KR100462414B1 - 하수처리용 수조간 처리수유동 안정화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하수고도처리시설의 일종인 연속회분식반응조(SBR;Sequencing Batch Reactor)에 있어서, 수조간 처리수의 유동을 안정화하고, 최적 반응조건 조성을 위한 소기의 유량을 유지할 수 있도록 한 것으로, 하수의 공급측 수조와 수수(收受)측 수조를 연결하는 펌프, 압송관 및 투입관과, 하수의 과잉공급 및 펌프의 과부하 방지를 위하여 공급측 수조로의 처리수 반송을 유도하는 연결곡관 및 조정관, 그리고 투입관에서의 하수 방류 충격을 완화하는 안정판 등으로 구성된다.
본 발명을 통하여, 내부에 격벽이 설치된 연속회분식반응조에 있어서, 분할된 수조의 완벽한 격리가 가능하도록 하여 처리단계별 수조의 운용효율을 제고하는 효과를 얻을 수 있으며, 하수의 공급과정에서 야기되는 침전층의 교란을 최소화함으로써, 슬러지 등 침전물의 부상으로 인한 2차오염을 방지하는 효과 또한 얻을 수 있다.

Description

하수처리용 수조간 처리수유동 안정화장치{Flow stabilizer between clarifier basins for wastewater treatment}
본 발명은 하수고도처리시설의 일종인 연속회분식반응조(SBR;Sequencing Batch Reactor)에 있어서, 수조간 처리수의 유동을 안정화하고, 최적 반응조건 조성을 위한 소기의 유량을 유지할 수 있도록 한 것으로, 하수의 공급측 수조와 수수(收受)측 수조를 연결하는 펌프, 압송관 및 투입관과, 하수의 과잉공급 및 펌프의 과부하 방지를 위하여 공급측 수조로의 처리수 반송을 유도하는 연결곡관 및 조정관, 그리고 투입관에서의 하수 방류 충격을 완화하는 안정판 등으로 구성된다.
인구와 산업시설의 과밀·집중도가 높아 오염원의 특성이 매우 복잡하고, 연중 강수량의 홍수기 집중으로 평상시 갈수상태의 하천이 유지되어 절대적 하천유량이 부족한 우리나라에 있어서, 배출되는 하·폐수를 최대한 정화하여 배출함으로써 오염부하를 줄이는 것 만이 수질개선을 위한 유일한 해법이라 할 수 있으며, 그에 따라 물리, 생화학적 기법을 복합 적용하여 하수내의 부유물 및 유기물 뿐 아니라 질소(N)와 인(P) 등의 영양염류까지 처리하는 고도처리시설에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다.
하수의 고도처리에 있어서 질소(N)와 인(P) 등의 영양염류제거를 위한 기본과정은 혐기단계, 폭기단계, 무산소단계 및 침전단계로 이루어지며, 오염부하나 오염원 특성에 따라 이들 과정을 반복 또는 조합함으로써 소기의 처리효과를 얻게 되는데, 이러한 하수의 고도처리공법은 각 처리단계를 수행함에 있어서 처리시설의 설치 및 운용 양태에 따라 다양한 공법으로 세분화 될 수 있다.
본 발명이 적용되는 연속회분식반응조(SBR;Sequencing Batch Reactor)공법은 하나의 반응조를 간헐적으로 폭기하는 방식으로 운영함으로써, 하나의 반응조가 혐기조, 폭기조, 무산소조 및 침전조의 역할을 모두 수행할 수 있도록 한 것으로, 각 반응단계별로 별도의 수조를 운용하지 않아도 되므로 하수처리장의 소요부지면적을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 하수의 오염유형에 따라 탄력적인 운영이 가능한 등의 장점이 있다.
이러한, 연속회분식반응조에 있어서 단일수조로 구성된 반응조만으로는 연속적인 하수 유입이 불가능하므로, 도 1 및 도 2에서와 같이, 하단부에 통수구(231)가 형성된 격벽(230)을 설치하여 반응조를 1차수조(210) 및 2차수조(220)로 분할함으로써 실질적으로 2개의 반응조를 운용하는 방식이 통상적으로 사용되고 있다.
도 1 및 도 2에서와 같이 격벽(230)이 구성된 연속회분식반응조의 경우 2차수조(220)에서 산기구(223)를 통한 폭기가 진행중이라도, 1차수조(210)의 혐기상태를 유지할 수 있어서, 폭기단계에서의 원수(301) 유입을 차단할 필요가 없으며, 따라서 원수(301)의 연속유입이 가능하게 되는 것으로, 2차수조(220)를 거치면서 탈질(脫窒) 및 탈인(脫燐)처리된 상층의 처리수(302)는 집수기(集水器)(221) 및 방류구(222)를 거쳐 배출되게 된다.
그러나, 이렇듯 격벽(230) 하단부에 통수구(231)가 설치된 종래의 연속회분식반응조에서는, 혐기상태의 원수(301)가 통수구(231)를 통하여 공급되는 과정에서, 2차수조(220)에 기 형성된 침전층(303)을 교란하는 심각한 문제점이 있었다.
