KR100605293B1

KR100605293B1 - Ｓｂｒ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치및 이를 이용한 고도처리방법

Info

Publication number: KR100605293B1
Application number: KR1020050095388A
Authority: KR
Inventors: 성백우; 이상혁; 최규채; 장성환; 김영규
Original assignee: 일신엠텍(주); 엔비넷 주식회사
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2006-07-28

Abstract

본 발명은 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 및 이를 이용한 고도처리방법에 관한 것으로, 단일 반응조에서 유입, 혐기, 호기, 무산소, 방류의 조건을 한 싸이클로 운전하여 하수 및 오 · 폐수 내의 유기물, 질소, 인을 효과적으로 제거하고, 침적형 섬유여과기를 이용하여 부유물질을 여과하여 제거함으로써 안정적인 처리수 확보하는 데 목적이 있다. 이를 위해 반응조(100)의 일측에 형성되어 하폐수를 교반함으로써 혐기조건에서 인을 제거하고 무산소조건에서 질소를 제거하는 수중교반기(10);와 반응조(100)의 하부에 형성되어 호기조건에서 하폐수에 폭기를 가함으로써 유기물을 제거하는 산기관(20);과 반응조(100)의 상부에 설치되는 감속기(41)로부터 동력을 전달받아 수중에 침수되는 섬유필터(80)를 회전시켜 꼬아서 밀실하게 하고, 방류수펌프(94)로 처리수를 흡입하여 물리적으로 하폐수를 여과 방류하는 섬유여과기(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

혐기조건, 무산소조건, 호기조건, 섬유여과기

Description

ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 및 이를 이용한 고도처리방법 {FIBER FILTERING DEVICE OF DEPOSITION STYLE OF SBR AND ADVANCED PROCESSING METHOD USING IT}

도 1은 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치의 전체 구성상태도.

도 2는 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 중 섬유여과기의 단면상태도.

도 3은 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 중 섬유여과기에서 기어박스와 필터연결부를 확대한 단면상태도.

도 4는 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 중 섬유여과기의 섬유필터를 연결하기 전의 사시상태도.

도 5는 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 중 섬유여과기의 사시상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10. 수중교반기 20. 산기관

21. 송풍기 30. 섬유여과기

40. 감속부 41. 감속기

42. 감속기관 43. 커플링

44. 감속기축 50. 기어박스

51. 감속베벨기어 52. 중공베벨기어

53,72. 베어링 54. 기어중공

60. 흡수부 61. 외통관

62,65. 제1,2흡수공 63. 지지판

64. 내통관 70. 필터연결부

71. 중공축 73,75. 제1,2연결하우징

74,76. 제1,2연결고리 80. 섬유필터

90. 방류수부 91. 방류수박스

92. 방류수공 93. 방류수관

94. 방류수펌프 100. 반응조

본 발명은 하폐수를 처리하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수 및 오폐수 고도처리 공법인 SBR(Sequencing Batch Reactor)에 섬유여과기를 함께 이용하여, 반응조 내 처리수를 SBR에 의해 생물학적으로 처리하고 섬유 여과기에 의해서는 물리적으로 여과 배출함으로써 안정적인 처리수를 확보할 수 있는 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 및 이를 이용한 고도처리방법에 관한 것이다.

현재 우리나라는 하수처리장이 표준 활성슬러지공법으로 유기물 제거 위주의 공법으로 운전되고 있는 실정이다.

현재 강화되는 법에 의해 질소와 인의 제거를 필요로 하는데 이를 고도처리라 한다. 고도처리는 기본적으로 혐기조-무산소-호기조로 구성되며 혐기조에서는 인축적 미생물(PAO)에 의해 유기물을 이용하여 인을 용출시킨다. 호기조에서는 공기를 불어넣어 유기물을 산화, 질산화 그리고 인 섭취를 하는 공정이다. 무산소조에서는 호기조에서 반송된 질산성질소를 탈질미생물(denitrifier)이 유기물을 이용하여 질소가스로 전환시키는 공정이다.

