KR101085872B1 - Wastewater treatment system using a membrane - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게 MBR(Membrane Bio-Reactor)공정을 이용한 오폐수 처리시스템에서 생물반응조의 호기조에 침지식 분리막을 침지시키고, 상기 분리막에 일정농도로 희석된 이산화염소, 구연산, 수산화나트륨 및 세척수를 일정시간동안 일정간격으로 공급함으로써, 분리막의 세정효율을 향상시켜 휴지시간 없이 연속적으로 운전 가능한 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a wastewater treatment system using a separator, and more particularly, to immerse an immersion type membrane in an aerobic tank of a bioreactor in a wastewater treatment system using a MBR (Membrane Bio-Reactor) process, and dilute the membrane to a predetermined concentration. By supplying chlorine dioxide, citric acid, sodium hydroxide and washing water at regular intervals for a certain time, to improve the cleaning efficiency of the membrane, and to a wastewater treatment system using a separator that can be continuously operated without downtime.
일반적인 하수처리 및 오폐수 처리공정은 활성슬러지를 이용한 생물학적 공정으로 호기성 미생물이 호기의 조건에서 유기물을 산화ㆍ습득하도록 함으로써 하ㆍ폐수 내 유기물질의 농도를 저감시키는 방식을 채용한다. 또한 반응조 내 미생물의 농도를 유지시키고, 처리수 내 입자성 물질 및 활성슬러지의 유출을 방지하기 위하여 침전조를 운영한다. 그러나 이러한 표준 활성슬러지 공정은 온도, pH, 유입수 내 오염물질의 농도 등과 같은 주변 조건 변화에 의해 침강성이 달라져 최종 처리수의 수질 변동이 심하게 된다. 침강성의 악화에 의해 활성슬러지가 최종 처리수 내 포함되어 유출될 경우 유출된 활성슬러지에 의해 높은 유기물 농도를 나타내는 단점을 가지고 있다.The general sewage treatment and wastewater treatment process is a biological process using activated sludge and adopts a method of reducing the concentration of organic substances in sewage and wastewater by allowing aerobic microorganisms to oxidize and acquire organic matters under aerobic conditions. In addition, to maintain the concentration of microorganisms in the reaction tank, to operate the precipitation tank to prevent the outflow of particulate matter and activated sludge in the treated water. However, these standard activated sludge processes settle due to changes in ambient conditions such as temperature, pH, and concentration of contaminants in influent, resulting in severe fluctuations in the water quality of the final treated water. When activated sludge is included in the final treated water due to deterioration of sedimentation property, the sludge has a high organic matter concentration by the activated sludge.
또한, 일반적인 표준 활성슬러지 공정은 탄소를 바탕으로 한 유기물 처리만이 가능할 뿐, 하천 및 호소에 부영양화를 일으키는 질소 및 인의 처리가 불가능 하다. 강화되고 있는 하수 처리시설의 방류수질 기준을 만족하기 위하여 다양한 공정들이 제안되고 있는 실정이다. 질소, 인의 처리에 있어 가장 일반적이고 보편적인 방법은 A2O(Anaerobic+Anoxic+Oxic)공정으로, 이는 미생물의 상태를 혐기, 무산소, 호기 조건으로 다변된 다단계 공정을 거침으로써 유입되는 하수 및 오폐수의 유기물 및 영양염류를 처리하게 된다. 혐기상태에서는 인이 방출되며, 방출된 인은 호기조건에서 미생물이 증식함에 따라 과잉섭취(luxury uptake)되고 공정에서 잉여 슬러지가 반출됨으로 인해 제거된다. 호기상태에서는 상기한 바와 같이 미생물이 증식하며 인이 과잉 섭취되고 유기물이 산화됨과 동시에 암모니아 형태의 질소성분이 아질산성 질소(NO2-, Nitrite)형태를 거쳐 질산성 질소(NO3-Nitrate)로 전환하게 된다. 이렇게 전환된 질소성분은 내부반송을 통해 무산소조로 유입되어 무산소 상태에서 질소가스(N2)로 환원되어 대기 중으로 소멸된다.In addition, the general standard activated sludge process can only process organic matter based on carbon, but cannot process nitrogen and phosphorus which cause eutrophication in rivers and lakes. Various processes have been proposed to satisfy the discharged water quality standards of sewage treatment facilities. The most common and common method for the treatment of nitrogen and phosphorus is the A2O (Anaerobic + Anoxic + Oxic) process, which is an organic material of sewage and wastewater introduced through a multi-step process in which microorganisms are varied to anaerobic, anaerobic and aerobic conditions. And nutrients. Phosphorus is released in the anaerobic state, and the released phosphorus is removed by luxury uptake as the microorganism grows in aerobic conditions and the excess sludge is removed from the process. In the aerobic state, as described above, microorganisms grow, phosphorus is excessively ingested, organic matter is oxidized, and ammonia nitrogen is converted into nitrite nitrogen (NO3-Nitrate) via nitrite nitrogen (NO2-, Nitrite). do. The nitrogen component thus converted is introduced into the anoxic tank through the internal transport, is reduced to nitrogen gas (N2) in the anoxic state and disappeared into the atmosphere.
