KR100364359B1 - Method and Apparatus for Advanced Treatment of Sewage and Industrial Wastewater Using Magnetic Force and Biological Film - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기물과 인 및 기타 오염물질은 마그네틱 응집제 및 화학응집제와 자력을 이용하고, 질소는 균배양에 의한 질소제거공정을 이용함으로써, 하수 및 폐수를 처리수의 방류 규제치보다 훨씬 양질로 처리하여 자연하천으로의 방류는 물론 재이용도 가능하게 하는 하수 고도처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.In the present invention, organic matter, phosphorus and other contaminants use magnetic flocculant, chemical flocculant, and magnetic force, and nitrogen is treated by using nitrogen removal process by cultivation, so that sewage and wastewater are treated much better than the discharge limit of treated water. It is an object of the present invention to provide an advanced sewage treatment system that enables not only discharge into natural rivers but also reuse.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 유입된 하수에 포함된 협잡물 등을 제거하는 침사지 시설과, 마그네틱 응집제와 화학응집제를 공급하는 공급 시설과, 마그네틱 응집제와 부유고형물이 포함된 하수를 교반혼합하여 마그네틱 응집제가 부유고형물의 표면에 부착된 자성플럭을 형성한 후 자성플럭과 처리수를 분리하는 마그네틱 응집조 및 흡착조와, 마그네틱 흡착조에서 분리된 처리수를 이온교환과 질산화균에 의해 질산화시키고 탈질소균에 의해 탈질화시키는 질산화조 및 탈질조와, 탈질조에서 탈질화된 처리수에 화학응집제를 투입하여 급속교반하는 약품투입조와, 약품투입조에서 급속교반된 처리수와 화학응집제의 혼합수를 완속교반하여 화학응집 플럭을 안정화시키는 화학응집조 및, 화학응집조에서 배출되는 유출수를 소독하는 소독조를 포함하는 하수의 고도처리장치가 제공된다.According to the present invention for achieving the above object, stirring the sedimentation facility for removing contaminants, etc. contained in the inflow sewage, a supply facility for supplying a magnetic flocculant and a chemical coagulant, and a sewage containing the magnetic flocculant and suspended solids After mixing, the magnetic flocculant forms a magnetic floc attached to the surface of the suspended solids, and the magnetic flocculation tank and the adsorption tank separating the magnetic flocs and the treated water, and the treated water separated from the magnetic adsorption tank are nitrified by ion exchange and nitrification. Chemical nitrification and denitrification tanks which are denitrified by denitrification bacteria, and chemical aggregating tanks which are rapidly stirred by adding a chemical flocculant to the denitrified water in the denitrification tanks, and mixed water of the treated water and the chemical coagulant rapidly stirred in the chemical injection tanks. And the effluent discharged from the chemical agglomeration tank to stabilize the agglomeration floc by slow stirring The poison is provided with an advanced treatment system for sewage, including a disinfection tank.
Description
본 발명은 하수 또는 폐수(이하, '하수'라 칭함)의 고도처리장치에 관한 것이며, 특히, 하수처리에 있어서 하수 중에 존재하는 유기물 및 기타 오염물질과, 하수의 고도처리의 주목적 대상물인 질소 및 인 등을 제거할 목적으로 이에 합목적적으로 유기물과 인 및 기타 오염물질제거에 적합한 단위공정과 질소제거에 적합한 단위공정을 결합하여 만든 하수 및 폐수의 고도처리장치에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 유기물과 인 및 기타 오염물질을 제거하기 위해 마그네틱 응집제 및 화학응집제와 자력을 이용하고, 질소성분을 제거하기 위해 미생물 담체의 이온교환 능력 및 선택적인 균배양에 의한 질소제거 능력을 이용하는 것으로서, 하수를 처리수의방류 규제치보다 훨씬 양질로 처리하여 자연 하천으로의 방류는 물론 재이용도 가능하게 하는 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an advanced treatment apparatus for sewage or wastewater (hereinafter referred to as 'sewage'), and in particular, organic and other contaminants present in the sewage in sewage treatment, nitrogen, which is the main object of the advanced treatment of sewage, For the purpose of removing phosphorus, etc., the present invention relates to an advanced treatment apparatus for sewage and wastewater made by combining a unit process suitable for removing organic substances, phosphorus and other pollutants, and a unit process suitable for removing nitrogen. That is, the present invention utilizes magnetic flocculant and chemical flocculant and magnetic force to remove organic matter, phosphorus and other contaminants, and removes nitrogen by ion exchange capacity and selective culture of microbial carrier to remove nitrogen. The present invention relates to an advanced treatment system for sewage and wastewater using magnetic and biofilms that treats sewage much better than the discharge regulation of treated water, thereby enabling the discharge into natural rivers as well as reuse.
또한, 본 발명은 하수처리에 있어서 하수 중에 존재하는 유기물 및 기타 오염물질과, 하수의 고도처리의 주목적 대상물인 질소 및 인 등을 합목적적으로 제거할 수 있는 하수 및 폐수의 고도처리방법에 관한 것이기도 하다.In addition, the present invention also relates to an advanced treatment method for sewage and wastewater that can purposely remove organic substances and other contaminants present in the sewage and nitrogen and phosphorus, which are the main targets of the sewage treatment, in sewage treatment. Do.
현재 도시하수의 처리에 있어 가장 많이 적용되고 있는 활성슬러지공정과 이의 변법 등은 전처리공정, 1차 처리공정, 생물학적 영양염류 제거공정인 2차 처리공정 및 고차 처리공법이 적용되며, 이에 슬러지처리공정이 추가되어 이루어져 있다.Currently, the activated sludge process and its modifications, which are most applied in the treatment of urban sewage, are pretreatment process, primary treatment process, secondary treatment process, which is a biological nutrient removal process, and higher treatment method. It consists of an addition.
전처리공정에서는 모래, 협잡물 혹은 유분 등 부유협잡물이 제거되고, 1차 처리공정에서는 중력침강에 의해 하수에 존재하는 부유물질이 제거되며, 1차 처리된 물에 섞여있는 유기물질, 질소 및 인은 이들의 제거목적인 생물학적 처리공정을 거쳐 처리되어 최종적으로 소독방류하거나 또는 한 단계 더 처리하여 재이용하고 있다. 이 때, 발생하는 각 공정의 잔류물, 전처리시설의 유기물을 포함한 침사물질과 1차침전물질 및 생물학적 처리공정의 발생슬러지 등은 모두 농축, 탈수 등의 처리공정을 거친 후 소각, 재이용 또는 위생매립 처분되고 있다.In the pretreatment process, suspended solids such as sand, contaminants or oil are removed, and in the primary treatment process, suspended solids in sewage are removed by gravity sedimentation. Organic substances, nitrogen and phosphorus mixed in the primary treated water are It is treated through a biological treatment process for the purpose of elimination and finally disinfected and discharged or retreated by one more step. At this time, the residues of each process generated, the sedimentation material including organic matter of the pretreatment facility, the primary sedimentation material, and the sludge generated from the biological treatment process are all incinerated, reused, or sanitary landfilled after the treatment process such as concentration and dehydration. It is disposed of.
지금까지 개량 발전되는 하수처리공법들도 대부분 이러한 공정의 순서변경 등의 단순한 공정변경들로 이루어져 있으며, 생물학적공정의 선정에 따라서 그 공정의 특징이 조금씩 변하며 구분되고 있는 실정이다. 현재 하수처리의 주종을 이루는 이들 생물학적 처리공정은 주로 활성 슬러지법과 이를 기준으로 변형된 방법들이 대부분이다. 이중 표준활성 슬러지법과 그 변법들은 지금까지는 거의 모든 하수처리공정 중 가장 많이 적용되어 온 하수처리에 있어 최선의 공법으로 인식되어 왔으나 이들 공정에는 개선해야 할 문제점이 매우 많다. 이중 중요한 개선이 필요한 부분을 열거하면 다음과 같다.Most sewage treatment methods that have been improved and developed up to now consist of simple process changes such as the order change of such processes, and the characteristics of the process are gradually changed and classified according to the selection of biological processes. Currently, these biological treatment processes, which are mainly the sewage treatment, are mainly activated sludge methods and modified methods based on them. The standard activated sludge method and its variants have been recognized as the best method for the sewage treatment, which has been the most widely applied so far, but these processes have many problems to be improved. The important areas for improvement are listed below.
