KR100695538B1 - 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수나 폐수를 정화하여 처리하는 하수처리시설에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기물 제거 위주의 표준활성슬러지공법을 적용하여 설계한 종래의 하수처리시설에 처리수의 수질을 보다 향상시키기 위한 별도의 고도처리시설을 증가하지 않고 기존의 토목구조를 변경함으로써 통상의 처리과정에서 충분히 처리되지 않는 물질(질소와 인)의 제거율 향상을 높이도록 리모델링한 하수처리시설에 관한 것이다.

본 발명에 따른 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설은 유입된 하수를 최초침전지로 유입하고 이웃하는 포기조와 최종침전지를 거쳐 처리수로 배출하는 공정을 가진 하수처리시설에 있어서, 상기 장방형 또는 원형의 최초침전지를 다수의 무산소조 또는 무산소조와 혐기조로 변경하고, 상기 장방형의 포기조를 다수의 반응침전조로 변경하고, 상기 장방형 또는 원형의 최종침전지를 혐기조와 호기조 또는 다수의 호기조로 변경하여, 상기 무산소조로 유입된 하수는 혐기조로 이송되고 재차 호기조와 반응침전조를 거쳐 정화한 다음 처리수를 배출하도록 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명은, 종래 하수처리시설의 토목구조에서 시설의 증가없이 내부설계를 변경하여 고도처리공법을 적용하기 때문에 하수처리시설의 설치부지를 최소화할 수 있고, 시설과 장비의 효율을 극대화할 뿐만 아니라, 자동화에 의해 운전요원을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 종래 토목구조에 수로와 배관만 신설하는 등 토목구조물의 변경을 최소화해서 고도처리화 공사비가 저렴하고, 유입수 성상 및 유량이나 기후변동에 따른 다양한 운전조건을 적용할 수 있으며, 우수침전조를 무산소조로 전환운전하여 동절기 저수온시에도 안정적으로 유입하수를 처리할 수 있는 효과가 있다.

무산소조, 반응침전조, 혐기조, 호기조, 고도처리, 하수처리시설.

Description

고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설{Remodeling sewage disposal plants with Advanced wastewater treatment}

도 1(a)(b)는 종래의 표준 활성슬러지공법을 적용한 장방형 하수처리시설의 공정 흐름도와 평면도.

도 2는 종래 원형의 침전지를 사용하여 구성한 하수처리시설의 평면도.

도 3(a)(b)는 종래 원형의 침전지와 장방형의 침전지를 혼합하여 구성한 하수처리시설의 평면도.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 변경 평면도.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 공정 흐름변경도.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 변경 평면도.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 공정 흐름변경도.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 변경 평면도.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 변경 평면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100 : 하수처리시설 60 : 수중교반장치

70 : 산기장치 101 : 시설외벽

110a, 110b : 제1, 제2 무산소조 111 : 무산소조 격벽

112 : 분배수로 115 : 무산소조 유출수로

116 : 우수침전조 유출수로 117 : 반송수로

120a, 120b : 제1, 제2 반응침전조 121 : 제1 무산소조 혼합액 유입수로

122 : 제2 무산소조 혼합액 유입수로 123 : 처리수 배출장치

130 : 혐기조 131 : 월류격벽

132 : 혐기조격벽 140a, 140b : 제1, 제2 호기조

141 : 호기조 유출수로 143 : 제1 호기조격벽

본 발명은 하수나 폐수를 정화하여 처리하는 하수처리시설에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기물 제거 위주의 표준활성슬러지공법을 적용하여 설계한 종래의 하수처리시설에 처리수의 수질을 보다 향상시키기 위한 별도의 고도처리시설을 증가하지 않고 기존의 토목구조를 변경함으로써 통상의 처리과정에서 충분히 처리되지 않는 물질(질소와 인)의 제거율 향상을 높이도록 리모델링한 하수처리시설에 관한 것이다.

최근 산업의 발달과 인구의 증가로 산업현장이나 가정으로부터 하수나 폐수가 다량으로 배출되고 있다. 이러한 하수나 폐수에는 다량의 중금속이나 각종 유기물 등이 포함되어 있어 하천이나 토양, 해양 등의 환경과 생태계가 파괴되는 심각한 문제가 발생한다.

상기의 문제를 해결하기 위해 하수나 폐수를 하수처리장에서 집수한 후 정화하여 하천 등으로 배출함으로써 환경오염을 최소화하고 있으며 일반적으로 하수를 처리하는 공법으로 호기성 미생물을 이용한 생물학적 활성슬러지공법(AS, Acivated Sludge)이 널리 사용되고 있다.

도 1(a)에 도시한 바와 같이, 표준활성슬러지공법은 크게 최초침전지(10)와 포기조(20) 그리고 최종침전지(30)로 시설을 구성하여 공정을 수행한다.

우선, 상기 최초침전지(10)에서 유입하수에 포함된 침강성 고형물이 침전되어 제거되고 크기가 큰 협잡물이 제거된 유입하수는 다시 포기조(20)로 이송된다. 상기 포기조(20)에서 유입하수와 반송펌프에 의해 반송된 활성슬러지는 혼합되고 상기 혼합액은 호기성 미생물의 화학적 반응에 의해 유기물이 분해·제거된다. 그리고, 최종침전지(30)로 이송되어 고체와 액체로 분리되고 상등수는 방류되며 침전된 슬러지는 일부 포기조(20)로 반송시키고 나머지는 슬러지 처리시설을 거쳐 처리된다.

일반적으로 우리나라의 경우 상기와 같이 유기물만을 제거하는 표준활성슬러지공법을 적용한 하수처리시설(1)이 대다수로, 도 1(b)를 참조하여 대표적인 기존의 하수처리시설(1)을 살펴보면 최초침전지(10)와 포기조(20) 그리고 최종침전지(30)로 구분된다. 상기 최초침전지(10), 포기조(20), 최종침전지(30)는 각각 장방형으로 장방형의 시설 외벽내에 서로 이웃하여 위치하고 각 공정조 사이에는 하수 또는 혼합액의 흐름이 자유롭도록 수로(14, 21)를 포함한다.

유입된 하수가 정화되는 4계열의 종래 하수처리시설(1)은 유입관(11)이 연결된 유량분배수로(12)를 통해 하수가 유입되고, 상기 유량분배수로(12)에 형성된 유입게이트(13)에 의해 장방형의 최초침전지(10) 각 계열로 하수가 분할 유입된다.

상기 최초침전지(10)를 거친 하수는 초침유출수로(14)로 이송되어 개구부를 통해 포기조(20)로 이송되고, 상기 포기조(20)에서는 공기공급관을 통해 공급된 공기에 의해 포기가 이루어진다. 그리고, 포기조 유출수로(21)를 통해 최종침전지(30)로 혼합액은 이송되고 최종침전지(30)에서 최종처리되어 처리수 배출관(31)을 통해 외부로 방류된다. 그리고, 상기 장방형의 최초침전지(10)와 포기조(20) 그리고 최종침전지(30)는 서로 이웃하는 반응조로 자연유하방식에 따라 각각의 유출수로를 포함하여 구성한다.

이러한 장방형의 구조외에도 하수처리시설은 다양한 토목구조를 가지는데, 도 2와 도 3(a)(b)를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 도 2는 종래 원형의 구조물을 사용하여 구성한 하수처리시설의 평면도이고, 도 3(a)(b)는 원형의 구조물과 장방형의 구조물을 혼합하여 구성한 하수처리시설의 평면도이다.

