KR0166421B1 - 부유여과재를 이용한 수처리장치의 역세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유여과재를 이용한 수처리장치의 역세정방법에 관한 것이다.

처리조 내를 상하로 나누는 여과재 유실억제띠의 하측에 부유여과재를 충전하여 부유여과층이 형성된 수처리장치의 역세정방법에 있어서, 여과재 유실억제띠의 하측으로 수위를 낮춘 후, 부유여과재층의 하방으로부터 공기를 방출하여 이 부유여과층을 유동화시켜 부유여과층 내의 폐색물을 제거하도록 된 본 발명의 역세정방법에 따르면, 여과층 전역에 걸쳐 균일하게 그리고 적절하게 여과층 내의 폐색물을 제거할 수 있으므로, 역세정후의 정상화가 신속하게 처리가 효율화된다.

Description

부유여과재를 이용한 수처리장치의 역세정방법

제1도(a) 내지 제1도(d)는 본 발명에 따른 역세정방법의 순서를 단계적으로 나타낸 모식도.

제2도(a) 내지 제2도(d)는 본 발명에 따른 역세정방법을 다른 수처리장치에 적용한 경우의 그 순서를 단계적으로 나타낸 모식도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 처리조 2 : 원수 유입구

3 : 부유여과층 4 : 처리수 유출구

5, 6 : 여과재 유실억제띠 7 : 부유여과제

8 : 블로우어 9 : 송기관

10 : 하부 배출구 11 : 역세정펌프

21 : 처리조 22 : 원수 유입구

23 : 부유여과층 24 : 처리수 유출구

25 : 기름빼기 구멍 26 : 하부 배출구

27 : 상부 배출구

본 발명은 처리조 내부를 상하로 나누는 부유여과재 유실억제띠의 하측에 부유여과재를 충전하여 부유여과층이 형성된 수처리장치의 역세정(逆洗淨) 방법에 관한 것이다.

현재, 플라스틱 발포체 등으로 된 부유여과재를 이용하여 수처리를 행하는 정밀여과법이나 생물막처리법은 널리 실시되어 오고 있다. 이 정밀여과법은 부유여과재가 충전된 여과층에 원수 중의 SS성분(부유물질)을 포착시켜 여과하는 것이며, 생물막 처리법은 여과재 표면에 부착·증식된 미생물에 의해 원수 중의 유기물을 분해하는 것이다. 이 밖에 부유여과재를 이용한 것으로서는, 친유성(親油性)을 가지는 여과재 표면에서 원수 중의 기름방울이 응집·조립화된 기름성분을 부상 분리하는 유수분리법이 있다.

이러한 수처리장치에 있어서는 처리의 경과에 따라, 여과층에 포착된 원수 중의 SS나 비대한 생물막이 여과재 사이의 공극을 점차 폐색하게 되어 여과효율이 저하된다. 그러므로 이러한 막힘을 피하기 위하여, 일반적으로는 공간율을 98% 정도로 크게 설정하고 있으며 이 결과, 처리능력이 낮은 값에 머물고 있다. 한편, 공간율을 50∼80%로 작게 설정하여 처리능력을 향상시키고자 하면, 적절한 역세정을 행하여 막힘의 원인이 되는 폐색물을 제거할 필요가 있다. 이 역세정은, 여과층의 하방으로부터 공기나 물을 방출하여 여과층을 유동화시키고 여과재 입자끼리의 충돌을 이용하여 폐색물을 닦아내거나, 기포에 의해 여과층을 진동시켜 여과재 입자로부터 폐색물을 털어낸 후에 이를 수류로 씻어 흘리는 것이다.

그런데, 무연탄(antharcite) 등의 무기질 여과재를 사용한 경우와 마찬가지로, 여과층의 하방으로부터 공기와 물을 동시에 방출시키는 종래의 역세정방법으로는 여과층 전역에 걸쳐 균일하고 효율적으로 세정되지 않으므로, 결과적으로 조기의 막힘을 초래하여 역세정빈도가 증가하며, 역세정수량율(처리된 원수량에 대한 역세정수의 비율) 30%라는 대량의 역세정수를 필요로 하며, 이것이 원인이 되어 처리능력이 저하된다는 문제점이 있었다.

