KR100550966B1

KR100550966B1 - 건물 중수도 공정

Info

Publication number: KR100550966B1
Application number: KR20030054370A
Authority: KR
Inventors: 이태덕; 이호상
Original assignee: 에스케이케미칼주식회사
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2006-02-13
Also published as: KR20050015514A

Abstract

본 발명은 건물 중수도 공정에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물의 중수도 공정에 있어서, 유량 조정조 앞에 고정상 여재를 설치한 고율 접촉 산화조를 설치하고, 미생물 배양기를 설치하여 미생물의 농도와 활동도를 유지시키며 월류 미생물, 고형물, 생물학적 대사산물 그리고 인을 응집 공정으로 제거한 후 분리막 여과와 소독조를 거쳐 중수를 생산하는 것을 특징으로 하는 건물 중수도 공정에 관한 것이다.

본 발명의 건물 중수도 공정은 거대한 유량 조정조에서의 폭기로 인한 미생물 번식과 그로 인한 생물학적 처리 공정의 빈부하 운전, 그에 따른 분리막의 바이오파울링과 잦은 화학세정이 이루어지고 있는 기존의 생물학적 처리와 분리막 여과를 결합한 중수도 공정의 문제점을 개선하여 고율 접촉 산화조에서 미생물의 동화작용이 활발하게 일어날 수 있는 조건을 구현하여 용존성 유기물을 고형화하고 분리막의 오염을 일으킬 수 있는 점착성이 강한 오염물질의 대부분을 응집 공정으로 제거함으로써 분리막의 바이오파울링을 획기적으로 완화하고 화학세정의 주기를 늘리며 처리시설의 소요부지를 대폭 줄일 수 있다.

중수도, 미생물 배양기, 응집, 분리막, 바이오 파울링, 빈부하

Description

건물 중수도 공정{BUILDING WASTEWATER RECLAMATION AND REUSING SYSTEM}

도 1은 생물학적 처리와 분리막 여과로 이루어진 종래의 건물 중수도 공정도이다.

도 2는 본 발명의 건물 중수도 공정도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1, 1') 스크린/침사조 (2, 2') 유량 조정조

(3) 생물학적 처리조 (4, 4') 침전조

(5, 5') 중간 저장조 (6, 6') 분리막

(7, 7') 역세수조 (8, 8') 소독조

(9, 9') 중수 공급조 (10, 10') 소독제 저장조

(11') 고정상 여재 (12') 고율 접촉 산화조

(13') 미생물 배양기 (14') 응집제 저장조

(15') 응집보조제 저장조 (16') 급속 교반조

(17') 완속 교반조

[산업상 이용 분야]

본 발명은 건물 중수도 공정에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 잡배수를 원수로 하여 화장실 세정수, 청소용수, 조경용수 등의 중수를 생산하는 건물 중수도 공정에 있어서, 유량 조정조에서의 장기 체류 및 폭기로 인한 미생물의 번식과 그로 인한 생물학적 처리 공정의 빈부하 운전과 침전성 악화, 그에 따른 분리막의 바이오파울링의 발생 및 화학세정 주기 감소와 효율 저하 등의 문제점을 가지고 있는, 생물학적 처리와 분리막 여과를 결합한 기존 중수도 공정의 문제점을 개선하여, 유량 조정조의 앞에 고정상 여재를 설치한 고율 접촉 산화조를 설치하고 미생물 배양기를 부가적으로 설치하여 미생물의 농도와 활동도를 유지시키며 월류 미생물, 고형물, 생물학적 대사산물 그리고 인 등을 응집공정으로 제거한 후 분리막 여과와 소독을 거쳐 양질의 중수를 생산할 수 있는 안정적이고 부지를 적게 필요로 하는 건물 중수도 공정에 관한 것이다.

[종래 기술]

최근 들어 가용한 용수의 절대적 부족현상과 용수비용의 증가로 인하여 한번 사용한 물을 재처리하여 다시 사용하는 중수도 시설에 대한 관심이 높아지고 있으며 정부의 강력한 권유와 의무화 조치 이후로 그 보급이 급속히 확산되고 있다.

