KR100727577B1 - Water recycling toilet sewage treatment system without water discharge - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 은 종래 기술에 따른 오수처리시스템의 구성도. 1 is a block diagram of a sewage treatment system according to the prior art.
도 2 는 본 발명에 따른 오수처리 시스템의 구성도. 2 is a block diagram of a sewage treatment system according to the present invention.
도 3 은 본 발명에 따른 반응탑의 단면도. 3 is a cross-sectional view of a reaction tower according to the present invention.
도 4a, 4b는 본 발명에 따른 상자의 다른 실시 예를 나타낸 사시도. Figure 4a, 4b is a perspective view showing another embodiment of the box according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 각 부품이 제어부에 연결된 상태도. 5 is a state diagram in which each component is connected to a control unit according to the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for the main parts of the drawings
2:오수처리시스템 4:수세식변기 2: sewage treatment system 4: flush toilet
5:제1수위센서 6:오수배출관 5: 1st water level sensor 6: Sewage discharge pipe
8:저류조 10:스크린 8: storage tank 10: screen
12:저장실 14:분쇄실 12: Storage room 14: Grinding room
16:커터펌프 18:오수공급관 16: cutter pump 18: sewage supply pipe
20:고도처리조 21,42,74:반송관 20:
22:탈질실 23:탈인실 22: denitrification chamber 23: denitrification chamber
24,36:산기관 26,38:에어펌프 24,36: diffuser 26, 38: air pump
28:탈인메디아 30:우드칩 28: Indeon Media 30: Woodchip
32,70,88,102:배출관 34:호기반응조 32, 70, 88, 102: discharge pipe 34: aerobic reaction tank
40:여과장치 44,78:이송관 40:
46:흡인펌프 48:생물반응조 46: suction pump 48: bioreactor
50:반응탑 52:칼럼 50: reaction column 52: column
54:상자 58:프레임 54: Box 58: Frame
64:다공판 66:우드칩 64: porous plate 66: wood chips
68:무기물여재 72:유량조정조 68: inorganic media 72: flow adjustment tank
76,108:이송펌프 80:탈색조 76,108: Transfer pump 80: Decolorization tank
82:제1케이스 84:제2케이스 82: first case 84: second case
86:연결관 90:처리수조 86: connector 90: treatment tank
92:제2수위센서 94:제3수위센서 92: second level sensor 94: third level sensor
96:급수관 98:급수펌프 96: water supply pipe 98: water supply pump
100:시스템안정화조 104:오버플로우관 100: system stabilization tank 104: overflow pipe
106:보충수관 110:제어부 106: supplement water pipe 110: control unit
본 발명은 무방류 순환수세식 화장실 오수처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저류조, 고도처리조, 호기반응조, 생물반응조, 유량조정조, 탈색조, 처리수조 등을 순차적으로 연결하여 하나의 시스템을 구성함으로서 오수에 포함된 유 기물과 부영양화의 원인물질인 질소와 인 그리고 색도 및 악취를 획기적으로 제거시키고, 또한 사용된 처리수를 외부로 방류하지 않고 재사용함으로서 환경 친화적일 수 있게 하며, 또한 생물반응조의 상자 크기를 규격화하여 칩이 자중에 의해 다져지고 손상되는 것을 방지하면서 상자로 공기가 자연스럽게 공급되는 구조를 형성하여 오수처리시스템이 안정적으로 운영될 수 있게 한 무방류 순환수세식 화장실 오수처리시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a non-discharge circulation flush toilet sewage treatment system, and more specifically, by configuring a system by sequentially connecting a storage tank, an advanced treatment tank, an aerobic reaction tank, a bioreactor, a flow rate adjustment tank, a decolorization tank, and a treatment tank. It is environmentally friendly by drastically eliminating the organic matter, nitrogen, phosphorus and color and odor that are included in sewage, and reusing the treated water without discharging it to the outside. The present invention relates to a non-discharge, circulating flush toilet sewage treatment system that can be operated stably by forming a structure in which air is naturally supplied to a box while preventing chips from being compacted and damaged by their own weight by standardizing the size.
