KR100789275B1 - An apparatus for treating highly concentrated organic waste water and a method for treating highly concentrated organic waste water using the same - Google Patents

An apparatus for treating highly concentrated organic waste water and a method for treating highly concentrated organic waste water using the same Download PDF

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Abstract

An apparatus for treating highly concentrated organic wastewater is provided to make it not necessary to return sludge, easily replace existing facilities, reduce the manufacturing cost, perform an operation at high organic load and high BOD load, and prevent a sludge swelling phenomenon from being generated, and a method for treating highly concentrated organic wastewater using the apparatus is provided. An apparatus for treating highly concentrated organic wastewater comprises a carrier reactor(20) into which organic wastewater to be treated flows to oxidize and decompose organic matters contained in the organic wastewater using aerobic microorganisms attached to carriers(21), wherein the carriers are carriers formed from a foamed polymer coated in such a form that at least one adhesive resin selected from the group consisting of acrylic resin, ethylene vinyl acetate resin, furan resin, phenol resin, urea resin, melamine resin and polyamide resin is mixed with fine powder of activated carbon at a weight ratio of 60:40 to 50:50, and the organic wastewater has a BOD load of 5 to 15 kg.BOD/m^3.day. The carrier reactor includes a carrier screen(22) disposed on a side face of the carrier reactor to prevent the carriers from flowing out, a diffuser(23) for supplying oxygen into organic wastewater contained in the carrier reactor, and an air lift pump(24) for transferring the carriers and separating microorganisms attached to the carriers. Further, the diffuser is a membrane diffuser containing an EPDM rubber.

Description

고농도 유기폐수의 처리 장치 및 이를 이용한 유기폐수 처리방법{An apparatus for treating highly concentrated organic waste water and a method for treating highly concentrated organic waste water using the same}An apparatus for treating highly concentrated organic waste water and a method for treating highly concentrated organic waste water using the same}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 고농도 유기폐수의 처리장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing an apparatus for treating high concentration organic wastewater according to one embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 처리장치를 이용한 고농도 유기폐수의 처리시 BOD 부하량에 따른 BOD 처리효율을 도시한 그래프이다.2 is a graph showing the BOD treatment efficiency according to the BOD load in the treatment of high concentration organic wastewater using the treatment apparatus of FIG.

도 3은 도 1의 처리장치를 전저리장치로서 포함하는 고농도 유기폐수 처리장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing an embodiment of a high concentration organic wastewater treatment apparatus including the treatment apparatus of FIG.

도 4는 도 1의 처리장치를 전처리장치로서 포함하는 고농도 유기폐수 처리장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a view schematically showing another embodiment of a high concentration organic wastewater treatment apparatus including the treatment apparatus of FIG. 1 as a pretreatment apparatus.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 폐수 유입관 11, 11', 12, 13, 54: 처리수 배출관10: wastewater inlet pipe 11, 11 ', 12, 13, 54: treated water discharge pipe

14: 슬러지 반송관 20: 담체 반응조14: sludge return pipe 20: carrier reaction tank

21: 담체 22: 담체 스크린21: carrier 22: carrier screen

23, 31, 52: 산기관 24: 에어리프트 펌프23, 31, 52: diffuser 24: air lift pump

30: 활성 슬러지 반응조 40: 슬러지 침전조30: activated sludge reactor 40: sludge settling tank

42, 53: 잉여슬러지 배출관 50: MBR 반응조42, 53: excess sludge discharge pipe 50: MBR reactor

51: 분리막 51: separator

본 발명은 고농도 유기폐수의 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬러지 반송이 불필요하고 기존 설비를 용이하게 대체할 수 있으며 제조비용을 절감하면서도 고 유기물 부하량 및 고 BOD 용적 부하량에서 운전이 가능한 고농도 유기폐수의 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for treating high concentration organic wastewater, and more particularly, it is not necessary to return sludge, and can easily replace an existing facility, and can operate at high organic matter load and high BOD volume load while reducing manufacturing cost. An apparatus and method for treating high concentration organic wastewater.

유기폐수의 처리방법으로는 일반적으로 활성슬러지법이 사용되어 왔는데, 활성슬러지법은 1차 처리된 유기폐수의 2차 처리를 위해서나, 또는 1차 처리를 거치지 않은 유기폐수를 호기적으로 완전히 처리하기 위하여 채택되는 유기폐수 처리방법이다. In general, activated sludge has been used as a treatment method for organic wastewater, and the activated sludge method is used for secondary treatment of organically treated wastewater, or to completely treat organic wastewater without first treatment. Organic wastewater treatment method.

통상적인 활성슬러지법에서는, 유기폐수가 폭기조(aeration tank) 내로 계속 주입됨에 따라 미생물이 폐수 중의 유기물을 섭취분해하여 성장하게 되고, 이렇게 성장된 미생물은 응결되어 종말 침전조 내에서 침전된다. 이와 같이 침전된 침전체의 일부는 활성슬러지 형태로 폭기조로 반송되고 다른 일부는 잉여 슬러지로 폐기되게 된다. 이와 같이 함으로써, 폭기조내의 미생물량이 적정한 수준으로 유지되면서 폐수 중의 유기물이 분해되고, 아울러 질소, 인 등이 제거되게 된다.In a conventional activated sludge method, as organic wastewater continues to be injected into an aeration tank, microorganisms grow by ingesting and decomposing organic matter in the wastewater, and the microorganisms thus grown are condensed and precipitated in the terminal sedimentation tank. Some of the precipitate thus precipitated is returned to the aeration tank in the form of activated sludge and the other is disposed of as excess sludge. In this way, while the amount of microorganisms in the aeration tank is maintained at an appropriate level, organic matter in the wastewater is decomposed, and nitrogen, phosphorus, etc. are removed.

이러한 활성슬러지법은 유기폐수의 처리방법으로서 그 효과가 오랫동안 인정 되어 왔다. 그러나, 활성슬러지법은 고농도의 유기물을 함유한 폐수로부터 유기물을 효과적으로 제거하기에는 부적합하고, 잉여슬러지의 양도 증가되는 등 많은 문제점이 있다. 특히, 활성슬러지법에서는 유기물 부하량이 높은 폐수가 유입될 경우, 침전조에서 벌킹(bulking), 즉 슬러지 팽화현상이 발생함으로써, 유기물의 부하량 변동이 큰 경우에 대처하기 어렵다. This activated sludge method has long been recognized for its effectiveness as a method for treating organic wastewater. However, the activated sludge method is not suitable for effectively removing organic matter from wastewater containing a high concentration of organic matter, and there are many problems such as an increase in the amount of excess sludge. In particular, in the activated sludge method, when wastewater having a high organic load is introduced, bulking, that is, sludge swelling, occurs in the settling tank, so that it is difficult to cope with a large load variation of the organic material.

한편, 기존의 활성슬러지법을 대처하기 위해 부착 생물막 공정이 개발되었다. Meanwhile, in order to cope with the existing activated sludge method, an attached biofilm process was developed.

부착 생물막 공정은 폭기조내의 부유 미생물만을 이용하여 유기오염물을 처리하는 활성슬러지법과는 달리, 담체에 부착된 고농도의 미생물을 이용하여 유기오염물을 처리하는 유기폐수 처리방법이다. 이러한 부착 생물막 공정은 처리효율이 높아 반응기의 부피를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 슬러지 팽화 현상을 사전에 방지할 수 있는 잇점이 있다. The attached biofilm process is an organic wastewater treatment method for treating organic contaminants using a high concentration of microorganisms attached to a carrier, unlike an activated sludge process that uses only suspended microorganisms in an aeration tank. The attached biofilm process has a high treatment efficiency and can significantly reduce the volume of the reactor, and also has an advantage of preventing sludge swelling in advance.

이러한 부착 생물막 공정에서는 폭기조내에 폐수처리에 이용되는 미생물을 적정한 수준으로 계속해서 유지시킬 필요가 있으며, 이에 따라 미생물의 부유성장 또는 부착성장을 위한 미생물 부착용 담체가 필수적으로 요구된다. In such an attachment biofilm process, it is necessary to continuously maintain the microorganisms used for wastewater treatment in an aeration tank at an appropriate level, and therefore, a carrier for attaching the microorganisms for floating or adhesion growth of the microorganisms is required.

