KR101229455B1 - System for managing water quality of discharging water - Google Patents

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KR101229455B1
KR101229455B1 KR1020120030667A KR20120030667A KR101229455B1 KR 101229455 B1 KR101229455 B1 KR 101229455B1 KR 1020120030667 A KR1020120030667 A KR 1020120030667A KR 20120030667 A KR20120030667 A KR 20120030667A KR 101229455 B1 KR101229455 B1 KR 101229455B1
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노현애
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한국바이오시스템(주)
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Abstract

PURPOSE: A discharging water quality management system is provided to minimize analysis operations and processes to remove BOD and total nitrogen(TN) by calculating a concentration forecast value of the total nitrogen and the BOD forecast value of discharging according to the ammonia concentration of the discharging water. CONSTITUTION: A discharging water quality management system comprises a first settling tank; a bioreactor; a blower(25); a last settling tank; a water quality measuring unit(40); and a controller(50). The bioreactor is arranged in the rear part of the first settling tank. The bioreactor comprises an anoxic tank, an aeration tank and an internal recycle pump(23) that returns activated sludge in the aeration tank to the anoxic tank. The blower supplies the air in the bioreactor. The last settling tank is arranged in the rear part of the bioreactor. The water quality measuring unit measures the ammonia concentration and the total nitrogen concentration of the discharging water that is discharged finally from the last setting tank. The controller adjusts the operation ration of the blower in accordance with the ammonia concentration that is received from the water quality measuring unit. The controller judges whether denitrification is inferior comparing the measured value and the forecast value of the total nitrogen concentration that is received from the water quality measuring unit. The forecast value of the total nitrogen is calculated by formula 1. In formula 1, Y is the forecast value of the total nitrogen concentration, and X is the ammonia concentration of the discharging water. [Reference numerals] (23) Returning pump; (25) Blower; (40) Water quality measuring unit; (50) Controller; (60) Display unit; (70) Memory unit

Description

고도처리 방류수질 관리 및 에너지 절감 시스템{SYSTEM FOR MANAGING WATER QUALITY OF DISCHARGING WATER}Advanced treatment effluent quality management and energy saving system {SYSTEM FOR MANAGING WATER QUALITY OF DISCHARGING WATER}

본 발명은 고도처리에 적용되는 방류 수질 관리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a discharge water quality management system applied to the advanced treatment.

각종 하수는 많은 오염 물질이 함유되어 있어 이를 제거하는 방법이 요구되고 있다. 최근에는 하수종말처리장에서 최종적으로 배출되는 방류수의 BOD(biochemical oxygen demand), 인(P) 또는 질소(N)의 배출기준이 더욱 엄격해져 가는 실정이다.Various sewage contains a lot of pollutants and there is a need for a method for removing them. Recently, the emission standard of biochemical oxygen demand (BOD), phosphorus (P) or nitrogen (N) of discharged water finally discharged from sewage treatment plants becomes more strict.

일반적으로 고도처리는 하수가 유입되는 최초침전지, 하수에 포함된 질소, 인 등을 제거하는 생물반응조, 2차 침전되는 최종침전지로 구성되고, 방류수의 배출기준을 만족하기 위하여 생물반응조 내의 용존산소량(MLDO, Mixed Liquor Dissolved Oxygen)을 측정하고 그에 비례하여 송풍기를 가동하였다. In general, the advanced treatment consists of the initial settler into which sewage flows, the bioreactor to remove nitrogen, phosphorus, etc. contained in the sewage, and the final settler to be sedimented secondly, and the amount of dissolved oxygen in the bioreactor ( Mixed Liquor Dissolved Oxygen (MLDO) was measured and the blower was operated in proportion thereto.

그러나, 생물반응조내의 용존산소량은 수온과 같은 외부환경에 의해 변동이 심하기 때문에 이를 기준으로 송풍량을 조절하지 못하는 문제가 있다.However, the amount of dissolved oxygen in the bioreactor has a problem that it is not possible to control the air flow amount based on the fluctuation due to the external environment such as water temperature.

또한, 일반적으로 생물반응조에는 암모니아 농도를 최소로 조절하기 위하여 암모니아 계측기가 설치되나, 생물반응조 내부는 부유물 농도(MLSS, mixed liquor suspended solid)가 매우 높아 오염도가 심하기 때문에 정확하게 암모니아 농도를 계측할 수 없고, 암모니아 계측기에 별도의 세정장치가 구비되어야 하는 문제가 있다.In addition, in general, ammonia meter is installed in the bioreactor to minimize ammonia concentration. However, since the concentration of suspended solids (MLSS, mixed liquor suspended solid ) is very high, the ammonia concentration cannot be accurately measured. There is a problem that a separate cleaning device must be provided in the ammonia meter.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 방류수의 암모니아 농도를 측정하여 송풍기 및 내부반송펌프의 가동률을 조절하여 방류수의 수질을 안정적으로 관리할 수 있는 방류 수질 관리시스템을 제공한다.The present invention is to solve the above problems, to provide a discharge water quality management system that can stably manage the water quality of the discharge water by measuring the ammonia concentration of the discharge water by adjusting the operation rate of the blower and the internal return pump.