상기와 같은 고도처리를 하는 이유는 하수처리장에서 BOD나 질소가 하천으로 방류되면 하천수내에 서식하는 미생물에 의해 산화 되면서 상당한 양의 산소를 소모하게 된다. BOD 20 mg/L가 하천방류시 용존산소를 34mg/L(BODu=1.72*BOD5)를 소모한다. 반면 하수내의 질소가 처리되지 않고 방류되면 방류시 농도가 20mg/L일 때 20*4.6=92mg/L(여기서 , 4.6은 질소의 산소당량 4.6gO2/gN)의 용존산소를 고갈시킬 수 있다. 질소를 NH4N형태로 방류되는 것을 억제하여야 BOD제거도 효과가 증대되기 때문이다.

또한 인의 경우 인 1 mg/L가 그대로 방류된다면 조류가 114.5mg/L를 생산시키며, 이는 COD로 124mg/L의 용존산소를 고갈시키는 결과를 가져오게 된다. 기존의 처리공정의 대부분이 BOD와 SS를 제거하였는데 질소와 인가 제거되지 않고 수계로 방류된다면 부영양화를 초래하여 용존산소량을 감소시키는 결과를 가져오기 때문이다.

일반적으로 하수 및 오 · 폐수고도처리공법중의 하나인 연속회분식반응기(SBR)는 활성슬러지 공법의 공간적 개념(넓은 공간을 요하는 설비)을 시간적 개념(상대적으로 좁은 공간의 설비)으로 바꾼 것으로 separate reactors, recycle line, clarifier 등이 없이도 무산소, 호기 조건을 주어 유기물과 질소 제거가 가능하며 유입-반응-침전-유출과정을 단일 반응조에서 수행한다.

SBR은 유입과정이 균등조 역할을 하기 때문에 부하변동이나 충격부하에 강하고, 몇 가지 공정을 제외하고는 침전지와 슬러지 반송이 필요 없으며, 유입 공정의 적절한 변화로 사상성 미생물(filamentous)의 성장을 억제시켜 침전 효율을 좋게 유지 할 수 있는 장점이 있다.

그러나 SBR은 유기물과 질소 제거에는 좋지만 인 제거 측면에서는 좋은 효과를 나타내지 않으며, 미생물 상태가 좋지 않을 경우 슬러지 침강성이 떨어져 부유물이 그대로 방류됨으로써 다시 2차 오염을 발생 시킬 수 있는 단점이 있다.

SBR은 상당히 오래 전에 개발되었으나 운전되는 경우가 그리 많지 않아 실용화되지 못하고 있다가 최근에 SBR의 단점인 운전상태가 좋지 않았을 경우 슬러지 침강성의 문제로 야기되는 부유물의 유출을 해결하기 위하여 처리수 배출장치인 디캔터(Decanter)의 발달로 소규모 처리시설에서 비교적 간단한 형태로 쉽게 운전할 수 있도록 개발되고 있다.

한편 기존의 연속회분식 활성슬러지법에서 사용되는 처리수 배출장치의 방식을 살펴보면 부유식, 기계식 그리고 승강기능이 없는 고정식으로 구분할 수 있다.

부유식은 배수장치의 집수부가 부유구조로 되어 수면에 부상한 상태에서 수위에 따라 승강하며, 수위가 배출유량에 따라 변동되므로 배출장치의 승강은 수위에 의하여 결정되는데 배출장치의 승강이 자동적으로 조정되므로 기구의 간소화가 이루어진다.

그러나 배출유량이 기능의 기본이 되기 때문에 배출유량의 설정 및 배출기능에 영향을 주는 집수부의 끝부분 등에 충분히 주의를 할 필요가 있으며, 배출장치 본체, 유도봉, 스컴방지판 등 제작 단가가 높은 문제점이 있다.

