KR100435107B1 - 오.폐수 및 하수의 질소, 인 제거를 위한 고도 처리장치 및 고도처리방법 - Google Patents

오.폐수 및 하수의 질소, 인 제거를 위한 고도 처리장치 및 고도처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오.폐수 및 하수의 질소. 인 제거를 위한 오.폐수 및 하수처리장치 및 그 장치를 이용한 폐수처리방법에 관한 것으로써, 특히 혐기조, 무산소조 및 고정상 접촉여재를 이용한 생물학적 처리와 침지식 중공사막을 이용한 물리적 처리방법을 혼용하는 시스템으로서, 오, 폐수 및 하수와 함께 유입되는 입자가 큰 부유물질을 제거시키기 위한 스크린조와; 상기 스크린조를 거쳐 유입수의 유량을 조정하는 유량조정조와; 상기 유량조정조의 오.폐수 및 하수를 무산소조로 이송시키는 유량 조정 펌프와; 상기 유량조정조를을 거친 유입수 중의 미세 부유물질을 제거하기 위한 드럼스크린과; 상기 유량조정조에서 유입된 처리수를 이용하여 접촉산화조에서 반송된 질산성질소를 탈질시키는 무산소조와; 상기 무산소조에서 처리수가 유입되며 탈인반응이 일어나는 혐기조와; 상기 무산소조와 혐기조의 교반을 위한 교반장치와; 상기 혐기조에서 유입된 유기물과 암모니아성 질소를 미생물을 이용하여 산화시키는 로프형 고정상 접촉여재가 설치된 접촉산화조와; 상기 접촉산화조에서 무산소조으 내부 반송을 위한 반송펌프와; 상기 접촉산화조에서 유입되는 1차 처리수의 재처리 및 고액분리하는 막분리조와; 상기 막분리조에서 1차 처리수를 침지식 중공사막을 통과시켜 고액분리하여 2차 처리수만을 처리수조로 배출시키는 흡인펌프와; 상기 막분리조에서 발생한 잉여슬러지의 이송을 위한 이송펌프와; 상기 막분리조에서 흡입한 처리수를 저류 및 방류하기 위한 처리수조와; 상기 막분리조에서 발생한 잉여슬러지를 저류하기 위한 슬러지저류조와; 상기 막분리조의 분리막을 세정하기 위한 세정조와; 상기 유량조정조, 접촉산화조, 막분리조 및 슬러지 저류조, 슬러지 이송펌프에 공기를 공급하기 위한 블로워로 구성됨을 특징으로 하는 오. 폐수 및 하수의 질소, 인 제거를 위한 고도 처리장치 및 상기 장치를 이용하여 오. 폐수 및 하수를 처리하는 방법

Description

오. 폐수 및 하수의 질소, 인 제거를 위한 고도 처리장치 및 고도 처리방법{Advance Treatment Equipment and Process for Nitrogen and Phosphate Removal in Sewage and Wastewater}
본 발명은 오. 폐수 및 하수의 질소. 인 제거를 위한 오. 폐수 및 하수처리 장치 및 그 장치를 이용한 폐수처리방법에 관한 것으로써, 특히 무산소조, 혐기조 및 고정상 접촉여재를 이용한 생물학적 처리와 침지식 중공사막을 이용한 물리적 처리 방법을 혼용하여 오.폐수 및 하수 내의 유기물 및 질소.인을 동시에 제거하기 위한 시스템이다.
