KR20130130360A - A membrane bioreactor include floatting gas collector - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a membrane bioreactor used for a sewage treatment facility. Provided is a membrane bioreactor having a floating gas collector which is capable of stably driving without errors even in case a scum is generated or the water surface of the membrane bioreactor is moved. The membrane bioreactor can drive stably regardless of water surface movement by installing the floating gas collector at the upper part of the membrane bioreactor. Errors due to scum generation are prevented by installing a scum remover. The floating gas collector elevates automatically according to the water surface movement, which stabilizes the dissolved oxygen density control. The scum contained in the collected gas is removed, which prevents errors and facilitates maintenance and stable driving. [Reference numerals] (AA) Air;(BB) Inflow

Description

부유 가스 포집기를 가진 막 생물반응장치{A membrane bioreactor include floatting gas collector}A membrane bioreactor include floatting gas collector

본 발명은 하수처리시설에 사용하는 막 생물반응장치에 관한 기술이다.The present invention relates to a membrane bioreactor for use in sewage treatment facilities.

본 발명자의 선등록 특허 제 10-1050375호 부하변동에 대응이 용이한 침지식 막 생물반응장치 및 이를 이용한 하수처리방법(2011년07월13일)은 매우 유용한 하수의 고도처리장치이다.The immersion membrane bioreactor and the sewage treatment method using the same (13 July 2011), which are easy to cope with load fluctuations, are very useful for advanced sewage treatment.

막 생물반응 조에서 가스를 포집하여 순환하면서, 막 생물반응 조의 용존산소 농도를 일정하게 제어하는 데는 다음과 같은 특징이 있다.As gas is collected and circulated in the membrane bioreactor, the dissolved oxygen concentration of the membrane bioreactor is constantly controlled.

통상의 산기장치를 이용하여 막 생물반응 조의 용존산소 농도를 제어할 경우 통상적으로 산기장치의 산소전달 효율이 10％전후 이므로,용존산소 농도를 제어하는데 필요한 공기량의 10배 정도의 많은 공기를 공급한다.When the dissolved oxygen concentration of the membrane bioreactor is controlled by using a conventional oxygenator, oxygen delivery efficiency of the oxygenator is generally around 10%, so that 10 times as much air as the amount of air required to control the dissolved oxygen concentration is supplied. .

그러나 막 생물반응 조를 통과한 공기(가스)를 포집하여, 송풍기로 순환시키는 포기 방법에서는, 공급된 공기 중의 산소가 하수에 다 용해될 때까지 순환하면서 공기를 이용하기 때문에, 통상의 산기장치를 이용한 경우에 공급하는 공기량의 1/10정도의 적은 양의 공기를 대기 중에서 흡입한다.However, in the aeration method in which air (gas) that has passed through the membrane bioreaction tank is collected and circulated to the blower, air is used while circulating until oxygen in the supplied air is dissolved in the sewage. In case of use, a small amount of air, about one tenth of the amount of air supplied, is sucked in the atmosphere.

고정된 가스 포집기의 경우 하수의 수면이 상승하거나 하강하여 가스 포집기 내부의 부피가 변화하면 그만큼의 공기가 외부로부터 송풍기로 유입되어서, 용존산소 농도가 급작스럽게 변화한다.In the case of the fixed gas collector, when the surface of the sewage rises or falls and the volume inside the gas collector changes, the amount of air flows into the blower from the outside, and the dissolved oxygen concentration changes abruptly.

따라서 이러한 상황을 방지하기 위하여서는 하수의 수면을 항상 일정하게 유지하여 가스 포집기 내부의 부피변화가 발생하지 않도록 제어하여야 한다.Therefore, in order to prevent this situation, the surface of the sewage should be kept constant so that the volume change inside the gas collector does not occur.

