KR100535379B1 - 디켄터 및 이를 사용한 다단계 회분식 처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수, 오수, 축산폐수, 분뇨 등을 고도처리하는 회분식 처리시스템의 반응조에 설치하여 상등수를 배출시키기 위한 디켄터를 제공한다. 이 디켄터는 반응조내에 수직으로 설치되는 한쌍의 가이드 바, 이 한쌍의 가이드 바에 양측이 상하운동가능하도록 결합되는 하우징 유니트 및, 이 하우징 유니트와 와이어로 접속되어 하우징 유니트를 가이드 바를 따라 상하로 이송시키기 위해 반응조의 외부 지면에 설치되는 위치 조절 유니트를 구비하여 이루어진다. 이때 하우징 유니트는 내부 공간을 형성하여 내부 공간에 유입구와 배출구를 갖는 수중 펌프가 설치되며, 측면에 외부와 내부 공간이 연통되는 유입홀이 형성되고, 수중 펌프의 배출구에 결합되는 배출관이 외부로 연장되는 유출홀이 형성된다. 이와 같은 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템은 유량 조정조, 제 1 반응조 및 제 2 반응조를 구비하여 이루어진다. 유량 조정조는 처리하고자 하는 원수를 수용하고, 수용된 원수를 외부로 배출시키기 위한 유량 조정 펌프가 설치된다. 제 1 반응조는 유량 조정 펌프에 의해 배출되는 원수를 수용하고, 수용된 원수의 상등수를 외부로 배출시키기 위한 제 1 디켄터가 설치된다. 제 2 반응조는 제 1 디켄터에 의해 배출되는 상등수를 수용하고, 수용된 상등수의 처리수를 외부로 배출시키기 위한 제 2 디켄터가 설치된다.

Description

디켄터 및 이를 사용한 다단계 회분식 처리시스템{DECANTER AND SEVERAL SEQUENCING BATCH REACTOR USING THE DECANTER}

본 발명은 디켄터 및 이를 사용한 다단계 회분식 처리시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 스컴이나 슬러지층의 교란없이 안정된 처리수질을 확보할 수 있도록 하기 위해 반응조에 설치되어 상등수를 배출하는 디켄터 및 이를 사용한 다단계 회분식 처리스시템에 관한 것이다.

단일의 반응조를 사용하여 유기물과 질소(N) 및 인(P)을 포함하는 하수, 오수, 축산폐수, 분뇨 등을 고도처리하는 회분식 처리시스템{SBR; Sequencing Batch Reactor}이 제안되어 있다. 이와 같은 회분식 처리시스템은 다른 생물학적 오폐수 처리시스템에 비해 설치면적이 작고, 공정이 단순하며, 시설비 및 운전비가 저렴하다는 등의 이유로 다양한 형태로 오폐수처리분야에 적용되고 있다. 예컨대, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0378228호 "하폐수 처리장치"는 단일의 반응조에 바실러스속 세균을 배양해서 하폐수를 처리하는 기술을 제안하고 있다.

또한 공개특허공보 공개번호 제10-2004-0006926호 내부순환형 연속회분식 반응장치를 이용한 하수처리방법"은 다목적조와 주반응조가 별도로 구비되고, 양 조 내의 물질교환을 위하여 자동이송장치, 내부액순환장치, 슬러지반송라인이 구비된 연속회분식 반응장치를 이용하는 하수처리방법에 있어서, 운전상황에 따라 내부액순환장치를 가동시켜 단계적으로 다목적조 내의 반응액을 주반응조로 이송시켜 탈질·탈인에 필요한 탄소원을 제공하고, 주반응조는 연속회분식 반응공정으로 운전되며, 다목적조는 주반응조의 운전공정 중 반응기에는 혐기조 또는 무산소조로 운전되고, 그 외의 시간에는 유량조절조로 운전되는 기술을 제안하고 있다.

한편 이와 같은 회분식 처리시스템에서 반응조에 수용된 처리수에서 상등수만을 배출하도록 하는 디켄터가 제안되어 사용되고 있다. 예컨대, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0470175호 "부유식 혼합 디켄터"는 물위에 떠 있도록 부력을 구비한 부력탱크와, 이 부력탱크의 중심부에 설치되는 실린더와, 이 실린더 내부에 설치되어 전기적인 신호에 따라 정회전 또는 역회전하는 구동부와, 이 구동부와 결합되며 구동부의 회동에 따라 정회전 또는 역회전하는 스크류와, 중앙에 나사홀이 형성되며 스크류에 결합되어 스크류의 동력을 전달받는 이송판과, 이송판을 내주연에 결합시키며, 이송판의 유동에 따라 상하로 유동되어 실린더에 착탈되는 이송관과, 이 이송관의 하부에 결합되며 다수개의 유입홀을 구비하여 하부로 하강시 상징수를 외부로 배출하기 위한 유입관과 유입관의 하부에 부착되어 유입관의 움직임에 따라 스컴의 유입을 막는 스컴방지막을 구비하여 이루어지는 디켄터를 제안하고 있다.

도 1은 종래 회분식 처리시스템에 사용된 디켄터의 문제점을 설명하기 위한 도면이다. 도 1를 참조하면, 종래 디켄터(500)는 반응조(600)내의 수면상에 부유되도록 설치되고, 디켄터(500)에 의해 흡입된 상등수는 디켄터(500)의 하방향으로 연장되어 설치된 배출호스(510)를 통해 배수조(610)로 유입된다. 그리고 배수조(610)에 수용되는 상등수는 기타 처리조(620)로 별도의 펌프 유니트(700)에 의해 배출된다.

