KR20240028607A - Sequencing Batch Reactor type wastewater treatment system with internal circulation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두 개의 단위반응조를 조합하여 연속회분식 수처리장치를 구성하고, 각 단위반응조가 시차를 두고 혼합-포기-내부순환유출-침전-방류-내부순환유입의 공정을 진행하도록 하며, 각 단위반응조의 포기단계가 종료되는 시점에 다른 단위반응조에 공정수를 내부순환시킴으로써 탈질 효율을 향상시킴과 함께 원수처리능력을 증대시킬 수 있는 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치는 혼합단계, 포기단계, 내부순환유출 단계, 침전단계, 방류단계, 내부순환유입 단계를 각각 시차를 두고 시계열적으로 진행하는 제 1 연속회분식 단위반응조(이하, '1조'라 함)와 제 2 연속회분식 단위반응조(이하 '2조'라 함)를 포함하여 이루어지며, 내부순환유출 단계가 진행되는 조의 공정수는 내부순환유입 단계가 진행되는 조로 공급되는 것을 특징으로 한다. The present invention configures a continuous batch water treatment device by combining two unit reaction tanks, and allows each unit reaction tank to proceed with the processes of mixing-aeration-internal circulation outflow-sedimentation-discharge-internal circulation inflow with time difference, and each unit reaction tank It relates to a continuous batch water treatment device capable of internal circulation that can improve denitrification efficiency and increase raw water treatment capacity by internally circulating process water to another unit reaction tank at the end of the aeration stage, the internal circulation according to the present invention. The continuous batch water treatment device capable of circulation consists of a first continuous batch unit reaction tank (hereinafter referred to as '1 It consists of a second continuous batch unit reaction tank (hereinafter referred to as 'tank 2'), and the process water from the tank where the internal circulation outflow step is performed is supplied to the tank where the internal circulation inflow step is performed. Do it as
Description
본 발명은 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 개의 단위반응조를 조합하여 연속회분식 수처리장치를 구성하고, 각 단위반응조가 시차를 두고 혼합-포기-내부순환유출-침전-방류-내부순환유입의 공정을 진행하도록 하며, 각 단위반응조의 포기단계가 종료되는 시점에 다른 단위반응조에 공정수를 내부순환시킴으로써 탈질 효율을 향상시킴과 함께 원수처리능력을 증대시킬 수 있는 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치에 관한 것이다. The present invention relates to a continuous batch water treatment device capable of internal circulation. More specifically, a continuous batch water treatment device is formed by combining two unit reaction tanks, and each unit reaction tank is mixed at different times - aeration - internal circulation discharge - sedimentation. - The process of discharge-internal circulation inflow is carried out, and at the end of the aeration stage of each unit reaction tank, the process water is internally circulated to other unit reaction tanks, thereby improving denitrification efficiency and increasing raw water treatment capacity. It relates to a continuous batch water treatment device capable of circulation.
대표적인 하수처리공정으로 A2O(Anaerobic-Anoxic-Oxic) 공정, 연속회분식(SBR, Sequencing Batch Reactor) 공정, 표준활성슬러지 공정, ICEAS 공정, 수정 바덴포(Bardenpho) 공정 등이 있다. Representative sewage treatment processes include the A2O (Anaerobic-Anoxic-Oxic) process, SBR (Sequencing Batch Reactor) process, standard activated sludge process, ICEAS process, and modified Bardenpho process.
이 중, A2O 공정은 질소 성분을 효과적으로 제거하기 위해 AO 공정을 개량한 것으로서, 인을 방출하는 혐기조, 질산성 질소를 질소로 탈질하는 무산소조, 인을 섭취함과 함께 암모니아성 질소를 질산성 질소로 질산화시키는 호기조로 구성되며, 호기조의 반응수가 무산소조로 내부반송되도록 함으로써 탈질 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 반면, 복수의 반응조 뿐만 아니라 별도의 침전조가 요구되어 넓은 설치부지가 필요하다는 단점이 있다. Among these, the A2O process is an improved version of the AO process to effectively remove nitrogen components. It is an anaerobic tank that releases phosphorus, an anoxic tank that denitrifies nitrate nitrogen into nitrogen, and consumes phosphorus and converts ammonia nitrogen into nitrate nitrogen. It consists of an aerobic tank for nitrification, and has the advantage of increasing denitrification efficiency by internally returning the reaction water from the aerobic tank to the anoxic tank. On the other hand, it has the disadvantage of requiring not only a plurality of reaction tanks but also a separate sedimentation tank, which requires a large installation site.
연속회분식(SBR) 공정은 단일 반응조 내에서 혼합, 포기, 침전, 방류 공정을 순차적으로 진행시키는 방식으로, 침전지가 필요하지 않는 등 시설이 간단하고 운전이 용이한 장점이 있다. 그런 반면, A2O 공정에서와 같은 호기조에서 무산소조로의 내부반송 공정이 없어 탈질 효율에 한계가 있다. The continuous batch (SBR) process involves sequentially performing the mixing, aeration, precipitation, and discharge processes within a single reactor. It has the advantage of simple facilities and easy operation, such as not requiring a settling basin. On the other hand, there is a limit to the denitrification efficiency because there is no internal return process from the aerobic tank to the anoxic tank as in the A2O process.
이러한 연속회분식(SBR) 공정의 한계를 개선하기 위해, 한국등록특허 제2214449호는 원수유입단계와 생물학적 반응단계 각각에 원수를 추가 공급함으로써 외부 탄소원이나 별도의 알칼리도 물질 공급 없이 질소 제거효율을 향상시킬 수 있는 기술을 제시하고 있다. 그러나, 단순히 원수가 추가 공급되는 방식임에 따라 질소 제거효율의 향상이 제한적일 수 밖에 없다. In order to improve the limitations of this continuous batch (SBR) process, Korean Patent No. 2214449 improves nitrogen removal efficiency without supplying external carbon sources or separate alkalinity substances by additionally supplying raw water to each of the raw water inflow stage and biological reaction stage. We present technologies that can be used. However, since the method simply supplies additional raw water, the improvement in nitrogen removal efficiency is inevitably limited.