또한, 여과층의 중간부나 하부에 설치된 교반기로 여과층 내를 교반시켜 폐색물을 제거하는 방법이 제안되어 있으나, 이 방법에서는 여과재가 파손되는 등의 문제점이 있었다. 특히, 생물막처리의 경우와 같이 여과층이 2.5∼3.5m에 달하는 장치로는 충분한 세정효과를 얻을 수 없었다. 또한, 여과층이 1m 이하라도 식물유 등을 함유한 점성이 높은 배수를 처리한 여과층에서는, 여과층 전역에 걸쳐 균일하게 교반되지 않으므로 역세정빈도의 증가나 처리능력의 저하를 초래하고 있다. 이 때문에, 교반장치에 의한 역세정은 실용화되지 않고 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 주목적은, 여과재를 파손시키지 않고 여과층 전역에 걸쳐 균일하게 교반·세정할 수 있는 부유여과재를 이용한 수처리장치의 역세정방법을 제공함에 있다.

상술한 목적은 본 발명에 따르면, 처리조 내를 상하로 나누는 여과재 유실억제띠의 하측에 부유여과재를 충전하여 부유여과층이 형성된 수처리장치의 역세정방법으로서, 상기 여과재 유실억제띠의 하측으로 수위를 낮춘 후, 상기 부유여과층의 하방으로부터 공기를 방출하여 그 부유여과층을 유동화시켜 그 부유여과층 내의 폐색물을 제거하는 것을 특징으로 하는 부유여과재를 이용한 수처리장치의 역세정방법을 제공함으로써 달성된다.

이와 같이 하면, 여과재 유실억제띠보다 하측으로 수위를 낮춤으로써 부유여과재가 부유하고 있는 부분의 상방이 개방되고, 그만큼 여과재 유실억제띠에 의해 상방으로서의 이동이 규제된 상태에 있던 상부의 부유여과재가 유동하기 쉬워진다. 따라서, 부유여과층의 하방으로부터 공기를 방출하면, 부유여과층 전역에 걸쳐 부유여과재가 균일하게 동요하여, 부유여과재를 파손시키지 않고 부유여과재 표면에 부착된 생물막 등의 폐색물을 균일하게 박리할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[실시예1]

제1도는, 본 발명에 따른 역세정방법을 실시하기 위한 처리장치의 일례를 나타낸 것이다. 이 처리장치는 부유여과재를 이용한 상향류식 생물막 처리장치로서, 처리되어야 할 원수는 처리조(1)의 비교적 하부에 설치된 원수 유입구(2)로부터 처리조(1) 내로 도입되어 부유여과층(3) 내를 상향으로 유통하면서 정화처리된다. 부유여과층(3)을 통과하여 그 상측에 도달한 처리수는, 거기에 설치된 처리수 유출구(4)로부터 장치 밖으로 송출되도록 되어 있다.

부유여과층(3)은, 상하 한 쌍의 여과재 유실억제띠(5, 6)에 의해 나뉜 공간 내에 충전된 부유여과재(7)가 상측의 여과재 유실억제띠(5)에 의해 부상이 규제되도록 하여 형성된 것이며, 부유여과층(3)과 하측의 여과재 유실억제띠(6)와의 사이에는 소정의 여유가 확보되어 있다. 부유여과재(7)는, 플라스틱 발포체 등의 입상체의 표면에 막형태로 미생물이 부착·증식된 것으로서, 이 부유여과재(7)에 의해 포착된 SS나 용해성 성분이 그 표면의 생물막에 의해 분해된다.

