KR102094020B1 - 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법 - Google Patents

연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102094020B1
KR102094020B1 KR1020190060516A KR20190060516A KR102094020B1 KR 102094020 B1 KR102094020 B1 KR 102094020B1 KR 1020190060516 A KR1020190060516 A KR 1020190060516A KR 20190060516 A KR20190060516 A KR 20190060516A KR 102094020 B1 KR102094020 B1 KR 102094020B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inflow
anaerobic tank
sbr
tank
water
Prior art date
Application number
KR1020190060516A
Other languages
English (en)
Inventor
김도은
Original Assignee
(주)에이치앤텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에이치앤텍 filed Critical (주)에이치앤텍
Priority to KR1020190060516A priority Critical patent/KR102094020B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102094020B1 publication Critical patent/KR102094020B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/301—Aerobic and anaerobic treatment in the same reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/006—Regulation methods for biological treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1205—Particular type of activated sludge processes
    • C02F3/1221—Particular type of activated sludge processes comprising treatment of the recirculated sludge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1263—Sequencing batch reactors [SBR]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

본 발명은 하·폐수의 생물학적 처리방법에 있어서 유기물 뿐만 아니라 질소 및 인 등의 영양염류 성분도 동시에 제거가 가능하고, 대규모 용량의 처리에도 적합한 하·폐수 처리장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명은 인 및 질소제거 장치인 혐기조 및 무산소조를 각각 1개씩 설치하고, 유기물 제거 및 질소 산화조인 SBR은 2개로 구분하여 교대로 운전되도록 함으로써 유입수의 연속유입, 처리수의 간헐배출을 효과적으로 수행할 수 있고, 연속유입 및 간헐배출 과정에서 슬러지는 혐기조로 반송시킴으로써 시스템 전체의 질소 및 인의 제거를 극대화시킬 수 있는 하·폐수 처리장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 원수를 일정한 양으로 연속적으로 주입하는 종래의 방식과 달리 일정한 패턴으로 주입함으로써 TN (총질소) 제거율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법 {Device and Method for continuous feeding andintermittent discharge in sewage and wastewater treatment plant}
본 발명은 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 하·폐수의 생물학적 처리방법에 있어서 유기물 뿐만 아니라 질소 및 인 등의 영양염류 성분도 동시에 제거가 가능하고, 대규모 용량의 처리에도 적합한 하·폐수 처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 회분식 처리방법의 처리시설은 주로 균등조, 생물학적 처리반응조로 구성되어 있다. 균등조는 일일 발생되는 폐수를 저장하는 기능을 하고, 생물학적처리 반응조에서는 균등조에 저장된 폐수를 처리할 양만큼 유입하고 폭기, 침전과정을 거친 후 배출하며, 배출이 끝난 후에는 다시 폐수를 유입하여 처리, 배출하는 과정을 반복하는 간헐유입, 간헐배출방식으로 폐수를 처리한다.
하지만 이러한 간헐유입, 간헐배출 방식의 회분식 처리방법은 폐수 발생이 불균일한 농어촌의 소규모 처리에서만 가능할 뿐 대규모 발생지역에서는 사실상 그 적용이 불가능하다.
이에 따라 중대규모 처리시설에도 적용하기 위한 방안으로 처리방법을 연속유입 및 간헐배출방식으로 전환하고 있다.
하나의 예로, 미국특허 제 4,663,044호, 제 4,693,821호 및 제 4,891,128호에서는 연속유입 및 간헐배출방식으로서 생물학적 처리반응조 내에 여러 개의 칸막이를 설치하고, 유입구로부터 반응조의 길이에 따라 오염물질 제거량이 증가하는 플럭 흐름(plug flow) 형태로 반응기를 설계하여 반응조 말단에서 최종처리하고, 최종처리수는 유입유량에 밀려서 수위가 상승되면 디켄터(decanter)에 의해 배출하는 방식을 제안한 바 있다.
다른 예로, 대한민국 특허등록 제 10-0242042호(발명의 명칭 "간헐방류식 장기폭기공정을 이용한 폐수처리방법")에서는 생물학적 처리 반응조를 완전 혼합(complete-mix reactor) 흐름 방식으로 설계하고, 유입수를 반응조 바닥에 포설된 유공관을 통해서 주입하여 상향류식으로 이동되도록 하고, 처리수는 유입유량에 밀려서 상부로 이송되도록 한 후 디켄터에 의해서 처리수를 방류시키는 방식을 제안한 바 있다.
