KR100433675B1 - 유기성폐수 처리장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유기성폐수 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 유기성폐수 유입시 전처리 시행을 하기 위해 폐수를 수집하여 저장하는 집수조와; 상기 집수조에서 집수된 유기성폐수를 이송하여 고형물 및 일부 오염물질을 걸러내는 고액분리기와; 상기 고액분리기에서 고형물 및 일부 오염물질이 제거된 유기성폐수를 받아 수질의 변동이 없도록 조정하며 폐수의 성상을 균일하게 처리하여 유기성폐수의 부패방지 및 침적방지를 도모하는 유량조정조와; 상기 유량조정조로부터 유기성폐수를 공급받아 천연담체의 작용으로 혐기성 미생물이 활발히 증식되어 혐기성소화를 진행시키는 혐기소화조와; 상기 혐기소화조로부터의 유기성폐수를 공급받아 천연담체의 토양미생물에 의해 유용한 호기성 미생물의 활발히 증식시킴으로써 병원균의 증식을 억제하고 유기성폐수의 분해를 촉진시켜 호기성 미생물의 성장조건을 충족시켜 주는 호기소화조와; 상기 호기소화조를 통해 1차 처리된 유기성폐수를 공급받아 천연담체 내 미생물의 활발한 증식으로 유기물의 분해를 촉진시키는 혐기조와; 상기 혐기조에서 혐기반응을 거친 유기성폐수를 배출구를 통해 공급받아 호기소화조와는 다르게 천연담체의 미생물접촉층을 비교적 많이 형성하여 미생물의 접촉면적을 증가시킴으로써 미생물의 성장조건을 충족시켜 유기성폐수의 분해를 활발히 진행시키는 호기조와; 상기 호기조에서 처리된 유기성폐수를 유입시켜 난류를 층류로 변화시키면서 가라앉은 고형물에 대해 상승수를 공급받는 방류조와; 침전된 슬러지를 전달받는 농축조를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 유기성폐수를 획기적이고도 안정되게 처리함으로써 수질 및 토양오염을 방지할 수 있다.

Description

유기성폐수 처리장치 및 방법{Apparatus for disposing waste water and disposing method thereof}

본 발명은, 유기성폐수 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유기성폐수를 처리하여 재활용할 수 있도록 한 유기성폐수 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

산업이 고도로 발달함에 따라 환경오염의 심각성은 날로 대두되고 있다. 특히, 가정이나 공장, 혹은 축사 등에서 방출되는 오폐수, 공장 폐수, 축산 폐수 등(이하, 이들을 통틀어 "유기성폐수"라 함)은 지하수 및 하천으로 흘러 결국에는 바다를 오염시키게 된다.

이처럼 유기성폐수를 처리하여 정화하지 않고 그대로 방류하면 각종 유기물, 미생물 및 질소(N), 인(P) 등으로 인해 하천 등의 부영화 현상을 초래하며 이로 인해 수중 생태계가 파될 뿐만 아니라 토양의 오염을 유발하여 생활환경이나 생태계의 먹이사슬까지 파괴함으로써 인간의 생존권을 위협할 수밖에 없다.

물론, 이와 같은 피해를 줄이기 위해서는 근본적으로 유기성폐수의 배출을 줄이는 것이 가장 바람직하겠지만 산업이 발달함에 따라 각종 유기성폐수의 배출은 불가피한 실정이다.

이에, 이러한 유기성폐수를 적절하게 처리할 수 있는 방법의 개발이 필요한 바, 근자에 들어서는 각계 각층에서는 유기성폐수를 처리할 수 있도록 한 유기성폐수 처리방법에 대해 수많은 연구개발과 투자가 이루어지고 있는 실정이다.

유기성폐수를 처리하는 종래의 방법에는 크게, 물리적 처리방법 및 화학적 처리방법 또는 생물학적처리 방법을 병합하여 유기성폐수를 처리하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 전형적인 처리방법은 다분히 임의적이고 처리대상 유기성폐수의 성상, 목표 제거율, 처리시설의 특징 등의 변화에 빠르게 대처하지 못하는 단점이 있다.