첫째, 이들 공정은 가장 중요한 생물학적 처리공정에 있어서 그 공정상 생물군의 섭생에 좋은 환경을 마련하는 데 있어 그 예민도가 너무 커서 운전상 애로가 크다. 즉, 적절한 생활환경을 만들기 위한 영양균형, 수온, 산소농도 등 수없이 많은 제약조건의 만족을 위해 엄청난 구조물을 설치하기 위한 공사비, 에너지 사용료와 고도의 운전기술을 필요로 한다.First, these processes are too difficult to operate because they are too sensitive to provide a good environment for the biological populations in the most important biological treatment process. In other words, in order to satisfy numerous constraints such as nutritional balance, water temperature, and oxygen concentration in order to create a proper living environment, construction cost, energy usage fee, and high operating technology are required to install enormous structures.
둘째, 엄청난 규모의 넓은 부지가 이들 시설을 위해 필수적이며, 셋째, 시설물에서 발생하는 악취 등 2차로 발생하는 환경오염이 있으며, 넷째, 이로 인하여 하수처리장의 위치를 하수발생원으로부터 멀리 이격시키는 데 소요되는 막대한 부가적인 사업비가 연결관 건설에 투입되고 있는 실정이다. 이외에 유지관리면에 있어서도 이러한 복잡한 문제 등에 얽힌 고도의 처리시설 운전기술이 필요하며, 생물학적 처리공정의 문제점 발생시에는 그 원인을 찾아 정상운전으로 되돌리는 데 짧게는 일 개월 길게는 몇 개월의 기간이 소요되는 등 문제점이 많다.Secondly, a vast and vast site is essential for these facilities. Third, there are secondary environmental pollutions such as odors generated from the facilities. Fourth, the sewage treatment plant needs to be separated from the sewage source. Enormous additional project costs are being spent on the construction of connectors. In addition, in terms of maintenance, a high-level treatment facility operation technique involving such complex problems is required, and when a problem occurs in the biological treatment process, it takes a month or a long period of time to find the cause and return to normal operation. There are many problems.
따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유기물과 인 및 기타 오염물질은 마그네틱 응집제와 화학응집제 및 자력을 이용하고, 질소는 선택적인 균배양에 의한 질소제거 및 미생물 담체의 이온교환 능력을 이용함으로써, 하수를 처리수의 방류 규제치보다 훨씬 양질로 처리하여 자연 하천으로의 방류는 물론 재이용도 가능하게 하는 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리방법 및 고도처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the organic material, phosphorus and other contaminants using magnetic flocculant, chemical coagulant and magnetic force, nitrogen is removed by selective culture culture And by using the ion exchange capacity of the microbial carrier, the sewage is treated at a much higher quality than the discharge regulation of treated water, so that it can be discharged into natural streams and reused. The purpose is to provide a treatment device.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리장치를 이용하여 하수를 재이용 및 방류할 수 있도록 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고(청천시),1 is a flow chart for explaining a process for reusing and discharging sewage using an advanced treatment apparatus of sewage and wastewater using magnetic force and biofilm according to an embodiment of the present invention (Cheongcheon),
도 2는 도 1에 도시된 고도처리장치를 이용하여 하수를 재이용 및 방류할 수 있도록 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고(우천시),FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of treating sewage for reuse and discharge using the advanced processing apparatus shown in FIG. 1 (in rainy weather);
도 3은 도 1에 도시된 고도처리장치를 이용하여 하수를 방류할 수 있도록 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도(우천시).Figure 3 is a flow chart for explaining the process of processing to discharge the sewage using the advanced processing apparatus shown in FIG.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠
1 : 유입수 2 : 침사지 시설1: Influent 2: Settlement facility
3 : 침사지 유출수 4 : 제1 마그네틱 응집조3: settling water outflow 4: first magnetic flocculation tank
5 : 제1 마그네틱 흡착조5: first magnetic adsorption tank
6 : 미세 스크린 및 제1 마그네틱 처리 유출수6: fine screen and first magnetic treatment effluent
7 : 공급시설 8 : 제2 유량 조정조7: Supply facility 8: 2nd flow control tank
9 : 약품투입조 10 : 화학응집조9: chemical injection tank 10: chemical coagulation tank
11 : 제2 마그네틱 응집조 12 : 제2 마그네틱 흡착조11: second magnetic agglomeration tank 12: second magnetic adsorption tank
13 : 제2 마그네틱 처리 유출수 14 : 제1 유량 조정조13: 2nd magnetic treatment effluent 14: 1st flow volume adjusting tank
15 : 질산화조 16 : 탈질조15: nitrification tank 16: denitrification tank
17 : 소독조 18 : 방류17 disinfection tank 18 discharge
19 : 재이용 20 : 제3 마그네틱 흡착조(슬러지)19: Reuse 20: 3rd magnetic adsorption tank (sludge)
23 : 탄소원 공급 시설 24 : 병행처리 수로23: carbon source supply facility 24: parallel treatment channel
25 : 처리수 반송로 26, 27 : 우회수로25: treated water return path 26, 27: bypass channel
28 : 여재재생 시설 29 : 여재회수 라인28: filter media recycling facility 29: filter media recovery line
30 : 여재재충진 라인 31 : 미세 스크린30: refill line 31: fine screen
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 하수를 처리하는 장치에 있어서, 유입된 하수에 포함된 협잡물과 비부식성 무기물질 및 부유물 중 유분을 제거하는 침사지 시설과, 마그네틱 응집제와 화학응집제를 공급하는 공급 시설과, 상기 공급 시설로부터 공급되는 마그네틱 응집제와 상기 침사지 시설에서 제거하지 못한 부유고형물이 포함된 하수를 교반혼합하여 마그네틱 응집제가 부유고형물의 표면에 부착된 자성플럭을 형성시키는 마그네틱 응집조와, 상기 마그네틱 응집조로부터 배출되는 혼합 슬러리에서 자성플럭을 포집하여 자성플럭과 마그네틱 처리수를 분리하는 마그네틱 흡착조와, 상기 마그네틱 흡착조에서 분리된 처리수를 이온교환과 질산화균에 의해 질산화시키는 질산화조와, 상기 질산화조에서 질산화된 질소를 탈질소균에 의해 탈질화시키는 탈질조와, 상기 탈질조에서 탈질화된 처리수에 상기 화학응집제를 투입하여 급속교반하는 약품투입조와, 상기 약품투입조에서 급속교반된 처리수와 화학응집제의 혼합수를 완속교반하여 화학응집 플럭을 안정화시키는 화학응집조 및, 상기 화학응집조에서 배출되는 유출수를 소독하는 소독조를 포함하는 하수의 고도처리장치가 제공된다.According to the present invention for achieving the above object, in the apparatus for treating sewage, supplying a sedimentation facility for removing oil from the contaminants and non-corrosive inorganic substances and suspended solids contained in the introduced sewage, magnetic flocculant and chemical flocculant A magnetic flocculation tank which stirs and mixes a supply facility, a magnetic flocculant supplied from the supply facility, and sewage containing suspended solids not removed from the settling basin facility, thereby forming a magnetic floc attached to the surface of the suspended solids; A magnetic adsorption tank for collecting magnetic flocs in the mixed slurry discharged from the magnetic flocculation tank to separate the magnetic flocs and the magnetic treated water, and a nitrification tank for nitrifying the treated water separated in the magnetic adsorption tank by ion exchange and nitrification bacteria; Denitrification of Nitrogenated Nitrogen in the Nitrifier The chemical denitrification tank to be denitrified by using the chemical denitrification tank and the chemical input agent rapidly stirred by inputting the chemical coagulant into the treated water denitrified by the denitrification tank, and the mixed water of the treatment water and the chemical coagulant rapidly stirred in the chemical input tank were stirred. Provided is an advanced treatment apparatus for sewage, including a chemical flocculation tank for stabilizing a chemical flocculation floc and a disinfection tank for disinfecting the effluent discharged from the chemical flocculation tank.