일반적으로 수세식변기로부터 배출되는 오수는 부영양화의 원인물질인 질소와 인이 다량으로 포함되어 있으면서 악취를 발생시키게 되는데, 이러한 오수에 포함된 질소와 인은 미생물의 활동 및 증식을 위한 단백질과 핵산합성의 필수 영양소로 작용하게 되며 잉여분은 제거되거나 방류되는 데, 특히 하천이나 호수에 방류될 경우 부영양화 현상이 발생함에 따라 수질오염의 원인이 되고 있다. In general, filthy water discharged from a flush toilet generates odor while containing a large amount of nitrogen and phosphorus, which are the causes of eutrophication, and nitrogen and phosphorus contained in the filthy water are used to synthesize proteins and nucleic acids for the activity and proliferation of microorganisms. It acts as an essential nutrient and surpluses are removed or discharged. Especially, when discharged to rivers or lakes, eutrophication occurs, causing water pollution.
따라서 통상적인 오수처리 방식에 있어서 오수에 포함된 질소와 인 및 악취를 제거하기 위해 생물학적 처리공정 또는 화학적 처리공정이 적용되고 있으나, 화장실의 경우 관리자가 없기 때문에 화학적 처리공정은 적용하기가 곤란하다. Therefore, in the conventional sewage treatment method, a biological treatment process or a chemical treatment process is applied to remove nitrogen, phosphorus, and odor contained in the sewage, but in the case of a toilet, it is difficult to apply the chemical treatment process because there is no manager.
한편 종래의 기술인 실용신안등록번호 제321856호 "무수 변기를 이용한 소멸식 정화장치"를 도 1에서 살펴보면 다음과 같다. On the other hand, Utility Model Registration No. 321856 of the prior art, "an extinction type purifying device using an toilet" in Figure 1 as follows.
먼저 무수변기(10)에 저류조(30)가 연결되고, 상기 저류조(30)에는 커터펌프(50)를 설치한 연결관(40)이 결합되며, 상기 연결관(40)의 선단부에는 폭기조(60)가 연결된다. First, the
상기 폭기조(60)는 연결관(70)으로 저류조(30)에 연결되고, 상기 폭기조(60) 는 배기호스(80)를 설치하고 있는 탱크안에 설치된다. The
상기와 같이 구성되는 종래의 기술을 작용에 대해 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the conventional technology configured as described above are as follows.
먼저 상기 무수변기(10)로부터 오수가 저류조(30)로 빠져나가면, 상기 저류조(30)에서 오수는 다시 연결관(40)을 따라 이동하여 커터펌프(50)에 의해 분쇄되면서 폭기조(60)로 이동하게 된다. First, when the sewage flows out of the
이후로 상기 오수는 폭기조(60)에서 호기성미생물에 의해 유기물이 제거되고, 동시에 오수로부터 발생되는 무색, 무취의 가스는 배기호스(80)를 따라 대기로 빠져나가게 된다. Thereafter, the organic matter is removed by the aerobic microorganisms in the
계속하여 상기와 같이 정화된 오수는 연결관(70)을 통해 저류조(30)로 복귀하고, 이후로 상기 오수는 재차 연결관(40)을 따라 전술한 바와 같이 동일한 과정으로 순환하게 된다. Subsequently, the purified sewage is returned to the
상기와 같은 종래의 기술은 오수를 정화하기 위한 수단이 단순히 폭기조(60)만을 통하여 이루어지게 되므로 질소와 인 및 색도와 악취의 제거가 불안정하게 이루지면서 오수에 대한 정화능력이 떨어지는 문제점을 가지고 있다. The prior art as described above has a problem that the means for purifying sewage is made only through the
다른 문제점으로는 사용된 처리수가 무수변기(10)를 통하여 재사용되지 않는 구조로 되어 있어서 환경 친화적이지 못하다. Another problem is that the treated water is not reused through the
한편 상기와 같이 오수를 처리하는 과정에서 다른 타입으로서 유기물을 제거하기 위한 생물반응조가 사용되는데, 대부분 원통 또는 사각통의 형태로서 일체형의 구조이며 생물반응조 내부가 호기성 상태의 환경이 만들어질 수 있도록 생물반응조 하부에 공기를 강제로 공급하는 에어펌프가 연결되어 사용된다. Meanwhile, in the process of treating sewage as described above, a bioreactor for removing organic matter is used as a different type. Mostly, a cylindrical or square cylinder is a unitary structure, and the bioreactor is used to create an aerobic environment. An air pump for forcibly supplying air to the lower part of the reactor is used.