일반적으로 건물에 설치된 중수도 시설의 공정 구성은 생물학적 처리, 화학응집, 모래여과, 활성탄 여과, 분리막 여과, 소독 등의 단위 공정중 일부를 선택하고 조합하여 구성하므로 여러 가지 다양한 공정의 구성이 가능하며 현재 국내에서 설치되어 운영중인 중수도 시설의 공정도 매우 다양하다. 이러한 공정들 중에 최 근 많이 선택되어 시공되는 대표적인 공정이 생물학적 처리와 분리막 여과 공정의 조합 공정이다.

생물학적 처리와 분리막 여과를 조합한 중수도 시설(이하, '기존 시설' 또는 '기존 공정' 이라 칭한다)의 일반적인 구성은 거대한 협잡물을 제거하기 위한 스크린 시설, 사립자 등 무겁고 쉽게 가라앉아서 침전을 형성할 수 있는 무기입자를 제거하기 위한 침사조(1), 유입 유량과 농도의 편차를 줄여 일정유량으로 처리시설에 원수를 공급하는 유량 조정조(2), 수중에 존재하는 오염물을 처리하기 위한 생물학적 처리조(3), 미생물 슬러지를 분리하여 반송과 배출하기 위한 침전조(4), 침전조 월류수를 분리막 여과장치에 공급하기 위한 중간 저장조(5), 분리막 여과장치(6), 분리막의 역세수를 확보하기 위한 역세수조(7), 처리수의 소독을 위한 소독조(8) 및 중수 공급조(9), 침전조에서 배출된 잉여 슬러지를 농축하는 슬러지 농축조 등으로 구성되어 진다.

중수도 시설이 여타의 다른 수처리 시설과 비교하여 가지는 가장 큰 차이점은 유량 변동이 심하다는 점이다. 건물 등의 대상 시설에 활동하는 인원수의 계절별, 일별, 시간별 편차가 매우 심하고 쉽게 예측할 수 없기 때문에 대부분의 중수도 시설은 처리시설 전단의 유량 조정조와 후단의 중수 공급조의 용적을 계획 평균 유입유량에 대하여 적게는 몇 시간에서 많게는 몇 일의 체류시간을 가질 만큼의 거대한 용량으로 설계, 시공함으로써 유량변동에 대처하고 있다.

체류시간이 길기 때문에 유량 조정조에는 유기물의 침전과 부패로 인한 악취발생을 예방하기 위하여 하부에 산기장치를 설치하는 것이 일반적이며 따라서 유량 조정조는 항상 호기성 조건을 유지하게 된다. 그러므로 유량 조정조에서 상당수의 호기성 미생물이 성장하게 되며 일부는 부유 성장으로, 일부는 조의 벽면에 붙어서 부착성장으로 증식한다.

그 결과 유입수 중에 존재하는 유기물중의 상당부분이 유량 조정조에서 제거되는 현상이 관찰되고 있으며 생물학적 처리조에 유입되는 유입수의 유기물 농도가 설계치보다 상당히 낮게 유지되는 현상이 빈번히 발생한다.

생물학적 처리의 방법에도 여러 가지 공정이 적용 가능한데 일반적인 표준활성슬러지법의 경우 가장 중요한 설계 및 운전인자로서 BOD 용적부하율, 수리학적 체류시간, 슬러지 체류시간, F/M 비, MLSS 농도, DO 등이 있다.

현재 우리나라에서 건물 등에 건설되어 운전중인 중수도 시설의 원수는 대부분 주방배수, 화장실 오수 등의 고농도 오염원을 제외하고 샤워수, 세면수, 청소수 등을 모은 잡배수이며 이러한 잡배수의 유입농도를 BOD₅ 50 내지100 ppm으로 산정하여 처리시설을 설계하는 것이 일반적이라고 알려져 있다.