그러나, 상기한 특허문헌에 따른 플럭 흐름 형태의 반응조에 의한 유입수의 연속유입 및 유공관에 의한 상향류 식으로의 유입수의 유입은 처리수에 유입수가 혼합될 우려가 있다. 그리고, 처리수의 방류는 기계장치에 의해 움직이는 이동이 가능한 암(arm)식 또는 커튼 월(curtain wall)식 디켄터에 의존하고 있는 바, 이 디켄터는 장치가 복잡하고, 가격이 비싼 문제점을 갖고 있다.
이를 개선하기 위하여, 본 출원인의 대한민국 특허등록 제10-0463631호(발명의 명칭 "연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법")에서는 유입수가 연속 유입되게 하면서 유입된 유입수가 혐기조(16), 무산소조(18)를 지나 밸브(19, 20)에 의해 제 1 폭기조(12)와 제 2 폭기조(13)로 일정한 간격(보통 180분)으로 교대로 주입되게 하면서 2개의 폭기조 중의 하나의 폭기조(12 또는 13)에서 디켄터에 의해서 간헐적으로 배출되게 하였다.
이때, 일반적인 운전주기는 혐기/무산소 조건 1.5-2.5시간, 유입/반응/반송 180분, 침전 90분, 그리고 배출 90분을 1cycle로 하여 1지당 1일 4cycle, 총 8cycle 기준으로 운전된다. 폭기조를 2지로 배치하여 연속적으로 유입시키는 과정에서 3시간 마다 각각의 폭기조(12, 13)로 분배함으로써 간헐배출방식이 가능하게 한다.
그러나, 폭기조에 분배가 끝나면 다음공정인 침전 그리고 배출공정이 진행되기 때문에 분배가 끝나기 직전에 유입된 하수는 반응 시간(폭기 시간)이 거의 없는 상태가 된다. 즉, 아주 짧은 폭기 시간을 가질 수밖에 없게 된다. 이로 인해 폭기조에서의 질산화효율이 낮아지는 문제점이 있다. 또한 생물학적 질소제거 기작은 질산화와 탈질(탈질산화)을 통해 이루어지기 때문에 질산화효율 감소는 탈질효율 감소를 초래하여 질소제거효율이 낮아지는 문제점이 있어 이를 개선하기 위해 본 발명을 하게 되었다.
미국특허 제4,663,044호 미국특허 제4,693,821호 미국 특허 제4,891,128호 대한민국 특허등록 제10-0242042호 (발명의 명칭 "간헐방류식 장기폭기공정을 이용한 폐수처리방법") 대한민국 특허등록 제10-0463631호(발명의 명칭 "연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법")
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리 시에 폭기조에서의 질산화 효율과 무산소조에서의 탈질 효율의 저하 없이 처리수의 질소 제거 효율이 향상된 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
유기물 및 질소, 인의 성분을 함유하는 하·폐수 유입수가 연속해서 유입되는 혐기조와 상기 혐기조와 연결되어 있는 무산소조 및 상기 무산소조를 통과한 유출수에 공기를 공급하여 생물학적으로 처리한 후 슬러지는 침전시키고 최종 처리수는 간헐적으로 배출하는 과정을 반복하는 SBR (Sequencing Batch Reactor : 연속회분식 반응조)로 이루어진 하·폐수 처리장치에 있어서,
상기 유입수(11) 및 SBR(12,13)로부터 반송되는 슬러지(14,15)가 연속적으로 유입되어 완전혼합 후 처리될 수 있도록 배치된 혐기조(16)와 무산소조(18);
상기 혐기조(16) 및 무산소조(18)와는 별개로 설치되어 있고, 이들 혐기조와 무산소조를 거친 유입수(11) 및 반송 슬러지(14,15)는 SBR로의 유입을 조절하는 밸브수단(19,20)에 의해 SBR로 유입된 후 각각의 SBR에서 폭기작용과 침전작용이 교대로 일어나면서 처리수는 간헐적으로 배출하도록 된 2개의 SBR(13)로 구성되어 있으며,
상기 혐기조(16)로 유입되는 유입수(11)가 적어도 2단계 유입 비율로 조정되어 유입되게 구성되되, 제 1 단계의 유입 비율이 제 2 단계의 유입 비율 보다 높게 설정되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치를 제공한다.