상기와 같은 방식은 단전이 발생하거나 에어펌프에 고장이 발생하면, 에어 펌프는 작동이 중지되면서 공기를 반응조로 공급하지 않게 되는데, 이로 인해 반응조 내부는 곧 바로 혐기 상태가 되면서 생물반응조로서의 기능을 상실하게 된다.In the above manner, if a power failure occurs or the air pump breaks down, the air pump stops operating and does not supply air to the reaction tank. As a result, the inside of the reaction tank immediately becomes anaerobic and loses its function as a bioreactor. Done.
이러한 종래의 방식은 에어펌프의 작동을 통해 기능을 유지하게 되므로, 동력비가 소요되고 시스템 운영이 불안정하게 이루어지는 결점을 지닌다. This conventional method maintains its function through the operation of the air pump, which has the drawback that power costs are required and system operation is unstable.
다른 문제점으로는 반응조의 구조가 다량의 칩을 투입할 수 있도록 높게 형성되어 있는 관계로, 투입된 칩은 자중에 의해 다져지고 손상되기 쉽고 칩의 보충 및 교체가 곤란하여 효율성이 저하되는 결점을 지닌다. Another problem is that the structure of the reaction vessel is formed high so that a large amount of chips can be injected, and the introduced chips have a drawback that the efficiency is reduced because the chips are compacted and damaged by their own weight and are difficult to replenish and replace chips.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 저류조, 고도처리조, 호기반응조, 생물반응조, 유량조정조, 탈색조, 처리수조 등을 순차적으로 연결하여 하나의 시스템을 구성함으로서 오수에 포함된 유기물과 부영양화의 원인물질인 질소와 인 그리고 색도 및 악취를 획기적으로 제거시키는 오수처리시스템을 제공하고자 하는 데에 있다. The present invention has been made in order to solve the above problems, the purpose is to connect the storage tank, advanced treatment tank, aerobic reaction tank, bioreactor, flow rate adjustment tank, decolorization tank, treatment tank, etc. in order to constitute a system The purpose is to provide a sewage treatment system that will drastically remove nitrogen, phosphorus, and color and odor, which are organic substances and eutrophication agents included in.
다른 목적으로는 사용된 처리수를 외부로 방류하지 않고 재사용할 수 있게 함으로서 환경 친화적 오수처리시스템을 제공하고자 하는 데에 있다. Another object is to provide an environmentally friendly sewage treatment system by allowing the used treated water to be reused without being discharged to the outside.
또 다른 목적으로는 생물반응조의 상자 크기를 규격화하여 칩이 자중에 의해 다져지고 손상되는 것을 방지하면서 공기가 상자로 자연스럽게 공급되는 구조를 실현하여 오수처리시스템이 안정적으로 운영되게 하는 데에 있다. Another purpose is to standardize the size of the box of the bioreactor to prevent the chip from being compacted and damaged by its own weight, and to realize a structure in which air is naturally supplied to the box so that the sewage treatment system can be stably operated.