본 발명의 일 실시예에 따른 방류수질 관리시스템은, 하수가 유입되는 최초침전지; 상기 최초침전지 후단에 배치되는 생물반응조; 상기 생물반응조에 공기를 공급하는 송풍기; 상기 생물반응조의 후단에 배치되는 최종침전지; 상기 최종침전지에서 방류되는 방류수의 암모니아 농도 및 총질소농도를 측정하는 수질측정부; 및 상기 수질측정부에서 수신된 암모니아 농도에 따라 상기 송풍기, 내부반송펌프의 가동률을 조절하는 제어부;를 포함한다.Discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, the first sedimentation inflow sewage; A bioreactor disposed at the rear end of the initial settler; A blower for supplying air to the bioreactor; A final settler disposed at the rear of the bioreactor; A water quality measuring unit for measuring ammonia concentration and total nitrogen concentration of the discharged water discharged from the final settler; And a controller configured to adjust an operation rate of the blower and the internal transfer pump according to the ammonia concentration received from the water quality measuring unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 방류수질 관리시스템에서, 제어부는 상기 수질측정부로부터 수신된 암모니아 농도가 2.5mg/L를 초과하면 상기 송풍기의 가동률을 증가시키도록 제어신호를 출력하고, 암모니아의 농도가 0.8mg/L 미만이면 송풍기의 가동률을 감소시키도록 제어신호를 출력할 수 있다.In the discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, the control unit outputs a control signal to increase the operation rate of the blower when the ammonia concentration received from the water quality measurement unit exceeds 2.5mg / L, the concentration of ammonia If less than 0.8mg / L can output a control signal to reduce the operating rate of the blower.

본 발명의 일 실시예에 따른 방류수질 관리시스템에서, 생물반응조는 무산소조와, 호기조, 내부반송라인, 및 내부반송펌프를 포함한다.In the discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, the bioreactor includes an oxygen-free tank, an aerobic tank, an internal conveying line, and an internal conveying pump.

본 발명의 일 실시예에 따른 방류수질 관리시스템에서, 제어부는 상기 수질측정부로부터 수신된 총질소농도 측정값과 총질소농도 예측값을 비교하여 탈질불량여부를 판단하고 상기 내부반송펌프 가동률을 제어할 수 있다.In the discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, the controller compares the total nitrogen concentration measurement value and the total nitrogen concentration prediction value received from the water quality measurement unit to determine whether there is a denitrification and control the operation rate of the internal transfer pump. Can be.

본 발명의 일 실시예에 따른 방류수질 관리시스템에서, 총질소농도 예측값은 하기 관계식 1에 따라 산출될 수 있다.In the discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, the total nitrogen concentration prediction value may be calculated according to the following Equation 1.

[관계식 1][Relationship 1]

Figure 112012024089987-pat00001
Figure 112012024089987-pat00001

(Y는 총질소농도 예측값, X는 암모니아 농도 평균값)(Y is total nitrogen concentration forecast value, X is ammonia concentration average value)

본 발명의 일 실시예에 따른 방류수질 관리시스템에서, 제어부는 상기 총질소농도 예측값보다 상기 총질소농도 측정값이 2mg/L 이상 크면 상기 내부반송펌프 가동률을 증가시키도록 제어신호를 출력하고, 총질소농도 예측값보다 상기 총질소농도 측정값이 2mg/L 이상 작으면 상기 내부반송펌프의 가동률을 감소시키도록 제어신호를 출력할 수 있다.In the discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, the control unit outputs a control signal to increase the operation rate of the internal transfer pump when the total nitrogen concentration measurement value is greater than or equal to the total nitrogen concentration prediction value 2mg / L, and total When the total nitrogen concentration measurement value is less than 2 mg / L or more than the nitrogen concentration prediction value, a control signal may be output to reduce the operation rate of the internal transfer pump.

본 발명의 일 실시예에 따른 방류수질 관리시스템에서, 제어부는 상기 수질측정부로부터 수신된 암모니아 농도에 의해 방류수의 BOD 예측값을 산출할 수 있다.In the discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, the controller may calculate the BOD predicted value of the discharge water by the ammonia concentration received from the water quality measurement unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 방류수질 관리시스템에서, 방류수의 BOD 예측값은 하기 관계식 2에 따라 산출될 수 있다.In the discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, the BOD prediction value of the discharge water may be calculated according to the following Equation 2.

[관계식 2][Relationship 2]

Figure 112012024089987-pat00002
Figure 112012024089987-pat00002

(Y는 방류수의 BOD 예측값, X는 암모니아 농도 평균값)(Y is BOD forecast value of discharged water, X is ammonia concentration average value)

본 발명의 일 실시예에 따른 방류수질 관리시스템에서, 방류수의 BOD 예측값, 송풍기 증감 조절여부, 방류수의 총질소농도 예상값, 및 탈질불량여부, 및 내부반송펌프 증감 조절여부가 표시되는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.In the discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, the display unit that displays the BOD prediction value of the discharge water, whether the increase or decrease of the blower, the expected total nitrogen concentration of the discharge water, and the denitrification, and whether the increase or decrease of the internal conveying pump is displayed It may include.

