KR0126883Y1 - 대규모 오수 처리 시설 - Google Patents

Abstract

본 고안은 대규모 오수 처리장에 설치하여 분뇨 및 생활 잡배수를 통합하여 처리하는 호기성 오수 처리 시설로서, 피처리물 중에 함유된 모래나 협잡물을 침전 및 혐기성 분해하는 제1, 2 침전·분해실, 연속적으로 공급되는 공기를 이용하여 유기 물질을 제거하는 접촉 폭기실, 생성된 미생물 플록과 처리수를 고액 분리하는 최종 침전실, 침전되지 않고 그대로 유출되는 미세한 플록을 여재를 이용하여 2차로 처리하는 여과·분해실, 부유 물질을 완전히 제거하고 세균을 소독하는 모래 여과상, 활성탄 여과상 및 소독조로 이루어진 대규모 오수 처리 시설에 관한 것이다.

본 고안의 오수 처리 시설은 장기 폭기법에서 미생물의 자체 산화에 의한 미생물 플록의 생성 곤란에 따른 유출수의 수질 악화를 효과적으로 제거할 수 있는 여과·분해실을 구비하고 있으므로 고안으로 안정적인 유출수 확보와 수질 개선에 기여할 것으로 판단된다.

Description

대규모 오수 처리 시설

제1도는 본 고안에 따른 대규모 오수 처리 시설의 공정 계통도.

제2도는 본 고안에 따른 대규모 오수 처리 시설중 여과·분해실의 구조도.

제3도는 본 고안에 따른 대규모 오수 처리 시설 중 여과·분해실의 여과·분해판의 정면도와 평면도의 상세도.

제4도는 본 고안에 따른 대규모 오수 처리 시설 중 접촉 폭기실의 정면도와 평면도의 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1 침전·분해실 2 : 제2 침전·분해실

3 : 접촉 폭기실 4 : 최종 침전실

5 : 여과·분해실 6 : 모래 여과상, 활성탄 여과조 및 소독조

7 : 여과·분해판 8 : 여재 유동 방지판

9 : 월류 웨어(Weir)판 10 : 이송관

11 : 접촉 여재 12 ; 산기관

13 ; 공기 이송관 14 : 공기 공급 장치

본 고안은 대규모 오수 처리 시설로서, 아파트나 기타 대형 시설물에서 배출되는 다량의 분뇨와 생활 잡배수를 동시에 정화하는 처리 시설에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 말하자면, 대규모 시설물에서 배출되는 분뇨와 오수를 호기성 미생물의 증식과 세포 합성 작용에 의하여 제거하고 안정적인 유출수를 확보하기 위한 임의성 및 접촉 호기성 처리 시설에 관한 것이다.

현재 오수 처리 시설은 활성 슬러지에 의한 처리 장치가 주를 이루고 있으며, 부패형 정화조도 다수 설치되어 사용되고 있다. 그러나, 활성 슬러지에 의한 처리장치의 경우에는 운전이 까다로와서 숙련된 운전자를 확보할 필요가 있고, 슬러지 생산량이 많아 슬러지 처리에 고가의 비용이 소요되며, 송풍기 등의 기기에 대하여 유지 관리비가 많이 드는 단점이 있다. 한편, 부패형 정화조는 처리 효율이 저조하므로, 하수 종말 처리장에서의 2차 처리가 필수적인 것으로 알려져 있다.

이와 같이, 기존의 오수 처리 시설은 수질 개선에 큰 도움이 되지 못할 뿐만 아니라, 앞으로 예견되는 용수 부족에 따른 오수의 중수도화에도 적용하기 어려운 시설인 것으로 생각된다.

따라서, 수질 개선에 도움이 되고, 앞으로의 중수도 시스템에도 적용이 가능한 고효율의 오수 처리 시설을 개발하는 것에 대한 요구가 증대되고 있다.