도 2는 장방형의 포기조(20a)를 가지고, 최초침전지(10a)와 최종침전지(30a)의 형태가 원형으로 전단 2지와 후단 2지의 침전지로 구성되며 상기 침전지의 1지는 한 계열의 처리공정을 가지도록 구성되어 있다. 또한, 상기 4지의 침전지 사이로 유량을 분배하는 소정 크기의 유량분배조(40)와 종침분배조(50)가 수로에 의해 연통되게 형성된다.

유입관(11)을 통해 유입된 하수는 유량분배조(40)에 일시 저장되고 다시 분배관 또는 수로를 통해 각 계열의 최초침전지로 이송된다. 그리고, 크기가 큰 침강성 고형물이 제거된 후 이송로(22)를 따라 장방형의 포기조(20a)로 침전지를 거친 혼합액이 이송된다. 그리고, 상기 포기조(20a)는 보통 8지로 구성되어 있으며, 포기조(20a)를 거친 하수는 종침분배조(50)를 통해 4개의 원형 최종침전지(30a)로 이송되어 처리된다. 상기 최종침전지(30a)는 배출관(31)과 연결되어 있으며 배출관(31)을 통해 처리수는 외부로 방류되거나 살균조로 이송된다.

유입되는 하수의 유량과 성상에 따라 최초침전지와 최종침전지는 형태와 구조를 달리 형성하는데, 도 3(a)는 최초침전지(10b)가 4지의 원형 침전지이고 최종침전조(30b)는 이웃하는 장방형 포기조(20b)와 유입수로(32)를 통해 연결되고 장방형의 구조를 가진다. 또한, 이와 반대로 도 3(c)와 같이 최초침전지(10c)가 장방형으로 장방형의 포기조(20c)와 유입수로(23)를 통해 연통되고 최종침전지(30c)는 원형의 구조를 가지며 구성할 수 있다.

물론, 상기와 같이 구성하는 하수처리시설은 필요에 따라 유입되는 하수를 저장하여 각각의 최초침전지로 분배하는 유량분배조(40)와, 포기조를 거친 혼합액 을 최종침전지로 분배하는 종침분배조(50)를 포함하여 구성하고, 상기 최종침전지를 거친 처리수는 처리수 배출관(31)을 통해 외부로 방류하거나 살균조로 이송된다.

그러나, 종래의 하수처리시설은 하수 중에서 주로 탄소성 오염물질을 처리대상으로 하여 처리함에 따라 질소, 인과 같은 영양염류의 처리는 미비한 실정이다. 그 결과 하천 등이 과영양 상태로 진행되고, 수질이 계속적으로 개선되지 않으므로 하·폐수 중의 질소와 인을 제거하기 위해서 고도 처리 시설을 도입했다.

고도처리란 수질환경기준의 달성 등 공용 수역의 수질보전상의 요청으로부터 또는 처리수의 재이용을 위하여 활성슬러지법으로 대표되는 통상의 2차 처리에 의한 처리수의 수질을 보다 향상시키기 위하여 행하는 처리를 말하며 통상의 2차 처리의 제거대상 수질(BOD, SS 등)의 향상을 목적으로 하는 이외에 2차 처리에서는 충분히 처리되지 않는 물질(질소, 인 등)의 제거율 향상을 목적으로 하는 처리를 포함한다.

이러한 고도처리공법을 적용하기 위해 종래에는 표준활성슬러지 공법이 끝난 뒤에 고도처리에 필요한 시설을 별도로 추가 설치하는 방법을 수행해왔다. 그러나. 별도의 추가 시설을 설치함에 따라 많은 양의 부지가 소요되고 중복 투자에 따른 비용이 증가하는 등 많은 어려움이 생기는 것이 사실이다.

또한, 우리나라의 경우 하수차집 방식이 지금까지는 대부분 우수와 합류되도록 되어 있고, 관로가 부실하여 유입하수의 농도가 매우 낮은 반면에 상대적으로 영양염류의 농도는 높을 뿐만 아니라 유량 및 수질이 계절에 따라 심하게 변동하기 때문에 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 방식의 하수처리시설이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 하수처리시설의 토목구조에 별도의 시설 증가 없이 개조·변경함에 따라 시설의 설치부지를 최소화하고 시설과 장비의 효율은 극대화하면서 인과 질소를 함께 제거할 수 있는 고도처리공법이 적용된 하수처리시설을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 유입수질의 성상 및 유량이나 기후변동에 따른 다양한 운전 조건에서도 수질환경기준에 맞는 처리수를 방류하도록 구성한 고도처리공법이 적용된 하수처리시설을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설은, 유입된 하수를 최초침전지로 유입하고 이웃하는 포기조와 최종침전지를 거쳐 처리수로 배출하는 공정을 가진 하수처리시설에 있어서, 상기 장방형 또는 원형의 최초침전지를 다수의 무산소조 또는 무산소조와 혐기조로 변경하고, 상기 장방형의 포기조를 다수의 반응침전조로 변경하고, 상기 장방형 또는 원형의 최종침전지를 혐기조와 호기조 또는 다수의 호기조로 변경하여, 상기 무산소조로 유입된 하수는 혐기조로 이송되고 재차 호기조와 반응침전조를 거쳐 정화한 다음 처리수를 배출하도록 이루어진다.

우선, 종래에 널리 알려진 장방형의 하수처리시설에 있어서, 장방형의 최초 침전지를 무산소조로 변경하고, 포기조를 반응침전조로 변경하며, 최종침전지를 혐기조와 호기조로 변경하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설을 제공한다.

상기 하수처리시설은 커다란 장방형의 시설 외벽내에 각 공정조를 구성한 것으로, 상기 장방형의 최초침전지는 두개의 무산소조로 변경되는데, 상기 무산소조는 동일한 크기로 소정 높이의 무산소조 격벽에 의해 두개로 구분되고, 상기 무산소조 내에는 유입된 하수와 상기 반응침전조에서 반송된 활성슬러지를 교반하는 다수의 수중교반장치를 포함한다.

그리고, 상기 무산소조는 전방에 유입관을 통해 유입된 하수를 일시 저장하고 다수의 유입게이트를 형성해 각각의 무산소조로 유입하수를 분할 유입시키는 분배수로를 포함하여 구성한다. 또한, 상기 무산소조는 후방에 반응이 끝난 혼합액이 이송되는 일자 형태의 무산소조 유출수로를 형성하고, 상기 무산소조 격벽의 상부에 반송 유입게이트를 설치한 활성슬러지 반송수로를 포함하여 구성한다. 그리고, 상기 무산소조와 연통된 분배수로의 일측에 혐기조로 유입하수의 일부를 보내는 혐기조 분할유입수로를 포함하여 구성한다.

또한, 상기 두개의 무산소조 중 어느 한측은 집중호우시 하수처리의 효율화를 위해 운전조작에 따라 우수침전조로 전환되어 역할을 수행하는데, 상기 우수침전조는 상기 무산소조 유출수로의 뒤로 연통되는 우수침전조 유출수로를 포함하여 구성한다.

상기 종래의 포기조는 장방형의 동일한 크기로 두개의 반응침전조로 나누어 변경되는데, 소정 높이의 반응침전조 격벽과 상기 반응침전조 격벽의 상부를 따라 혐기조로 무산소조 혼합액을 이송하는 제1 무산소조 혼합액 유입수로를 형성해 구분한다.