대부분의 생물학적 질소, 인 제거공정은 A2O 공정을 기반으로 하고 있다. 그러나 이러한 A2O 공정의 경우에 있어서도 최종처리수를 생산하기 위한 마지막 단계로 침전조를 거치므로 상기한 표준 활성슬러지법에서와 마찬가지로 활성슬러지의 침강성에 의한 처리수 악화문제가 내재되어 있다.Most biological nitrogen and phosphorus removal processes are based on A2O processes. However, in the case of the A2O process, the final step for producing the final treated water is passed through the settling tank, as in the standard activated sludge method described above, there is a problem of deterioration of the treated water due to sedimentation of the activated sludge.
이러한 활성슬러지의 침강성에 의한 처리수 수질 악화 현상을 방지 위하여, 1980년대 이후로 미생물과 처리수의 분리를 위한 막여과 공정이 도입되었다. 막여과 공정은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리술폰(PSf), 폴리이서술폰(PES), PVDF 등을 재질로 하며, 표면에 수 Da(Dalton) ~ 수십만 Da(Dalton)의 공경을 갖는 평판형태 또는 중공사 형태로 제작된 분리막을 이용하는 공정이다. 하폐수 또는 정수처리공정에서 일반적으로 사용되는 분리막은 정밀여과막(MF, Micro-Filtration) 또는 한외여과막(UF, Ultra-Filtration)으로 그 공경이 0.001㎛ ~1.0㎛ 의 범위를 갖는다.In order to prevent the deterioration of treated water quality due to the sedimentation of activated sludge, a membrane filtration process for separating microorganisms and treated water has been introduced since the 1980s. Membrane filtration process is made of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polysulfone (PSf), polyisulfone (PES), PVDF, etc., and the surface diameter of Da (Dalton) to several hundred thousand Da (Dalton) on the surface It is a process using a separator produced in the form of a flat plate or hollow fiber having a. Separation membranes commonly used in sewage or water treatment processes are microfiltration membranes (MF) or ultrafiltration membranes (UF, Ultra-Filtration) and have pore diameters ranging from 0.001 μm to 1.0 μm.
분리막은 그 특성상 공경보다 큰 입자성 물질의 통과를 완전하게 배제시킬 수 있다. 이러한 특성으로 인해 막여과 공정이 하수 및 오폐수 처리 공정에 도입되었을 때, 활성슬러지의 침강성과 관계없이 입자성 물질을 완벽하게 제거할 수 있으므로, 항시 안정적인 처리수를 보장할 수 있다. 또한, 미생물 반응조로부터 활성슬러지의 유출을 완전하게 배제할 수 있으며 활성슬러지 농도의 조절이 용이하기 때문에 반응조 내 높은 미생물농도의 유지가 가능하다. 생물학적 처리공정에서 높은 미생물농도의 유지는 단위 부피당 많은 수의 활성 미생물의 농도 유지를 의미하며, 이는 보다 작은 부지를 통해 보다 많은 양의 하수 및 오폐수의 처리를 가능하게 한다. 또한, 높은 유기물 부하에 대한 안정적 처리를 가능케 한다. 이는 통상적으로 MBR(Membrane Bio-Reactor)공정으로 불리운다.The separator can completely exclude the passage of particulate matter larger than the pore size. Due to this characteristic, when the membrane filtration process is introduced into the sewage and wastewater treatment process, it is possible to completely remove the particulate matter regardless of the sedimentation of activated sludge, thereby ensuring a stable treatment water at all times. In addition, the outflow of activated sludge from the microbial reactor can be completely excluded, and it is possible to maintain the high microbial concentration in the reactor because it is easy to control the activated sludge concentration. Maintaining a high microbial concentration in a biological treatment process means maintaining a concentration of a large number of active microorganisms per unit volume, which allows for the treatment of larger amounts of sewage and wastewater through smaller sites. It also enables stable processing for high organic loads. This is commonly referred to as MBR (Membrane Bio-Reactor) process.
그러나 MBR공정은 반응조 내 높은 미생물농도 유지 가능이라는 장점으로 인해 공정의 한계성을 지닌다. 막 여과조로 유입되는 높은 농도의 활성슬러지는 막표면에 축적되어 분리막 오염(fouling)이라는 문제를 야기시킨다.However, the MBR process has limitations due to the advantage of maintaining high microbial concentration in the reactor. The high concentration of activated sludge flowing into the membrane filtration tank accumulates on the membrane surface, causing a problem of membrane fouling.
