KR0163281B1 - 오수의 재이용이 가능한 복합 폐수 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오수 정화시설에서 처리되어 나오는 처리수를 분리막을 이용하여 최적 운전 조건을 결정하고 그 생산수를 효율적으로 재이용하기 위한 것으로서 오수 정화 장치 후단에 응집조(100)와 침전조(200), 염소소독(700)장치를 설치하여 중수를 생산하는 오수의 재이용이 가능한 복합 폐수 처리 장치이다.

Description

오수의 재이용이 가능한 복합 폐수 처리 장치

제1도는 종래 오수정화 시설의 공정도.

제2도는 본 발명 복합폐수처리 장치의 공정도.

제3도는 본 발명이 공정도.

제4도는 운전압 및 전화율과 투과 속도의 관계도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 오수 20 : 침사조

30 : 유량조정조 40 : 1차 폭기조

50 : 2차 폭기조 60 : 여과조

70 : 방류 100 : 응집조

200 : 침전조 300 : 메디아 요과기

400 : 정밀여과기 500 : UF 분리막

600 : 염소소독 700 : 저장탱크

본 발명은 복합폐수처리 장치를 이용한 오수의 재이용에 관한 것으로서, 더 상세하게는 오수 정화시설에서 처리되어 나오는 처리수를 분리막을 이용하여 최적 운전 조건을 결정하고 그 생산수를 효율적으로 재이용하기 위한 것이다.

일반적으로 대형 업소에서 발생되는 오수는 객실에서 세면과 수세식 화장실, 옥실에서 배출되는 양이 전체 발생량이 약 60%이상을 차지하고 있으며 기타 주방이나 사우나, 수영장과 같은 위락 시설에서 배출되고 있다. 발생 오수의 성상은 주방 기름, 이물질, 비누, 화장실 오수가 대부분을 차지하고 있으며, 악취나 색 물질로 다량 포함되어 있다. 그러나 이들 대부분은 생물학적 처리 방법으로 제거가 가능하였으며 제1도에 도시된 바와 같이 보통 처리되어 방류되는 오수는 그 수질기준을 대체적으로 만족시키지만, 재이용하기 위해서는 그 수질이 부적합하고, 또한 추가로 중수도 처리시설을 설치해야 함으로, 현재 대형 빌딩이나 숙박업소에서 발생되는 오수의 처리는 일반적으로 장기폭기법과 같은 생물학적 처리법을 이용하고 있으며 대부분 지하 공간에 설치되어 있어서 설치할 수 있는 부지 면적이 협소한 것은 물론 발생된 오수를 재이용하고자 중수시설을 설치한다면 2, 3차의 부대설비가 필요로 하게 되는데 이러한 부대 시설은 부지의 협소로 인해설치에 큰 어려움이 따르는 것은 물론 운전상 유지관리의 문제가 발생하는 등 문제점이 돌출하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서 장기폭기법과 같은 오수정화 시설에서 발생한 오수를 복합폐수처리 장치에 설치된 한외여과막을 적용함으로서 그 처리공정과 운전요령 및 고조의 유지관리기술이 손쉬우며 양질의 중수(中水)가 생산 가능한 것을 물론 고도 처리시설(중수도) 설치에 따른 부지문제를 최소화 할 수 있는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 그 구성 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명 복합폐수처리 장치의 공정도를 도시한 것으로서 메디아 여과기(300), 정밀 여과기(400), UF 분리막(500)으로 구성되어 진 것이다. 그러나 제1도의 공정과 제2도의 공정을 연계하여 처리하기 위해서는 제1도의 공정처리후 처리수의 수질이 불안정하므로 오수의 응집과 침전공정을 거친 후 복합폐수 처리장치로 연결하는 방법이 복합폐수 처리장치의 처리부하를 경감시킬 수 있고 또한 복합폐수 처리장치를 소형 이동식(compact skid board)으로 제작 할 수도 있으므로 설치 면적이 적게 드는 것이다.

제3도와 같이 오수정화 시설과 복합폐수 처리장치를 연계하여 본 발명의 공정도를 창안하였다.

즉, 1차 포기조(40)에서 나오는 처리수에 응집제를 주입하고 2차 포기조(50)와 여고다조(60)를 응집조와 침전조로 전환시켜 현탁물질과 부유물질을 제거함과 동시에 COD부하도 경감시킬 수 있다. 이렇게 처리하여 침전된 상징수(上澄水)를 복합폐수처리장의 메디아 여과가(300)와 활성탄흡착탑(400), 정밀여과기(500)을 통과시켜 한외여과막(600)으로 처리하여 양호한 수질의 중수를 생산하는 공정으로 구성한다. 한편 분리막으로 유입된 오수는 투과수와 농축수로 분리하고 투과수는 염소소독(700) 처리한 후에 저장탱크로 보내어 재이용하고 농축수는 하수구로 방류한다.

제3도는 본 발명의 공정도를 도시한 것으로서 다음의 실시예와 같이 실험을 진행하여 그 결과를 평가하였다.

[실시예]

호텔에서 발생되는 오수를 대상으로 오수정화 시설과 복합폐수 처리장치를 이용하여 본 발명의 공정도에 적용시켰다.