본 고안자들은 이와 같은 기존의 대규모 오수 처리 시설의 문제점을 해결하기 위하여 연구 검토한 결과, 활성화된 미생물에 의해 유기 물질을 산화시키는 접촉 폭기법을 채용하고, 최종 침전실에서 침전 제거되지 않은 미세 플록을 여재에 부착된 미생물에 의해 2차로 분해하는 장치를 채용한다면, 미생물의 자체 산화로 인한 미생물 플록의 생성 곤란에 따른 유출수의 수질 악화를 효과적으로 억제할 수 있음을 밝혀내고, 본 고안을 완성하게 되었다.

따라서, 본 고안의 목적은 대규모 오수 처리장에 설치하여 분뇨 및 생활 잡배수를 통합하여 처리하는 호기성 오수 처리 시설을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 장기 폭기법에서 미생물 플록의 생성 곤란에 따른 유출수의 수질 악화를 효과적으로 억제함으로써, 안정적인 유출수 확보와 수질 개선에 기여할 수 있는 대규모 오수 처리 시설을 제공하는 것이다.

전술한 본 고안의 이러한 목적은 피처리물 중에 함유된 모래나 협잡물을 침전 및 혐기성 분해하는 제1 및 제2 침전·분해실, 연속적으로 공급되는 공기를 이용하여 유기 물질을 제거하는 접촉 폭기실, 생성된 미생물 플록과 처리수를 고액 분리하는 최종 침전실, 침전되지 않고 그대로 유출되는 미세한 플록을 여재를 이용하여 2차로 처리하는 여과·분해실, 부유 물질을 완전히 제거하고 세균을 소독하는 모래 여과상, 활성탄 여과상 및 소독조로 이루어진 것을 특징으로 하는 대규모 오수 처리 시설에 의하여 달성될 수 있다.

본 명세서에서는 대규모 오수 처리 시설을 오수 처리 시설로 명명한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안에 따른 오수 처리 시설을 사용하여 오수 처리하는 공정의 계통도이다.

본 고안의 오수 처리 시설은 기본적으로 접촉 폭기법을 채용하고 있는데, 제1도에 도시된 바와 같이, 1차로 피처리물에 함유된 모래와 그밖의 협잡물을 침전 및 혐기성 분해시키고, 변동이 심한 유량과 수질의 균등화 역할을 함께 수행하는 제1 침전·분해실(1), 1차로 침전·분해된 피처리물을 2차로 침전·분해하는 제2 침전·분해실(2), 연속적으로 공급되는 공기를 이용하여 활성화된 미생물에 의해 유기 물질을 산화시키는 접촉 폭기실(3), 증식된 미생물과 처리수를 고액 분리하는 최종 침전실(4), 최종 침전실에서 침전 제거되지 않은 미세 플록을 여재에 부착된 미생물에 의해 2차로 분해하는 여과·분해실(5), 중수도 시스템에서 잔여 부유 물질과 세균을 제거하는 모래 여과상, 활성탄 여과조 및 소독조(6)으로 이루어져 있다.

제1 침전·분해실(1)은 오수에 포함되어 있는 모래와 같은 침전 가능한 물질과 협잡물을 침전시키고, 최종 침전조에서 반송되는 반송 슬러지를 침전 제거하며, 시간별로 상이한 유량과 농도를 균등화하여 폭기조의 충격 부하를 줄이는 역할을 하며, 침전된 고형물의 가수 분해가 원활히 이루어지게 하고, 혐기성 분해도 동시에 이루어지게 한다. 1차로 침전·분해된 피처리물은 제1 침전·분해실(1)의 중간 부분에 설치된 이송관을 통하여 스컴(scum)이 제거된 채로 제2 침전·분해실(2)로 이송된다.

제2 침전·분해실(2)에서는, 피처리물의 2차 침전 제거와 가수 분해 및 혐기성 분해가 이루어진다. 상기 제1 침전·분해실(1)과 제2 침전·분해실(2)의 용적비는 2:1로 한다.