또한, 본 발명에 따르면, 하수를 청천시에 처리하는 방법에 있어서, 유입된 하수에 포함된 협잡물과 비부식성 무기물질 및 부유물 중 유분을 제거하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 제거하지 못한 부유고형물이 포함된 하수와 마그네틱 응집제를 교반혼합하여 마그네틱 응집제가 부유고형물의 표면에 부착된 자성플럭을 형성시키는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 배출되는 혼합 슬러리에서 자성플럭을 포집하여 자성플럭과 마그네틱 처리수를 분리하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에서 분리된 처리수를 이온교환과 질산화균에 의해 질산화시키고 질산화된 질소를 탈질소균에 의해 탈질화시키는 제4 단계와, 상기 제4 단계에서 탈질화된 처리수에 화학응집제를 투입하여 급속교반하는 제5 단계와, 상기 제5 단계에서 급속교반된 처리수와 화학응집제의 혼합수를 완속교반하여 화학응집 플럭을 안정화시키는 제6 단계 및, 상기 제6 단계에서 배출되는 유출수를 소독하는 제7 단계를 포함하는 하수의 고도처리방법이 제공된다.In addition, according to the present invention, in the method for treating sewage at the time of cheoncheon, the first step of removing the oil in the contaminants, non-corrosive inorganic substances and suspended solids contained in the introduced sewage, and did not remove in the first step A second step of stirring and mixing the sewage containing the suspended solids and the magnetic flocculant to form a magnetic floc with the magnetic flocculant attached to the surface of the suspended solids; and collecting the magnetic flocs from the mixed slurry discharged in the second step. And a fourth step of separating the magnetically treated water, and a fourth step of nitrifying the treated water separated in the third step by ion exchange and nitrifying bacteria and denitrifying the nitrified nitrogen by denitrifying bacteria. A fifth step of rapidly stirring by adding a chemical coagulant to the denitrified treated water in the step, and a mixture of the treated water and the chemical coagulant rapidly stirred in the fifth step Provided is a method for advanced treatment of sewage, comprising a sixth step of stabilizing the chemical flocculation flux by slow stirring of the water and a seventh step of disinfecting the effluent discharged in the sixth step.
또한, 본 발명에 따르면, 하수를 우천시에 처리하는 방법에 있어서, 유입된 하수에 포함된 협잡물과 비부식성 무기물질 및 부유물 중 유분을 제거하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 제거하지 못한 부유고형물이 포함된 하수와 마그네틱 응집제를 교반혼합하여 마그네틱 응집제가 부유고형물의 표면에 부착된 자성플럭을 형성시키는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 배출되는 혼합 슬러리에서 자성플럭을 포집하여 자성플럭과 마그네틱 처리수를 분리하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에서 분리된 처리수 중 청천시에 처리가능한 처리수(1Q)는 이온교환과 질산화균에 의해 질산화시키고 질산화된 질소를 탈질소균에 의해 탈질화시키며 나머지 처리수(2Q)는소독 방류하는 제4 단계와, 상기 제4 단계에서 탈질된 처리수에 화학응집제를 투입하여 급속교반하는 제5 단계와, 상기 제5 단계에서 급속교반된 처리수와 화학응집제의 혼합수를 완속교반하여 화학응집 플럭을 안정화시키는 제6 단계와, 상기 제6 단계에서 안정화된 화학응집수에 마그네틱 응집제를 교반혼합하여 마그네틱 응집제가 화학응집 플럭에 부착된 자성플럭을 형성시키는 제7 단계와, 상기 제7 단계에서 배출되는 혼합 슬러리에서 자성플럭을 포집하여 자성플럭과 마그네틱 처리수를 분리하는 제8 단계 및, 상기 제8 단계를 통과한 상기 마그네틱 처리수를 소독하는 제9 단계를 포함하는 하수의 고도처리방법이 제공된다.In addition, according to the present invention, in the method of treating sewage in rainy weather, the first step of removing oil from the contaminants, non-corrosive inorganic substances and suspended solids contained in the introduced sewage, and the flotation not removed in the first step A second step of stirring and mixing the sewage containing the solids and the magnetic flocculant to form a magnetic floc with the magnetic flocculant attached to the surface of the suspended solids; and collecting the magnetic flocs from the mixed slurry discharged in the second step. The third step of separating the magnetic treated water and the treated water (1Q) which can be treated at the time of cheoncheon among the treated water separated in the third step are nitridated by ion exchange and nitrifying bacteria and the nitrified nitrogen by denitrifying bacteria. The denitrification was carried out by sterilizing and discharging the remaining treated water (2Q), and rapidly stirring by adding a chemical coagulant to the treated water denitrated in the fourth step. Step 5 and a sixth step of stabilizing the chemical coagulation floc by slowly stirring the mixed water of the treated water and the chemical coagulant rapidly stirred in the fifth step, and stirring the magnetic flocculant to the chemical coagulant stabilized in the sixth step A seventh step of mixing and forming a magnetic floc with magnetic flocculant attached to the chemical flocculation floc; an eighth step of collecting the magnetic floc from the mixed slurry discharged in the seventh step to separate the magnetic flop and the magnetic treated water; Provided is an advanced sewage treatment method comprising a ninth step of disinfecting the magnetic treated water passing through the eighth step.
또한, 본 발명에 따르면, 하수를 우천시에 처리하는 방법에 있어서, 유입된 하수에 포함된 협잡물과 비부식성 무기물질 및 부유물 중 유분을 제거하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 제거하지 못한 부유고형물이 포함된 하수와 마그네틱 응집제를 교반혼합하여 마그네틱 응집제가 부유고형물의 표면에 부착된 자성플럭을 형성시키는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 배출되는 혼합 슬러리에서 자성플럭을 포집하여 자성플럭과 마그네틱 처리수를 분리하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에서 배출되는 처리수(3Q)를 1.5Q씩 각각의 생물막 여과지에 공급하여 탄소 유기물을 처리하는 제4 단계 및, 상기 제4 단계에서 유출되는 처리수의 방류수 수질 기준의 만족 여부에 따라 소독 방류하거나, 마그네틱 응집제를 교반혼합하여 마그네틱 응집제가 부유고형물의 표면에 부착된 자성플럭을 형성시켜 혼합 슬러리에서 자성플럭을 포집하여 자성플럭과 처리수를 분리한 후에 소독 방류하는 제5 단계를 포함하는 하수의 고도처리방법이 제공된다.In addition, according to the present invention, in the method of treating sewage in rainy weather, the first step of removing oil from the contaminants, non-corrosive inorganic substances and suspended solids contained in the introduced sewage, and the flotation not removed in the first step A second step of stirring and mixing the sewage containing the solids and the magnetic flocculant to form a magnetic floc with the magnetic flocculant attached to the surface of the suspended solids; and collecting the magnetic flocs from the mixed slurry discharged in the second step. A third step of separating the magnetically treated water, a fourth step of treating carbon organic matter by supplying the treated water (3Q) discharged in the third step to each biofilm filter paper by 1.5Q, and the discharge in the fourth step Disinfecting or discharging depending on whether the discharged water quality standard of the treated water is satisfied, or stirring and mixing the magnetic flocculant, the magnetic flocculant causes the surface of the suspended solid There is provided a method for advanced treatment of sewage, comprising a fifth step of forming a magnetic floc attached to the magnetic slurry in a mixed slurry to separate the magnetic floc and the treated water, and then disinfecting and discharging.
아래에서, 본 발명에 따른 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리방법 및 고도처리장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.In the following, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the advanced treatment method and advanced treatment apparatus for sewage and wastewater using magnetic and biofilm according to the present invention will be described in detail.
도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리장치를 이용하여 하수를 재이용 및 방류할 수 있도록 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다(청천시).In the drawings, Figure 1 is a flow chart for explaining the process of processing to reuse and discharge the sewage using the advanced treatment of sewage and wastewater using magnetic force and biofilm according to an embodiment of the present invention (Cheongcheon) .
도 1에 보이듯이, 본 발명의 고도처리장치는 유입관을 통해 유입된 유입원수(하수)(1)를 조목 및 세목 스크린과 침사지를 이용하여 협잡물, 비부식성 무기물질과 부유물 중 유분을 제거하는 침사지 시설(2)과, 마그네틱 응집제와 화학응집제의 저장과 공급을 위한 마그네틱 응집제 및 화학응집제의 공급 시설(7)을 포함한다.As shown in Figure 1, the advanced processing apparatus of the present invention is to remove the oil from the contaminants, non-corrosive inorganic substances and suspended solids using the inflow water (sewage) (1) introduced through the inlet pipe and the wood and fine screen and the settlement Settlement facility 2 and supplying device 7 of magnetic flocculant and chemical flocculant for storage and supply of magnetic flocculant and chemical flocculant.