또 다른 개선방법으로, 한국등록특허 제2124730호는 연속주입식 유사SBR(CIP-SBR) 공정을 기반으로 전처리 반응조(110), 주처리 반응조(120)를 구비시키고 내부반송이 가능하도록 하여 질산성 질소의 처리를 강화시킬 수 있는 기술을 제시하고 있다. 그러나, 전처리 반응조(110)가 내부반송의 용도로만 구비되고 전처리 반응조(110)와 주처리 반응조(120) 각각의 기능이 서로 다른 바, 장치 구성이 복잡해지고 공정 효율성이 떨어지는 단점이 있다. As another improvement method, Korean Patent No. 2124730 is based on a continuous injection pseudo-SBR (CIP-SBR) process and is equipped with a pretreatment reactor (110) and a main treatment reactor (120) and enables internal return to produce nitrate nitrogen. It presents a technology that can enhance the processing of . However, since the
이 밖에, 한국등록특허 제2315900호는 A2O와 SBR이 결합된 폐수처리 시스템을 통해 질소 제거효율을 높이는 구성을 제시하고 있으나, 주처리 반응조(B)가 폭기조, 제 1 반응조, 제 2 반응조 등을 구비하는 등 장치적으로 복잡함과 함께 A2O 공정에 버금가는 설치면적이 요구된다. In addition, Korean Patent No. 2315900 proposes a configuration to increase nitrogen removal efficiency through a wastewater treatment system combining A2O and SBR, but the main treatment reactor (B) consists of an aeration tank, first reaction tank, and second reaction tank. In addition to being complex in terms of equipment, an installation area comparable to that of the A2O process is required.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 두 개의 단위반응조를 조합하여 연속회분식 수처리장치를 구성하고, 각 단위반응조가 시차를 두고 혼합-포기-내부순환유출-침전-방류-내부순환유입의 공정을 진행하도록 하며, 각 단위반응조의 포기단계가 종료되는 시점에 다른 단위반응조에 공정수를 내부순환시킴으로써 탈질 효율을 향상시킴과 함께 원수처리능력을 증대시킬 수 있는 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was devised to solve the above problems, and constitutes a continuous batch water treatment device by combining two unit reaction tanks, and each unit reaction tank is divided into mixing-aeration-internal circulation discharge-sedimentation-discharge-internal with time difference. The process of circular inflow is carried out, and at the end of the aeration stage of each unit reactor, the process water is internally circulated to other unit reactors, thereby improving denitrification efficiency and enabling continuous internal circulation that can increase raw water treatment capacity. The purpose is to provide a batch water treatment device.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치는 혼합단계, 포기단계, 내부순환유출 단계, 침전단계, 방류단계, 내부순환유입 단계를 각각 시차를 두고 시계열적으로 진행하는 제 1 연속회분식 단위반응조(이하, '1조'라 함)와 제 2 연속회분식 단위반응조(이하 '2조'라 함)를 포함하여 이루어지며, 내부순환유출 단계가 진행되는 조의 공정수는 내부순환유입 단계가 진행되는 조로 공급되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the continuous batch water treatment device capable of internal circulation according to the present invention progresses the mixing stage, aeration stage, internal circulation outflow stage, sedimentation stage, discharge stage, and internal circulation inflow stage in time series with time differences. It consists of a first continuous batch unit reaction tank (hereinafter referred to as 'tank 1') and a second continuous batch unit reaction tank (hereinafter referred to as 'tank 2'), and the number of processes in the tank in which the internal circulation discharge step is performed is It is characterized in that it is supplied to a tank in which the internal circulation inflow stage is carried out.
1조와 2조 중 어느 한 조의 내부순환유출 단계는 다른 한 조의 내부순환유입 단계와 동일 시점에서 진행되고, 어느 한 조의 포기단계 종료시점은 다른 한 조의 방류단계 종료시점과 일치한다. The internal circulation outflow stage of either
1조는 혼합단계, 포기단계, 내부순환유출 단계, 침전단계, 방류단계, 내부순환유입 단계의 순서로 공정이 진행되고, 2조는 침전단계, 방류단계, 내부순환유입 단계, 혼합단계, 포기단계, 내부순환유출 단계의 순서로 공정이 진행될 수 있다. In
1조 또는 2조에서, 방류단계 후에 진행되는 내부순환유입 단계는 무산소 및 혐기 조건으로 운전된다. In
1조 또는 2조에서, 포기단계 후에 진행되는 내부순환유출 단계는 호기 또는 무산소 조건으로 운전된다. 원수의 유기물 농도가 미리 설정된 기준농도보다 높은 고농도이면 내부순환유출 단계는 호기 조건으로 운전되고, 유기물 농도가 미리 설정된 기준농도보다 낮은 저농도이면 내부순환유출 단계는 무산소 조건으로 운전된다. In either
1조와 2조에 각각 구비되는 내부순환배관과, 1조와 2조의 내부순환배관을 선택적으로 연결 또는 차단하는 개폐밸브를 더 포함하며, 내부순환유출 단계가 진행되는 조의 공정수는 내부순환배관 및 개폐밸브를 거쳐 내부순환유입 단계가 진행되는 조로 공급된다. It further includes internal circulation piping provided in
방류단계 이후 진행되는 내부순환유입 단계와 혼합단계에서 각각 원수가 공급된다. Raw water is supplied in the internal circulation inflow stage and mixing stage that occur after the discharge stage.
본 발명에 따른 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치는 다음과 같은 효과가 있다. The continuous batch water treatment device capable of internal circulation according to the present invention has the following effects.