본 발명에 있어, 상기 혐기조(16)로 유입되는 유입수(11)의 제 1 단계 유입 시간과 제 2 단계 유입 시간이 대체로 동일하게 설정되게 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 제 1 단계 유입 비율이 60 내지 90% 이고, 상기 제 2 단계 유입 비율이 40 내지 10% 이 되게 조정된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 혐기조(16) 및 무산소조(18)에는 상기 SBR(12,13)로부터의 슬러지가 반송되어 유입될 수 있는 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 유기물 및 질소, 인의 성분을 함유하는 하·폐수 유입수가 연속해서 유입되는 혐기조와 상기 혐기조와 연결되어 있는 무산소조 및 상기 무산소조를 통과한 유출수에 공기를 공급하여 생물학적으로 처리한 후 슬러지는 침전시키고 최종 처리수는 간헐적으로 배출하는 과정을 반복하는 SBR로 이루어진 하·폐수 처리장치에 있어서,
상기 유입수 및 SBR로부터 반송되는 슬러지가 연속적으로 유입되어 완전혼합 후 처리될 수 있도록 배치된 혐기조와 무산소조; 및
상기 혐기조 및 무산소조와는 별개로 설치되어 있고, 상기 혐기조와 무산소조를 거친 유입수 및 반송 슬러지는 SBR로의 유입을 조절하는 밸브수단에 의해 SBR로 유입된 후 각각의 SBR에서 폭기작용과 침전작용이 교대로 일어나면서 처리수가 간헐적으로 배출되게 구성된 적어도 둘 이상의 SBR을 포함하며,
상기 혐기조로 유입되는 유입수가 적어도 2단계 유입 비율로 조정되어 유입되게 구성되되, 제 1 단계의 유입 비율이 제 2 단계의 유입 비율 보다 높게 설정되게 구성되며, 이때 상기 제 1 단계 유입 비율이 60 내지 90% 이고, 상기 제 2 단계 유입 비율이 40 내지 10% 이 되게 조정되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 유기물 및 질소, 인의 성분을 함유하는 하·폐수 유입수를 연속해서 혐기조로 유입하여 인을 방출시키는 단계, 해당 혐기조와 연결되어 있는 무산소조에서 질산성 질소를 탈질시켜 질소를 추가로 제거하는 단계, 해당 혐기조 및 무산소조를 거친 유입수를 SBR로 보내어 공기를 공급하면서 생물학적으로 처리한 후 슬러지는 침전시키고 최종 처리수는 간헐적으로 배출하는 과정을 반복하는 것으로 이루어진 하·폐수 처리방법에 있어서,
상기 유입수 및 상기 SBR로부터 반송된 슬러지를 연속적으로 상기 혐기조와 무산소조에 유입시키는 단계; 상기 무산소조를 통과한 유입수 및 반송 슬러지를 2개의 SBR 유입 밸브를 교대로 작동시켜서 양쪽으로 분리 설치되어 있는 2개의 SBR로 보내어 해당 SBR에서 각각 생물학적 처리가 번갈아 일어나도록 하는 단계; 및 상기 단계를 반복적으로 운전하여 슬러지는 침전시킨 후 상기 혐기조 및 무산소조로 다시 반송하고 처리수는 간헐적으로 배출하는 단계로 이루어지며,
이때, 상기 혐기조로 유입되는 유입수가 적어도 2단계 유입 비율로 조정되어 유입되게 구성되되, 제 1 단계의 유입 비율이 제 2 단계의 유입 비율 보다 높게 유입되는 것을 특징으로 하는 연속 유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리방법을 제공한다.
본 발명에 있어, 상기 혐기조로 유입되는 유입수의 제 1 단계 유입 시간과 제 2 단계 유입 시간이 대체로 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 제 1 단계 유입 비율이 60 내지 90% 이고, 상기 제 2 단계 유입 비율이 40 내지 10% 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서와 같이 하·폐수 처리장치 구성에 있어서, 소규모(소용량)의 경우에는 인 및 질소 제거 장치인 혐기조 및 무산소조를 각각 1개씩 설치하고, 유기물 제거 및 질소 산화조인 SBR은 2개로 구분하여 교대로 운전되도록 함으로써 유입수의 연속유입, 처리수의 간헐배출을 효과적으로 수행할 수 있고, 연속유입 및 간헐배출 과정에서 슬러지는 혐기조로 반송시킴으로써 시스템 전체의 질소 및 인의 제거를 극대화시킬 수 있다. 대규모(대용량)의 경우에는 혐기조, 무산소조를 2지, 포기조를 2로 하여 전체를 계열화 하도록 구성이 가능하다.