상기 침사지 시설(2)에는 공급 시설(7)로부터 공급되는 마그네틱 응집제와 침사지 시설(2)의 통과시에 제거하지 못한 부유고형물이 포함된 침사지 유출수(3)를 교반 혼합시켜 마그네틱 응집제가 부유고형물의 표면에 부착된 자성플럭을 형성시키는 제1 마그네틱 응집조(4)가 연결되어 있다. 그리고, 제1 마그네틱 응집조(4)에는 이런 제1 마그네틱 응집조(4)로부터 배출되는 자성플럭이 포함된 혼합 슬러리를 이송관의 외주연에 설치된 다수의 자석에 의해 자성플럭(21)을 포집하여 자성플럭(21)과 제1 마그네틱 처리 유출수를 분리하는 제1 마그네틱 흡착조(5)가 연결되어 있다.The flocculant facility 2 is agitated by mixing the magnetic flocculant supplied from the supply facility 7 with the flocculant effluent 3 containing suspended solids which could not be removed at the time of passage of the flocculant facility 2. The first magnetic flocculation tank 4 which forms the magnetic flocks attached to the surface is connected. In the first magnetic flocculation tank 4, the magnetic slurry 21 is collected by a plurality of magnets installed on the outer circumference of the transfer pipe, and the mixed slurry containing the magnetic flocs discharged from the first magnetic flocculation tank 4 is collected. The magnetic flux 21 and the 1st magnetic adsorption tank 5 which isolate | separates a 1st magnetic treatment effluent are connected.
그리고, 침사지 유출수 라인에는 침사지 유출수(3)를 마그네틱 공정을 거치지 않고 공급하는 병행처리 수로(24)가 연결되어 있고, 이런 병행처리 수로(24)에는 탈질공정의 탄소원 공급량에 따라 공급되는 침사지 유출수(3)에 포함된 미세 불순물을 처리하는 미세 스크린(31)이 설치되어 있다.In addition, a parallel treatment channel 24 for supplying the sediment effluent water 3 without going through the magnetic process is connected to the sedimentation effluent line, and the parallel treatment channel 24 is provided with the immersion effluent water supplied according to the carbon source supply amount of the denitrification process. The fine screen 31 which processes the fine impurity contained in 3) is provided.
이런 병행처리 수로(24) 및 제1 마그네틱 흡착조(5)는 제1 유량 조정조(14)에 연결되는 데, 이런 제1 유량 조정조(14)에서는 마그네틱 공정에서 처리된 제1 마그네틱 처리 유출수와 미세 스크린(31)에서 처리된 미세 스크린 처리 유출수가 혼합된 유출수(6)의 유량을 조정한다.The parallel treatment channel 24 and the first magnetic adsorption tank 5 are connected to the first flow regulating tank 14. In this first flow regulating tank 14, the first magnetic treatment effluent and the fine water treated in the magnetic process are fine. The flow rate of the effluent 6 mixed with the fine screen treatment effluent treated by the screen 31 is adjusted.
그리고, 제1 유량 조정조(14)에는 이런 제 1 유량 조정조(14)에서 조정된 유출수(6)를 특수담체로 구성된 상향류식 여과를 통한 미생물 담체의 이온교환 능력과 질산화균에 의해 질산화시키는 질산화조(15)와, 이런 질산화조(15)에서 질산화된 질소를 탈질소균에 의해 탈질화시키는 탈질조(16)가 순차적으로 연결되어 있다. 그리고, 탈질조(16)에는 이런 탈질조(16)에서 처리된 처리수의 유량을 조정하는 제2 유량 조정조(8)와, 이런 제2 유량 조정조(8)에서 조정된 처리수에 화학응집제를 투입하여 급속 교반하는 약품투입조(9) 및, 이런 약품투입조(9)에서 급속 교반된 처리수와 화학응집제의 혼합수를 완속 교반하여 화학응집 플럭을 안정화시키는 화학응집조(10)가 순차적으로 연결되어 있다.In addition, the first flow rate adjustment tank 14 has a nitrification tank for nitrifying the effluent 6 adjusted in the first flow rate adjustment tank 14 by the ion exchange capacity and the nitrification bacteria of the microorganism carrier through the upflow filtration composed of a special carrier. (15) and denitrification tank 16 for denitrifying nitrogen nitrated in such nitrification tank 15 by denitrification bacteria are sequentially connected. In the denitrification tank 16, a chemical coagulant is applied to the second flow rate adjustment tank 8 for adjusting the flow rate of the treated water treated in such a denitrification tank 16, and the treated water adjusted in the second flow rate adjustment tank 8. The chemical input tank (9) to be added and rapidly stirred, and the chemical coagulation tank (10) for stabilizing the chemical flocculation floc by slowly stirring the mixed water of the rapidly stirring treated water and the chemical coagulant in the chemical injection tank (9) sequentially Is connected.
그리고, 화학응집조(10)에는 이런 화학응집조(10)로부터 공급되는 화학응집수에 마그네틱 응집제를 교반 혼합시켜 마그네틱 응집제가 화학응집 플럭의 표면에 부착된 자성플럭을 형성시키는 제2 마그네틱 응집조(11)와, 이런 제2 마그네틱 응집조(11)로부터 배출되는 자성플럭이 포함된 혼합 슬러리를 이송관의 외주연에 설치된 다수의 자석에 의해 자성플럭(22)을 포집하여 자성플럭(22)과 제2 마그네틱 처리 유출수(13)를 분리하는 제2 마그네틱 흡착조(12)가 순차적으로 연결되어 있다.In the chemical coagulation tank 10, a magnetic coagulant is stirred and mixed with the chemical coagulation water supplied from the chemical coagulation tank 10 to form a magnetic floc with magnetic flocculant attached to the surface of the chemical coagulation floc. (11) and the magnetic slurry 22 is collected by a plurality of magnets installed on the outer periphery of the transfer pipe with the mixed slurry containing the magnetic flux discharged from the second magnetic flocculation tank 11. And the second magnetic adsorption tank 12 separating the second magnetic treatment effluent 13 are sequentially connected.
또한, 탈질조(16)에는 이런 탈질조(16)에서 처리된 처리수의 유량을 제2 유량 조정조(8)에 공급하지 않고 제2 마그네틱 응집조(11)에 공급하는 우회수로(26)가 설치되어 있다.The denitrification tank 16 also includes a bypass channel 26 for supplying the flow rate of the treated water treated in the denitrification tank 16 to the second magnetic flocculation tank 11 without supplying it to the second flow rate adjusting tank 8. Is installed.
그리고, 제2 마그네틱 흡착조(12)에는 제2 마그네틱 처리 유출수(13)를 염소처리, 오존처리 및 자외선 처리하는 소독조(17)가 연결되어 있다. 이런 소독조(17)에서 처리된 처리수는 방류(18) 또는 재이용(19)되는 데, 제2 마그네틱 처리 유출수(13)를 소독조(17)에서 처리하지 않고 바로 방류(18)할 수 있도록 제2 마그네틱 처리 유출수 라인에 우회수로(27)가 형성되어 있다.The second magnetic adsorption tank 12 is connected to a disinfection tank 17 for chlorination, ozone treatment, and ultraviolet treatment of the second magnetic treatment effluent 13. The treated water treated in the sterilization tank 17 is discharged 18 or reused 19 so that the second magnetic treatment effluent 13 can be discharged immediately 18 without being treated in the sterilization tank 17. The bypass channel 27 is formed in the magnetic treatment effluent line.
그리고, 제1 마그네틱 흡착조(5)와 제2 마그네틱 흡착조(12)에는 이곳에서 포집된 농축상태의 자성플럭 슬러지에 pH 조정, 초음파 조사 및 정전기 처리를 한 후 마그네틱 응집제를 분리회수하는 제3 마그네틱 흡착조(20)가 연결되어 있다.In addition, the first magnetic adsorption tank 5 and the second magnetic adsorption tank 12 have a third magnetic flux sludge collected therein after pH adjustment, ultrasonic irradiation, and electrostatic treatment to separate and recover the magnetic flocculant. The magnetic adsorption tank 20 is connected.
