KR100333325B1 - 이중산화구 오폐수 고도처리 시스템 - Google Patents

이중산화구 오폐수 고도처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐수중의 유기물과 질소를 동시에 제거하기 위하여 무산소-호기공법(A/O process)을 적용한 연속 폭기방식의 이중 산화구 오폐수 고도처리 시스템에 관한 것으로,
즉, 본 발명은 무산소 산화구반응조(10)와, 처리수의 고액분리를 위한 내부침전장치(30)가 내장 설치된 호기 산화구반응조(20)로 구성되며, 무산소 산화구반응조(10)에는 혼합액의 일부가 호기 산화구반응조(20)로 안내되도록 형성된 베플(51)(52)과 순환통로(61)를 마련하고, 호기 산화구반응조(20)에는 혼합액의 일부가 무산소 산화구반응조(10)로 안내되도록 형성된 베플(53)(54)과 순환통로(62)를 마련하며, 무산소 산화구반응조(10)와 호기 산화구반응조(20) 내에는 프로펠러(40)를 설치하여 혼합액이 무산소 산화구반응조(10)와 호기 산화구반응조(20) 사이를 8자 형태로 순환되도록 하고, 호기 산화구반응조(20)에는 에어콤프레셔(70)와 연결된 에어노즐(80)을 설치하여 반응기내의 용존 산소 농도가 조정되도록 한 것에 요지가 있다.

Description

이중산화구 오폐수 고도처리 시스템{Advanced wastewater treatment system using a double oxidized-ditch}
본 발명은 폐수중의 유기물과 질소를 동시에 제거하기 위하여 무산소-호기공법(A/O process)을 적용한 연속 폭기방식의 이중 산화구 오폐수 고도처리 시스템에 관한 것이다.
우리 나라에서 하루에 배출되는 오폐수량은 2,400만㎥정도에 달하고 있으며, 이 중에 생활오수가 차지하고 있는 비율은 약 60% 정도로 공공수역의 수질개선을 위해서는 생활오수를 적절하게 처리할 필요가 있다. 이러한 환경을 고려하여 정부에서도 대도시를 중심으로 환경기초시설을 지속적으로 설치하여 오폐수를 처리하고 있다. 그러나, 95년말 우리 나라의 하수처리율은 45%정도에 불과하여 선진국가에 비하여 상당히 미진하며 특히, 하수도 접속인구를 감안하여 하수처리율을 고려한다면 더욱 낮게 될 것이다.
이러한 현실을 고려하여 하수처리율을 10%이상, 하수관거 보급율도 5%정도 향상시키려고 막대한 투자를 하고 있으나, 비용과 설치에 소요되는 시간, 오염물질배출량의 증가 및 우리나라의 지역환경 등 때문에 계획대로 진행되고 있지 않고 수질도 개선되지 않고 있는 실정이다. 또한 하수처리시설도 대부분 도시 중심으로 설치되었거나 설치될 예정이어서 지역적으로 분산되어 있는 중소도시, 농어촌 취락지역, 소규모 축산농가 등에서 발생되는 오폐수를 처리하지 않을 경우에 획기적인 수질개선을 기대하기는 어려울 것이다.
따라서, 우리나라도 배출원 현장중심으로 처리할 수 있는 대책이 추진되어야 하며 발생원 처리개념을 도입하여야 한다. 정부에서도 이러한 개념을 도입하여 97년도에는 분뇨와 하수를 병합하여 가정 또는 이런 지역이외의 발생원, 농어촌취락지역, 위락단지, 공원지역 등에서 공동으로 처리할 수 있는 공동설비(community plant)등의 도입이 필요하나, 우리나라에서는 이들 지역에 적합한 처리기술 개발이 부족한 실정이다.
본 발명은 기존의 이중산화구 시스템을 보완, 개량하여 유기물과 질소제거 효율이 높은 콤펙트한 이중산화구 오폐수 고도처리 장치를 개발하는데 그 목적이 있다.
기존의 이중산화구 시스템은 기계적인 순환장치의 필요성을 없애기 위하여 대부분이 간헐폭기 방식으로 운전되고 있으며, 대형의 2차 침전조를 요구하고 있어 장치의 설치비용이 많이 들고 유지관리가 어려운 점이 있다. 이에 본 발명은 기계적인 순환장치 없이 베플과 순환통로를 이용하여 무산소 산화구반응조와 호기 산화구반응조 사이에 순환을 유도하고, 연속폭기 방식을 적용함으로써 설치비용을 절감하고 유지관리를 용이하게 하고자 하였다. 또한, 호기 산화구반응조 내부에 침전장치를 설치함으로서 시스템을 콤펙트화하여 건설부지 및 건설비용을 절감하고자 하였다.