또한, 종래에 공지된 유기성폐수 처리방법 중, 주로 사용된 활성오니법에 의하면, 비교적 많은 양의 슬러지가 발생되고 고액분리를 위한 처리 약품의 과다사용으로 유지비가 많이 소요될 뿐만 아니라 그 처리능력 또한 저조한 단점이 있다.

특히, 질소화합물과 인화합물의 처리에는 난분해성으로 인하여 처리능력이 현저히 떨어지며, 이를 하천이나 호수 및 바다에 방류하게 되면 적조현상의 발생에 의한 용존산소의 결핍으로 인하여 수생태계의 파괴를 유발시키는 원인을 야기한다. 그리고, 종래에는 설치비용 및 설치면적의 과다로 인하여 효율적인 국토 이용에 문제가 있으며 처리수를 재이용하지 못하고 방류하는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 유기성폐수를 획기적이고도 안정되게 처리함으로써 수질 및 토양오염을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 모든 처리과정의 기초에서부터 고형물 미 오염부하량을 고효율 고액분리기로 유입단계에서 효율적으로 40％ 이상 제거할 수 있도록 함으로써 후속공정의 처리능력을 배가시켜 수질개선과 처리장의 규모를 보다 컴팩트(Compact)하게 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 탈수된 슬러지 케이크(Cake)는 퇴비화하여 재활용하거나 외부로 반출시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 유기성폐수 유입시 개략 처리공정도,

도 2는 오수 유입시 개략 처리공정도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 집수조 12 : 고액분리기

14 : 유량조정조 16 : 혐기소화조

18 : 호기소화조 20 : 혐기조

22 : 호기조 24 : 침전조

26 : 방류조 28 : 농축조

30 : 고액분리기

상기 목적은, 본 발명에 따라, 유기성폐수 처리장치에 있어서, 유기성폐수 유입시 전처리 시행을 하기 위해 폐수를 수집하여 저장하는 집수조와; 상기 집수조에서 집수된 유기성폐수를 이송하여 고형물 및 일부 오염물질을 걸러내는 고액분리기와; 상기 고액분리기에서 고형물 및 일부 오염물질이 제거된 유기성폐수를 받아 수질의 변동이 없도록 조정하며 폐수의 성상을 균일하게 처리하여 유기성폐수의 부패방지 및 침적방지를 도모하는 유량조정조와; 상기 유량조정조로부터 유기성폐수를 공급받아 천연담체의 작용으로 혐기성 미생물이 활발히 증식되어 혐기성소화를 진행시키는 혐기소화조와; 상기 혐기소화조로부터의 유기성폐수를 공급받아 천연담체의 토양미생물에 의해 유용한 호기성 미생물의 활발히 증식시킴으로써 병원균의 증식을 억제하고 유기성폐수의 분해를 촉진시켜 호기성 미생물의 성장조건을 충족시켜 주는 호기소화조와; 상기 호기소화조를 통해 1차 처리된 유기성폐수를 공급받아 천연담체 내 미생물의 활발한 증식으로 유기물의 분해를 촉진시키는 혐기조와; 상기 혐기조에서 혐기반응을 거친 유기성폐수를 배출구를 통해 공급받아 호기소화조와는 다르게 천연담체의 미생물접촉층을 비교적 많이 형성하여 미생물의 접촉면적을 증가시킴으로써 미생물의 성장조건을 충족시켜 유기성폐수의 분해를 활발히 진행시키는 호기조와; 상기 호기조에서 처리된 유기성폐수를 유입시켜 난류를 층류로 변화시키면서 가라앉은 고형물에 대해 상승수를 공급받는 방류조와; 침전된 슬러지를 전달받는 농축조를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 농축조에서 농축된 슬러지는 약품사용을 최대한 사용하지 않고도 처리가능한 고액분리기를 적용하여 탈수함으로써 생산된 상기 슬러지(CAKE)를 퇴비화하여 재활용할 수 있도록 한다.