부착 생물막 공정의 유기폐수 처리효율은 폭기조내에 투입된 담체의 효율에 의해 크게 좌우되지만, 담체를 투입한다고 해서 반드시 활성슬러지 공법보다 높은 처리효율을 얻거나 슬러지 팽화현상을 방지 할 수 있는 것은 아니다. 왜냐하면, 부착 생물막 공정에서는 종속영양세균의 과도한 성장에 의한 여재 막힘 현상, 미생물막의 탈리 현상에 따른 처리효율 저하 등의 문제점이 있기 때문이다. Although the treatment efficiency of organic wastewater in the deposition biofilm process is largely dependent on the efficiency of the carrier in the aeration tank, the addition of the carrier does not necessarily achieve higher treatment efficiency than the activated sludge process or prevent sludge swelling. This is because, in the attached biofilm process, there are problems such as clogging of the media due to excessive growth of heterotrophic bacteria and a decrease in treatment efficiency due to detachment of the microbial membrane.

부착 생물막 공정에 사용되는 담체로는 주로 다공성 플라스틱류, 활성탄소섬유, 폴리비닐알콜, 및 활성탄 등이 알려져 있다. 그러나, 이러한 재질의 담체는 친수성이 충분하지 않기 때문에 부유되어 있는 미생물을 부착시키기가 쉽지 않고, 부착되지 못한 미생물은 성장속도가 낮아서 유기폐수 처리장치를 연속적으로 가동시키는 경우에는 폭기조 밖으로 배출되는 문제점이 있다. 따라서, 미생물의 특성에 맞는 적절한 담체의 재질 및 형태를 선택하는 것이 요구되며, 담체를 실제 공정에 적용하는데 있어서 부착미생물양을 적절하게 유지하면서 담체에 적당한 최적의 조업조건으로 운전하는 것이 매우 중요하다.As carriers used in the adhesion biofilm process, porous plastics, activated carbon fibers, polyvinyl alcohol, activated carbon and the like are known. However, since the carrier of such a material is not sufficiently hydrophilic, it is not easy to attach the suspended microorganisms, and the unattached microorganisms have a low growth rate, so that the organic wastewater treatment apparatus is discharged out of the aeration tank continuously. have. Therefore, it is required to select the material and form of the carrier appropriate for the characteristics of the microorganism, and it is very important to operate the carrier in the optimum operating conditions suitable for the carrier while maintaining the adherent microbial amount appropriately in the actual process. .

또 하나의 대체 공법으로 MBR(Membrane Bio Reactor) 처리 기술이 있다. MBR 처리기술은 기존의 활성 슬러지 공정의 한계인 침전문제를 분리막을 이용하여 해결하는 기술로, 높은 미생물 농도를 유지하면서도 분리막으로 미생물과 처리수를 강제 분리한다. 이 기술은 높은 미생물 농도를 유지하여 반응조의 부피를 줄일 수 있고 슬러지 팽화(bulking) 현상 등에 무관하게 처리수를 배출할 수 있는 장점이 있으나, 높은 유기물 부하량(F/M비)에서는 분리막의 오염이 가중되는 문제점이 있다.Another alternative is MBR (Membrane Bio Reactor) treatment technology. MBR treatment technology solves the problem of sedimentation, which is the limitation of the existing activated sludge process, by using a membrane, and forcibly separates microorganisms and treated water through the membrane while maintaining a high concentration of microorganisms. This technology has the advantage of reducing the volume of the reactor by maintaining a high microbial concentration and discharging the treated water irrespective of sludge bulking, but at high organic load (F / M ratio), contamination of the membrane There is a weighted problem.

본 발명은 슬러지 반송이 불필요한 고농도 유기폐수의 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for treating high concentration organic wastewater in which sludge conveyance is unnecessary.

본 발명의 다른 목적은 기존 설비를 용이하게 대체할 수 있으며 제조비용을 절감할 수 있는 고농도 유기폐수의 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for treating high concentration organic wastewater, which can easily replace existing facilities and reduce manufacturing costs.

본 발명의 또 다른 목적은 고 유기물 부하량 및 고 BOD 용적 부하량에서 운 전이 가능한 고농도 유기폐수의 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for treating high concentration organic wastewater, which can operate at high organic loads and high BOD volume loads.

본 발명의 또 다른 목적은 슬러지 팽화 현상을 미연에 방지할 수 있는 고농도 유기폐수의 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus and method for treating high concentration organic wastewater, which can prevent sludge swelling in advance.

본 발명의 또 다른 목적은 고 유기물 부하량 및 고 BOD 용적부하량을 1차 처리하여, MBR 공정과 같은 2차 처리 공정의 부하를 경감할 수 있는 유기폐수의 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for treating organic wastewater capable of firstly treating a high organic load and a high BOD volume load to reduce the load of a secondary treatment process such as an MBR process.

본 발명에 따르면,According to the invention,

처리하고자 하는 유기폐수를 유입시켜 상기 유기폐수 중에 포함된 유기물을 담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 산화분해시키는 담체 반응조를 구비하고,A carrier reaction tank for introducing an organic wastewater to be treated to oxidatively decompose the organic matter contained in the organic wastewater using an aerobic microorganism attached to the carrier,

상기 담체는 아크릴수지, 에틸렌비닐아세테이트수지, 퓨란수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 및 폴리아미드수지로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 접착성수지와 미분활성탄이 60:40 내지 50:50의 중량비로 혼합된 형태로 코팅되어 있는 발포고분자로 된 담체인 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치가 제공된다.The carrier may include 60:40 to 50:50 of at least one adhesive resin and finely divided activated carbon selected from the group consisting of acrylic resin, ethylene vinyl acetate resin, furan resin, phenol resin, urea resin, melamine resin and polyamide resin. Provided is an organic wastewater treatment apparatus characterized in that the carrier is a foamed polymer coated in a mixed form by weight.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 발포고분자는 스폰지, 폼 또는 부직포 구조로 되어 있으며, 폴리우레탄, 폴리스티렌 및 폴리에틸렌으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 고분자이다.According to one embodiment of the invention, the foamed polymer has a sponge, foam or nonwoven structure, and is at least one polymer selected from the group consisting of polyurethane, polystyrene and polyethylene.

또한 본 발명에 따르면,Also according to the invention,

처리하고자 하는 유기폐수를 유입시켜 상기 유기폐수 중에 포함된 유기물을 담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 산화분해시키는 담체 반응조를 구비하고,A carrier reaction tank for introducing an organic wastewater to be treated to oxidatively decompose the organic matter contained in the organic wastewater using an aerobic microorganism attached to the carrier,

상기 담체는 미생물 부착용 폴리우레탄 담체로서,The carrier is a polyurethane carrier for microbial attachment,

함수율이 50 % ~ 96%이고, 접촉각이 10 ~ 40°이며, 겉보기 밀도가 0.015 ~ 0.045g/cm3이며,Water content is 50% to 96%, contact angle is 10 to 40 °, apparent density is 0.015 to 0.045g / cm 3 ,

한 분자당 2개의 수산기를 갖는 분자량 800 ~ 5,000g/mol의 폴리올, 한 분자당 3개 내지 6개의 수산기를 갖는 가교제, 탄소수 1 내지 6개의 알칸디올 사슬연장제 및 한 분자당 2개 내지 3개의 이소시아네이트기를 갖는 방향족 폴리이소시아네이트가 반응하여 얻어진 망목상의 친수성 폴리우레탄이 발포된 것이며,Polyols having a molecular weight of 800 to 5,000 g / mol having two hydroxyl groups per molecule, crosslinking agents having 3 to 6 hydroxyl groups per molecule, alkanediol chain extenders having 1 to 6 carbon atoms and 2-3 to one molecule The mesh-like hydrophilic polyurethane obtained by the reaction of the aromatic polyisocyanate having an isocyanate group is foamed,