그리고, TN 제거효율은 유입수량을 일정하게 유입하는 방식에 비해 전반부(0-90분)의 유입유량을 증가함에 따라 질소제거율이 증가하였다.
도 1은 본 발명에 따른 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치의 개략도이다.
도 2는 SBR(12, 13)에 각각 번갈아 주입하는 시간(일반적으로 180분) 동안에 유입시간에 따른 유입수량의 변화를 나타낸 개념도이다.
이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명에서 첨부 도면 중 도 1은 본 발명에 따른 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 SBR(12, 13)에 각각 번갈아 주입하는 시간(일반적으로 180분) 동안에 유입시간에 따른 유입수량의 변화를 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하·폐수 처리장치는 유기물 및 질소, 인의 성분이 함유된 하·폐수 유입수(11)가 SBR(12, 13)에서 반송되어 오는 슬러지(14, 15)와 혼합되어 혐기조(16)로 유입되면 혐기조(16)에서 교반기(17)에 의해 유입수(11)와 반송 슬러지(14, 15)의 완전 혼합이 일어나게 되면서 유입수(11)에 함유된 탄소원을 이용하여 미생물 세포 내의 인 방출 및 반송 슬러지 액에 함유된 일부의 질산성 질소 성분은 질소가스로 환원되어 제거된다.
위와 같이 혐기조(16)를 거친 유입수(11)와 반송슬러지(14,15)는 도 1에서 점선으로 나타낸 화살표 방향으로 흘러서 무산소조(18)로 보내지고, 이 무산소조(18)에서는 질산성질소의 일어나고 동시에 질소의 제거가 더욱 극대화 되게 된다.
무산소조(18)에서 반응이 끝난 유입수(11) 및 반송슬러지(14,15)는 무산소조(18)에 설치된 제 1 SBR 솔레노이드 밸브(19)를 통해서 화살표 방향으로 흘러서 A 반응과정을 수행하는 제 1 SBR(12)로 유입되고, 해당 제 1 SBR(12)에서는 공기의 공급이 일어나면서 유입수에 함유된 유기물의 산화, 유입수에 함유된 질소성분의 질산화, 혐기조에서 방출한 인의 양보다 더 많은 인을 흡수하는 인의 과잉흡수가 일어나게 된다. 제 1 SBR(12)에서 공기공급이 끝난 후에는 처리수와 슬러지가 고액 분리되는 침전과정이 이루어지고 침전이 끝난 후 처리수는 사이폰의 원리에 의해 배출장치(30)를 통해서 배출된다.
예컨대, 본 발명의 방법을 제 1 SBR(12)에서의 A 반응 과정과 제 2 SBR(13)에서의 B 반응 과정으로 구분하여 설명하면, 도 1에 예시한 바와 같이, 혐기조(16) 및 무산소조(18)는 각각 1개씩으로 되어 있기 때문에 A, B 과정에 공동으로 사용되고, SBR(12,13)은 2개로 되어 있기 때문에 A, B 반응 이 별개로 진행되게 된다. 즉 다음 표 1에서 보는 바와 같이 시간에 따라서 A 및 B 반응 진행 과정이 다르게 된다.
Figure 112019052883112-pat00001
따라서, A 반응 과정에서 유입수(11) 및 반송슬러지(14,15)가 혐기조(16)를 거쳐서 무산소조(18) 이후 폭기공정이 완료되면, B 반응 과정에서는 이미 침전 및 배출이 완료되고 A 반응과정에서 침전, 배출이 완료되면 B 반응과정의 제 2 SBR(13)에서는 폭기과정이 완료된 상태가 된다. 다시 A 반응과정 제 1 SBR(12)에서 침전이 시작되면, B 반응과정에서는 유입수(11) 및 반송슬러지(14,15)는 혐기조(16)에 유입되게 된다.