상기 유량조정조, 상기 호기소화조 및 상기 호기조 내에는 대기의 공기를 주입하는 블로워(Blower)가 더 마련되어 있다.

상기 혐기소화조 및 상기 혐기조 내의 그 하부에는 침적물이 발생하는 것을 방지하기 위해 유기성폐수를 교반하는 교반장치가 더 설치되어 있다.

상기 천연담체는 상기 혐기소화조, 호기소화조, 혐기조 및 호기조 내에 각각 마련되어 있으며, 상기 천연담체는 서스메쉬망(Sus-Mesh)에 의해 분산되지 않도록 지지되어 있는 것이 유리하다.

상기 천연담체는 낙엽이나 나무의 뿌리 및 줄기 등이 수천, 수백년간 퇴적되어 분해/합성된 리그닌-단백질복합체를 핵으로 해서 유기화합물이 혼합된 커다란 분자로 형성되어 있으며, 양이온 치환용량이 커서 치환성 염기와 암모니아 및 유효인산을 흡착하는 능력이 클 뿐만 아니라 유기물의 흡수가 용이하며 유지 및 방출효과가 지속적으로 유지되어 생장이 촉진되게 하는 한편, 구리(Cu)와 같은 중금속이온의 유해작용을 감소시키는 등 중금속제거에도 탁월하고, 토양미생물의 활동을 활발하게 진행시키게 하므로 유용한 화학반응을 촉진시켜 유기성폐수의 처리를 도모할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은, 본 발명에 따라 제1항의 유기성폐수 처리장치에 의해 유기성폐수를 처리하는 유기성폐수 처리방법에 있어서, 유기성폐수 유입시 전처리 시행을 하기 위해 집수조에서 폐수를 수집하여 저장하는 제1단계와; 고액분리기를 통해 집수된 유기성폐수를 이송하여 고형물 및 일부 오염물질을 걸러내는 제2단계와; 상기 제2단계 후, 유량조정조를 통해 유기성폐수를 받아 수질의 변동이 없도록 조정하며 폐수의 성상을 균일하게 처리하여 유기성폐수의 부패방지 및 침적방지를 도모하는 제3단계와; 상기 제3단계 후, 혐기소화조에서 천연담체의 작용으로 혐기성 미생물이 활발히 증식되어 혐기성소화를 진행시키는 제4단계와; 상기 제4단계 후, 호기소화조에서 천연담체의 토양미생물에 의해 유용한 호기성 미생물의 활발히 증식시킴으로써 병원균의 증식을 억제하고 유기성폐수의 분해를 촉진시켜 호기성 미생물의 성장조건을 충족시키는 제5단계와; 상기 제5단계를 거친 다음, 혐기조에서 1차 처리된 유기성폐수를 공급받아 천연담체 내 미생물의 활발한 증식으로 유기물의 분해를 촉진시키는 제6단계와; 상기 제6단계 진행 후, 호기조에서 상기 호기소화조와는 다르게 천연담체의 미생물접촉층을 비교적 많이 형성하여 미생물의 접촉면적을 증가시킴으로써 미생물의 성장조건을 충족시켜 유기성폐수의 분해를 활발히 진행시키는 제7단계와; 상기 제7단계의 상기 호기조에서 처리된 유기성폐수를 유입시켜 난류를 층류로 변화시키면서 가라앉은 고형물에 대해 상승수를 방류조에서 공급받는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 제7단계에서 침전된 슬러지를 농축조에서 전달받는 단계를 더 포함하는 것이 유리하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 대해 상세히 설명하며 실시예들의 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하도록 한다.

도 1은 유기성폐수 유입시 개략 처리공정도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 천연담체를 이용한 유기성폐수 처리방법를 수행하기 위해서는다음과 같은 장치가 필요하다.