또한, 본 발명의 고도처리장치는 탈질공정의 영양균형이 이루어지도록 영양염을 제1 유량 조정조(14) 및 탈질조(16)에 각각 보충하는 탄소원 공급 시설(23)과, 질산화조(15) 및 탈질조(16)에 각각 위치하는 여재 중에서 일부분의 여재를 회수(29)하고 미생물 및 발생 슬러지를 제거하여 여재를 활성화시킨 후 재충진(30)시키는 여재재생 시설(28) 및, 탈질조(16)를 거친 생물여과 처리수를 질산화조(15)와 탈질조(16)에 각각 반송하여 탄소원 보충용으로 사용할 수 있도록 하는 처리수 반송로(25)를 포함한다.In addition, the advanced processing apparatus of the present invention, the carbon source supply facility 23 for replenishing the nutrients to the first flow rate adjusting tank 14 and the denitrification tank 16 so that the nutrient balance of the denitrification process is achieved, the nitrification tank 15 and A filter regeneration facility (28) and a denitrification tank (16) for recovering (29) a portion of the filters located in the denitrification tank (16), removing microorganisms and sludges to activate the filter, and refilling the filter (30). And a treated water conveying path 25 for returning the biofiltration treated water to the nitrification tank 15 and the denitrification tank 16 to be used for carbon source supplementation.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명의 고도처리장치에서는 침사지 유출수(3)를 마그네틱 공정을 거치지 않고 미세 스크린(31)을 통과시켜 제1 유량 조정조(14)에 직접 공급하는 병행처리 수로(24)를 형성하였다. 이렇게 병행처리 수로(24)를 형성하는 것은 질산화조(15) 및 탈질조(16)내의 영양균형에 따라 생물담체의 최적 생육상태를 외부 영양원의 공급없이 최대한으로 보전하기 위해, 즉 유입 영양염류의 양을 질산화조(15) 및 탈질조(16) 공정(생물막 공정)의 최적 조건으로 조절하기 위해서다. 즉, 유입되는 유입수(1)를 마그네틱 공정에서 모두 처리하지 않고 침사지 시설(2)에서 막힘 등을 일으킬 가능성이 있는 물질만을 제거한 후에 미세 스크린(31)을 갖춘 병행처리 수로(24)를 따라 제1 유량 조정조(14)에 공급함으로써, 후속의 질산화조(15) 및 탈질조(16)의 운전에 필요한 영양염류가 유입수 중에 존재하는 영양염류에 의해 공급되는 것이다.As described above, in the advanced treatment apparatus of the present invention, a parallel treatment channel 24 is formed through which the clarifier effluent 3 is passed directly to the first flow rate adjusting tank 14 through the fine screen 31 without undergoing a magnetic process. . The formation of the parallel treatment channel 24 in order to preserve the optimal growth state of the biological carriers to the maximum without supplying an external nutrient source according to the nutritional balance in the nitrification tank 15 and the denitrification tank 16, namely, In order to adjust the quantity to the optimum conditions of the nitrification tank 15 and the denitrification tank 16 process (biofilm process). That is, the first inlet 1 along the parallel treatment channel 24 with the fine screen 31 is removed after removing only the substances which may cause clogging or the like in the sedimentation basin facility 2 without treating all the influent 1 in the magnetic process. By supplying to the flow regulating tank 14, the nutrients required for the operation of the subsequent nitrification tank 15 and the denitrification tank 16 are supplied by the nutrients which exist in inflow water.
그리고, 본 발명의 마그네틱 응집제는 하수내 부유고형물과의 사이에 판데르발스(van der Waals)힘과 같은 응집력이 발생되어 자성플럭을 형성시키는 데 사용되는 데, 마그네타이트, 제철소에서 제선공정의 소결로에 사용되는 미분의 자철광석, 적철광의 환원로에서 발생되는 자철분, 제강공정에서 배출되는 제강슬러지, 전기로의 더스트 및 철 가공작업에서 발생되는 더스트를 10 ㎛이하로 분쇄하여 사용한다.In addition, the magnetic flocculant of the present invention is used to form a magnetic floc by generating cohesive force such as van der Waals force between the suspended solids in sewage, which is used in the sintering furnace of the magnetite and steel mills. It is used to grind to less than 10 ㎛ of magnetite ore of fine powder, magnetite powder generated from reduction furnace of hematite, steelmaking sludge discharged from steelmaking process, dust generated from electric furnace and iron processing work.
또한, 본 발명에서는 하수내 부유고형물과 마그네틱 응집제의 질량비가 1:0.5 ∼ 1:4의 범위내에서 혼합되도록 한다.In the present invention, the mass ratio of the suspended solids in the sewage and the magnetic flocculant is mixed in the range of 1: 0.5 to 1: 4.
앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리장치의 청천시 작동관계를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the Cheoncheon-si during the advanced treatment of sewage and wastewater using the magnetic force and biofilm of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 유입관을 통해 유입된 유입수(하수)(1)는 조목과 세목스크린 및 침사지를 갖는 침사지 시설(2)에서 협잡물, 비부식성 무기물질 및 부유물 중 유분을 제거한 후 제1 마그네틱 응집조(4)와 제1 마그네틱 흡착조(5) 및 이 공정과 병행 운전되는 미세 스크린(31)에서 다음의 탈질공정에 맞도록 하수 또는 폐수 중의 영양염류 상태가 조절되어, 즉 질산화조(15) 및 탈질조(16)의 생물막 공정에 필요한 영양염류의 최적 조건에 맞도록 조정되어 제1 유량 조정조(14)로 공급된다.First, the inflow water (sewage) 1 introduced through the inlet pipe is the first magnetic flocculation tank (4) after removing the oil from the contaminants, non-corrosive inorganic substances and suspended solids in the settlement facility (2) having a rough wood, a fine screen and a settlement ) And the first magnetic adsorption tank 5 and the fine screen 31 operated in parallel with this process, the nutrients in the sewage or wastewater are adjusted to meet the following denitrification process, ie the nitrification tank 15 and the denitrification tank. It is adjusted to the optimum condition of the nutrients required for the biofilm process of (16), and is supplied to the 1st flow volume adjusting tank 14.
그리고, 제1 마그네틱 응집조(4)에 유입된 원수는 제1 마그네틱 응집조(4)내에서 마그네틱 응집제에 의해 응집된 후 제1 마그네틱 흡착조(5)에서 자력으로 흡착되어 분리되며, 제1 마그네틱 흡착조(5)에서 처리된 제1 마그네틱 처리 유출수는 미세 스크린(31)을 통과한 미세 스크린 처리 유출수와 함께 제1 유량 조정조(14)에 유입된다.And, the raw water flowing into the first magnetic flocculation tank 4 is agglomerated by the magnetic flocculant in the first magnetic flocculation tank 4 and then separated by being adsorbed magnetically in the first magnetic adsorption tank 5. The first magnetic treatment effluent treated by the magnetic adsorption tank 5 flows into the first flow rate adjustment tank 14 together with the fine screen treatment effluent passing through the fine screen 31.
그리고, 제1 유량 조정조(14)에서 유량이 조정된 미세 스크린 및 제1 마그네틱 처리 유출수(6)는 다음 공정인 질산화조(15) 및 탈질조(16)에서 상기 공정에서는 처리가 안되는 수중 용해된 암모니아성 질소를 주성분으로 하는 총질소를 처리하게 된다.In addition, the fine screen and the first magnetic treatment effluent 6 whose flow rate is adjusted in the first flow rate adjustment tank 14 are dissolved in water which is not treated in the process in the nitrification tank 15 and the denitrification tank 16 which are the following processes. The total nitrogen is mainly treated with ammonia nitrogen.
여기서, 질산화조(15)에서는 상향류식 여과를 기본으로 한 미생물 담체의 여재층으로 이를 통과하는 동안에 여재의 이온 교환능력과 담체 중에 존재하는 질산화균에 의하여 질산화가 이루어진다. 이렇게 질산화된 질소는 탈질조(16)를 거치는 동안에 탈질소균에 의하여 산소를 빼앗겨서 질산성 질소, 아질산성 질소의 과정을 거쳐 대기 중에 질소상태로 분리되어 휘산된다. 이 때 원수 중의 영양원 조절시 하수 및 폐수 처리시 흔히 발생하기 쉬운 탄소원 부족현상이 발생하면 탄소원 공급 시설(23)의 가동 및 처리수 반송로(25)에서 반송량을 적절히 조절하여 최적의 탈질 조건을 형성한다.Here, in the nitrification tank 15, the nitrification is carried out by the ion exchange capacity of the filter medium and the nitrifying bacteria present in the carrier while passing through the filter bed of the microorganism carrier based on the upflow filtration. The nitrified nitrogen is deprived of oxygen by the denitrification bacteria during the denitrification tank 16, and is separated into volatilized nitrogen in the air through a process of nitrate nitrogen and nitrite nitrogen. At this time, when the nutrient source in raw water is adjusted, if there is a shortage of carbon source, which is frequently occurred in the treatment of sewage and wastewater, the optimum amount of denitrification is obtained by appropriately adjusting the amount of conveyance in the operation of the carbon source supply facility 23 and the treated water return path 25. Form.