또한, 상기 반응침전조는 상기 무산소조의 일측에 형성한 혐기조 분할유입수로가 반응침전조측에 연장되어 연통된 것으로 혐기조로 무산소조 혼합액을 이송하는 제2 무산소조 혼합액 유입수로와 반응침전조내로 공기를 공급하는 다수의 산기장치와 조내의 혼합액을 교반하는 다수의 수중교반장치를 포함하여 구성하고, 더불어 일측에 상기 반응침전조내에서 정화되어 처리된 처리수를 처리수배출관을 통해 외부로 배출하는 처리수배출장치와 상기 무산소조의 반송수로로 활성슬러지를 반송하는 반송펌프 및 반송관을 포함하여 구성한다.

상기 혐기조는 종래 최종침전지의 일부를 변경한 것으로, 이웃하는 호기조와 소정높이로 월류격벽에 의해 구분되고 하부로 또다른 호기조와 소정높이의 혐기조격벽에 의해 구분된다. 또한, 상기 제1 및 제2 무산소조 혼합액 유입수로와 연통되어 하수와 무산소조를 거친 혼합액이 유입되는데, 상기 혐기조내에는 혼합액을 교반하는 다수의 교반장치를 포함하여 구성한다.

상기 호기조는 종래 장방형의 최종침전지의 일부를 변경한 것으로, 크게 두개의 호기조로 구분할 수 있다. 제1 호기조는 이웃하는 혐기조와 월류격벽에 의해 구분되어 상기 월류격벽을 통해 혐기조를 거친 혼합액이 월류되어 유입되고 공기를 공급하는 다수의 산기장치와 조내의 혼합액을 교반하는 교반장치를 포함하여 구성한다. 또한, 제2 호기조와 제1 호기조격벽에 의해 구분되는데 상기 제1 호기조격벽 에는 다수개의 월류개구부가 있어 이를 통해 제1 호기조를 거친 혼합액은 제2 호기조로 이송되어 호기공정을 거친다.

그리고, 제2 호기조는 바람직하게는 혐기조와 제1 호기조가 합친 크기를 가지며, 혐기조와 혐기조격벽에 의해 구분되고 제1 호기조와 제1 호기조격벽에 의해 구분된다. 또한, 조내로 공기를 공급하는 다수의 산기장치와 조내의 혼합액을 교반하는 다수의 수중교반장치를 포함하여 형성하고, 상기 반응침전조로 조내의 혼합액을 월류하여 이송하는 호기조 유출수로를 포함하여 구성한다.

상기와 같이 구성하여 리모델링한 하수처리시설은 무산소조로 유입된 하수가 혐기조와 호기조 그리고 반응침전조의 순으로 처리공정을 거치는 고도처리공법이 적용된 것으로, 종래 하수처리시설의 토목구조에 따라 무산소조와 혐기조 그리고 반응침전조와 호기조를 변경하여 구성한다.

또다른 종래 하수처리시설은 토목구조에 따라 4지의 원형 최초침전지, 장방형의 포기조, 4지의 원형 최종침전지로 이루어지거나, 4지의 원형 최초침전지, 장방형의 포기조, 장방형의 최종침전지 혹은, 장방형의 최초침전지, 장방형의 포기조, 4지의 원형 최종침전지로 이루어지는데, 이때 본 발명에 따른 또다른 실시예로 4지의 원형 최초침전지를 가진 종래의 하수처리시설은 전단 2지를 무산소조로 구조변경하고 후단 2지를 혐기조로 구조변경하여, 유량분배조를 통해 각각 유입하수가 상기 무산소조와 혐기조로 분할유입될 수 있게 한다. 이때, 각 무산소조와 혐기조는 수주교반장치를 포함한다.

그리고, 장방형의 포기조는 각각 다수의 처리수배출장치, 수중교반장치, 산 기장치를 포함하여 구성한 제1 반응침전조와 제2 반응침전조로 구분되어 변경한다.이때, 상기 반응침전조는 상기 2지의 무산소조로 활성슬러지를 반송하기 위한 반송관과 반송펌프를 포함하여 구성한다.

이어서, 상기 혐기조에서 혼합된 혼합액은 중앙수로를 통해 호기조가 구성된 위치까지 이송되는데, 상기 중앙수로는 상기 제1 반응침전조와 제2 반응침전조를 구분하는 반응침전조 격벽의 상부에 형성하여 호기조로 혼합액을 이송한다.

또한, 4지의 원형 최종침전지를 가진 종래의 하수처리시설은 전단 2지를 제2 호기조로 구조변경하고 후단 2지를 제1 호기조로 구조변경하여, 필요에 따라 상기 중앙수로를 통해 유입된 혼합액을 혼합액분배조를 이용하여 2지의 제1 호기조내로 분할 유입하여 처리하거나, 상기 혼합액 분배조 대신 직접 중앙수로과 연통된 호기조유입수로를 통해 2지의 제1 호기조내로 분할 유입하여 처리한다.

그리고, 상기 2지의 제1 호기조는 월류연결수로에 의해 2지의 제2 호기조중 1지와 각각 연결되어 있다. 또한, 상기 2지의 제2 호기조는 호기조유출수로에 의해 반응침전조와 연통되어 있다.

별도로, 장방형의 최초침전지는 2개의 무산소조와 2개의 혐기조로 구조변경하고, 전방의 유입관과 유량분배조를 통해 하수가 분할유입되게 한다. 이때, 장방형의 무산소조, 혐기조와 장방형의 반송침전조 사이에 혐기조 유출수로가 위치하고 상기 혐기조유출수로는 반응침전조를 지나는 중앙수로와 연통되어 호기조로 혼합액을 이송한다.

장방형의 최종침전지가 구조변경되어 2지의 제1 호기조, 2지의 제2 호기조로 구성될 때는 상기 장방형의 반응침전조와 호기조 사이에 호기조 유입수로와 호기조 유출수로를 구성하는데, 상기 호기조 유입수로는 상기 중앙수로와 연통되어 혼합액을 제1 호기조내로 유입하고, 상기 호기조 유출수로는 제2 호기조와 반응침전조와 연통되어 혼합액을 제2 호기조에서 제1, 제2 반응침전조로 이송하여 처리한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 종래의 장방형 하수처리시설을 리모델링한 하수처리시설의 변경 평면도로서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하수처리시설(100)은 전체 하수처리시설의 형태를 장방형으로 이루는 하수처리시설 외벽(101)내에 제1 무산소조(110a), 제2 무산소조(110b), 혐기조(130), 제1 호기조(140a), 제2 호기조(140b), 제1 반응침전조(120a), 제2 반응침전조(120b)를 구성하여 유입하수를 처리하는 고도처리공법을 적용하도록 이루어진다.

종래 하수처리시설의 장방형의 최초침전지(도1b, 10)는 제1 무산소조(110a)와 제2 무산소조(110b)로 나누어져 토목구조가 변경되는데, 상기 제1 무산소조(110a)와 제2 무산소조(110b)는 동일한 크기를 가진 반응조로 소정 높이의 무산소조 격벽(111)에 의해 구분되어진다. 또한, 전방에는 종래의 토목구조와 동일하게 유입관(11)이 연통된 분배수로(112)가 위치하고 오염물질을 함유한 하수는 상기 유량분배수로(112)를 통해 상기 제1 무산소조(110a)와 제2 무산소조(110b)로 분할 유입된다.