기계식은 집수부의 승강을 기계를 사용하여 강제적으로 수행하는 방식으로, 배수유량과 수위는 집수부의 승강속도에 따라 결정되고, 일반적으로 동력장치에 의해 작동하는 암 타입의 형태로 배출시에는 동력장치에 의해 정해진 속도로 한계깊이까지 하강하여 기계적으로 암을 동작시켜 상등수만을 배출하고 배출단계를 제외하는 배출 홈통을 반응조 밖으로 들어 올리는 방식이다.

그러나 배출과 수위제어는 확실히 이루어지지만 승강을 위해 동력을 필요로 하고, 처리구조가 복잡하며 배출시작 수위와 정지수위는 수위계에 의한 제어도 검토할 필요가 있으며, 기계적인 설비가 복잡 할수록 자동화 및 운전관리에 불편함을 제공할 뿐만 아니라 건설비용이 많이 드는 결과를 초래하는 단점이 있다.

고정식은 배출 웨어와 상부를 덮는 후드로 구성되어 후드에 공기를 주입함에 따라 처리수가 배출되는 가장 간단한 구조이지만, 고정되어 있기 때문에 수위에 따 른 유동성이 약하여 배출유량의 변동에 따라 집수부를 복수단으로 하여야 하고, 강제 공기주입을 위한 장치가 필요한 단점이 있다.

상기와 같은 종래의 SBR공법과 처리수 배출장치는 운전자가 항상 관찰하지 않으면 처리수질의 악화로 인한 안정적인 처리수 확보가 어렵고, 구조가 복잡하게 구성되어 단가가 비싸고 제작이 어려운 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서 이루고자하는 기술적 과제는, 단일 반응조에서 유입, 혐기, 호기, 무산소, 방류의 조건을 한 싸이클로 운전하여 하수 및 오 · 폐수 내의 유기물, 질소, 인을 효과적으로 제거하고, 침적형 섬유여과기를 이용하여 부유물질을 여과하여 제거함으로써 안정적인 처리수 확보하는 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 및 이를 이용한 고도처리방법을 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치는, 반응조(100)의 일측에 형성되어 하폐수를 교반함으로써 혐기조건에서 인을 제거하고 무산소조건에서 질소를 제거하는 수중교반기(10);와 반응조(100)의 하부에 형성되어 호기조건에서 하폐수에 폭기를 가함으로써 유기물을 제거하는 산기관(20);와 반응조(100)의 상부에 설치되는 감속기(41)로부터 동력을 전달받아 수중에 침수되는 섬유필터(80)를 회전시켜 꼬아서 밀실하게 하고, 방류수펌프(94)로 처리수를 흡입하여 물리적으로 하폐수를 여과 방류하는 섬유여과기(30)를 포함하여 이루어지고,

상기 섬유여과기(30)는 동력을 발생하여 전달시키는 감속부(40);와 상기 감속부(40) 단부에 감속베벨기어(51)가 일체 연결되고, 상기 감속베벨기어(51)의 양측에 중공베벨기어(52)가 치합되는 기어박스(50);와 상기 양측 중공베벨기어(52)의 기어중공(54)에 내통관(64)이 관통되고, 상기 내통관(64)의 외측에 일정간격 이격되어 외통관(61)이 각각 형성되며, 외통관(61)과 내통관(64)의 외측에 다수의 제1,2흡수공이 관통되어 처리수가 흡수되는 흡수부(60);와 상기 양측 중공베벨기어(52)의 단부에 중공축(71)이 일체 연결되어 중공베벨기어(52)와 함께 중공축(71)이 회전하고, 중공축(71)의 외측과 상기 양측 내통관(64)의 단부에 각각 제1,2연결하우징이 다수 형성되며, 각 제1,2연결하우징에 하나 이상의 제1,2연결고리가 체결되는 필터연결부(70);와 상기 제1연결고리(74)와 제2연결고리(76) 사이에 각각 연결되는 섬유필터(80);와 상기 중공베벨기어(52)의 사이에서 내통관(64)의 단부가 방류수박스(91)에 지지 연결되고 일측에 관통된 방류수공(92)이 방류수관(93)에 의해 방류수펌프(94)에 연결되는 방류수부(90)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치를 제공한다.