이렇게 탈질처리된 처리수는 제2 유량 조정조(8)에서 다시 유량이 조정된 후 약품투입조(9)에 투입되고, 화학응집조(10)를 거쳐 제2 마그네틱 응집조(11)에 유입된다. 그러나, 탈질처리된 처리수는 필요에 따라 직접 제2 마그네틱 응집조(11)에 직접 공급될 수 있다. 이런 제2 마그네틱 응집조(11)에서 재응집공정을 거친 하수는 제2 마그네틱 흡착조(12)에 유입된다. 이렇게 유입관에서부터 제2 마그네틱 응집조(12)를 거치는 동안에, 마그네틱 공정처리에 의해 하수 중의 오염물질 중 유기물과 부유고형물 성분, 수중 용해된 암모니아성 질소를 주성분으로 하는 총질소 및 총 인이 하수에서 거의 다 제거된다.The denitrified water thus treated is introduced into the chemical injection tank 9 after the flow rate is adjusted again in the second flow adjusting tank 8, and flows into the second magnetic flocculation tank 11 through the chemical coagulation tank 10. . However, the denitrified treated water may be directly supplied to the second magnetic flocculation tank 11 as needed. The sewage having undergone the reaggregation process in the second magnetic flocculation tank 11 flows into the second magnetic adsorption tank 12. In this way, while passing through the second magnetic flocculation tank 12 from the inlet pipe, total nitrogen and total phosphorus mainly composed of organic matter, suspended solids components, and ammonia nitrogen dissolved in water by the magnetic process treatment, Almost everything is removed.
이렇게 처리된 처리수는 우회수로(27)를 따라 바로 하천에 방류(18)되거나, 염소처리, 오존처리, 자외선 처리 등의 소독조(17)를 거친 후 중수로 재이용(19)하거나 하천에 방류(18)된다.The treated water is discharged to the stream 18 immediately along the bypass channel 27, or after disinfection tank 17 such as chlorine treatment, ozone treatment, and ultraviolet treatment, reused as heavy water (19) or discharged to the stream ( 18) become.
이 때, 본 발명의 주요 특수공정인 생물 여과지인 질산화조(15) 및 탈질조(16)에 쓰이는 여재는 처리수로 역세척하여 미생물 및 발생 슬러지를 여재로부터 적정량 분리제거하는 역세척 공정을 수행한다. 또한, 여재가 암모니아성 질소에 의해 포화되는 경우에는 여재재생 시설(29)에서 적정량을 여과지로부터 제거하여 이의 이온교환 능력을 부활시켜, 즉 여재를 활성화시킨 후 재충진시키는 계속적인 순환공급을 수행한다. 또한, 제1 마그네틱 흡착조(5)와 제2 마그네틱 흡착조(12)에서 포집된 농축상태의 자성플럭 슬러지는 제3 마그네틱 흡착조(20 : 슬러지 처리 공정)에서 처리되어 고형물은 반출되어 처분(소각 또는 위생매립)되고, 분리된 마그네틱 응집제는 회수되어 제1 마그네틱 응집조(4)로 보내져 재이용된다. 그리고, 침사지 시설(2)에서 회수된 협잡물, 비부식성 무기물질 등도 고형물로 반출되어 처분된다.At this time, the media used in the nitrification tank 15 and the denitrification tank 16, which are the main special processes of the present invention, are backwashed with treated water to perform a backwashing process to separate and remove an appropriate amount of microorganisms and sludge from the media. do. In addition, when the filter medium is saturated with ammonia nitrogen, the filter regeneration facility 29 removes an appropriate amount from the filter paper to restore its ion exchange capacity, i.e., activates the filter medium and performs a continuous circulation supply. . In addition, the concentrated magnetic flux sludge collected in the first magnetic adsorption tank 5 and the second magnetic adsorption tank 12 is treated in a third magnetic adsorption tank (20: sludge treatment process), and the solids are taken out and disposed of ( Incinerated or sanitized, and the separated magnetic flocculant is recovered and sent to the first magnetic flocculation tank 4 for reuse. In addition, contaminants, non-corrosive inorganic substances, etc. recovered in the settlement site 2 are also taken out as solids and disposed of.
도면에서, 도 2는 도 1에 도시된 고도처리장치를 이용하여 하수를 재이용 및 방류할 수 있도록 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고(우천시), 도 3은 도 1에 도시된 고도처리장치를 이용하여 하수를 방류할 수 있도록 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다(우천시).2 is a flowchart illustrating a process of treating sewage for reuse and discharge using the altitude treatment apparatus shown in FIG. 1 (in rainy weather), and FIG. 3 illustrates the altitude treatment apparatus shown in FIG. 1. This is a flow chart for explaining the process of treating the sewage to be discharged using rain (in case of rain).
도 2 및 도 3에 보이듯이, 우천시의 하수의 처리는 당초 하수처리장의 처리의 주목적인 도시하수(오수+폐수)외에 우천수가 섞여 들어오는 경우에 대비하여, 청천시 처리공정을 단순한 처리공정의 변경을 통해 방류기준을 만족시키는 것이다.As shown in Fig. 2 and Fig. 3, the sewage treatment in rainy weather is a simple change in the Cheongcheon treatment process in preparation for the case where rainwater is mixed with urban sewage (sewage + wastewater), which is the main purpose of the sewage treatment plant. Through this, the discharge criteria are satisfied.
즉, 우천시에도 중수도 정도의 수질 및 일반 하수처리시설의 방류수 수질을 만족시키는 두가지 처리방법에 대해 설명하면 다음과 같다.That is, the two treatment methods to satisfy the water quality of the heavy water level and the discharged water of the general sewage treatment facility will be described as follows.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 유입관을 통해 유입된 청천시 하수량(1Q)의 약 3배(3Q) 정도가 되는 하수는 조목 및 세목스크린과 침사지를 갖는 침사지 시설(2)에서 협잡물, 비부식성 무기물질과 부유물 중 유분이 제거된다. 이곳까지의 공정은 청천시 처리장 운전과 동일한 운전법이 적용되지만 다음 공정부터는 청천시 처리장 운영과는 다른 운전방법이 적용된다.First, as shown in Figure 2, the sewage that is about 3 times (3Q) of the Cheoncheon-si sewage (1Q) introduced through the inlet pipe is a contaminant in the settlement facility (2) having a tidal and fine-screen and a settlement Oil is removed from non-corrosive inorganic substances and suspended solids. The process up to this point applies the same operation method as the operation of the Cheongcheon-si treatment plant, but from the next process, a different operation method is applied.
즉, 다음 공정에서는 청천시의 고도처리 공정(1Q)에서와 같이 고도처리를 수행하기 위하여 필요한 침사지 유출수(3)를 여과시켜 공급하는 미세 스크린(31)의 처리량과, 제1 마그네틱 응집조(4) 및 제1 마그네틱 흡착조(5)를 거치는 처리량을 구분한다. 그래서, 그 처리능력이 적정량에 이를 때까지(여기서는 2Q 이상 3Q까지)는 우천시의 방류수질을 만족하도록 2Q 이상을 제1 마그네틱 응집조(4)와 제1 마그네틱 흡착조(5)를 모두 통과시킨 후, 이 중 일부(1Q)는 미세 스크린 처리수와 함께 모아 고도처리하기 위하여 청천시의 고도처리 공정으로 보내고 2Q는 우회시켜 소독 방류시킨다. 이 운전방법에 의해 처리수의 재이용 목적도 만족시키고 우천시에 청천시보다 많이 유입하는 하수(3Q)도 처리시켜 방류시킬 수 있게 된다. 재이용시 공정의 처리수는 거의 모든 중수도 수질을 만족시킨다.That is, in the next step, the throughput of the fine screen 31 for filtering and supplying the sedimentation effluent 3 required for performing the advanced processing as in the advanced processing process 1Q in Cheongcheon, and the first magnetic flocculation tank 4 ) And the throughput through the first magnetic adsorption tank (5). Therefore, the first magnetic flocculation tank 4 and the first magnetic adsorption tank 5 are both passed through 2Q or more to satisfy the discharge water quality during rainy weather until the processing capacity reaches an appropriate amount (here, 2Q to 3Q). Afterwards, some of the 1Q is collected together with the fine screen treatment water and sent to the advanced treatment process in Cheongcheon for high treatment, and 2Q is bypassed and disinfected. This operation method also satisfies the purpose of reuse of the treated water, and it is possible to treat and discharge the sewage (3Q) which flows more in rainy weather than in Cheoncheon. Upon reuse, the treated water in the process satisfies almost all of the medium water quality.
