KR100426660B1 - 총인·총질소의 제거효율이 향상된 오·폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 총인·총질소의 제거효율이 향상된 오·폐수처리장치에 관한 것으로, 유입된 오·폐수중의 기름성분과 고형물질을 축적하는 협잡물분리조(10)와, 이 협잡물분리조를 거친 처리수의 유량을 조정하는 유량조정조(20)와, 이 유량조정조를 거친 처리수를 호기성미생물로 처리하도록 호기성미생물을 배양하는 제1,2,3폭기조(30,40,50)와, 제1,2,3폭기조를 거친 처리수중의 침전물을 제거하는 침전조(60)와, 이 침전조를 거친 처리수가 유입되어 처리수 중의 미생물이 자립되도록 하는 제1자립무산소조(70)와, 제1자립무산소조(70)를 거친 처리수가 유입되어 호기성 미생물을 최종배양하는 제4폭기조(80)와, 제4폭기조(80)를 거친 처리수가 유입되는 제2자립무산소조(90)를 포함하여 이루어지는 총인·총질소의 제거효율이 향상된 오·폐수처리장치를 제공한다.

Description

총인·총질소의 제거효율이 향상된 오·폐수 처리장치 {DEVICE FOR WATER TREATMENT IMPROVED THE REMOVAL EFFICIENCY OF T-N AND T-P}

본 발명은 오·폐수 처리장치에 관한 것으로, 상세히는 유입된 오·폐수가협잡물 분리조, 유량조정조, 제1,2,3폭기조, 침전조, 제1자립무산소조, 제4폭기조, 제2자립무산소조를 차례대로 거쳐 오·폐수 중의 총인 및 총질소를 효과적으로 제거하면서도 BOD, SS도 기준에 적합하게 처리할 수 있도록 한 것이다.

인구의 급속한 도시집중과 산업발전에 따라 도시하수 및 산업폐수의 양적인 증가와 더불어 오염도가 증가되고 있는데, 이들 오·폐수의 효과적인 처리문제가 사회적으로 심각한 문제로 대두되고 있다. 기존의 오·폐수 처리시설은 유기물의 제거에만 치중하여 법정기준치에 맞추기 급급할 뿐 질소(N)나 인(P)의 제거에는 거의 손을 쓰지 않고 있어서 호수나 하천 및 인근해역, 심지어는 청정해역에서조차 해마다 심각한 부영양화가 초래되어 생태계의 파괴 및 어패류 양식에 커다란 피해를 주고 있는 실정이다.

오·폐수 중에 함유된 총인(T-P) 및 총질소(T-N)를 제거하기 위한 기술은 혐기성, 무산소조, 호기성조로 나누어져 있는 실정이나 미생물의 안정적인 생장이 지속되지 못하여 총인, 총질소 제거에 효율이 낮아 거의 적용되지 못하고 있다.

현재까지는 하수종말처리장을 제외한 일반 중·소규모 오·폐수처리시설에 대하여는 총인과 총질소에 대한 규제가 마련되지 않았지만, 점차 수질오염원인 호수나 하천, 청정지역에서의 총인·총질소의 처리가 이루어지지 않을 경우에는 생태계 파괴 및 부영양화의 가속으로 수질환경오염에 가일층 다가가리라 예견된다.

기존의 생물학적인 처리방법에 의한 미생물 반응조 여재는 기술의 집약과 발전으로 전체적 성능이 보편화, 평준화 되었다고 판단되며, 고정방법 및 충진 모두 일반적으로 사용되고 BOD나 SS는 기준을 충족시킬 수 있으나, 생활 오·폐수 최종방류시 총인, 총질소의 제거는 미약하여 총인, 총질소의 제거효율이 뛰어난 처리공법이 요구되고 있다.

본 발명은 생활 오·폐수의 안정적인 수질처리시 오·폐수에 잔존한 유기물을 생물학적으로 처리하여 BOD, SS만을 처리하는 과정에 만족하지 않고, 혐기단계와 일반 호기단계, 침전단계, 자립무산소단계, 호기단계, 자립무산소단계를 거친 자연정화시스템의 구축으로 총인과 총질소의 농도를 낮출 수 있도록 하는데 있다.