하수 공급펌프에서 공급하는 하수량은 유량조정 조의 수면높이에 따라 변화하고, 막 여과기의 상등수를 흡입하는 막 여과수 펌프의 상등 수의 양은 막 여과기의 여과저항에 따라 수시로 변화하므로, 막 생물반응 조의 수면을 일정하게 유지하도록 자동제어 할 수는 있으나, 자동제어 장치가 매우 복잡하고, 유지관리가 어려운 것이다.The amount of sewage supplied from the sewage supply pump changes depending on the water level of the flow regulating tank, and the amount of the upper water of the membrane filtrate pump which sucks the upper water of the membrane filter changes from time to time according to the filtration resistance of the membrane filter. Although it can be controlled automatically to keep constant, the automatic control device is very complicated and difficult to maintain.

상기 발명에서도 여과기 상부에 가스를 포집하는 차단 덮개(가스 포집기)를 고정식으로 설치하여서, 하수공급펌프와 막 여과 수 흡인펌프의 운전특성에 따라 발생하는 막 생물반응 조의 수면 변동에 대하여, 수면을 일정하게 유지하기 위하여 복잡한 자동제어가 필요하여 유지관리가 어려운 면이 있었다.Also in the present invention, the gas barrier is fixedly installed on the upper part of the filter, so that the water surface is constant for the water fluctuation of the membrane bioreactor generated according to the operating characteristics of the sewage supply pump and the membrane filtration water suction pump. In order to maintain it, complex automatic control was required, which made maintenance difficult.

또한 경우에 따라서는 막 생물반응 조 수면에 스컴이 발생하여서, 이 스컴이 순환가스에 혼합되어 송풍기로 유입되면, 송풍기에서 공급하는 공기 중에 스컴이 혼합되고, 이 스컴이 산기관의 공기구멍을 막을 우려가 발생하기도 한다.In some cases, scum is generated on the surface of the membrane bioreaction bath, and when the scum is mixed with the circulating gas and flowed into the blower, scum is mixed in the air supplied from the blower, and the scum blocks the air hole of the diffuser. Concerns may arise.

따라서 막 생물반응 조의 수위가 변화하여도 별도의 제어 없이 안정적인 운전을 할 수 있고 막 생물반응 조에 스컴이 발생하여도 장애가 발생하지 않게 하는 방안이 필요하게 되었다.Therefore, there is a need for a stable operation without any control even when the water level of the membrane bioreactor is changed, and a method for preventing a failure even when scum is generated in the membrane bioreactor.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 막 생물반응 조의 수위가 어느 정도 변화하여도,별도의 제어 없이 안정적인 운전을 할 수 있고, 막 생물반응 조의 수면에 스컴이 발생하여도 장애가 발생하지 않도록 한 부유 가스 포집기를 가진 막 생물반응장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is that even if the water level of the membrane bioreactor changes to some extent, it is possible to perform stable operation without separate control, and suspended gas collector to prevent the failure even when scum occurs in the surface of the membrane bioreactor. To provide a membrane bioreactor having a.

막 생물반응 조(10)의 내부 중앙부분에 바닥에서 수면의 위까지 연장되게 설치하여, 막 여과기를 설치할 때 안내하는 막 설치안내장치(20);A membrane installation guide device (20) installed in the inner central portion of the membrane bioreaction tank (10) to extend from the bottom to above the water surface to guide the installation of the membrane filter;

상기 막 설치안내장치의 4방 측면을 밀폐구조로 형성하되, 바닥과 수면 부근에 통로를 형성하여, 막 여과기(40)의 외부를 통과한 공기와 하수의 흐름을 유도하고 막 생물반응 조의 내부에 원활한 순환이 일어나게 하는 공기 유도판(30);The four sides of the membrane installation guide device is formed in a sealed structure, and a passage is formed near the bottom and the water surface to induce the flow of air and sewage passing through the outside of the membrane filter 40, and inside the membrane bioreactor. An air guide plate 30 for smooth circulation;