위와 같은 우천시의 공정에서도 청천시와 같이 생물막 공정에 필요한 조절된 영양염류의 양이 공급될 수 있도록 탄소원 공급 시설(23)과 병행처리 수로(24) 및 처리수 반송로(25)를 필요에 따라 사용한다.In the rainy season process as described above, the carbon source supply facility 23, the parallel treatment channel 24, and the treated water return path 25 may be provided to supply the adjusted amount of nutrients required for the biofilm process as in Cheoncheon city. use.
도 3은 재이용의 공정이 없는 경우로서, 유입관을 통해 유입된 청천시 하수량(1Q)의 약 3배(3Q)정도가 되는 하수는 조목 및 세목스크린과 침사지를 갖는 침사지 시설(2)에서 협잡물, 비부식성 무기물질과 부유물 중 유분이 제거된다. 이렇게 1차 여과된 유입하수는 유기물을 제거하는 생물막 여과 기능을 주로 하는 질산화조(15) 및 탈질조(16)의 처리조건에 알맞게 미세 스크린(31)의 처리용량과, 제1 마그네틱 응집조(4)와 제1 마그네틱 흡착조(5)의 처리용량으로 구분되어 처리된 후 제1 유량 조정조(14)에 유입된다.3 is a case where there is no reuse process, the sewage that is about 3 times (3Q) of the Cheoncheon-si sewage flow rate (1Q) introduced through the inflow pipe is a contaminant in the sedimentation facility (2) having a tree and a detail screen and a settlement. It also removes oil from non-corrosive inorganic substances and suspended solids. The primary filtered influent sewage is treated according to the processing conditions of the nitrification tank 15 and the denitrification tank 16 mainly for biofilm filtration to remove organic matters, and the first magnetic agglomeration tank ( 4) and the first magnetic adsorption tank (5) is divided into the processing capacity and then flows into the first flow rate adjustment tank (14).
그러면, 제1 유량 조정조(14)에서 유량이 다시 조정된 처리수는 생물막 여과기능을 주로 하는 질산화조(15)와 탈질조(16)에서 각각 1.5Q씩 분리 처리된다. 이 때, 탈질조(16)에는 생물막 여과지로의 운전에 대비하여 질산화조(15)와 동등한 산소공급 장치 등이 설치된다. 이렇게 생물 여과지를 거쳐 탄소 유기물이 처리된 하수가 방류수 수질기준을 만족하는 경우에는 소독조(17)를 거쳐 방류하고, 만족치 못한 경우에는 후속 공정인 제2 마그네틱 응집조(11) 및 제2 마그네틱 흡착조(12)로 보내진다. 이 때, 제2 마그네틱 응집조(11)에 투입되는 하수내 유기물의 플럭 상태에 따라 화학응집과정[제2 유량 조정조(8), 약품투입조(9) 및 화학응집조(10)]은 선택 적용하게 된다. 그리고, 제2 마그네틱 응집조(11)와 제2 마그네틱 흡착조(12)를 통과한 처리수는 소독조(17)를 거쳐 방류(18)된다.Then, the treated water in which the flow rate is adjusted again in the first flow rate adjustment tank 14 is separated and treated by 1.5Q in the nitrification tank 15 and the denitrification tank 16 which mainly perform biofilm filtration functions. At this time, the denitrification tank 16 is provided with an oxygen supply device or the like equivalent to the nitrification tank 15 in preparation for operation to the biofilm filter paper. When the sewage treated with carbon organic matter through biofilter paper satisfies the effluent water quality standard, it is discharged through the disinfection tank 17, and when it is not satisfied, the second magnetic flocculation tank 11 and the second magnetic adsorption which are subsequent processes are discharged. Is sent to Joe (12). At this time, the chemical coagulation process (second flow rate adjusting tank 8, chemical injection tank 9 and chemical coagulation tank 10) is selected according to the floc state of organic matter in the sewage introduced into the second magnetic flocculation tank 11. Will apply. And the treated water which passed the 2nd magnetic coagulation tank 11 and the 2nd magnetic adsorption tank 12 is discharged 18 via the disinfection tank 17. As shown in FIG.
위와 같은 우천시의 공정에서도 청천시와 같이 생물막 공정에 필요한 조절된 영양염류의 양이 공급될 수 있도록 병행처리 수로(24)와 미세 스크린(31) 및 처리수 반송로(25)를 필요에 따라 사용된다.In the rainy process as described above, the parallel treatment channel 24, the fine screen 31, and the treated water conveying path 25 are used as necessary so that the amount of the nutrients required for the biofilm process is supplied as in the Cheongcheon process. do.
앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 하수의 고도처리장치를 사용할 경우에는 도시하수를 BOD55 mg/ℓ이하, SS 5 mg/ℓ이하, CODMn10 mg/ℓ이하, 총질소 5 mg/ℓ이하, 총인 1 mg/ℓ이하로 처리할 수 있다.In the case of using the advanced sewage treatment apparatus of the present invention configured as described above, the municipal sewage is 5 mg / l or less of BOD 5, 5 mg / l or less of COD, 10 mg / l or less of COD Mn , 5 mg / l or less of total nitrogen. It can be treated with less than 1 mg / l total.
아래에서는 청천시 하수용량 Q를 기준하여 침사지 시설을 통과했을 때 표 1과 같은 성상(상태)을 갖는 하수를 1일 1,000m3처리하는 경우를 예로 들어 설명하겠다.In the following, the case of treating 1,000 m 3 of sewage having the properties (state) as shown in Table 1 when passing through the sedimentation facility based on the sewage capacity Q of Cheongcheon-si will be described as an example.
표 1과 같은 성상의 하수내 부유고형물의 농도를 기준하여 마그네틱 응집제/부유고형물의 질량비가 약 1.5가 되도록 마그네틱 응집제를 제1 마그네틱 응집조(4)에 투입 교반하여 자성플럭을 형성하였고, 이 때 마그네틱 응집제로는 평균 입경이 약 3.5 ㎛인 숏더스트(Shot dust)를 사용하였다. 그리고, 제1 마그네틱 응집조(4)로부터 배출되는 혼합슬러리를 분리하는 제1 마그네틱 흡착조(5)내의 슬러리 공탑속도는 1.2 cm/s로 하였다.Magnetic flocculant was added to the first magnetic flocculation tank 4 to form a magnetic floc such that the mass ratio of the magnetic flocculant / floating solid was about 1.5 based on the concentration of suspended solids in the sewage as shown in Table 1. As the magnetic flocculant, shot dust having an average particle diameter of about 3.5 μm was used. And the slurry air column speed in the 1st magnetic adsorption tank 5 which isolate | separates the mixed slurry discharged | emitted from the 1st magnetic flocculation tank 4 was 1.2 cm / s.
표 2는 제1 마그네틱 처리 유출수의 성상과 상기 제1 마그네틱 처리 유출수내 부유 고형물의 농도를 기준하여 화학 응집제로서 8% LAS를 300㎕/ℓ투입하여 급속교반 5분, 완속교반 10분 후 얻어지는 화학응집수의 성상을 나타낸 것이다.Table 2 shows the chemicals obtained after 5 minutes of rapid stirring and 10 minutes of slow stirring by adding 300 µl / l of 8% LAS as a chemical flocculant based on the properties of the first magnetic treated effluent and the concentration of suspended solids in the first magnetic treated effluent. It shows the property of agglomerated water.