그런데 이와 같은 디켄터(500)는 하방향으로 설치되는 배출호스(510)를 통해 상등수를 배출시키는 구조를 가지고 있으므로, 상등수를 수용하기 위한 별도의 배수조(610)가 설치되어야 하고, 이 배수조(610)로부터 기타 처리조(620)로 수용된 상등수를 배출시키기 위한 펌프 유니트(700)가 구성되어야 하는 문제점이 있다. 특히 디켄터(500)에 의해 배출되는 상등수는 배수조(610)의 하방으로 유입되도록 구성되므로 배수조(610)의 수위가 반응조(600)의 수위보다 높아야 하고, 펌프 유니트(700)를 사용하여 배수조(610)의 수위를 항시 조절해야 하는 문제점이 있다. 그리고 통상 디켄터(500)는 스컴이나 슬러지층의 교란없이 안정된 처리수질을 확보할 수 있도록 해야 하는데, 종래 기술은 반응조(600)의 수위가 낮을 경우 하부 슬러지에 근접되어 스컴 유출로 인한 처리수질이 악화되고, 부유물질이 유입되므로써 여과장치의 설비가 부가적으로 필요하거나 이를 해결하기 위해 전자밸브 등이 부가적으로 적용되어야 한다. 따라서 종래 디켄터(500)는 열악한 환경에서 발생되는 전자요소의 잦은 고장으로 인해 유지관리의 어려움을 동반하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 전자 밸브와 같은 전자요소를 적용하지 않고도 비교적 간단하게 구성하여 스텀이나 슬러지층의 교란없이 상등수를 안정적으로 배출할 수 있도록 할 수 있는 새로운 형태의 디켄터 및 이를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 반응조의 수위가 낮아지는 경우에도 효과적으로 대처할 수 있고, 스컴이나 슬러지가 디켄터의 내부로 유입되는 것을 근본적으로 방지할 수 있으며, 시설비의 투자비용 및 유지비용을 절감시킬 수 있는 새로운 형태의 디켄터 및 이를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 하수, 오수, 축산폐수, 분뇨 등을 고도처리하는 회분식 처리시스템의 반응조에 설치하여 상등수를 배출시키기 위한 디켄터를 제공한다. 이 디켄터는 상기 반응조내에 수직으로 설치되는 한쌍의 가이드 바와; 상기 한쌍의 가이드 바에 양측이 상하운동가능하도록 결합되고, 내부 공간을 형성하여 상기 내부 공간에 유입구와 배출구를 갖는 수중 펌프가 설치되며, 측면에 외부와 상기 내부 공간이 연통되는 유입홀이 형성되고, 상기 수중 펌프의 배출구에 결합되는 배출관이 외부로 연장되는 유출홀이 형성된 하우징 유니트 및; 상기 반응조의 외부 지면에 설치되고, 상기 하우징 유니트와 와이어로 접속되어 상기 하우징 유니트를 상기 가이드 바를 따라 상하로 이송시키기 위한 위치 조절 유니트를 포함한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 디켄터에서 상기 하우징 유니트는 상기 내부 공간측에서 상기 유입홀을 덮도록 상기 하우징 유니트의 내부에 결합되는 체크 플레이트를 더 구비하여, 상기 수중 펌프가 작동되었을 때 상기 체크 플레이트가 상기 내부 공간방향으로 열리어 상등수가 유입되도록 할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 디켄터에서 상기 하우징 유니트는 스테인리스 재질로 이루어지고, 측면과 하면이 막히며, 양측면에 상기 유입홀이 형성되고, 상면에 오프닝이 형성되어 상기 수중 펌프가 상기 오프닝을 통해 내부 공간에 수용되어 설치되는 케이스와; 스테인리스 재질로 이루어지고, 상기 유출홀이 형성되며, 상기 와이어가 결합되는 아이볼트가 설치되어 상기 케이스의 상부에 결합되는 커버 및; 상기 케이스의 양측면에 상하로 결합되어 상기 가이드 바가 끼워지는 유-볼트를 구비하고, 상기 체크 플레이트는 상기 유출홀의 상부에 위치되어 상기 케이스에 결합되는 힌지 고정 플레이트에 핀에 의해 힌지 결합될 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 디켄터에서 상기 하우징 유니트는 플라스틱 재질의 관으로 형성되고, 상부에 플랜지가 형성되는 상부 케이스와; 플라스틱 재질의 판으로 형성되고, 상기 유출홀이 형성되며, 상기 와이어가 결합되는 아이볼트가 설치되어 상기 상부 케이스의 상부 플랜지에 결합되어 상기 상부 케이스의 상측을 막는 커버와; 플라스틱 재질의 관으로 형성되고, 하부에 플랜지가 형성되며, 플라스틱 재질의 판으로 형성되는 바닥판이 하부에 결합되어 하측이 막히는 하부 케이스와; 상기 상부 케이스와 하부 케이스로 삽입되는 외경을 갖는 플라스틱 재질의 관으로 형성되고, 측면에 유입홀이 형성되어 상하측이 상기 상부 케이스 및 하부 케이스에 삽입되어 고정되는 중간 케이스 및; 상기 커버와 바닥판의 양측에 서로 대응되는 위치에 상하로 결합되어 상기 가이드 바가 끼워지는 슬라이딩 플레이트를 구비하고, 상기 체크 플레이트는 상기 유출홀의 상부에 위치되어 상기 중간 케이스에 결합되는 힌지 고정 플레이트에 핀에 의해 힌지 결합될 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템은 처리하고자 하는 원수를 수용하고, 수용된 원수를 외부로 배출시키기 위한 유량 조정 펌프가 설치된 유량 조정조와; 상기 유량 조정 펌프에 의해 배출되는 원수를 수용하고, 수용된 원수의 상등수를 외부로 배출시키기 위한 제 1 디켄터가 설치된 제 1 반응조 및; 상기 제 1 디켄터에 의해 배출되는 상등수를 수용하고, 수용된 상등수의 처리수를 외부로 배출시키기 위한 제 2 디켄터가 설치된 제 2 반응조를 포함하되; 상기 제 1 디켄터와 제 2 디켄터는 각 반응조내에 수직으로 설치되는 한쌍의 가이드 바와, 상기 한쌍의 가이드 바에 양측이 상하운동가능하도록 결합되고, 내부 공간을 형성하여 상기 내부 공간에 유입구와 배출구를 갖는 수중 펌프가 설치되며, 측면에 외부와 상기 내부 공간이 연통되는 유입홀이 형성되고, 상기 수중 펌프의 배출구에 결합되는 배출관이 외부로 연장되는 유출홀이 형성된 하우징 유니트 및, 상기 각 반응조의 외부 지면에 설치되고, 상기 하우징 유니트와 와이어로 접속되어 상기 하우징 유니트를 상기 가이드 바를 따라 상하로 이송시키기 위한 위치 조절 유니트를 구비한다.

