KR100403183B1 - 오수처리시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유입되는 오수중의 협잡물과 큰 고형물 등을 걸러주며 오수의 유량변동을 제어하고 오수의 일정량을 다음 단계로 송출하는 유량조정실과; 상기 유량조정실의 후부에 위치되고 폭기관과 현수미생물접촉재가 부착된 제1생물막접촉재(60)가 내장되어 유입되는 오수가 현수미생물접촉재와 접촉하여 유기물이 정화되도록 하는 접촉폭기조와; 상기 접촉폭기조의 후부에 위치되며 폭기관과 접촉여재가 부착되는 제2생물막접촉재(70)가 내장되어 부유물질을 다시 제거하는 고효율폭기조와; 상기 접촉폭기조 또는 고효율폭기조의 상등수가 유입되도록 형성되고 각기 내부에 에어리프터가 장치되어 폭기조에서 넘어오는 오니가 저류되도록 하고 상기 오니를 상기 에어리프터에 의해 유량조정실로 반출처리하는 고농축침전조와; 상기 고농축침전조의 상부에 복수개의 셀이 연통되게 이루어지고 셀 내부에 생물막필터(92)들과 쇄석(91)들이 적재되어 유동되는 물이 정화되도록 하는 고농축여과실과(A),(B); 상기 고농축침전조에서 여과 정제된 오수를 방류하는 방류조(500)로 이루어져, 정화성능이 향상되고, 시공 면적이 적도록 하는 오수처리시설이다.

Description

오수처리시설{sewage treatment}

본 발명은 오염물질 제거를 극대화시켜 제품의 크기 및 시공부지면적이 줄어들도록 하므로 제품가격과 시공비용 및 유지관리 비용이 절감되도록 하는 오수처리시설에 관한 것이다.

종래 오수처리시설은 도 1에 도시되는 바와 같이, 입구와 출구가 형성되고 일정 체적을 갖는 전처리조(10)와 본처리조(20)가 연통되게 분리 설치되며, 본처리조(20)는 그 선단부에 유량조정1실(21)이 전처리조(10)의 출구와 연통되게 형성되고, 유량조정1실(21) 후부에 오니저류조(22)가 상부 개구부를 통해 연통되게 형성되며, 오니저류조(22) 후부에 접촉폭기1실(23) 및 접촉폭기2실(24)이 상부 개구부를 통해 연통되게 형성되어 있다. 또한, 접촉폭기2실(24) 후부에 침전조(25)가 연통되게 형성되고, 침전조(25) 후부에 방류조(26)가 연통되게 형성되며, 유량조절1실(21)과 오니저류조(22), 접촉폭기1실(23) 및 접촉폭기2실(24)에는 각기 브로워(30)에 연통되는 기포발생용 폭기관(31)이 장착되어 있다.

한편, 유량조정1실(21)은 그 내측 상부 유입구에 협잡물과 큰 고형물을 걸러주기 위한 스크린조(21a)가 장치되고, 오니저류조(22)와 연통되는 출구쪽 상부에계량조(21b)가 장치되며, 브로워(30)에 연통되는 제1에어리프터(air lifter)(32)가 유량조정1실(21)의 오수를 계량조(21b)에 송출할 수 있도록 장치되어 있다.

또한, 침전조(25)는 브로워(30)에 연통되는 제2에어리프터(33)가 장치되어 하부에 침전되는 오니를 오니저류조(22)로 반송하도록 배관되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래 오수처리시설은 먼저 전처리조(10)의 내부로 오수가 유입되어 전처리단계로 침전분리된 후 본처리조(20)로 유동되게 되며, 본처리조(20)로 유입되는 오수는 스크린조(21a)에서 협잡물과 큰 고형물 등이 걸러진 후 유량조정1실(21)에서 일정량의 오수가 제1에어리프터(32)에 의해 계량조(21b)를 통해 오니저류조(22)로 이송되고, 폭기관(31)에 의해 공급되는 공기에 의해 오수의 혐기성화가 방지되어 수질이 균등하게 유지된다. 또한, 오니저류조(22)로 이송된 오수는 오니가 저류되고 상등수가 접촉폭기1실(23)과 접촉폭기2실(24)을 거쳐 유동되면서 오수중의 유기물이 접촉재와 접촉되어 흡착, 산화, 분해된 후 침전조(25)로 이송되며, 침전조(25)에서 이송된 오니를 농축 저류시키며 저류된 오니가 일정량이되면 제2에어리프터(33)에 의해 오니저류조(22)로 반송되고 상등수는 방류조(26)로 흘러가게 된다.