2개의 연속회분식 단위반응조가 연속회분식 공정을 시차를 두고 각각 진행하고, 포기단계가 종료된 공정수가 방류단계가 종료된 단위반응조에 공급되도록 함으로써 질산화 과정을 거친 공정수가 연속회분식 공정의 혼합단계에 유입되는 효과에 의해 탈질 효율이 향상한다. Two continuous batch unit reactors each carry out the continuous batch process at different intervals, and the process water that has completed the aeration stage is supplied to the unit reactor that has completed the discharge stage, so that the process water that has gone through the nitrification process flows into the mixing stage of the continuous batch process. This effect improves denitrification efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치의 동작을 설명하기 위한 참고도. 1 is a configuration diagram of a continuous batch water treatment device capable of internal circulation according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a reference diagram for explaining the operation of a continuous batch water treatment device capable of internal circulation according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 높은 탈질 효율을 기대할 수 있는 연속회분식 수처리장치에 관한 기술을 제시한다. 보다 정확히는, 질산성 질소의 제거효율을 향상시킬 수 있는 연속회분식 수처리장치에 관한 기술을 제시한다. The present invention presents technology for a continuous batch water treatment device that can expect high denitrification efficiency. More precisely, we present a technology for a continuous batch water treatment device that can improve the removal efficiency of nitrate nitrogen.
앞서 '발명의 배경이 되는 기술'에서 기술한 바와 같이, A2O 공정은 호기조에서 무산소조로의 내부반송을 통해 탈질 효율을 높일 수 있는 반면, 연속회분식(SBR) 공정은 하나의 반응조에서 혼합, 포기, 침전, 방류 공정을 순차적으로 진행시켜 설치 및 운전 상의 장점이 있으나 내부반송이 가능하지 않아 A2O 공정에 비해 상대적으로 탈질 효율이 떨어질 수밖에 없다. As previously described in 'Technology Background of the Invention', the A2O process can increase denitrification efficiency through internal return from an aerobic tank to an anoxic tank, while the continuous batch process (SBR) process involves mixing, aeration, and denitrification in one reaction tank. There are advantages in installation and operation as the precipitation and discharge processes are carried out sequentially, but since internal return is not possible, the denitrification efficiency is inevitably lower than that of the A2O process.
본 발명은 연속회분식 수처리장치를 구성함에 있어서, A2O 공정의 내부반송에 대응되는 '내부순환'이 가능하도록 하여 탈질 효율의 향상을 기대할 수 있다. 이를 위해, 두 개의 연속회분식 단위반응조로 연속회분식 수처리장치를 구성하고, 각 연속회분식 단위반응조는 시차를 두고 혼합-포기-내부순환유출-침전-방류-내부순환유입의 공정이 진행되도록 하며, 포기단계가 종료된 연속회분식 단위반응조의 공정수를 다른 연속회분식 단위반응조에 '내부순환'시키는 구성을 제시한다. In constructing a continuous batch water treatment device, the present invention can be expected to improve denitrification efficiency by enabling 'internal circulation' corresponding to the internal return of the A2O process. For this purpose, a continuous batch water treatment device is constructed with two continuous batch unit reaction tanks, and each continuous batch unit reaction tank allows the processes of mixing-aeration-internal circulation outflow-sedimentation-discharge-internal circulation inflow to proceed with time lag. We propose a configuration in which process water from a continuous batch unit reactor whose stage has been completed is 'internally circulated' to another continuous batch unit reactor.
본 명세서에서 '내부순환'은 포기단계가 종료된 연속회분식 단위반응조의 공정수가 다른 연속회분식 단위반응조에 공급되는 과정을 의미하며, 나아가 '내부순환유출'은 두 개의 연속회분식 단위반응조 중 어느 하나에서 다른 하나의 연속회분식 단위반응조로 공정수가 유출되는 것을 의미하며, '내부순환유입'은 두 개의 연속회분식 단위반응조 중 어느 하나로부터 다른 하나의 연속회분식 단위반응조로 공정수가 유입되는 것을 의미한다. In this specification, 'internal circulation' refers to the process in which the process water of a continuous batch unit reactor after the aeration stage is supplied to another continuous batch unit reactor, and further, 'internal circulation outflow' refers to the process in which the process water of a continuous batch unit reactor at the end of the aeration stage is supplied to another continuous batch unit reactor. This means that process water flows out into another continuous batch unit reactor, and 'internal circulation inflow' means that process water flows from one of the two continuous batch unit reactors to the other continuous batch unit reactor.
또한, '내부순환'을 진행함에 있어서, 포기단계가 종료된 연속회분식 단위반응조의 공정수가 방류단계가 종료된 다른 연속회분식 단위반응조에 내부순환된다. 예를 들어, 제 1 연속회분식 단위반응조의 포기단계가 종료된 시점의 공정수는 방류단계가 종료된 제 2 연속회분식 단위반응조에 내부순환된다. 이 때, 제 1 연속회분식 단위반응조는 내부순환유출 단계에 해당되고, 제 2 연속회분식 단위반응조는 내부순환유입 단계에 해당된다. 그 반대의 경우도 마찬가지로, 제 2 연속회분식 단위반응조의 포기단계가 종료된 시점의 공정수는 방류단계가 종료된 제 1 연속회분식 단위반응조에 내부순환되며, 이 경우 제 2 연속회분식 단위반응조가 내부순환유출 단계에 해당되고, 제 1 연속회분식 단위반응조는 내부순환유입 단계에 해당된다. Additionally, in proceeding with 'internal circulation', the process water of the continuous batch type unit reaction tank in which the aeration step has been completed is internally circulated to another continuous batch type unit reaction tank in which the discharge step has been completed. For example, the process water at the time when the aeration stage of the first continuous batch unit reactor is completed is internally circulated to the second continuous batch unit reactor where the discharge stage is completed. At this time, the first continuous batch unit reaction tank corresponds to the internal circulation outflow stage, and the second continuous batch unit reaction tank corresponds to the internal circulation inflow stage. Vice versa, the process water at the time when the aeration stage of the second continuous batch unit reactor is completed is internally circulated to the first continuous batch unit reactor where the discharge step is completed. In this case, the second continuous batch unit reactor is internally circulated. It corresponds to the circulation outflow stage, and the first continuous batch unit reaction tank corresponds to the internal circulation inflow stage.