이와 같은 본 발명에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템에서 상기 하우징 유니트는 상기 내부 공간측에서 상기 유입홀을 덮도록 상기 하우징 유니트의 내부에 결합되는 체크 플레이트를 더 구비하여, 상기 수중 펌프가 작동되었을 때 상기 체크 플레이트가 상기 내부 공간방향으로 열리어 상등수 및 처리수가 유입되도록 할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템에서 상기 제 2 반응조는 하측에 침전되는 활성 오니를 외부로 배출시키기 위한 오니 배출 펌프를 더 구비하여 상기 제 2 반응조의 활성 오니가 상기 제 1 반응조로 반송되도록 할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템에서 상기 제 1 반응조와 제 2 반응조 사이에 무산소조를 더 구비하고, 상기 무산소조는 상기 제 1 반응조의 제 1 디켄터로부터 배출되는 상등수를 수용하고, 수용된 상등수에 유기 탄소원을 공급하여 교반하므로써 질소제거반응으로 상등수를 처리하여 상기 제 2 반응조로 배출되도록 할 수 있다. 이때 상기 제 2 반응조는 하측에 침전되는 활성 오니를 외부로 배출시키기 위한 오니 배출 펌프를 더 구비하고, 상기 제 2 반응조로부터 배출되는 활성 오니를 수용하고, 수용된 활성 오니가 미생물에 의한 처리과정을 거치도록 하는 미생물 활성조를 더 구비하여, 상기 미생물 활성조에서 처리된 활성 오니가 상기 제 1 반응조로 반송되도록 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 기술적 사상에 따른 디켄터 및 그를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 디켄터(10)는 회분식 처리시스템의 반응조(80)에 설치되어 반응조(80)내에서 처리되는 원수중의 상등수를 다음 반응조(80'; 후술하는 다단계 회분식 처리시스템의 바람직한 실시예에서 상세히 설명한다) 또는 방류조로 배출시키도록 구성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 디켄터(10)는 반응조(80)내에 수직으로 설치되는 한쌍의 가이드 바(60), 이 한쌍의 가이드 바(60)에 양측이 상하운동가능하도록 결합되는 하우징 유니트(20) 및, 이 하우징 유니트(20)와 와이어(74)로 접속되어 하우징 유니트(20)를 가이드 바(60)를 따라 상하로 이송시키기 위해 반응조(80)의 외부 지면에 설치되는 위치 조절 유니트(70)를 구비하여 이루어진다.

이때 하우징 유니트(20)는 내부 공간을 형성하여 내부 공간에 유입구(52; 도 3 참조)와 배출구(54; 도 3 참조)를 갖는 수중 펌프(50)가 설치되며, 측면에 외부와 내부 공간이 연통되는 유입홀(28)이 형성되고, 수중 펌프(50)의 배출구(54)에 결합되는 배출관(58)이 외부로 연장되는 유출홀(32; 도 3 참조)이 형성된다. 이와 같은 구성을 갖는 하우징 유니트(20)는 지면상에 설치되는 위치 조절 유니트(70)에 의해 가이드 바(60)를 따라 상하로 이송된다. 이대 위치 조절 유니트(70)는 지면에 고정되는 서포팅 컬럼(72), 일단이 하우징 유니트(20)에 고정되는 와이어(74)를 감거나 풀기 위한 핸들 롤러(76) 및 와이어(74)가 가이드 바(60)와 평행을 유지하도록 하는 가이딩 롤러(78)로 이루어진다.

이와 같은 구성을 갖는 디켄트는 통상 한 반응조내에서 유입, 폭기, 침전, 방류의 공정이 이루어지는 회분식 처리공법에서 처리수(상등수) 배출시 스컴 및 슬러지의 유출을 최대한 방지할 수 있도록 한다. 특히 본 발명에 따른 디켄트는 수중펌프를 특별히 설계된 하우징 케이스에 내장하여 상등수를 배출할 수 있도록 하므로 종래와 같이 상등수의 배출을 위한 별도의 배수조와 펌핑시설이 필요하지 않고, 설치가 용이하며, 설치 비용을 절감할 수 있다. 또한 하우징 케이스를 가이드 바에 의해 지지되도록 하여 외부에 설치된 위치 조절 유니트로 그 위치를 조절하도록 구성되므로 흔들림 없이 상하이동하도록 하여 유량변동 및 침전된 슬러지량에 따라 그 위치를 조정할 수 있다. 또한 체크 플레이트를 설치하여 수중펌프의 작동시에만 상등수의 유입이 이루어지도록 구성되므로 포기 및 침전 과정에서 슬러지가 유입되지 않고, 특히 작동초기시 수면 위에서 아래로 내려가면서 유출될 수 있는 침전된 슬러지의 부상 및 스컴의 유입을 효과적으로 방지할 수 있으므로 양호한 상등수만을 배출할 수 있다.