오. 폐수 및 하수에 포함되는 질소. 인을 동시에 제거하기 위한 종래의 기술 로는 A2/O, UCT, VIP, Fiv-Stage Bradenpho 등의 선진국에서 개발된 공정들을 들 수 있다. 그러나 이러한 공정들은 국내 하수성상에 맞지 않아 그대로 사용할 수 없고, 따라서 국내에서도 국내 실정에 맞는 질소, 인 제거 기술에 관한 공정개발이 활발히 진행중이며 많은 공법들이 실용화되고 있다. 유기물 및 질소. 인을 정화하기 위한 방법으로 물리적 처리방법, 화학적 처리 방법 및 생물학적 처리방법 등이 사용되고 있으나 물리, 화학적 처리방법은 장비와 약품비가 고가이므로 초기 시설비 및 운전비용이 많이 들어가는 단점이 있으며 화학약품으로 인하여 2차적인 오염이 발생하는 문제점이 있어 생물학적 처리방법이 많이 사용되는 추세다. 이러한 생물학적 처리방법에 있어서 미생물을 이용하는 정화방법은 오. 폐수 및 하수에 혼재되어 있는 유기물 및 영양염류를 미생물이 분해하도록 하는 방법으로서 미생물이 유기물 및 영양염류를 분해하기까지 상당한 체류시간이 걸리므로 반응조 부피가 커지는 문제가 있고 고액분리를 하는 침전조에서의 슬러지부상 등으로 인한 침전효율 저하 및 운전의 어려움으로 인한 안정적인 처리 수질 확보가 어려운 상태이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 무산소조, 혐기조 및 고정상 접촉여재 및 침지식 중공사막을 이용한 생물학적 처리와 물리적 처리방법을 혼용하여 유기물 및 질소. 인 등의 영양염류 정화능력을 향상시키고 완벽한 고액분리를 통해 침전조에서의 문제점 등을 해결할 수 있는 폐수처리 장치 및 그 처리방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 미생물을 고농도로 유지시켜 처리효율을 높이고체류시간을 감소시켜 반응조 부피를 줄이므로써 처리장 소요부지를 줄이는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 블로워를 지속적으로 작동하여 상기 유량조정조, 접촉산화조, 막분리조에 공기를 공급하여 유기물 제거 및 질산화에 필요한 산소를 공급하고 슬러지의 침전을 방지하며, 슬러지 저류조, 슬러지 이송펌프에도 공기를 공급하여 슬러지의 부패방지 및 슬러지를 이송할 수 있도록 함에 있다.상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 오, 폐수 및 하수와 함께 유입되는 입자가 큰 부유물질을 제거시키기 위한 스크린조와; 상기 스크린조를 거쳐 유입수의 유량을 조정하는 유량조정조와; 상기 유량조정조의 오.폐수 및 하수를 무산소조로 이송시키는 유량 조정펌프와; 상기 유량조정조를 거친 유입수 중의 미세 부유물질을 제거하기 위한 드럼스크린과; 상기 유량조정조에서 유입된 처리수를 이용하여 접촉산화조에서 반송된 질산성질소를 탈질시키는 무산소조와; 상기 무산소조에서 처리수가 유입되며 탈인반응이 일어나는 혐기조와; 상기 무산소조와 혐기조의 교반을 위한 교반장치와; 상기 혐기조에서 유입된 유기물과 암모니아성 질소를 미생물을 이용하여 산화시키는 로프형 고정상 접촉여재가 설치된 접촉산화조와; 상기 접촉산화조에서 무산소조로 내부 반송을 위한 반송펌프와; 상기 접촉산화조에서 유입되는 1차 처리수의 재처리 및 고액분리하는 막분리조와; 상기 막분리조에서 1차 처리수를 침지식 중공사막을 통과시켜 고액분리하여 2차 처리수만을 처리수조로 배출시키는 흡인펌프와; 상기 막분리조에서 발생한 잉여슬러지의 이송을 위한 이송펌프와; 상기 막분리조에서 흡입한 처리수를 저류 및 방류하기 위한 처리수조와; 상기 막분리조에서 발생한 잉여슬러지를 저류하기 위한 슬러지저류조와; 상기 막분리조의 분리막을 세정하기 위한 세정조와; 상기 유량조정조, 접촉산화조, 막분리조 및 슬러지 저류조, 슬러지 이송펌프에 공기를 공급하기 위한 블로워로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은 상기의 장치를 이용하여 유기물 및 질소, 인을 제거하기 위한 폐수처리 방법에 있어서, 드럼스크린을 통과한 원수가 유입되며 무산소 상태로 접촉산화공정에서 내부 반송된 질산성 질소를 탈질시키는 무산소 공정과; 상기 무산소 공정을 거친 혐기성 상태에서 유기물을 PHB 형태로 저장하며 인 방출 반응이 진행되는 혐기공정과; 상기 혐기공정을 거친 처리수가 유입되며 유산소 조건에서 잔류유기물 제거, 질산화 및 인의 섭취 반응이 진행되는 접촉산화공정과; 상기 접촉산화공정을 거친 처리수가 유입되며 잔류유기물 및 고액분리가 진행되는 발생되는 잉여슬러지를 폐기하여 인을 제거시키는 침지식 막분리공정으로 이루어지는 고도 처리방법에 있어서, 상기 유입원수를 하 폐수 성상에 따라 무산소조 및 혐기조로 분할 공급하여 오. 폐수 및 하수의 질소, 인 제거를 위한 고도 처리방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 폐수처리의 흐름도.
이하 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다.