분리막 오염은 막 표면 또는 막 세공 내에 오염물질(또는 활성슬러지)이 축적되어 여과압력을 상승시키는 역할을 한다. 여과압력의 상승은 처리수 생산효율을 저감시키며 이를 제거하기 위한 물리적, 화학적 세정을 필요로 하게 된다.Membrane contamination serves to raise the filtration pressure by the accumulation of contaminants (or activated sludge) in the membrane surface or membrane pores. Increasing the filtration pressure reduces the efficiency of treated water production and requires physical and chemical cleaning to remove it.
막오염을 제어하기 위한 가장 일반적인 방법은 분리막이 막여과를 수행하는 [0008] 동시에 막표면에 공기를 공급하여 유체의 방향이 여과방향과 십자형 흐름을 이루도록 하는 것이다. 통상적으로 활성슬러지 농도가 높거나 높은 투과율(Flux)을 요구할 경우 공급되는 공기량이 급속하게 증가한다. 공기공급을 위해서는 블로우어(Blower) 또는 가압된 공기(Compressed Air)를 필요로 하므로 높은 공기 공급량을 요구할수록 많은 에너지 사용의 문제가 따른다.The most common method for controlling membrane fouling is to provide air to the membrane surface at the same time the membrane performs membrane filtration so that the direction of the fluid to form a cross-flow direction with the filtration direction. Typically, when the activated sludge concentration is high or a high flux is required, the amount of air supplied increases rapidly. Since a blower or compressed air is required for the air supply, a higher air supply requires more energy use.
또한, 오염된 분리막의 여과능력을 회복시키기 위하여, 고농도의 산 또는 염기세정을 수행하게 된다. 그러나 이때 사용되는 높은 농도의 산, 염기는 분리막 재질에 영향을 주어 분리막의 수명을 단축하는 결과를 초래하며, 미생물에 영향을 줄 수 있다는 문제점이 있다.In addition, in order to restore the filtration capacity of the contaminated membrane, a high concentration of acid or base wash is performed. However, the high concentration of acid and base used at this time may affect the membrane material, resulting in shortening the life span of the membrane, and affecting microorganisms.
또한, MBR공정은 분리막의 폐색예방을 위하여 일반적으로 7분 가동, 3분 휴지의 단속운전을 하게 되는데, 이 경우 24시간 중 실제 분리막 운전시간은 약 17시간이므로 처리효율이 저하된다는 단점이 있다.In addition, the MBR process is generally operated for 7 minutes and interrupted operation for 3 minutes to prevent the blockage of the separator. In this case, since the actual membrane operating time is about 17 hours in 24 hours, the treatment efficiency is lowered.
이에 따라, 상술한 바와 같은 분리막 오염문제를 해결하는 동시에, 운전시간을 연장시킴으로써 처리효율을 향상시킬 수 있는 MBR 공정의 개발이 필요한 실정이다.
Accordingly, there is a need for the development of an MBR process that can solve the membrane contamination problem as described above and at the same time improve the processing efficiency by extending the operation time.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 MBR(Membrane Bio-Reactor)공정을 이용한 오폐수 처리시스템에서 생물반응조의 호기조에 침지식 분리막을 침지시키고, 상기 분리막에 일정농도로 희석된 이산화염소, 구연산, 수산화나트륨 및 세척수를 일정시간동안 일정간격으로 공급함으로써, 분리막의 세정효율을 향상시켜 휴지시간 없이 연속적으로 운전 가능한 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems described above, an object of the present invention is to immerse the immersion membrane in the aerobic tank of the bioreactor in the wastewater treatment system using the MBR (Membrane Bio-Reactor) process, By supplying chlorine dioxide, citric acid, sodium hydroxide, and washing water diluted to a certain concentration at regular intervals for a predetermined time, to improve the cleaning efficiency of the membrane to provide a wastewater treatment system using a separator that can be continuously operated without downtime.
또한, 본 발명의 목적은 이산화염소를 일정농도로 희석하여 사용함으로써, 분리막의 재질을 손상시키지 않고, 미생물에 영향을 주지 않는 동시에 분리막 오염물질의 세정을 효과적으로 수행할 수 있는 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템을 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention by diluting chlorine dioxide to a certain concentration, the wastewater treatment system using a separation membrane that can effectively clean the membrane contaminants without damaging the material of the membrane, without affecting the microorganisms To provide.
또한, 본 발명의 목적은 이산화염소뿐만 아니라 구연산 및 수산화나트륨으로 분리막을 세정함으로써, 산과 염기 세정으로 세정효율을 향상시킬 수 있고, 무기폐색 및 유기폐색을 동시에 억제할 수 있는 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템을 제공하는 것이다.