또한, 본 발명은 오·폐수의 유입량 변화 및 유입 오수의 다변화에 적응이 원활하도록 에어 리프트 이송, 반송을 설치하여 유량 변동 및 유입 오수의 다변화에 대처하는 기능 부여로 미생물을 안정적으로 생성시킬 수 있도록 하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 총인, 총질소의 제거시 필요한 미생물의 안정 및 미생물 촉진 성장과정을 제1자립무산소공정, 및 제2자립무산소공정부여로 유입 오·폐수의 다변화 변형 수질을 안정적으로 처리하는 고효율 수처리시스템을 제공한다.

즉, 본 발명은 오수유입관인 정류관을 통해 유입되는 유기물을 다량 함유한 오·폐수는 협잡물 분리조에서 고형물을 침전시키고 기름 성분은 부유시킴으로써 다음 단계로 이동하기 위한 오수를 이들 고형물과 기름성분으로부터 분리시킨 후 자연이송가능하게 하여 유량조정조에서 유량변화 조정 및 미생물 생성시 원활한 여건을 형성하고 활성조건을 충족시키며, 단계적으로 미생물 생성과정인 제1,2,3폭기조의 각기 다른 우점특성인 미생물을 배양, 생성 및 활성시켜 건강한 미생물 활동으로 얻어진 안정된 수질을 확보하여 침전조로 자연이송시켜 미생물 잔존 부유물질을 저장시켜 필요시 빈영양화시 제1폭기조로 반송시키고, 부영양화시에는 오니조로 이송하여 안정된 수처리의 결과를 얻을 수 있으며, 안정된 수질을 제1자립무산소조를 경유하여 기존 처리의 취약한 기능을 보완할 수 있도록 총인, 총질소의 자립제거기능을 가능하게 한 기능 부여로 1차 총인, 총질소 제거후 공정이동시 제4폭기조의 자연이동시 BOD, SS, 총인, 총질소의 1차 정화작용이 마무리되고, 우점특성 미생물을 생성, 배양 안정시켜 총인, 총질소 제거의 마지막 단계인 제2자립무산소조로 자연이송시켜 안정된 BOD, SS, 총인, 총질소를 제거하여 최종 방류하도록 한 오·폐수 처리장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 오·폐수처리장치의 전체구성도,

도 2는 본 발명에 의한 오·폐수처리장치의 처리과정을 도시한 플로우챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 협잡물분리조 20 : 유량조정조

30 : 제1폭기조 40 : 제2폭기조

50 : 제3폭기조 60 : 침전조

70 : 제1자립무산소조 80 : 제4폭기조

90 : 제2자립무산소조 100 : 소포조

110 : 최종방류조

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 오·폐수 처리장치의 전체구성을 도시한 단면도이고,도 2는 본 발명에 의한 오·폐수 처리장치의 처리과정을 도시한 플로우챠트이다.

상기 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 오·폐수의 유입에서부터 방류까지 순차적으로 협잡물분리조(10), 유량조정조(20), 제1,2,3폭기조(30,40, 50), 침전조(60), 제1자립무산소조(70), 제4폭기조(80), 제2자립무산소조(90), 소포조(100) 및 최종방류조(110)로 이루어져 있다.

도면중 부호 120은 오니조이고, 부호 84는 정류관이다.

상기 협잡물분리조(10)는 오·폐수의 유입이 원활히 진행되도록 하기 위한 것으로, 정류관(11)을 통하여 오·폐수가 유입되어 혐기작용에 의해 인이 방출되며, 고형물질 축적기능부여로 기름제거 및 유기물슬러지(SS)를 저장하며 정류관 (12)을 통하여 유량조정조(20)로 오수를 자연진행시키며, 유량조정조(20)에서는 탈질작용이 이루어지면서 정류관(21)을 통해 미생물반응조인 제1폭기조(30)로 공급되어 우점특성을 갖춘 호기성 미생물을 고정상 접촉여재(31)에 산기관(32)을 통해 산소를 공급하여 생성 배양시킴으로써 호기성 미생물이 질산화(암모니아성)인을 섭취 제거함으로써 1차 수질안정을 꾀하며, 다음 단계인 미생물 반응조인 제2폭기조(40)로 월류시켜 고정상 접촉여재(41)에서 산기관(42)을 통해 산소를 공급하여 미생물을 배양하며, 제3폭기조(50)로 월류시켜 여기에서 우점특성 미생물 배양을 고정상 접촉여재(51)에 산기관(52)을 통해 충분한 산소의 공급으로 미생물 배양을 완성한다.