상기 폴리올은 PEG, PPG 및 PTMG로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 폴리올인 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치가 제공된다.The polyol is provided with an organic wastewater treatment apparatus, characterized in that at least one polyol selected from the group consisting of PEG, PPG and PTMG.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 담체의 부피는 상기 담체 반응조의 부피를 기준으로 5~50부피%를 차지한다.According to another embodiment of the invention, the volume of the carrier occupies 5 to 50% by volume based on the volume of the carrier reactor.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 담체는 유동상 담체이다.According to another embodiment of the invention, the carrier is a fluidized bed carrier.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 유기폐수의 BOD 용적 부하량(kg.BOD/m3·day)은 5~15이다.According to another embodiment of the present invention, the BOD volume loading (kg.BOD / m 3 · day) of the organic wastewater is 5-15.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 담체 반응조를 거친 처리수가 배출되는 상기 담체 반응조의 측면에 상기 담체의 유출을 방지하는 담체 스크린을 배치한다.According to another embodiment of the present invention, a carrier screen is disposed on the side of the carrier reaction tank through which the treated water passed through the carrier reaction tank is discharged.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 담체 스크린은 다공성의 스테인 레스 스틸을 포함한다.According to a preferred embodiment of the invention, the carrier screen comprises a porous stainless steel.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 담체 반응조는 산소 공급을 위한 산기관을 구비한다.According to another embodiment of the present invention, the carrier reactor has an acid pipe for oxygen supply.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 산기관은 EPDM고무를 포함하는 멤브레인 산기관이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the diffuser is a membrane diffuser comprising EPDM rubber.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 담체 반응조의 후단부로 이동된 담체를 다시 이의 전단부로 이송시킴과 동시에 부착미생물의 적절한 탈리를 위하여 에어리프트 펌프를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, an air lift pump is included to transfer the carrier, which is moved to the rear end of the carrier reaction tank, to the front end thereof, and at the same time, to properly detach the adherent microorganism.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 담체 반응조를 거친 처리수가 유입되며 상기 처리수 중에 잔류하는 유기물을 부유 호기성 미생물을 이용하여 산화분해시키는 활성 슬러지 반응조, 및 상기 활성 슬러지 반응조를 거친 처리수가 유입되며 상기 처리수 중의 슬러지를 침전시켜 침전된 슬러지 중의 일부를 상기 활성 슬러지 반응조로 반송시키며 나머지 잔량 모두를 외부로 배출시키는 슬러지 침전조를 더 구비한다.According to another embodiment of the present invention, an activated sludge reaction tank for introducing the treated water passed through the carrier reaction tank and oxidatively decomposing organic matter remaining in the treated water using floating aerobic microorganisms, and treated water passing through the activated sludge reaction tank It is further provided with a sludge settling tank to precipitate the sludge in the treated water to return a portion of the sludge precipitated to the active sludge reaction tank and discharge all the remaining amount to the outside.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 담체 반응조를 거친 처리수가 유입되며 상기 처리수 중에 잔류하는 유기물을 활성 슬러지 미생물을 이용하여 산화분해시키고, 분리막을 이용하여 미생물과 처리수를 분리하는 MBR 반응조(Membrane Bio Reactor)를 더 구비한다.According to another embodiment of the present invention, the treated water passed through the carrier reaction tank flows in and the organic matter remaining in the treated water is oxidized decomposition using activated sludge microorganisms, MBR reaction tank for separating the microorganism and the treated water using a separator (Membrane Bio Reactor) is further provided.

또한 본 발명에 따르면,Also according to the invention,

처리하고자 하는 유기폐수를 담체 반응조에 유입시켜, 상기 유기폐수 중에 포함된 유기물을 폴리우레탄 폼 담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 1차 산화분해시키는 단계; 및Introducing organic wastewater to be treated into a carrier reaction tank and subjecting the organic matter contained in the organic wastewater to primary oxidation using an aerobic microorganism attached to a polyurethane foam carrier; And

상기 담체 반응조를 거친 처리수를 활성 슬러지 반응조에 유입시켜, 상기 처리수 중에 잔류하는 유기물을 부유 호기성 미생물을 이용하여 2차 산화분해시키는 단계; 및Flowing the treated water having passed through the carrier reaction tank into an activated sludge reaction tank to secondary oxidative decomposition of organic substances remaining in the treated water using suspended aerobic microorganisms; And

상기 활성 슬러지 반응조를 거친 처리수를 슬러지 침전조에 유입시켜, 상기 처리수 중의 슬러지를 침전시키고 침전된 슬러지 중의 일부를 상기 활성 슬러지 반응조로 반송시키며 나머지 잔량 모두를 외부로 배출시키는 단계;를 포함하는 유기 폐수 처리 방법이 제공된다.Flowing the treated water passed through the activated sludge reaction tank into a sludge settling tank, precipitating sludge in the treated water, returning some of the precipitated sludge to the activated sludge reaction tank, and discharging all remaining amounts to the outside; Wastewater treatment methods are provided.

또한 본 발명에 따르면,Also according to the invention,

처리하고자 하는 유기폐수를 담체 반응조에 유입시켜, 상기 유기폐수 중에 포함된 유기물을 폴리우레탄 폼 담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 1차 산화분해시키는 단계; 및Introducing organic wastewater to be treated into a carrier reaction tank and subjecting the organic matter contained in the organic wastewater to primary oxidation using an aerobic microorganism attached to a polyurethane foam carrier; And

상기 담체 반응조를 거친 처리수를 생물막 반응조(Membrane Bio Reactor) 에 유입시켜, 상기 처리수 중에 잔류하는 유기물을 활성슬러지 미생물을 이용하여 2차 산화분해시키고 분리막을 이용하여 미생물과 처리수를 분리하는 단계를 포함하는 유기 폐수 처리 방법이 제공된다.Injecting the treated water through the carrier reaction tank into a membrane bioreactor, the organic matter remaining in the treated water by secondary oxidative decomposition using activated sludge microorganisms and separating the microorganism and the treated water using a separation membrane Provided is an organic wastewater treatment method comprising a.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 고농도 유기폐수의 처리장치를 개략적으 로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing an apparatus for treating high concentration organic wastewater according to one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 고농도 유기폐수 처리장치는 담체 반응조(20)를 구비한다.Referring to Figure 1, the high concentration organic wastewater treatment apparatus according to the present embodiment includes a carrier reaction tank (20).

담체 반응조(20)에는 폐수 유입관(10), 처리수 배출관(11), 담체 스크린(22), 산기관(23), 및 에어리프트 펌프(24)가 설치되어 있고, 그 내부에는 담체(21)가 충진되어 있다. 이러한 담체 반응조(20)는 하나의 반응조로 구성될 수도 있고 하나의 반응조에 칸막이를 설치하여 몇 개의 단으로 구성될 수도 있다. 또한, 담체 반응조(20)의 크기는 유입되는 유기폐수의 수질 기준에 따라 조절될 수 있다.The carrier reaction tank 20 is provided with a wastewater inlet pipe 10, a treated water discharge pipe 11, a carrier screen 22, an diffuser 23, and an air lift pump 24, and a carrier 21 therein. ) Is filled. The carrier reaction tank 20 may be composed of one reactor or may be composed of several stages by installing a partition in one reactor. In addition, the size of the carrier reactor 20 can be adjusted according to the water quality standards of the organic wastewater introduced.

폐수 유입관(10)을 통해 고농도의 유기폐수가 유입되고, 이 유기폐수 중에 포함된 유기물이 담체(21)에 부착된 호기성 미생물에 의해 분해되며, 이와 같이 유기물의 분해가 이루어진 처리수는 처리수 배출관(11)을 통해 외부로 배출된다. 담체 반응조(20)의 일측면, 즉 처리수 배출관(11)이 설치된 쪽 측면에는 담체 스크린(22)이 배치되어 담체(21)가 처리수와 함께 외부로 유출되는 것을 방지한다. 이러한 담체 스크린(22)은 다공성의 스테인레스 스틸을 포함한다. 또한, 산기관(23)을 통해 산소가 유입되어 호기성 미생물에 공급된다. 산기관(23)은 EPDM고무(ethylene-propylene-nonconjugated diene rubber)를 포함한다. 이와 같은 재질을 사용함으로써, 산기관(23)의 막힘 현상이 방지될 수 있다. 여기서, 처리수란 담체 반응조(20)를 거친 유기폐수를 의미한다. 에어리프트 펌프(24)는 담체 반응조(20)의 담체(21)가 한쪽으로 치우치는 현상을 방지하고 이의 수평방향으로의 원활한 유동을 유도한다. 구체적으로, 에어리프트 펌프(24)는 담체 반응조(20)의 후 단부, 즉 담체 스크린(22) 쪽 단부로 몰리는 담체(21)를 다시 담체 반응조(20)의 전단부, 즉 폐수 유입관(10) 쪽 단부로 연속적으로 이동시키는 기능을 담당한다. 또한, 이와 같이 에어리프트 펌프(24)를 배치함으로써 담체(21)에 부착된 미생물의 적절한 탈리가 이루어져 폐수 중의 유기물을 산화분해시키는 미생물의 효율을 증가시킬 수 있다.A high concentration of organic wastewater is introduced through the wastewater inlet pipe 10, and organic matter contained in the organic wastewater is decomposed by aerobic microorganisms attached to the carrier 21. The treated water in which the organic matter is decomposed is treated water. It is discharged to the outside through the discharge pipe (11). The carrier screen 22 is disposed on one side of the carrier reactor 20, that is, the side on which the treated water discharge pipe 11 is installed, to prevent the carrier 21 from flowing out together with the treated water. This carrier screen 22 comprises porous stainless steel. In addition, oxygen is introduced through the diffuser 23 and supplied to the aerobic microorganism. The diffuser 23 includes EPDM rubber (ethylene-propylene-nonconjugated diene rubber). By using such a material, clogging of the diffuser 23 can be prevented. Here, the treated water means organic wastewater that has passed through the carrier reaction tank 20. The air lift pump 24 prevents the carrier 21 of the carrier reactor 20 from being biased to one side and induces a smooth flow thereof in the horizontal direction. Specifically, the air lift pump 24 moves the carrier 21 driven back to the rear end of the carrier reactor 20, that is, the end of the carrier screen 22, to the front end of the carrier reactor 20, that is, the wastewater inlet pipe 10. ) It is responsible for the continuous movement to the end. In addition, by arranging the air lift pump 24 as described above, appropriate desorption of the microorganisms attached to the carrier 21 may be performed to increase the efficiency of microorganisms for oxidatively decomposing organic matter in the wastewater.