한편 이와 같은 디켄터를 사용하여 본 발명은 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예와 같이 다양한 형태의 다단계 회분식 처리시스템을 제공할 수 있다. 즉 전술한 바와 같은 디켄터를 적용하므로써 비교적 적은 소요면적에 하폐수의 처리 효율을 높일 수 있는 부가적인 조들을 설치하여 다단계를 걸쳐 하폐수를 처리하도록 변형된 회분식 처리시스템을 제공할 수 있는 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템은 축산폐수, 고농도폐수 및 하수의 처리에 있어서 반응조를 여러 개 배치하여 단계를 거쳐갈수록 슬러지의 농도 및 고형물의 양을 줄여 처리효율을 높임과 동시에 고형물을 효과적으로 제거하도록 한다. 특히 본 발명에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템은 미생물 활성조를 두어 침전된 활성오니를 인출하여 내생 호흡단계로 유도한 후, 반응조에 투입함으로써 처리효율을 향상시킬 수 있고, 제 1 반응조에서 반응이 끝난 상등수를 제 2 반응조로 보내기 전에 무산소조를 두어 질소제거반응에서 필요한 유기 탄소원을 무산소조 용량에 맞게 적량 투입하고 교반후 제 2 반응조로 투입 처리를 한 후 방류하도록 하여 질소, 인의 제거능력 향상시킬 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 9에 의거하여 상세히 설명하며, 도 2 내지 도 9에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 각 도면에서 일반적인 디켄터 및 회분식 처리시스템으로부터 용이하게 알 수 있는 오폐수 처리공정, 오폐수 처리를 위한 주변장치, 조건 등의 기술적 내용에 대한 도시 및 상세한 설명은 이 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 부분들이므로 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디켄터에서 하우징 유니트의 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 하우징 유니트가 결합된 상태의 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 디켄터(10)는 반응조(80)내에 수직으로 설치되는 한쌍의 가이드 바(60), 이 한쌍의 가이드 바(60)에 양측이 상하운동가능하도록 결합되는 하우징 유니트(20) 및, 이 하우징 유니트(20)와 와이어(74)로 접속되어 하우징 유니트(20)를 가이드 바(60)를 따라 상하로 이송시키기 위해 반응조(80)의 외부 지면에 설치되는 위치 조절 유니트(70)를 구비하여 이루어진다.

이때 위치 조절 유니트(70)는 반응조(80)의 외부 즉 지면에 고정되는 서포팅 컬럼(72), 일단이 하우징 유니트(20)에 고정되는 와이어(74)를 감거나 풀기 위한 핸들 롤러(76) 및 와이어(74)가 가이드 바(60)와 평행을 유지하도록 하는 가이딩 롤러(78)로 이루어진다. 이와 같은 위치 조절 유니트(70)는 반응조(80)내에 유입되는 원수의 유입량에 따라 핸들 롤러(76)를 작동(회전)시켜 와이어(74)를 감거나 풀므로써 하우징 유니트(20)의 위치(높이)를 조절하게 된다. 본 발명에서 위치 조절 유니트(70)는 핸들 롤러(76)를 관리자가 직접작동시키는 수동형태로 구성하였지만, 원수의 수위를 검출할 수 있는 수위 센서를 설치하고, 핸들 롤러(76)의 회전을 자동으로 할 수 있는 모터를 설치하여 자동화를 실현할 수도 있을 것이다.

하우징 유니트(20)는 스테인리스 재질의 판재 또는 플라스틱 재질의 관(후술하는 실시예), KS백관 등을 사용하여 수중 펌프(50)를 수용하도록 구성할 수 있을 것이다. 본 실시예에서 하우징 유니트(20)는 스테인리스 재질의 판재를 사용하여 구성된다. 이와 같은 하우징 유니트(20)는 케이스(22), 커버(30), 유-볼트(36) 및 체크 플레이트(40)를 구비하여 이루어진다. 케이스(22)는 스테인리스 재질로 이루어지고, 측면과 하면이 막히며, 양측면에 유입홀(28)이 형성되고, 상면에 오프닝(26)이 형성되어 수중 펌프(50)가 오프닝(26)을 통해 내부 공간(24)에 수용되어 설치되도록 형성된다. 그리고 커버(30)는 스테인리스 재질로 이루어지고, 유출홀(32)이 형성되어 외부로 나아가는 배출관(58)이 결합되도록 하며, 와이어(74)가 결합되는 아이볼트(34)가 설치되어 케이스(22)의 상부에 결합된다. 유-볼트(36)는 케이스(22)의 양측면에 상하로 결합되어 가이드 바(60)가 끼워지도록 하므로써 하우징 유니트(20)가 가이드 바(60)에 전체적으로 지지되도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 디켄터(10)는 하우징 유니트(20)의 내부에 수중 펌프(50)를 내장시켜 구성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 수중 펌프(50)는 통상 제공되고 있는 다양한 형태의 것을 사용할 수 있지만, 특히 본 실시예에서는 하방향으로 하방향으로 물을 흡입하고, 상방향으로 배출하는 형태의 것을 사용하므로써 작동시 체크 플레이트(40)의 작동이 원활하게 이루어지도록 하므로써 초기 작동시 스컴이나 슬러지가 내부 공간(24)으로 흡입되지 않도록 한다. 따라서 본 실시예에 따른 수중 펌프(50)는 바닥면(52)에 유입구가 형성되고, 상부에 배출구(54)가 형성된다. 이와 같은 수중 펌프(50)를 사용하는 본 실시예에 따른 디켄터(10)는 하우징 유니트(20)에 체크 플레이트(40)가 구성된다. 이와 같은 체크 플레이트(40)는 내부 공간(24)측에서 유입홀(28)을 덮도록 케이스(22)의 내부에 결합되어 수중 펌프(50)가 작동되었을 때 내부 공간(24)방향으로 열리어 상등수가 유입되도록 한다. 이 체크 플레이트(40)는 유출홀(28)의 상부에 위치되어 케이스(22)에 결합되는 힌지 고정 플레이트(44)에 핀(46)에 의해 힌지 결합된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 디켄터(10)는 수중 펌프(50)를 하우징 유니트(20)에 내장하여 구성되고, 하우징 유니트(20)가 가이드 바(60)를 따라 상하이동시킬 수 있도록 구성된다. 따라서 본 실시예에 따른 디켄터(10)는 가이드 바(60)에 의해 하우징 유니트(20)는 포기시 좌우의 흔들림이 방지되고 부력이 없는 가이드 구조에 의해 상하이동된다. 가이드 바(60)는 앵글을 이용하여 고정하고, 상하부의 앵글에 각각의 수직 바를 분리할 수 있도록 구성하여 필요시 하우징 유니트(20)를 가이드 바(60)에서 분리할 수 있도록 할 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디켄터에서 다른 형태의 하우징 유니트의 분해사시도이고, 도 6은 도 5의 하우징 유니트가 결합된 상태의 도면이다.