상기 막 설치안내장치의 내부 바닥에 설치하여, 공기를 공급하여 막 여과기의 외부를 세정하고, 공기의 부력으로 하수의 흐름을 일으키고, 하수에 산소를 공급하는 산기장치(50);Is installed on the inner bottom of the membrane installation guide device, the air supply to clean the outside of the membrane filter, causing the flow of sewage by the buoyancy of the air, supplying oxygen to the sewage (50);

상기 산기장치의 위에 설치하여 하수를 여과하여 상등 수를 생산하는 막 여과기(40);A membrane filter 40 installed on the diffuser to filter the sewage to produce supernatant water;

상기 막 설치안내장치의 상부 수면부근에 설치하되, 하부는 개방하고, 측면과 상부는 밀폐구조로 하여, 측면의 하부가 하수 중에 잠기게 하고, 상부에는 연성호스(90)를 연결하여, 산기장치(50)에서 공급한 공기가 하수를 통과한 후의 가스를 전량 포집하고 포집 된 가스가 연성호스를 통하여 순환되도록 하고, 부력을 발생하는 부자(70)에 연결구(80)로 연결하여 일체가 되게 형성하여 수면에 떠 있게 한 가스 포집기(60);It is installed near the upper surface of the membrane installation guide device, the lower part is open, the side and the upper part is a sealed structure, the lower part of the side is locked in the sewage, the upper is connected to the flexible hose 90, the diffuser device The air supplied from (50) collects the entire amount of gas after passing through the sewage, and the collected gas is circulated through the flexible hose, and connected to the rich (70) generating buoyancy through the connector (80) is formed to be integral A gas collector 60 floating on the surface of the water;

상기 가스 포집기로부터 이송된 가스 중의 스컴이나 이물질을 제거하는 스컴 제기기(100);A scum raiser 100 for removing scum or foreign matter in the gas transferred from the gas collector;

상기 스컴 제거기를 통과한 가스를 송풍기(140)의 입구부로 순환시키는 가스 순환관(130);A gas circulation tube 130 for circulating the gas passing through the scum remover to an inlet of the blower 140;

송풍기의 입구부에 설치하여 공기 중으로부터 송풍기로 흡입하는 공기량을 조절하는 공기 조절밸브(120);An air regulating valve (120) installed at an inlet of the blower to adjust an amount of air sucked into the blower from the air;

상기 산기장치에 공기 및 순환가스의 혼합가스를 공급하는 송풍기(140); 및A blower 140 for supplying a mixed gas of air and circulating gas to the diffuser; And

상기 송풍기에서 공급된 혼합가스를 상기 산기장치에 공급하는 공기 공급관(150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유 가스 포집기를 가진 막 생물반응장치를 제공한다.It provides a membrane bioreactor having a suspended gas collector, characterized in that it comprises an air supply pipe 150 for supplying the mixed gas supplied from the blower to the diffuser.

본 발명은 부유 가스 포집기의 작용으로 막 생물반응 조의 수면이 변동하여도, 부유 가스 포집기가 외부의 조작 없이 자동 적으로 수면을 따라 이동하므로, 가스 포집기 내부의 부피가 일정하여 외부로부터 공기의 유입이 없어서 안정된 용존산소 농도를 유지할 수 있고, 스컴의 장애가 없어서 장치의 유지관리가 용이한 효과가 있다.According to the present invention, even if the surface of the membrane bioreactor changes due to the action of the suspended gas collector, the suspended gas collector automatically moves along the surface without any external manipulation. There is no effect that can maintain a stable dissolved oxygen concentration, there is no scum disturbance easy to maintain the device.

제1도는 본 발명의 구성을 나타낸 설명도.1 is an explanatory diagram showing a configuration of the present invention.

막 설치안내장치(20)는 막 생물반응 조(10)의 내부 중앙부분에 바닥에서 수면의 위까지 연장되게 고정이 되도록 설치하여, 막 여과기를 설치할 때 용이하게 설치할 수 있도록 안내역할을 한다.The membrane installation guide device 20 is installed to be fixed to extend from the bottom to the water surface in the inner central portion of the membrane bioreactor 10, and serves as a guide for easy installation when installing the membrane filter.