결국, 혐기조(16) 및 무산소조(18)는 각각 1개씩 설치되어 공동으로 사용되고, 제 1 및 제 2 SBR(12,13)는 별도로 사용함으로써 유입수(11)는 혐기조(16)를 거쳐서 무산소조(18), 제 1 및 제 2 SBR(12,13)로 연속유입이 가능하고, 폭기, 침전 및 배출이 일어나는 제 1 및 제 2 SBR(12,13)는 교대로 간헐배출이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 무산소조(18)에는 유입 솔레노이드 밸브가 2개가 설치되어 있는 바, A 반응 과정을 위해서는 무산소조(18)의 왼쪽에 위치한 제 1 SBR 유입 솔레노이드 밸브(19)가 열려 무산소조(18)를 거친 유입수 및 반송 슬러지가 제 1 SBR(12)로 유입되는 반면에, B 반응 과정에서는 이미 혐기 및 무산소 과정을 통과한 유입수 및 반송 슬러지가 제 2 SBR(13)에 유입되어 반응이 진행되고 있으므로 오른쪽에 위치하는 제 2 SBR 유입 솔레노이드 밸브(20)는 잠겨져 있게 된다.
결국, SBR에서의 교대 반응의 진행은 무산소조(18)에 설치된 솔레노이드 밸브(19,20)의 교대 작용에 달려 있으며, SBR(12,13)에서의 폭기 및 침전 후 처리수는 수두차를 이용하는 사이폰 원리에 의해서 배출 장치(30)를 통해서 배출이 이루어지게 된다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 혐기조(16) 및 무산소조(18)에의 슬러지 보충과 슬러지로부터의 인의 방출 그리고 SBR에서 질산화된 질산성 질소의 탈질을 위하여 수행되는 SBR에서 혐기조로의 슬러지 반송은 A, B 각 반응과정에서 폭기가 종료되는 시점까지 계속 수행되어 혐기조(16)로의 슬러지 반송은 연속적으로 이루어지게 된다.
그리고, 혐기조(16) 및 무산소조(18)는 각각 1개씩 설치되어 있고, SBR(12, 13)은 2개가 설치되어 폭기과정을 교대로 함으로써 배출은 간헐적으로 이루어지고, 유입은 연속적으로 이루어질 수 있다. 그리고 SBR(12, 13)을 교대로 사용함으로써 기계장치의 고장 또는 기타 비상상황에서도 대처할 수 있는 여유가 있게 된다. 한편, 중, 대형 처리장에서는 혐기조, 무산소조, SBR을 각각 2지씩 설치하여 완전계열화 구성이 가능하다.
도 1에서, 미설명부호 25는 무산소조(18) 내에 설치되어 있는 교반기이고, 부호 28과 29는 각각 제 1 SBR 슬러지 반송 펌프와 제 2 SBR 슬러지 반송 펌프이다.
첨부도면 중 도 2는 SBR(12, 13)에 각각 번갈아 주입하는 시간(일반적으로 180분) 동안에 유입시간에 따른 유입수량의 변화를 나타낸 것으로써, 아래 표 2를 그림으로 나타낸 것이다. 즉, 혐기조로 유입되는 유입수의 비율을 2단계의 비율로 연속적으로 조정하는 것이다. a의 경우는 일정하게 유입하는 기존 주입방법을 나타낸 것으로 180분의 절반인 90분까지 총 유입수량의 50%를 주입하였다.
반면 b, c, d, e는 각각 90분까지 각각 60%, 70%, 80%, 90%를 주입하고 남은 90분 동안 나머지 40%, 30%, 20%, 10%를 주입함으로써 분배가 끝나기 직전(180분 경과시점)에 유입된 하수는 반응시간(폭기시간)이 거의 없는 상태가 되어 SBR에서의 질산화효율과 탈질효율 감소를 초래하는 것을 최소화할 수 있다.
Figure 112019052883112-pat00002
하지만 유입시간 전반부(0-90분)에 극단적으로 대부분을 유입하여 운전할 경우에는 혐기조(16)에서의 인 방출효율 및 무산소조(18)에서의 탈질(탈질산화)효율이 감소될 수 있다. 이는 다양한 원인(유입유량, 유입수 성상, 슬러지 내부반송량, DO농도, 미생물활성도 등등)에 기인한다. 따라서 전반부(0-90분)에 유입할 유입수량 백분율(%)은 처리장마다 시운전시 최적의 효율을 만족하는 적정 유입수량 백분율(%)을 찾아야 한다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예
유입수로 하수처리장에 유입되는 실제하수를 사용하여 일일 처리용량 20톤/일 규모의 플랜트를 약 5개월 동안 연속유입, 간헐배출방식으로 운전하였다. 운전조건은 혐기조 및 무산소조의 수리학적 체류시간은 각각 1시간, 각 SBR의 반응시간은 각각 3시간이고 침전과 배출시간은 각각 1.5시간이었다. 그리고 각 반응조에서의 미생물 농도는 약 3,850mg/L 이었고, SBR에서 혐기조로의 슬러지 내부반송은 유입유량의 1.0~3.0배로 운전하였다.