도 2, 도 5 및 도 6를 참조하면, 본 실시예에 따른 하우징 유니트(20')는 전술한 하우징 유니트(20)와 달리 쉽게 구할 수 있는 플라스틱 재질의 관과 판을 사용하여 상대적으로 낮은 가격으로 케이스를 구성할 수 있도록 한다. 이와 같은 하우징 유니트(20')는 상부 케이스(22a), 커버(30'), 하부 케이스(22b), 바닥판(22c), 중간 케이스(22d) 및 슬라이딩 플레이트(36')를 구비하여 이루어진다. 상부 케이스(22a)는 플라스틱 재질의 관으로 형성되고, 상부에 플랜지(23)가 형성된다. 커버(30')는 플라스틱 재질의 판으로 형성되고, 유출홀(32)이 형성되며, 와이어(74)가 결합되는 아이볼트(34)가 설치되어 상부 케이스(22a)의 상부 플랜지(23)에 결합되어 상부 케이스(22a)의 상측을 막는다. 하부 케이스(22b)는 플라스틱 재질의 관으로 형성되고, 하부에 플랜지(23)가 형성되며, 플라스틱 재질의 판으로 형성되는 바닥판(22c)이 하부에 결합되어 하측이 막힌다. 중간 케이스(22d)는 상부 케이스(22a)와 하부 케이스(22b)로 삽입되는 외경을 갖는 플라스틱 재질의 관으로 형성되고, 측면에 유입홀(28)이 형성되어 상하측이 상부 케이스(22a) 및 하부 케이스(22b)에 삽입되어 고정된다. 슬라이딩 플레이트(36')는 커버(30')와 바닥판(22c)의 양측에 서로 대응되는 위치에 상하로 결합되어 가이드 바(60)가 끼워진다. 이와 같은 본 실시예에 따른 하우징 유니트(20')에도 전술한 하우징 유니트(20)와 동일하게 체크 플레이트(40)가 설치된다. 이와 같은 체크 플레이트(40)는 중간 케이스(22d)의 내측 구조와 대응되는 형태(곡률 형태)를 갖도록 형성되고, 유출홀(28)의 상부에 위치되어 중간 케이스(22d)에 결합되는 힌지 고정 플레이트(44)에 핀에 의해 힌지 결합된다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 변형예에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 전술한 본 발명에 따른 디켄터(10)는 통상 회분식 처리시스템의 처리효율을 높일 수 있도록 다양하게 변형시킬 수 있도록 한다. 즉 본 발명에 따른 디켄터(10)는 기본적으로 상등수를 이송시키기 위한 별도의 배수조가 필요하지 않으므로, 배수조를 제외하면서 추가적인 처리를 위한 다양한 형태의 조를 제공할 수 있는 것이다.

통상 축산폐수는 뇨와 분을 분리하여 뇨는 폐수처리하고, 분은 퇴비화할 경우는 처리효과가 만족스럽다. 그러나 뇨와 분을 섞어서 폐수처리장에 투입할 경우는 폐수처리장 자체가 오래지 않아서 상당 부분의 처리장 용적을 고형물이 차지하게 된다. 따라서 예산을 많이 투입하여 우수한 기술을 접목하더라도 축산폐수와 같이 슬러지의 양이 많은 처리물인 경우에는 무용지물인 경우가 많다. 따라서 본 발명은 고형물 및 유기물 함유량이 많은 축산폐수 및 고농도 폐수에서 반응조를 필요에 따라 여러 개 배치하여 제 1 반응조에서 고형물 및 침전성이 있는 물질들의 대부분을 처리하고, 제 2 반응조에서부터는 고형물이 처리에 영향을 미치는 것을 방지하여 고형물이 처리조의 용적만 차지함으로써 실제 처리해야 할 폐수의 체류시간을 단축하는 역할을 하는 것을 방지하였으며, 유입되는 폐수가 처리되지 않고 계속 체류되므로써 처리효율이 시간이 지남에 따라 저하되어 제 기능을 발휘하지 못하는 것도 근본적으로 해결할 수 있으므로 축산폐수 등과 같이 고형물 함유량이 많은 폐수의 처리효율이 개선된다.