담체(21)는 발포고분자에 미분된 활성탄이 표면 코팅된 담체일 수 있다. The carrier 21 may be a carrier coated with activated carbon finely divided in the expanded polymer.

이 경우, 담체(21)는 고농도의 미생물을 부착시킬 수 있는 다공성 구조를 가지고 있을 뿐만 아니라 우수한 흡착능력을 지니고 있어 고부하량 및 충격부하량에서도 슬러지 팽화없이 유기폐수의 처리가 가능하다. 또한 이 경우, 담체(21)는 미생물에 35,000m2/m3 정도의 넓은 비표면적으로 제공함으로써 고농도의 미생물을 부착시킬 수 있어 활성 슬러지와 동일한 부유 미생물 농도조건하에서도 유기물의 부하량을 크게 낮출 수 있다. In this case, the carrier 21 not only has a porous structure capable of attaching a high concentration of microorganisms but also has an excellent adsorption capacity, so that the organic wastewater can be treated without swelling of sludge even under high load and impact load. In this case, the carrier 21 can attach microorganisms of high concentration by providing a large specific surface area of about 35,000 m 2 / m 3 to the microorganisms, thereby significantly reducing the load of organic matter even under the same suspended microbial concentration condition as activated sludge. have.

이 경우, 발포고분자는 스폰지, 폼, 또는 부직포 구조로 되어 있어 다공성을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 재질로는 폴리우레탄, 폴리스티렌, 또는 폴리에틸렌이 바람직하다. In this case, the expanded polymer is not particularly limited as long as it has a porous structure because it has a sponge, foam, or nonwoven structure, and the material is preferably polyurethane, polystyrene, or polyethylene.

또한 이 경우, 미분활성탄은 접착성 수지와 혼합되어 코팅되며, 접착성 수지로는 임의의 공지된 것이 제한없이 사용될 수 있으나, 특히 아크릴수지, 에틸렌비닐아세테이트수지, 퓨란수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 및 폴리아미드수지가 바람직하게 이용된다. 이때, 미분 활성탄과 접착성 수지의 중량비는 40:60 내지 50:50인 것이 바람직하다.In this case, the finely divided activated carbon is coated with an adhesive resin and coated with an adhesive resin. Any known resin may be used without limitation, but in particular, acrylic resin, ethylene vinyl acetate resin, furan resin, phenol resin, urea resin, Melamine resins and polyamide resins are preferably used. At this time, the weight ratio of the finely divided activated carbon to the adhesive resin is preferably 40:60 to 50:50.

또한, 미분활성탄의 입자크기는 작을수록 바람직하며, 구체적으로 200메쉬 이하인 것이 바람직하다.In addition, the smaller the particle size of the finely activated carbon, the more preferable, and specifically, it is preferable that it is 200 mesh or less.

또한, 담체(21)는 친수성 재질을 갖는 폴리우레탄 폼 담체일 수도 있다. In addition, the carrier 21 may be a polyurethane foam carrier having a hydrophilic material.

이 경우, 담체(21)는 함수율이 50% ~ 96%이고, 접촉각이 10°~ 40°이며, 겉보기 밀도가 0.015 ~ 0.045g/cm3이다. 함수율이 50 % 미만이고 접촉각이 40°를 초과하면 친수성이 부족하여 미생물 포괄시 미생물의 활성을 저하시키는 문제점이 있고, 함수율이 70%를 초과하고 또한 접촉각이 10°미만이면 친수성이 너무 강해서 폐수처리시의 처리조에서의 교반 유동에 따른 내구성이 저하되는등의 문제점이 있다. 겉보기 밀도가 0.015g/cm3미만이면 공극율이 증가하여 물과 공기의 전단력에 의해 부착한 미생물의 탈리가 쉽게 일어날 수 있고, 겉보기 밀도가 0.045g/cm3를 초과하면 질산화 미생물이 부착할 표면적이 줄어드는 문제점이 있다. In this case, the carrier 21 has a water content of 50% to 96%, a contact angle of 10 ° to 40 °, and an apparent density of 0.015 to 0.045 g / cm 3 . If the water content is less than 50% and the contact angle exceeds 40 °, there is a problem of degrading the activity of the microorganisms when the microorganisms are enclosed due to lack of hydrophilicity. There exists a problem that durability falls with the stirring flow in the processing tank at the time of fall. If the apparent density is less than 0.015 g / cm 3, the porosity increases and the detachment of adhered microorganisms can easily occur due to the shear force of water and air, and if the apparent density exceeds 0.045 g / cm 3 , the surface area to which nitrifying microorganisms will attach There is a problem of shrinking.

또한 이 경우, 담체(21)는 한 분자당 2개의 수산기를 갖는 분자량 800 ~ 5,000g/mol의 폴리올, 한 분자당 3개 내지 6개의 수산기를 갖는 가교제, 탄소수 1 내지 6개의 알칸디올 사슬연장제 및 한 분자당 2개 내지 3개의 이소시아네이트기를 갖는 방향족 폴리이소시아네이트가 반응하여 얻어진 망목상의 친수성 폴리우레탄이 발포된 것이다. 상기 폴리올의 분자량이 수평균분자량으로서 800g/mol 미만이면 얻어진 폴리우레탄의 탄성이 불충분하고 친수성이 떨어지며, 5,000 g/mol을 초과하면 인열강도 등 기계적 특성이 불충분한 문제점이 있다. In this case, the carrier 21 may be a polyol having a molecular weight of 800 to 5,000 g / mol having two hydroxyl groups per molecule, a crosslinking agent having 3 to 6 hydroxyl groups per molecule, and an alkanediol chain extender having 1 to 6 carbon atoms. And a networked hydrophilic polyurethane obtained by reacting an aromatic polyisocyanate having 2 to 3 isocyanate groups per molecule. If the molecular weight of the polyol is less than 800 g / mol as the number average molecular weight, the resulting polyurethane has insufficient elasticity and hydrophilicity, and if it exceeds 5,000 g / mol, there is a problem of insufficient mechanical properties such as tear strength.

또한 이 경우, 상기 폴리올은 PEG, PPG 및 PTMG로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 폴리올인 것이 바람직하다. 이들로부터 제조된 폴리우레탄은 내한성이 우수하고 입수가 용이하며 폴리에테르계 폴리올이기 때문에 폴리에스테르계 폴리올에 비하여 내가수분해성이 우수한 장점이 있다.Also in this case, the polyol is preferably at least one polyol selected from the group consisting of PEG, PPG and PTMG. Polyurethanes prepared from them have excellent cold resistance, easy to obtain, and polyether polyols, and thus have excellent hydrolysis resistance compared to polyester polyols.

본 발명자들은 특히 상기 폴리올이 PEG : PPG : PTMG의 혼합비가 10 : 7 : 3의 혼합물로 사용되거나 또는 PEG 만을 단독으로 사용하면 본 발명의 목적을 달성하는데 유리하다는 것을 발견하였다.The inventors have found in particular that the polyol is advantageous in achieving the object of the present invention when the mixing ratio of PEG: PPG: PTMG is used in a mixture of 10: 7: 3 or when PEG alone is used.