막 설치 안내장치의 상부는 수면의 최고수위보다 5cm이상 높게 한다.The top of the membrane installation guide should be at least 5cm above the water level.

공기 유도판(30)은 상기 막 설치안내장치의 4방 측면을 밀폐구조로 형성하되, 바닥과 수면 부근에 통로를 형성하여, 막 여과기(40)의 외부를 통과한 공기와 하수의 흐름을 유도하고 막 생물반응 조의 내부에 전체적인 순환이 일어나게 한다.The air guide plate 30 is formed in a sealed structure on the four sides of the membrane installation guide device, and forms a passage near the bottom and the water surface to induce the flow of air and sewage passing through the outside of the membrane filter 40. And the entire circulation takes place inside the membrane bioreactor.

바닥과 수면 부근의 통로의 높이는 하수 순환이 원활하게 일어나도록 정한다.The heights of the passages near the bottom and the surface of the water shall be such that the sewage circulation will occur smoothly.

상기 막 설치안내장치의 내부 바닥에 설치하여, 공기를 공급하여 막 여과기의 산기장치(50)는 공기를 하수 중에 공급하면서 기포를 발생하여, 기포의 부력과 진동작용을 이용하여 막 여과기(40)의 외부를 세정하고, 하수의 흐름을 일으켜서, 하수 흐름의 교반작용으로 막 생물반응 조의 전체에 원활한 혼합이 일어나게 하고, 하수에 산소를 공급하는 작용을 한다.Mounted on the inner bottom of the membrane installation guide device, by supplying air to the air diffuser device 50 of the membrane filter generates air while supplying air into the sewage, using the buoyancy and vibration action of the bubble membrane filter 40 The outside of the vessel is washed, and a stream of sewage is generated, and the mixing of the sewage stream causes smooth mixing of the entire membrane bioreactor and supplies oxygen to the sewage.

막 여과기(40)는 상기 산기장치의 위에 설치하여 하수를 여과하여 상등 수를 생산하는 작용을 한다.The membrane filter 40 is installed on the air diffuser to filter the sewage to produce supernatant water.

가스 포집기(60)는 상기 막 설치안내장치의 상부 수면부근에 설치하되, 하부는 개방하고, 측면과 상부는 밀폐구조로 하고, 측면의 하부가 하수 중에 5∼10cm 잠기게 하고, 상부에는 연성호스(90)를 연결하여, 산기장치(50)에서 공급한 공기가 하수를 통과한 후의 가스를 전량 포집하고 포집 된 가스가 연성호스를 통하여, 스컴 제거기(100)로 이송하고, 스컴 제거기를 통과한 가스는 송풍기에서 공기와 혼합되어서, 다시 산기장치로 공급, 순환되도록 한다.Gas collector 60 is installed near the upper surface of the membrane installation guide device, the lower part is open, the side and the upper part is a closed structure, the lower part of the side is 5-10 cm submerged in the sewage, the upper soft hose 90 is connected, and the air supplied from the air diffuser 50 collects all of the gas after passing through the sewage, and the collected gas is transferred to the scum remover 100 through the flexible hose and passed through the scum remover. The gas is mixed with air in the blower, which is then supplied to the diffuser and circulated.

상기 가스 포집기는 부력을 발생하는 부자(70)에 연결구(80)로 연결하여 일체가 되게 형성하여 수면에 떠 있게 하였으므로, 수면 높이가 변동하면 가스 포집기도 함께 움직여서, 가스 포집기 내의 가스부피에 변화가 생기지 않는다.The gas collector is connected to the rich (70) for generating buoyancy by the connector 80 to form an integral and floating on the water surface, when the water level fluctuates, the gas collector also moves together, the change in the gas volume in the gas collector It does not occur

따라서 외부 대기중으로부터 송풍계통으로, 용존 산소농도에 필요한 공기 외에 별도의 공기가 들어오는 일이 없으므로, 용존산소 농도는 안정되게 유지된다.Therefore, since no other air enters the blowing system from the outside atmosphere except the air necessary for the dissolved oxygen concentration, the dissolved oxygen concentration is kept stable.