본 발명에 따르면, 방류수의 암모니아 농도에 따라 송풍기와 내부반송펌프의 가동률을 탄력적으로 조절하여 방류수질을 안정적으로 관리할 수 있다.According to the present invention, it is possible to stably manage the discharge water quality by elastically adjusting the operation rate of the blower and the internal return pump according to the ammonia concentration of the discharge water.

또한, 방류수의 암모니아 농도에 따라 총질소농도 예측값과 방류수의 BOD 예측값을 도출할 수 있어 BOD 및 총질소(TN)제거 공정운영과 분석업무를 최소화시키고, 자동제어 운전이 가능하여 하수종말처리장의 시설유지비가 절감된다.In addition, it is possible to derive the total nitrogen concentration prediction value and the BOD prediction value of the discharged water according to the ammonia concentration of the discharged water, minimizing the operation of BOD and total nitrogen (TN) removal process and analysis, and the automatic control operation is possible, so that the facilities of the sewage treatment plant Maintenance cost is reduced.

또한, 하수 처리의 각종 정보가 디스플레이되어 관리자가 현재 방류수의 상태 및 탈질불량 여부와 같은 하수처리 상태를 전체적으로 파악할 수 있다.In addition, various information of the sewage treatment may be displayed so that the manager can understand the sewage treatment state as a whole, such as the state of the present effluent and whether there is a denitrification defect.

또한, 방류수의 암모니아를 측정하므로 계측기를 세척하기 위한 별도의 장치가 불필요해져 비용이 절감되며 센서의 수명이 증가한다.In addition, measuring ammonia in the effluent eliminates the need for a separate device to clean the instrument, reducing costs and increasing the life of the sensor.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방류 수질 관리시스템의 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방류 수질 관리시스템의 블록도이고,
도 3은 방류수의 암모니아 농도와 송풍량의 시간대별 관계를 보여주는 그래프이고,
도 4는 방류수의 암모니아 농도에 따른 적정 송풍량을 보여주는 그래프이고,
도 5는 방류수의 암모니아 농도와 방류수의 총질소농도와의 관계를 보여주는 그래프이고,
도 6은 방류수의 암모니아 농도와 방류수의 BOD와의 관계를 보여주는 그래프이다.1 is a schematic diagram of a discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention,
2 is a block diagram of a discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention,
3 is a graph showing the relationship between the ammonia concentration of the effluent and the time of blowing,
4 is a graph showing the amount of proper blowing according to the ammonia concentration of the effluent,
5 is a graph showing the relationship between the ammonia concentration of the effluent and the total nitrogen concentration of the effluent,
6 is a graph showing the relationship between the ammonia concentration of the effluent and the BOD of the effluent.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present invention, the terms "comprises" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

또한 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다. In addition, it is to be understood that the accompanying drawings in the present invention are shown to be enlarged or reduced for convenience of description.

이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the drawings. Like reference numerals designate like elements throughout, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방류 수질 관리시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방류 수질 관리시스템의 블록도이다.1 is a schematic diagram of a discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram of a discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention.

도 1과 도 2를 참조할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 방류 수질 관리시스템은, 하수가 유입되는 최초침전지(10)와, 상기 최초침전지(10) 후단에 배치되는 생물반응조(20)와, 상기 생물반응조(20)에 공기를 공급하는 송풍기(25)와, 상기 생물반응조(20)의 후단에 배치되는 최종침전지(30)와, 상기 최종침전지(30)에서 방류되는 방류수의 암모니아 농도를 측정하는 수질측정부(40), 및 상기 수질측정부(40)에서 수신된 암모니아 농도에 따라 상기 송풍기(25)의 가동률을 조절하는 제어부(50)를 포함한다.1 and 2, the discharge water quality management system according to an embodiment of the present invention, the first settling cell 10, the bioreactor 20 disposed in the rear end of the first settling cell 10, the sewage flows And ammonia concentration of the blower 25 for supplying air to the bioreactor 20, the final settler 30 disposed at the rear end of the bioreactor 20, and the discharged water discharged from the final settler 30. It includes a water quality measuring unit 40 for measuring, and a control unit 50 for adjusting the operation rate of the blower 25 according to the ammonia concentration received from the water quality measuring unit 40.

최초침전지(10)에는 침전물과 고형물이 제거된 하수가 유입된다. 이때 최초침전지(10)에서 침전된 침전물을 생슬러지라고 하며, 생슬러지는 혼합저류조에서 농축된 잉여슬러지와 혼합되어 소화된다.The first settler 10 is introduced with sewage from which precipitates and solids have been removed. At this time, the precipitate precipitated in the initial settler 10 is called raw sludge, and the raw sludge is mixed with the excess sludge concentrated in the mixed storage tank and digested.

생물반응조(20)는 공기를 공급하여 호기성 미생물을 빠르게 증식시키고, 증식된 미생물의 대사작용에 의해 하수에 포함된 유기물질을 산화, 분해시켜 미세한 오염물질 및 악취가 제거되도록 구성된다.The bioreactor 20 is configured to rapidly propagate aerobic microorganisms by supplying air and to oxidize and decompose organic substances contained in the sewage by metabolism of the multiplied microorganisms to remove fine contaminants and odors.