하폐수 고도처리공법은, 반응조(100)에 하폐수를 유입하는 유입단계;와 혐기조건에서 하폐수를 교반하여 인을 제거하는 혐기조건 교반단계;와 호기조건에서 하폐수에 폭기를 가하여 유기물을 제거하는 호기조건 폭기단계;와 무산소조건에서 하폐수를 교반하여 질소를 제거하는 무산소조건 교반단계;와 일정시간동안 상기 하폐수 중의 슬러지를 침강하는 슬러지 침강단계;와 섬유여과기(30)를 통해 처리수를 여과 및 방류하는 여과 방류단계를 포함하여 이루어지고, 상기 섬유여과기는 상기 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치를 사용하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치의 전체 구성상태를 나타낸다.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치는 반응조(100) 일측의 수중교반기(10)와, 반응조(100) 하부의 산기관(20)과, 반응조(100) 상부의 섬유여과기(30)를 포함하여 이루어진다.

수중교반기(10)는 반응조(100)의 일측에 형성되어 하폐수를 교반함으로써 혐기조건에서 인을 제거하고, 무산소조건에서 질소를 제거한다.

산기관(20)은 반응조(100)의 하부에 형성되어 호기조건에서 하폐수에 폭기를 가함으로써 유기물을 제거한다. 산기관(20)에는 송풍기(21)가 연결되어 있어 폭기를 발생시킨다.

섬유여과기(30)는 반응조(100)의 상부에 설치되는 감속기(41)로부터 동력을 전달받아 수중에 침수되는 섬유필터(80)를 회전시켜 꼬아서 밀실하게 하고 방류수펌프(94)로 방류수를 흡입하여 물리적으로 하폐수를 여과 방류한다.

도 2는 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 중 섬유여과기(30)의 단면상태를 나타내고, 도 3은 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 중 섬유여과기(30)에서 기어박 스(50)와 필터연결부(70)를 확대한 단면상태를 나타낸다.

보다 상세히 섬유여과기(30)를 설명하면, 도 2, 도 3 및 도 5에서 보는 바와 같이 감속부(40)의 동력을 기어박스(50)에서 전환하여 섬유필터(80)를 회전시켜 꼬인 상태에서 물리적으로 유기물을 여과하고, 여과되는 처리수를 흡수부(60)와 방류수부(90)를 통해 흡수 방류하도록 구성된다.

감속부(40)는 동력을 발생시키는 감속기(41)가 반응조(100) 상측 외부에 설치되고, 감속기(41) 단부에는 감속기관(42)이 연결된다. 감속기관(42) 내부에는 감속기축(44)이 내장되고, 감속기축(44)은 커플링(43)에 의해 회전가능하게 연결된다.

상기와 같이 이루어진 감속부(40) 단부에는 기어박스(50)가 형성되어 감속기축(44)에 의해 감속기(41)의 동력을 기어박스(50)에 전달한다.

감속부(40)의 감속기축(44) 단부에 감속베벨기어(51)가 일체 연결되고, 감속기축(44)과 감속베벨기어(51)의 연결부위와 결합된 기어박스(50) 일측에는 베어링(53)이 형성되어 감속베벨기어(51)가 원활히 회전한다. 기어박스(50) 내부에는 감속베벨기어(51)의 양측에 중공베벨기어(52)가 치합되며, 중공베벨기어(52)의 사이에 후술될 방류수박스(91)가 위치되어 이루어진다.

도 4는 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 중 섬유여과기(30)의 섬유필터(80)를 연결하기 전의 사시상태를 나타내고, 도 5는 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 중 섬유여과기(30)의 사시상태를 나타낸다.