이 정도의 유입수 BOD 농도에 대하여 표준활성슬러지 공정으로 설계를 하면 일반적인 설계조건에 비추어 볼 때 유기물 부하의 관점에서 낮은 영역에 해당하게 되어 유사시 빈부하의 우려가 상존하게 된다. 이러한 상황에서 전술한 바와 같이 유량 조정조에서 예상치 못한 유기물의 분해가 일어나므로 실제로 폭기조에 유입되는 유입수의 농도가 설계치보다 더 낮게 되고 따라서 상시적인 빈부하 상태에서 운전이 될 수밖에 없는 상황이다.

폭기조가 상시적인 빈부하 상태에서 운전됨에 따라 폭기조 내에서 플록이 해체되는 현상이 발생하고 내생호흡률이 증가하며 침전조에서의 슬러지 침강성이 현저히 떨어지게 되고 이는 곧바로 침전조 월류수의 부유고형분(SS)을 증가시키며 그 주된 성분은 살아있는 미생물이다.

슬러지의 침강성이 낮아지고 내생호흡률이 증가하면서 일부 시설에서는 잉여슬러지의 배출을 전혀 하지 않고 침전조 하단에서 인출하는 슬러지를 전량 폭기조로 이송하여 잉여슬러지를 배출하지 않음으로써 폭기조 내의 미생물 농도를 억지로 맞추기도 하며 그 결과 MLVSS/MLSS 비율이 지속적으로 낮아지는 비정상적인 운전이 시행되고 있는 실정이다.

간혹 분리막의 오염을 방지하고자 2차 침전조와 분리막의 중간에 압력식 모래여과 공정을 삽입하여 시공하는 사례가 있는데 이러한 여재 여과방식의 장치에서도 미생물의 증식에 의한 여재 뭉침 현상이 빈번히 발생하여 분리막 유입수의 수질을 개선하는 효과가 시간이 지남에 따라 감소하는 현상이 발생한다.

따라서 정상적인 처리효율을 기대하기 위해서는 주기적인 여재의 교체가 필수적이지만 건물 중수도 시설의 협소한 공간배치와 여재 교체비용 등의 이유로 정상적인 관리가 어려운 시설들이 많다.

이렇게 다량의 미생물 균체를 포함한 월류수가 중간저장조를 거쳐 분리막 여과장치에 유입되면 분리막 표면은 미생물에게 있어서 기질의 흡수가 매우 용이한 장소이기 때문에 미생물의 부착성장이 빠르게 일어나 심한 바이오파울링이 유발된다. 일단 분리막의 표면에 부착된 미생물들은 분리막의 물리적인 역세에 탈리되지 않고 다균체 군집을 형성하기 위하여 균체 밖으로 점액성 ECPO(Extra-Cellular Polymers and Organics)를 분비하게 되고 점착성이 강한 다균체 그물구조(multi-cellular matrix)를 체외에 형성하게 되며 이로 인하여 분리막의 성능저하는 더욱 더 심해지게 된다.

분리막의 막힘현상을 해결하기 위하여 일상적인 역세방법 이외에 추가적으로 주기적인 화학세정을 실시하고 있는데 바이오파울링이 심할수록 화학세정의 주기가 빨라지게 된다. 화학세정을 실시할 때에는 정상적인 물의 처리가 이루어지지 않을 뿐만 아니라 다량의 약품을 사용하므로 약품사용비가 소요되고 세정 후에 배출되는 약품이 다량 포함된 폐수를 처리해야 하는 등의 경제적 부담이 생기며 경우에 따라서는 분리막의 수명을 단축시키는 계기가 되므로 가급적 화학세정 주기를 길게 하는 것이 중수도 시설의 성능을 향상시키는 방법이라 할 수 있다.