상기 한 분자당 3개 내지 6개의 수산기를 갖는 가교제는 폴리우레탄을 망목상으로 하여 충격강도 및 탄성회복률 등을 좋게 하고, 특히 후속의 사슬연장반응 및 가교반응 이후에도 이들 반응에 참여하지 않고 잔류하는 많은 수의 자유 수산기를 보유하고 있으므로 얻어진 폴리우레탄 담체의 친수성을 증가시키는 역할을 한다. 본 발명에서 바람직하게 사용될 수 있는 가교제의 구체적인 예는 솔비톨, 글리세롤 및 펜타에리스리톨로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 데, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명자들은 가교제로서 한 분자당 6개의 수산기를 갖는 솔비톨이 친수성을 증가시키는 데 유용함을 발견하였는데, 그 사용량은 상기 폴리올 100 중량부를 기준으로 1 내지 5 중량부인 것이 바람직하다. 상기 솔비톨 가교제의 사용량이 1 중량부 미만이면 망목구조의 형성이 불충분하므로 충격강도 및 탄성회복률 등이 만족스럽지 못하고, 5중량부를 초과하면 지나치게 친수성이 상승하여 강도저하 등 물성저하의 문제점이 있다.The crosslinking agent having 3 to 6 hydroxyl groups per molecule improves the impact strength and elastic recovery rate by using polyurethane as a mesh, and in particular, many residues remaining without participating in these reactions after subsequent chain extension and crosslinking reactions. Since it has a number of free hydroxyl groups, it serves to increase the hydrophilicity of the obtained polyurethane carrier. Specific examples of the crosslinking agent that can be preferably used in the present invention is at least one selected from the group consisting of sorbitol, glycerol and pentaerythritol, but is not limited thereto. In particular, the present inventors have found that sorbitol having 6 hydroxyl groups per molecule as a crosslinking agent is useful for increasing hydrophilicity, and the amount thereof is preferably 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol. If the amount of the sorbitol crosslinking agent is less than 1 part by weight, the formation of the network structure is insufficient, and thus the impact strength and the elastic recovery rate are not satisfactory. If the amount of the sorbitol crosslinking agent is less than 5 parts by weight, the hydrophilicity is excessively increased, resulting in problems such as deterioration in physical properties.

이러한 다공성의 친수성 폴리우레탄 담체(21)는 질산화용 담체로서 성장속도 가 낮고 유실(wash-out)되기 쉬운 질산화균의 특성에 착안하여 개발되었다. 담체(21)의 재질을 친수성의 폴리우레탄 폼으로 선택한 이유는 이것이 고흡수성을 지니고 있어 질산화균을 빠르게 부착시킬 수 있을 뿐만 아니라 부착후에도 산소전달속도가 높아 담체(21) 내부까지 용존산소를 원활하게 공급할 수 있기 때문이다.The porous hydrophilic polyurethane carrier 21 was developed based on the characteristics of nitrifying bacteria having low growth rate and easy to wash out as a nitrifying carrier. The reason why the material of the carrier 21 is selected as a hydrophilic polyurethane foam is that it has high absorbency, so that the nitric oxide can be attached quickly, and the oxygen transfer rate is high even after the attachment, thereby smoothly dissolving oxygen to the inside of the carrier 21. Because it can supply.

상기와 같은 담체(21)는 유동상인 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 고정상 담체가 담체 반응조(20)에 사용될 수도 있다.Preferably, the carrier 21 is a fluidized bed, but the present invention is not limited thereto, and a fixed bed carrier may be used in the carrier reactor 20.

이러한 담체(21)는 담체 반응조(20)의 부피를 기준으로 5~50부피%를 차지하도록 투입량이 조절된다. 담체(21) 투입량이 5부피% 미만이면 호기성 미생물의 양이 적어 유기물 제거율이 낮으므로 바람직하지 않으며, 50부피%를 초과하면 담체(21)가 차지하는 부피가 과도하게 되어 담체 반응조(20) 내에서 담체(21)의 순환이 원활하게 이루어지기 곤란하고 이로 인해 유기물 제거율이 낮아지므로 바람직하지 않다.The carrier 21 is adjusted to take up 5 to 50% by volume based on the volume of the carrier reaction tank (20). If the amount of the carrier 21 is less than 5% by volume, the amount of aerobic microorganisms is small and the removal rate of organic matter is low, which is not preferable. If the amount of the carrier 21 is greater than 50%, the volume of the carrier 21 becomes excessive and the carrier 21 is in the carrier reactor 20. It is not preferable because the circulation of the carrier 21 is difficult to be made smoothly and the organic matter removal rate is lowered.

상기와 같은 구성을 갖는 유기폐수 처리장치는 하기와 같은 잇점을 갖는다.Organic wastewater treatment apparatus having the above configuration has the following advantages.

먼저, 기존에 유기폐수의 처리를 위한 시설이 설치되어 있으나 과도한 부하로 인하여 처리효율이 저하되고 슬러지 팽화현상이 심화되는 경우, 기존시설을 본 실시예에 따른 유기폐수 처리장치로 용이하게 변경할 수 있다. 따라서, 유기폐수 처리장의 증설이 불필요하여 처리 부지의 여유가 없는 경우에 매우 효과적이다.First, if the existing facility for the treatment of organic wastewater is installed, but the treatment efficiency is lowered due to excessive load and the sludge swelling phenomenon is intensified, the existing facility can be easily changed to the organic wastewater treatment apparatus according to the present embodiment. . Therefore, it is very effective when there is no need to expand the organic wastewater treatment plant and there is no room for treatment.

다음으로, 다공성 발포고분자에 활성탄이 표면 코팅된 담체(삼성엔지니어링, BioCAP) 또는 친수성 재질의 폴리우레탄 담체(삼성엔지니어링, BioPOP-Plus)의 투입으로 안정적인 유기폐수 처리효율을 얻을 수 있으며, 구체적으로 BOD 용적 부하량 5~15kg/㎥·day로 운전 가능하다. 더욱이, 본 실시예에 따른 유기폐수 처리장치는 높은 BOD 용적 부하량에서 뿐만 아니라 높은 유기물 부하량에서도 운전이 가능하다.Next, stable organic wastewater treatment efficiency can be obtained by adding a carrier (Samsung Engineering, BioCAP) or a hydrophilic polyurethane carrier (Samsung Engineering, BioPOP-Plus) coated with activated carbon on the porous foamed polymer. Operation is possible with a volume load of 5 to 15 kg / ㎥ · day. Moreover, the organic wastewater treatment apparatus according to the present embodiment can be operated at high organic matter load as well as at high BOD volume load.

또한, 본 실시예에 따른 처리장치를 이용하여 유기폐수를 처리할 경우에는 슬러지 반송이 불필요하며, 이어서 후속공정을 더 수행하게 되면 후속공정의 수리학적 체류시간(hydraulic retention time: HRT)을 감소시킴으로써 후속공정 반응조의 크기를 줄일 수 있으므로 건설투자비를 줄일 수 있다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.In addition, when the organic wastewater is treated using the treatment apparatus according to the present embodiment, sludge return is unnecessary, and when the subsequent process is further performed, the hydraulic retention time (HRT) of the subsequent process is reduced. Subsequent process reactors can be reduced in size, thus reducing construction investment costs. This will be described later.

마지막으로, 본 실시예에 따른 유기폐수 처리장치는 생물학적으로 분해가 어려운 난분해성 폐수(제지폐수, 전자폐수 등)에도 적용이 가능하다.Finally, the organic wastewater treatment apparatus according to the present embodiment can be applied to hardly degradable wastewater (paper wastewater, electronic wastewater, etc.).

이하에서, 본 발명의 실시예를 구체적으로 예시하지만, 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples of the present invention are specifically illustrated, but the present invention is not limited to the following examples.

실시예Example

담체(21)로서 다공성의 폴리우레탄폼에 활성탄이 표면 코팅된 담체(삼성엔지니어링, BioCAP)를 사용하였다. 담체(21)의 충진율은 담체 반응조(20) 100부피%에 대하여 30부피%였다.As the carrier 21, a carrier (Samsung Engineering, BioCAP) coated with activated carbon on a porous polyurethane foam was used. The filling rate of the carrier 21 was 30% by volume with respect to 100% by volume of the carrier reactor 20.