또한, 원수(301)의 유입량이 소정치 이하가 될 경우 원수(301)와 처리수(302)가 정체될 뿐 아니라, 각 수조별 하수의 완벽한 격리가 구조적으로 불가능하므로 각 수조의 완벽한 혐기 또는 폭기상태유지가 불가능하며, 따라서 처리단계별 수조의 운용효율이 저하되는 심각한 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 내부에 격벽이 설치되어 1차수조 및 2차수조로 분할된 하수처리용 수조에 있어서, 격벽자체에 통수구를 형성하지 않고 펌프와 압송관 및 투입관 등을 통하여 1차수조의 하수를 2차수조로 압송함으로써, 수조간의 완벽한 격리가 가능하도록 하였으며, 격벽을 관통하여 1차수조와 2차수조를 연결하는 연결곡관을 통하여 2차수조의 처리수가 소정수위 이상이 되면 1차수조로 반송될 수 있도록 구성함으로써 하수의 과잉공급 및 펌프의 과부하를 방지할 수 있도록 하였다.
또한, 2차수조측 격벽면에는 투입관 및 연결곡관을 둘러싸는 안정판을 설치하여 공급되는 하수로 인하여 2차수조에 기 형성된 침전층이 교란되는 것을 방지할 수 있도록 하였다.
도 1은 종래 하수처리용 수조의 부분절단 사시도
도 2는 종래 하수처리용 수조의 대표단면도
도 3은 본 발명이 적용된 하수처리용 수조의 부분절단 사시도
도 4는 본 발명의 상세도
도 5는 본 발명이 적용된 하수처리용 수조의 대표단면도
도 6은 본 발명의 작동방식 모식도
<도면이 주요부분에 대한 부호설명>
111 : 흡입구
112 : 압송관
113 : 투입관
114 : 연결곡관
115 : 조정관
119 : 펌프
210 : 1차수조
211 : 유입구
220 : 2차수조
221 : 집수기(集水器)
222 : 방류구
223 : 산기구(散氣口)
230 : 격벽
231 : 통수구
232 : 안정판
301 : 원수
302 : 처리수
303 : 침전층
본 발명의 상세한 구성 및 작동원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선 도 3 내지 도 5에서와 같이, 본 발명의 기본적인 구성은 흡입구(111), 펌프(119), 압송관(112), 투입관(113), 연결곡관(114) 및 조정관(115) 등으로 이루어지며, 각 수조별 수위조건에 따라 도 6에서와 같이 작동하게 된다.
도 4에서와 같이, 흡입구(111)를 통하여 흡입된 1차수조(210)의 원수(301)는 펌프(119)를 통하여 가압되어 압송관(112)과 이와 연결된 투입관(113)을 통하여 2차수조(220)로 공급되며, 투입관(113)은 격벽(230)을 관통하는 연결곡간(114)을 통하여 1차수조(210)의 조정관(115)과 연결되어 2차수조(220)가 소정수위 이상이 되면 공급되던 원수(301) 또는 2차수조(220)의 처리수(302)가 다시 1차수조(210)로 반송되게 된다.
여기서, 연결곡관(114)은 조정관(115)측 연결부가 투입관(113)측 연결부 보다 높게 형성되도록 하고, 조정관(115)의 상단을 개방함으로써, 단순히 2차수조(220)의 수위가 1차수조(210)의 수위보다 높기만 하면 반송이 이루어지는 것이 아니라, 2차수조(220)의 수위가 연결곡관(114)의 최정점(最頂點) 이상이 될 경우만 반송이 이루어지도록 한 것이다.
즉, 조정관(115)의 상부를 개방하여 대기압이 작용하도록 함으로써, 연결곡관(114)이 사이펀(Siphon)처럼 작용하지 않도록 한 것이다.
본 발명에 있어서 1차수조(210) 및 2차수조(220)이 수위조건에 따른 하수의 유동상태는 도 6에 도시되어 있으며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선 초기단계라 할 수 있는 1차수조(210)의 수위가 2차수조(220)의 수위보다 높을 경우에는 1차수조(210)의 하수가 2차수조(220)로 공급되게 되며, 2차수조(220)이 수위가 1차수조(210)의 수위보다 높더라도 연결곡관(114)의 최정점 이하일 경우에는 1차수조(210)에서 흡입된 하수 전량이 2차수조(220)로 공급되게 된다.
2차수조(220)의 수위가 연결곡관(114)의 최정점 이상이 되면, 1차수조(210)에서 흡입된 하수 일부가 1차수조(210)로 반송되며, 경우에 따라서 2차수조(220)의 하수가 연결곡관(114)을 통하여 유입될 수도 있다.
도시되지는 않았지만, 1차수조(210)로는 원수(301)가 외부에서 지속적으로공급되는 상태이며, 2차수조(220)에서는 처리가 완료된 처리수(302)가 지속적으로 배출되고 있으므로, 1차수조(210) 및 2차수조(220) 공히 연결곡관(114)의 정점 인근의 수위가 유지되는 정상(定常)상태가 유지될 수 있다.