구체적으로 생물반응조(20)는 무산소조(21)와 호기조(22)를 포함하는 일반적인 생물반응조(20)의 구성이 모두 적용될 수 있다. 이러한 생물반응조(20)는 공법에 따라 무산소조, 호기조, 혐기조, 막분리 호기조 등이 복수 개로 배치될 수도 있다.Specifically, the bioreactor 20 may include all of the configurations of the general bioreactor 20 including the anaerobic tank 21 and the aerobic tank 22. Such a bioreactor 20 may be arranged in a plurality of anaerobic tank, aerobic tank, anaerobic tank, membrane separation aerobic tank, etc. according to the construction method.

무산소조(21)는 질소가 탈질균(Pseudomonas, Micrococcus, Spirillum, Acaligenes, Bacillus 등)의 질산호흡, 아질산호흡에 의해서 N2O, NO 등의 형태를 거쳐 N2로 환원되어 방출된다. 무산소조(21)에는 유입 오폐수와 반송물의 충분한 혼합 및 고액분리 방지를 위해 수중교반기가 더 설치될 수 있다.The anoxic tank 21 is discharged is reduced to N 2 through the form of nitrogen denitrifying bacteria (Pseudomonas, Micrococcus, Spirillum, Acaligenes, Bacillus, etc.), N 2 by nitrate respiration, nitrite respiration of O, NO and the like. The anaerobic tank 21 may be further provided with an underwater stirrer to prevent sufficient mixing of the incoming wastewater and the conveyed matter and solid-liquid separation.

호기조(22)는 호기성 미생물의 대사에 의하여 암모니아성 질소(NH4-N)를 분해하여 질산염(NO3)을 발생시킨다. 호기조(22)에서는 공기의 공급이 필요한데, 이는 활성오니 미생물의 동화작용 및 유기물 산화에 필요한 산소공급과 오니 혼합액을 교반하여 활성화하기 위함이다. 따라서 호기조(22)에는 배관을 통해 공기를 공급하는 송풍기(25)가 구비된다. 또한, 송풍기(25)에는 인버터가 설치되어 주파수를 가변시킴으로써 송풍기(25)의 가동률을 조절할 수 있도록 구성된다.The aerobic tank 22 decomposes ammonia nitrogen (NH 4 -N) by metabolism of aerobic microorganisms to generate nitrate (NO 3 ). In the aerobic tank 22, the supply of air is required to stir and activate the oxygen supply and sludge mixture liquid required for the assimilation of activated sludge microorganisms and oxidation of organic matter. Therefore, the exhalation tank 22 is provided with the blower 25 which supplies air through piping. In addition, the blower 25 is provided with an inverter so as to adjust the operation rate of the blower 25 by varying the frequency.

반송라인(24)은 호기조(22)에서 무산소조(21)로 활성슬러지를 반송시키는 역할을 수행하며, 활성슬러지가 반송되는 양은 내부반송라인(24)에 연결된 내부반송펌프(23)의 가동률에 의해 결정된다.The conveying line 24 serves to convey activated sludge from the aerobic tank 22 to the anoxic tank 21, and the amount of activated sludge is conveyed by the operation rate of the inner conveying pump 23 connected to the inner conveying line 24. Is determined.

최종침전지(30)는 생물반응조(20)에서 형성된 슬러지가 유입되어 중력침전을 통해 2차 침전 처리된다. 이때, 최종침전지(30)에서 침전된 슬러지 중에서 일부는 슬러지 처리공정으로 이송되어 처리되고, 일부는 생물반응조(20)의 전단으로 반송되어 미생물량을 보충한다. 그리고, 최종침전지(30)의 2차 처리수는 여과시설을 총인처리시설을 거치거나 그대로 방류된다.The final settler 30 is the sludge formed in the bioreactor 20 is introduced into the secondary sedimentation through gravity settling. At this time, some of the sludge precipitated in the final settler 30 is transferred to the sludge treatment process, and some are returned to the front end of the bioreactor 20 to replenish the amount of microorganisms. The secondary treated water of the final settler 30 is discharged through the total phosphorus treatment facility or as it is.

수질측정부(40)는 최종침전지(30)에서 방출되는 방류수의 암모니아 농도,총질소농도(TN) 등을 측정한다. 이러한 수질측정부(40)는 방류수의 수질을 연속적으로 측정할 수 있는 수질 원격관제시스템(TMS)일 수 있다. The water quality measuring unit 40 measures ammonia concentration, total nitrogen concentration (TN), and the like of the discharged water discharged from the final settler 30. The water quality measurement unit 40 may be a water quality remote control system (TMS) capable of continuously measuring the quality of the discharged water.

수질측정부(40)는 방류수의 암모니아 농도를 측정하는 암모니아 계측기와 총질소농도를 측정하는 TN 계측기를 포함할 수 있다. 본 발명에서는 암모니아 계측기가 수질측정부(40) 내에 배치되어 상대적으로 부유물질이 극히 낮은 방류수의 암모니아 농도를 정확하는 것이 측정하고, 또한 기존의 세정장치가 불필요하게 된다. 또한, 암모니아 측정기는 암모니아 농도를 실시간으로 측정할 수 있는 전극식으로 구성되는 것이 바람직하다.The water quality measuring unit 40 may include an ammonia meter for measuring the ammonia concentration of the effluent and a TN meter for measuring the total nitrogen concentration. In the present invention, the ammonia measuring device is arranged in the water quality measuring unit 40 to measure the accuracy of the ammonia concentration of the discharged water having a relatively low suspended matter, and also eliminates the need for a conventional washing apparatus. In addition, the ammonia measuring device is preferably composed of an electrode type capable of measuring the ammonia concentration in real time.