흡수부(60)는 도 2 및 도 4에서 보는 바와 같이 여과되는 처리수를 흡수하기 위해 내통관(64)과 외통관(61)으로 이루어진다. 내통관(64)은 외측에 다수의 제2흡수공(65)이 관통되어 형성되고, 단부에는 제2흡수공(65)이 관통되지 않는다. 내통관(64)의 내측에는 중공(66)이 관통 형성되어 흡수된 처리수가 흐른다. 내통관(64)은 양측 중공베벨기어(52)의 기어중공(54)에 관통되고, 후술되는 방류수박스(91)에 내통관(64)의 단부가 지지 고정된다.

외통관(61)은 지지판(63)에 의해 내통관(64)의 외측에 일정간격으로 이격되어 형성된다. 지지판(63)은 내통관(64)의 제2흡수공(65)이 관통되는 부분의 외측에 수직으로 형성된다. 외통관(61)의 단부와 내통관(64)의 외측은 밀실하게 마감되어 처리수가 흡입될 시 새지 않도록 한다. 외통관(61)의 외측에 다수의 제1흡수공(62)이 관통되어 여과되는 처리수를 흡수한다.

필터연결부(70)는 도 2 및 도 4에서 보는 바와 같이 제1,2연결하우징 사이에 후술되는 섬유필터(80)를 연결하고, 중공베벨기어(52)로부터 제1연결하우징(73)을 회전시켜 섬유필터(80)를 꼬이도록 하여 하폐수 중의 유기물을 물리적으로 여과하도록 이루어진다.

양측 중공베벨기어(52)의 단부에 중공축(71)이 일체 연결된다. 이때 중공축(71)은 내측에 중공(71a)이 형성되어 중공축(71)의 중공 내부에 내통관(64)의 단부가 관통되어 위치된다. 이때 중공축(71)의 중공과 내통관(64)의 단부 외측 사이에 베어링(72)이 설치되어 중공축(71)이 원활히 회전한다.

중공축(71)의 외측에 각각 제1연결하우징(73)이 다수 형성되며, 각 제1연결 하우징(73)에 하나 이상의 제1연결고리(74)가 체결된다. 양측 내통관(64)의 단부에 각각 제2연결하우징(75)이 다수 형성되며, 각 제2연결하우징(75)에 하나 이상의 제2연결고리(76)가 체결된다.

섬유필터(80)는 도 5에서 보는 바와 같이 제1연결고리(74)와 제2연결고리(76) 사이에 각각 연결된다. 제1연결고리(74)와 제2연결고리(76) 사이에 연결되는 하나의 섬유필터(80)는 4~5㎛의 미세한 섬유들이 다수 겹쳐진 상태여서 유기물의 여과효과를 상승시킨다.

방류수부(90)는 도 1 및 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이 내외통관(61)으로부터 흡입된 처리수를 방류수펌프(94)에 의해 방류수박스(91)로 흡입하여 반응조(100)의 외부로 방류시키는 것으로, 기어박스(50) 내부에서 중공베벨기어(52)의 사이에서 내통관(64)의 단부가 방류수박스(91)에 지지 연결되고, 방류수박스(91) 일측에 관통된 방류수공(92)이 방류수관(93)에 의해 방류수펌프(94)에 연결된다.

한편 내통관(64)의 양측 단부와 기어박스(50) 및 방류수박스(91)를 지지대(101)가 연결하여 고정 지지함으로써, 섬유여과기(30)의 전체를 견고하게 하여 양측의 중공베벨기어(52)와 제1연결하우징(73)이 원활히 회전할 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치를 이용한 고도처리방법을 살펴보면 다음과 같다.

단일 반응조(100)에서 유입, 혐기, 호기, 무산소, 방류의 조건을 한 싸이클로 운전하여 하수 및 오 · 폐수 내의 유기물, 질소, 인을 생물학적으로 제거하고, 침적형 섬유여과기(30)를 이용하여 부유물질을 물리적으로 여과하여 제거한다.

우선 처음 단계는 유입단계로 반응조(100)에 하폐수를 유입하는 단계이다.

다음단계는 혐기조건 교반단계로 혐기조건에서 하폐수를 교반하여 인을 제거하는 단계이다.

