KR100720161B1

KR100720161B1 - 하수, 오수 및 폐수처리장치

Info

Publication number: KR100720161B1
Application number: KR20040107928A
Authority: KR
Inventors: 임재삼; 엄기현
Original assignee: 주식회사 거화
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2007-05-18

Abstract

본 발명은 하수, 오수및 폐수처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐수를 수집하여 1차적으로 여과하는 원수집수조(30)와; 상기 원수집수조(30)에서 여과된 폐수를 1차적으로 침전시키는 최초침전조 (33)와; 상기 최초침전조(33)를 경유한 폐수에 미생물을 혼합반응시키는 폭기조(34)와; 상기 폭기조(34)를 경유한 폐수를 2차적으로 침전시키어, 폐수를 폐슬러지 및 정화된 정수로 분리하는 최종침전조(36)와; 상기 최종침전조(36)로부터 정수를 집수하여 외부로 방출시키는 방류조(38)와; 미생물을 활성화시키는 충전재가 슬러지와 접촉가능하게 충전되어 접촉되는 슬러지를 활성슬러지로 변환시키는 수중형 반응기(40) 및 미생물이 활성화할 수 있는 환경을 제공하도록 공기를 공급하는 공기공급기(41)를 포함하여 이루어져, 상기 최종침전조(36)로부터 이송된 폐슬러지를 다량의 미생물이 함유된 활성슬러지로 변환시키는 슬러지저류조(39)와; 상기 슬러지저류조(39)에서 이송된 활성슬러지를 농축시키는 농축조(42); 상기 농축조(42)에서 이송된 활성슬러지의 수분을 제거하는 탈수조(43); 및 상기 슬러지저류조(39)의 활성슬러지가 상기 원수집수조(30)의 원오폐수와 접촉하면서 원오폐수에서 발생되는 악취를 제거하도록 슬러지저류조(39)의 활성슬러지를 원오폐수 양의 1 ∼ 5% 범위로 원수집수조(30)에 반송시키는 제 1 반송기;를 포함하여 구성된다. 본 발명에서는 슬러지저류조가 배양조의 기능을 동시에 수행함으로써 정화효율을 높이고 악취를 제거하는 효과를 제공한다.

폐수처리장치, 미생물, 슬러지, 폭기조, 배양조, 슬러지저류조

Description

하수, 오수 및 폐수처리장치{APPARATUS FOR PURIFYING SEWAGE}

도 1은 종래 기술에 의한 하수, 오수 및 폐수처리장치의 공정을 나타낸 개략도,

도 2는 본 발명에 의한 하수, 오수 및 폐수처리장치의 공정을 나타낸 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 원수집수조 31 : 바스크린

32 : 드럼스크린 33 : 최초침전조

34 : 폭기조 36 : 최종침전조

37 : 경사틀 38 : 방류조

39 : 슬러지저류조 40 : 수중형 반응기

41 : 공기공급기 42 : 농축조

43 : 탈수조

본 발명은 하수, 오수 및 폐수처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미생물을 활용하여 하·폐수에 속한 유기물, 부유물, 질소 및 인 등을 처리함으로서, 하·폐수를 정화하여 수질오염을 방지할 수 있도록 한 폐수처리장치에 관한 것이 다.

일반적인 활성슬러지법 및 기타 생물학적 처리방법을 이용한 하수·폐수 처리방법은 호기성 미생물의 작용에 의해 용해상태와 부유상태의 유기물을 분해 정화시키고, 노화 사멸된 호기성 미생물균, 사체 등이 포함된 잉여슬러지를 제거함으로서 하·폐수를 처리하여 왔으며, 최근에는 인구증가 및 산업발달로 인하여 유기물, 부유물질 이외에도 부영양화 물질인 질소와 인의 처리가 중요시되어 국내외에서 이의 처리를 위한 공정개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.

도 1은 종래 기술에 의한 폐수처리장치의 공정을 나타낸 개략도로서, 도시된 바와 같이, 폐수처리장치는 원수집수조(10), 최초침전조(13), 폭기조(14), 배양조(15), 최종침전조(18) 및 방류조(20)로 이루어진다.