전술한 바를 간단히 정리하면, 생물학적 처리공정과 분리막을 결합한 중수도 공정에서, 유량의 변동에 대처하기 위하여 거대한 유량 조정조가 필요하고, 부패방지를 위하여 유량 조정조에 산기를 하며, 이로 인하여 유량 조정조에서 미생물이 증식하여 유기물이 분해되고, 생물학적 처리시 빈부하로 운전되며, 슬러지의 침강성이 낮아지고, 분리막의 바이오파울링이 심해지며, 이의 완화를 위하여 잦은 화학세정이 필요하여 전체적으로 중수도 시설의 운전 성능과 경제성이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 거대 한 유량조정조에서의 폭기로 인한 미생물 번식과 그로 인한 생물학적 처리 공정의 빈부하 운전과 침전성 저하, 그에 따른 분리막의 바이오파울링과 잦은 화학세정에 의한 생물학적 처리와 분리막 여과를 결합한 기존 중수도 공정의 문제점을 개선하여, 유량 조정조의 앞에 고정상 여재를 설치한 고율 접촉 산화조를 설치하고 미생물 배양기를 부가적으로 설치하여 미생물의 농도와 활동도를 유지시키며 월류 미생물, 고형물, 생물학적 대사산물 그리고 인 등을 응집공정으로 제거한 후 분리막 여과와 소독을 거쳐 양질의 중수를 생산할 수 있는 경제적이고 안정적인 건물 중수도 공정을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건물의 중수도 공정에 있어서, 유량 조정조 앞에 고정상 여재를 설치한 고율 접촉 산화조를 설치하고, 미생물 배양기를 설치하여 미생물의 농도와 활동도를 유지시키며 월류 미생물, 고형물, 생물학적 대사산물 그리고 인을 응집 공정으로 제거한 후 분리막 여과와 소독조를 거쳐 중수를 생산하는 것을 특징으로 하는 건물 중수도 공정을 제공한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 생물학적 처리와 분리막 여과로 구성된 종래 건물 중수도 공정도의 예이고, 도 2는 본 발명의 중수도 공정도의 바람직한 예이다.

건물 등의 시설에서 발생하는 잡배수를 중수로 재이용하는 중수도 시설을 생물학적 처리와 분리막 여과시설로 구성함에 있어서, 유량 조정조(2')의 후단에 있 는 긴 체류시간을 갖는 생물학적 처리조(3)를 생략하고, 그 대신에 유량 조정조(2')와 격벽으로 분리되어 있는 고율 접촉 산화조(12')를 설치한다.

고율 접촉 산화조(12')는 일 평균 유입유량에 대해서 2 내지 5 시간의 체류시간을 갖도록 설계하며 미생물의 부착성장을 유도하기 위하여 섬모상 등의 고정상 여재(11')를 설치한다. 상기 고율 접촉 산화조(12')는 유량 조정조(2') 앞에 위치하고 있어, 배출되는 유량변동에 노출이 되어 있다. 배출량이 많으면 고율 접촉 산화조(12') 내 체류시간은 당연히 짧아지게 되어, 기질의 총량이 커지므로 결국 유기물 부하가 순식간에 증가하게 되어 '고율' 이라 할 수 있다. 배출량의 시간에 따른 변동이 크지 않으면 체류시간을 2시간 정도로 설정해주면 되고, 반대로 유량 변동폭이 크면 5시간에 가까운 정도로 늘려주는 것이 바람직하다.

고율 접촉 산화조(12')는 유량 조정조(2')의 앞단에 위치하기 때문에 유량의 변동이 매우 심하며 그 주요 기능은 유기물의 완벽한 처리가 아니라 응집이나 분리막으로 처리할 수 없는 용존성 유기물의 형태를 입자화하는 것이다. 따라서 동화작용이 왕성하게 일어날 수 있는 조건으로 운전되도록 고안되었으며 슬러지 체류시간이 짧아야 하므로 슬러지 반송기능은 없으나 완전한 슬러지 유실로 인한 처리 불가능 상태에 대한 보완으로 여재(11')를 설치하여 일정량의 미생물을 조 내에 담지하도록 고안되었다.

순간유량이 매우 높을 때에는 미생물의 양보다 기질의 양이 상대적으로 높아지게 되며 부유성장 미생물의 상당량이 유출수에 쓸려 나가게 된다. 그 후 다시 유량이 낮아지면 부유성장 미생물의 양이 낮아져 있으므로 유입되는 기질의 양이 작은 상황에서도 기질대 미생물의 비율은 높게 유지되며, 유량이 낮아 순간적인 체류시간은 길어지므로 부유성장 미생물의 동화작용이 일어날 시간을 확보해 준다.