다음 표 3은 5개월 간 운전한 유입하수 및 처리수의 성상을 평균하여 나타낸 실험 결과이다.
Figure 112019052883112-pat00003
상기 표 3을 통해 확인되는 바와 같이, 유기물 제거율 즉, COD와 BOD 제거효율은 각각 93.9-94.6%, 97.5-97.9%로 유입수량 변화에 따른 처리효율 변화는 없었고 SS 제거효율 또한 95.5-96.1%로 유입패턴 변화에 따른 변화는 없었다. a, b, c, d, e 조건에서 처리수 T-P는 각각 2.6, 2.5, 2.5, 2.5, 2.7mg/L로 나타나 유입수량 변화에 따른 차이는 발견할 수 없었다.
하지만 TN 제거효율은 유입수량을 일정하게 유입하는 a조건에서 76.9%의 제거율을 보였고 b, c, d, e 조건에서 각각 80.6, 82.3, 83.9, 82.4%의 제거효율을 나타내어 전반부(0-90분)의 유입유량을 증가함에 따라 질소제거율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 다만, e 조건(전반부에 유입수량의 90% 유입 조건)에서는 오히려 제거효율이 감소하는 결과를 보였다.
이 같은 현상은 전반부 유입수량 증가에 따라 TKN은 계속적으로 감소(질산화율 증가) 하지만 e 조건(전반부에 유입수량의 90% 유입 조건)에서는 탈질율이 다소 감소한 결과에 기인한 것으로 분석되었다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 구체예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
11 : 유입수 12, 13 : SBR
14, 15 : 반송 슬러지 16 : 혐기조
17,25 : 교반기 18 : 무산소조
19, 20 : 밸브 28, 29 : 반송 펌프
30 : 배출장치 31 : 유입 부재
32 : 유입구 33 : 밸브
34 : 배출관 35 : 배출구

Claims (8)

  1. 유기물 및 질소, 인의 성분을 함유하는 하·폐수 유입수가 연속해서 유입되는 혐기조와 상기 혐기조와 연결되어 있는 무산소조 및 상기 무산소조를 통과한 유출수에 공기를 공급하여 생물학적으로 처리한 후 슬러지는 침전시키고 최종 처리수는 간헐적으로 배출하는 과정을 반복하는 SBR (Sequencing Batch Reactor : 연속회분식 반응조)로 이루어진 하·폐수 처리장치에 있어서,
    상기 유입수(11) 및 SBR(12,13)로부터 반송되는 슬러지(14,15)가 연속적으로 유입되어 완전혼합 후 처리될 수 있도록 배치된 하나의 혐기조(16)와 무산소조(18); 및
    상기 혐기조(16) 및 무산소조(18)와는 별개로 설치되어 있고, 상기 혐기조(16)와 무산소조(18)를 거친 유입수(11) 및 반송 슬러지(14,15)는 SBR로의 유입을 조절하는 밸브수단(19,20)에 의해 SBR로 유입된 후 각각의 SBR에서 폭기작용과 침전작용이 교대로 일어나면서 처리수가 간헐적으로 배출되게 구성된 2개의 SBR(13)을 포함하며,
    상기 혐기조(16)로 연속적으로 유입되는 유입수(11)가 2단계 유입 비율로 조정되어 연속적으로 유입되게 구성되되, 제 1 단계의 유입 비율이 제 2 단계의 유입 비율 보다 높게 설정되게 구성되어 있고,
    상기 혐기조(16)로 유입되는 유입수(11)의 제 1 단계 유입 시간과 제 2 단계 유입 시간이 동일하게 설정되게 구성되며,
    상기 제 1 단계 유입 비율이 80% 이고, 상기 제 2 단계 유입 비율이 20% 가 되게 조정된 것을 특징으로 하는 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 혐기조(16) 및 무산소조(18)에는 상기 SBR(12,13)로부터의 슬러지가 반송되어 유입될 수 있는 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치.