한편, 도 2는 일반적으로 사용되는 오수처리방식을 블록도로 도시한 것으로, 첨전분리조와, 접촉폭기1,2실과, 접촉폭기3실과, 최종침전실 및 방류조가 연속적으로 연통되게 형성되어 있으며, 그 기능은 상술한 작용과 유사하다.

다음은 이러한 종래 오수처리시설의 성능검사표이다.

이러한 종래 오수처리시설은 전처리조 설치나 침전분리조(유량조정조)의 용량이 크게 형성되기 때문에 시공을 위한 소요부지 면적을 많이 차지하여 시공비용이 증가하고 유지관리가 난이하였으며, 상기 성능검사도표에 보는 바와 같이 그 크기에 비해 성능이 저조한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점들을 해결하기 위해, 전처리조가 제거되고 일체의 탱크로 형성되며, 쇄석과 생물막필터(bio lock filter)들이 내장되는 복수개의 셀로 이루어지는 고농축여과실이 고농축침전조에 장치되어, 정화성능이 향상되도록 하고, 시공을 위한 필요 부지면적이 적도록 하며, 설치와 시공 및 이동이 편리하도록 하므로, 공기를 단축할 수 있도록 하고 시공비용이 절감되도록 하는 오수처리시설을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 오수처리시설을 나타내는 예시도

도 2는 종래 일반적인 오수처리시설의 공정을 나타내는 블록도

도 3은 본 발명의 오수처리시설을 나타내는 예시도

도 4는 본 발명 오수처리시설의 오수 흐름과정을 설명하는 블록도

도 5는 도 3의 A부인 고농축여과1실을 나타내는 상세도

도 6은 도 3의 B부인 고농축여과2실을 나타내는 상세도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30 : 브로워 41,42,42 : 에어리프터