본 발명에 따른 유기성폐수 처리장치는 유기성폐수가 유입될 경우, 유기성폐수를 일정하게 모아 두는 집수조(10)와, 집수조(10)에 집수된 유기성폐수 중 고형물을 제거하는 고액분리기(12)와, 유기성폐수의 유량을 조정하는 유량조정조(14)와, 유량조정조(14)에서 공급받아 천연담체에 의해 혐기성 미생물을 증식시켜 혐기소화를 진행하는 혐기소화조(16)와, 천연담체의 토양미생물에 작용으로 유용미생물 증가가 왕성하여 유기성폐기물 분해를 촉진시키며 내부에 공기를 산기관을 통해 주입시켜 호기성 산화를 진행하는 호기소화조(18)와, 호기소화조(18)를 거쳐 천연담체에 내포되어 있는 호기성 미생물에 의해 탈질 및 탈인 과정을 진행시키는 혐기조(20) 및 호기조(22)와, 이를 거쳐 고형물을 침전시키는 침전조(24)와, 이로부터 공급되는 폐수를 공급받아 저장하는 방류조(26)로 구성된다.

방류조(26)에 집수된 처리수는 방류하거나 재이용될 수 있다. 그리고, 침전조(24)의 일측에는 침전조(24)로부터의 침전고형물(이를 "침전슬러지"라 함)을 공급받아 농축시키는 농축조(28)와, 농축슬러지를 공급받아 약품사용을 최대한 사용하지 않고 탈수를 진행시키는 고액분리기(30)로 구성되어 있으며, 고액분리기(30)로부터 탈수가 진행된 슬러지 케이크(Cake)는 퇴비화하여 재활용하거나 외부로 반출된다.

상기의 구성들 중, 유기성폐수 유입 초기에 배치된 고액분리기(12)는 고형물을 제거하는 제거율이 40％ 이상으로 수행될 수 있도록 한 고액분리기로 채용하는 것이 보다 유리하다.

그리고, 혐기소화조(16), 호기소화조(18), 혐기조(20) 및 호기조(22)에 마련되어 혐기성 미생물을 증식시키는 천연담체는, 예를 들어 나뭇잎 등이 썩은 부엽토와 같은 것으로 화단이나 화분에 사용되는 것을 손쉽게 채용할 수 있다.

즉, 천연담체는 낙엽이나 나무의 뿌리 및 줄기 등이 수천, 수백년동안 퇴적되어 분해·합성된 리그닌-단백질 복합체를 핵으로 해서 유기화합물이 혼합된 커다란 분자로 형성되어 있는 일종의 약산이다.

천연담체 자체에 내포되어 있는 부식산 그 자체에는 물에 안정된 반응을 진행시키는 능력은 없지만 천연담체에 함유되어 있는 폴리우로나이드(Poly-uronide)에는 그 능력이 있어 물 속에서도 안정된 상태를 유지한다. 폴리우로나이드(Poly-uronide)는 글루트론산과 켈렉트론의 일종인 우론산을 함유한 일종의 다당류이다. 이 우론산은 대개 오랜 세월을 지나면서 나뭇잎이나 나뭇가지 등의 분해가 덜된 부분에 함유되어 있다.

이처럼 본 발명에서 채용하고 있는 천연담체는 통기성을 증가시키며 양분공급을 활성화시켜 유용 미생물의 증식을 활발히 진행시킴으로써 병원균의 증식을 억제하고, 유기성폐기물의 분해를 촉진시키는 특징을 가지고 있으며, 처리과정에서 발생될 수 있는 악취를 효과적으로 발생 억제시켜 환경개선의 역할을 수행한다.

이 때, 혐기소화조(16), 호기소화조(18), 혐기조(20), 호기조(22)에 마련되는 천연담체는 특별히 제작된 서스메쉬망(Sus-Mesh)에 의해 분산되지 않도록 지지되는 것이 바람직하다.

이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 천연담체를 이용한 유기성폐수 처리방법에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 유입된 유기성폐수는 집수조(10)에서 수집 저장된 후, 펌프에 의해 고액분리기(12)로 이송 및 투입되어 고형물 및 일부 오염물질이 1차적으로 걸러내진 다음 유량조정조(14)로 유입된다.