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 구성은, 수세식변기(4)로부터 배출되는 분뇨가 포함된 오수를 저장하는 저류조(8)와; 상기 저류조(8)에 연결되면서 오수에 포함된 질소와 인 및 유기물을 제거하는 고도처리조(20)와; 상기 고도처리조(20)에 연결되면서 오수에 포함된 유기물을 제거하는 호기반응조(34)와; 상기 호기반응조(34)에 연결되면서 오수에 포함된 잔류 유기물을 최종적으로 제거하는 생물반응조(48)와; 상기 생물반응조(48)에 연결되면서 일정한 양의 처리수를 저장하며 유량을 조정하는 유량조정조(72)와; 상기 유량조정조(72)에 연결되면서 처리수를 탈색하는 탈색조(80)와; 상기 탈색조(80)에 연결되면서 급수관(96)을 설치하여 수세식변기(4)에 연결하고 처리수를 저장하는 처리수조(90)와; 상기 처리수조(90)에 연결되면서 처리수의 일부를 저장하였다가 다시 처리수조(90)로 복귀시키거나 방류하는 시스템안정화조(100)로 된 것을 특징으로 한다. Technical configuration of the present invention for achieving the above object, the storage tank (8) for storing the sewage containing the manure discharged from the flush toilet (4); An
상기와 같이 구성되는 본 발명을 도2 내지 도5에서 살펴 보면, 먼저 오수처리시스템(2)(도2 참조)에는 수세식변기(4)가 수조를 후미에 형성하면서 구성되고, 상기 수세식변기(4) 하부에는 오수배출관(6)이 설치되며, 상기 오수배출관(6)에는 저류조(8)가 내부 상측벽에 제1수위센서(5)를 소정의 높이에 설치하면서 연결된다. 2 to 5 of the present invention configured as described above, first, in the sewage treatment system 2 (see FIG. 2), a
그리고 상기 저류조(8) 내부에는 스크린(10)에 의해 저장실(12)과 분쇄실(14)로 나누어지는데, 상기 스크린(10)은 특정 크기의 분뇨만 통과할 수 있도록 20~50mm의 여과망으로 이루어진다. In addition, the
상기와 같이 구성되는 분쇄실(14)에 스크린(10)을 통과한 분뇨를 잘게 부수는 커터펌프(16)가 오수공급관(18)을 결합하면서 설치되고, 상기 오수공급관(18)에 는 오수에 포함된 질소와 인 및 유기물 등을 제거하는 고도처리조(20)가 연결되며, 상기 고도처리조(20)의 상부에는 오버된 오수를 복귀시키는 반송관(21)이 설치되면서 저류조(8)에 연결된다. The
상기와 같이 구성되는 고도처리조(20) 내부에는 질소를 제거하는 탈질실(22)과 인을 제거하는 탈인실(23)로 나누어지면서 상호 연결된다. The interior of the
상기 탈질실(22)에는 산기관(24)이 바닥에 근접하여 설치되고, 산기관(24)에는 간헐적으로 작동하면서 공기를 주기적으로 공급하는 에어펌프(26)가 연결된다. The
상기 탈인실(23)에는 굴껍질을 주성분으로 압축성형하므로서 특정 크기(10~30mm)와 형태(원형, 사각형, 타원형, 원통형 등등)의 입방체로 만들어진 탈인메디아(28)와, 삼나무 또는 참나무를 칩화하여 만들어진 우드칩(30)이 특정 크기(3-10mm)와 형태(원형, 사각형, 타원형, 원통형 등등)의 입방체로 만들어지면서 순차적으로 적층되는데, 이때 상기 탈인메디아(28)와 우드칩(30)의 적층순서는 한정하지 않는다. The
계속하여 상기 고도처리조(20)에 설치되는 탈인실(23)에는 처리된 오수가 빠져나갈 수 있게 안내하는 배출관(32)이 소정의 높이에 설치되고, 상기 배출관(32)에는 오수에 포함된 유기물을 호기성미생물에 의해 제거하는 호기반응조(34)가 연결된다. Subsequently, in the
상기와 같이 구성되는 호기반응조(34) 내부에는 산기관(36)이 바닥에 근접하여 설치되고, 상기 산기관(36)에는 공기를 주기적으로 공급하는 에어펌프(38)가 연결되며, 상기 호기반응조(34) 일측에는 상자형으로 된 여과장치(40)가 설치된다. Inside the
상기 여과장치(40)는 전술한 바와 같이 동일하게 삼나무 또는 참나무를 칩화하여 만들어진 우드칩과, 그리고 세라믹, 운모, 플라스틱 등을 칩화하여 압축성형하므로서 만들어진 무기물여재와, 활성탄 중 어느 하나로 이루어진다. The
상기와는 달리 전체적으로 우드칩과 무기물여재와 활성탄 등을 혼합하여 설치할 수도 있다. Unlike the above, it is possible to install a mixture of wood chips, inorganic media and activated carbon as a whole.