도1은 본 발명에 의한 유기물과 질소를 동시에 제거하는 연속폭기방식의 이중산환구 오폐수 고도처리 시스템을 도시한 개략적인 구성도
도 2는 본 발명에 의한 연속폭기방식의 이중산화구 오폐수 고도처리 시스템중 내부침전장치를 도시한 개략적인 구성 사시도
도 3은 무산소 산화구반응조측의 베플과 통로의 구성을 도시한 사시도
도 4은 호기 산화구반응조측의 베플과 통로의 구성을 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 통로 단면적을 조정하는 조정판의 평단면 구성도
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
10 : 무산소 산화구반응조 20 : 호기 산화구반응조
30 : 내부침전장치 40 : 프로펠러
51,52,53,54 : 베플 55 : 삼각형 모양의 베플
61,62 : 통로 70 : 에어콤프레셔
80 : 에어노즐 90 : 오리피스관/웨어
100 : 조정판 110 : 경사판
도1은 본 발명에 의한 유기물과 질소를 동시에 제거하는 연속폭기방식의 이중산환구 오폐수 고도처리 시스템을 도시한 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 연속폭기방식의 이중산화구 오폐수 고도처리 시스템중 내부침전장치를 도시한 개략적인 구성 사시도를 도시한 것이며, 도 3, 4는 무산소 산화구반응조측 및 호기 산화구반응조측의 베플과 통로의 구성을 도시한 사시도 등을 도시한 것으로서 이하에서 본 발명의 구성 및 작용 등을 설명하기로 한다.
본 발명은, 무산소 산화구반응조(10)와 호기산화구반응조(20)가 완전히 분리되어 있다. 폐수는 무산소 산화구반응조(10)로 유입되며, 프로펠러(40)에 의해 혼합액은 수로를 따라 순환된다. 무산소 산화구반응조(10) 혼합액의 일부는 호기 산화구반응조(20)로 안내되도록 형성된 베플(51)(52)과 순환통로(61)에 의해 호기 산화구반응조(20)로 유입되고, 동시에 호기 산화구반응조(20) 혼합액의 일부도 무산소 산화구반응조(10)로 안내되도록 형성된 베플(53)(54)과 순환통로(62)에 의해 무산소 산화구반응조(10)로 유입된다. 호기 산화구반응조(20)는 에어콤프레셔(70)와 연결된 에어노즐(80)을 설치하여 반응기내의 용존 산소 농도가 조정되게 하며, 각 반응조 내에는 프로펠러(40)를 설치하여 혼합액이 수로를 따라 원활하게 순환되도록 한다. 호기 산화구반응조(20) 혼합액은 내부침전장치(30) 또는 외부침전지를 거쳐 고액분리가 된 다음 오리피스관/웨어(90)를 통하여 반응기 밖으로 유출된다.
상기 무산소 산화구반응조(10)와 호기 산화구반응조(20) 내에 무산소 산화구반응조(10) 또는 호기 산화구반응조(20)으로 혼합액의 일부를 안내토록 형성된 베플(51)(52)(53)(54)과 순환통로(61)(62)는 반응기 내 혼합액의 흐름을 8자 형태로 유도하도록 구성되어 있다.또한, 순환통로(61)(62)는 도 5에 도시된 바와 같이 조정판(100)을 이동하여 단면적을 조정 가능하게 함으로써, 두 반응조 사이에 순환되는 양을 조절할 수 있게 구성되어 있다.
한편, 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이, 내부침전장치(30)는 호기 산화구반응조(20)의 수로단면을 가로질러 수위의 1/3정도 반응조 바닥으로부터 상부에 설치함으로써 내부침전장치(30) 하부를 통과하는 혼합액 흐름을 빨라지게 하고, 내부침전장치(30) 하부에는 여러개의 삼각형 모양의 베플(55)과 경사판(110)을 설치하여 침전된 슬러지가 침전조 하부의 혼합액 흐름에 의하여 다시 호기 산화구반응조(20) 안으로 유입되도록 설계되어 있으며, 상부에는 오리피스관/웨어(9O)를 설치하여 국부적인 수면적 부하를 피할 수 있도록 구성되어 있다.