유량조정조(14)에서는 고액분리기(12)로부터 유기성폐수를 받아 수질의 변동이 없도록 조정한 후, 폐수의 성상(BOD, COD, SS 등)을 균일하게 처리하며 블로워(Blower)를 통해 공기를 주입하여 유기성폐수가 부패되는 것을 방지함과 아울러 침적물의 발생을 방지시킨다.

이처럼 유량조정조(14)를 거친 유기성폐수는 혐기소화조(16)로 유입된다. 혐기소화조(16)에서는 내부에 마련된 서스메쉬망(Sus-Mesh) 구조물에 투여한 천연담체의 작용으로 혐기성 미생물이 활발히 증식되어 혐기성소화를 활발히 진행시킨다.

이 때, 침적물의 방지를 위해 혐기소화조(16) 내의 하부에 별도의 교반장치를 설치하여 교반을 실시하면 더욱 효과적이다. 그러면, 혐기성 미생물은 체내에 유기물을 축적하며 천연담체의 토양미생물에 의하여 인(P)을 방출하게 된다.

혐기소화조(16)에서 1차 처리된 유기성폐수는 배출구를 통하여 호기소화조(18)로 유입된다. 다시, 호기소화조(18)에서는 내부에 마련된 서스메쉬망(Sus-Mesh) 구조물에 투여한 천연담체의 토양미생물에 의해 호기성 미생물이 활발히 증식된다. 이 때, 호기소화조(18) 내에서는 양분 공급을 활성화시켜 유용미생물의 증식을 활발히 진행시킴으로써 병원균의 증식을 억제하고 유기성폐기물의분해를 촉진시킨다. 아울러 도시 않은 산기관을 통하여 공기를 주입시킴으로써 호기성 미생물의 성장조건을 충족시켜 호기성소화를 촉진시킨다.

호기소화조(18)에서 처리된 유기성폐수가 혐기조(20)에 유입되어 천연담체의 미생물의 활발한 증식으로 인해 유기물의 분해가 촉진된다. 이 때, 혐기조(20)의 하부에도 교반장치(미도시)를 설치한다면 침적물의 발생을 억제할 수 있게 된다.

혐기조(20)에서 처리된 유기성폐수가 호기조(22)에 유입되면 역시, 특수 제작된 서스메쉬망(Sus-Mesh) 구조물에 투여한 천연담체의 미생물에 의해 호기성 미생물이 활발히 증식된다. 이 때, 호기조(22)에서도 마찬가지로 그 하부에 산기관을 설치하여 공기를 주입하게 된다면 미생물에 의해 호기성 미생물은 활발히 증식된다.

이처럼 호기조(22) 내의 하부에 산기관을 설치하여 공기를 주입하게 되면 미생물 성장의 최적조건을 형성하고 질산화반응에 의하여 질소(N)가 제거된다. 따라서, 호기조(22)에서 유기성 폐수의 정화가 최종적으로 일어나게 되는 것이다.

단, 호기조(22) 내에 마련된 천연담체는 그 미생물접촉층을 형성하기 위하여 망의 구조를 호기소화조(18)와는 달리 형성할 수 있다. 즉, 미생물과의 접촉면적을 최대로 확보함으로써 유기성폐수의 처리 효율을 높일 수 있도록 하였다.

호기조(22)에서 처리된 유기성폐수가 침전조(24)로 유입되면 난류를 층류로 변화시키면서 고형물은 가라않게 되고, 상등수는 배출구를 통하여 방류조(26)로 공급된다. 여기서, 침전된 고형물 즉, 슬러지는 별도의 펌프를 통하여 농축조(28)로 뽑아낸 후, 고액분리기(30)를 통해 분리시킴으로써 퇴비화하거나 혹은 외부로 반출시킬 수 있도록 하고 있다.

여기서, 슬러지는 천연담체의 작용에 의해 혐기/호기 반응을 통하여 충분히 산화가 일어난 상태이므로 슬러지의 발생량은 극히 적다. 그리고, 침전조(24)의 상등수가 방류조(26)에 유입되면 별도의 여과장치가 필요 없어 일정기간 체류시킨 후 방류하거나 재이용하게 된다.