혐기조건은 유기물을 이용하며 수중의 인을 방출시키는 반응조(100)로 DO≒0, NO3N≒0 이여야 한다. 질산성 질소가 있으며 인을 방출시키기 보단 탈질을 우선적으로 수행하므로 각별한 주의가 필요하다.

다음단계는 호기조건 폭기단계로 호기조건에서 하폐수에 폭기를 가하여 유기물을 제거하는 단계이다.

호기조건은 호기성 공정으로 공기(산소)를 이용하여 미생물이 성장 활동하는 구간으로 유기물 산화와 질산화를 수행하는 역할을 한다.

다음단계는 무산소조건 교반단계로 무산소조건에서 하폐수를 교반하여 질소를 제거하는 단계이다.

무산소조건은 유기물을 이용하여 호기조에서 반송된 질산성 질소를 질소가스로 전환하는 공정이다. DO≒0 이지만 NO3N이 존재하여야만 수행이 가능하다.

다음단계는 슬러지 침강단계로 일정시간동안 상기 하폐수 중의 슬러지를 침강하는 단계이다.

다음단계는 여과 방류단계로 섬유여과기(30)를 통해 물리적으로 처리수를 여과 및 방류하는 단계이다.

감속기(41)에 전원이 공급되어 감속기축(44)이 정회전을 하면 감속베벨기어 (51)에 정회전이 전달된다. 감속베벨기어(51)가 정회전함에 따라 도면(도 2 및 도 3)상 좌측의 중공베벨기어(52)는 역회전을 하고 우측의 중공베벨기어(52)는 정회전을 한다.

중공베벨기어(52)와 일체 연결된 도면상 좌측의 중공축(71)도 역회전을 하고 우측의 중공축(71)은 정회전을 한다. 또한 중공축(71)에 일체 연결된 도면상 좌측의 제1연결하우징(73)은 역회전을 하고 우측의 제1연결하우징(73)은 정회전을 한다.

이때 내통관(64)의 단부는 중공축(71)과 중공베벨기어(52)의 중공을 관통하여 방류수박스(91)의 일측 양쪽에 고정 지지된다. 아울러 양측의 제2연결하우징(75)도 회전하지 않고 정지상태이다.

제1연결하우징(73)이 회전하면 제1연결고리(74)에 연결된 나란히 정렬되어 있던 섬유필터(80)가 회전방향에 따라 꼬여서, 느슨해 있던 상태에서 밀실한 상태로 바뀌게 된다. 이때 감속기(41)는 일정한 전류가 흐르면 전원공급이 차단되어 더 이상 섬유필터(80)를 꼬이지 않게 한다.

섬유필터(80)가 꼬여서 밀실한 상태에서 방류수펌프(94)를 작동하면 방류수관(93), 방류수박스(91), 내통관(64) 그리고 외통관(61)에 흡입력이 생겨 하폐수를 흡수한다. 흡수되는 하폐수는 밀실한 상태의 섬유필터(80)에 의해 여과과정을 거친 후 제1흡수공(62)을 통해 외통관(61)에 유입되었다가 다시 제2흡수공(65)을 통해 내통관(64)으로 유입된다.

내통관(64)으로 유입된 처리수는 내통관(64)의 단부로 유입되고, 방류수박스 (91)를 거쳐 방류수공(92)을 통해 방류수관(93)으로 이동하며, 방류수관(93)으로 이동되는 처리수는 방류수펌프(94)를 거쳐 반응조(100)의 외부로 방류된다.

한편 일정한 시간동안 여과 및 방류과정이 진행되면 감속기(41)를 역회전시켜서 제1연결하우징(73)을 반대방향으로 회전(좌측;정회전, 우측;역회전)시킴으로써 섬유필터(80)가 꼬여서 밀실해진 상태에서 나란하게 정렬되어 느슨한 상태로 복구시켜 섬유필터(80)에 여과된 유기물을 털어서 제거한다.