In addition, the object of the present invention is to clean the separation membrane with citric acid and sodium hydroxide as well as chlorine dioxide, it is possible to improve the cleaning efficiency by acid and base washing, and wastewater treatment system using a separation membrane that can simultaneously suppress inorganic occlusion and organic occlusion To provide.
본 발명의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템은 혐기조(40), 무산소조(50) 및 호기조(60)를 포함하는 생물반응조(100)가 구비되는 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)에 있어서, 상기 생물반응조(100)는 분리막 외부의 혼합물이 분리막 공극을 통해 분리막 내부로 유입되면서 고액 분리되도록 상기 호기조(60) 내부에 침지되는 침지식 분리막(110); 및 일정 농도로 희석된 이산화염소 및 수산화나트륨이 생성되도록 아염소산나트륨을 전기 분해하는 이산화염소 발생장치(210), 전기 분해에 의해 생성된 상기 이산화염소가 저장되는 이산화염소 탱크(220), 수산화나트륨이 저장되는 수산화나트륨 탱크(230), 유기산이 저장되는 유기산 탱크(240) 및 세척수가 저장되는 세척수 탱크(250)를 포함하여 형성되는 분리막 세정장치(200); 가 더 구비되며, 상기 분리막 세정장치(200)를 통해 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수가 일정 시간동안 일정 간격마다 상기 호기조(60) 내부로 주입되어 상기 침지식 분리막(110)을 세정하는 것을 특징으로 한다.The wastewater treatment system using the separation membrane of the present invention is a wastewater treatment system (1) using a separation membrane having a bioreactor (100) including an anaerobic tank (40), an anaerobic tank (50) and an aerobic tank (60), wherein the
또한, 상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 상기 침지식 분리막(110)으로 처리수를 순환시키는 처리수 순환관(261)과 상기 이산화염소 탱크(220), 수산화나트륨 탱크(230), 유기산 탱크(240) 및 세척수 탱크(250)가 각각 연결되어 설치되는 이산화염소 공급관(221), 수산화나트륨 공급관(231), 유기산 공급관(241) 및 세척수 공급관(251); 및 이산화염소 공급관(221), 수산화나트륨 공급관(231), 유기산 공급관(241) 및 세척수 공급관(251)에 설치되어 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수의 공급을 제어하는 제어밸브(300); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 상기 제어밸브(300)와 연결되어 설치되며, 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수가 순차적으로 일정 시간동안 일정 간격으로 공급되도록 조절하는 제어부(400)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 상기 침지식 분리막(110) 표면 또는 분리막 공급 내의 여과압력을 측정하는 차압계가 더 설치되며, 상기 제어부(400)가 상기 차압계와 연결되어 상기 차압계의 압력이 일정 압력에 도달하면 상기 제어밸브(300)를 개방하여 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수가 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산이 순차적으로 공급되며, 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산이 공급되는 순서 사이에 세척수가 공급되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 유기산 탱크(240)에는 구연산 또는 옥살산이 저장되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 이산화염소가 약 450~550mg/L의 농도로 희석되어 상기 이산화염소 탱크(220)에 저장되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the
본 발명의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템은 MBR(Membrane Bio-Reactor)공정을 이용한 오폐수 처리시스템에서 생물반응조의 호기조에 침지식 분리막을 침지시키고, 상기 분리막에 일정농도로 희석된 이산화염소, 구연산, 수산화나트륨 및 세척수를 일정시간동안 일정간격으로 공급함으로써, 분리막의 세정효율을 향상시켜 휴지시간 없이 연속적으로 운전 가능하다는 장점이 있다.The wastewater treatment system using the membrane of the present invention is immersed in the aerobic tank of the bioreactor in the wastewater treatment system using the MBR (Membrane Bio-Reactor) process, chlorine dioxide, citric acid, hydroxide diluted to a certain concentration in the membrane By supplying sodium and washing water at regular intervals for a certain time, it improves the cleaning efficiency of the membrane and has the advantage of being able to operate continuously without downtime.
또한, 본 발명의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템은 이산화염소를 일정농도로 희석하여 사용함으로써, 분리막의 재질을 손상시키지 않고, 미생물에 영향을 주지 않는 동시에 분리막 오염물질의 세정을 효과적으로 수행할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the wastewater treatment system using the separation membrane of the present invention by diluting the chlorine dioxide to a certain concentration, without damaging the material of the membrane, and does not affect the microorganisms and at the same time can effectively perform the cleaning of the membrane contaminants There is this.
또한, 본 발명의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템은 이산화염소뿐만 아니라 구연산 및 수산화나트륨으로 분리막을 세정함으로써, 산과 염기 세정으로 세정효율을 향상시킬 수 있고, 무기폐색 및 유기폐색을 동시에 억제할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the wastewater treatment system using the separation membrane of the present invention can improve the cleaning efficiency by acid and base cleaning, by cleaning the separation membrane with citric acid and sodium hydroxide as well as chlorine dioxide, and can simultaneously suppress inorganic and organic blockage. There is this.