이때, 상기 분배수로(112)는 일자형태로 상기 제1 무산소조(110a) 및 제2 무 산소조(110b)와 동시에 이웃하며 상기 무산소조 격벽(111)과는 수직의 각도로 구성하고, 각 무산소조와 연통되는 다수개의 유입게이트(113)를 포함하여 구성해 상기 유입게이트(113)를 통해 유입하수를 상기 무산소조로 분할유입시킨다.

그리고, 각각의 무산소조(110a, 110b)내에는 유입된 하수를 교반하는 다수의 수중교반장치(60)를 포함해 구성하고, 상기 무산소조의 후반부에는 전면부의 분배수로(112)와 대응하는 위치와 구조를 가지는 무산소조 유출수로(115)를 구성한다.

상기 무산소조 유출수로(115)는 이웃하는 제1 무산소조(110a)와 제2 무산소조(110b)에서 혼합액이 넘어오는 개구부(114)를 다수개 형성해 구성하고, 중앙에 상기 개구부(114)를 통해 월류한 무산소조 혼합액을 다음 공정을 수행하는 혐기조(130)로 이송하는 제1 무산소조 혼합액 유입수로(121)와 연통되게 구성한다.

또한, 상기 무산소조 격벽(111)의 상부에 반응침전조(120a,120b)의 반송펌프(P)에 의해 반송되는 활성슬러지가 무산소조(110a, 110b)내로 유입될 수 있도록 활성슬러지 반송수로(117)를 형성하는데, 바람직하게 상기 활성슬러지 반송수로(117)는 상기 무산소조 유출수로(115)와 구분되어 상기 격벽(111)의 중심까지 위치하고 상기 반송수로(117)를 통해 이송된 활성슬러지를 제1 무산소조(110a)와 제2 무산소조(110b)내로 분할 투입할 수 있도록 반송 유입게이트(118)를 반송수로(117)의 끝부에 포함하여 구성한다.

더불어, 상기 제1 무산소조(110a)는 전방의 분배수로(112)의 끝부와 연통되게 형성되어 혐기조(130)로 유입하수의 일부를 보내는 혐기조 분할유입수로(119)를 포함하여 구성한다. 상기 혐기조 분할유입수로(119)는 또한 상기 무산소조 유출수 로(115)와도 연통되게 제1 무산소조(110a)의 측부에 위치하여 혐기조까지 연장된다.

별도로, 상기 제2 무산소조(110b)는 집중호우시 하수처리의 효율화를 위해서 하수처리시설의 운전조작에 따라 우수를 집수하는 우수침전조(110b)로서의 역할을 수행하기도 하는데, 상기 우수침전조(110b)의 역할을 수행할 때는 상기 우수침전조(110b)와 연통되게 위치한 무산소조 유출수로(115)와 이웃하여 동일한 형태를 가지고 개구부(114a)를 통해 연통되게 형성된 우수침전조 유출수로(116)를 통해 우수침전조내에 집수한 우수를 외부로 방류한다.

바람직하게, 상기 우수침전조 유출수로(116)는 상기 무산소조 유출수로(115)와 이웃하여 동일 길이를 가지고 형성된 것으로, 제1 무산소조와 연통된 유출수로(115)측과는 수로격벽(116a)에 의해 차단되어 있으며 제2 무산소조와 연통된 유출수로(115)측과는 개구부(114a)에 의해 연통되게 구성한다. 따라서, 우수침전조(110b)에 집수된 우수는 무산소조 유출수로(115)를 통과해 우수침전조 유출수로(116)로 이송되어 외부로 배출된다.

또한, 상기 무산소조(110a, 110b)에 사용하는 수중교반장치(60)는 종래의 알려진 기술에 따른 것으로 구동모터와 교반프로펠러 등으로 구성되어 조내의 하수를 교반하고 반송되는 활성슬러지와 잘 혼합되도록 한다.

상기 반응침전조(120a, 120b)는 종래의 포기조(도 1b, 20)의 토목구조를 고도처리공법에 맞게 변경한 것으로, 종래 4계열로 이루어진 포기조의 2계열을 제1 반응침전조(120a)로 변경하고 남은 2계열을 제2 반응침전조(120b)로 개조하여 구성 한 것으로 상기 제1 반응침전조(120a)와 제2 반응침전조(120b)는 동일한 형상을 가지며 소정 높이의 반응침전조 격벽에 의해 나누어진다. 그리고, 상기 반응침전조 격벽 상부에 혐기조(130)로 무산소조 혼합액을 이송하는 제1 무산소조 혼합액 유입수로(121)를 구성하고, 측부에 상기 무산소조의 일측에 형성한 혐기조 분할유입수로(119)가 연장된 제2 무산소조 혼합액 유입수로(122)를 포함하여 구성한다.

바람직하게, 상기 제1 무산소조 혼합액 유입수로(121)는 상기 무산소조 유출수로(115)와 연결된 것으로 유출수로(115)내로 월류한 무산소조의 혼합액은 자연유하방식에 따라 제1 무산소조 혼합액 유입수로(121)를 타고 혐기조로 이송된다.

또한, 상기 반응침전조(120a, 120b) 내로 공기를 공급하는 다수의 산기장치(70)와 조내의 혼합액을 교반하는 다수의 수중교반장치(60)를 포함하고, 일측에 처리수배출관(124)을 통해 처리수를 외부로 배출하는 처리수배출장치(123)와 상기 무산소조 격벽(111)의 상부에 형성된 반송수로(117)로 활성슬러지를 반송하는 반송펌프(P) 및 반송관(125)을 포함하여 구성한다.

바람직하게, 상기 처리수배출장치(123)와 반송펌프(P) 및 반송관(125)은 제 1 반응침전조(120a)와 제2 반응침전조(120b)에 각각 형성되고, 처리수와 활성슬러지의 이송이 유리하도록 제1 무산소조(110a), 제2 무산소조(110b)와 근접한 위치로 반응침전조(120a, 120b)의 내부에 형성한다.

상기 혐기조(130)는 종래의 최종침전지(도 1b, 30)의 2계열 일부, 바람직하게는 50%를 개조·변경한 것으로, 제1 호기조(140a)와 혼합액이 월류되어 이송되는 월류격벽(131)에 의해 구분되고 제2 호기조(140b)와 소정높이의 혐기조격벽(132)에 의해 구분되어 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 무산소조 혼합액 유입수로(121, 122)를 통해 무산소조(110a, 110b)를 거친 하수와 혼합액이 상기 혐기조(130)내로 유입되고, 상기 혐기조(130)내에는 조내의 혼합액을 교반하는 다수의 수중교반장치(60)를 포함하여 구성한다.

그리고, 상기 제1 호기조(140a)는 종래의 최종침전지(도 1b, 30)의 2계열 일부, 바람직하게는 50%를 개조·변경한 것으로 상기 혐기조(130)와 소정높이를 가진 월류격벽(131)을 사이에 두고 이웃하게 위치한다.

또한, 내부에는 공기를 공급하는 다수의 산기장치(70)와 조내의 혼합액을 교반하는 수중교반장치(60)를 포함하여 구성한다. 더불어, 제2 호기조(140b)와 소정 높이의 제1 호기조격벽(141)에 의해 구분되고 상기 제1 호기조격벽(143)에 형성한 소정크기의 월류개구부(144)를 통해 조내의 혼합액을 제2 호기조(140b)내로 이송한다.

상기 제2 호기조(140b)는 혐기조(130)와 제1 호기조(140a)를 구성하고 남은 종래의 최종침전지(도 1b, 30)의 2계열을 개조·변경한 것으로, 바람직하게는 반응침전조와 이웃하여 상기 혐기조격벽(132)과 제1 호기조격벽(143)에 의해 구분되고, 상기 혐기조(130)와 제1 호기조(140a)를 합한 것과 동일한 크기를 가진다.

그리고, 제2 호기조(140b)는 호기조내로 공기를 공급하는 다수의 산기장치(70)와 조내의 혼합액을 교반하는 다수의 수중교반장치(60)를 포함하여 구성하고, 상기 제 1, 제2 반응침전조(120a, 120b)로 조내의 혼합액을 월류하여 이송하는 월 류개구부(142)를 포함한 호기조 유출수로(141)를 반응침전조와 이웃하는 위치에 포함하여 구성한다.

이때, 상기 호기조 유출수로(141)는 상기 제1 반응침전조(120a)와 제2 반응침전조(120b)의 후방에 위치하고 혐기조(130)로 무산소조 혼합액을 이송하는 제1 무산소조 혼합액 유입수로(121)에 방해되지 않게 구성한다.

따라서, 전체적으로 커다란 장방형의 하수처리시설외벽(101)내에 구성하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하수처리시설(100)의 토목구조를 살펴보면, 외부에서 하수를 이송하는 유입관(11)이 시설 외벽(101)내의 분배수로(112)와 연통되고, 상기 분배수로(112) 다음에 제1, 제2 무산소조(110a, 110b)가 위치한다. 그리고, 이웃하여 반응침전조(120a, 120b)가 위치하는데 상기 무산소조(110a, 110b)와 반응침전조(120a, 120b) 사이에 무산소조 유출수로(115)와 우수침전조 유출수로(116)가 위치한다. 그리고, 상기 반응침전조(120a, 120b)와 이웃하여 다음에 혐기조(130)와 제2 호기조(140b)가 위치하는데 상기 혐기조(130)와 이웃하여 제1 호기조(140a)가 위치한다. 이때, 상기 반응침전조(120a, 120b)와 혐기조(130), 제2 호기조(140b) 사이에 호기조 유출수로(141)가 위치한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 공정 흐름변경도로 도 4와 함께 참조하여, 오염된 하수를 처리하는 공정 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

우선 오염물질이 포함된 하수는 유입관(11)을 통해 유입되고 분배수로(112)의 유입게이트(113)를 거쳐 제1 무산소조(110a)와 제2 무산소조(110b)로 분할유입 된다. 이때 분배수로(112)와 연통된 혐기조 분할유입수로(119)로 하수가 유입되는데, 바람직하게는 제1 무산소조(110a)와 제2 무산소조(110b)로 각각 20%씩 합쳐서 40% 정도 이송되고 상기 혐기조분할유입수로(119)로 60% 정도 하수가 유입된다. 그리고, 상기 혐기조 분할유입수로(119)는 연장된 제2 무산소조 혼합액 유입수로(122)와 연통되어 혐기조(130)로 하수를 유입시킨다.

상기 무산소조(110a, 110b)에서는 질산성질소를 탈질미생물이 유기물을 이용하여 질소가스로 전환시키는 공정을 수행하는데, 수중교반장치(60)를 이용해 반송된 활성슬러지와 하수를 교반하여 혼합액을 형성한다. 상기 혼합액은 개구부(114)를 통과해 무산소조 유출수로(115)로 이송되고 자연유하방식에 따라 연통된 제1, 제2 무산소조 혼합액 유입수로(121, 122)를 타고 혐기조(130)로 이송된다.

상기 혐기조(130)에서는 인축적 미생물(PAO)에 의해 유기물을 이용하여 인을 방출하는 공정을 가진다. 제1 , 제2 무산소조 혼합액 유입수로(121, 122)를 따라 이송된 혼합액은 상기 혐기조(130)를 거치고 월류격벽(131)을 따라 월류하여 제1 호기조(140a)로 이송된다.

상기 제1 호기조(140a)에서는 호기성 공정으로 산기장치(70)에 의해 공급된 공기를 이용해 미생물이 성장하여 유기물 산화와 질산화 및 인 섭취가 이루어진다.

그리고, 상기 제1 호기조(140a)의 제1 호기조격벽(141)을 월류해 제2 호기조(140b)로 유입된 혼합액도 제1 호기조(140a)와 동일한 공정을 가진다.

상기 제1 호기조(140a)와 제2 호기조(140b)를 거친 혼합액은 호기조 유출수로(141)를 통해 자연유하방식에 따라 제1 반응침전조(120a)와 제2 반응침전조 (120b)에 분할유입되는데, 상기 반응침전조(120a, 120b)에서는 운전조작에 따라 정해진 시간동안 산기장치(70)를 통해 공급된 공기를 이용해 생물학적 공정을 수행하고 혼합액을 침전시켜 슬러지와 상등처리수로 구분한다. 상기 활성슬러지는 반송펌프(P)에 의해 반송관(125)을 따라 무산소조 격벽(111) 상부에 형성된 반송수로(117)로 이송되어 무산소조(110a, 110b)내로 반송되고, 처리수는 처리수배출장치(123)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 반송수로(117)를 따라 이송되는 활성슬러지는 상기 반송수로(117)의 단부에 형성된 반송 유입게이트(118)를 통해 제1 무산소조(110a)와 제2 무산소조(110b)로 유입되어 하수와 혼합된다.

이와 같이 인과 질소도 함께 처리하는 고도처리공법을 통해 유입된 하수는 정화되어 외부로 방류되는데, 이때, 상기 제2 무산소조(110b)는 집중호우시 운전조작에 따라 우수침전조(110b)로서의 역할도 수행한다.

상기 우수침전조(110b)에 집수된 우수는 우수침전조(110b)와 연통되는 무산소조 유출수로(115)와 우수침전조 유출수로(116)를 거쳐 외부로 방류된다.

더불어, 상기 제1 호기조(140a)와 제2 호기조(140b)는 유입되는 하수의 성상과 운전조작에 따라 혐기조(130)의 공정을 수행하거나 또는 간헐적인 호기조 공정을 수행한다.

그리고, 상기와 같이 리모델링한 하수처리시설(100)은 일측에 각 공정조와 전기적으로 연결되는 자동운전장치를 포함하여 구성해 모든 운전을 자동화하고 조작의 원격화와 집중화를 이루도록 한다.

이하에서는 기존의 표준활성슬러지공법을 적용한 하수처리시설과 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리장의 처리수질 및 공정반응시간을 비교한 것이다.

<표 1> 변경한 하수처리시설의 처리수질

구 분	유 입 수 질		처 리 수 질
	유입수질 (㎎/ℓ)	연계 유입수질 (㎎/ℓ)	기존처리시설 (㎎/ℓ)	고도처리시설 (㎎/ℓ)
BOD	175.2	212.7	9.8	7.5
COD	89.6	116.9	11.2	9.5
SS	181.3	250.6	6.3	5.0
T-N	39.6	-	19.52	9.0
T-P	4.48	-	1.03	1.0

<표 2> 주요 공정 반응시간(HRT)

기존처리시설		고도처리시설		비고
시설	반응시간(HRT)	시설	반응시간(HRT)
장방형 최초침전지	- (2.1)	우수침전조(무산소조)	1.1(1.1)
		무산소조	1.1(1.1)
포기조	6.7 (6.7)	제1 반응침전조	1.8(3.6)	수위조정
		제2 반응침전조	1.8(3.6)
장방형 최종침전지	- (3.2)	혐기조	1.1(1.1)	수위조정
		제1,제2 호기조	3.2(3.2)
계	6.7 (12.0)	계	10.1(13.7)

* HRT(Hydraulic Retention Time)- 수리학적 체류 시간

<표 1> 과 <표 2>를 참조하여 항목별 수질특성을 살펴보면 기존하수처리시설보다 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설은 통상 2차 처리의 제거대상인 BOD, COD, SS의 제거효율이 향상되었으며, 2차 처리에서는 충분히 처리되지 않는 물질 즉, T-N과 T-P 제거효율 또한 향상되었음을 보여준다.

도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 변경 평면도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 공정 흐름변경도이며, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 변경 평면도이고, 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 고도처리 공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설의 변경 평면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설은 종래 하수처리시설의 토목구조에 따라 무산소조와 혐기조 그리고 반응침전조와 호기조를 변경하여 구성한다.

본 발명에 따른 제2 실시예로, 도 6과 같이, 종래 원형의 4지로 구성된 최초침전지(도2, 10a)의 전단 2지는 무산소조(110') 2지로 변경하고 후단의 2지는 혐기조(130') 2지로 구조변경한다. 상기 전단의 무산소조(110') 2지는 연결수로(121')에 의해 각각 이웃하는 혐기조(130') 2지 중 1지와 연통되고, 외부의 유입관(11)을 통해 유입된 하수는 유량분배조(40)를 통해 각각 무산소조(110') 2지와 혐기조(130') 2지로 분할 유입된다.

그리고, 상기 무산소조(110')와 혐기조(130')는 내부에 조내의 유입된 하수를 교반하는 수중교반장치(60)를 포함하여 구성한다.

또한, 상기 혐기조(130') 2지는 혐기조 유출수로(133)에 의해 서로 연통되어 있고, 상기 유출수로(133)는 반응침전조(120a', 120b')를 통과해 혼합액분배조(145)까지 형성한 중앙수로(126)와 연통되어 있어서 혼합액은 유출수로(133)를 통과해 중앙수로(126)를 거쳐 혼합액 분배조(145)까지 자연유하된다.

종래 장방형의 포기조(도2, 20a)는 서로 동일한 크기를 가지는 제1 반응침전조(120a')와 제2 반응침전조(120b')로 구분되는데, 상기 제1, 제2 반응침전조는 각각 장방형의 2지로 구성되어 있다. 또한, 상기 반응침전조(120a', 120b')는 내부에 다수의 산기장치(70)와 수중교반장치(60) 그리고 처리수를 배출하기 위해 처리수 배출관(124)을 포함하는 처리수 배출장치(123)를 구성한다. 그리고, 상기 제1 반응침전조(120a')와 제2 반응침전조(120b')를 구분하는 반응침전조 격벽의 상부에 상기 중앙수로(126)가 형성되어 통과한다. 또한, 상기 2지의 무산소조(110')로 활성슬러지를 반송하기 위해 반송펌프(P) 및 반송관(125)을 포함한 반송장치를 구성한다.

종래 원형의 4지로 구성된 최종침전지(도2, 30a)는 전단의 2지가 제2 호기조(140b')로 변경되고, 후단의 2지가 제1 호기조(140a')로 변경된다. 또한, 종래 최종침전지 분배조(도2, 50)는 혼합액 분배조(145)로 변경되는데, 상기 혼합액분배조(145)는 상기 중앙수로(126)와 연통되어 혐기조를 거친 혼합액이 유입되고 상기 2지의 제1 호기조(140a')로 상기 혼합액을 분할 유입한다. 그리고, 상기 2지의 제1 호기조(140a')는 각각 상기 2지의 제2 호기조(140b')중 1지와 월류연결수로(146)에 의해 연결되고, 상기 월류연결수로(146)를 통해 제1 호기조(140a')내의 혼합액이 제2 호기조(140b')로 월류하여 이동한다.

또한, 2지의 제2 호기조(140b')는 각각 상기 제1 반응침전조(120a'), 제2 반응침전조(120b')와 호기조 유출수로(141')에 의해 연통되어 호기공정을 거친 혼합액은 자연스럽게 상기 호기조 유출수로(141')를 통해 반응침전조(120a', 120b')내 로 유입된다.

물론, 상기 제1 호기조(140a')와 제2 호기조(140b')는 수중교반장치(60)와 산기장치(70)를 포함해 구성한다.

따라서, 상기와 같은 하수처리시설(100)의 처리공정에 따른 하수의 흐름을 도 7을 참조하여 살펴보면, 유입관(11)을 통해 유입된 하수는 유량분배조(40)를 통해 2지의 무산소조(110')와 2지의 혐기조(130')로 각각 분할유입되고, 상기 무산소조(110')의 혼합액은 연결수로(121')를 통해 혐기조(130')로 자연이송된다. 그리고, 상기 혐기조(130')의 혼합액은 2지의 혐기조(130')를 연결한 유출수로(133)를 통해 상기 중앙수로(126)로 이송되고 재차 혼합액 분배조(145)내로 유입된다. 상기 혼합액 분배조(145)에서 혼합액은 2지의 제2 호기조(140b')로 분할유입되고, 다시 월류연결수로(146)를 월류하여 혼합액은 2지의 제2 호기조(140b')로 이송된다. 그리고, 반응침전조(120a', 120b')와 연통된 호기조 유출수로(141')를 따라 제2 호기조(140b')내의 혼합액은 이송되고 상기 반응침전조(120a', 120b')에서 모든 처리공정을 마친 처리수는 처리수 배출장치(123)의 처리수배출관(124)을 통해 외부로 배출된다.

도 8에서 보여주는 본 발명에 따른 제3 실시예는 원형으로 4지의 최초침전지(도3a, 10b)와 장방형의 포기조(도3a, 20b) 그리고 상기 포기조(도3a, 20b)와 이웃하여 형성한 장방형의 최종침전지(도3a, 30b)로 이루어진 종래의 하수처리시설을 리모델링한 것으로, 제2 실시예에서 보여준 것과 같이 종래 원형의 4지로 구성된 최초침전지(도3a, 10b)가 2지의 무산소조(110')와 2지의 혐기조(130')로 구분된다. 또한, 포기조(도3a, 20b)는 서로 동일한 크기를 가지는 제1 반응침전조(120a')와 제2 반응침전조(120b')로 구분되는데, 상기 제1, 제2 반응침전조는 각각 장방형의 2지로 구성되고 산기장치(70)와 수중교반장치(60)를 포함한다.

그리고, 상기 장방형의 최종침전지(도3a, 30b)는 2지의 제1 호기조(140a'')와 2지의 제2 호기조(140b'')로 구분되는데, 바람직하게 소정 높이를 가지는 호기조 격벽(143)에 의해 2지의 제 1호기조(140a'')가 1지씩 구분되고, 상기 구분된 제1 호기조(140a'')는 각각 1지씩의 제2 호기조(140b'')와 월류개구부(144)를 포함한 분리벽(143a)에 의해 구분된다. 다시 말하면, 1지의 제2 호기조(140b''), 1지의 제1 호기조(140a'') 그리고 1지의 제1 호기조(140a''), 1지의 제2 호기조(140b'') 순으로 4지가 구분되어 위치한다. 또한, 상기 호기조내로 수중교반장치(60)와 산기장치(70)를 포함하여 구성한다.

한편, 상기 혐기조(130')를 거친 혼합액은 중앙수로(126)를 거쳐 호기조 유입수로(147')를 통해 제1 호기조(140a'')와 제2 호기조(140b'')로 분할유입되고, 상기 제1, 2 호기조(140a'',140b'')를 거친 혼합액은 제1 호기조(140a'')와 제1 반응침전조(120a')를 연결하는 호기조 유출수로(141)와 제2 호기조(140b'')와 제2 반응침전조(120b')를 연결하는 호기조 유출수로(141)를 통해 반응침전조내로 유입된다.

이때, 상기 호기조 유입수로(147')는 중앙수로(126)와 연통되어 상기 중앙수로(126)와 호기조격벽(143)의 사이에 위치하고, 상기 호기조 유출수로(141)는 상기 호기조유입수로(147')와 보조격벽(148)에 의해 구분되어 양측에 위치하여 전체적으 로 상기 호기조 유입수로(147')와 호기조 유출수로(141)는 상기 장방형의 반응침전조(120a', 120b')와 장방형의 호기조(140a'', 140b'') 사이에 위치한 일자의 수로형태를 가진다.

도 9에서 보여주는 본 발명에 따른 제4 실시예는 장방형의 최초침전지(도3b, 10c)와 포기조(도3b, 20c) 그리고 원형으로 4지의 최종침전지(도3b, 30c)로 이루어진 종래의 하수처리시설을 리모델링한 것으로, 상기 장방형의 포기조(도3b, 20c)는 제2 실시예와 동일하게 제1 반응침전조(120a')와 제2 반응침전조(120b')로 구분된다.

그리고, 상기 장방형의 최초침전지(도3b, 10c)는 소정높이의 혐기조 격벽(132')에 의해 제1 무산소조(110a'), 제1 혐기조(130a) 그리고 제2 무산소조(110b'), 제2 혐기조(130b)로 구분되는데, 상기 제1 혐기조(130a)와 제2 혐기조(130b)는 상기 혐기조격벽(132')을 사이에 두고 이웃하고 있으며, 상기 제1 무산소조(110a')와 제2 무산소조(110b')는 각각 소정높이의 무산소조격벽(111')에 의해 제1 혐기조(130a), 제2 혐기조(130b)와 구분되어 위치한다.

따라서, 제1 무산소조(110a'), 제1 혐기조(130a), 제2 혐기조(130b), 제2 무산소조(110b')의 순으로 각각 격벽에 의해 구분되어 위치하고, 각각 수중교반장치(60)를 포함하여 구성한다.

유입관(11)을 통해 유입된 하수는 유량분배조(40)를 거쳐 분배수로(112)의 유입게이트(113)를 통해 상기 무산소조와 혐기조내로 분할 유입된다.

그리고, 상기 무산소조의 혼합액은 상기 무산소조격벽(111')에 형성된 개구 부를 통해 혐기조로 이동한다. 또한, 상기 무산소조격벽(111')의 상부에 반응침전조(120a', 120b')의 반송펌프(P)에 의해 반송되는 활성슬러지를 무산소조(110a', 110b')내로 주입하도록 반송수로(117')가 형성되어 있다. 상기 반송수로(117')는 무산소조(110a', 110b')로 연통된 반송 유입게이트(118)를 포함하여 구성한다.

상기 장방형의 무산소조와 혐기조는 이웃하는 반응침전조(120a', 120b') 사이로 혐기조 유출수로(135)를 형성하는데, 상기 혐기조 유출수로(135)는 상기 제1, 제2 혐기조(130a, 130b)와 개구부(136)에 의해 연통되고 반응침전조 격벽의 상부에 형성된 중앙수로(126)와 연통되도록 형성되어 자연유하방식에 따라 혼합액을 제1 호기조(140a')로 이송한다.

상기 종래의 4지의 원형 최종침전지(도3b, 30c)는 제2 실시예와 동일한 방식으로 전단 2지는 제2 호기조(140b')로 변경되고 후단 2지는 제1 호기조(140a')로 변경된다. 상기 중앙수로(126)와 연통되어 소정의 길이를 가진 호기조 유입수로(147')는 두갈래로 나누어져 각각 제1 호기조(140a') 2지와 연통되어 중앙수로(126)를 따라 이송되는 혼합액을 제1 호기조(140a')내로 유입시킨다.

또한, 상기 제1 호기조(140a') 2지는 2개의 월류연결수로(146)에 의해 각각 제2 호기조(140b') 2지와 연통되고, 상기 2지의 제2 호기조(140b')는 호기조 유출수로(141')를 이용해 혼합액을 반응침전조로 이송한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아 니다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 의하면, 종래 하수처리시설의 설계를 변경하여 고도처리공법을 적용하기 때문에 하수처리시설의 설치부지를 최소화할 수 있고, 시설과 장비의 효율을 극대화할 뿐만 아니라, 자동화에 의해 운전요원을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 종래 토목구조에 수로와 배관만 신설하는 등 토목구조물의 변경을 최소화해서 고도처리화 공사비가 저렴하고, 유입수 성상 및 유량이나 기후변동에 따른 다양한 운전조건을 적용할 수 있으며, 우수침전조를 무산소조로 전환운전하여 동절기 저수온시에도 안정적으로 유입하수를 처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

1. 유입된 하수를 최초침전지로 유입하고 이웃하는 포기조와 최종침전지를 거쳐 처리수로 배출하는 공정을 가진 장방형의 하수처리시설에 있어서,

   상기 장방형의 최초침전지를 소정 높이의 격벽에 의해 다수의 수중교반장치를 포함한 장방형의 제1 무산소조와 제2 무산소조로 나누어 변경하고;

   상기 장방형의 포기조를 소정 높이의 격벽에 의해 다수의 수중교반장치와 공기를 공급하는 산기장치 그리고 처리수를 배출하는 처리수 배출장치를 포함한 장방형의 제1 반응침전조와 제2 반응침전조로 나누어 변경하고;

   상기 장방형의 최종침전지를 소정 높이의 격벽에 의해 다수의 수중교반장치를 포함한 장방형의 혐기조와 다수의 수중교반장치와 산기장치를 포함한 장방형의 호기조로 나누어 변경하여, 상기 무산소조로 유입된 하수는 혐기조로 이송되고 재차 호기조와 반응침전조를 거쳐 정화한 다음 처리수를 배출하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 무산소조와 제2 무산소조는 전방에 유입관과 연통되고 다수의 유입게이트를 통해 제1 무산소조와 제2 무산소조로 하수를 분할 유입하는 분배수로와;

   상기 제1 무산소조와 제2 무산소조를 동일한 크기로 구분하는 소정 높이의 무산소조 격벽과;

   후방에 상기 분배수로와 대응하는 위치로 상기 제1 무산소조 및 제2 무산소조와 다수의 월류개구부에 의해 연통된 무산소조 유출수로와;