이렇게 유량이 높아질 때나 낮게 유지되었을 때 모두 미생물의 성장이 왕성하게 일어날 수 있는 조건을 만족시키지만, 고유량이 일정시간 이상으로 지속적으로 유입되었을 때에는 과도한 미생물의 유실로 인하여 순간적으로 처리효율이 낮아질 가능성이 있다. 이 때에는 생물학적 처리 기능의 빠른 회복을 위하여 활동성이 강하고 현장의 기질에 적응된 미생물을 외부로부터 투입하는 방법이 바람직하다.

이를 위하여 본 발명에서는 현장의 원수를 이용하여 회분식으로 미생물을 고농도로 배양하여 투입할 수 있도록 고안된 미생물 배양기(13')를 이용하였다. 이 미생물 배양기(13')로는 종래 널리 사용되는 일반적인 미생물 배양기가 사용가능하고, 바람직하게는 미생물의 배양이 이루어지는 배양통과, 상기 배양통 상부로 연결설치되는 공급관과, 공급관 상에 설치되어 배양액을 배양통으로 공급하기 위한 펌프를 포함하여 배양통 내에 배양시키고자 하는 용액 및 유, 무기 배지를 공급하기 위한 공급부와 에어공급용 송풍기로부터 공기를 공급받아 배양통 내의 배양액에 공기를 분사하고 배양액을 교반시키기 위한 교반부와 배양통 내부로 설치되는 히터, 히터를 제어작동시키기 위한 제어수단을 포함하여 배양액의 온도유지 및 살균을 수행하기 위한 온도제어부를 포함하는 구조를 가진 미생물 배양기가 좋다.

화학 응집을 위한 응집제로는 중성의 pH 범위에서 응집을 수행할 수 있고 응집 효율이 좋으며 잔류 플록의 점착력이 낮은 것을 특징으로 하는 응집제가 선정되어야 하는데 폴리염화알루미늄(poly aluminium chloride, 이하 'PAC')을 사용하는 것이 바람직하다. PAC를 사용할 경우 그 투입 농도는 5 내지 50 ppm 사이가 바람직하고, 15 내지 30 ppm이 더욱 바람직하다. PAC 투입농도가 5 ppm 미만이면 응집효과가 떨어지고, 50 ppm을 초과하면 투입된 응집제의 농도에 단순비례하여 잔류 불순물 등의 오염물이 응집되지 않아 경제적이지 못하다는 문제점이 있다.

응집 보조제는 필요한 경우에만 사용하며 고분자 응집제를 사용할 경우에는 침전 후 잔류되는 고분자 응집제가 분리막의 성능을 심각하게 저하시킬 가능성이 있으므로 최소량만을 주입하여야 하며 일반적인 경우 그 투입량은 0.5 내지 1 ppm이 바람직하다.

응집공정에서는 응집제의 주입과 동시에 원활한 교반이 필요하고, 일단 응집체가 형성되고 나면 완만한 교반을 통하여 응집체의 크기가 커질 수 있는 조건을 구현해 주어야 한다. 따라서 응집제를 투여하여 빠른 믹싱(mixing)을 일으킴으로써 플록(floc)의 핵화반응(nucleation)이 잘 일어나게 해 주는 급속 교반조(16')와, 형성된 플록(floc)의 성장을 원활히 하며 플록(floc)의 해체가 이루어지지 않을 정도의 교반을 수행하는 완속 교반조(17')가 필요하다. 이러한 급속 교반조(16')와 완속 교반조(17')는 각각 차례로 코애귤레이션 탱크(coagulation tank)와 플로큘레이션 탱크(flocculation tank)라 하여 그 기능이 구분된다.

생물학적 처리를 거친 물을 응집 처리할 경우에 응집공정의 처리효율은 매우 높게 나타나는데, 이는 생물학적 처리의 유출수에 점착성을 가진 고분자성 물질이 많기 때문이며 침전성이 좋지 않은 미생물 플록의 제타전위가 큰 음의 값을 가지기 때문이다.