51,52,53,54 : 폭기관 60 : 제1생물막접촉재

70 : 제2생물막접촉재 80 : 수중모터펌프

81 : 소포노즐 91 : 쇄석

92 : 생물막필터 110 : 스크린조

120 : 유량조정1실 130 : 계량조

140 : 유량조정2실 210 : 접촉폭기1실

220 : 접촉폭기2실 310 : 고효율폭기1실

320 : 고효율폭기2실 400A : 고농축침전여과1실

400B : 고농축침전여과2실 500 : 방류조

510 : 소독조 A : 고농축여과1실

B : 고농축여과2실

본 발명은 도 3 내지 도 6에 도시되는 바와 같이, 스크린이 장착되는 스크린조(110)가 오수 유입구부에 장치되는 유량조정1실(120)과 유량조정1실(120) 중간부와 연통되게 그 후부에 형성되며 상부에 계량조(130)가 장치되고 에어리프터(41)가 계량조(130)로 오수를 송출하도록 장치되는 유량조정2실(140)로 이루어져 오수중의 협잡물과 큰 고형물 등을 걸러주며 유입되는 오수의 유량변동을 제어하고 오수의 일정량을 에어리프터(41)와 계량조(140)의 도어를 통해 다음 단계로 송출하는 유량조정실과; 상기 유량조정실의 후부에 접촉폭기1실(210)과 접촉폭기2실(220)이 형성되고 내부에 폭기교반작용을 위한 폭기관(51),(52)과 현수미생물접촉재가 부착된 제1생물막접촉재(bio-ring)(60)(특허 제052801호 "생물막 접촉재")이 내장되어 계량조(130)에서 유입되는 오수가 폭기교반작용에 의해 현수미생물접촉재와 접촉하여 오수중의 유기물이 흡착, 산화, 분해에 의해 정화되도록 하는 접촉폭기조와; 상기 접촉폭기조의 후부에 고효율폭기1실(310)과 고효율폭기2실(320)이 연속되게 형성되며 폭기교반작용을 위한 폭기관(53),(54)과 접촉여재가 부착되는 제2생물막접촉재(bio ceramic media)(70)가 내장되어 이전공정의 제1생물막접촉재(60)에서 미제거된 부유물질을 다시 제거하는 고효율폭기조와; 상기 접촉폭기조의 접촉폭기1실(210)과 접촉폭기2실(220) 사이에 고농축침전여과1실(400A)이 형성되고 고효율폭기조의 고효율폭기2실(320) 후부에 상부가 통하도록 고농축침전여과2실(400B)가 형성되며 고농축침전여과1실(400A)과 고농축침전여과2실(400B) 내부에 각기 에어리프터(42),(43)가 장치되고 각기 상부에 쇄석(91)과 생물막필터(bio lock filter)(92)가 내장되는 고농축여과실(A),(B)이 연통되게 장치되어 폭기조에서 넘어오는 오니가 저류되도록 하고 쇄석(91)과 생물막필터(bio lock filter)(92)에 의해 여과 및 산화, 분해되어 생화학적산소요구량 BOD(Biochemical Oxygen Demand) 및 부유물질 SS(Suspended Solids)를 제거하는 고농축침전조와; 고농축침전여과2실(400B) 후부에서 고농축여과실(B)과 상부가 통하게 형성되고 후면 상단부에 출구가 형성되며 출구쪽에 소독조(510)가 내장되어 여과 정제된 오수를 소독조(510)에서 염소와 접촉시켜 멸균후 방류하는 방류조(500)로 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.여기에서, 제1생물막접촉재(60)와 제2생물막접촉재(70)는 여재의 표면에 미생물막을 형성시켜 폐수와의 접촉을 반복시킴으로써 생물학적 산화와 물리적 여과를 통하여 폐수중의 오염을 제거하는 공법이다. 반응조 내의 미생물농도는 여재의 비표면적에 비례하기 때문에 생물막 여과 공법은 다른 처리방법에 비해 미생물농도를 높게 유지할 수 있다. 따라서 높은 부하에서도 처리가 가능하고 단일 반응조 내에 산화반응과 여과작용이 동시에 일어나므로 부유물질이 적은 깨끗한 처리수를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 침전조가 필요없으므로 시설부지가 적개 소요된다. 미생물접촉법의 처리원리는 활성슬러지법과 거의 같으나 활성슬러지법은 부유성장방법이지만 미생물접촉방법은 여재에 미생물을 부착시켜 증식시킨다는 점에서 차이가 있다.한편, 제1생물막접촉재(60)는 합성섬유에 의해 만들어지는 것으로 루우프 파일을 갖고 있으며, 루우프 파일 부분의 합성섬유 중량이 브레이드 총 몸체중 40 내지 90 중량%인 브레이드로 구성되며, 루우프 파일 부분에 사용된 단위 필라멘트의 직경이 40 내지 120μm인 하수처리용 접촉물이다.이러한 제1생물막접촉재(60)는 루우프 파일 부분의 구성을 조절함으로써 진흙상 물질을 흡착하는 능력과 접촉물에 흡착된 진흙상 물질을 유지하는 능력이 증진되게 된다.제2생물막접촉재(70)는 특수폴리프로필렌수지에 의해 만들어지는 것으로 소정 직경의 원통형으로 형성되고, 원통의 길이 방향으로 일정 간격을 두고 공극이 다중으로 형성되며 내주면 중간부에 크로스(cross)부재가 내면에 지지되는 구조로 이루어진다. 또한, 비표면적이 70㎡/㎡정도, 공극율이 92,9%정도가 되는 유동성 접촉재로서 표면에 생물막의 부착이 용이하며 미생물의 형성에 최적의 조건을 만들어 주도록 되는 것이다.이러한 제2생물막접촉재(70)는 접촉면을 확장시킨 만큼 뚫린 부분을 키워 폭기조 내의 선회류에 대한 통수저항을 줄여주게 되며, 장기간 사용하여도 변하지 않게 되고 미생물의 접촉이 용이하며 견고하게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 유량조정1실(120)로 유입되는 오수중의 협잡물과 큰 고형물 등이 스크린조(110)의 스크린에 의해 걸러지도록 하고, 소량의 공기를 공급하여 오수의 혐기성화를 방지하므로 수질을 균등히 유지시키며, 이러한 상태의 오수를 에어리프터(41)에 의해 계량조(140)로 이송하고, 계량조(140) 도어의 개폐를 조정하여 접촉폭기1실(210)로 송출되는 유량을 조정한다. 또한, 접촉폭기조는 접촉폭기1실(210)과 접촉폭기2실(220)에서 각기 폭기관(51),(52)을 통해 폭기교반작용을 반복하므로 유입된 오수가 제1생물막접촉재(60)에 부착된 현수미생물접촉재와 원활하게 접촉되어 유기물이 흡착되고 산화, 분해되어 정화된 후 고효율폭기조로 이송되도록 하며, 고효율폭기조로 유입된 오수는 고효율폭기1실(310)과 고효율폭기2실(320)에서 각기 폭기관(53),(54)의 폭기교반작용에 의해 제2생물막접촉재(70)에 부착된 접촉재여재와 원활하게 접촉되어 제1생물막접촉재(60)에서 미제거된 부유물질이 다시 제거되도록 하므로 오수중의 유기물이 고효율로 분해되게 된다. 또한, 고농축침전조의 고농축침전여과1실(400A) 및 고농축침전여과2실(400B)은 접촉폭기1실(210) 및 고효율폭기2실(320)에서 넘어오는 오니를 농축 저류하는 기능을 수행하며, 일정량이 쌓이면 에어리프터(42),(43)에 의해 유량조정1실(120)로 반출처리하고, 물의 흐름이 더 길어지도록 하는 고농축여과실(A),(B)에 의해 여과 및 산화, 분해되도록 하여 BOD, SS를 현저하게 감소시킨다. 또한, 방류조(500)는 여과 정제된 오수를 소독조(510)에서 염소와 접촉시켜 멸균후 출구를 통해 방류한다.