또한, 본 발명의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템은 아염소산나트륨의 전기분해로 자연스럽게 생성되는 수산화나트륨을 분리막 세정물질로 사용함으로써, 별도로 염기성 세정물질을 투입하지 않아도 된다는 장점이 있다.In addition, the wastewater treatment system using the separator of the present invention has the advantage that it does not need to add a basic cleaning material by using sodium hydroxide which is naturally produced by the electrolysis of sodium chlorite as the membrane cleaning material.
또한, 본 발명의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템은 분리막 세정효과를 향상시켜 분리막의 연속운전이 가능하도록 함으로써, 오폐수 처리용량을 증대시킬 수 있어 처리 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
In addition, the wastewater treatment system using the separation membrane of the present invention has the advantage that by improving the separation membrane cleaning effect to enable the continuous operation of the separation membrane, it is possible to increase the wastewater treatment capacity and greatly improve the treatment efficiency.
도 1은 종래의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템에 구비되는 침지식 분리막 및 분리막 세정장치를 간략하게 나타낸 구성도.1 is a block diagram of a wastewater treatment system using a conventional membrane.
2 is a block diagram of a wastewater treatment system using a separator according to the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing the immersion separator and the membrane cleaning device provided in the wastewater treatment system using a separator according to the present invention.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the wastewater treatment system using the separator of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템의 블록도이며, 도 2는 본 발명에 따른 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템의 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템에 구비되는 침지식 분리막 및 분리막 세정장치를 간략하게 나타낸 구성도이다.
1 is a block diagram of a wastewater treatment system using a conventional membrane, Figure 2 is a block diagram of a wastewater treatment system using a separator according to the present invention, Figure 3 is provided in a wastewater treatment system using a separator according to the present invention It is a schematic diagram showing the immersion membrane and the membrane cleaning device.
본 발명의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 혐기조(40), 무산소조(50) 및 호기조(60)를 포함하는 생물반응조(100)가 구비되는 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)에 있어서, 상기 생물반응조(100)에 침지식 분리막(110) 및 분리막 세정장치(200)가 구비된다.
상기 침지식 분리막(110)은 분리막 외부의 혼합물이 분리막 공극을 통해 분리막 내부로 유입되면서 고액 분리되도록 상기 호기조(60) 내부에 침지되어 설치된다.The
상기 분리막 세정장치(200)는 일정 농도로 희석된 이산화염소 및 수산화나트륨이 생성되도록 아염소산나트륨을 전기 분해하는 이산화염소 발생장치(210), 전기 분해에 의해 생성된 상기 이산화염소가 저장되는 이산화염소 탱크(220), 상기 수산화나트륨이 저장되는 수산화나트륨 탱크(230), 유기산이 저장되는 유기산 탱크(240) 및 세척수가 저장되는 세척수 탱크(250)를 포함하여 형성된다.The
이 때, 상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 상기 분리막 세정장치(200)를 통해 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수가 일정 시간동안 일정 간격마다 상기 호기조(60) 내부로 주입되어 상기 침지식 분리막(110)이 세정됨으로써, 상기 분리막이 폐색되는 것을 방지할 수 있다.At this time, the
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 도 1에 도시된 종래의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)과 비교하여, 상기 생물반응조(100)의 호기조(60)에 침지식 분리막(110)과 분리막 세정장치(200)가 더 설치된다.As shown in FIG. 2, the
상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 침사조로 유입된 피처리수인 오폐수가 상기 침사조를 거쳐, 스크린조(10), 유량조정조(30), 혐기조(40), 무산소조(50), 분리막을 이용한호기조(60), 안정화조, 및 처리수조를 거쳐 처리될 수 있다.The