  5. 유기물 및 질소, 인의 성분을 함유하는 하·폐수 유입수가 연속해서 유입되는 혐기조와 상기 혐기조와 연결되어 있는 무산소조 및 상기 무산소조를 통과한 유출수에 공기를 공급하여 생물학적으로 처리한 후 슬러지는 침전시키고 최종 처리수는 간헐적으로 배출하는 과정을 반복하는 SBR로 이루어진 하·폐수 처리장치에 있어서,
    상기 유입수 및 SBR로부터 반송되는 슬러지가 연속적으로 유입되어 완전혼합 후 처리될 수 있도록 배치된 혐기조와 무산소조; 및
    상기 혐기조 및 무산소조와는 별개로 설치되어 있고, 상기 혐기조와 무산소조를 거친 유입수 및 반송 슬러지는 SBR로의 유입을 조절하는 밸브수단에 의해 SBR로 유입된 후 각각의 SBR에서 폭기작용과 침전작용이 교대로 일어나면서 처리수가 간헐적으로 배출되게 구성된 둘 이상의 SBR을 포함하며,
    상기 혐기조로 유입되는 유입수가 2단계 유입 비율로 조정되어 유입되게 1구성되되, 제 1 단계의 유입 비율이 제 2 단계의 유입 비율 보다 높게 설정되게 구성되어 있고,
    상기 혐기조(16)로 유입되는 유입수(11)의 제 1 단계 유입 시간과 제 2 단계 유입 시간이 동일하게 설정되게 구성되며,
    상기 제 1 단계 유입 비율이 80% 이고, 상기 제 2 단계 유입 비율이 20% 가 되게 조정된 것을 특징으로 하는 연속 유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치.
  6. 유기물 및 질소, 인의 성분을 함유하는 하·폐수 유입수를 연속해서 혐기조로 유입하여 인을 방출시키는 단계, 해당 혐기조와 연결되어 있는 무산소조에서 질산성 질소를 탈질시켜 질소를 추가로 제거하는 단계, 해당 혐기조 및 무산소조를 거친 유입수를 SBR로 보내어 공기를 공급하면서 생물학적으로 처리한 후 슬러지는 침전시키고 최종 처리수는 간헐적으로 배출하는 과정을 반복하는 것으로 이루어진 하·폐수 처리방법에 있어서,
    상기 유입수 및 상기 SBR로부터 반송된 슬러지를 연속적으로 상기 혐기조와 무산소조에 유입시키는 단계; 상기 무산소조를 통과한 유입수 및 반송 슬러지를 2개의 SBR 유입 밸브를 교대로 작동시켜서 양쪽으로 분리 설치되어 있는 2개의 SBR로 보내어 해당 SBR에서 각각 생물학적 처리가 번갈아 일어나도록 하는 단계; 및 상기 단계를 반복적으로 운전하여 슬러지는 침전시킨 후 상기 혐기조 및 무산소조로 다시 반송하고 처리수는 간헐적으로 배출하는 단계로 이루어지며,
    이때, 상기 혐기조로 연속적으로 유입되는 유입수가 2단계 유입 비율로 조정되어 연속적으로 유입되게 구성되되, 제 1 단계의 유입 비율이 제 2 단계의 유입 비율 보다 높게 유입되고,
    상기 혐기조로 유입되는 유입수의 제 1 단계 유입 시간과 제 2 단계 유입 시간이 동일하며,
    상기 제 1 단계 유입 비율이 80% 이고, 상기 제 2 단계 유입 비율이 20% 인 것을 특징으로 하는 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020190060516A 2019-05-23 2019-05-23 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법 KR102094020B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190060516A KR102094020B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190060516A KR102094020B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102094020B1 true KR102094020B1 (ko) 2020-03-27

Family

ID=69959287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190060516A KR102094020B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102094020B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102400072B1 (ko) 2021-06-01 2022-05-19 (주)에이치앤텍 기포발생장치 및 이를 포함하는 하폐수 정화 장치
CN116947271A (zh) * 2023-09-21 2023-10-27 青岛锦龙弘业环保有限公司 一种污水处理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4663044A (en) 1985-09-13 1987-05-05 Transfield, Incorporated Biological treatment of wastewater
US4693821A (en) 1985-09-23 1987-09-15 Transfield, Inc. Weir for waste water treatment systems
US4891128A (en) 1988-09-30 1990-01-02 Transfield, Inc. Solids excluding surface skimmer
KR100242042B1 (ko) 1997-05-31 2000-02-01 박호군 간헐 방류식 장기 폭기 공정을 이용한 폐수 처리 방법