또한, 에어리프터(41),(42),(43) 및 폭기관(51),(52),(53),(54)은 각기 연통배관에 의해 에어압송장치인 브로워(30)에 연통되게 연결되며, 별도로 장치되는 제어장치(도세생략)에 의해 자동제어되어 공기압에 의해 펌핑작용을 하는 에어리프터(41),(42),(43)가 오수를 이송하거나 오니를 반송하며, 공기를 방출하는 폭기관(51),(52),(53),(54)이 그 끝단부에서 기포를 발생시킨다. 또한, 접촉폭기실(200)과 고효율폭기실(300)의 상부에 각기 물을 뿌려주는 소포노즐(81)이 장치되며, 소포노즐(81)들이 연결관에 의해 고효율폭기2실(320)의 내부에 장착되는 수중모터펌프(80)에 연통되게 연결되어, 고효율폭기2실(320)의 물이 수중모터펌프(80)에 의해 각 소포노즐(81)로 압송되어 분출되도록 하므로 수면 상부로 상승한 기포들이 제거되게 된다.

한편, 고농축여과실(A),(B)은 도 5와 도 6에 도시되는 바와 같이, 소정 체적을 갖는 복수개의 셀로 이루어지고, 각 셀 마다 상부나 하부에 각기 입구와 출구가 형성되어 서로 연통되게 되며, 오수가 처음으로 유입되는 셀의 내부에 외경(130mm)×높이(30mm) 정도의 크기를 갖는 원반형상의 생물막필터(bio lock filter)(92)들이 적재되며, 다음 셀들의 내부에 통상의 편석형 쇄석(91)들이 적재된다.