이에 대해 간략히 설명하면, 상기 스크린조(10)는 상기 침사조에 유입된 피처리수가 소정 레벨 이상일 경우에, 상기 침사조의 피처리수를 자연적으로 공급받으며, 상기 유량조정조(30)는 상기 스크린조(10)보다 낮은 레벨에 위치되어 상기 스크린조(10)에서 여과된 피처리수를 자연낙하에 의해 공급받는다.In brief, the
상기 혐기조(40)는 상기 유량조정조(30)에 유입되어 있는 피처리수가 소정 레벨 이상일 경우에, 상기 유량조정조(30)의 피처리수를 상기 유량조정조(30) 내에 침지되어 있는 원수펌프에 의해 미세여과스크린을 경유하여 공급받는다.In the
상기 무산소조(50)는 상기 혐기조(40)에 유입된 피처리수가 소정 레벨 이상일 경우에, 상기 혐기조(40)의 피처리수를 자연적으로 공급받는다. 그리고 상기 무산소조(50)내의 혼합액을 상기 무산소조(50)에 침지되어 있는 반송펌프에 의해 상기 혐기조(40)에 공급할 수도 있다.The
상기 호기조(60)는 상기 무산소조(50)에 저장된 혼합액이 소정 레벨 이상일 경우에, 상기 무산소조(50)의 혼합액을 자연적으로 공급받는다. 그리고 유입 받은 혼합액을 상기 호기조(60)에 침지된 상기 침지식 분리막(110)에 의해 고액 분리되어 남은 질산성질소성분 및 슬러지를 함유한 잔존물이 소정 레벨 이상일 경우에, 자연적으로 안정화조(70)에 공급한다.The
상기 안정화조(70)는 호기조(60)에서 유입된 슬러지가 소정 레벨 이상일 경우, 상기 안정화조(70) 내에 침지되어 있는 반송펌프에 의해 선택적으로 무산소조(50) 또는 슬러지농축저류조(90)에 공급할 수 있다.When the sludge introduced from the
상기 처리수조(80)는 호기조(60)에 침지된 침지식 분리막(110)을 통해 고액 분리된 처리수를 공급받아 외부로 방류시킨다.The
이 때, 상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 상기 침지식 분리막(110)으로 처리수를 순환시키는 처리수 순환관(261)과 상기 이산화염소 탱크(220), 수산화나트륨 탱크(230), 유기산 탱크(240) 및 세척수 탱크(250)가 각각 연결되어 설치되는 이산화염소 공급관(221), 수산화나트륨 공급관(231), 유기산 공급관(241) 및 세척수 공급관(251); 및 이산화염소 공급관(221), 수산화나트륨 공급관(231), 유기산 공급관(241) 및 세척수 공급관(251)에 설치되어 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수의 공급을 제어하는 제어밸브(300); 를 포함하여 형성될 수 있다.At this time, the
또한, 상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 상기 제어밸브(300)와 연결되어 설치되며, 상기 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수가 순차적으로 일정 시간동안 일정 간격으로 공급되도록 조절하는 제어부(400)를 더 포함하여 형성될 수 있다.In addition, the
상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 상기 침지식 분리막(110) 표면 또는 분리막 공급 내의 여과압력을 측정하는 차압계가 더 설치될 수 있는데, 이 때, 상기 제어부(400)는 상기 차압계와 연결되어 상기 차압계의 압력이 일정 압력에 도달하면 상기 제어밸브(300)를 개방하여 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수가 공급되도록 할 수 있다.The
또한, 상기 제어부(400)는 상기 차압계의 압력이 일정 압력에 도달하면 상기 제어밸브(300)를 개방하는데, 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산이 순차적으로 공급될 수 있도록 상기 이산화염소 공급관(221), 수산화나트륨 공급관(231), 유기산 공급관(241) 및 세척수 공급관(251)과 연결되는 제어밸브(300)를 하나씩 순차적으로 개방하게 된다.In addition, the
상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템은 (이산화염소)―(세척수)―(유기산)―(세척수)―(수산화나트륨)―(세척수)의 순서와 같이, 각 세정약품이 공급되는 사이사이에 물세척할 수 있도록 세척수가 공급될 수 있다.The wastewater treatment system using the separator may be washed with water between the cleaning chemicals in the order of (chlorine dioxide)-(washing water)-(organic acid)-(washing water)-(sodium hydroxide)-(washing water). Washing water can be supplied to ensure that
상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)의 동작에 관한 일실시예로, 상기 이산화염소를 1주일에 1번 20분씩 공급하여 분리막을 세정한 후, 세척수로 1분 동안 세척한 다음, 상기 유기산과 수산화나트륨을 각각 2개월에 1번 1시간씩 교대로 공급하여 분리막을 세정한 후, 다시 그 사이사이에 세척수로 1분 동안 세척할 수 있다.In one embodiment of the operation of the
이 때, 유기산 중 염산 및 질산은 산의 농도가 높고 미생물에 영향을 주며, 취급이 어렵기 때문에 상기 유기산 탱크(240)에는 구연산 또는 옥살산이 저장되는 것이 바람직하며, 구연산 및 옥살산은 1% 정도의 농도가 적합하다.At this time, hydrochloric acid and nitric acid in the organic acid has a high acid concentration and affects microorganisms, and is difficult to handle, so that the citric acid or oxalic acid is preferably stored in the
특히, 본 발명에 따른 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 이산화염소가 450~550mg/L의 농도로 희석되어 상기 이산화염소 탱크(220)에 저장됨으로써 별도로 농도를 희석하기 위한 장치를 구비하지 않아도 되며, 사용이 간편하다.In particular, the
또한, 상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은 이산화염소를 희석해서 투입하게 되면 분리막을 이용한 호기조(60) 내 피처리수의 온도가 세정하기에 적절한 온도인 30~40℃까지 올라가게 되는데, 종래의 오폐수 처리시스템과 같이 별도로 히터를 구비하지 않아도 희석된 이산화염소 투입에 의해 자연적으로 온도가 유지될 수 있어 세정효과를 높일 수 있다.