그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 암모니아 농도와 총질소농도를 모두 측정할 수 있는 통합 계측기로 구성될 수도 있다.However, the present invention is not limited thereto, and may be configured as an integrated meter capable of measuring both ammonia concentration and total nitrogen concentration.

제어부(50)는 수질측정부(40)로부터 암모니아 농도 정보를 소정간격으로 수신하고, 측정된 암모니아 농도를 측정하여 송풍기(25)의 가동률을 제어한다. 여기서 암모니아 농도는 소정 간격으로 측정된 암모니아 농도의 평균값일 수 있다.The controller 50 receives ammonia concentration information from the water quality measuring unit 40 at a predetermined interval, and measures the measured ammonia concentration to control the operation rate of the blower 25. Here, the ammonia concentration may be an average value of the ammonia concentrations measured at predetermined intervals.

도 3을 참조할 때, 방류수의 암모니아 농도가 높아지는 구간에서 송풍량을 증가시키면 방류수의 암모니아 농도가 감소함을 알 수 있다. 송풍량이 증가하게되면 호기조(22)에 공기의 공급이 많아지면서 호기성 미생물에 의한 질산화가 촉진되어 상대적으로 암모니아의 농도가 줄어들게 된다.Referring to FIG. 3, it can be seen that increasing the airflow amount in the section where the ammonia concentration of the effluent is increased reduces the ammonia concentration of the effluent. When the air volume increases, the supply of air to the aerobic tank 22 increases, so that nitrification by aerobic microorganisms is promoted and the concentration of ammonia is relatively reduced.

구체적으로는 측정된 암모니아의 농도가 2.5mg/L를 초과하면 송풍기(25)의 가동률을 증가시킨다. 일반적으로 방류수의 BOD 기준치는 약 10mg/L이고 방류수의 총질소농도 기준치는 약 20mg/L이며, 방류수의 암모니아 농도가 2.5mg/L를 초과하면 방류수의 BOD와 총질소농도가 상기 기준치에 근접하게 된다.Specifically, when the measured ammonia concentration exceeds 2.5 mg / L, the operation rate of the blower 25 is increased. In general, the BOD threshold for effluent is about 10 mg / L, and the total nitrogen concentration threshold for effluent is about 20 mg / L. If the ammonia concentration of effluent exceeds 2.5 mg / L, the BOD and total nitrogen concentration of effluent are close to the threshold. do.

따라서, 송풍기(25)의 송풍량을 조절하여 방류수의 암모니아 농도를 2.5mg/L 이하로 유지하면, 방류수의 BOD와 총질소농도를 기준치 이하로 유지할 수 있다. Therefore, if the ammonia concentration of the effluent is kept to 2.5 mg / L or less by adjusting the airflow amount of the blower 25, the BOD and total nitrogen concentration of the effluent can be kept below the reference value.

또한, 측정된 암모니아의 농도가 0.8mg/L 미만이면 송풍기(25)의 가동률을 감소시킬 수 있다. 암모니아의 농도가 0.8mg/L 미만인 경우 방류수의 BOD와 총질소농도는 기준치 이하로 유지되므로 송풍기를 계속 가동시키는 것은 에너지 효율면에서 바람직하지 않기 때문이다.In addition, when the measured concentration of ammonia is less than 0.8 mg / L, the operation rate of the blower 25 can be reduced. If the concentration of ammonia is less than 0.8 mg / L, the BOD and total nitrogen concentrations of the effluent are kept below the reference value, so it is not desirable to keep the blower running in terms of energy efficiency.

이때, 송풍기(25)에는 인버터가 장착되어 있으므로 제어부(50)는 인버터에 구동 주파수(Hz)를 연동제어 또는 수동제어 하여 송풍기(25)의 가동률을 조절할 수 있다. 또한, 호기조(22)에 복수 개의 송풍기(25)가 장착된 경우에는 전체 또는 적어도 1대의 송풍기(25)를 조절하여 공기 공급량을 조절할 수 있다.At this time, since the inverter is mounted on the blower 25, the controller 50 may adjust the operation rate of the blower 25 by interlocking or manually controlling the driving frequency (Hz). In addition, when a plurality of blowers 25 are mounted in the exhalation tank 22, the amount of air supplied may be adjusted by adjusting the whole or at least one blower 25.

도 4는 방류수의 암모니아 농도에 따른 적정 송풍량을 기록한 그래프로서 도 4를 참조할 때, 암모니아 농도별 적정 송풍량은 하기 관계식으로 표현될 수 있다.FIG. 4 is a graph recording an appropriate blowing amount according to the ammonia concentration of the effluent. Referring to FIG. 4, an appropriate blowing amount for each ammonia concentration may be expressed by the following relation.