한편, 본 발명은 침전조(24)에서 발생된 슬러지를 농축조(28)로 유입시켜 일정기간 농축시킨 후, 약품사용을 최대한 억제한 상태에서 탈수를 진행시키는 고액분리기(30)를 적용하여 탈수함으로써 그 함수율을 최대한 낮추어 탈수를 진행하며 생산된 슬러지(CAKE)는 퇴비화하여 재활용하거나 또는 외부로 반출하고 고액분리를 통하여 탈리된 액은 유량조정조(14)로 반송하게 된다.

그리고, 처리된 처리수는 별도의 시설(액비화탱크 등)을 갖추면 방류 없이 일정시간이 경과한 후, 재이용하거나 액비로 활용할 수도 있으며 별도의 탈취시스템은 필요 없는 수처리시스템이다.

한편, 도 2는 오수 유입시 개략 처리공정도이다. 이 도면에 도시된 것은 가정의 유기성폐수를 처리하기 위한 개략적인 처리공정도로써 도 1과 비교할 때, 도 1의 집수조(10)와 고액분리기(12)는 오수의 특성상 요구되어지는 설비가 아니며 후단의 설비는 도면 1에서 설명한 바와 같다.

이를 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

이 천연담체의 원리는 모든 생명체는 죽으면 폐기물로 전환되어 영양원이 되며 대지의 흙으로 변하고, 이 흙은 미생물군을 형성하여 바이오메커니즘(Bio-Mechanism)을 이루며, 미생물도 죽으면 같은 원리에 의하여 각종 생물에 영양소를 공급하게 되는 영양원이 되고, 그 동물이 죽으면 흙과 대기를 형성하여 생태계 내의 생명순환이 영원히 지속되게 된다.

즉, 낙엽이나 나무의 뿌리 및 줄기 등이 수천, 수백년동안 퇴적되어 분해, 합성된 리그닌-단백질복합체를 핵으로 해서 유기화합물이 혼합된 커다란 분자로 형성되어 있는 일종의 약산으로 천연담체 자체에 내포되어 있는 부식산 그 자체에는 물에 안정된 반응을 진행시키는 능력은 없지만 천연담체에 함유되어 있는 폴이우로나이드(Poly-uronide)에는 그 능력이 있어 물 속에서도 안정된 상태를 유지하며 양이온 치환용량이 커서 치환성 염기와 암모니아 및 유효인산을 흡착하는 능력 즉, 유기물의 흡시가 용이하며 유지 및 방출효과가 지속적으로 유지되어 생장이 촉진되게 된다.

또한, 구리(Cu)와 같은 중금속이온의 유해작용을 감소시키는 등 중금속제거에도 탁월하며, 토양미생물의 활동을 활발하게 진행시키게 하므로 유용한 화학반응을 촉진시켜 오염물질 처리에 매에 효과적이다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 대자연에 존재하는 토양미생물의 토양 내 반응에 능동적으로 대처할 수 있는 능력을 활용하여 처리시스템을 제공할 수 있게 된다. 이 때, 토양미생물의 특성은 다음과 같다.

첫째, 미생물체는 어느 환경에서도 최소의 에너지를 소비하여 적응할 수 있는 가변적인 대사능력을 가지고 있으며, 둘째, 스스로 유전형질을 전하기 위해 자가복제를 하며, 셋째, 미생물은 생화학적으로 안정성을 유지할 수 있는 세포구조를가지고 있으며, 넷째, 포자 혹은 내생포자 등을 형성하여 적합하지 않은 환경에서는 내성조직체로 일정기간 휴면상태를 유지한 후, 생육이 적합한 조건이 되면 다시 증식하기 시작한다. 그리고, 끝으로 토양 내 유무기물의 분해 생산 등 전이과정에 다양한 형태로 촉매작용을 하여 지상부와 지하부간의 생명순환에 있어 중요한 역할을 하고 잇다.

이러한 특성 때문에 토양미생물이 가변적인 환경에 적응하여 오랜 기간동안 지속적으로 생존해 오면서 토양을 살아있게 하는 결정적인 요인이 되고 있는 것이다.