부유여과층(3)의 바닥판측에는, 폭기(曝氣) 및 역세정을 위하여 블로우어(8)로부터 보내져 오는 공기를 방출하는 노출이 부착된 송기관(9)의 배치되어 있다. 또한 처리조(1)의 하부에는, 역세정시에 침강·퇴적된 잉여의 오니(汚泥)를 장치 밖으로 배출하는 하부 배출구(10)가 설치되어 있다.

이러한 처리장치에 있어서 역세정을 행하려면 먼저, 제1도(a)에 도시된 바와 같이, 하부 배출구(10)를 통해 처리조(1) 내의 물을 빼내어 상측 여과재 유실억제띠(5)보다 하측으로 수위를 낮춘다. 그리고 제1도(b)에 도시된 바와 같이 블로우어(8)를 작동시켜 노즐로부터 공기를 방출하면, 부유여과층(3)이 유동화하여 부유여과재(7) 표면의 생물막 등이 박리된다. 이 때, 미생물의 1/3 정도가 부유여과재(7)에 잔류하고, 나머지 2/3 정도가 잉여의 오니로서 후술하는 바와 같이 역세정수에 의해 장치 밖으로 배출된다.

이와 같이 하여 박리된 생물막 등으로 된 오니의 일부는, 일정시간 방치함으로써 제1도(c)에 도시된 바와 같이, 첨강하여 바닥부에 퇴적되며 하부 배출구(10)를 통해 취출되게 된다. 마지막으로 제1도(d)에 도시된 바와 같이 처리수 유출구(4)를 통해 처리수조(미도시) 내의 처리수를 역제정용 펌프(11)에 의해 흡입하여, 부유여과재(7) 사이에 체류하고 있는 오니를 씻어 흘려 하부 배출구(10)를 통해 취출한다.

그런데, 이러한 역세정방법의 효과를 확인하기 위하여, 직경 2m, 높이 6m의 원통상의 처리조(1) 내부에 두께 3m의 부유여과층(3)이 형성된 실제 장치를 사용하여 실험을 행했다. 먼저, 상측 여과재 유실억제띠(5)보다 약 30㎝ 하측으로 수위를 낮추고, 송풍량 3.2㎥/min, 토출압력 5,000mmAq의 블로우어를 이용하여, 3.2㎥/min의 비율로 5분간 노즐을 통해 공기를 방출하여 부유여과층(3) 내를 교반하였다. 그 후 약 2분간 방치하고, 부유여과재(7)로부터 박리된 처리조(1)의 바닥부에 퇴적된 오니를 하부 배출구(10)를 통해 취출하였다. 그리고, 토출량 65㎥/hr, 양정 10m의 역세정펌프(11)를 이용하여 처리조(1)의 상부로부터 유량 65㎥/hr로 5∼10분간 처리수를 유입하여 부유여과재(7)를 생정하고, 그 후 상향류로 5분간 세정하여 역세정을 종료하였다.

이와 같이 하여 배출된 역세정배수는 전체적으로 SS가 1,800㎎/ℓ였다. 여과층 내에 회전날개를 배치한 교반장치에 의한 역세정방법에서 950㎎/ℓ이었던 것에 비교하여, 약 2배량의 오니를 제거할 수 있었다는 것이 된다. 또한, 역세정 직후로부터 통상 운전시와 동등한 BOD·COD 제거율을 보이며 신속한 정상화를 확인할 수 있었다.

사용된 역세정수량은 처리수량의 5%이었다. 역세정배수는, 응집제 등의 약제를 주입하지 않은 단순 침강처리를 30분 정도 행함으로써 대부분의 미생물 뭉치가 침강하고, 이 상징수(上澄水)의 50%를 원수측으로 되돌렸으므로 결과적으로 역세정수량율은 2.5%가 되었다.