도 1의 유기폐수 처리장치에 상기 담체(21)를 충진시키고, 이후 고농도의 유기물을 함유하는 합성폐수를 조제하여 상기 유기폐수 처리장치에 유입시켰다. 합성폐수 조제시 유기물의 함량을 조절함으로써 BOD 유입 용적 부하량(kg.BOD/m3·day)을 8에서 10으로 변경하면서 유기폐수 처리시험을 수행하였다. 이후, 유기폐수 처리장치를 통과하여 유출되는 유출수의 BOD를 측정하여 BOD 처리효율을 산출하였다. BOD 용적 부하량에 따른 BOD 처리효율을 도 2에 그래프로 나타내었다.The carrier 21 was filled in the organic wastewater treatment apparatus of FIG. 1, and then a synthetic wastewater containing a high concentration of organic matter was prepared and introduced into the organic wastewater treatment apparatus. The organic wastewater treatment test was performed by changing the BOD inflow volume load (kg.BOD / m 3 · day) from 8 to 10 by adjusting the organic matter content in preparing synthetic wastewater. Then, the BOD treatment efficiency was calculated by measuring the BOD of the effluent flowing out through the organic wastewater treatment apparatus. BOD treatment efficiency according to the BOD volume loading is shown in the graph in FIG.

도 2를 참조하면, BOD 유입 용적 부하량에 따라 BOD 처리효율에 약간의 차이가 있으나 전체적으로는 이 효율이 매우 높은 것으로 나타났다. 즉, BOD 유입 용적 부하량이 8에서 10으로 증가함에 따라, BOD 제거효율은 각각 92%에서 90%로 약간 감소하였으나, 모두 90%이상으로서 실질적으로 매우 높은 제거효율을 나타내었다.Referring to FIG. 2, there is a slight difference in the BOD treatment efficiency according to the BOD inflow volume load, but the overall efficiency is very high. That is, as the BOD inflow volume load increased from 8 to 10, the BOD removal efficiency slightly decreased from 92% to 90%, respectively, but all were 90% or more, indicating a very high removal efficiency.

도 3은 도 1의 처리장치를 전저리장치로서 포함하는 고농도 유기폐수 처리장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재 또는 동일한 부재의 부분을 가리킨다.3 is a view schematically showing an embodiment of a high concentration organic wastewater treatment apparatus including the treatment apparatus of FIG. The same reference numerals as in the above-described drawings indicate the same member or parts of the same member.

본 실시예가 도 1의 실시예와 다른 점은 도 1의 유기폐수 처리장치의 후단에 활성슬러지 공정이 추가된다는 것이다. 즉, 본 실시예서 도 1의 유기폐수 처리장치는 단지 전처리 장치로서 사용된다.This embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 is that the activated sludge process is added to the rear end of the organic wastewater treatment apparatus of FIG. That is, the organic wastewater treatment apparatus of FIG. 1 in this embodiment is used only as a pretreatment apparatus.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 유기폐수 처리장치는 담체 반응조(20), 활성 슬러지 반응조(30), 및 슬러지 침전조(40)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the organic wastewater treatment apparatus according to the present embodiment includes a carrier reactor 20, an activated sludge reactor 30, and a sludge settling tank 40.

담체 반응조(20)는 도 1에 도시된 반응조와 그 구성 및 작용효과가 동일하므로 여기서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.Since the carrier reactor 20 has the same configuration and effect as the reactor shown in FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted herein.

활성 슬러지 반응조(30)는 담체 반응조(20)를 거친 처리수를 받아 들여 상기 처리수 중에 잔류하는 유기물을 부유 호기성 미생물을 이용하여 산화분해시키는 장소이다. 담체 반응조(20)와 활성 슬러지 반응조(30)는 처리수 배출관(11)을 통해 연결된다. 활성 슬러지 반응조(30)에는 산기관(31)이 설치된다. 산기관(31)은 담체 반응조(20)의 산기관(23)과 그 구성 및 작용효과가 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.The activated sludge reaction tank 30 is a place for receiving treated water that has passed through the carrier reaction tank 20 to oxidatively decompose organic matter remaining in the treated water using floating aerobic microorganisms. The carrier reaction tank 20 and the activated sludge reaction tank 30 are connected through the treated water discharge pipe 11. The diffuser 31 is provided in the activated sludge reactor 30. The diffuser 31 has the same structure and effect as the diffuser 23 of the carrier reactor 20, and thus detailed description thereof will be omitted.

슬러지 침전조(40)는 활성 슬러지 반응조(30)를 거친 처리수를 받아 들여 상기 처리수 중의 슬러지를 침전시키고, 이어서 침전된 슬러지 중의 일부를 슬러지 반송관(14)을 통해 다시 활성 슬러지 반응조(30)로 반송시키며 나머지 잔량 모두를 잉여슬러지 배출관(42)을 통해 외부로 배출시키는 장소이다. The sludge settling tank 40 receives the treated water which has passed through the activated sludge reaction tank 30 to settle the sludge in the treated water, and then, some of the precipitated sludge is activated again through the sludge conveying pipe 14 to the activated sludge reactor 30. It is a place to return to the outside through the excess sludge discharge pipe 42 while conveying the remaining amount.

또한, 유기폐수가 담체 반응조(20)를 거치면서 상당량 분해됨으로써 활성 슬러지 반응조(30)에서 처리해야할 유기물의 양이 상대적으로 감소하게 된다. 또한, 이와 같이 활성 슬러지 반응조(30)에서 처리해야할 유기물의 양이 상대적으로 감소하기 때문에, 활성 슬러지 반응조(30)를 통과하는데 소요되는 처리수의 수리학적 체류시간이 감소될 수 있고, 이는 결국 활성 슬러지 반응조(30)의 크기를 줄일 수 있는 효과를 가져오게 된다. 활성 슬러지 반응조(30)와 슬러지 침전조(40)는 처리수 배출관(12)을 통해 연결되고, 슬러지 침전조(40)를 거친 처리수는 처리수 배출관(13)을 통해 배출된다.In addition, since the organic wastewater is decomposed in a considerable amount through the carrier reaction tank 20, the amount of organic matter to be treated in the activated sludge reaction tank 30 is relatively reduced. In addition, since the amount of organic matter to be treated in the activated sludge reactor 30 is relatively reduced, the hydraulic residence time of the treated water required to pass through the activated sludge reactor 30 can be reduced, which in turn leads to the activation of the activated sludge reactor 30. This will bring about an effect that can reduce the size of the sludge reactor (30). The activated sludge reaction tank 30 and the sludge settling tank 40 are connected through the treated water discharge pipe 12, and the treated water passed through the sludge settling tank 40 is discharged through the treated water discharge pipe 13.

도 4는 도 1의 처리장치를 전처리장치로서 포함하는 고농도 유기폐수 처리장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재 또는 동일한 부재의 부분을 가리킨다.4 is a view schematically showing another embodiment of a high concentration organic wastewater treatment apparatus including the treatment apparatus of FIG. 1 as a pretreatment apparatus. The same reference numerals as in the above-described drawings indicate the same member or parts of the same member.

본 실시예가 도 1의 실시예와 다른 점은 도 1의 유기폐수 처리장치의 후단에 MBR 반응조(50)(Membrane Bio Reactor)가 추가된다는 것이다. 즉, 본 실시예서 도 1의 유기폐수 처리장치는 도 3에서와 마찬가지로 단지 전처리 장치로서 사용된다.This embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 is that the MBR reactor (Membrane Bio Reactor) 50 is added to the rear end of the organic wastewater treatment apparatus of FIG. That is, in this embodiment, the organic wastewater treatment apparatus of FIG. 1 is used only as a pretreatment apparatus as in FIG.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 유기폐수 처리장치는 담체 반응조(20) 및 MBR 반응조(50)를 구비한다.4, the organic wastewater treatment apparatus according to the present embodiment includes a carrier reactor 20 and an MBR reactor 50.

담체 반응조(20)는 도 1에 도시된 반응조와 그 구성 및 작용효과가 동일하므로 여기서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.Since the carrier reactor 20 has the same configuration and effect as the reactor shown in FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted herein.