이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다단계 회분식 처리시스템은 도 7에서 보는 바와 같이 기본적으로 유기물, 고형물함유량이 많은 축산폐수 및 고농도의 하폐수를 처리하기 위해 회분식 활성슬러지 공법에서 반응조(80, 80', 80")를 직렬로 여러 개 배치하여 단계를 거쳐갈수록 슬러지의 농도 및 고형물의 양을 줄여 처리효율을 높임과 동시에 고형물을 효과적으로 제거하도록 한다. 여기서 디켄터(10, 10', 10")는 전술한 바와 같은 구성을 갖는 형태가 적용되어 각 반응조(80, 80', 80")로 처리수(상등수)가 효과적으로 이송되도록 하므로써 스컴유출의 위험을 최대한 억제시키게 된다.

본 실시예에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템은 기본적으로, 도 7에서 보는 바와 같이, 유량 조정조(90), 제 1 반응조(80) 및 제 2 반응조(80')를 구비하여 이루어지면, 제 2 반응조(80') 다음에 제 3 반응조(80") 등 필요에 따라 더 부가적으로 구성할 수 있다. 각 반응조(80, 80', 80")에는 전술한 구성으로 이루어지는 디켄터(10, 10', 10")가 설치된다. 유량 조정조(90)는 처리하고자 하는 원수를 수용하고, 수용된 원수를 외부로 배출시키기 위한 유량 조정 펌프(92)가 설치된다. 제 1 반응조(80)는 유량 조정 펌프(92)에 의해 배출되는 원수를 수용하고, 수용된 원수의 상등수를 외부로 배출시키기 위한 제 1 디켄터(10)가 설치된다. 제 2 반응조(80')는 제 1 디켄터(10)에 의해 배출되는 상등수를 수용하고, 수용된 상등수의 처리수를 외부로 배출시키기 위한 제 2 디켄터(10')가 설치된다. 물론 추가되는 제 3 반응조(80")가 있다면, 여기에도 제 3 디켄터(10")가 설치될 것이다. 이때 각 조의 폭기를 위한 브로워(100) 및 산기관이 설치될 것이다.

한편, 도 8에서 보는 바와 같이, 제 2 반응조(80') 및 그 뒤에 추가되는 반응조 예컨대 제 3 반응조(80")에는 하측에 침전되는 활성 오니를 외부로 배출시키기 위한 오니 배출 펌프(82)를 설치하여 제 2 반응조(80') 및 제 3 반응조(80")의 활성 오니가 제 1 반응조(80)로 반송되도록 하므로써 추가되는 반응조{여기서는 제 2 반응조(80')와 제 3 반응조(80")}의 슬러지를 제거할 수 있도록 한다. 이때 본 발명의 바람직한 실시예에서는 배출 펌프(82)와 대체할 수 있는 에어 리프트를 적용하여 도면에 도시하였다. 또한, 도 9에서 보는 바와 같이, 제 2 반응조(80')에서 미생물 활성화조(120)로 활성 오니를 이송시켜 미생물처리과정을 거치게 하고 제 1 반응조(80)에서 반응시작과 동시에 투입되도록 하므로써 제 1 반응조(80)의 처리속도와 효율을 높일 수 있다. 이때 제 2 반응조(80')에서 침전된 활성 오니를 인출하는 것은 고형물 유입량이 많은 폐수나 하수의 경우 고형물이 많은 양 포함되어 있기 때문에 처리효율이 떨어짐으로 제 1 반응조(80)로 이송하여 양질의 활성 오니에 의해 제 1 반응조(80)의 미생물의 수를 인위적으로 증가되도록 하고, 고농도 및 고형물이 많은 폐수의 유입에도 능동적으로 대처한다. 본 실시예에서 미생물 활성조(120)는 제 2 반응조(80')에서 침전이 완료된 후 처리수를 방류하고, 에어리프트나 오니 배출 펌프(122)를 이용하여 일정량 인출하여 재포기시킨 후, 제 1 반응조(80)에서 반응이 시작되기 전에 제 1 반응조(80)에 일정량 투입되도록 하므로써 처리효율을 높이도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템은, 도 9에서 보는 바와 같이, 무산소조(110) 및/또는 미생물 활성조(120)를 부가하여 처리 효율을 더욱 높일 수 있다. 즉 제 1 반응조(80)와 제 2 반응조(80') 사이에 무산소조(110)를 설치하는 것이다. 이때 무산소조(110)는 제 1 반응조(80)의 제 1 디켄터(10)로부터 배출되는 상등수를 수용하고, 수용된 상등수에 유기 탄소원을 공급하여 교반하므로써 질소제거반응으로 상등수를 처리하여 제 2 반응조(80')로 배출되도록 한다. 그리고 이 무산소조(110)에는 무산소조 펌프(112)와 교반기(114)가 설치된다. 이와 같은 무산소조(110)는 질소, 인의 처리가 필요할 경우 적용된다. 질소 및 인 처리를 위한 공정으로는 물리화학적인 방법과 생물학적인 처리방법이 있다. 질소 화합물을 처리하는데 요구되는 반응은 질소 화합물을 산화시키는 호기성 상태의 질산화 과정(NO 2-)과 산화된 상태(NO 3-)의 질소 화합물을 가스상태의 질소가스로 만들어 탈기시키는 무산소 상태의 탈 질산화과정이며, 인화합물을 처리하기 위한 방법은 혐기성 상태에서 미생물 내에 있는 인을 체외로 방출시키는 인방출과 인을 과잉 섭취하는 호기 상태가 요구된다. 따라서 본 실시예에서는 제 1 반응조(80)에서 침전공정이 수행된 후, 다음 단계의 제 2 반응조(80')로 유입하기 전에 교반시키는 무산소 공정을 수행하는 무산소조(110)를 구성한다. 이때 부족한 유기 탄소원은 필요량만큼 원수를 투입한다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디켄터 및 이를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 디켄터 및 이를 사용한 다단계 회분식 처리시스템에 의하면, 통상 한 반응조내에서 유입, 폭기, 침전, 방류의 공정이 이루어지는 회분식 처리공법에서 처리수(상등수) 배출시 스컴 및 슬러지의 유출을 최대한 방지할 수 있도록 한다. 특히 본 발명에 따른 디켄트는 수중펌프를 특별히 설계된 하우징 케이스에 내장하여 상등수를 배출할 수 있도록 하므로 종래와 같이 상등수의 배출을 위한 별도의 배수조와 펌핑시설이 필요하지 않고, 설치가 용이하며, 설치 비용을 절감할 수 있다. 또한 하우징 케이스를 가이드 바에 의해 지지되도록 하여 외부에 설치된 위치 조절 유니트로 그 위치를 조절하도록 구성되므로 흔들림 없이 상하이동하도록 하여 유량변동 및 침전된 슬러지량에 따라 그 위치를 조정할 수 있다. 또한 체크 플레이트를 설치하여 수중펌프의 작동시에만 상등수의 유입이 이루어지도록 구성되므로 포기 및 침전 과정에서 슬러지가 유입되지 않고, 특히 작동초기시 수면 위에서 아래로 내려가면서 유출될 수 있는 침전된 슬러지의 부상 및 스컴의 유입을 효과적으로 방지할 수 있으므로 양호한 상등수만을 배출할 수 있다.