[관계식][Relational expression]

Figure 112012024089987-pat00003
Figure 112012024089987-pat00003

(여기서, Y는 적정 송풍량, X는 방류수의 암모니아 농도)Where Y is the proper airflow and X is the ammonia concentration in the effluent.

관계식은 소정기간동안 방류수의 암모니아 농도에 따른 적정 송풍량을 측정하여 그래프를 작성하고, 선형 커브 피팅법(linear curve fitting)을 이용하여 각 그래프 좌표들과 거리의 합이 최소가 되는 직선을 구하였다. 이러한 선형 커브 피팅법은 일반적으로 알려진 방법이 모두 적용될 수 있는바 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.The relational formula was prepared by measuring an appropriate amount of blowing according to the ammonia concentration of the effluent for a predetermined period, and using a linear curve fitting method, a straight line was obtained to minimize the sum of the graph coordinates and the distance. In general, the linear curve fitting method may be applied to all known methods, and thus detailed description thereof will be omitted.

따라서, 방류수의 암모니아 농도가 측정되면 상기 관계식을 따라 적정한 송풍량을 산출하고, 산출된 송풍량을 갖도록 송풍기(25)를 구동할 수 있다.Therefore, when the ammonia concentration of the effluent is measured, an appropriate blowing amount can be calculated according to the above relation, and the blower 25 can be driven to have the calculated blowing amount.

본 발명에 따르면, 방류수의 암모니아 농도를 기초로 송풍기(25)의 가동률을 조절할 수 있어 즉각적인 방류 수질 관리가 가능하게 되고, 효과적인 송풍기(25) 가동으로 에너지 절감효과가 있다.According to the present invention, the operation rate of the blower 25 can be adjusted based on the ammonia concentration of the discharged water, thereby enabling immediate discharge water quality management and effective energy saving by operating the blower 25.

도 5는 방류수의 암모니아 농도와 방류수의 총질소농도(TN)와의 관계를 보여주는 그래프이다.5 is a graph showing the relationship between the ammonia concentration of the effluent and the total nitrogen concentration (TN) of the effluent.

제어부(50)는 수질측정부(40)로부터 수신된 총질소농도 측정값과 총질소농도 예측값을 비교하여 탈질불량여부를 판단하고, 그에 따라 상기 내부반송라인(24)의 내부반송펌프(23) 가동률을 제어할 수 있다.The controller 50 compares the total nitrogen concentration measurement value received from the water quality measurement unit 40 with the total nitrogen concentration prediction value to determine whether there is a denitrification defect, and accordingly, the internal transport pump 23 of the internal transport line 24 is determined. The operation rate can be controlled.

도 5를 참조할 때, 방류수의 암모니아 농도와 총질소농도(TN)의 관계는 하기 관계식 1로 정의될 수 있다.Referring to Figure 5, the relationship between the ammonia concentration of the effluent and the total nitrogen concentration (TN) can be defined by the following equation (1).

[관계식 1][Relationship 1]

Figure 112012024089987-pat00004
Figure 112012024089987-pat00004

(여기서, Y는 총질소농도 예측값, X는 방류수의 암모니아 농도)(Where Y is the total nitrogen concentration estimate and X is the ammonia concentration in the effluent)

상기 관계식 1은 소정기간동안 방류수의 암모니아 농도와 총질소농도를 측정하여 그래프를 작성하고, 선형 커브 피팅법(linear curve fitting)을 이용하여 각 그래프 좌표들과 거리의 합이 최소가 되는 직선을 구하였다. Equation 1 is a graph by measuring the ammonia concentration and the total nitrogen concentration of the effluent for a predetermined period of time, using a linear curve fitting method to obtain a straight line that the sum of the graph coordinates and distance is the minimum It was.

제어부(50)는 상기 관계식 1에 의해 방류수의 암모니아 농도값을 이용하여 방류수의 총질소농도 예측값을 산출할 수 있다. 이렇게 산출된 총질소농도 예상값보다 총질소농도 측정값이 2mg/L이상 큰 경우에는 탈질불량으로 판단할 수 있다. The controller 50 may calculate the total nitrogen concentration prediction value of the discharged water by using the ammonia concentration value of the discharged water by the relational expression 1 above. If the measured total nitrogen concentration is greater than 2 mg / L than the estimated total nitrogen concentration calculated above, it may be regarded as denitrification.

일반적으로 방류수의 총질소농도는 분석시간이 오래걸리는데 반해, 본 발명에 따른 암모니아 계측기는 전극식으로 구성되어 실시간으로 측정이 가능하다. 따라서, 실시간으로 측정되는 암모니아 농도를 기준으로 총질소농도 예상값을 산출하여 이를 총질소농도와 비교함으로써 즉각적이고 선제적인 방류수 수질TMS 총질소농도관리가 가능해진다.In general, the total nitrogen concentration of the effluent takes a long time to analyze, whereas the ammonia meter according to the present invention is configured in the electrode type can be measured in real time. Therefore, by calculating the total nitrogen concentration expected value based on the ammonia concentration measured in real time and comparing it with the total nitrogen concentration, it is possible to immediately and preemptively manage the discharged water quality TMS total nitrogen concentration.