[실시예2]

제2도는 본 발명을 실시하기 위한 처리장치의 다른 일례로서, 그 역세정순서를 단계적으로 나타내고 있다. 이 처리장치는 실시예1과 마찬가지로 부유여과재를 이용한 생물학 처리장치이나, 하향류식인 점이 다르다. 처리되어야 할 원수는 처리조(21)의 비교적 상부에 설치된 원수 유입구(22)로부터 처리조(21) 내로 도입되어 부유여과층(23) 내를 하향으로 유통하면서 정화 처리된다. 부유여과층(23)을 통과하여 그 하측에 도달한 처리수는 거기에 설치된 처리수 유출구(24)를 통해 장치밖으로 송출된다.

부유여과층(23)은 제1도에 보인 것과 거의 동일한 부유여과재(7)가 충전된 것이다. 이 부유여과층(23)의 바닥판측에는, 블로우어(8)로부터의 공기를 방출하는 노즐이 부착된 송기관(9)이 배치되어 있다. 또한, 처리조(21)의 상부에는 기름빼기 구멍(25)이, 바닥부에는 역세정에 의해 침강·퇴적된 잉여의 오니를 장치 밖으로 배출하는 하부 배출구(26)가 각각 설치되어 있다.

이러한 처리장치에 있어서 역세정을 행하려면 먼저, 제2도(a)에 도시된 바와 같이 하부 배출구(26)를 통해 조 내의 물을 빼내어 수위를 상측 여과재 유실억제띠(5)보다 아래로 낮춘다. 그리고, 제2도(b)에 도시된 바와 같이 블로우어(8)를 작동시켜 노즐로부터 공기를 방출하여 부유여과층(23)을 교반한다. 그 후, 제2도(c)에 나타낸 바와 같이, 일정시간 방치하면 부유여과재(7)로부터 박리된 오니가 침강하여 바닥부에 퇴적된다. 이 오니를 하부 배출구(26)를 통해 취출한다. 이어서, 제2도(d)에 도시된 바와 같이, 역세정용 펌프(11)로 처리수를 흡입하여 부유여과재(7) 사이에 머물러 있는 오니를 씻어 흘리고, 상부 배출구(27)를 통해 취출한다.

한편, 본 실시예에 있어서는 부유여과재를 이용한 생물막 처리장치에 있어서의 역세정방법을 보였으나, 본 발명은 이러한 생물막 처리장치에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 부유여과재를 이용한 정밀여과장치나 유수분리장치에도 적용될 수 있다.

이상의 설명에 의해 명확해진 바와 같이, 본 발명에 따른 부유여과재를 이용한 수처리장치의 역세정방법에 의하면, 여과층 전역에 걸쳐 균일하고 적절하게 여과층 내의 폐색물을 제거할 수 있으므로, 역세정 후의 정상화가 빠르며 처리가 효율적으로 이루어진다. 예를 들어, 생물막 처리법에서는 미생물의 1/3 정도, 유수분리법에서는 기름성분의 1/3 정도, 정밀여과법에서는 SS의 1/3 정도를 여과층 내에 잔류시키는 것이 가능하며, 정화능력의 저하를 초래하지 않고 즉시 통상의 능력으로 운전을 개시할 수 있다.

특히, 생물막 처리방법에 있어서는 잉여의 오니 즉, 역세정에 의해 배출된 미생물 뭉치가 비교적 강고하므로, 30분 정도의 약제의 주입이 없는 단순 침강처리로 침강분리되며, 상징수를 원수조로 되돌림으로써 종래 역세정수량을 30%이었던 것을 3% 이하로 감축하는 것이 가능해진다.

Claims (1)

1. 처리조 내를 상하로 나누는 여과제 유실억제띠의 하측에 부유여과재를 충전하여 부유여과층이 형성된 수처리장치의 역세정방법으로서, 여과재 유실억제띠의 하측으로 수위를 낮춘 후, 상기 부유여과층의 하방으로부터 공기를 방출하여 그 부유여과층을 유동화시켜 그 부유여과층 내의 폐색물을 제거하는 것을 특징으로 하는 부유여과재를 이용한 수처리장치의 역세정방법.