상기 제1,2,3폭기조(30,40,50)에서는 호기성 미생물이 인을 섭취하므로 인의 제거가 이루어지며, 암모니아성 질소는 이후 단계인 침전조(60)에서 탈질된다.

상기의 과정에서 우점특성 미생물의 배양시 생성된 부유물질 및 찌꺼기는 침전조(60)로 공급할 때 정류관(61)을 통하여 자연이송시 수류의 충동에 의한 침전물의 교란을 최소한으로 억제할 수 있도록 상기 정류관(61)을 침전조(60)의 하방으로 연장시키고, 침전조(60)의 하부는 경사면(62)을 형성함으로써 침전물이 침전조(60)의 한쪽으로 집중 퇴적되도록 한다.

상기 침전조(60)를 통과한 안정된 미생물은 제1자립무산소조(70)로 이송되어 자기자립기능을 고정상 접촉여재(71)에서 충분히 수행한 후, 호기성 미생물 배양의 마지막 단계인 제4폭기조(80)로 유입되며, 여기에서 충분하고 왕성한 산소 공급으로 우점특성인 미생물을 완성하며 상하정류관(83)을 통하여 제2자립무산소조(90)로 이송된다.

여기에서 얻어진 우점특성 미생물은 제 1자립무산소조(70)에서 무산소공정을 거침으로써 질소와 인 및 BOD의 제거가 이루어진 후, 호기성 단계인 제 4폭기조 (80)에서 탈질작용이 이루어지며, 제 2자립무산소조(90)에서 질소, 인의 섭취 제거와 BOD, SS의 최종완성공정을 거침으로써 미생물을 완성하여 총인과 총질소 제거기능을 충실히 수행하며, BOD, SS의 안정된 수처리도 동반하게 된다.상기 제 1자립무산소조(70), 제 4폭기조(80) 및 제 2자립무산소조(90)의 내부에 도 1에 도시된 바와 같이 각각 고정상 접촉여재(71,81,91)가 설치되어 있으며, 제 1자립무산소조(70)와 제 2자립무산소조(90)는 외부로부터의 아무런 강제적인 진행 예를 들면 수중교반기나 폭기장치 등이 설치됨이 없이 고정상 접촉여재(71,91)에서 무산소조 내에서 산화 분해된 자기조립 미립자인 인,질소 제거입자인 미생물의 자립여건을 부여하게 됨으로써 효율적인 인과 질소의 흡수가 이루어질 수 있도록 한다.

본 발명은 상기한 바와 같이 협잡물분리조와 유량조정조에서의 혐기단계 (S1), 제1,2,3폭기조에서의 호기단계(S2), 침전단계(S3), 제1자립무산소단계(S4), 제4폭기조에서의 호기단계(S5) 및 제2자립무산소단계(S6)를 순차적으로 거침으로써 기존의 오·폐수 처리장치에서 제거되지 않던 총인 및 총질소 제거에 탁월한 성능을 발휘하게 된다.

즉, 본 발명은 제1,2자립무산소조(70,90)에서의 용존산소량 저감으로 인과 암모니아성 질소를 섭취, 흡수처리하는 기능에 탁월한 효과가 있으며, 총인과 총질소 자립자를 유도하여 정화분해하는 순차적 단계별 공정으로 이의 분리, 제거 및 완성후 안정된 수질의 처리수를 방류할 수 있는 것이다.

한편, 미생물반응조인 제1,2,3,4폭기조(30,40,50,80)는 미생물 생성과정시 우점특성 미생물 배양시 기포가 발생하게 되는데, 이는 소포조(100)에 설치되어 있는 에어 리프트 이송관(101)을 통하여 상기 제1,2,3,4폭기조(30,40,50,80)의 상부에 설치된 분사노즐(33,43,53,83)을 통해 소포수를 살수(S7)함으로써 효과적으로 소멸시킬 수 있으며, 소포단계(S7) 수행 이후에는 총인, 총질소, BOD, SS의 제거된 안정된 처리수가 월류하여 최종방류조(110)로 이송되어 횡행정류관(111)을 통해 우리의 하천, 호소, 청정해역 등에 방류됨으로써 총인과 총질소로 인한 부영양화를 초래하지 않아 적조현상, 어패류양식 보호에도 악영향을 주지 않는 무형자원으로 생성하여 자연으로 되돌릴 수 있게 되는 것이다.