여기서, 생물막필터(92)는 활성탄과 세라믹이 도포된 공지된 물품으로서, 숯이나 활성탄 같이 원활한 오폐수처리 및 처리수의 수질상태를 유지하는 기능을 하며, 쇄석(91)은 길이 20~50mm에 외경 10~20mm 정도의 돌로서 출구쪽으로 갈수록 그 크기가 작은 것을 적재하여 물이 흐르는 틈새가 조밀하도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 고농축여과실(A),(B)은 고농축침전여과1실(400A) 또는 고농축침전여과2실(400B)로 유입된 오수 중의 오니가 농축 저류되고 상등수가 생물막필터(92) 및 쇄석(91)이 저장된 셀들을 통과한 후 다음 공정으로 유동되게 되며, 이때 생물막필터(92)는 반전현상이 없이 원활한 오폐수처리가 진행되도록 하고, 고형물의 흡착효과가 최상이 되도록 하며, 공극이 일정하여 여과효과가 최대가 되도록 하고, 생물막에 충분한 산소 이동이 용이하도록 하며, 생물학적 불활성으로 생물 증식이 유리하도록 하고, 물리적, 화학적으로 안정되도록 한다. 또한, 쇄석(91)은 정화처리수를 재여과하여 BOD,SS가 감소되도록 한다.

다음은 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 성능검사 및 종래 것과 대비한 것를 표로 도시한 것이다.

여기에서, 본 발명은 대비표에 나타난 바와 같이, 전처리조가 없음으로 인해오수의 초기 유입단계에서 오수의 상태가 전처리조가 있는 종래의 것에 비해 오염농도가 높음에도 불구하고, 중간 공정인 고농축침전여과1실에서부터 정화성능이 월등이 향상되어 10PPM 이하에서 방류하는 것을 볼 수 있다.

이러한 본 발명은 전처리조가 제거되고 일체로 탱크가 형성되며 그 정화성능이 향상되어 탱크 크기를 작게 형성하는 것이 가능하도록 하므로, 시공을 위한 필요 부지면적이 적도록 하고, 설치와 시공 및 이동이 편리하도록 하며, 이로 인해 공기를 단축할 수 있도록 하고 시공비용이 절감되도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 스크린조와 계량조가 장치되어 유입되는 오수중의 협잡물과 큰 고형물 등을 걸러주며 오수의 유량변동을 제어하고 오수의 일정량을 다음 단계로 송출하는 유량조정실과;

   상기 유량조정실의 후부에 위치되고 폭기관과 루우프 파일을 갖고 브레이드로 되고 현수미생물접촉재가 부착된 제1생물막접촉재가 내장되어 상기 계량조에서 유입되는 오수가 상기 폭기관의 폭기교반작용에 의해 현수미생물접촉재와 접촉하여 오수중의 유기물이 흡착, 산화, 분해에 의해 정화되도록 하는 접촉폭기조와;

   상기 접촉폭기조의 후부에 위치되며 폭기관과 다중으로 공극이 형성되는 원통으로 형성되며 접촉여재가 부착되는 제2생물막접촉재가 내장되어 상기 제1생물막접촉재에서 미제거된 부유물질을 다시 제거하는 고효율폭기조와;

   상기 접촉폭기조와 고효율폭기조에 각기 상등수가 유입되도록 고농축침전여과1실과 고농축침전여과2실로 형성되고 내부에 각기 에어리프터가 장치되어 상기 각 폭기조에서 넘어오는 오니가 저류되도록 하고 상기 오니가 일정량 쌓이면 상기 에어리프터에 의해 유량조정실로 반출처리하는 고농축침전조와;

   상기 고농축침전조의 상부 유출구에 복수개의 셀이 연통되게 이루어지고 선단의 셀 내부에 생물막필터들이 적재되며, 후부쪽 셀의 내부에 편석형 쇄석들이 적재되어 유로가 길어지도록 하고 유동되는 물이 상기 쇄석 및 생물막필터들 사이의 유로를 통과하며 여과 및 산화, 분해되도록 하는 고농축여과실과;

   상기 고농축침전조의 고농축침전여과2실 후부에서 여과 정제된 오수를 방류하는 방류조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오수처리시설.
2. 제 1항에 있어서, 접촉폭기조가 접촉폭기1실(210)과 접촉폭기2실(220)로 형성되고, 고효율폭기조가 고효율폭기1실(310)과 고효율폭기2실(320)이 연속되게 형성되어, 상기 접촉폭기1실과 접촉폭기2실 사이에 고농축침전조의 고농축침전여과1실이 형성되고, 상기 고효율폭기2실의 후부에 고농축침전여과2실이 형성되며, 상기 고농축침전여과1실과 고농축침전여과2실에 각기 고농축여과실(A),(B)이 장치되는 것을 특징으로 하는 오수처리시설.