응집공정은 오염물질을 제거하여 분리막에 유입되는 오염물질의 절대적인 양을 줄이는 효과 이외에 잔류된 오염물질의 형태에 영향을 미친다. 응집 후 침전조(4')에서 침전되지 않고 월류하는 미세 잔류 플록은 응집을 하기 이전의 오염물질과는 그 화학적 성질에 있어서 많은 차이를 나타내며 점착력이 낮아진 상태가 되기 때문에 분리막(6')의 운전시 주기적으로 시행하는 물리적인 역세척의 방법으로 분리막(6')의 표면에서 쉽게 탈리되어 역세의 효율이 높아지고 따라서 막오염이 완화되는 효과가 있다.

응집제로서 알루미늄 염을 사용하면 수중에 존재하는 영양염류 중 미생물의 성장에 필수적인 인성분을 거의 완벽하게 제거할 수 있으며 따라서 분리막(6')의 표면에서 미생물의 부착성장이 억제되는 부가적인 효과가 있다.

응집 침전 공정을 거친 유출수는 그 자체로 탁도, 색도, 냄새 등의 항목에 있어서 저급 중수로서 직접 사용이 가능한 수질을 나타낸다. 하지만 수질의 안정적인 보증이 어렵고 화장실 세정 용수 등으로 사용할 경우에 변기에 물때가 생기는 등의 문제가 있으므로 주기적인 분리막(6') 여과를 거쳐야 안정적인 중수의 생산이 가능하다.

분리막(6')은 정밀여과와 한외여과를 적용할 수 있으나 생산된 중수의 사용용도의 대부분이 화장실 용수, 청소용수, 조경용수 등인 점을 감안한다면 정밀여과막을 적용하는 것이 바람직하며, 건물 내에 시설이 위치하고 생물학적 처리와 결합된 분리막 공정이 아니므로 침지형보다 외압형의 분리막을 적용하는 것이 더욱 바람직하다.

도 1 및 2에 나타난 바와 같이, 본 발명은 기존의 생물학적 처리와 분리막 여과를 결합한 기존 중수도 공정을 개선하여 유량 조정조 후단의 폭기조인 생물학적 처리조(3)를 생략함으로써 중수도 시설의 소요부지를 20 내지 25% 까지 절감할 수 있고 기존 공정으로 운전되고 있는 시설에서 빈번히 발생하는 폭기조의 빈부하, 침전성 저하, 분리막의 오염 및 화학 세정주기의 단축 등의 문제점을 해결할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위한 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

본 발명의 중수도 시설 운영방법을 실시하기 전 주요 운전인자 및 일정기간의 안정화 후 주요 운전인자를 하기와 같이 설정하였을 때 그 실험 결과는 아래와 같다.

방법 실시 전 주요 운전인자

유입수 평균 BOD₅ : 56 ppm

유량 조정조 유출수 평균 BOD₅ : 27 ppm

폭기조 평균 F/M 비 : 0.02 kgBOD/kgMLVSS d

침전조 상등수 평균 일반세균 농도 : 5.0 ×10⁶CFU/ml

잉여슬러지 유출 : 없음(전량 반송, 인위적 MLSS 농도 조절 불가)

MLVSS/MLSS : 0.32

분리막 평균 화학세정 주기 : 3회/월

방법을 실시한 경우 일정기간의 안정화 후 주요 운전인자

본 방법을 실시하여 일정기간의 안정화 후 주요 운전인자는 다음과 같다.