MBR 반응조(50)는 담체 반응조(20)를 거친 처리수를 받아 들여 상기 처리수 중에 잔류하는 유기물을 부유 미생물을 이용하여 산화분해시키는 장소이다. 담체 반응조(20)와 MBR 반응조(50)는 처리수 배출관(11')을 통해 연결되고 MBR 반응조(50)를 거친 처리수는 처리수 배출관(54)을 통하여 배출된다. 분리막(51)은 멤브레인(membrane)으로 구성되어 미생물과 처리수를 강제로 분리시키는 기능을 담당한다. 미생물과 분리된 처리수는 처리수 배출관(54)을 통해 외부로 배출된다. 또한, MBR 반응조(50)에서는 담체 반응조(20)를 거친 처리수 중의 슬러지가 침전되어 잉여슬러지 배출관(53)을 통해 외부로 배출된다. MBR 반응조(50)에는 산기관(52)이 설치된다. 산기관(52)은 담체 반응조(20)의 산기관(23)과 그 구성 및 작용효과가 대동소이하므로 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략한다.The MBR reaction tank 50 is a place for receiving treated water that has passed through the carrier reaction tank 20 to oxidatively decompose organic matter remaining in the treated water using suspended microorganisms. The carrier reaction tank 20 and the MBR reaction tank 50 are connected through the treated water discharge pipe 11 ′, and the treated water passed through the MBR reaction tank 50 is discharged through the treated water discharge pipe 54. Separation membrane 51 is composed of a membrane (membrane) is responsible for the function of forcibly separating the microorganism and the treated water. Treated water separated from the microorganism is discharged to the outside through the treated water discharge pipe (54). In addition, in the MBR reaction tank 50, sludge in the treated water passing through the carrier reaction tank 20 is precipitated and discharged to the outside through the excess sludge discharge pipe (53). The diffuser 52 is installed in the MBR reactor 50. The diffuser 52 is similar to the diffuser 23 of the carrier reactor 20 and its structure and effect, so detailed description thereof is omitted here.

본 실시예에 따른 유기폐수 처리장치는 슬러지 반송을 포함하지 않는다. 또한, 유기폐수는 담체 반응조(20)를 거치면서 상당량 분해됨으로써 MBR 반응조(50)에서 처리해야할 유기물의 양이 상대적으로 감소하게 된다. 또한, 이와 같이 MBR 반응조(50)에서 처리해야할 유기물의 양이 상대적으로 감소하기 때문에, MBR 반응조(50)를 통과하는데 소요되는 처리수의 수리학적 체류시간이 감소될 수 있고, 이 는 결국 MBR 반응조(50)의 크기를 줄일 수 있는 효과를 가져오게 된다. The organic wastewater treatment apparatus according to the present embodiment does not include sludge conveyance. In addition, since the organic wastewater is decomposed in a considerable amount through the carrier reactor 20, the amount of organic matter to be treated in the MBR reactor 50 is relatively reduced. In addition, since the amount of organic matter to be treated in the MBR reactor 50 is relatively reduced, the hydraulic residence time of the treated water required to pass through the MBR reactor 50 can be reduced, which in turn results in an MBR reactor. This will bring about an effect of reducing the size of (50).

상기와 같은 구성을 갖는 담체 반응조(20), 활성 슬러지 반응조(30), MBR 반응조(50)에는, 여기에서는 비록 도시되지 않았지만, pH 센서, 용존산소 센서, 및/또는 온도 센서 등이 필요에 따라 더 설치될 수 있다.In the carrier reactor 20, the activated sludge reactor 30, and the MBR reactor 50 having the above configuration, although not shown here, a pH sensor, a dissolved oxygen sensor, a temperature sensor, or the like may be used as necessary. More can be installed.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다. Although the preferred embodiment according to the present invention has been described above with reference to the drawings, this is merely illustrative, and those skilled in the art can understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. There will be. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

본 발명에 의하면, 슬러지 반송이 불필요한 고농도 유기폐수의 처리 장치 및 방법이 제공될 수 있다.According to the present invention, there can be provided an apparatus and method for treating high concentration organic wastewater in which sludge conveyance is unnecessary.

또한 본 발명에 의하면, 기존 설비를 용이하게 대체할 수 있으며 제조비용을 절감할 수 있는 고농도 유기폐수의 처리 장치 및 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to the present invention, there can be provided a high concentration organic wastewater treatment apparatus and method that can easily replace the existing equipment and reduce the manufacturing cost.

또한 본 발명에 의하면, 고 유기물 부하량 및 고 BOD 용적 부하량에서 운전이 가능한 고농도 유기폐수의 처리 장치 및 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to the present invention, an apparatus and method for treating high concentration organic wastewater capable of operating at a high organic load and a high BOD volume load can be provided.

또한 본 발명에 의하면, 슬러지 팽화 현상을 미연에 방지할 수 있는 고농도 유기폐수의 처리 장치 및 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to the present invention, there can be provided a high concentration organic wastewater treatment apparatus and method that can prevent the sludge swelling phenomenon in advance.