다음은 상기와 같은 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치를 이용한 고도처리방법에 의해 실험을 실시한 실험실시예를 설명하고자 한다.

실험실시예에서 사용한 처리시스템은 연속회분식 반응조(100)에 침적형 섬유여과기(30)가 설치된 공정이며, 슬러지는 하수처리장 잉여슬러지를 사용하였으며 유입수의 종류는 하수이다. 반응조(100)의 크기는 하기와 같다.

W 3.0 * L 3.0 * H 4.0 = 36㎥

본 발명에 따른 SBR 공법에서 침적형 섬유여과방식의 디캔터를 이용한 고도처리장치의 운전조건은, 하루처리 용량을 50톤으로 조정하고 하나의 단일 반응조(100)에서 혐기조건, 호기조건, 무산소조건, 침전, 처리수 방류를 각각 1시간, 2시간 20분, 1시간 30분, 40분, 30분씩 총 6시간의 체류시간을 유지하고 처리수의 반송은 두지 않고 운전하였으며, 또한 실험분석은 45일 동안 15회에 걸쳐 실험하였다.

반응조(100)에 장착된 섬유여과기(30)는 반응조(100) 양쪽에 고정을 시켜 놓았고, 섬유여과모듈(섬유필터(80)를 포함한 내외통관(61) 일체를 뜻함)의 크기는 폭(W) : 200mm, 길이(L) : 600mm이며, 반응조(100)에 2m 깊이로 섬유여과모듈을 설치하였고, 처리수의 방류는 섬유여과모듈에 배관(방류수관(93))을 장착하여 30㎥/hr용량의 방류수펌프(94)를 이용해 25 ~ 30분 동안 방류하였다.

아래 표 1에 제시된 봐와 같이 SBR공법으로 처리한 유기물 SS와 BOD, CODMn의 제거효율은 88.4, 87.2, 81.7%로 나타나 있고, 2차로 섬유여과기(30)를 이용해 처리한 제거효율은 10.4, 8.6, 11.6% 증가함을 보여주고 있다. 이는 부유물의 제거로 인한 처리효율이 향상이 되었다는 것을 나타낸다.

또한 질소와 인은 SBR공법으로 처리한 제거효율이 55.1, 56.5%로 나타났고, 2차로 섬유여과기(30)를 이용해 처리한 제거효율은 14.5, 30.2% 증가됨 보여주고 있다. 특히 인의 경우는 미생물이 호기성 조건에서 인을 제거하였기 때문에, 부유물을 제거함으로써 많은 제거효율의 향상을 가져 왔다.

표 1. SBR 공법에 섬유여과기(30)를 이용한 고도처리 시스템의 폐수처리효율

항 목	유 입 수 (㎎/ℓ)	SBR 반응조(100) 처리수		섬유여과기(30) 처리수		전체 평균 처리효율 (%)
항 목	유 입 수 (㎎/ℓ)	농 도 (㎎/ℓ)	처리효율 (%)	농 도 (㎎/ℓ)	처리효율 (%)	전체 평균 처리효율 (%)
SS	136.7~69.8 (85.3)	16.5~6.84 (10.8)	92.8~85.1 (88.4)	2.01~0.32 (1.05)	97.2~88.6 (90.2)	98.8
BOD	98.4~71.2 (82.5)	15.9~7.15 (10.6)	90.2~81.2 (87.2)	5.72~2.57 (3.45)	69.7~61.8 (67.5)	95.8
CODMn	73.6~53.7 (62.4)	16.2~7.88 (11.4)	86.9~76.3 (81.7)	6.64~3.07 (4.16)	57.8~74.6 (63.5)	93.3
질소	42.3~22.6 (31.4)	17.5~12.7 (14.1)	62.3~49.1 (55.1)	13.3~7.95 (9.74)	52.1~36.8 (30.9)	69.8
인	4.15~3.08 (3.15)	2.45~0.75 (1.03)	68.4~40.8 (56.5)	1.05~0.32 (0.42)	70.2~55.4 (59.2)	86.7

실험기간동안 분석한 Data의 최고값과 최저값을 표시 하였으며, ( )안의 값 은 평균값이다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 상기의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치 및 이를 이용한 고도처리방법은 단일 반응조에서 유입, 혐기, 호기, 무산소, 방류의 조건을 한 싸이클로 운전하여 하수 및 오 · 폐수 내의 유기물, 질소, 인을 생물학적으로 제거할 수 있고, 침적형 섬유여과기를 이용하여 부유 물질을 물리적으로 여과하여 제거함으로써 안정적인 처리수 확보할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

특히 섬유여과기는 중공형의 베벨기어를 통해 일측의 섬유필터에 회전력을 전달하여 섬유필터를 밀실하게 꼼으로써 하폐수를 물리적으로 여과하고, 섬유필터 내측에 흡수공이 관통된 내외통관을 형성하고 내통관을 방류수관을 거쳐 방류수펌프에 연결시킴으로써 하폐수가 여과된 처리수를 방류할 수 있다.

Claims

반응조(100)의 일측에 형성되어 하폐수를 교반함으로써 혐기조건에서 인을 제거하고 무산소조건에서 질소를 제거하는 수중교반기(10);

반응조(100)의 하부에 형성되어 호기조건에서 하폐수에 폭기를 가함으로써 유기물을 제거하는 산기관(20); 및

반응조(100)의 상부에 설치되는 감속기(41)로부터 동력을 전달받아 수중에 침수되는 섬유필터(80)를 회전시켜 꼬아서 밀실하게 하고, 방류수펌프(94)로 처리수를 흡입하여 물리적으로 하폐수를 여과 방류하는 섬유여과기(30)를 포함하여 이루어지고,

상기 섬유여과기(30)는

동력을 발생하여 전달시키는 감속부(40);

상기 감속부(40) 단부에 감속베벨기어(51)가 일체 연결되고, 상기 감속베벨기어(51)의 양측에 중공베벨기어(52)가 치합되는 기어박스(50);

상기 양측 중공베벨기어(52)의 기어중공(54)에 내통관(64)이 관통되고, 상기 내통관(64)의 외측에 일정간격 이격되어 외통관(61)이 각각 형성되며, 외통관(61)과 내통관(64)의 외측에 다수의 제1,2흡수공이 관통되어 처리수가 흡수되는 흡수부(60);

상기 양측 중공베벨기어(52)의 단부에 중공축(71)이 일체 연결되어 중공베벨기어(52)와 함께 중공축(71)이 회전하고, 중공축(71)의 외측과 상기 양측 내통관(64)의 단부에 각각 제1,2연결하우징이 다수 형성되며, 각 제1,2연결하우징에 하나 이상의 제1,2연결고리가 체결되는 필터연결부(70);

상기 제1연결고리(74)와 제2연결고리(76) 사이에 각각 연결되는 섬유필터(80); 및

상기 중공베벨기어(52)의 사이에서 내통관(64)의 단부가 방류수박스(91)에 지지 연결되고 일측에 관통된 방류수공(92)이 방류수관(93)에 의해 방류수펌프(94)에 연결되는 방류수부(90)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치.
삭제
반응조(100)에 하폐수를 유입하는 유입단계;

혐기조건에서 하폐수를 교반하여 인을 제거하는 혐기조건 교반단계;

호기조건에서 하폐수에 폭기를 가하여 유기물을 제거하는 호기조건 폭기단계;

무산소조건에서 하폐수를 교반하여 질소를 제거하는 무산소조건 교반단계;

일정시간동안 상기 하폐수 중의 슬러지를 침강하는 슬러지 침강단계; 및

섬유여과기(30)를 통해 처리수를 여과 및 방류하는 여과 방류단계를 포함하여 이루어지고,

상기 섬유여과기는 청구항 1의 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 ＳＢＲ 공법에서 침적형 섬유여과방식의 여과 및 배출장치를 이용한 고도처리방법.