KR20010028648A (ko) * 1999-09-22 2001-04-06 채문식 연속회분식 반응조의 생물학적 질소와 인 제거장치 및 그 방법
KR20040079111A (ko) * 2003-03-06 2004-09-14 한국건설기술연구원 연속유입 및 간헐배출식 하ㆍ폐수 처리장치 및 그 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4663044A (en) 1985-09-13 1987-05-05 Transfield, Incorporated Biological treatment of wastewater
US4693821A (en) 1985-09-23 1987-09-15 Transfield, Inc. Weir for waste water treatment systems
US4891128A (en) 1988-09-30 1990-01-02 Transfield, Inc. Solids excluding surface skimmer
KR100242042B1 (ko) 1997-05-31 2000-02-01 박호군 간헐 방류식 장기 폭기 공정을 이용한 폐수 처리 방법
KR20010028648A (ko) * 1999-09-22 2001-04-06 채문식 연속회분식 반응조의 생물학적 질소와 인 제거장치 및 그 방법
KR20040079111A (ko) * 2003-03-06 2004-09-14 한국건설기술연구원 연속유입 및 간헐배출식 하ㆍ폐수 처리장치 및 그 방법
KR100463631B1 (ko) 2003-03-06 2004-12-30 주식회사 한스환경엔지니어링 연속유입 및 간헐배출식 하ㆍ폐수 처리장치 및 그 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102400072B1 (ko) 2021-06-01 2022-05-19 (주)에이치앤텍 기포발생장치 및 이를 포함하는 하폐수 정화 장치
CN116947271A (zh) * 2023-09-21 2023-10-27 青岛锦龙弘业环保有限公司 一种污水处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6946073B2 (en) Method for treating wastewater in a membrane bioreactor to produce a low phosphorus effluent
US9938173B2 (en) Apparatus for water, wastewater, and waste treatment
CN110510739B (zh) 一种通过羟胺实现连续流aoa生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置与方法
JP5629448B2 (ja) 廃水処理方法
KR20170040900A (ko) 생물학적 폐수 처리 시스템에서의 질소 제거 공정
KR100873416B1 (ko) 연속 회분식 반응조의 활성 슬러지를 이용한 하수처리 장치 및 그 방법
CN110342638B (zh) 基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置及其方法
KR102311712B1 (ko) 여재가 투입된 회분식 반응조(sbbr)를 이용한 부분 아질산화와 이를 이용한 단축질소제거 오폐수 처리장치 및 시스템
KR102094020B1 (ko) 연속유입 및 간헐배출식 하·폐수 처리장치 및 그 방법
NZ282330A (en) Wastewater treatment, use of sequencing batch reactor with means for supplying feed to the reactor bottom and evenly distributing it throughout settled sludge
CN106536426B (zh) 废水的生物净化方法
WO2016122426A1 (en) Biofilm nitrification - contact denitrification system and method
CN111056707B (zh) 一种城市污水厌氧氨氧化自养脱氮***和方法
KR100889377B1 (ko) 혐기성 및 호기성 반응처리법이 적용된 폐수처리장치
KR100463631B1 (ko) 연속유입 및 간헐배출식 하ㆍ폐수 처리장치 및 그 방법
JP3656426B2 (ja) アンモニア性窒素の生物学的処理方法
KR101879740B1 (ko) 하폐수의 고도 수처리장치
CN105110573A (zh) 一种去除污水总氮的处理***和处理方法
CN116002861A (zh) 一体式沉淀内置内外混合液回流两级缺氧好氧装置与工艺
CN108033561A (zh) 一种印染废水脱氮工艺
KR100258637B1 (ko) 오·폐수처리방법
KR20050095571A (ko) 연속유입 간헐배출식 연속회분식반응조 및 이를 통한하수처리방법
KR20020087799A (ko) 다단 에스 비 알 시스템을 이용한 폐수의 정화 방법
KR20030035019A (ko) 오.폐수 및 하수의 질소, 인 제거를 위한 고도 처리장치및 고도처리방법
KR101636659B1 (ko) 하폐수 처리 시스템 및 선택주입 연속회분 하폐수 처리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant