KR100473710B1 - 오수의 고도처리장치 및 그 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존에 오수처리시설에서 처리대상인 유기물질(BDO)과 부유물질(SS)의 제거뿐만 아니라 수계의 부영양화를 가속시키고 용존산소를 고갈시키는 등의 수질개선에 부정적인 영향을 미치는 질소와 인을 효율적으로 제거할수 있게함과 아울러 오수의 정량공급수단에 의해 오수처리효율을 크게 높일 수 있게한 오수의 고도처리장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.

즉, 오수유입부(12)에 2단계로 설치된 스크린(11)(11')에 의해 오수를 여과시키는 스크린조(10), 상기 스크린조(10) 일측에 배치되어 오수의 침전분리 및 오수를 정량 공급할 수 있게한 유량조정조(20), 혐기성 미생물에 의한 유기물 분해를 처리하는 혐기성반응조(30), 탈질화 미생물을 확보하여 처리하는 무산소반응조(40)를 구비하고 상기 무산소반응조(40) 일측에 배치되어 호기성 미생물에 의한 유기물처리를 하는 폭기조(50), 슬러지를 하부로 침전시키고 상등수만 방류하는 침전조(60)를 포함하고 상기 폭기조에서 다시 혐기성반응조로 반송시키는 1차 내부반송라인(70)과, 상기 침전조에서 유량조정조로 반송시키는 2차 내부반송라인(80)이 구비되어 있는 오수의 고도처리장치 및 그 처리방법이다.

Description

오수의 고도처리장치 및 그 처리방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISPOSING SEWAGE WITH HIGH ACCURACY}

본 발명은 기존에 오수처리시설에서 처리대상인 유기물질(BDO)과 부유물질(SS)의 제거뿐만 아니라 수계의 부영양화를 가속시키고 용존산소를 고갈시키는 등의 수질개선에 부정적인 영향을 미치는 질소와 인을 효율적으로 제거할수 있게함과 아울러 오수의 정량공급수단에 의해 보수처리효율을 크게 높일수 있게한 오수의 고도처리장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 질소와 인을 함유한 배출수는 호수와 저수지의 부영양화를 가속시키거나 얕은 하천에서 조류와 수생식물의 성장을 촉진시키는 등 영양물질 또는 제한인자가 되어 수자원의 이용을 저해시키는 요소로 작용하고 있다.

또한 처리된 유출수내의 질소농도가 높은 경우에 수중용존산소를 고갈시키고, 수생식물에 독성을 유발하며 정수처리시 염소소독의 효율에 영향을 주며, 공공보건상의 위해를 가하는 등의 부정적인 영향을 미치게 되므로 질소및 인을 제거하기 위한 오수처리시설이 요구되고 있으나 하수처리장치가 설치되지 않은 농어촌지역이나 도시외곽지역등에서는 소규모 오수처리시설에서는 유기물질(BOD)와 부유물질(SS)만을 제거하고 질소및 인을제거하는 오수의 고도처리의 수단을 갖추지 못하여 수계에 나쁜 영향을 미치고 있다.

한편, 기존의 오수처리시설에서의 또다른 문제점은 오수의 정량공급수단이 구비되지 못하여 오수처리효율이 떨어지게 되었는바, 예를 들어 오수를 많이 배출하는 시간대(아침시간 : 07 ∼09시, 점심시간 11∼14시, 저녁시간: 19∼21시)에 집중투입되므로 오수처리를 효과적으로 수행할수 없을 뿐만 아니라, 교육시설과 같은 특정시기에 집중적으로 오수가 유입되고 학생들의 방학기간동안에는 미생물활동이 억제되는 시기에는 미생물생육조건이 나빠지면서 오수처리효율이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 혐기성조와 무산소조, 폭기조를 거치면서 부영양화를 초래하는 인을 처리하는데 최적화를 이루게하고 폭기조에서 다시 혐기성조로 내부반송라인을 설치하여 혐기성조에서 무산조를 거치면 질산화반응으로 질소가스로 배출되어 탈질이 일어나 질소를 제거할수 있게 한다.

또한, 오수가 유입되는 유량조정조에 정량공급수단을 구비하여 항상 일정한 오수가 투입되어 오수처리효율을 높일수 있도록하고, 침전조에서 유량조정조로 오니반송수단을 구비하여 미생물활동이 억제되는 시기등에 각종 미생물의 생육조건을 활성화할수 있도록 한 것이다.

본 발명의 오수의 고도처리장치는, 오수유입부에 오수를 여과시키는 스크린조와; 상기 스크린조 일측에 배치되어 오수의 침전분리및 오수를 정량공급하는 유량조정조와; 상기 유량조정조의 일측에 배치되어 혐기성미생물에 의한 유기물 분해를 처리하는 혐기성반응조와; 상기혐기성반응조의 일측에 배치되어 조내의 탈질화미생물을 확보하여 처리하는 무산소반응조를 구비하고 상기무산소반응조일측에 배치되어 호기성미생물에 의한 유기물분해를 처리하는 폭기조와; 상기 폭기조의 일측에 배치되어 슬러지를 하부로 침전시키고 상등수만 방류하는 침전조를 포함하고 상기 폭기조에서 다시 혐기성 반응조로 반송시키는 1차 내부반송라인과; 상기 침전조의 하부슬러지는 유량조정조로 반송시키는 2차내부반송라인이 구비되어 있다.

그리고 본 발명의 오수처리단계는, 오수가 유입되면서 스크린을 통과하여 오수에 포함된 입자가 큰 부유물을 제거하는 여과공정과, 상기 여과공정을 거쳐유입된 오수가 유량조정조에 침전되는 한편 정량공급관을 통해 혐기성반응조에 오수를 정량공급하는 공정과; 상기정량공급되는 오수가 혐기성반응조에서 혐기성미생물에 의해 유기물을 환원분해하여 무기화합물의 배출이 이루어지는 혐기성분해공정과; 상기 유기물의 분해된 오수가 무산소반응조에서 질산화가 일어나 질소가스로 배출되어 탈질이 일어나 질소를 제거하는 무산소반응공정과; 유입된 오수가 폭기조에서 호기성미생물에 의한 유기물분해를 처리하는 호기성분해공정과; 상기 분해된 오수가 침전조에서 슬러지를 하부로 침전시키고 상등수만 방류하는 침전공정과; 상기 폭기조에서 다시 혐기성반응조로 오수가 내부반송되어 무산소를 거치면서 탈질이 일어나 질소를 제거하는 탈질화 공정과; 상기 침전조에서 유량조정조로 슬러지를 내부반송하여 재처리하고 유기물의 량을 조절하는 오니반송공정으로 이루어진다.

한편, 본 발명의 오수의 고도처리장치를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 도2내지 도6은 처리장치를 FRP(유리섬유 강화프라스틱)로 구성한 것을 나타내고, 도 7 내지 도 8은 콘크리트 구축물에 의해 구성한 것을 나타내고 있는 바와 같이 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이러한 본 발명은 크게 나누어 스크린조와(10)와 유량조정조(20)와 혐기성반응조(30)과 무산소반응조(40)와 폭기조(50)와 침전조(60) 및 1,2차 내부반송라인(70)(80)으로 되어 있고 전체적인 가동수단은 자동타이머장치(도시되지않음)에 의해 이루어진다.

스크린조(10)는, 오수가 유입되는 유입구(12)의 내측에 약 50mm정도의 항목스크린(11)과 20mm정도의 세목스크린(11')이 설치되어 유입되는 오수에 포함되어 있는 입자가 큰 부유물을 제거한 다음 유량조정조(20)로 보내진다.

유량조정조(20)는, 오수의 침전분리기능을 함과 아울러 공기펌프(21)에 의해 오수를 하부에서 상부로 끌어올리는 정량 공급관(22)이 설치되어 조정조 하부의 오수를 상부의 계량실(23)을 거쳐 혐기성반응조(30)로 정량공급이 되게하며, 또한 조정조 일측에는 산기관(24)을 설치하여 공기를 주입하는 수단으로 교반역할을 하면서 유기물을 제거한다.

혐기성반응조(30)는, 조내부를 하부가 관통되게 수직격벽(31)을 형성하여 일측은 오수유입 공간부(32)를 구성하고 타측은 미생물접착이 우수하고 생육에 적합한 접촉재가 설치된 접촉재부(33)를 구성하여 혐기성반응조(30)에서 오수가 약15시간정도상향흐름식으로 체류하면서 혐기성 미생물에 의한 유기물 분해를 한다음 무산소반응조(40)로 보내진다.

무산소반응조(40)는 하부가 관통된 수직격벽(41)을 형성하여 일측을 오수유입공간부(42)를 구성하고 타측은 접촉재가 설치된 접촉재부(43)를 구성하여 오수가 약2시간 체류하면서 상향식 흐름방식으로 조내의 탈질화 미생물을 확보하여 처리한 다음 폭기조(50)로 보내진다.

폭기조(50)는, 제1폭기조(50a)와 제2폭기조(50b)로 분할 구성하되 폭기조(50)내에 산기관(51)(51')과 접촉여재(ABC ring)(52)(52')을 각각 설치하여 산기관(51)(51')을 통해 유입되는 오수에 산소를 공급하여 호기성균이 오수속의 용존산소를 소비하고 오염원인 유기물을 산화분해해서 유기화합물을 침점조(60)로 방출한다.