우선 도 1을 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면, 오, 폐수 및 하수와 함께 유입되는 입자가 큰 부유물질을 제거시키기 위한 스크린조 10과;
상기 스크린조 10을 거쳐 유입수의 유량을 조정하는 유량조정조 20과;
상기 유량조정조 20의 오.폐수 및 하수를 무산소조 30으로 이송시키는 유량 조정펌프 25와;
상기 유량조정조 20을 거친 유입수 중의 미세 부유물질을 제거하기 위한 드럼스크린 21과;
상기 유량조정조 20에서 유입된 처리수를 이용하여 접촉산화조에서 반송된 질산성질소를 탈질시키는 무산소조 30과;
상기 무산소조 30에서 처리수가 유입되며 탈인반응이 일어나는 혐기조 40과;
상기 무산소조 30과 혐기조 40의 교반을 위한 교반장치 35, 45와;
상기 혐기조 40에서 유입된 유기물과 암모니아성 질소를 미생물을 이용하여 산화시키는 로프형 고정상 접촉여재 51이 설치된 접촉산화조 50과;
상기 접촉산화조 50에서 무산소조 30으로 내부 반송을 위한 반송펌프 55와;
상기 접촉산화조 50에서 유입되는 1차 처리수의 재처리 및 고액분리하는 막분리조 60과;
상기 막분리조 60에서 1차 처리수를 침지식 중공사막을 통과시켜 고액분리하여 2차 처리수만을 처리수조로 배출시키는 흡인펌프 65와;
상기 막분리조 60에서 발생한 잉여슬러지의 이송을 위한 이송펌프 62과;
상기 막분리조 60에서 흡입한 처리수를 저류 및 방류하기 위한 처리수조 70과;
상기 막분리조 60에서 발생한 잉여슬러지를 저류하기 위한 슬러지저류조80과;
상기 막분리조 60의 분리막을 세정하기 위한 세정조 90과;
상기 유량조정조 20, 접촉산화조 50, 막분리조 60 및 슬러지 저류조 80, 슬러지 이송펌프 62에 공기를 공급하기 위한 블로워 100으로 구성된다.
위와 같이 구성되는 본 발명은 스크린조 10에서 오.폐수 및 하수와 함께 유입되는 입자가 큰 부유물질을 제거시킨 후 오.폐수를 무산소조 30으로 이송하게 되는데 이때 스크린조 10에서 유출되는 오.폐수의 양을 조절하기 위하여 유량조정조 20에서 드럼스크린 21에 의해 오.폐수중의 미세 부유물질을 제거한 후 조정펌프 25에 의해 오.폐수 및 하수를 무산소조 30으로 이송시키게 된다.
상기 무산소조 30에서는 유량조정조 20에서 유입된 처리수를 이용하여 접촉산화조에서 반송된 질산성질소를 탈질시키는 역할을 수행하며, 상기 무산소조 30에서 탈질된 오수는 혐기조 40으로 이송되어 탈인반응이 일어나게 되는데 이때 상기 무산소조와 혐기조내에서 교반장치를 이용하여 오.폐수를 교반시키면 슬러지의 침전을 방지하며 반응속도를 빠르게 할 수 있게 되는 것이다.
이후 혐기조에서 이송되어온 유기물과 암모니아성 질소는 접촉산화조 50 내의 로프형태의 고정상 접촉여재 51에 부착된 미생물과 부유 미생물에 의해 산화되어 정화되어지며, 반송펌프 55에 의해 접촉산화조 30 내의 질산성질소는 무산소조 30으로 반송되어지며, 상기 접촉산화조 50의 일부 처리수는 막분리조 60으로 이송시키며, 상기 접촉산화조 50에서 1차 처리된 처리수는 막분리조 60에서 재처리 및 침지식 분리막 61을 통과시켜 고액분리하여 2차 정화하게 되는데 이때 대장균은 분리막의 공극이 대장균의 크기 보다 작으므로 분리막에 의해 필터링되어지는 것이며, 상기 분리막 61에서 필터링된 처리수는 흡인펌프 65에 의해 처리수조 70으로 이송하고 발생되는 잉여슬러지는 이송펌프 62에 의해 슬러지저류조 80으로 이송한다.
상기 처리수조 70에서는 막분리조 60에서 흡입한 처리수를 저류 및 방류하며 슬러지 저류조 80에 침전되는 슬러지는 농축하여 폐기하도록 한다.