제1,2침전·분해실(1,2)를 거친 피처리물은 접촉 폭기실(3)으로 유입된다. 접촉 폭기실에서는, 송풍기에 의해 연속적으로 공급되는 산소를 이용하여 활성화되는 미생물의 증식과 산화 작용에 의해 생물학적으로 제거 가능한 유기 물질이 대부분 제거된다. 접촉 폭기실(3)에는 접촉 여재(media)가 포함되는데, 이 접촉 여재는 다량의 미생물을 확보하여 유기 물질의 제거 효율을 높이고 충격 부하에 대한 적응 능력을 높이며, 최종 침전실(4)로부터 반송되는 슬러지량에 관계없이 일정량의 미생물을 확보할 수 있게 한다.

이와 같은 접촉 폭기실(3)의 접촉 여재와 산기관의 배치는 제4도의 정면도 및 평면도에 도시되어 있다. 접촉 폭기실(3)의 접촉 여재(11)은 산기관(12)와 서로 직각으로 위치하여 유체의 흐름을 방해하지 않고, 접촉 여재(11)에 오염물이 잘 접촉되도록 설치되어 있어서 산소 전달이 원활하도록 구성되어 있다.

접촉 폭기실(3)을 경유한 피처리물은 최종 침전실(4)에 유입된다. 여기에서, 피처리물은 유기 물질의 함량이 매우 낮은 상태로 접촉 여재에서 탈리된 미생물과 중력에 의해 고액 분리가 이루어진다. 최종 침전실(4)의 저부에 침전되는 침전 슬러지는 슬러지 반송 장치에 의해 제1 침전·분해실(1)로 이송되어 일부 탈질 작용에 의해 질소가 제거되며, 잔류 슬러지는 제1 침전·분해실(1)의 청소시 제거된다.

일반적으로, 폭기조의 폭기 시간이 길면 미생물이 자체 산화되어 미생물간의 플록 형성이 잘 이루어지지 않고 미세한 플록을 형성하여 침전되지 않고 그대로 유출되어 유출수의 수질을 악화시키는 결과를 초래하게 된다. 본 고안에서는 이와 같은 미세 플록의 유출을 막고 안정적인 처리수를 확보하기 위하여 여재를 채운 여과·분해실(5)를 설치하였다.

본 고안의 오수 처리 시설에 설치되는 여과·분해실(5)의 구조도는 제2도에, 정면도 및 평면도는 제3도에 각각 도시되어 있다. 여과·분해실(5)는 제2도에서 도시된 바와 같이 수개의 여과·분해판(7)로 구성된다. 각각의 여과·분해판(7)은 세로 방향으로 설치하여 일정한 용량을 확보함으로써 제작의 편이성을 도모하고 설치 면적을 줄이고져 고안되었다. 또한, 여과·분해판(7)내에는 부유물의 분해·포획을 도모하기 위하여 2단계로 구성된 각각의 여재가 채워져 있다. 1단계 여과·분해판 내에 채워지는 여재로는 비표면적이 넓은 다공성의 부유성 여재나 폴리우레탄 재질의 망상 판형 여재를 이용하고, 2단계 여과·분해판에는 활성탄을 부분적으로 이용하여 제조한 부유성 여재를 이용하는 것이 바람직하다. 1, 2단계의 용량은 각각 4/5와 1/5로 하며, 여재에는 미생물을 부착시켜 처리수의 미분해 유기 물질과 미세 플록을 제거하도록 한다.

여과·분해판(7)에는 유체의 흐름에 의한 여재의 쏠림을 방지하고, 유체가 여과·분해판(7) 전면적을 고르게 흐르도록 유체의 흐름 유도 역할을 하며, 체류 시간을 확보하기 위해 고안된 여재 유동 방지판(8)과 일정 수위를 유지하여 여재에 부착된 미생물이 공기에 노출되어 사멸되는 것을 방지하는 월류 웨어판 (weir plate)(9)가 설치되어 있다. 또한, 여과·분해판(7)을 통과한 피처리물이 다음 여과·분해판으로 이송되도록 하는 이송관(10)이 제3도에 도시된 바와 같이 설치되어 있다.