하수의 수질이나 운전상태, 계절적 요인에 따라서 막 생물반응 조의 수면에 스컴이 다량 발생하는 경우가 있는데, 이러한 경우 수면상의 스컴이 가스 포집기에 포집한 가스와 함께 연성 호스(90)를 통하여 스컴 제거기(100)로 이송된다.Depending on the quality of the sewage, operating conditions, and seasonal factors, scum may occur in the surface of the membrane bioreactor in such a case. In this case, the scum remover may be formed through the flexible hose 90 together with the gas collected in the gas collector. 100).

스컴 제거기(100)는 상기 포집가스와 함께 이송된 스컴을 분리하여 하부의 배관을 통하여 막 생물반응 조로 반송하고, 스컴이 제거된 가스를 가스 순환관(110)을 통하여 송풍기(140)의 입구부로 이송한다.The scum remover 100 separates the scum conveyed with the collected gas and returns the scum to the membrane bioreactor through the lower pipe, and the scum removed gas is transferred to the inlet of the blower 140 through the gas circulation pipe 110. Transfer.

상기 스컴 제거기는 원심력과 중력을 이용한 사이클론 식을 사용하거나, 스컴 분리판을 이용한 형식을 사용하거나, 스컴 분리판과 필터를 이용한 형식의 것들을 사용할 수 있다.The scum remover may use a cyclone equation using centrifugal force and gravity, a type using a scum separator, or a type using a scum separator and a filter.

상기 스컴 제거기는 혼합액의 농도가 낮은 경우 스컴이 발생하지 않는 조건에서는 설치를 생략할 수 있다.The scum eliminator may be omitted in the condition that scum does not occur when the concentration of the mixed liquid is low.

송풍기(140)의 입구부에는 대기 중의 공기 흡입량을 조절하는 공기 조절 밸브(12)를 설치하고, 가스 순환관(110)을 통과하는 가스량을 조절하는 가스 조절밸브(130)을 설치하여, 막 생물반응 조의 용존 산소 값이 필요한 농도가 되도록 공기 조절밸브(120)의 개도를 조절한다.At the inlet of the blower 140, an air control valve 12 for adjusting the amount of air intake in the atmosphere is provided, and a gas control valve 130 for adjusting the amount of gas passing through the gas circulation pipe 110 is installed. The opening degree of the air control valve 120 is adjusted so that the dissolved oxygen value of the reactor is the required concentration.

가스 조절밸브는 통상적으로 조절할 필요는 없고, 보수 작업시 차단 및 운전시 개방 작용을 한다.Gas regulating valves do not normally need to be adjusted, they are shut off during maintenance and open during operation.

송풍기(140)을 통과한 공기와 가스의 혼합기체는 공기 공급관(150)을 통하여 산기장치(50)로 공급되면서 운전을 계속한다.The mixture gas of air and gas that has passed through the blower 140 is supplied to the air diffuser 50 through the air supply pipe 150 to continue operation.

10 막 생물반응 조
20 막 설치안내장치
30 공기 유도판
40 막 여과기
50 산기장치
60 가스 포집기
70 부자
80 연결구
90 연성 호스
100 스컴 제거기
110 가스 순환관
120 공기 조절밸브
130 가스 조절밸브
140 송풍기
150 공기 공급관
160 막 여과 수 흡인 관10 membrane bioreactor
20 Membrane installation guide
30 air guide plate
40 membrane filter
50 aeration device
60 gas collector
70 rich
80 connector
90 flexible hose
100 scum remover
110 gas circulation tube
120 air control valve
130 gas control valve
140 blower
150 air supply pipe
160 membrane filtration aspiration tube