좀더 자세히 살펴보면, 원수집수조에 유입되는 폐수는 바스크린(11)과 드럼스크린(12)에 의해 1차적으로 부유물이 걸러진후, 1차적인 침전기능을 수행하는 최초침전조(13)로 유입된다. 그리고, 폭기조(14)에 유입된 폐수는 배양조(15)에서 배양되어 이송된 활성슬러지와 산소발생장치에서 배출되는 압축공기에 의해 혼합반응하여 거대분자화되고, 최종침전조(18)에서 2차 침전된후 방류조(20)를 통하여 방출된다.

그리고, 배양조(15)는 수중형 반응기 (16), 지상형 반응기(17)를 이용하여 미생물을 배양증식시키는 장치로서, 미생물의 활발한 증식을 위해 산소공급장치를 더 포함하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 폐수처리장치는 미생물을 증식·배양하기 위한 거대한 배양조(15)를 반드시 구비해야 하고, 배양조(15)내 슬러지가 차지하는 비율이 낮아 미생물의 배양효율이 떨어질 뿐만 아니라 폐수처리과정에 의한 악취가 많이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 배양조(16)는 수중형 반응기(17) 뿐만 아니라 지상형 반응기(18)도 별도로 구비하고 있어 설치가 어렵고, 배양효율에 비하여 설치비용도 많이 드는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출된 것으로, 종래 폐수처리장치에 필수적인 배양조를 대체하고, 배양효율 대비 필요한 배양기수를 최소화시켜 폐수의 정화효율을 상승시키고, 폐수처리과정에서 발생하는 악취를 감소함과 동시에 설치상 어려움과 고비용의 부담을 줄일 수 있도록 한 폐수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 목적달성을 위해, 본 발명은 폐수를 수집하여 1차적으로 여과하는 원수집수조와; 원수집수조에서 여과된 폐수를 1차적으로 침전시키는 최초침전조와; 상기 최초침전조를 경유한 폐수에 미생물을 혼합반응시키는 폭기조와; 폭기조를 경유한 폐수를 2차적으로 침전시키서, 폐수를 폐슬러지 및 정화된 정수로 분리하는 최종침전조와; 최종침전조로부터 정수를 집수하여 외부로 방출시키는 방류조와; 최종침전조로부터 폐슬러지를 공급받아서, 다량의 미생물이 함유된 활성슬러지로 변환시키는 슬러지저류조와; 슬러지저류조에서 이송된 활성슬러지를 농축시키는 농축 조 및; 농축조에서 이송된 활성슬러지의 수분을 제거하는 탈수조를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명은 슬러지저류조의 활성슬러지를 원수집수조에 반송하는 제 1 반송기와, 탈수조에서 탈수된 물을 최초침전조에 반송하는 제 2 반송기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 폐수처리장치의 공정을 나타낸 개략도로서, 본 발명 에 의한 폐수처리장치는 도시된 바와 같이, 원수집수조(30), 최초침전조(33), 폭기조(34), 최종침전조 (36), 방류조(38), 슬러지저류조(39), 농축조(42) 및 탈수조 (43)를 구비한다. 이에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하자.

먼저, 원수집수조(30)는 폐수를 유입관을 통해 수집하는 것으로서, 바스크린 (31)과 드럼스크린(32)에 의해 1차적으로 부유물을 제거시키며, 최초침전조(33)는 유기물이 1차적으로 침강하도록 한다.

다음으로, 폭기조(34)는 미생물이 배양된 슬러지를 산소공급기의 압축공기에 의해 교반혼합반응시키므로서 미생물이 활성화되어 대사산물을 배출하도록 하며, 이 미생물이 배출한 대사산물이 용해상태의 오염물질과 응집, 결합, 중축합반응을 일으켜 거대분자화 되도록 한다. 또한, 폭기조(34)는 혐기조건과 호기조건을 모두 구현할 수 있도록 혐기조와 호기조를 격리시켜 구비할 수 있다.