In addition, when the
이에 따라, 본 발명의 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템은 분리막 세정효과를 향상시켜 휴지시간 없이 분리막의 연속운전이 가능하도록 함으로써, 오폐수 처리용량을 증대시킬 수 있어 처리 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the wastewater treatment system using the separator of the present invention has the advantage that the wastewater treatment capacity can be increased by greatly improving the cleaning efficiency of the separator and allowing continuous operation of the separator without downtime, thereby greatly improving the treatment efficiency. .
또한, 이산화염소를 일정농도로 희석하여 사용함으로써, 분리막의 재질을 손상시키지 않고, 미생물에 영향을 주지 않는 동시에 분리막 오염물질의 세정을 효과적으로 수행할 수 있다는 장점이 있다.In addition, by diluting the chlorine dioxide to a certain concentration, there is an advantage that it is possible to effectively clean the membrane contaminants without damaging the material of the membrane, without affecting the microorganisms.
또한, 이산화염소뿐만 아니라 구연산 및 수산화나트륨으로 분리막을 세정함으로써, 산과 염기 세정으로 세정효율을 향상시킬 수 있고, 무기폐색 및 유기폐색을 동시에 억제할 수 있다는 장점이 있다.In addition, by cleaning the membrane with citric acid and sodium hydroxide as well as chlorine dioxide, it is possible to improve the cleaning efficiency by the acid and base washing, it is possible to suppress the inorganic occlusion and organic occlusion at the same time.
또한, 아염소산나트륨의 전기분해로 자연스럽게 생성되는 수산화나트륨을 분리막 세정물질로 사용함으로써, 별도로 염기성 세정물질을 투입하지 않아도 된다는 장점이 있다.
In addition, by using sodium hydroxide which is naturally produced by the electrolysis of sodium chlorite as the membrane cleaning material, there is an advantage that the basic cleaning material does not need to be added separately.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
1 : 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템
10 : 침사조
20 : 스크린조
30 : 유량조정조
40 : 혐기조
50 : 무산소조
60 : 호기조
70 : 안정화조
80 : 처리수조
90 : 슬러지농축조류조
100 : 생물반응조
110 : 침지식 분리막
200 : 분리막 세정장치
210 : 이산화염소 발생장치
220 : 이산화염소 탱크 221 : 이산화염소 공급관
230 : 수산화나트륨 탱크 231 : 수산화나트륨 공급관
240 : 유기산 탱크 241 : 유기산 공급관
250 : 세척수 탱크 251 : 세척수 공급관
261 : 처리수 순환관
300 : 제어밸브
400 : 제어부1: Wastewater treatment system using membrane
10: tide tank
20 screen
30: flow adjustment tank
40: anaerobic tank
50: anaerobic tank
60: aerobic tank
70: stabilization tank
80: treatment tank
90: sludge concentrate algae tank
100: bioreactor
110: immersion membrane
200: separator cleaning device
210: chlorine dioxide generator
220: chlorine dioxide tank 221: chlorine dioxide supply pipe
230: sodium hydroxide tank 231: sodium hydroxide supply pipe
240: organic acid tank 241: organic acid supply pipe
250: washing water tank 251: washing water supply pipe
261: treatment water circulation pipe
300: control valve
400:
Claims (7)
상기 생물반응조(100)는
분리막 외부의 혼합물이 분리막 공극을 통해 분리막 내부로 유입되면서 고액 분리되도록 상기 호기조(60) 내부에 침지되는 침지식 분리막(110);
450~550mg/L의 농도로 희석된 이산화염소가 생성되도록 아염소산나트륨을 전기 분해하는 이산화염소 발생장치(210), 전기 분해에 의해 생성된 상기 이산화염소가 저장되는 이산화염소 탱크(220), 아염소산나트륨의 전기분해로 생성되는 수산화나트륨이 저장되는 수산화나트륨 탱크(230), 유기산이 저장되는 유기산 탱크(240) 및 세척수가 저장되는 세척수 탱크(250)를 포함하여 형성되는 분리막 세정장치(200);
상기 침지식 분리막(110)으로 처리수를 순환시키는 처리수 순환관(261);
상기 이산화염소 탱크(220), 수산화나트륨 탱크(230), 유기산 탱크(240) 및 세척수 탱크(250)가 각각 연결되어 설치되는 이산화염소 공급관(221), 수산화나트륨 공급관(231), 유기산 공급관(241) 및 세척수 공급관(251); 및
상기 이산화염소 공급관(221), 수산화나트륨 공급관(231), 유기산 공급관(241) 및 세척수 공급관(251)에 설치되어 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수의 공급을 제어하는 제어밸브(300); 가 더 구비되며,
상기 분리막 세정장치(200)를 통해 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수가 일정 시간동안 일정 간격마다 상기 호기조(60) 내부로 주입되어 상기 침지식 분리막(110)을 세정하고,
이산화염소, 수산화나트륨, 유기산이 공급되는 순서 사이에 세척수가 공급되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템.