또, 본 발명은 상기 침전조(60)에 미생물 잔존 부유물질을 저장시켜 빈영양화시에는 탈질된 인성분 및 암모니아성 질소를 반송라인(130)을 통해 제1폭기조 (30)로 반송(S8)시켜 부족한 미생물의 공급이 가능하도록 하고, 부영양화시에는 이송라인(132)을 통해 오니조(120)로 이송(S9)함으로써 슬러지의 최종저장이 이루어지도록 되어 있어 유입되는 오·폐수의 수질변화에도 불구하고 안정된 수처리가 가능하도록 되어 있으며, 상기 유량조정조(20)의 하부에는 산기관(22)을 설치하여 필요시에는 이 유량조정조(20)를 호기조로 전환시킬 수 있도록 함으로써 유입되는 오·폐수의 종류에 따라 유량조정조(20)를 혐기공정이나 호기공정으로 전환할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 협잡물분리조, 필요에 따라 혐기 또는 호기조로 전환가능한 유량조정조, 호기성의 제1,2,3폭기조, 침전조, 제1자립무산소조, 제4폭기조 및 제2자립무산소조로 이루어져 있으므로 생활 오·폐수의 유량변화나 특성변화에도 불구하고 안정적인 수처리가 이루어짐으로써 총인, 총질소의 제거와 BOD, SS의 기준을 충족할 수 있으며, 우점특성 미생물과 빈영양화시의 반송 및 이송기능이 가능하여 안정된 수처리가 가능하고, 본 발명은 단계별 분리 처리공정으로 이루어져 있으므로 과빈부하에 대한 적응력이 강하며, 제1,2자립무산소조의 산소공급을 억제하여 자립시킴으로써 오수의 유입단절에도 안정적인 오수처리가 가능한 등의 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 혐기작용에 의해 인 방출과 동시에 오폐수중의 기름성분과 고형물질을 축적하는 협잡물분리조(10);

   상기 협잡물분리조를 거친 처리수의 유량을 조정하며 그 하부에 산기관(22)을 설치하여 호기/비호기 전환 가능하도록 구성된 유량조정조(20);

   상기 유량조정조(20)를 거친 처리수를 호기성 미생물로 처리하도록 고정상여재가 설치된 제 1,2,3 폭기조(30,40,50);

   상기 제1,2,3폭기조를 거친 처리수중의 침전물을 제거하며, 빈영양화시 제1폭기조(30)로 미생물 잔존 부유물을 반송시키기 위한 반송라인(130)과 부영양화시 별도의 오니조(120)로 미생물 잔존 부유물질을 이송하는 이송라인(132)이 설치되어 있는 침전조(60);

   상기 침전조를 거친 처리수 중의 미생물이 자립되도록 하는 제 1자립무산소조(70);

   상기 제1자립무산소조(70)를 거친 처리수가 유입되어 호기성미생물을 최종배양하도록 설치된 제 4폭기조(80);

   상기 제 4폭기조(80)를 거친 처리수가 유입되며 접촉여재가 설치된 제 2자립무산소조(90); 및

   상기 제 2자립무산소조(90)의 후단에는 소포조(100)가 설치되어 정화된 처리수를 어에리프트 이송관(101)을 통하여 상기 제1,2,3폭기조의 상부에서 살수하여 미생물생성시 우점특성 미생물 배양시 발생되는 기포를 제거하는 노즐(33,43,53,83); 로 구성되는 오·폐수 처리장치.
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5. 제 1항에 있어서, 상기 침전조(60)에는 제 3폭기조(50)로부터 공급되는 처리수를 침전조(60)의 하방으로 연장형성된 정류관(61)을 통하여 자연이송시키고, 침전조(60)의 하부는 경사면(62)으로 형성되어 침전물이 침전조(60)의 한쪽으로 집중되도록 된 것을 특징으로 하는 총인·총질소의 제거효율이 향상된 오·폐수처리장치.