   상기 무산소조 격벽의 상부에 반송 유입게이트를 설치한 소정 길이의 활성슬러지 반송수로를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 무산소조의 일측에 상기 분배수로와 연통되어 혐기조로 유입하수의 일부를 이송하는 혐기조 분할유입수로를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 혐기조 분할 유입수로는 무산소조 유출수로와 연통되는 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제2 무산소조는 운전조작에 따라 우수침전조의 역할을 하고, 상기 제2 무산소조의 후방에 무산소조 유출수로와 개구부에 의해 연통되는 우수침전조 유출수로를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 반응침전조는 무산소조의 후방에 위치하고 동일한 크기로 장방형의 제1 반응침전조와 제2 반응침전조로 구분하는 소정 높이의 반응침전조 격벽과;

   상기 반응침전조 격벽의 상부에 상기 무산소조 유출수로와 연통되고 혐기조까지 무산소조 혼합액을 이송하는 제1 무산소조 혼합액 유입수로와;

   상기 반응침전조의 일측에 무산소조 유출수로와 연통되고 혐기조까지 무산소조 혼합액을 이송하는 제2 무산소조 혼합액 유입수로와;

   상기 무산소조로 활성슬러지를 반송하는 펌프 및 반송관을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제1 반응침전조와 제2 반응침전조의 후방에 다수의 월류개구부를 형성한 호기조 유출수로를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 혐기조와 호기조는 반응침전조의 후방에 소정높이의 격벽에 의해 구분되어 위치하고, 상기 호기조는 격벽에 의해 다수개로 구분되어 제1, 제2 반응침전조의 후방에 월류개구부를 포함하여 형성된 호기조 유출수로와 연통되게 구성하는 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
9. 유입된 하수를 유입관과 연통된 유량분배조에서 4지의 원형 최초침전지로 분할유입하고 장방형의 포기조를 거쳐 종침분배조를 통해 4지의 원형 최종침전지로 분할유입하여 정화한 후 처리수로 배출하는 공정을 가진 하수처리시설에 있어서,

   상기 4지의 최초침전지 중 전단의 2지는 무산소조로 후단의 2지는 혐기조로 다수의 수중교반장치를 포함하여 구성하고;

   상기 장방형의 포기조를 소정 높이의 반응침전조 격벽에 의해 다수의 수중교반장치와, 공기를 공급하는 산기장치와, 처리수를 배출하는 처리수 배출장치와, 상기 혐기조에서 제1 호기조까지 연통되도록 형성한 중앙수로를 형성해 포함하는 장방형의 제1 반응침전조와 제2 반응침전조로 나누어 구성하고;

   상기 4지의 최종침전지 중 전단의 2지는 제1 호기조로 후단의 2지는 제2 호기조로 다수의 수중교반장치와 공기를 공급하는 산기장치를 포함하여 구성하여, 상기 무산소조와 혐기조로 분할유입된 하수는 재차 호기조로 이송하고 반응침전조를 거쳐 정화한 다음 처리수를 배출하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
10. 유입된 하수를 유입관과 연통된 유량분배조에서 4지의 원형 최초침전지로 분할 유입하여 이웃하는 장방형의 포기조와 장방형의 최종침전지를 거쳐 처리수로 배출하는 공정을 가진 하수처리시설에 있어서,

    상기 4지의 최초침전지 중 전단의 2지는 무산소조로 후단의 2지는 혐기조로 다수의 수중교반장치를 포함하여 구성하고;

    상기 장방형의 포기조를 소정 높이의 격벽에 의해 다수의 수중교반장치와 공기를 공급하는 산기장치 그리고 처리수를 배출하는 처리수 배출장치를 포함하고, 상기 혐기조에서 제1 호기조까지 연통되도록 형성한 중앙수로를 형성해 포함하는 장방형의 제1 반응침전조와 제2 반응침전조로 나누어 구성하고;

    상기 장방형의 최종침전지를 소정 높이의 격벽에 의해 다수의 수중교반장치와 산기장치를 포함한 장방형의 제1 호기조와 장방형의 제2 호기조로 구분하여 구성하여, 상기 무산소조와 혐기조로 분할유입된 하수는 재차 호기조로 이송하고 반응침전조를 거쳐 정화한 다음 처리수를 배출하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
11. 유입된 하수를 유입관과 연통된 유량분배조에서 장방형의 최초침전지로 분할 유입하여 이웃하는 장방형의 포기조와 4지의 원형 최종침전지를 거쳐 처리수로 배출하는 공정을 가진 하수처리시설에 있어서,

    상기 장방형의 최초침전지는 소정의 격벽에 의해 2개의 제1,제2 무산소조와 2개의 제1, 제2 혐기조로 다수의 수중교반장치를 포함하여 구성하고;

    상기 장방형의 포기조는 소정 높이의 격벽에 의해 다수의 수중교반장치와 공기를 공급하는 산기장치 그리고 처리수를 배출하는 처리수 배출장치를 포함하고, 상기 혐기조에서 제1 호기조까지 연통되도록 형성한 중앙수로를 형성해 포함하는 장방형의 제1 반응침전조와 제2 반응침전조로 나누어 구성하고;

    상기 4지의 최종침전지 중 전단의 2지는 제1 호기조로 후단의 2지는 제2 호기조로 다수의 수중교반장치와 공기를 공급하는 산기장치를 포함하여 구성하여, 상기 무산소조와 혐기조로 분할유입된 하수는 재차 호기조로 이송하고 반응침전조를 거쳐 정화한 다음 처리수를 배출하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
12. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,

    상기 2지의 무산소조는 각각 상기 2지의 혐기조 중 1지와 연결수로에 의해 연통되고, 상기 2지의 혐기조는 소정의 혐기조 유출수로에 의해 서로 연통되며, 상기 혐기조 유출수로는 상기 중앙수로와 연통되게 구성하는 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
13. 제 9항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 2지의 제1 호기조는 호기조 유입수로에 의해 서로 연통되고 월류연결수로에 의해 각각 2지의 제2 호기조 중 1지와 연통되게 구성하며, 상기 호기조 유입수로 사이에 소정 크기의 혼합액 분배조를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
14. 제 9항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 2지의 제2 호기조는 호기조 유출수로에 의해 각각 반응침전조와 연통되게 구성한 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
15. 제 10항에 있어서,

    상기 장방형의 반응침전조와 호기조 사이에 호기조 유입수로와 호기조 유출수로를 포함하여 구성하는데, 상기 호기조 유입수로는 혐기조의 혼합액을 이송하는 중앙수로와 연통되어 혼합액을 제1 호기조내로 유입하고, 상기 호기조 유출수로는 제2 호기조, 반응침전조와 연통되어 혼합액을 제2 호기조에서 제1, 제2 반응침전조로 이송하는 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
16. 제 11항에 있어서,

    상기 장방형의 최초침전지는 소정높이의 혐기조격벽에 의해 제1 혐기조와 제2 혐기조가 구분되고, 상기 제1 혐기조 및 제2 혐기조와 이웃하여 소정높이의 무산소조격벽에 의해 제1 무산소조와 제2 무산소조가 구성되는 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적용하여 리모델링한 하수처리시설.
17. 제 16항에 있어서,

    상기 무산소조격벽의 상부에 무산소조로 활성슬러지를 유입하는 반송유입게이트를 형성한 반송수로를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 고도처리공법을 적 용하여 리모델링한 하수처리시설.

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