그리고, 최종침전조(36)는 폐수를 상기 폭기조(34)에서 형성된 거대분자화된 고형물의 폐슬러지와 정화된 정수로 분리하며, 이때 고형물은 거대분자화된 슬러지상태이므로 신속히 최종침전조(36)의 하부에 침강된다. 여기서, 최종침전조(36)는 유효분리면적을 극대화하도록 수처리용 경사틀(37)을 구비하여 접촉면적을 증대시켜 시간별 유량의 급변화에 대처함으로서 침강효율을 높이도록 함이 바람직하다.

그리고, 방류조(38)는 최종침점조(36)에서 분리된 정화된 정수를 외부로 방출한다.

다음으로, 본 발명의 가장 큰 특징이라 할 수 있는 슬러지저류조(39)는 충전재가 충전된 수중형 반응기(40)와 미생물에 활성화 환경을 제공하는 공기공급기(41)를 포함한다. 이 슬러지저류조(39)는 최종침전조(36)에서 침강된 폐슬러지를 펌프를 이용하여 압송한 후, 수중형 반응기(40)를 통하여 슬러지에 미생물이 배양·증식되도록 한다. 즉, 최종침전조(34)에서 이송된 폐슬러지를 활성슬러지로 변환시키는 것이다. 특히, 본 발명에 의한 슬러지저류조(39)는 수중형 반응기(40)만을 이용하여 미생물을 배양 및 증식시키고, 지상형 반응기는 구비되어 있지 않다. 이는 수중형 반응기 뿐만 아니라, 지상형 반응기도 구비한 종래의 배양조 기능을 대체하며, 특히 슬러지만을 이송하여 미생물을 배양하므로 배양효율이 기존의 배양조보다 높다.

이 수중형 반응기(40)에 대하여 좀더 자세히 살펴보면, 이는 미생물이 가장 양호하게 번식할 수 있는 토양속의 자연환경 조건과 유사한 환경을 조성하는 장치로서, 원통형 용기 내부에 부정형의 괴상, 부식토, 경석, 제오라이트 또는 맥반석등의 미생물덩어리(토양성미생물)로 이루어진 미생물을 활성화시키는 충전재가 채워지며, 원통형 용기에는 통기공이 형성되어 슬러지저류조(39)로 유입된 슬러지와 접촉하도록 한다. 이러한 상태를 유지하면 일반 토양성 미생물과 더불어 Bacillus, Tiobacillus, Pseudomonas, Micrococcus 등이 우점화 되어 배양 증식된다. 또한, 슬러지저류조(39)는 산소를 공급할 수 있도록 공기공급기(41)를 구비하여 호기성 미생물 등이 더욱 활발히 배양 증식되도록 구성되는 것이 바람직하다. 이 공기공급기(41)는 슬러지의 부패방지기능도 수행한다.

다음으로, 농축조(42)는 슬러지저류조(39)에서 이송된 활성슬러지를 농축하며, 이를 위해 응집제 등을 사용할 수 있다. 그리고, 탈수조(43)는 농축조(42)에서 이송된 활성슬러지의 수분을 제거하며, 탈수의 방법은 실리카겔과 같은 흡착제를 이용한 화학적방법과 가열, 일사, 통풍, 적외선 조사, 진공탈수 및 원심탈수 등 물리적인 방법이 사용될 수 있다.

그리고, 제 1 반송기(미도시)는 슬러지저류조(39)의 활성슬러지를 압송펌프에 의해 원수집수조(30)로 반송하여, 원오폐수와 활성슬러지를 접촉시켜 사전에 악취를 제거하도록 한다. 특히, 폭기조(34) 내 적정 MLSS값을 유지하도록 슬러지저류조(39) 내 활성슬러지를 원오폐수의 1 ~ 5%, 바람직하게는 3 ~ 5%를 원수집수조(30)로 반송하도록 한다.

또한, 제 2 반송기(미도시)는 탈수조(43)에서 탈수된 물을 압송펌프에 의해 최초침전조(33)로 반송하여 탈수물을 재활용하도록 한다.

지금까지 본 발명인 폐수처리장치의 각 구성요소에 대하여 살펴보았으며, 다음으로, 상술한 구성으로 이루어진 폐수처리장치의 작동관계를 살펴보기로 한다.