Claims (1)

막 생물반응 조(10)의 내부 중앙부분에 바닥에서 수면의 위까지 연장되게 설치하여, 막 여과기를 설치할 때 안내하는 막 설치안내장치(20);
상기 막 설치안내장치의 4방 측면을 밀폐구조로 형성하되, 바닥과 수면 부근에 통로를 형성하여, 막 여과기(40)의 외부를 통과한 공기와 하수의 흐름을 유도하고 막 생물반응 조의 내부에 원활한 순환이 일어나게 하는 공기 유도판(30);
상기 막 설치안내장치의 내부 바닥에 설치하여, 공기를 공급하여 막 여과기의 외부를 세정하고, 공기의 부력으로 하수의 흐름을 일으키고, 하수에 산소를 공급하는 산기장치(50);
상기 산기장치의 위에 설치하여 하수를 여과하여 상등 수를 생산하는 막 여과기(40);
상기 막 설치안내장치의 상부 수면부근에 설치하되, 하부는 개방하고, 측면과 상부는 밀폐구조로 하여, 측면의 하부가 하수 중에 잠기게 하고, 상부에는 연성호스(90)를 연결하여, 산기장치(50)에서 공급한 공기가 하수를 통과한 후의 가스를 전량 포집하고 포집 된 가스가 연성호스를 통하여 순환되도록 하고, 부력을 발생하는 부자(70)에 연결구(80)로 연결하여 일체가 되게 형성하여 수면에 떠 있게 한 가스 포집기(60);
상기 가스 포집기로부터 이송된 가스 중의 스컴이나 이물질을 제거하는 스컴 제기기(100);
상기 스컴 제거기를 통과한 가스를 송풍기(140)의 입구부로 순환시키는 가스 순환관(130);
송풍기의 입구부에 설치하여 공기 중으로부터 송풍기로 흡입하는 공기량을 조절하는 공기 조절밸브(120);
상기 산기장치에 공기 및 순환가스의 혼합가스를 공급하는 송풍기(140); 및
상기 송풍기에서 공급된 혼합가스를 상기 산기장치에 공급하는 공기 공급관(150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유 가스 포집기를 가진 막 생물반응장치.A membrane installation guide device (20) installed in the inner central portion of the membrane bioreaction tank (10) to extend from the bottom to above the water surface to guide the installation of the membrane filter;
The four sides of the membrane installation guide device is formed in a sealed structure, and a passage is formed near the bottom and the water surface to induce the flow of air and sewage passing through the outside of the membrane filter 40, and inside the membrane bioreactor. An air guide plate 30 for smooth circulation;
Is installed on the inner bottom of the membrane installation guide device, the air supply to clean the outside of the membrane filter, causing the flow of sewage by the buoyancy of the air, supplying oxygen to the sewage (50);
A membrane filter 40 installed on the diffuser to filter the sewage to produce supernatant water;
It is installed near the upper surface of the membrane installation guide device, the lower part is open, the side and the upper part is a sealed structure, the lower part of the side is locked in the sewage, the upper is connected to the flexible hose 90, the diffuser device The air supplied from (50) collects the entire amount of gas after passing through the sewage, and the collected gas is circulated through the flexible hose, and connected to the rich (70) generating buoyancy through the connector (80) is formed to be integral A gas collector 60 floating on the surface of the water;
A scum raiser 100 for removing scum or foreign matter in the gas transferred from the gas collector;
A gas circulation tube 130 for circulating the gas passing through the scum remover to an inlet of the blower 140;
An air regulating valve (120) installed at an inlet of the blower to adjust an amount of air sucked into the blower from the air;
A blower 140 for supplying a mixed gas of air and circulating gas to the diffuser; And
Membrane bioreactor having a suspended gas collector, characterized in that it comprises an air supply pipe 150 for supplying the mixed gas supplied from the blower to the diffuser.
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