표 2에서 보는 바와 같이 화학응집수내 부유고형물의 농도를 기준하여 마그네틱 응집제/부유고형물의 질량비가 약 1.5가 되도록 마그네틱 응집제로 숏더스트(Shot dust)를 제2 마그네틱 응집조(11)에 투입 교반하여 자성플럭을 형성하였고, 제2 마그네틱 응집조(11)로부터 배출되는 혼합슬러리를 분리하는 제2 마그네틱 흡착조(12)내의 슬러리 공탑속도를 약 1.2 cm/s로 하였다.As shown in Table 2, shot dust was added to the second magnetic flocculation tank 11 with magnetic flocculant and stirred so that the mass ratio of the magnetic flocculant / floating solid was about 1.5 based on the concentration of the suspended solids in the chemical flocculation water. The magnetic floc was formed and the slurry air column velocity in the second magnetic adsorption tank 12 separating the mixed slurry discharged from the second magnetic flocculation tank 11 was about 1.2 cm / s.
그리고, 영양염류의 유입량을 주절하기 위하여 마그네틱 공정을 거치지 않고 병행처리 수로(24)를 따라 공급되는 하수의 수질은 표 2의 ( )내에 표시되어 있다.In addition, the sewage water quality supplied along the parallel treatment channel 24 without undergoing a magnetic process in order to control the inflow of nutrients is indicated in () in Table 2.
표 2에서 알 수 있듯이, 제2 마그네틱 흡착조(12)를 통과한 제2 마그네틱 처리 유출수(13)내 부유고형물은 44 mg/ℓ에서 약 2 mg/ℓ, 탁도는 14 NTU에서 약 4 NTU, CODCr이 61 mg/ℓ에서 약 24 mg/ℓ, BOD가 26 mg/ℓ에서 약 9 mg/ℓ, 총 질소가 약 25 mg/ℓ, 그리고 총 인이 0.99 mg/ℓ에서 0.05 mg/ℓ까지 각각 낮아졌다. 이와 같이 부유고형물 등이 확연히 제거된 제2 마그네틱 처리 유출수(13)는 탄소원 공급 시설(23)을 이용하여 적정량의 영양균형이 맞도록 BOD/T-N과 BOD/T-P를 각각 8과 31로 조정한 후 질산화조(15), 탈질조(16) 및 소독조(17)를 거치면서 표 3과 같은 성상으로 최종 정제되어 재이용수로 사용가능해 진다. 이 때, 마그네틱 공정을 이용한 후 탄소원 공급시설(23)을 통해 영양염류를 보충할 것인지, 혹은 침사지 시설(2)만을 거친 하수의 일부분을 병행처리 수로(24) 및 미세 스크린(31)을 통과시켜 하수내에 존재하는 영양염류를 질산화조(15) 및 탈질조(16)에서 이용할 것인지는, 현장여건, 질산화조와 탈질조 및 유입하수의 성상을 고려하여 선택적으로 적용한다.As can be seen from Table 2, the suspended solids in the second magnetic treated effluent 13 passed through the second magnetic adsorber 12 were about 2 mg / l at 44 mg / l, the turbidity was about 4 NTU at 14 NTU, COD Cr is about 24 mg / l at 61 mg / l, BOD is 26 mg / l to about 9 mg / l, total nitrogen is about 25 mg / l, and total phosphorus is 0.99 mg / l to 0.05 mg / l Each lowered. As described above, the second magnetic treatment effluent 13 in which the suspended solids and the like are clearly removed is adjusted to 8 and 31 to adjust the BOD / TN and BOD / TP to an appropriate amount of nutritional balance using the carbon source supply facility 23. Through the nitrification tank 15, the denitrification tank 16 and the disinfection tank 17, it is finally refined to the characteristics as shown in Table 3 and can be used as reused water. At this time, whether to replenish nutrients through the carbon source supply facility (23) after using the magnetic process, or a portion of the sewage through only the settlement site (2) through the parallel treatment channel (24) and the fine screen (31) Whether to use nutrients present in the sewage in the nitrification tank 15 and the denitrification tank 16 is applied selectively considering the site conditions, the characteristics of the nitrification tank and the denitrification tank and the inflow sewage.
표 3에서 ( )안의 수치는 하수내에 존재하는 영양염류를 이용하도록 병행처리 수로를 이용한 경우의 수질의 성상을 나타낸다.In Table 3, the numbers in parentheses indicate the quality of the water quality when the parallel treatment channel was used to use the nutrients present in the sewage.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리장치는 유기물과 인 및 기타 오염물질은 마그네틱 응집제와 화학응집제 및 자력과 미세 스크린을 이용하고, 질소는 선택적인 균배양에 의한 질소제거공정을 이용하기 때문에, 하수를 처리수의 방류 규제치보다 훨씬 양질로 처리하여 자연 하천으로의 방류는 물론 재 이용도 가능하게 한다.As described in detail above, the advanced treatment apparatus for sewage and wastewater using magnetic and biofilms of the present invention uses organic flocculants, phosphorus and other contaminants as magnetic flocculant, chemical flocculant, magnetic force and fine screen, and nitrogen is used for selective culture. By using the nitrogen removal process, the sewage is treated at a much higher quality than the discharge regulation of treated water, so that it can be discharged into natural rivers as well as reused.
또한, 본 발명의 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리장치는 기존의 공정보다도 훨씬 약하게 악취가 발생하며 이러한 악취도 주 악취발생원인 침사지 근처에 악취 발생이 많은 슬러지 처리시설을 집중시킴으로써 악취를 쉽게 처리할 수가 있고, 이에 따라 하수처리장을 주변의 환경오염에 의한 주민의 저항이 없이 주거지에 접하여 건설할 수 있으며, 이로 인해 하수처리 시설을 하수 발생원 부근에 건설하여 처리수를 하천의 상류부에서 방류할 수 있어 다른 기존의 처리시설에서는 쉽게 달성할 수 없는 도시하천의 건천화를 완전히 막을 수 있다.In addition, the advanced treatment apparatus of sewage and wastewater using magnetic force and biofilm of the present invention generates odor much weaker than the existing process, and the odor is also concentrated by concentrating the odor-producing sludge treatment facility near the scavenger which is the main odor source. It can be easily treated, and thus, a sewage treatment plant can be constructed in contact with a residential area without resistance of the residents due to environmental pollution around it. It can be discharged to completely prevent the urbanization of urban streams that cannot be easily achieved with other existing treatment facilities.
또한, 본 발명의 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리장치는 우천시에는 당초 하수처리장의 처리의 주목적이던 도시하수(오수+폐수)외에 우천수가 섞여 들어오는 경우에 대비하여, 청천시 처리공정을 단순한 처리공정의 변경을 행함으로써 처리수의 방류 및 재사용 기준을 만족시킬 수 있다.In addition, the advanced treatment apparatus for sewage and wastewater using the magnetic and biofilm of the present invention, in case of rain, in case of rainwater mixed with urban sewage (sewage + wastewater), which is the main purpose of treatment of the sewage treatment plant, the treatment process is performed in Cheoncheon. By simply changing the treatment process, the discharge and reuse criteria of the treated water can be satisfied.
또한, 본 발명의 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리장치는 생물막 여과시의 영양균형 상태를 파악하여 침사지 시설을 거친 하수를 마그네틱 흡착처리와 미세 스크린 처리를 병행하여 행한 후 생물막 여과공정에 공급함으로써 미생물 섭생에 필요한 영양균형을 자연적으로 이룰 수 있고, 우천시 등 유입하수의 여건상 유입수의 영양균형을 맞추기 어려운 경우에는 별도의 탄소원 공급시설을 두어 생물막 여과공정에 알맞은 영양상태를 유지할 수 있다.In addition, the advanced treatment apparatus of sewage and wastewater using magnetic force and biofilm of the present invention grasps the nutritional balance state during filtration of biofilm and performs sewage treatment through magnetic adsorption treatment and fine screen treatment in parallel to biofilm filtration process. By supplying, it is possible to achieve the nutritional balance naturally required for microbial regeneration, and when it is difficult to balance the nutrition of the inflow water due to the inflow of sewage, such as rainy weather, a separate carbon source supply facility can be maintained to maintain the nutritional status suitable for the biofilm filtration process.
이상에서 본 발명의 자력 및 생물막을 이용한 하수 및 폐수의 고도처리방법 및 고도처리장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Although the technical details of the advanced treatment method and advanced treatment apparatus for sewage and wastewater using the magnetic force and biofilm of the present invention have been described with the accompanying drawings, this is illustrative of the best embodiments of the present invention, and the present invention is limited. It is not.
또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
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