이때 여과장치(40)를 구성할 때 우드칩:무기물여재:활성탄은 부피비율로서 일정한 비율로 혼합하여 만들지만 비율에는 특별히 한정되지 않는다. At this time, when constituting the
또한 상기와 달리 여과장치(40)에는 통상적으로 널리 사용되는 방식으로서 평막 또는 중공사막으로 이루어진 침지식막을 선택하여 설치할 수도 있다. In addition, unlike the above, the
상기 호기반응조(34)에는 처리되어 오버되는 오수를 자동적으로 복귀시키는 반송관(42)이 소정의 높이에 설치되면서 저류조(8)에 연결된다. The
그리고 상기 여과장치(40)에는 처리된 오수의 흐름을 안내하는 이송관(44)이 흡인펌프(46)를 결합하면서 설치되고, 상기 이송관(44)은 오수에 포함된 잔류 유기물을 최종적으로 제거하는 생물반응조(48)에 연결되는데, 이때 상기 이송관(44) 끝단부는 생물반응조(48) 내부에 설치되는 반응탑(50) 상부에 위치한다. In addition, the
상기와 같이 설치되는 반응탑(50)(도3 참조)에는 다수개의 칼럼(52)이 수직으로 설치되면서 구성되고, 상기 칼럼(52) 사이에는 프레임(58)이 횡 방향으로 배치되면서 높이를 달리하여 층층이 설치되며, 상기 각층의 프레임(58) 상부에는 우드칩(66) 또는 무기질여재(68)가 담겨진 상자(54)가 설치된다. In the reaction tower 50 (see FIG. 3) installed as described above, a plurality of
이때 상기 칼럼(52)과 프레임(58) 사이는 공기유통이 원활하게 이루어질 수 있도록 공간부가 형성된다. At this time, a space portion is formed between the
그리고 상기 각각의 상자(54) 하부에는 공급된 오수가 원활하게 통과할 수 있게 하면서 우드칩(66) 또는 무기질여재(68)가 담겨질 수 있도록 바쳐 주는 다공판(64)이 설치된다. In addition, the lower plate of each
상기와 같이 설치되는 상자(54)는 프레임(58)의 설치 상태에 따라 사각형(도4a참조) 또는 원형(도4b참조)으로 형성할 수 있고, 상기 칼럼(52)(도3 참조)의 높이와 상자(54)의 설치 갯수는 오수의 처리 용량에 따라 비례하여 변경시킬 수 있다. The
상기 상자(54)(도3참조)의 높이는 내부에 담겨지는 내용물이 자중에 의해 눌려지면서 손상되는 것을 방지하기 위해 보통 40-60cm가 적당하고, 상기 상자(54)와 상자(54) 사이의 거리는 자연 통기가 용이하도록 하기 위해 10-20cm의 거리를 유지시킨다. The height of the box 54 (see Fig. 3) is usually 40-60 cm in order to prevent the contents contained therein from being pressed and damaged by its own weight, the distance between the
상기와 같이 구성되는 각각의 상자(54)에는 우드칩(66)과 무기물여재(68)가 개별적으로 담겨지거나 혼합되어 담겨질 수 있다. Each
상기 우드칩(66)은 전술한 바와 같이 참나무 또는 삼나무를 칩화하여 만들어지고, 상기 무기물여재(68)는 세라믹, 운모, 플라스틱을 칩화하여 압축성형하므로서 만들어진다. The
계속하여 상기 생물반응조(48)(도2 참조)에는 오수를 배출시키는 배출관(70)이 설치되고, 상기 배출관(70)에는 배출되는 처리수를 저장하면서 유량을 조정하는 유량조정조(72)가 연결된다. Subsequently, a
상기 유량조정조(72)에는 오버된 처리수를 복귀시키는 반송관(74)이 소정의 높이에 설치되면서 저류조(8)에 연결되고, 상기 유량조정조(72)의 바닥에는 이송펌프(76)가 설치되면서 이송관(78)을 연결하고, 상기 이송관(78)에는 처리수를 탈색시키는 탈색조(80)가 연결된다. The flow
상기와 같이 구성되는 탈색조(80)는 활성탄을 내부에 채운 제1,2케이스(82,84)로 구성되는데, 상기 제1케이스(82) 상단부에는 이송관(78)의 끝단부가 결합 되고, 상기 제1,2케이스(82,84)의 하단부 사이에는 처리된 처리수의 흐름을 안내하는 연결관(86)이 결합되며, 상기 제2케이스(84)의 상단부에는 처리된 처리수가 빠져나가는 배출관(88)이 결합된다.