따라서, 총질소농도 예상값보다 측정된 총질소농도가 큰 경우에는 무산소조에서 질산화된 활성슬러지지가 충분히 탈질이 되지 않은 것으로 판단할 수 있다.Therefore, when the total nitrogen concentration measured is greater than the expected total nitrogen concentration it can be determined that the nitrified activated sludge in the anoxic tank is not sufficiently denitrified.

탈질불량으로 판단된 경우, 제어부(50)는 무산소조(21)와 호기조(22)에 연결된 내부반송펌프(23)의 가동률을 증가시켜 증가된 내부반송량을 무산소조(21)로 순환시켜 탈질과정을 다시 거치도록 제어한다. 또한, 이외의 방법으로는 생물반응조 유입C/N비를 높게 유지하는 방법이 있고 이는 최초침전지 가동지수 감소 및 슬러지계면층을 높게 유지하는 것으로 이는 운영자가 수동으로 제어한다.If it is determined that the denitrification is poor, the controller 50 increases the operating rate of the internal transfer pump 23 connected to the anoxic tank 21 and the aerobic tank 22 to circulate the increased internal transfer to the anoxic tank 21 to perform the denitrification process. Take control again. In addition, another method is to maintain a high bioreactor inflow C / N ratio, which is to reduce the initial settling operation index and keep the sludge interface layer high, which is manually controlled by the operator.

이와 반대로 총질소농도 예측값보다 실제 측정된 방류수의 총질소농도가 2mg/L 이상 작으면 내부반송펌프(23)의 가동률을 감소시킨다.On the contrary, if the total nitrogen concentration of the effluent actually measured is smaller than 2 mg / L or more than the total nitrogen concentration prediction value, the operation rate of the internal conveying pump 23 is reduced.

본 발명에 따르면, 총질소농도 예측값을 이용하여 현재 수처리되는 하수의 탈질여부를 미리 판단할 수 있고, 탈질여부에 따라 내부반송펌프(23)를 제어하여 효과적으로 탈질을 진행할 수 있으므로 방류수의 수질을 안정적으로 확보할 수 있다.According to the present invention, it is possible to determine in advance whether or not denitrification of sewage currently being treated by water using the total nitrogen concentration prediction value, and control the internal transfer pump 23 according to denitrification to effectively proceed with denitrification. It can be secured by

도 6은 방류수의 암모니아 농도와 방류수의 BOD와의 관계를 보여주는 그래프이다.6 is a graph showing the relationship between the ammonia concentration of the effluent and the BOD of the effluent.

제어부(50)는 측정된 암모니아 농도를 이용하여 방류수의 예상 BOD값을 산출할 수 있다. 도 6을 참조할 때, 방류수의 암모니아 농도와 BOD는 하기 관계식 2의 관계를 갖는다.The controller 50 may calculate the expected BOD value of the effluent using the measured ammonia concentration. Referring to Figure 6, the ammonia concentration of the effluent and the BOD has a relationship of the following equation (2).

[관계식 2][Relationship 2]

Figure 112012024089987-pat00005
Figure 112012024089987-pat00005

(Y는 방류수의 BOD 예측값, X는 방류수의 암모니아 농도)(Y is BOD forecast value of effluent, X is ammonia concentration of effluent)

상기 관계식 2 역시 관계식 1과 동일하게 선형 커브 피팅법(linear curve fitting)을 이용하여 각 그래프 좌표들과 거리의 합이 최소가 되는 직선을 구하였다.The relation 2 also obtained a straight line in which the sum of the graph coordinates and the distance was the minimum using the linear curve fitting method similarly to the relation 1.

제어부(50)는 관계식 2를 이용하여 방류수의 BOD 예측값을 산출할 수 있다.The controller 50 may calculate the BOD prediction value of the effluent using relation 2.

또한, 본 발명에는 방류수의 암모니아 농도, 방류수의 BOD 예측값, 방류수의 총질소농도, 송풍기(25) 증감여부(가동률), 내부반송펌프(23) 증감여부(가동률), 및 탈질불량여부는 표시할 수 있는 디스플레이부(60)를 더 포함한다. 미 설명된 부호는 수질측정부에 의해 측정된 정보, 내부반송펌프의 가동률, 및 송풍기의 가동률 등의 정보가 저장된 메모리부(70)이다.
In addition, the present invention indicates the ammonia concentration of the effluent, the BOD predicted value of the effluent, the total nitrogen concentration of the effluent, whether or not the blower 25 is increased or decreased (operation rate), the internal conveying pump 23 is increased or decreased (operation rate), and the denitrification is indicated. It further includes a display unit 60 that can be. The unexplained reference is the memory unit 70 in which the information measured by the water quality measuring unit, the operation rate of the internal conveying pump, and the operation rate of the blower are stored.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

20: 생물반응조 21: 무산소조
22: 호기조 23: 내부반송펌프
25: 송풍기 40: 수질측정부
50: 제어부 60: 디스플레이부20: bioreactor 21: anoxic tank
22: aerobic tank 23: internal return pump
25: blower 40: water quality measurement unit
50: control unit 60: display unit

Claims (10)