이러한 내부순환이 가능하도록 하기 위해 제 1 연속회분식 단위반응조는 혼합-포기-내부순환유출-침전-방류-내부순환유입의 순서로 진행되고, 제 2 제 1 연속회분식 단위반응조는 침전-방류-내부순환유입-혼합-포기-내부순환유출의 순서로 공정이 진행되어야 한다. In order to enable such internal circulation, the first continuous batch unit reaction tank proceeds in the following order: mixing - aeration - internal circulation outflow - sedimentation - discharge - internal circulation inflow, and the second continuous batch unit reaction tank proceeds in the order of precipitation - discharge - internal circulation. The process must proceed in the following order: circulation inflow, mixing, abandonment, and internal circulation outflow.
연속회분식 공정에서 포기단계는 호기 조건으로 운전되고, 방류단계 이후 진행되는 혼합단계는 무산소 조건으로 운전되는 바, 연속회분식 공정의 포기단계는 A2O 공정의 호기조에 해당되고, 연속회분식 공정의 혼합단계는 A2O 공정의 무산소조에 해당된다고 볼 수 있다. In the continuous batch process, the aeration stage is operated under aerobic conditions, and the mixing stage that follows the discharge stage is operated under anoxic conditions. The aeration stage of the continuous batch process corresponds to the aerobic tank of the A2O process, and the mixing stage of the continuous batch process is operated under aerobic conditions. It can be considered an anoxic tank in the A2O process.
A2O 공정이 질산화가 완료된 호기조의 공정수를 무산소조로 내부반송함으로써 무산소조에서의 탈질 효율을 높이는 것에 대응하여, 본 발명은 포기단계가 종료된 제 1 연속회분식 단위반응조의 공정수가 방류단계가 종료된 제 2 연속회분식 단위반응조에 공급되는 이른 바, '내부순환'이 진행됨에 따라, 본 발명의 내부순환을 통해 A2O 공정의 내부반송의 효과 즉, 높은 탈질 효율을 당연히 기대할 수 있게 된다. In response to the A2O process increasing the denitrification efficiency in the anoxic tank by internally returning the process water from the aerobic tank in which nitrification has been completed to the anoxic tank, the present invention provides the process water of the first continuous batch unit reaction tank in which the aeration step has ended. 2 As the so-called 'internal circulation' supplied to the continuous batch unit reaction tank progresses, the effect of internal return of the A2O process, that is, high denitrification efficiency, can naturally be expected through the internal circulation of the present invention.
두 개의 연속회분식 단위반응조가 필요함에 따라, 통상의 연속회분식반응조에 비해 2배의 설치면적이 요구될 수 있으나, 두 개의 연속회분식 단위반응조의 총 설치면적을 통상의 연속회분식반응조 1개의 설치면적에 대응되도록 설계하는 것도 가능하며, 이 경우 통상의 연속회분식반응조 1개에 대비하여 동일 설치면적 대비 탈질 효율이 향상된다. As two continuous batch unit reactors are required, twice the installation area may be required compared to a normal continuous batch reactor. However, the total installation area of two continuous batch unit reactors can be compared to the installation area of one normal continuous batch reactor. It is also possible to design it to correspond, and in this case, the denitrification efficiency is improved compared to the same installation area compared to one typical continuous batch reaction tank.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내부순환이 가능한 연속회분식반응조에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a continuous batch reaction tank capable of internal circulation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치는 이웃하여 배치되는 제 1 연속회분식 단위반응조(110)와 제 2 연속회분식 단위반응조(120)를 구비한다. Referring to FIG. 1, a continuous batch water treatment device capable of internal circulation according to an embodiment of the present invention includes a first continuous batch
제 1 연속회분식 단위반응조(110)와 제 2 연속회분식 단위반응조(120) 각각은 연속회분식 공정 즉, 혼합단계, 포기단계, 내부순환유출단계, 침전단계, 방류단계, 내부순환유입단계를 순차적으로 진행하며, 두 단위반응조(110)(120) 각각에서 진행되는 연속회분식 공정의 운전조건 및 운전시간은 동일하다. 즉, 혼합단계, 포기단계, 내부순환유출단계, 침전단계, 방류단계, 내부순환유입단계 각각에서의 무산소(또는 혐기), 호기 등의 운전조건 및 각 단계의 운전시간은 동일하게 설계된다. The first continuous
두 연속회분식 단위반응조(110)(120)에서의 연속회분식 공정의 운전조건 및 운전시간이 동일한 반면, 두 연속회분식 단위반응조(110)(120)의 연속회분식 공정은 시차를 두고 진행된다. 구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이 제 1 연속회분식 단위반응조(110)와 제 2 연속회분식 단위반응조(120) 중 어느 하나는 혼합-포기-내부순환유출-침전-방류-내부순환유입의 순서로 연속회분식 공정이 진행되고, 다른 하나는 침전-방류-내부순환유입-혼합-포기-내부순환유출의 순서로 연속회분식 공정이 진행된다. While the operating conditions and operating times of the continuous batch process in the two continuous batch unit reactors (110) and (120) are the same, the continuous batch process in the two continuous batch unit reactors (110 and 120) are carried out with time differences. Specifically, as shown in FIG. 2, either the first continuous batch
두 연속회분식 단위반응조의 내부순환유출, 내부순환유입이 동일 시점에서 진행되어야 하는 바, 하나의 연속회분식 단위반응조에서 포기단계가 종료된 시점은 다른 하나의 연속회분식 단위반응조에서 방류단계가 종료된 시점과 일치한다. 여기서, 혼합단계, 포기단계, 침전단계, 방류단계 각각의 운전시간은 달리 설정할 수 있으나, 포기단계가 종료된 시점이 다른 단위반응조의 방류단계가 종료된 시점과 일치하도록 운전시간을 설정해야 한다. Since the internal circulation outflow and internal circulation inflow of the two continuous batch unit reactors must proceed at the same time, the point in time when the aeration stage in one continuous batch unit reactor ends is the time when the discharge stage in the other continuous batch unit reactor ends. It matches. Here, the operation times for each of the mixing stage, aeration stage, sedimentation stage, and discharge stage can be set differently, but the operation time must be set so that the end point of the aeration stage coincides with the end point of the discharge stage of another unit reaction tank.
