerobic tank in an existing biological reaction tank High recovery rate operation is possible by considering the injection device of , resulting in energy savings.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 분말 산화철을 주입하여 미생물 Floc과 분말 산화철의 접촉을 증대하여 1차적으로 침강성을 개선하고, 침전지에서 반송되는 슬러지의 미생물량 증대에 따라 하수 및 폐수 처리계통에서의 고집적화와 처리효율 증대를 달성할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the present invention, by injecting powdered iron oxide to increase the contact between microbial floc and powdered iron oxide, the sedimentation property is primarily improved, and according to the increase in the amount of microorganisms in the sludge returned from the settling pond, it is used in sewage and wastewater treatment systems. It provides the effect of achieving high integration and processing efficiency increase.
또한, 소화조 내에서 미생물 환원반응의 주 기작인 전달전달 반응을 촉진시켜 소화조의 소화효율을 높이고, 하수 및 폐수 처리계통 상의 점도가 높은 슬러지와 달리 소화에 의해 점도가 낮은 슬러지 내에 포함된 분말 산화철을 후단의 고액분리장치에서 용이하게 분리하여 하수 및 폐수 처리계통에서 재이용할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, it enhances the digestion efficiency of the digester by promoting the transfer and transfer reaction, which is the main mechanism of the microbial reduction reaction within the digester. It is easily separated from the solid-liquid separation device at the rear stage to provide the effect that it can be reused in sewage and wastewater treatment systems.
또한, 고집적 하수처리 시스템은 생물반응조에 주입한 분말 산화철은 침강보조제로 침강성을 개선하여 다량의 미생물을 확보함으로써 샐물반응조의 고집적화를 달성하고, 후단의 슬러지 처리계통인 소화조에서는 전자전달 반응을 촉진 시켜 소화효율 개선에 기여할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, in the high-integration sewage treatment system, powdered iron oxide injected into the bioreactor improves sedimentation property as a sedimentation aid and secures a large amount of microorganisms to achieve high integration of the sludge treatment tank. It provides an effect that can contribute to improving digestion efficiency.
또한, 슬러지 처리에서 최종 사용된 분말 산화철은 고액분리장치에 의해 고액분리되어 다시 재이용 됨으로써, 기존 동일 처리용량의 생물학적 처리시스템의 고효율 처리가 가능하여 용이한 기존 하수처리장의 리트로피트(Retrofit)를 제공할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the powdered iron oxide finally used in the sludge treatment is separated into solid-liquid by a solid-liquid separation device and reused, so that high-efficiency treatment of the existing biological treatment system with the same treatment capacity is possible, providing easy retrofit of the existing sewage treatment plant. It provides a possible effect.
또한, 생물반응조 내에서 고농도 미생물량의 유지를 위한 초기 투자비용의 증대 및 생물활성도의 저하 문제와 침강보조제에 의해 수반되는 회수 및 재이용의 문제점들을 해결할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, it provides the effect of solving the problems of the increase of the initial investment cost for maintaining the high concentration of microorganisms in the bioreactor, the decrease of biological activity, and the problems of recovery and reuse accompanied by the sedimentation aid.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. The present invention described above can be embodied in various other forms without departing from the technical spirit or main characteristics thereof. Accordingly, the above embodiments are merely examples in all respects and should not be construed as limiting.
10: 무산소조
20: 호기조
30: 침전조
40: 투입부
50: 소화조
60: 탈수기
70: 고액분리부10: anaerobic tank 20: aerobic tank
30: sedimentation tank 40: input unit
50: digester 60: dehydrator
70: solid-liquid separation unit
Claims (3)
제철부산물을 정체한 분말 산화철을 투입하여 수처리하는 수처리부; 및
상기 수처리부의 하류에 설치되어, 상기 수처리부에서 발생된 슬러지를 처리하며 슬러지에 함유된 분말 산화철을 상기 수처리부에서 재이용하도록 회수하는 슬러지 처리부;를 포함하되,
상기 수처리부는,
하수나 폐수를 생물학적으로 탈질하여 수처리하는 무산소조(10);
상기 무산소조(10)의 하류에 설치되어, 유기물을 제거하고 질산화시키는 호기조(20);
상기 호기조(20)의 하류에 설치되어, 수처리후 슬러지를 침전시켜 분리하는 침전조(30); 및
상기 호기조(20)에 연결되어, 상기 호기조(20)에 분말 산화철을 투입하는 투입부(40);를 구비하고,
상기 슬러지 처리부는,
상기 수처리부의 하류에 연결되어, 상기 수처리부에서 배출된 슬러지를 소화처리하는 소화조(50);
상기 소화조(50)의 하류에 연결되어, 소화처리된 슬러지를 탈수하는 탈수기(60); 및
상기 소화조(50)와 상기 탈수기(60) 사이에 설치되어, 슬러지를 고액으로 분리하고 슬러지에 함유된 분말 산화철을 회수하는 고액분리부(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 산화철을 이용한 수처리장치.As a water treatment device for treating sewage or wastewater using powdered iron oxide,
a water treatment unit for water treatment by adding stagnant powdered iron oxide to the iron by-products; and
A sludge treatment unit installed downstream of the water treatment unit to treat the sludge generated in the water treatment unit and to recover the powdered iron oxide contained in the sludge for reuse in the water treatment unit;
The water treatment unit,
anoxic tank 10 for biologically denitrifying sewage or wastewater to treat water;
an aerobic tank 20 installed downstream of the anoxic tank 10 to remove organic matter and nitrify;
a settling tank 30 installed downstream of the aerobic tank 20 to precipitate and separate sludge after water treatment; and
and an input unit 40 connected to the aerobic tank 20 to inject powdered iron oxide into the aerobic tank 20;
The sludge treatment unit,
a digester 50 connected to the downstream of the water treatment unit to digest and treat the sludge discharged from the water treatment unit;
a dehydrator 60 connected downstream of the digester 50 to dewater the digested sludge; and
Water treatment using powder iron oxide comprising a; a solid-liquid separation unit 70 installed between the digester 50 and the dehydrator 60 to separate the sludge into solid-liquid and recover the powdered iron oxide contained in the sludge Device.
상기 투입부(40)는 상기 호기조(20)의 상부 측방에 한 쌍으로 설치되고, 상기 산화철을 투입하는 것을 특징으로 하는 분말 산화철을 이용한 수처리장치.According to claim 1,
The input unit 40 is installed in a pair on the upper side of the aerobic tank 20, and a water treatment apparatus using powdered iron oxide, characterized in that the iron oxide is introduced.
상기 투입부(40)는
상기 호기조(20)의 상측에 형성된 본체부(41);
상기 본체부(41)의 하면에서 하측으로 돌출되도록 결합된 분사파이프(42);를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 산화철을 이용한 수처리 장치.3. The method of claim 2,
The input unit 40 is
The body portion 41 formed on the upper side of the exhalation tank 20;
The water treatment apparatus using powder iron oxide comprising a; a spray pipe (42) coupled to protrude downward from the lower surface of the main body (41).
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