상기 배출관(88)에는 처리수가 저장되는 처리수조(90)가 연결되고, 상기 처리수조(90) 내부벽에는 제2,3수위센서(92,94)가 높이를 달리하면서 설치되며, 또한 상기 처리수조(90)에는 급수관(96)이 급수펌프(98)를 결합하면서 설치되고, 상기 급수관(96)은 수세식변기(4)의 수조에 연결된다. The
상기와 같이 구성되는 처리수조(90) 타측에는 오버된 처리수를 저장하는 시스템안정화조(100)가 배출관(102)으로 연결되고, 상기 시스템안정화조(100) 상부의 특정 높이에는 오버된 오수를 방류시키는 오버플로우관(104)이 설치되며, 상기 시스템안정화조(100)에는 처리수조(90)측으로 부족한 물을 공급하는 보충수관(106)이 이송펌프(108)를 결합하면서 설치된다. The other side of the treatment tank (90) configured as described above is connected to the
상기와 같이 오수처리시스템(2)을 구성하는 커터펌프(16)(도5 참조)와, 에어펌프(26,38)와, 이송펌프(76,108)와, 흡인펌프(46) 및 급수펌프(98), 그리고 제 1,2,3수위센서(5,92.94)에는 전달되는 정보를 바탕으로 작동명령을 전달하는 제어부(110)가 연결된다. The cutter pump 16 (refer FIG. 5), the
한편 상기와 같이 구성되는 저류조(8)(도2 참조), 고도처리조(20), 호기반응조(34), 생물반응조(48), 유량조정조(72), 탈색조(80), 처리수조(90)의 배열순서는 설치장소의 환경에 따라 삭제 및 치환하여 변경할 수 있다. On the other hand, the storage tank 8 (refer to FIG. 2), the
상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
먼저 수세식변기(4)(도2 참조)로부터 분뇨가 포함된 오수가 오수배출관(6)을 통하여 저류조(8)의 저장실(12)로 이동하면, 상기 오수에 포함된 크기가 작은 분뇨는 스크린(10)을 통과하면서 분쇄실(14)로 이동하게 된다. First, when filthy water containing manure is moved from the flushing toilet 4 (see FIG. 2) to the
이후로 상기 제어부(110)(도5 참조)로부터 전달되는 명령에 의해 커터펌프(16)(도2 참조)가 작동하면서 작은 덩어리의 분뇨를 분쇄하여 오수공급관(18)을 통해 오수와 함께 고도처리조(20)의 탈질실(22)로 보내게 되는데, 이때 상기 오수가 고도처리조(20)측으로 많이 보내어져 일정 수위를 넘으면, 상기 오수는 반송관(21)을 통해 저류조(8)측으로 복귀하게 된다. Thereafter, the cutter pump 16 (see FIG. 2) is operated by a command transmitted from the control unit 110 (see FIG. 5), and the manure is crushed into small pieces of manure and treated with wastewater through the
따라서 상기 고도처리조(20)는 수위가 일정하게 유지된다. Therefore, the
상기와 같이 작동하는 커터펌프(16)는 저류조(8)의 오수 수위가 일정 수위까지 낮아지면 미 도시된 센서가 체크하여 커터펌프(16)의 작동을 중지시키고, 다시 일정 수위까지 오수가 도달하면 커터펌프(16)를 작동시켜 오수를 고도처리조(20)로 이동시킨다. The
계속하여 상기 고도처리조(20)에서는 제어부(110)(도5 참조)로부터 전달되는 명령에 의해 에어펌프(26)(도2 참조)가 간헐적으로 작동하며 공기를 산기관(24)으로 공급하는데, 이때 상기 산기관(24)을 통해 공기가 공급되는 상태이면 고도처리조(20)는 호기성 상태가 되고, 상기 산기관(24)을 통하여 공기 공급이 중단되는 상태이면 고도처리조(20)의 탈질실(22)은 무산소 상태가 된다. Subsequently, in the
상기와 같이 호기성 상태일 경우에는 오수에 포함된 암모니아성 질소(NH4 + -N)가 아질산성 질소(NO2 --N)으로 전환되고, 아질산성 질소(NO2 --N)는 다시 질산성 질소(NO3 --N)로 전환되는 질산화반응이 진행된다. If aerobic conditions as described above, the ammonium nitrogen (NH 4 + -N) the nitrite contained in the waste water - is switched to (NO 2 -N), nitrite nitrogen (NO 2 - -N) again be Nitrification proceeds with conversion to acidic nitrogen (NO 3 -- N).
상기와 같이 질산화반응이 진행될 때 질산화균인 니트로소모나스(Nitrosomonas)나 니트로박터(Nitrobacter)가 관여하게 된다. When nitrification proceeds as described above, nitrifying bacteria nitrosomonas or nitrobacter are involved.
상기 호기성 상태에서의 질산화반응 과정은 다음과 같다. The nitrification process in the aerobic state is as follows.