제 1 연속회분식 단위반응조(110)와 제 2 연속회분식 단위반응조(120) 각각에는 내부순환배관(111)(121)이 구비되며, 내부순환배관(111)(121)을 통해 제 1 연속회분식 단위반응조(110)의 공정수 또는 제 2 연속회분식 단위반응조(120)의 공정수가 다른 단위반응조로 공급될 수 있다. Each of the first continuous batch
구체적으로, 포기단계가 종료된 시점의 단위반응조의 공정수는 내부순환배관(111)(121)을 통해 방류단계가 종료된 다른 단위반응조에 공급된다. 예를 들어, 제 1 연속회분식 단위반응조(110)에서 포기단계가 종료되면 제 1 연속회분식 단위반응조(110)의 공정수는 내부순환배관(111)을 통해 방류단계가 종료된 제 2 연속회분식 단위반응조(120)에 공급된다. 이 때, 제 1 연속회분식 단위반응조(110)는 내부순환유출 단계에 해당되고, 제 2 연속회분식 단위반응조(120)는 내부순환유출 단계에 해당된다. 마찬가지로, 제 2 연속회분식 단위반응조(120)의 포기단계가 종료되면 제 2 연속회분식 단위반응조(120)의 공정수는 내부순환배관(121)을 통해 방류단계가 종료된 제 1 연속회분식 단위반응조(110)에 공급되며, 이 경우 제 2 연속회분식 단위반응조(120)는 내부순환유출 단계에 해당되고, 제 1 연속회분식 단위반응조(110)는 내부순환유출 단계에 해당된다. Specifically, the process water from the unit reaction tank at the end of the aeration stage is supplied to another unit reaction tank at the end of the discharge stage through the
포기단계가 종료된 시점의 단위반응조의 공정수가 내부순환배관을 통해 방류단계가 종료된 다른 단위반응조에 공급됨으로써 탈질 효율이 향상되는데, 이에 대한 설명에 앞서 본 발명의 혼합단계, 포기단계, 침전단계, 방류단계 각각에 대해 먼저 설명하기로 한다. The denitrification efficiency is improved by supplying the process water from the unit reaction tank at the time the aeration step is completed to another unit reaction tank at the end of the discharge step through the internal circulation pipe. Before explaining this, the mixing step, aeration step, and precipitation steps of the present invention are explained. , each discharge stage will be explained first.
혼합단계는 제 1 연속회분식 단위반응조(110), 제 2 연속회분식 단위반응조(120) 각각에 원수공급관(160)을 통해 원수가 공급되어 교반기에 의해 혼합되는 단계이다. 도면에 도시하지 않았지만 각 단위반응조 내에 원수 또는 공정수를 교반하는 교반기가 구비되며, 이와 함께 각 단위반응조 내부의 하단측에 공기가 공급되는 산기관(150)이 배치된다. 또한, 각 단위반응조의 상등수 즉, 처리수의 방류를 위해 디캔터(decanter) 등의 처리수 배출장치(140)가 구비되며, 상술한 내부순환배관(111)(121)은 각 단위반응조의 퇴적 슬러지층보다 높은 곳에 위치하도록 설치된다. 예를 들어, 내부순환배관(111)(121)은 각 단위반응조의 중간 수위 정도에 설치될 수 있으며, 제 1 연속회분식 단위반응조(110)의 내부순환배관(111)과 제 2 연속회분식 단위반응조(120)의 내부순환배관(121)은 개폐밸브(130)에 의해 선택적으로 연결, 차단되며, 개폐밸브(130)는 일 실시예로 수두차에 의해 자동으로 개폐되는 밸브를 적용할 수 있다. 또한, 원수공급관(160)을 통한 원수 공급은 자연유하방식을 이용할 수 있다. 각 단위반응조의 상단측에 원수분배조(170)를 구비시키고 중력에 의한 자연유하방식을 통해 원수분배조(170)의 원수가 각 단위반응조(110)(120)에 공급되도록 할 수 있다. 원수 공급 과정에서 각 단위반응조의 슬러지층이 교란되는 것을 최소화하기 위해 원수공급관(160)은 각 단위반응조의 하단에 일정 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하며, 원수의 공급 속도 또한 슬러지층이 교란되지 않도록 조절할 필요가 있다. 원수의 공급은 혼합단계 이외에 내부순환유입 단계에서도 진행되며, 이에 대해서는 후술하기로 한다. The mixing step is a step in which raw water is supplied to each of the first continuous batch
혼합단계에서 각 단위반응조는 무산소 조건으로 운전되며, 이 혼합단계에서 유기물의 분해, 질산성 질소의 질소 가스로의 탈질, 인의 방출이 진행된다. In the mixing stage, each unit reaction tank is operated under oxygen-free conditions, and in this mixing stage, decomposition of organic matter, denitrification of nitrate nitrogen into nitrogen gas, and release of phosphorus occur.