도면중 미설명부호 120은 유입관이고 121은 유출관이다.이상과 같이 구성되는 본 발명은 주로 오폐수 고도처리 시스템에 적용될 수 있는 것으로서,본 발명에 의하면 유입관(120)을 통해 무산소 산화구반응조(10)로 유입되는 오폐수가 프로펠러(40)에 의해 순환되게 되는데 이때 순환되는 혼합수의 일부는 호기 산화구반응조(20)로 안내되도록 형성된 베플(51)(52)과 순환통로(61)에 의해 호기 산화구반응조(20)로 유입되고, 호기 산화구반응조(20)로 유입되는 혼합수는 호기 산화구반응조(20) 내에 설치되어 있는 프로펠라(40)에 의해 무산소 산화구반응조(10)로 안내되도록 형성된 베플(53)(54)과 순환통로(62)에 의해 무산소 산화구반응조(10)로 유입되는 8자 형태의 순환이 이루어지게 되므로, 별도의 기계적인 순환장치 없이 베플(51)(52)(53)(54)과 순환통로(61)(62)를 이용하여 무산소 산화구반응조(10)와 호기 산화구반응조(20) 사이에 순환을 유도할 수 있게 되는 것이다.그리고 본 발명에서는 호기 산화구반응조(20)에는 여러개의 삼각형 모양의 베플(55)과 경사판(110)으로 구성되는 내부침전장치(30)가 설치되고 상부에는 오리피스관/웨어(9O)가 설치되어 있으므로 국부적인 수면적 부하를 피할 수 있게는 것으로서, 종래의 외부 설치형에 비하여 시스템이 콤펙트하게 구성되므로 건설부지 및 건설비용을 절감할 수 있게 되는 것이다.
(실시예)
표1은 본 시스템을 이용하여 오폐수를 처리한 결과를 나타낸 것이다.
수리학적 체류시간을 24∼48시간의 운전조건에서 실시한 경우 처리수의 유기물TOC과 총질소TN 농도가 평균 12.5㎎/L와 6.1㎎/L 정도의 양호한 수질을 얻을 수가 있었다. 총유기물TOC과 총질소TN의 처리효율은 각각 97.0%, 93.6% 이었다.
상기에 본 바와 같이 본 발명은 베플(51)(52)(53)(54)과 순환통로(61)(62)를 이용하여 두 반으조 사이에 순환액이 조정판(100)을 통하여 조정되어 흐를 수 있는 연속폭기방식으로 운전함으로써 장치 설치비용을 절감할 수 있고, 유지관리가 용이하며, 유기물,질소의 고도처리가 가능한 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 호기 산화구반응조(20) 내에 내부침전장치(30)를 설치하여 시스템을 콤펙트화 하므로써 시설의 부지면적과 건설비용을 절감할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 내부침전장치(30)의 하부에 삼각형 모양의 베플(55)과 경사판(100)을 설치함으로써 별도의 슬러지 순환장치 없이도 침전된 슬러지를 반응기내로 순환할 수 있어 운전비용을 절감할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (4)

  1. 이중산화구 오폐수 고도처리 장치에 있어서,
    무산소 산화구반응조(10)와, 처리수의 고액분리를 위한 내부침전장치(30)가 내장 설치된 호기 산화구반응조(20)로 구성되며,
    상기 무산소 산화구반응조(10)에는 혼합액의 일부가 호기 산화구반응조(20)로 안내되도록 형성된 베플(51)(52)과 순환통로(61)를 마련하고,
    상기 호기 산화구반응조(20)에는 혼합액의 일부가 무산소 산화구반응조(10)로 안내되도록 형성된 베플(53)(54)과 순환통로(62)를 마련하며,
    상기 무산소 산화구반응조(10)와 호기 산화구반응조(20) 내에는 프로펠러(40)를 설치하여 혼합액이 무산소 산화구반응조(10)와 호기 산화구반응조(20) 사이를 8자 형태로 순환되도록 하고,
    상기 호기 산화구반응조(20)에는 에어콤프레셔(70)와 연결된 에어노즐(80)을 설치하여 반응기내의 용존 산소 농도가 조정되도록 한 것을 특징으로 하는 연속폭기방식의 이중산화구 오폐수 고도처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 무산소 산화구반응조(10)와 호기 산화구반응조(20) 사이에 폐수의 흐름을 유도하는 순환통로(61)(62)의 단면적은 조정판(100)에 의해 조정 가능하도록 하여 두 반응조 사이의 순환량을 조정할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 연속폭기방식의 이중산화구 오폐수 고도처리 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 호기 산화구반응조(20) 내에 설치된 내부침전장치(30)는 침전조 하부에 삼각형 모양의 베플(55)과 경사판(110)을 설치함으로써 침전된 슬러지가 침전조 하부의 폐수 흐름에 의하여 다시 호기 산화구반응조(20) 안으로 유입되도록 함을 특징으로 하는 연속폭기방식의 이중산화구 오폐수 고도처리 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 내부침전창치(30)는 국부적인 수면적 부하를 피하기 위하여 상부에 오리피스관/웨어(90)를 설치함을 특징으로 하는 연속폭기방식의 이중산화구 오폐수 고도처리 장치.
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