위와 같은 과정에서 블로워 100은 지속적으로 작동하여 상기 유량조정조 20, 접촉산화조 50, 막분리조 60에 공기를 공급하여 유기물 제거 및 질산화에 필요한 산소를 공급하고 슬러지의 침전을 방지하고 슬러지 저류조 80, 슬러지 이송펌프 62에도 공기를 공급하여 슬러지의 부패방지 및 슬러지를 이송하는 역할을 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의한 무산소조, 혐기조 및 고정상 접촉여재와침지식 중공사막을 이용한 오.폐수 및 하수처리 및 처리공법에 의하면, 유기물 및 질소.인 제거를 동시에 효율적으로 제거할 수 있을 뿐 아니라 체류시간을 줄여 반응조의 크기를 크게 줄임으로써 초기 시설비를 크게 줄일 수 있고 또한 약품사용이 없으므로 운전유지 비용을 최소화 할 수 있다.
또한 고농도의 미생물 유지 및 완충작용을 하는 접촉여재의 사용 및 분리막을 이용하여 완벽한 고액분리를 하므로 원수 수질의 급격한 변화에도 항상 안정적인 처리수질을 확보할 수 있다.
또한 분리막의 공극이 대장균의 크기 보다 작으므로 방류수질 기준 항목 중의 대장균 사멸을 위한 별도의 소독시설이 필요하지 않게 되는 것이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 오, 폐수 및 하수와 함께 유입되는 입자가 큰 부유물질을 제거시키기 위한 스크린조와; 상기 스크린조를 거쳐 유입수의 유량을 조정하는 유량조정조와;
    상기 유량조정조의 오.폐수 및 하수를 무산소조로 이송시키는 유량 조정 펌프와;
    상기 유량조정조를을 거친 유입수 중의 미세 부유물질을 제거하기 위한 드럼스크린과;
    상기 유량조정조에서 유입된 처리수를 이용하여 접촉산화조에서 반송된 질산성질소를 탈질시키는 무산소조와;
    상기 무산소조에서 처리수가 유입되며 탈인반응이 일어나는 혐기조와; 상기 무산소조와 혐기조의 교반을 위한 교반장치와;
    상기 혐기조에서 유입된 유기물과 암모니아성 질소를 미생물을 이용하이 산화시키는 로프형 고정상 접촉여재가 설치된 접촉산화조와;
    상기 접촉산화조에서 무산소조으 내부 반송을 위한 반송펌프와;
    상기 접촉산화조에서 유입되는 1차 처리수의 재처리 및 고액분리하는 막분리조와;
    상기 막분리조에서 1차 처리수를 침지식 중공사막을 통과시켜 고액분리하여 2차 처리수만을 처리수조로 배출시키는 흡인펌프와;
    상기 막분리조에서 발생한 잉여슬러지의 이송을 위한 이송펌프와;
    상기 막분리조에서 흡입한 처리수를 저류 및 방류하기 위한 처리수조와;
    상기 막분리조에서 발생한 잉여슬러지를 저류하기 위한 슬러지저류조와;
    상기 막분리조의 분리막을 세정하기 위한 세정조와;
    상기 유량조정조, 접촉산화조, 막분리조 및 슬러지 저류조, 슬러지 이송펌프에 공기를 공급하기 위한 블로워로 구성됨을 특징으로 하는 오. 폐수 및 하수의 질소, 인 제거를 위한 고도 처리장치.
  4. 청구항 3 에 있어서,
    분리막 세정을 하는 별도의 세정조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오. 폐수 및 하수의 질소, 인 제거를 위한 고도 처리장치.
  5. 삭제
  6. 드럼스크린을 통과한 원수가 유입되며 무산소 상태로 접촉산화공정에서 내부 반송된 질산성 질소를 탈질시키는 무산소 공정과;
    상기 무산소 공정을 거친 혐기성 상태에서 유기물을 PHB 형태로 저장하며 인방출 반응이 진행되는 혐기공정과;
    상기 혐기공정을 거친 처리수가 유입되며 유산소 조건에서 잔류유기물 제거, 질산화 및 인의 섭취 반응이 진행되는 접촉산화공정과
    상기 접촉산화공정을 거친 처리수가 유입되며 잔류유기물 및 고액분리가 진행되고 발생되는 잉여슬러지를 폐기하여 인을 제거시키는 침지식 막분리공정으로 이루어지는 고도 처리방법에 있어서,
    상기 유입원수를 하 폐수 성상에 따라 무산소조 및 혐기조로 분할 공급하는 것을 특징으로 하는 오. 폐수 및 하수의 질소, 인 제거를 위한 고도 처리방법.
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