상기 접촉여재(52)(52')는 세사를 나선형(Loop)으로 수없이 짠 여체(media)를 지지체(module)에 고정한 접촉재(ABC ring)를 다단식 폭기조에 설치한 일종의 생물접촉 산화법으로 매체(media)인 링(ring)의 특수성으로 인하여 부착미생물막이 고점도의 호기성균으로 둘러쌓여 탈락이 거의 없을 뿐만아니라 표면에서는 호기성산화가 이루어지며, 심부에서는 혐기성 분해가 일어나 BOD부하가 커서 높은 처리효율을 갖게한다.

침전조(60)는, 정류통(61)을 통해 유입된 오수에서 슬러지를 하부로 침전시키고 상등수만 일측에 설치된 소포수조(62) 및 소독조(63)를 거쳐 방류가 된다.

또한, 소포수조(62)에는 산기관(64)과 소포펌프(65)를 설치하고 소포펌프(65)와 연결된 소포노즐(53)을 폭기조(50)에 설치하여 거품제거기능을 갖도록 한다.

1차내부반송라인(70)은, 제2폭기조(50a)에서 다시 혐기성반응조(30)로 반송되는 라인을 설치하여 혐기성반응조(30)에서 무산소를 거치면서 질산화가 일어나 질소가스로 배출되어 탈질이 일어나 질소가스를 제거한다.

2차 내부반송라인(80)은, 침전조(60)에서 유량조정조(20)로 반송되는 라인을 설치하여 침전조(60) 하부의 슬러지를 유량조정조(20)로 반송하여 재처리할 수 있게 하며, 또한 유기물의 량을 조정가능하게 하므로서,

특히, 교육시설(초,중고등학교, 대학교)에서는 하절기 방학과 동절기 방학동안에는 미생물활동이 억제되어 처리효율이 많이 떨어지는 경향이 있는데 이를 2차내부반송라인(80)에서 미처리된 오수는 다시 유량조정조(20)로 반송하여 각종 미생물등이 생육할 수 있는 환경을 조성하여 처리효율을 극대화할 수 있게 한다.

이와같이 된 본 발명은 처리장치의 유입구(12)로 오수유입이 이루어지면 유입구(12) 내측의 스크린조(10)에 설치된 항목스크린(11)과 세목스크린(11')에 의해 오수에 포함된 부유물이 2단계로 걸러진 다음 유량조정조(20)로 보내지게 되며, 유량조정조(20)에서는 산기관(24)에 의해 오수가 교반되어 유기물이 제거되고 침전분리된 다음 정량공급관(22)으로 계량실(23)을 통해 혐기성 반응조(30)에 정량공급이 이루어진다.

혐기성반응조(30)에서는 오수가 상향 흐름식으로 체류하면서 혐기성미생물에 의한 유기물 분해를 한 다음 무산소반응조(40)로 보내지게 되며, 무산소반응조(40)에서 상향흐름방식으로 조내의 탈질화미생물을 확보하여 처리한 다음 폭기조(50)로 보내진다.

폭기조(50)에서 인위적으로 산소를 공급하여 호기성 미생물을 이용하여 처리효율을 극대화 하게된다.

상기 혐기성 반응조(30)와 무산소반응조(40)와 폭기조(50)를 거치면서 부영양화를 초래하는 인을 처리하는데 최적화를 이루게된다.

그리고 폭기조(50)에서 다시 혐기성반응조(20)로 설치된 1차 내부반송라인(70)에 의해 혐기성반응조(30)에서 무산소반응조(40)를 거치면서 질산화가 일어나 질소가스로 배출되어 탈질이 일어나 질소를 제거하게된다.

한편, 폭기조(50)에서 처리된 오수를 침전조(60)에서 슬러지를 하부로 침전시킨 상등수만 방류하게 되며, 침전조(60)의 하부슬러지는 유량조정조(20)로 반송하여 재처리할 수 있게됨과 아울러 유기물의 량을 조정가능하게 되어 미생물 활동이 억제되는 시기에 각종미생물들이 생육할 수 있는 환경을 조성하여 처리효율을 높일 수 있게된다.

이와같이 본 발명은 오수에서 유기물질(BOD)와 부유물질(SS)의 제거하게 됨과 아울러 수계의 부영양화를 가속시키고 용존산소를 고갈시키는 등의 영향을 미치는 질소와 인을 효율적으로 제거할 수 있게된다.