한편 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템은 상기의 디켄터를 적용하므로써 비교적 적은 소요면적에 하폐수의 처리 효율을 높일 수 있는 부가적인 조들을 설치하여 다단계를 걸쳐 하폐수를 처리하도록 한다. 이와 같은 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템은 축산폐수, 고농도폐수 및 하수의 처리에 있어서 반응조를 여러 개 배치하여 단계를 거쳐갈수록 슬러지의 농도 및 고형물의 양을 줄여 처리효율을 높임과 동시에 고형물을 효과적으로 제거하도록 한다. 특히 미생물 활성조를 두어 침전된 활성오니를 인출하여 내생 호흡단계로 유도한 후, 반응조에 투입함으로써 처리효율을 향상시킬 수 있고, 제 1 반응조에서 반응이 끝난 상등수를 제 2 반응조로 보내기 전에 무산소조를 두어 질소제거반응에서 필요한 유기 탄소원을 무산소조 용량에 맞게 적량 투입하고 교반후 제 2 반응조로 투입 처리를 한 후 방류하도록 하여 질소, 인의 제거능력 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 회분식 처리시스템에 사용된 디켄터의 문제점을 설명하기 위한 도면;

도 2는 본 발명의 기술적 사상에 따른 디켄터 및 그를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 설명하기 위한 도면;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디켄터에서 하우징 유니트의 분해사시도;

도 4는 도 3의 하우징 유니트가 결합된 상태의 도면;

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디켄터에서 다른 형태의 하우징 유니트의 분해사시도;

도 6은 도 5의 하우징 유니트가 결합된 상태의 도면;

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 설명하기 위한 도면;

도 8은 본 발명의 변형예에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 설명하기 위한 도면;

도 9는 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : (제 1) 디켄터 10' : (제 2) 디켄터

10" : (제 3) 디켄터 20, 20' : 하우징 유니트

22 : 케이스 22a : 상부 케이스

22b : 하부 케이스 22c : 바닥판

22d : 중간 케이스 23 : 플랜지

24 : 내부 공간 26 : 오프닝

28 : 유입홀 30, 30' : 커버

32 : 유출홀 34 : 아이볼트(eye bolt)

36 : 유-볼트(U-bolt) 36' : 슬라이딩 플레이트

40 : 체크 플레이트(check plate) 44 : 힌지 고정 플레이트

46 : 핀(pin) 50 : 수중 펌프

52 : (수중 펌프의) 바닥면 54 : 배출구

56 : 전원라인 58 : 배출관

60 : 가이드 바(guide bar) 70 : 위치 조절 유니트

72 : 서포팅 컬럼(supporting column)

74 : 와이어(wire)

76 : 핸들 롤러(handle roller) 78 : 가이딩 롤러(guiding roller)

80 : 제 1 반응조 80' : 제 2 반응조

80" : 제 3 반응조 82, 122 : 오니 배출 펌프

90 : 유량 조정조 92 : 유량 조정 펌프

100 : 브로워(blower) 110 : 무산소조

112 : 무산소조 펌프 114 : 교반기

120 : 미생물 활성조

Claims (9)

1. 하수, 오수, 축산폐수, 분뇨 등을 고도처리하는 회분식 처리시스템의 반응조에 설치하여 상등수를 배출시키기 위한 디켄터에 있어서,

   상기 반응조내에 수직으로 설치되는 한쌍의 가이드 바와;

   상기 한쌍의 가이드 바에 양측이 상하운동가능하도록 결합되고, 내부 공간을 형성하여 상기 내부 공간에 유입구와 배출구를 갖는 수중 펌프가 설치되며, 측면에 외부와 상기 내부 공간이 연통되는 유입홀이 형성되고, 상기 수중 펌프의 배출구에 결합되는 배출관이 외부로 연장되는 유출홀이 형성된 하우징 유니트 및;