하수가 유입되는 최초침전지;
상기 최초침전지 후단에 배치되고, 무산소조, 호기조, 및 상기 호기조의 활성슬러지를 상기 무산소조로 반송하는 내부반송펌프를 포함하는 생물반응조;
상기 생물반응조에 공기를 공급하는 송풍기;
상기 생물반응조의 후단에 배치되는 최종침전지;
상기 최종침전지 등에서 최종으로 방류되는 방류수의 암모니아 농도 및 총질소농도를 측정하는 수질측정부; 및
상기 수질측정부에서 수신된 암모니아 농도에 따라 상기 송풍기의 가동률을 조절하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 상기 수질측정부로부터 수신된 총질소농도 측정값과 총질소농도 예측값을 비교하여 탈질불량여부를 판단하고 상기 내부반송펌프의 가동률을 제어하며,
상기 총질소농도 예측값은 하기 관계식 1에 따라 산출되는 방류수질 관리시스템.
[관계식 1]
Figure 112012063789796-pat00014

(Y는 총질소농도 예측값, X는 방류수의 암모니아 농도)Initial sedimentation inflow of sewage;
A bioreactor disposed at the rear end of the initial settler and including an oxygen-free tank, an aerobic tank, and an internal conveying pump for returning the activated sludge of the aerobic tank to the anoxic tank;
A blower for supplying air to the bioreactor;
A final settler disposed at the rear of the bioreactor;
A water quality measurement unit for measuring ammonia concentration and total nitrogen concentration of the discharged water finally discharged from the final settler; And
And a controller configured to adjust an operation rate of the blower according to the ammonia concentration received from the water quality measuring unit.
The control unit compares the total nitrogen concentration measurement value received from the water quality measurement unit with the total nitrogen concentration prediction value to determine whether or not denitrification and controls the operation rate of the internal conveying pump,
The total nitrogen concentration prediction value is discharged water quality management system is calculated according to the following equation 1.
[Relation 1]
Figure 112012063789796-pat00014

(Y is the total nitrogen concentration forecast value, X is the ammonia concentration in the effluent) 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 수질측정부로부터 수신된 방류수의 암모니아 농도가 2.5mg/L를 초과하면 상기 송풍기의 가동률을 증가시키도록 제어신호를 출력하는 방류수질 관리시스템.The discharge water quality management system of claim 1, wherein the control unit outputs a control signal to increase the operation rate of the blower when the ammonia concentration of the discharge water received from the water quality measurement unit exceeds 2.5 mg / L. 제2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 수질측정부로부터 수신된 방류수의 암모니아 농도가 0.8mg/L 미만이면 상기 송풍기의 가동률을 감소시키도록 제어신호를 출력하는 방류수질 관리시스템.The discharge water quality management system of claim 2, wherein the control unit outputs a control signal to reduce the operation rate of the blower when the ammonia concentration of the discharge water received from the water quality measurement unit is less than 0.8 mg / L. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 총질소농도 예측값보다 상기 총질소농도의 측정값이 2mg/L 이상 크면 상기 내부반송펌프 가동률을 증가시키도록 제어신호를 출력하고, 상기 총질소농도 측정값이 상기 총질소농도 예측값보다 수질TMS 총질소농도가 2mg/L 이상 작으면 상기 내부반송펌프의 가동률을 감소시키도록 제어신호를 출력하는 방류수질 관리시스템.The method of claim 1, wherein the control unit outputs a control signal to increase the operation rate of the internal transfer pump when the measured value of the total nitrogen concentration is greater than or equal to the total nitrogen concentration predicted value, and the measured value of the total nitrogen concentration is increased. The discharge water quality management system outputs a control signal to reduce the operation rate of the internal transfer pump when the water quality TMS total nitrogen concentration is less than 2 mg / L than the estimated total nitrogen concentration. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 수질측정부로부터 수신된 암모니아 농도에 의해 방류수의 BOD 예측값을 산출하는 방류수질 관리시스템.The effluent quality management system of claim 1, wherein the controller calculates a BOD predicted value of the effluent based on the ammonia concentration received from the water quality measurement unit. 제8항에 있어서, 상기 방류수의 BOD 예측값은 하기 관계식 2에 따라 산출되는 방류수질 관리시스템.
[관계식 2]
Figure 112012024089987-pat00007

(Y는 방류수의 BOD 예측값, X는 방류수의 암모니아 농도)The effluent quality management system of claim 8, wherein the BOD predicted value of the effluent is calculated according to the following relational expression 2.
[Relationship 2]
Figure 112012024089987-pat00007

(Y is BOD forecast value of effluent, X is ammonia concentration of effluent) 제8항에 있어서, 상기 방류수의 암모니아 농도, 상기 방류수의 BOD 예측값, 송풍기 증감 조절여부, 방류수의 총질소농도 예상값, 및 탈질불량여부, 및 내부반송펌프 증감 조절여부가 표시되는 디스플레이부를 더 포함하는 방류수질 관리시스템.The display apparatus of claim 8, further comprising a display unit displaying ammonia concentration of the effluent, BOD predicted value of the effluent, whether or not to adjust the increase and decrease of the blower, an expected value of total nitrogen concentration of the effluent, and a denitrification, and whether or not to adjust the internal conveying pump. Discharge water quality management system.
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