포기단계는 혼합단계가 종료된 시점에 산기관(150)을 통해 공기를 공급하여 각 단위반응조를 호기 조건으로 운전하는 단계이며, 포기단계를 통해 유기물의 산화, 암모니아성 질소의 질산성 질소로의 질산화, 인의 섭취가 진행된다. 이 때, 포기단계의 공정수는 교반기에 의해 계속 교반된다. The aeration step is a step in which each unit reaction tank is operated under aerobic conditions by supplying air through the
포기단계 이후 내부순환 단계를 거쳐 침전단계가 진행되는데, 침전단계는 교반기가 정지된 상태에서 무산소 조건으로 운전된다. 침전단계를 통해 유기물의 가수분해 및 탈질 반응이 진행된다. After the aeration stage, the sedimentation stage progresses through the internal circulation stage, and the sedimentation stage is operated under anoxic conditions with the stirrer stopped. Hydrolysis and denitrification reactions of organic matter proceed through the precipitation step.
침전단계가 종료되면 방류단계가 진행된다. 방류단계에서 각 단위반응조의 상등수 즉, 처리수가 처리수 배출장치(140)에 의해 배출된다. 방류단계에서 각 단위반응조는 무산소 및 혐기 조건을 유지한다. 여기서, MLSS가 침전되어 있는 단위반응조의 하단부는 혐기 조건이고, MLSS 상부에 위치하는 상등수는 무산소 조건을 이룬다. 방류단계 진행시 탄소원을 공급함으로써 방류단계 이후 내부순환 단계 및 혼합단계에서 탈질 및 탈인 효율을 높일 수 있다. Once the sedimentation stage is completed, the discharge stage begins. In the discharge step, the supernatant water of each unit reaction tank, that is, the treated water, is discharged by the treated
이와 같이, 각 연속회분식 단위반응조에서 혼합단계, 포기단계, 내부순환유출단계, 침전단계, 방류단계, 내부순환유입단계가 순차적으로 진행됨에 있어서, 상술한 바와 같이 포기단계와 침전단계 사이에 내부순환 단계가 진행된다. 하나의 단위반응조의 포기단계와 침전단계 사이는 다른 하나의 단위반응조의 방류단계와 혼합단계 사이에 해당된다. 즉, 전술한 바와 같이, 포기단계가 종료된 시점의 단위반응조의 공정수가 방류단계가 종료된 다른 단위반응조로 공급되는 것이 내부순환 단계에 해당된다. In this way, in each continuous batch unit reaction tank, the mixing stage, aeration stage, internal circulation outflow stage, sedimentation stage, discharge stage, and internal circulation inflow stage proceed sequentially, and as described above, internal circulation occurs between the aeration stage and the sedimentation stage. The steps progress. The period between the aeration stage and the precipitation stage of one unit reaction tank corresponds to the discharge stage and the mixing stage of the other unit reaction tank. That is, as described above, the process water from the unit reaction tank at the time when the aeration step is completed is supplied to another unit reaction tank where the discharge step is completed, which corresponds to the internal circulation step.
내부순환을 통해 탈질 효율이 향상됨을 기술하였는데, 이는 A2O 공정의 호기조로부터 무산소조로의 내부반송에 대응되는 효과가 발생되기 때문이다. 포기단계는 상술한 바와 같이 암모니아성 질소의 질산성 질소로의 질산화 과정이 진행되는 단계이고, 방류단계에 이어 진행되는 혼합단계는 무산소 조건 하에 탈질 반응이 진행되는 단계임에 따라, 포기단계가 종료된 단위반응조의 공정수가 방류단계가 종료된 다른 단위반응조에 공급되면 다른 단위반응조의 무산조 조건의 혼합단계 진행시 탈질 효율이 향상된다. It has been described that denitrification efficiency is improved through internal circulation, because an effect corresponding to the internal return from the aerobic tank to the anoxic tank in the A2O process occurs. As described above, the aeration stage is a stage in which the nitrification process of ammonia nitrogen into nitrate nitrogen progresses, and the mixing stage following the discharge stage is a stage in which a denitrification reaction proceeds under anoxic conditions, thereby ending the aeration stage. If the process water from the unit reaction tank is supplied to another unit reaction tank after the discharge step is completed, the denitrification efficiency is improved during the mixing step under non-acid tank conditions in the other unit reaction tank.
세부적으로, 포기단계가 종료된 단위반응조의 공정수에는 다량의 탈질미생물이 존재하는 바, 포기단계가 종료된 공정수를 공급받은 단위반응조는 MLSS양이 증대되어 혼합단계 진행시 탈질 효율이 향상되며, 이와 함께 원수 유입 후의 포기단계 진행시에도 질산화 효율이 향상된다. 이와 같이 MLSS양을 일시에 증대시킬 수 있어 저수온 또는 고농도 부하 유입조건에서도 체류시간(HRT) 또는 고형물 체류시간(SRT)를 추가적으로 증가시킬 필요가 없게 된다. In detail, there is a large amount of denitrifying microorganisms in the process water of the unit reaction tank whose aeration stage has been completed. Therefore, the amount of MLSS in the unit reactor supplied with process water whose aeration stage has been completed is increased, and the denitrification efficiency is improved during the mixing stage. , At the same time, nitrification efficiency is improved even during the aeration stage after raw water inflow. In this way, the amount of MLSS can be increased at once, so there is no need to additionally increase the residence time (HRT) or solids retention time (SRT) even under low water temperature or high concentration load inflow conditions.