유입수 평균 BOD₅ : 61 ppm

유량 조정조 유출수 평균 BOD₅ : 18 ppm

유량조정조 유출수의 MLVSS/MLSS : 0.53

응집 침전조 유출수 평균 BOD₅ : 7 ppm

응집 침전조 유출수 평균 일반세균 농도 : 5.0 ×10²

분리막 평균 화학세정 주기 : 1.0 회/월

실험 조건

고율 접촉 산화조 체류시간 : 평균유량 기준 3.5 hr

미생물 배양기 운전 조건 : 주 1회 투입, (1 ∼ 5) ×0⁹cfu/ml, 8 L/m³

응집시 PAC 투입 농도 : 25 ppm

음이온 고분자응집제 투입 농도 : 0.7 ppm

분리막 역세주기 : 30분

상기 실시예 결과에 나타난 바와 같이, 본 발명의 중수도 공정을 이용하면 유량조정조 후단의 생물학적 처리조와 모래여과 등을 생략할 수 있으므로 기존 공 정에 비하여 소요 부지면적을 20 ~ 25% 가량 절감할 수 있고, 그에 따른 초기 시설투자비도 절감되며, 분리막에 부가되는 일반세균의 농도가 현저히 줄어들어 바이오파울링을 일으킬 수 있는 오염강도가 현격히 저감되었으며, 분리막에 부가되는 BOD₅의 농도가 약 4분의 1로 줄어듦으로써 처리수의 수질을 향상시킴과 동시에, 분리막 표면에서 부착성장하는 미생물의 기질 공급량이 줄어듦으로써 부착성장의 속도가 완화되어 바이오파울링이 저감되어, 결과적으로 분리막의 화학세정 주기가 약 3배로 증가되어 세정시 사용하는 약품의 사용량 저감과 잦은 화학세정으로 인한 분리막의 손상 가능성을 낮추어 분리막의 교체주기를 늘리는 등의 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명의 건물 중수도 공정은 거대한 유량 조정조에서의 폭기로 인한 미생물 번식과 그로 인한 생물학적 처리 공정의 빈부하 운전, 그에 따른 분리막의 바이오파울링과 잦은 화학세정이 이루어지는 등의 문제점을 가지고 있는, 생물학적 처리와 분리막 여과를 결합한 기존 중수도 공정의 문제점을 개선하여 유량 조정조의 앞에 고정상 여재를 설치한 고율 접촉 산화조를 설치하고 미생물 배양기를 부가적으로 설치하여 미생물의 농도와 활동도를 유지시키며 월류 미생물, 고형물, 생물학 적 대사산물 그리고 인 등을 응집공정으로 제거한 후 분리막 여과와 소독을 거쳐 양질의 중수를 생산할 수 있는 안정적이고 부지를 적게 필요로 하는 건물 중수도 공정을 제공하는 효과가 있다.

Claims

건물 중수도 공정으로서,

유량 조정조 앞에 고정상 여재를 설치한 고율 접촉 산화조를 설치하고, 미생물 배양기를 설치하여 미생물의 농도와 활동도를 유지시키며 월류 미생물, 고형물, 생물학적 대사산물 그리고 인을 응집 공정으로 제거한 후 분리막 여과와 소독조를 거쳐 중수를 생산하는 것으로,

상기 미생물 배양기는

a) 미생물의 배양이 이루어지는 배양통;

b) 배양통 상부로 연결 설치되는 공급관, 및 공급관 상에 설치되어 배양액을 배양통으로 공급하는 펌프를 포함하며, 배양통 내에 배양시키고자 하는 용액 및 유·무기 배지를 공급하는 공급부;

c) 에어공급용 송풍기로부터 공기를 공급받아 배양통 내의 배양액에 공기를 분사하고 배양액을 교반시키는 교반부;

d) 배양통 내부에 설치되는 히터; 및

e) 히터를 제어 작동시키기 위한 제어수단을 포함하여 배양액의 온도유지 및 살균을 수행하도록 하는 온도제어부

를 포함하는 것인 건물 중수도 공정.
제1항에 있어서,

상기 고율 접촉 산화조의 체류시간은 일 평균 유입유량을 기준으로 2 내지 5 시간인 것을 특징으로 하는 건물 중수도 공정.
제1항에 있어서,

상기 응집 공정에 사용되는 응집제는 폴리염화알루미늄이고, 그 투입 농도가 5 내지 50 ppm 인 것을 특징으로 하는 건물 중수도 공정.
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