또한, 오수의 정량공급수단 및 반송라인등에 의해서 오수처리효율을 극대화시킬 수 있게되는 등 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 오수처리계통도

도 2는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 종단면도

도 3은 도 1의 "가"부분 확대 단면도

도 4는 도 1의 "나"부분 확대 단면도

도 5는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 평단면예시도

도 6의 (a)∼(g)는 도 5의 A∼G부분 측단면도

도 7은 본 발명의 또다른 구성 실시예를 나타낸 측면흐름도

도 8은 도 7의 구성을 평면상에서 도시한 흐름도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스크린조 11,11' : 스크린

12 : 유입구 20 : 유량조정조

21 : 공기펌프 22 : 정량공급관

23 : 계량실 24 : 산기관

30 : 혐기성반응조 31 : 수직격벽

32 : 유입공간부 33 : 접촉재부

40 : 무산소반응조 41 : 수직격벽

42 : 유입공간부 43 : 접촉재부

50 : 폭기조 50a : 제1폭기조

50b : 제2폭기조 51,51' : 산기관

52,52' : 접촉여재 53 : 소포노즐

60 : 정류통 62 : 소포수조

63 : 소득조 64 : 산기관

65 : 소포펌프 66 : 방류수조

67 : 오니농축저장조 68 : 방류수조

Claims (6)

1. 오수유입부(12)에 2단계로 설치된 스크린(11)(11')에 의해 오수를 여과시키는 스크린조(10), 상기 스크린조(10) 일측에 배치되어 오수의 침전분리 및 오수를 정량 공급하는 유량조정조(20), 혐기성 미생물에 의한 유기물 분해를 처리하는 혐기성반응조(30), 탈질화 미생물을 확보하여 처리하는 무산소반응조(40)를 구비하고, 상기 무산소반응조(40) 일측에 배치되어 호기성 미생물에 의한 유기물처리를 하는 폭기조(50), 슬러지를 하부로 침전시키고 상등수만 방류하는 침전조(60)를 포함하고, 상기 폭기조에서 다시 혐기성반응조로 반송시키는 1차 내부반송라인(70)과, 상기 침전조에서 유량조정조로 반송시키는 2차 내부반송라인(80)이 구비되어 있는 특징으로 하는 오수의 고도처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 유량조정조(20)는, 스크린조(10)와 혐기성반응조(30)사이에 연결배치하고 정량공급관(22)이 설치되어 공기펌프(21)에 의해 조정조하부의 오수를 상부의 계량실(23)로 끌어올려 혐기성 반응조(30)로 정량공급시키고 일측에 산기관(24)이 설치되어 교반작용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 오수의 고도처리장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 혐기성반응조(30)와 무산소반응조(40)는 조내부를 하부가 관통된 수직격벽(31)(41)을 각각 형성하여 일측을 오수유입공간부(32)(42)를 구성하고 타측은 접촉재부(33)(43)를 구성하여 상향흐름식으로 체류하면서 혐기성 분해 및 탈질화 처리를 할 수 있도록 한 것을 특징으로하는 오수의 고도처리장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 폭기조(50)는, 무산소반응조(40)와 침전조(60) 사이에 연결배치하고 제1폭기조(50a)와 제2폭기조(50b)로 분할 구성하되 폭기조(50)내에 산기관(51)(51')과 접촉여재(ABC ring)(52)(52')을 각각설치하여 호기성 분해를 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 오수의 고도처리장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 침전조(60)는, 정류통(61)이 설치되어 유입되는 오수에 포함된 슬러지를 하부로 침전시키고 상등수를 일측에 설치된 소포수조(62) 및 소독조(63)를 거쳐 방류되고 소포수조(62)를 산기관(64)과 소포펌프(65)가 설치되어 폭기조(50)의 소포노즐(53)에 연결시켜서 됨을 특징으로 하는 오수의 고도처리장치.
6. 유입되는 오수에 포함된 부유물을 제거하는 여과공정과;

   상기 여과공정을 거친 오수를 유량조정조에 침전시키고 혐기성 반응조에 오수를 정량공급하는 공정과,

   상기 정량공급된 오수를 혐기성 반응조에서 혐기성 미생물에 의해 유기물을 환원분해하여 무기화합물의 배출이 이루어지는 혐기성 분해공정과;

   상기 유기물이 분해된 오수를 무산소 반응조에서 탈질이 일어나 질소를 제거하는 무산소반응공정과;

   상기 오수가 유입되어 폭기조에서 호기성 미생물에 의한 유기물 분해를 처리하는 호기성분해공정과;

   상기 분해된 오수가 침전조에서 슬러지를 하부로 침전시킨 상등수만 방류하는 침전공정과;

   상기 폭기조에서 다시 혐기성 반응조로 오수가 내부반송되어 무산소를 거치면서 탈질이 일어나는 탈질화공정과;

   상기 침전조에서 유량조로 슬러지를 내부 반송하고 유기물의 량을 조정하는 오니반송공정으로 이루어진것을 특징으로 하는 오수의 고도처리방법.