Claims (30)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 처리하고자 하는 유기폐수를 담체 반응조에 유입시켜, 상기 유기폐수 중에 포함된 유기물을 폴리우레탄 폼 담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 1차 산화분해시키는 단계; 및Introducing organic wastewater to be treated into a carrier reaction tank and subjecting the organic matter contained in the organic wastewater to primary oxidation using an aerobic microorganism attached to a polyurethane foam carrier; And 상기 담체 반응조를 거친 처리수를 생물막 반응조(Membrane Bio Reactor) 에 유입시켜, 상기 처리수 중에 잔류하는 유기물을 부유 미생물을 이용하여 2차 산화분해시키고, 분리막을 이용하여 미생물과 처리수를 분리하는 단계를 포함하고,Injecting the treated water passed through the carrier reaction tank into a membrane bioreactor to secondary oxidation of the organic matter remaining in the treated water using a floating microorganism, and to separate the microorganism and the treated water using a separation membrane Including, 상기 생물막 반응조에서 담체 반응조로의 슬러지 순환이 없으며,There is no sludge circulation from the biofilm reactor to the carrier reactor, 상기 폴리우레탄 폼 담체는,The polyurethane foam carrier, 함수율이 50 ~ 96%이고, 접촉각이 10 ~ 40°이며, 겉보기 밀도가 0.015 ~ 0.045g/cm3이며,Water content is 50 to 96%, contact angle is 10 to 40 °, apparent density is 0.015 to 0.045 g / cm 3 , 한 분자당 2개의 수산기를 갖는 분자량 800 ~ 5,000g/mol의 폴리올, 한 분자당 3개 내지 6개의 수산기를 갖는 가교제, 탄소수 1 내지 6개의 알칸디올 사슬연장제 및 한 분자당 2개 내지 3개의 이소시아네이트기를 갖는 방향족 폴리이소시아네이트가 반응하여 얻어진 망목상의 친수성 폴리우레탄이 발포된 것이며,Polyols having a molecular weight of 800 to 5,000 g / mol having two hydroxyl groups per molecule, crosslinking agents having 3 to 6 hydroxyl groups per molecule, alkanediol chain extenders having 1 to 6 carbon atoms and 2-3 to one molecule The mesh-like hydrophilic polyurethane obtained by the reaction of the aromatic polyisocyanate having an isocyanate group is foamed, 상기 폴리올은 PEG, PPG 및 PTMG로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 폴리올인 유기 폐수 처리 방법.Wherein said polyol is at least one polyol selected from the group consisting of PEG, PPG and PTMG. 처리하고자 하는 유기폐수를 담체 반응조에 유입시켜, 상기 유기폐수 중에 포함된 유기물을 폴리우레탄 폼 담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 1차 산화분해시키는 단계; 및Introducing organic wastewater to be treated into a carrier reaction tank and subjecting the organic matter contained in the organic wastewater to primary oxidation using an aerobic microorganism attached to a polyurethane foam carrier; And 상기 담체 반응조를 거친 처리수를 활성 슬러지 반응조에 유입시켜, 상기 처리수 중에 잔류하는 유기물을 부유 호기성 미생물을 이용하여 2차 산화분해시키는 단계; 및Flowing the treated water having passed through the carrier reaction tank into an activated sludge reaction tank to secondary oxidative decomposition of organic substances remaining in the treated water using suspended aerobic microorganisms; And 상기 활성 슬러지 반응조를 거친 처리수를 슬러지 침전조에 유입시켜, 상기 처리수 중의 슬러지를 침전시키고 침전된 슬러지 중의 일부를 상기 활성 슬러지 반응조로 반송시키며 나머지 잔량 모두를 외부로 배출시키는 단계;를 포함하고,Injecting the treated water having passed through the activated sludge reaction tank into a sludge settling tank, precipitating sludge in the treated water, returning some of the precipitated sludge to the activated sludge reaction tank, and discharging all the remaining amount to the outside; and 상기 활성 슬러지 반응조에서 담체 반응조로의 슬러지 순환이 없으며,There is no sludge circulation from the activated sludge reactor to the carrier reactor, 상기 폴리우레탄 폼 담체는,The polyurethane foam carrier, 함수율이 50 ~ 96%이고, 접촉각이 10 ~ 40°이며, 겉보기 밀도가 0.015 ~ 0.045g/cm3이며,Water content is 50 to 96%, contact angle is 10 to 40 °, apparent density is 0.015 to 0.045 g / cm 3 , 한 분자당 2개의 수산기를 갖는 분자량 800 ~ 5,000g/mol의 폴리올, 한 분자당 3개 내지 6개의 수산기를 갖는 가교제, 탄소수 1 내지 6개의 알칸디올 사슬연장제 및 한 분자당 2개 내지 3개의 이소시아네이트기를 갖는 방향족 폴리이소시아네이트가 반응하여 얻어진 망목상의 친수성 폴리우레탄이 발포된 것이며,Polyols having a molecular weight of 800 to 5,000 g / mol having two hydroxyl groups per molecule, crosslinking agents having 3 to 6 hydroxyl groups per molecule, alkanediol chain extenders having 1 to 6 carbon atoms and 2-3 to one molecule The mesh-like hydrophilic polyurethane obtained by the reaction of the aromatic polyisocyanate having an isocyanate group is foamed, 상기 폴리올은 PEG, PPG 및 PTMG로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 폴리올인 유기 폐수 처리 방법.Wherein said polyol is at least one polyol selected from the group consisting of PEG, PPG and PTMG. 처리하고자 하는 유기폐수를 유입시켜 상기 유기폐수 중에 포함된 유기물을 담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 산화분해시키는 담체 반응조를 구비하고,A carrier reaction tank for introducing an organic wastewater to be treated to oxidatively decompose the organic matter contained in the organic wastewater using an aerobic microorganism attached to the carrier, 상기 담체는 아크릴수지, 에틸렌비닐아세테이트수지, 퓨란수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 및 폴리아미드수지로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 접착성수지와 미분활성탄이 60:40 내지 50:50의 중량비로 혼합된 형태로 코팅되어 있는 발포고분자로 된 담체이고,The carrier may include 60:40 to 50:50 of at least one adhesive resin and finely divided activated carbon selected from the group consisting of acrylic resin, ethylene vinyl acetate resin, furan resin, phenol resin, urea resin, melamine resin and polyamide resin. It is a carrier of foamed polymer coated in a mixed form by weight, 상기 유기폐수의 BOD 용적 부하량(kg·BOD/m3·day)은 5~15인 유기 폐수 처리 장치.BOD volume load of the organic waste (kg · BOD / m 3 · day) is 5 to 15 in an organic waste water treatment apparatus. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 발포고분자는 스폰지, 폼 또는 부직포 구조로 되어 있으며, 폴리우레탄, 폴리스티렌 및 폴리에틸렌으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 고분자인 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.The foamed polymer is a sponge, foam or nonwoven structure, organic wastewater treatment apparatus, characterized in that at least one polymer selected from the group consisting of polyurethane, polystyrene and polyethylene. 처리하고자 하는 유기폐수를 유입시켜 상기 유기폐수 중에 포함된 유기물을 담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 산화분해시키는 담체 반응조를 구비하고,A carrier reaction tank for introducing an organic wastewater to be treated to oxidatively decompose the organic matter contained in the organic wastewater using an aerobic microorganism attached to the carrier, 상기 담체는 미생물 부착용 폴리우레탄 담체로서,The carrier is a polyurethane carrier for microbial attachment, 함수율이 50 % ~ 96%이고, 접촉각이 10 ~ 40°이며, 겉보기 밀도가 0.015 ~ 0.045g/cm3이며,Water content is 50% to 96%, contact angle is 10 to 40 °, apparent density is 0.015 to 0.045g / cm 3 , 한 분자당 2개의 수산기를 갖는 분자량 800 ~ 5,000g/mol의 폴리올, 한 분자당 3개 내지 6개의 수산기를 갖는 가교제, 탄소수 1 내지 6개의 알칸디올 사슬연장제 및 한 분자당 2개 내지 3개의 이소시아네이트기를 갖는 방향족 폴리이소시아네이트가 반응하여 얻어진 망목상의 친수성 폴리우레탄이 발포된 것이며,Polyols having a molecular weight of 800 to 5,000 g / mol having two hydroxyl groups per molecule, crosslinking agents having 3 to 6 hydroxyl groups per molecule, alkanediol chain extenders having 1 to 6 carbon atoms and 2-3 to one molecule The mesh-like hydrophilic polyurethane obtained by the reaction of the aromatic polyisocyanate having an isocyanate group is foamed, 상기 폴리올은 PEG, PPG 및 PTMG로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 폴리올인 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.The polyol is at least one polyol selected from the group consisting of PEG, PPG and PTMG organic wastewater treatment apparatus. 제18항 또는 제20항에 있어서,The method of claim 18 or 20, 상기 담체의 부피는 상기 담체 반응조의 부피를 기준으로 5~50부피%를 차지하는 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.The organic wastewater treatment apparatus, characterized in that the volume of the carrier occupies 5 to 50% by volume based on the volume of the carrier reactor. 제18항 또는 제20항에 있어서,The method of claim 18 or 20, 상기 담체는 유동상 담체인 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.And said carrier is a fluidized bed carrier. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 유기폐수의 BOD 용적 부하량(kg·BOD/m3·day)은 5~15인 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.BOD volume load (kgBOD / m 3 · day) of the organic wastewater is 5 to 15, characterized in that the organic wastewater treatment apparatus. 제18항 또는 제20항에 있어서,The method of claim 18 or 20, 상기 담체 반응조를 거친 처리수가 배출되는 상기 담체 반응조의 측면에 배치되어 상기 담체의 유출을 방지하는 담체 스크린을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.And a carrier screen disposed on a side of the carrier reaction tank through which the treated water passed through the carrier reaction tank is discharged to prevent the carrier from flowing out. 제24항에 있어서,The method of claim 24, 상기 담체 스크린은 다공성의 스테인레스 스틸을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.And said carrier screen comprises porous stainless steel. 제18항 또는 제20항에 있어서,The method of claim 18 or 20, 상기 담체 반응조는 산소 공급을 위한 산기관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.The carrier reaction tank further comprises an acid pipe for oxygen supply. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 산기관은 EPDM고무를 포함하는 멤브레인 산기관인 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.The diffuser is an organic wastewater treatment apparatus, characterized in that the membrane diffuser containing EPDM rubber. 제18항 또는 제20항에 있어서,The method of claim 18 or 20, 상기 담체 반응조의 후단부로 이동된 담체를 다시 이의 전단부로 이송시킴과 동시에 부착미생물의 탈리를 위하여 에어리프트 펌프를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치. An organic wastewater treatment apparatus further comprising an air lift pump for transporting the carrier, which is moved to the rear end of the carrier reaction tank, to the front end thereof, and for desorption of adherent microorganisms. 제18항 또는 제20항에 있어서,The method of claim 18 or 20, 상기 담체 반응조를 거친 처리수가 유입되며 상기 처리수 중에 잔류하는 유기물을 부유 호기성 미생물을 이용하여 산화분해시키는 활성 슬러지 반응조, 및 상기 활성 슬러지 반응조를 거친 처리수가 유입되며 상기 처리수 중의 슬러지를 침전시켜 침전된 슬러지 중의 일부를 상기 활성 슬러지 반응조로 반송시키며 나머지 잔량 모두를 외부로 배출시키는 슬러지 침전조를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.Treated water passed through the carrier reaction tank is introduced, and activated sludge reaction tank for oxidatively decomposing organic matter remaining in the treated water using floating aerobic microorganisms, and treated water passed through the activated sludge reaction tank are introduced to precipitate sludge in the treated water. And a sludge settling tank for returning a portion of the sludge to the activated sludge reaction tank and discharging all the remaining amount to the outside. 제18항 또는 제20항에 있어서,The method of claim 18 or 20, 상기 담체 반응조를 거친 처리수가 유입되며 상기 처리수 중에 잔류하는 유기물을 활성 슬러지 미생물을 이용하여 산화분해시키고, 분리막을 이용하여 미생물과 처리수를 분리하는 MBR 반응조(Membrane Bio Reactor)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 폐수 처리 장치.Treated water passed through the carrier reaction tank flows into the organic matter remaining in the treated water using an activated sludge microorganism, and further comprising a membrane bioreactor (MBRbrane) (Membrane Bio Reactor) for separating the microorganism and the treated water using a separator Organic wastewater treatment apparatus characterized by the above-mentioned.
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