(Nitrosomonas) (Nitrosomonas)
(1) NH4 + + 3/2 O2 ----------→ NO2 - + H2O + 2H+ (1) NH 4 + + 3/2
(Nitrobacter) (Nitrobacter)
(2) NO2 - + 1/2 O2 - ----------→ NO3 - (2) NO 2 - + 1/2 O 2 - ---------- → NO 3 -
또한 상기와 같이 호기성 상태일때 미생물이 세포내에 저장된 기질을 산화분해하여 생체 반응을 위한 에너지를 얻고, 이를 이용하여 방출된 정인산을 재흡수하여 폴리인산의 형태로 세포내에 저장하게 된다. In addition, when the aerobic state as described above, the microorganism oxidizes the substrate stored in the cell to obtain energy for the biological reaction, and by using the re-absorbed phosphate phosphorus is stored in the form of polyphosphoric acid.
계속하여 상기와는 달리 산기관(24)을 통하여 공기의 공급이 중단되면 고도처리조(20) 내부의 탈질실은 무산소 상태가 되는데, 이러한 상태에서 탈질 미생물이 탈질반응을 진행시켜 N2 를 방출시키게 된다. Unlike the above, when the supply of air through the
상기 탈질반응 과정은 다음과 같다. The denitrification process is as follows.
NO3 - → NO2 - → NO → N2O → N2 NO 3 - → NO 2 - → NO → N 2 O →
또한 고도처리조(20)의 탈인실(23)이 혐기성 상태일때 미생물은 세포내의 폴리인산을 가수분해하여 정인산으로 방출한다. In addition, when the
상기와 같이 방출된 인은 호기성 과정에서 미생물이 인을 과잉 섭취하게 되는데, 이러한 미생물은 차후 제거함으로서 생물학적 탈인반응을 이루게 되고, 동시에 상기 오수에 포함된 인은 탈인실(23)에 설치된 탈인메디아(28)로 흡착되어 제거되기도 한다. Phosphorus released as described above is a microorganism excessive intake of phosphorus in the aerobic process, these microorganisms are subsequently removed by the biological dephosphorization reaction, and at the same time the phosphorus contained in the sewage dephosphorization media (23) 28) may be adsorbed and removed.
또한 상기 탈인실(23)에 설치된 우드칩(30)에서는 호기성 미생물은 표면에 기생하고, 혐기성 미생물은 내면에 기생하게 되는데, 이때 호기성 미생물은 질산화과정을 촉진시키면서 인을 세포내에 저장하고, 혐기성 미생물은 NO3 - 에 대해 탈질을 진행시켜 N2 를 방출하는 동시에 유기물을 제거하게 된다. In addition, in the
계속하여 상기 고도처리조(20)에서 탈질과 탈인 및 유기물 제거가 이루어진 오수는 탈인실(23)을 통하여 배출관(32)을 따라 호기반응조(34)로 이동한다. Subsequently, the wastewater in which denitrification, dephosphorization, and organic matters are removed in the
상기 호기반응조(34)에 도달한 오수는 전술한 바와 같이 제어부(110)(도5 참조)로부터 전달되는 명령에 의해 에어펌프(38)(도2 참조)가 지속적으로 작동하면서 산기관(36)을 통해 공기를 공급하게 된다. The sewage that reaches the
따라서 상기 호기반응조(34)는 호기성 상태가 지속적으로 이루어지는데, 상기와 같은 상태에서 여과장치(40)가 우드칩, 무기물여재, 활성탄, 침지식막 중 어느 하나로 구성되어 있거나, 우드칩, 무기물여재, 활성탄 등으로 여과장치(40)를 구성하게 될 경우를 예로 들어 반응과정을 설명하면 다음과 같다. Therefore, the
먼저 상기 호기반응조(34)의 내부는 호기성이며 호기성 미생물에 의해 오수는 질산화과정이 촉진되면서 방출된 인의 섭취 과정이 진행되고, 여과장치(40)의 우드칩은 물리적인 여과작용을 하며 동시에 우드칩 표면에 기생하는 호기성 미생물과 우드칩 내부에 기생하는 혐기성 미생물에 의해 유기물을 제거하게 된다. First, the inside of the
또한 상기 무기물여재에 의해서는 전술한 바와 같이 동일한 과정을 거치면서 물리적인 여과작용을 하고, 동시에 유기물을 제거하게 된다. In addition, the inorganic medium is subjected to the same process as described above, the physical filtration, and at the same time to remove the organic matter.
또한 상기 활성탄에 의해서는 전술한 바와 같이 동일한 과정을 거치면서 생물활성탄의 역할을 하게 되어 물리적인 여과작용을 하고 동시에 유기물을 제거하게 된다. In addition, the activated carbon performs the same process as described above, and acts as a bioactive carbon, thereby physically filtering and removing organic substances.