먼저 방류되는 오수를 처리할 경우 복합폐수 처리장치의 메디아 여과기(300)의 폐색으로 인한 역세주기의 단축과 운전 및 유지관리 등의 문제점이 발생하므로 이를 해결하기 위해서 기존의 오수정화 시설의 포기조(50)와 여과조(60)를 각각 응집조(100)와 침전조(200)로 개조한 후 응집제 주입량에 대한 실험을 하였다. 그 결과 알럼(Alum) 응집제와 농도가 130 ㎎/l에서 응집효율이 가장 우수하였으며, 이때의 수질은 원수 탁도가 67 NUT인 경우에 응집후 탁도가 1.8 NUT로 97%이 제거율을 보였다. 황산알루미늄과 고분자응집제를 함께 사용한 경우에는 플럭(floc)의 형성 및 슬러지의 침강성은 양호하였으나 탁도가 4.9 NUT로 증가되어 고분자응집제는 사용하지 않았다.

응집결과에 따라서 응집제의 농도를 130 ㎎/l로하여 신설 응집조(100)에 주입하고 혼합시킨 후 실린더 침전조(200)로 보내 침전시킨 후 상징수를 메디아 여과기(300)로 보내는 전처리 과정을 시행하였다. 이때 응집조(100)는 기존의 오수정화 시설의 2차 포기조(50)를 이용하는 것으로 그 포기장치를 그대로 사용하여 오수를 포기시키며 동시에 응집제의 교반 효과도 얻으며 이를 통해서 오염물질의 산화와 교반효과가 증진된다. 또한 침전과정을 거치면서 현탁물질과 부유물질을 제거하고 동시에 회학적 산소 요구량(COD)부하도 경감시킬 수 있으며, 메디아 여과기(300)를 통과한 처리수는 활성탄여과기(400), 정밀 여과기(500)와 한외여과막(600)으로 계속 처리가 되는 것이다. 이렇게 한외여과막(600)을 거친 처리수는 오수를 처리한 관계로 위생상 안전을 고려하여 염소소독(800을 실시하고 재이용 가능성에 대해서도 조사하였으며, 본 실험에 사용된 한외여과막은 중공사형으로 그 사양은 표 1 과 같다.

또한 실험기간 동안 처리수의 수질은 표2와 같다.

각 처리단계에서 수질은 1차적으로 응집공저에 의해 탁도성분이 72%, m-Hexane 95%, 유기물 성분인 TOC 58%이 높은 제거율을 얻었다.

한외여과막은 처리수질 결과는 표2와 같이 양호한 것으로 판단되며, 특히 냄새, 색도, 부유물질의 경우에 있어서 후각이나 육안 관찰로도 거의 제거가 되었음을 확인할 수 있었으며, 처리대상물이 오수인 관계로 오수인 관계로 대장균 등에 의한 위해를 저해하기 위해서 잔류염소 농도를 0.2 ㎎/l 유지되도록 처리를 하였다.

실험기간 동안의 한외여과막의 운전압력은 약 1.5 ~ 3.0 ㎏/㎠ 의 범위로 조절하였다. 이때의 투과속도는 평균 83.5 ~ 104.8 l/㎡ /hr 이었다. 전화율(recovery)과 투과 속도(permeate flux)의 관계는 그림1과 같이 전화율에 비례하여 직선적으로 증강하였으며, 전화율 20%에서의 투과속도가 34.72 l/㎡ /hr, 전화율 40%에서의 투과속도는 65.6 l/㎡ /hr이었다. 전화율 75%에서의 투과속도는 전하율 20%에서의 투과속도와 비교하면 20%의 경우 34.72 l/㎡ /hr에서 75%인 경우에는 113.2 l/㎡ /hr로 약 3배의 차이를 보이고 있음을 알 수 있으며 운전압력과 투과속도의 관계는 한외여과막의 운전압력에 비례하여 증가하는 것을 알 수 있었다.

이상에서 한외여과막의 적용실험 결과는 운전압력을 2~3 ㎏/㎠, 전화율 약 60~70%의 조건이 운전에 가장 적합하고, 이때의 투과속도는 95.41 ~ 113.2 l/㎡ /hr이었다.

처리된 오수이 적용가능성을 확인하기 위하여 표3과 같이 비교평가하여 나타내었다.

* 대장균수(개/ml), 잔류염소(㎎/l) 항목은 고려대상에서 제외

* ○ : 재이용 가능

△ : A/C FIL TER로 여과후 사용가능

× : 재이용 불가

그러므로 본 발명은 오수를 본 발명의 공정도와 연계시켜 처리할 경우 표2와 표3에서와 같이 양호한 수질을 얻을 수 있고 수세식 화장실 용수, 냉각용수는 물론 수세용수, 조경용수, 살수용수 및 청소용수 등으로 활용 가능한 것이다.

Claims (2)

1. 기존 오수정화 장치와 복합폐수 처리장치를 연계하여 오수를 처리함에 있어서, 오수 정화 장치 후단에 응집조(100)와 침전조(200), 염소소독(700)장치를 설치하여 중수를 생산하는 것을 특징으로 하는 오수의 재이용이 가능한 복합 폐수 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 복합폐수 처리장치의 한외여과막의 운전압력을 1.5~4.5 ㎏/㎠, 전화율 약 60~75% 의 조건하에서 투과속도는 90~120 l/㎡ /hr로 하는 운전 조건을 특징으로 하는 오수의 재이용이 가능한 복합 폐수 처리 장치.