한편, 내부순환 단계에서 각 단위반응조의 운전조건은 서로 다르다. 즉, 내부순환유출 단계가 진행되는 단위반응조의 운전조건과 내부순환유입 단계가 진행되는 단위반응조의 운전조건은 서로 다르다. 내부순환유입 단계의 단위반응조는 직전 단계인 방류단계와 동일하게 무산소 및 혐기 조건으로 운전된다. 반면, 내부순환유출 단계의 단위반응조는 원수의 유기물 농도에 따라 호기 조건 또는 무산소 조건으로 운전될 수 있다. 유기물 농도가 미리 설정된 기준농도보다 높은 고농도이면 내부순환유출 단계는 직전 단계인 포기단계와 마찬가지로 호기 조건으로 운전되고, 유기물 농도가 미리 설정된 기준농도보다 낮은 저농도이면 무산소 조건으로 운전된다. 또한, 유기물 농도가 고농도이어서 호기 조건으로 운전되는 경우 교반기는 동작되지 않으며 유기물 농도가 저농도이어서 무산소 조건으로 운전되는 경우 교반기는 동작되는 것이 바람직하다(표 1 참조). Meanwhile, in the internal circulation stage, the operating conditions of each unit reaction tank are different. In other words, the operating conditions of the unit reaction tank in which the internal circulation outflow step is performed are different from the operating conditions of the unit reaction tank in which the internal circulation inflow step is performed. The unit reaction tank of the internal circulation inflow stage is operated under anoxic and anaerobic conditions in the same way as the discharge stage, which is the previous stage. On the other hand, the unit reaction tank in the internal circulation discharge stage can be operated under aerobic conditions or anoxic conditions depending on the concentration of organic matter in the raw water. If the organic matter concentration is high, which is higher than the preset standard concentration, the internal circulation outflow stage is operated under aerobic conditions as in the previous stage, the aeration stage. If the organic matter concentration is low, lower than the preset standard concentration, it is operated under anoxic conditions. In addition, when the organic matter concentration is high and the stirrer is operated under aerobic conditions, it is preferable that the stirrer is not operated, and when the organic matter concentration is low and the stirrer is operated under anoxic conditions, it is desirable to operate the stirrer (see Table 1).
또한, 내부순환 단계 즉, 내부순환유출 단계 및 내부순환유입 단계를 진행함에 있어서, 내부순환유출 단계가 진행되는 단위반응조의 공정수는 내부순환배관(111)(121)을 통해 내부순환유입 단계가 진행되는 단위반응조에 공급되는데, 내부순환유입 단계가 진행되는 단위반응조는 직전 단계에서 방류단계가 진행되어 수위가 낮아진 상태이므로, 내부순환유출 단계 및 내부순환유입 단계는 양 단위반응조의 수위가 같아질 때까지 진행된다. 이 때, 두 단위반응조의 내부순환배관(111)(121)은 전술한 바와 같이 개폐밸브(130)에 의해 선택적으로 연결, 차단되는데, 방류단계가 종료된 시점에 양 단위반응조의 수두차에 의해 개폐밸브(130)가 개방되도록 할 수도 있다. 아울러, 각 단위반응조의 하부에 퇴적된 슬러지층의 교란을 최소화하기 위해 내부순환배관(111)(121)은 슬러지층의 최대 높이보다 높은 곳에 설치되는 것이 바람직하다. 참고로, 도 1은 제 1 연속회분식 단위반응조(110)가 내부순환유출 단계이고, 제 2 연속회분식 단위반응조(120)가 내부순환유입 단계인 상태를 나타낸 것으로서, 제 1 연속회분식 단위반응조(110)의 공정수가 내부순환배관(111)(121)을 통해 제 2 연속회분식 단위반응조(120)로 공급되는 것을 도시하고 있다. In addition, when proceeding with the internal circulation step, that is, the internal circulation outflow step and the internal circulation inflow step, the process water of the unit reaction tank in which the internal circulation outflow step is performed is carried out in the internal circulation inflow step through the internal circulation pipes (111) (121). It is supplied to the unit reaction tank in which the internal circulation inflow stage is in progress. Since the water level of the unit reaction tank in which the internal circulation inflow stage is in progress has been lowered due to the discharge stage in the previous stage, the water level in both unit reaction tanks in the internal circulation outflow stage and the internal circulation inflow stage will be the same. It continues until. At this time, the internal circulation piping (111) (121) of the two unit reaction tanks is selectively connected and blocked by the opening/closing valve (130) as described above. At the end of the discharge stage, the water head difference between the two unit reaction tanks The opening/
각 연속회분식 단위반응조의 혼합단계에서 원수가 공급되는데, 혼합단계 이외에 내부순환유입 단계에서도 각 연속회분식 단위반응조에 원수가 공급된다. 시계열적으로 보면 방류단계 이후 진행되는 내부순환유입 단계와 혼합단계에서 각각 원수가 공급된다. 반면, 포기단계 이후 내부순환유출 단계가 진행되는 단위반응조에는 원수가 공급되지 않는다. Raw water is supplied to each continuous batch unit reactor in the mixing stage. In addition to the mixing stage, raw water is also supplied to each continuous batch unit reactor in the internal circulation inflow stage. Looking at the time series, raw water is supplied in the internal circulation inflow stage and mixing stage, which occur after the discharge stage. On the other hand, raw water is not supplied to the unit reaction tank where the internal circulation outflow step is performed after the aeration step.
아래의 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제 1 연속회분식 단위반응조(1조)와 제 2 연속회분식 단위반응조(2조)의 각 단계에서의 반응기작 및 운전조건을 정리한 것이며, 운전시간 등은 발명의 이해를 위해 예시적으로 적시하였다. Table 1 below summarizes the reaction mechanism and operating conditions at each stage of the first continuous batch unit reactor (tank 1) and the second continuous batch unit reactor (tank 2) according to an embodiment of the present invention. Time, etc. are provided as examples for understanding of the invention.
아래 표 1에 기재한 바와 같이, 1조의 포기단계 종료시점은 2조의 방류단계 종료시점과 일치하며, 1조의 포기단계가 종료되면 1조에서 내부순환유출 단계가 진행됨과 동시에 2조에서는 내부순환유입 단계가 진행되어 1조의 공정수가 2조로 공급된다. 또한, 2조의 포기단계 및 1조의 방류단계가 종료되면 2조의 내부순환유출 단계 및 1조의 내부순환유입 단계가 동시에 진행되어 2조의 공정수가 1조로 공급된다. 원수는 각 조 공히, 내부순환유입 단계와 혼합단계에서 공급되며, 혼합, 포기, 내부순환유출, 침전, 방류, 내부순환유입 각 단계에서의 반응기작은 앞서 정리한 내용과 동일하다. 이와 함께, 내부순환유출 단계에서 각 조는 호기 또는 무산소 조건으로 운전 가능한데, 앞서 정리한 바와 같이 상대적으로 고농도인 경우에는 내부순환유출 단계에서 호기 조건을 유지하고, 상대적으로 저농도인 경우에는 내부순환유출 단계에서 무산소 조건으로 운전한다. As shown in Table 1 below, the end time of the abandonment phase of
유출(20분)Spill (20 minutes)
유입(20분)Inflow (20 minutes)
탈질, 인 방출organic matter decomposition,
Denitrification, phosphorus release
질소분해·탈질, 인 방출Organic matter hydrolysis,
Nitrogen decomposition, denitrification, phosphorus release
질소분해·탈질, 인 방출organic matter decomposition,
Nitrogen decomposition, denitrification, phosphorus release
유입(20분)Inflow (20 minutes)
유출(20분)Spill (20 minutes)
질소분해·탈질, 인 방출Organic matter hydrolysis,
Nitrogen decomposition, denitrification, phosphorus release
질소분해·탈질, 인 방출organic matter decomposition,
Nitrogen decomposition, denitrification, phosphorus release
탈질, 인 방출organic matter decomposition,
Denitrification, phosphorus release
110 : 제 1 연속회분식 단위반응조 111, 121 : 내부순환배관
120 : 제 1 연속회분식 단위반응조 130 : 개폐밸브
140 : 처리수 배출장치 150 : 산기관
160 : 원수공급관 170 : 원수분배조110: First continuous batch
120: First continuous batch unit reaction tank 130: Open/close valve
140: treated water discharge device 150: diffuser
160: raw water supply pipe 170: raw water distribution tank
Claims (8)
내부순환유출 단계가 진행되는 조의 공정수는 내부순환유입 단계가 진행되는 조로 공급되는 것을 특징으로 하는 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치.
The 1st continuous batch unit reaction tank (hereinafter referred to as 'tank 1') and the 2nd continuous batch unit reaction tank in which the mixing stage, aeration stage, internal circulation outflow stage, sedimentation stage, discharge stage, and internal circulation inflow stage are carried out in time series with time differences, respectively. It consists of a continuous batch unit reaction tank (hereinafter referred to as 'tank 2'),
A continuous batch water treatment device capable of internal circulation, characterized in that the process water from the tank in which the internal circulation outflow step is performed is supplied to the tank in which the internal circulation inflow step is performed.
어느 한 조의 포기단계 종료시점은 다른 한 조의 방류단계 종료시점과 일치하는 것을 특징으로 하는 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치.
According to claim 1, the internal circulation outflow stage of either group 1 or group 2 is carried out at the same time as the internal circulation inflow stage of the other group,
A continuous batch water treatment device capable of internal circulation, characterized in that the end time of the aeration stage of one group coincides with the end time of the discharge stage of the other group.
2조는 침전단계, 방류단계, 내부순환유입 단계, 혼합단계, 포기단계, 내부순환유출 단계의 순서로 공정이 진행되는 것을 특징으로 하는 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치.
According to claim 1, the process proceeds in the following order: mixing stage, aeration stage, internal circulation outflow stage, sedimentation stage, discharge stage, and internal circulation inflow stage,
Group 2 is a continuous batch water treatment device capable of internal circulation, characterized in that the process proceeds in the following order: sedimentation stage, discharge stage, internal circulation inflow stage, mixing stage, aeration stage, and internal circulation outflow stage.
The continuous batch water treatment device capable of internal circulation according to claim 1, wherein in tank 1 or tank 2, the internal circulation inflow step that proceeds after the discharge step is operated under anoxic and anaerobic conditions.
The continuous batch water treatment device capable of internal circulation according to claim 1, wherein in the 1st or 2nd tank, the internal circulation discharge step that proceeds after the aeration step is operated under aerobic or anoxic conditions.
According to claim 5, if the concentration of organic matter in the raw water is high, which is higher than the preset standard concentration, the internal circulation outflow step is operated under aerobic conditions, and if the organic matter concentration is low than the preset standard concentration, the internal circulation outflow step is operated under anoxic conditions. A continuous batch water treatment device capable of internal circulation, characterized in that:
1조와 2조의 내부순환배관을 선택적으로 연결 또는 차단하는 개폐밸브를 더 포함하며,
내부순환유출 단계가 진행되는 조의 공정수는 내부순환배관 및 개폐밸브를 거쳐 내부순환유입 단계가 진행되는 조로 공급되는 것을 특징으로 하는 내부순환이 가능한 연속회분식 수처리장치.
According to claim 1, internal circulation pipes provided in Articles 1 and 2, respectively,
It further includes an opening/closing valve that selectively connects or blocks the internal circulation pipes of Group 1 and Group 2,
A continuous batch water treatment device capable of internal circulation, characterized in that the process water from the tank where the internal circulation outflow step is performed is supplied to the tank where the internal circulation inflow step is performed through internal circulation piping and an open/close valve.
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KR1020220106547A KR20240028607A (en) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Sequencing Batch Reactor type wastewater treatment system with internal circulation |
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KR102124730B1 (en) | 2019-07-26 | 2020-06-19 | 주식회사 대진환경산업 | Sewage treatment system by Continuous Inflow Pseudo Sequencing Batch Reactor |
KR102214449B1 (en) | 2019-03-13 | 2021-02-09 | 영남대학교 산학협력단 | The Method of Removing Nitrogen in Wastewater Using Sequencing batch reaction system |
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2022
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