상기 토양미생물의 특성을 적용한 것이 본 발명이며, 이는 천연담체 중의 토양미생물을 활용하며 유기성폐수를 이 미생물의 영양원으로 활용하여 수배로 증식시키며 미생물 대사에 의하여 유기성폐수를 H₂O, GAS 및 무기물로 분해하여 유기성폐수를 정화하는 것이다.

여기서, 유기성폐수의 처리시 발생되는 슬러지를 약품사용(응집제 등)을 최대한 사용하지 않고도 처리가능한 고액분리기(30)를 적용하여 탈수함으로써 생산된 슬러지 (CAKE)를 퇴비화하여 재활용할 수 있는 것이다. 즉, 고액분리기(30)를 전처리 및 후처리에 적용함으로써 전처리에서 오염부하량을 탁월하게 감쇄시켜 후단 설비를 컴팩트화(Compat) 하게 하며, 후처리에서 발생된 탈수 슬러지 CAKE를 퇴비화를 통해 재활용하거나 외부로 반출시킬 수 있도록 하였다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 유기성폐수를 고효율의 고액분리기를 전처리에 적용함으로써 고형분 및 일부 오염물질을 효과적으로 제거하여(제거율 40％ 이상) 후단 설비의 오염부하량을 저감시킴으로써 폐수처리설비의 규모를 컴팩트(Compact)화 및 저렴하게 할 수 있으며, 폐수처리능력의 향상 및 질소(N), 인(P) 등의 제거율(현재 75％)을 향상시키며 이로 인해 하천, 호수 및 바다 등의 적조현상을 예방하고, 처리된 유기성폐수의 성상을 법적기준치 이내로 만들면서 수질 및 토양오염을 방지할 수 있으며 천연담체의 역할로 인하여 경우에 따라서는 액비 등으로 재이용하거나 방류시에는 수생 동/식물의 영양원으로 이용하여 생태계가 파괴도지 않게 되는 효과가 있다.

아울러 발생된 슬러지를 화학물질(응집제 등)을 사용하지 않는 고액분리기를 적용하여 탈수를 함으로써 생산된 슬러지 CAKE의 수분을 법적기준치 이내로 형성이 가능하며, 또한 약품을 사용하지 않는 점과 천연담체의 자체 특성에 의한 중금속 등의 제거로 인하여 퇴비화를 통하여 재활용할 수 있어 환경보존과 경제적 효과를 획득할 수 있다.

Claims (8)

1. 유기성폐수 처리장치에 있어서,

   유기성폐수 유입시 전처리 시행을 하기 위해 폐수를 수집하여 저장하는 집수조와;

   상기 집수조에서 집수된 유기성폐수를 이송하여 고형물 및 일부 오염물질을 걸러내는 고액분리기와;

   상기 고액분리기에서 고형물 및 일부 오염물질이 제거된 유기성폐수를 받아 수질의 변동이 없도록 조정하며 폐수의 성상을 균일하게 처리하여 유기성폐수의 부패방지 및 침적방지를 도모하는 유량조정조와;

   상기 유량조정조로부터 유기성폐수를 공급받아 천연담체의 작용으로 혐기성 미생물이 활발히 증식되어 혐기성소화를 진행시키는 혐기소화조와;

   상기 혐기소화조로부터의 유기성폐수를 공급받아 천연담체의 토양미생물에 의해 유용한 호기성 미생물의 활발히 증식시킴으로써 병원균의 증식을 억제하고 유기성폐수의 분해를 촉진시켜 호기성 미생물의 성장조건을 충족시켜 주는 호기소화조와;

   상기 호기소화조를 통해 1차 처리된 유기성폐수를 공급받아 천연담체 내 미생물의 활발한 증식으로 유기물의 분해를 촉진시키는 혐기조와;

   상기 혐기조에서 혐기반응을 거친 유기성폐수를 배출구를 통해 공급받아 호기소화조와는 다르게 천연담체의 미생물접촉층을 비교적 많이 형성하여 미생물의접촉면적을 증가시킴으로써 미생물의 성장조건을 충족시켜 유기성폐수의 분해를 활발히 진행시키는 호기조와;