모래 여과상, 활성탄 여과조 및 소독조(6)는 목표 수질에 따라 장착할 수 있는 임의의 후속 처리 시설이다. 피처리물은 모래 여과상과 활성탄 여과상을 거쳐 소독조에서 일반 세균에 대한 소독 처리 후 중수도로 사용할 수도 있다. 또한, 여과·분해실(5)과 모래 여과상, 활성탄 여과상 및 소독조에는 기존에 설치되어 운용되고 있는 생물학적 2차 처리 장치를 부착하여 중수도 처리용 공정으로 활용할 수 있다.

다음은 본 고안에 따른 오수 처리 시설의 각 반응실별 체류 시간을 나타낸 것이다.

이하 본 고안을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

[실시예]

전술한 오수 처리 시설의 처리 장치를 실험실 규모로 제작하여 1년여 동안 실험한 결과를 표2에 나타내었다. 표2의 값은 실험 기간 동안의 평균치이며, 유입수는 일반 아파트에서 배출되는 실제 생활 오수를 채취하여 사용하였으며, 원수 내에 염소계 표백제 및 세척제가 함유되어 있으면, 이들은 본 오수 처리 시설의 처리 효율을 저해하는 요인으로 작용하게 된 것이다.

상기 실험 결과는 활성탄 여과 및 소독조를 거치지 않은 실험의 결과로서, 여과 및 소독 처리 후의 유출수의 수질은 BOC 2-3㎎/ℓ 정도일 것으로 예상되어, 중수도 기준인 10㎎/ℓ 보다 훨씬 낮은 결과를 나타낼 것으로 판단된다.

이상의 실험 결과로부터, 본 고안에 따른 오수 장치는 매우 우수한 유기 물질 제거 효율을 나타내고 있으며, 중수도로도 사용 가능하다.

Claims (6)

1. 피처리물 중에 함유된 모래나 협잡물을 침전 및 혐기성 분해하는 제1 및 제2 침전·분해실(1,2), 연속적으로 공급되는 공기를 이용하여 유기 물질을 제거하는 접촉 폭기실(3), 생성된 미생물 플록과 처리수를 고액 분리하는 최종 침전실(4), 최종 침전실의 저부에 침전된 슬러지를 제1 침전·분해실 및 접촉 폭기실로 반송시키는 슬러지 반송 장치, 침전되지 않고 그대로 유출되는 미세한 플록을 여재를 이용하여 2차로 처리하는 여과·분해실(5), 부유 물질을 완전히 제거하고 세균을 소독하는 모래 여과상, 활성탄 여과상 및 소독조(6)로 이루어진 것을 특징으로 하는 대규모 오수 처리 시설.
2. 제1항에 있어서, 접촉 폭기실(3)은 유체의 흐름을 방해하지 않도록 산기관에 대하여 직각으로 설치되어 있는 다량의 미생물을 확보할 수 있는 구조의 판형 여재를 포함하고 있는 것인 대규모 오수 처리 시설.
3. 제1항에 있어서, 여과·분해실(5)는 작은 점유 공간이 확보되도록 세로 방향으로 포개 설치된 동일한 크기의 복수개의 여과·분해판(7)로 구성된 것인 대규모 오수 처리 시설.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 여과·분해실(5)는 2단으로 구분되어 전체 용적의 4/5에는 비표면적이 넓은 다공성 여재나 폴리우레탄 재질의 망상 판형 여재가 채워지고, 그 1/5에는 오염물을 최종적으로 포획·분해하는 효과를 높일 수 있는 활성탄 부착 여재가 채워지는 것인 대규모 오수 처리 시설.
5. 제4항에 있어서, 여과·분해판(7)은 전체 유효 면적이 효율적으로 사용될 수 있도록 여재 유동 방지판(8)을 구비하고, 일정 수위를 유지하여 여재에 부착된 미생물이 공기 노출에 의해 사멸되는 것을 방지하는 월류 웨어판(9)를 구비하는 것인 대규모 오수 처리 시설.
6. 제4항에 있어서, 여과·분해실(5) 및 모래 여과상, 활성탄 여과상 및 소독조(6)은 다른 생물학적 2차 처리 공정을 위한 장치를 추가로 구비하는 것인 대규모 오수 처리 시설.