In the wastewater treatment system (1) using a separation membrane provided with a bioreactor (100) including an anaerobic tank (40), an anaerobic tank (50) and an aerobic tank (60),
The bioreactor 100
An immersion type separation membrane 110 immersed in the aerobic tank 60 so that the mixture outside the separation membrane is introduced into the separation membrane through the separation membrane pore and solid-liquid separation;
Chlorine dioxide generator 210 for electrolyzing sodium chlorite to produce chlorine dioxide diluted to a concentration of 450 ~ 550mg / L , chlorine dioxide tank 220 for storing the chlorine dioxide generated by electrolysis , Separation membrane cleaning device 200 is formed, including a sodium hydroxide tank 230, the sodium hydroxide produced by the electrolysis of sodium chlorate , the organic acid tank 240, the organic acid is stored and the washing water tank 250, the washing water is stored ;
A treated water circulation pipe 261 configured to circulate the treated water to the immersion separator 110;
The chlorine dioxide supply pipe 221, the sodium hydroxide supply pipe 231, and the organic acid supply pipe 241 to which the chlorine dioxide tank 220, the sodium hydroxide tank 230, the organic acid tank 240, and the washing water tank 250 are connected to each other. ) And washing water supply pipe 251; And
A control valve 300 installed in the chlorine dioxide supply pipe 221, the sodium hydroxide supply pipe 231, the organic acid supply pipe 241, and the washing water supply pipe 251 to control the supply of chlorine dioxide, sodium hydroxide, organic acid, and washing water; Is equipped with more,
Chlorine dioxide, sodium hydroxide, organic acid and washing water are injected into the aeration tank 60 at regular intervals for a predetermined time through the membrane cleaning device 200 to clean the immersion type membrane 110.
Waste water treatment system using a separator, characterized in that the washing water is supplied between the order of supplying chlorine dioxide, sodium hydroxide, organic acid.
상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은
상기 제어밸브(300)와 연결되어 설치되며, 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수가 순차적으로 일정 시간동안 일정 간격으로 공급되도록 조절하는 제어부(400)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템.
The method of claim 1,
Waste water treatment system using the separator (1)
Separation membrane is installed in connection with the control valve 300, and further comprising a control unit 400 for adjusting to supply chlorine dioxide, sodium hydroxide, organic acid and the washing water at regular intervals for a predetermined time sequentially Wastewater treatment system using.
상기 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템(1)은
상기 침지식 분리막(110) 표면 또는 분리막 공급 내의 여과압력을 측정하는 차압계가 더 설치되며,
상기 제어부(400)가 상기 차압계와 연결되어 상기 차압계의 압력이 일정 압력에 도달하면 상기 제어밸브(300)를 개방하여 이산화염소, 수산화나트륨, 유기산 및 세척수가 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템.
The method of claim 3, wherein
Waste water treatment system using the separator (1)
The differential pressure gauge for measuring the filtration pressure in the immersion membrane 110 surface or the membrane supply is further installed,
When the control unit 400 is connected to the differential pressure gauge and the pressure of the differential pressure reaches a predetermined pressure, the control valve 300 is opened to supply chlorine dioxide, sodium hydroxide, organic acid and washing water, characterized in that for supplying the separator. Wastewater Treatment System.
상기 유기산 탱크(240)에는
구연산 또는 옥살산이 저장되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 오폐수 처리시스템. The method of claim 1,
In the organic acid tank 240
Wastewater treatment system using a separator, characterized in that citric acid or oxalic acid is stored.
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KR20110024178A KR101085872B1 (en) | 2011-03-18 | 2011-03-18 | Wastewater treatment system using a membrane |
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KR101085872B1 true KR101085872B1 (en) | 2011-11-23 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101499539B1 (en) * | 2013-05-06 | 2015-03-09 | 금강엔지니어링 주식회사 | Hybrid type membrane cleaning system |
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JP2002011472A (en) | 2000-06-28 | 2002-01-15 | Nishihara Environ Sanit Res Corp | Immersed membrane separation apparatus |
JP2004154707A (en) | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Method for washing separation membrane |
KR100864806B1 (en) * | 2008-07-04 | 2008-10-23 | 김성종 | Advanced watertreatment system which maximizes treatment efficiency |
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2011
- 2011-03-18 KR KR20110024178A patent/KR101085872B1/en not_active IP Right Cessation
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