   상기 호기조에서 처리된 유기성폐수를 유입시켜 난류를 층류로 변화시키면서 가라앉은 고형물에 대해 상승수를 공급받는 방류조와;

   침전된 슬러지를 전달받는 농축조를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 농축조에서 농축된 슬러지는 약품사용을 최대한 사용하지 않고도 처리가능한 고액분리기를 적용하여 탈수함으로써 생산된 상기 슬러지(CAKE)를 퇴비화하여 재활용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 유량조정조, 상기 호기소화조 및 상기 호기조 내에는 대기의 공기를 주입하는 블로워(Blower)가 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 혐기소화조 및 상기 혐기조 내의 그 하부에는 침적물이 발생하는 것을 방지하기 위해 유기성폐수를 교반하는 교반장치가 더 설치되어 있는 것을 특징으로하는 유기성폐수 처리장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 천연담체는 상기 혐기소화조, 호기소화조, 혐기조 및 호기조 내에 각각 마련되어 있으며, 상기 천연담체는 서스메쉬망(Sus-Mesh)에 의해 분산되지 않도록 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 천연담체는 낙엽이나 나무의 뿌리 및 줄기 등이 수천, 수백년간 퇴적되어 분해/합성된 리그닌-단백질복합체를 핵으로 해서 유기화합물이 혼합된 커다란 분자로 형성되어 있으며, 양이온 치환용량이 커서 치환성 염기와 암모니아 및 유효인산을 흡착하는 능력이 클 뿐만 아니라 유기물의 흡수가 용이하며 유지 및 방출효과가 지속적으로 유지되어 생장이 촉진되게 하는 한편, 구리(Cu)와 같은 중금속이온의 유해작용을 감소시키는 등 중금속제거에도 탁월하고, 토양미생물의 활동을 활발하게 진행시키게 하므로 유용한 화학반응을 촉진시켜 유기성폐수의 처리를 도모할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
7. 제1항의 유기성폐수 처리장치에 의해 유기성폐수를 처리하는 유기성폐수 처리방법에 있어서,

   유기성폐수 유입시 전처리 시행을 하기 위해 집수조에서 폐수를 수집하여 저장하는 제1단계와;

   고액분리기를 통해 집수된 유기성폐수를 이송하여 고형물 및 일부 오염물질을 걸러내는 제2단계와;

   상기 제2단계 후, 유량조정조를 통해 유기성폐수를 받아 수질의 변동이 없도록 조정하며 폐수의 성상을 균일하게 처리하여 유기성폐수의 부패방지 및 침적방지를 도모하는 제3단계와;

   상기 제3단계 후, 혐기소화조에서 천연담체의 작용으로 혐기성 미생물이 활발히 증식되어 혐기성소화를 진행시키는 제4단계와;

   상기 제4단계 후, 호기소화조에서 천연담체의 토양미생물에 의해 유용한 호기성 미생물의 활발히 증식시킴으로써 병원균의 증식을 억제하고 유기성폐수의 분해를 촉진시켜 호기성 미생물의 성장조건을 충족시키는 제5단계와;

   상기 제5단계를 거친 다음, 혐기조에서 1차 처리된 유기성폐수를 공급받아 천연담체 내 미생물의 활발한 증식으로 유기물의 분해를 촉진시키는 제6단계와;

   상기 제6단계 진행 후, 호기조에서 상기 호기소화조와는 다르게 천연담체의 미생물접촉층을 비교적 많이 형성하여 미생물의 접촉면적을 증가시킴으로써 미생물의 성장조건을 충족시켜 유기성폐수의 분해를 활발히 진행시키는 제7단계와;

   상기 제7단계의 상기 호기조에서 처리된 유기성폐수를 유입시켜 난류를 층류로 변화시키면서 가라앉은 고형물에 대해 상승수를 방류조에서 공급받는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제7단계에서 침전된 슬러지를 농축조에서 전달받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리방법.