   상기 반응조의 외부 지면에 설치되고, 상기 하우징 유니트와 와이어로 접속되어 상기 하우징 유니트를 상기 가이드 바를 따라 상하로 이송시키기 위한 위치 조절 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디켄터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징 유니트는 상기 내부 공간측에서 상기 유입홀을 덮도록 상기 하우징 유니트의 내부에 결합되는 체크 플레이트를 더 구비하여, 상기 수중 펌프가 작동되었을 때 상기 체크 플레이트가 상기 내부 공간방향으로 열리어 상등수가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 디켄터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 하우징 유니트는 스테인리스 재질로 이루어지고, 측면과 하면이 막히며, 양측면에 상기 유입홀이 형성되고, 상면에 오프닝이 형성되어 상기 수중 펌프가 상기 오프닝을 통해 내부 공간에 수용되어 설치되는 케이스와;

   스테인리스 재질로 이루어지고, 상기 유출홀이 형성되며, 상기 와이어가 결합되는 아이볼트가 설치되어 상기 케이스의 상부에 결합되는 커버 및;

   상기 케이스의 양측면에 상하로 결합되어 상기 가이드 바가 끼워지는 유-볼트를 구비하고,

   상기 체크 플레이트는 상기 유출홀의 상부에 위치되어 상기 케이스에 결합되는 힌지 고정 플레이트에 핀에 의해 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 디켄터.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 하우징 유니트는 플라스틱 재질의 관으로 형성되고, 상부에 플랜지가 형성되는 상부 케이스와;

   플라스틱 재질의 판으로 형성되고, 상기 유출홀이 형성되며, 상기 와이어가 결합되는 아이볼트가 설치되어 상기 상부 케이스의 상부 플랜지에 결합되어 상기 상부 케이스의 상측을 막는 커버와;

   플라스틱 재질의 관으로 형성되고, 하부에 플랜지가 형성되며, 플라스틱 재질의 판으로 형성되는 바닥판이 하부에 결합되어 하측이 막히는 하부 케이스와;

   상기 상부 케이스와 하부 케이스로 삽입되는 외경을 갖는 플라스틱 재질의 관으로 형성되고, 측면에 유입홀이 형성되어 상하측이 상기 상부 케이스 및 하부 케이스에 삽입되어 고정되는 중간 케이스 및;

   상기 커버와 상기 바닥판의 양측에 서로 대응되는 위치에 상하로 결합되어 상기 가이드 바가 끼워지는 슬라이딩 플레이트를 구비하고,

   상기 체크 플레이트는 상기 유출홀의 상부에 위치되어 상기 중간 케이스에 결합되는 힌지 고정 플레이트에 핀에 의해 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 디켄터.
5. 처리하고자 하는 원수를 수용하고, 수용된 원수를 외부로 배출시키기 위한 유량 조정 펌프가 설치된 유량 조정조와;

   상기 유량 조정 펌프에 의해 배출되는 원수를 수용하고, 수용된 원수의 상등수를 외부로 배출시키기 위한 제 1 디켄터가 설치된 제 1 반응조 및;

   상기 제 1 디켄터에 의해 배출되는 상등수를 수용하고, 수용된 상등수의 처리수를 외부로 배출시키기 위한 제 2 디켄터가 설치된 제 2 반응조를 포함하되;

   상기 제 1 디켄터와 제 2 디켄터는 각 반응조내에 수직으로 설치되는 한쌍의 가이드 바와,

   상기 한쌍의 가이드 바에 양측이 상하운동가능하도록 결합되고, 내부 공간을 형성하여 상기 내부 공간에 유입구와 배출구를 갖는 수중 펌프가 설치되며, 측면에 외부와 상기 내부 공간이 연통되는 유입홀이 형성되고, 상기 수중 펌프의 배출구에 결합되는 배출관이 외부로 연장되는 유출홀이 형성된 하우징 유니트 및,

   상기 각 반응조의 외부 지면에 설치되고, 상기 하우징 유니트와 와이어로 접속되어 상기 하우징 유니트를 상기 가이드 바를 따라 상하로 이송시키기 위한 위치 조절 유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 하우징 유니트는 상기 내부 공간측에서 상기 유입홀을 덮도록 상기 하우징 유니트의 내부에 결합되는 체크 플레이트를 더 구비하여, 상기 수중 펌프가 작동되었을 때 상기 체크 플레이트가 상기 내부 공간방향으로 열리어 상등수 및 처리수가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 제 2 반응조는 하측에 침전되는 활성 오니를 외부로 배출시키기 위한 오니 배출 펌프를 더 구비하여 상기 제 2 반응조의 활성 오니가 상기 제 1 반응조로 반송되도록 하는 것을 특징으로 하는 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 제 1 반응조와 제 2 반응조 사이에 무산소조를 더 구비하고, 상기 무산소조는 상기 제 1 반응조의 제 1 디켄터로부터 배출되는 상등수를 수용하고, 수용된 상등수에 유기 탄소원을 공급하여 교반하므로써 질소제거반응으로 상등수를 처리하여 상기 제 2 반응조로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제 2 반응조는 하측에 침전되는 활성 오니를 외부로 배출시키기 위한 오니 배출 펌프를 더 구비하고,

   상기 제 2 반응조로부터 배출되는 활성 오니를 수용하고, 수용된 활성 오니가 미생물에 의한 처리과정을 거치도록 하는 미생물 활성조를 더 구비하여, 상기 미생물 활성조에서 처리된 활성 오니가 상기 제 1 반응조로 반송되도록 하는 것을 특징으로 하는 디켄터를 사용한 다단계 회분식 처리시스템.