이와 같이 소정의 수위와 유량 범위를 유지하며 각 수조가 운영되던 중에 1차수조(210)로의 원수(301) 유입이 줄어들게 되면, 1차수조(210)의 수위가 2차수조(220)의 수위에 비하여 현저하게 저하되고, 1차수조(210)에서 흡입된 하수가 다시 반송될 뿐 아니라, 2차수조(220)의 처리수(302) 또한 다량 유입되게 되어, 1차수조(210)의 지나친 수위저하를 방지하게 된다.
이러한, 반송 또는 역류를 통하여 2차수조(220)의 수위 및 유입유량을 적정하게 유지할 수 있을 뿐 아니라, 1차수조(210)로의 급격한 수위저하를 방지하여 소요 양정을 적정하게 유지함으로써, 펌프(199)의 과부하 또한 방지하게 된다.
이렇듯, 본 발명에서는 1차수조(210)와 2차수조(220)사이의 하수유동을 펌프(119)와 압송관(112), 투입관(113), 연결곡관(114) 및 조정관(115)을 통하여 적절하게 유지 및 조정함으로써 각 수조의 운영효율을 극대화할 뿐 아니라, 투입관(113)을 통하여 2차수조(220)로의 하수공급이 이루어지도록 함으로써, 하수에 포함된 유효 미생물의 충격을 최소화 하고, 2차수조(220)에 기 형성된 침전층(303)의 교란을 최소화 하였다.
또한, 전술한 구성 외에도, 2차수조(220)측의 격벽(230)에 투입관(113) 및 연결곡관(114)을 둘러싸는 'ㄷ'자 형의 안정판(232)을 설치함으로써, 원수(301) 유입에 의한 침전층(303)의 교란 방지는 물론, 2차수조(220) 내 처리수(302)의 불요(不要)유동을 방지할 수 있도록 하였다.
결국 본 발명의 기술요지는 내부에 격벽(230)이 설치되어 1차수조(210) 및 2차수조(220)로 분할된 하수처리용 수조에서 1차수조(210)의 하수를 2차수조(220)로 공급하는 장치에 있어서, 격벽(230)을 관통하는 연결곡관(114)과, 연결곡관(114)의 1차수조(210) 및 2차수조(220)측 단에 각각 연결되는 조정관(115) 및 투입관(113)과, 1차수조(210)에 형성된 흡입구(111) 및 이와 연결된 펌프(119)와, 펌프(119)와 투입관(113)상부를 연결하는 압송관(112)으로 구성되되, 상기 조정관(115)의 상단은 개방되고, 연결곡관(114)의 조정관(115)측 연결부가 투입관(113)측 연결부보다 높게 형성됨을 특징으로 하는 하수처리용 수조간 처리수유동 안정화장치로서, 투입관(113) 및 연결곡관(114)을 둘러싸는 안정판(232)이 격벽(230)의 2차수조(220)측 면에 설치되되, 안정판(232)의 상단과 하단이 각각 2차수조(220)의 최대수위 이상 및 투입관(113)의 하단 이하에 위치함을 특징으로 하는 하수처리용 수조간 처리수유동 안정화장치이다.
본 발명을 통하여, 내부에 격벽이 설치된 연속회분식반응조에 있어서, 분할된 수조의 완벽한 격리가 가능하도록 하여 처리단계별 수조의 운용효율을 제고하는 효과를 얻을 수 있으며, 하수의 공급과정에서 야기되는 침전층의 교란을 최소화함으로써, 슬러지 등 침전물의 부상으로 인한 2차오염을 방지하는 효과 또한 얻을 수 있다.

Claims (2)

  1. 내부에 격벽(230)이 설치되어 1차수조(210) 및 2차수조(220)로 분할된 하수처리용 수조에서 1차수조(210)의 하수를 2차수조(220)로 공급하는 장치에 있어서,
    격벽(230)을 관통하는 연결곡관(114)과;
    연결곡관(114)의 1차수조(210) 및 2차수조(220)측 단에 각각 연결되는 조정관(115) 및 투입관(113)과;
    1차수조(210)에 형성된 흡입구(111) 및 이와 연결된 펌프(119)와;
    펌프(119)와 투입관(113)상부를 연결하는 압송관(112)으로 구성되되;
    상기 조정관(115)의 상단은 개방되고, 연결곡관(114)의 조정관(115)측 연결부가 투입관(113)측 연결부보다 높게 형성됨을 특징으로 하는 하수처리용 수조간 처리수유동 안정화장치.
  2. 제1항에 있어서, 투입관(113) 및 연결곡관(114)을 둘러싸는 안정판(232)이 격벽(230)의 2차수조(220)측 면에 설치되되, 안정판(232)의 상단과 하단이 각각 2차수조(220)의 최대수위 이상 및 투입관(113)의 하단 이하에 위치함을 특징으로 하는 하수처리용 수조간 처리수유동 안정화장치.
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