먼저, 원수집수조(30)로 유입된 폐수는 바스크린(31)과 드럼스크린(32)에 의해 1차적으로 부유물이 제거되고, 슬러지저류조(39)에서 반송된 활성슬러지와 일부반응하여 최초침전조(33)에서 1차적으로 미생물과 반응한 유기물들이 침강된다. 그리고, 최초침전조(33)를 경유한 폐수는 폭기조(34)내의 산소공급기에서 발생하는 압축공기에 의해 미생물과 더욱 활발히 혼합반응하며, 오염물질은 미생물의 대산산물과 반응하여 거대분자화되고, 최종침전조(36)에서 침강한다. 이 침강한 폐슬러지는 슬러지저류조(39)로 이송되고, 상부의 정화된 정수는 방류조(38)를 통하여 외부로 방출된다.

한편, 슬러지저류조(39)로 이송된 슬러지는 수중형 반응기(40)에 의해 다량의 미생물을 함유한 슬러지로 활성화되며, 이 활성슬러지는 재활용을 위해 제 1 반송기에 의해 원수집수조(30)로 반송된다. 상기와 같이 활성화된 폐슬러지는 원수집수조의 폐수와 반응하면서 원수집수조의 악취를 제거한다. 따라서, 원수집수조(30)와 탈수조(43)에서는 악취가 발생하나, 그 이외의 다른 곳에는 악취가 발생하지 않는다.

그리고, 상기 슬러지저류조(39)의 활성슬러지는 농축조(42)로 이송되어 응집되며, 탈수조(43)에서 수분이 제거된 후 케익화되어 폐기처리된다. 또한, 탈수조(43)에서 탈수된 물은 제 2 반송기에 의해 최초침전조(33)로 반송되어 재활용된다.

상기와 같은 폐수의 순환및 슬러지의 사이클 순환에 의해 본 발명인 폐수처리장치는 폐수에 속한 부유물, 유기물, 질소, 인 및 악취를 제거하여 폐수를 정화시키는 것이다. 이러한 폐수처리장치는 부유물, 유기물 등이 포함된 오수, 하수, 우수 등에도 적용할 수 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 종래 폐수처리장치의 배양조를 생략하고 이의 기능을 슬러지저류조로 대체함과 동시에 적정 MLSS값 유지를 위해 슬러지저류조의 활성슬러지를 반송함으로서, 미생물의 배양효율 및 폐수의 악취제거율이 높아져 이에 따른 폐수처리장치의 정화능력이 탁월해지는 효과를 제공한다.

Claims

하수, 오수 또는 폐수를 수집하여 1차적으로 여과하는 원수집수조(30)와;

상기 원수집수조(30)에서 여과된 폐수를 1차적으로 침전시키는 최초침전조 (33)와;

상기 최초침전조(33)를 경유한 폐수에 미생물을 혼합반응시키는 폭기조(34)와;

상기 폭기조(34)를 경유한 폐수를 2차적으로 침전시키어, 폐수를 폐슬러지 및 정화된 정수로 분리하는 최종침전조(36)와;

상기 최종침전조(36)로부터 정수를 집수하여 외부로 방출시키는 방류조(38)와;

미생물을 활성화시키는 충전재가 슬러지와 접촉가능하게 충전되어 접촉되는 슬러지를 활성슬러지로 변환시키는 수중형 반응기(40) 및 미생물이 활성화할 수 있는 환경을 제공하도록 공기를 공급하는 공기공급기(41)를 포함하여 이루어져, 상기 최종침전조(36)로부터 이송된 폐슬러지를 다량의 미생물이 함유된 활성슬러지로 변환시키는 슬러지저류조(39)와;

상기 슬러지저류조(39)에서 이송된 활성슬러지를 농축시키는 농축조(42);

상기 농축조(42)에서 이송된 활성슬러지의 수분을 제거하는 탈수조(43) 및;

상기 슬러지저류조(39)의 활성슬러지가 상기 원수집수조(30)의 원오폐수와 접촉하면서 원오폐수에서 발생되는 악취를 제거하도록 슬러지저류조(39)의 활성슬러지를 원오폐수 양의 1 ∼ 5% 범위로 원수집수조(30)에 반송시키는 제 1 반송기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수, 오수 및 폐수처리장치.
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