또한 상기 침지식막에 의해서는 오수에 포함된 유기물과 분뇨가 물리적으로 여과된다. In addition, the immersion membrane physically filters the organic matter and manure contained in the sewage.
계속하여 상기 제어부(110)(도5 참조)로부터 전달되는 명령에 의해 이송관(44)(도2 참조)에 설치된 흡인펌프(46)가 작동하면, 상기 호기반응조(34)에 있는 오수가 여과장치(40)를 통과하면서 물리적인 여과과정을 거친 다음 이송관(44)을 따라 생물반응조(48)로 이동하게 된다. Subsequently, when the
상기와 같이 처리된 오수는 생물반응조(48)에 설치된 반응탑(50)(도3 참조) 상단부로 뿌려지면서 상자(54)측으로 낙하하게 되는데, 이때 상기 오수는 상자(54)에 채워진 우드칩(66)과 바닥에 설치된 다공판(64), 그리고 다음 상자(54)에 채워진 무기물여재(68)와 바닥에 설치된 다공판(64)을 순차적으로 지나 생물반응조(48)(도2 참조)의 바닥으로 빠져나가게 된다. The sewage treated as above is sprinkled onto the upper part of the reaction tower 50 (see FIG. 3) installed in the
동시에 상기 칼럼(52)(도3 참조) 사이로 형성된 공간 및 생물반응조(48)(도2 참조)의 바닥을 통하여 외부의 공기가 반응탑(50)(도3 참조) 내부로 유입되면서 상자(54)의 다공판(64)과 무기물여재(68) 순으로 유입되고, 동시에 상부에 위치한 다른 상자(54)의 다공판(64)과 우드칩(66) 순으로 공기가 유입되면서 반응탑(50) 상부측으로 빠져나가게 된다. At the same time, the outside air is introduced into the reaction tower 50 (see FIG. 3) through the space formed between the columns 52 (see FIG. 3) and the bottom of the bioreactor 48 (see FIG. 2). Inflow in the order of the
상기와 같이 오수가 우드칩(66)을 통과하게 될 때 전술한 바와 같이 우드칩(66) 표면에 기생하는 호기성 미생물에 의해 질산화과정이 촉진되면서 방출된 인의 섭취 과정이 진행되고, 일부 오수는 우드칩(66) 내부에 기생하는 혐기성 미생물에 의해 실질적인 탈질이 이루어져 N2 가 방출되며, 동시에 상기 미생물에 의해 유기물이 제거된다. As described above, when the sewage passes through the
계속하여 상기 오수는 반응탑(50) 하부에 위치한 다른 상자(54)에 채워진 무기물여재(68)를 통과하게 되는데, 이때 상기 무기물여재(68)에 기생하는 호기성 미생물 및 혐기성 미생물에 의해 상기 오수는 재차 유기물이 제거된다. Subsequently, the sewage is passed through the
상기와 같이 유기물이 최종적으로 제거된 오수는 생물반응조(48)(도2 참조)에 설치된 배출관(70)을 통해 유량조정조(72)로 이동하게 되고, 이후로 상기 처리수가 오버될 경우 반송관(74)을 통해 저류조(8)로 일부가 복귀하게 되며, 동시에 상기 처리수의 일부는 이송펌프(76)에 의해 이송관(78)을 따라 탈색조(80)로 이동하게 된다. The sewage from which the organic matter is finally removed as described above is moved to the flow
상기 이후로 상기 처리수는 제1케이스(82)의 상부에서부터 하부로 이동하면서 내부에 채워진 활성탄에 의해 유기물 등이 제거되면서 탈색이 이루어지고, 이러한 처리수는 제1케이스(82)의 하단부에 설치된 연결관(86)을 통해 제2케이스(84)의 하단부에서 상부로 이동하면서 재차 유기물 등이 제거되고, 동시에 처리수는 탈색된다. Since the treated water is decolorized while the organic matter is removed by the activated carbon filled therein while moving from the upper portion to the lower portion of the
상기와 같은 과정을 거친 처리수는 최초에 사용되었던 세정수 수준으로 정화된 처리수로 만들어져 처리수조(90)에 저장된다. The treated water that has undergone the above process is made of treated water that has been purified to the level of the initially used wash water and stored in the treated
상기와 같이 처리수가 처리수조(90)에 채워지면서 수위가 높아지면 오버된 오수는 배출관(102)을 통해 시스템안정화조(100)로 이동하게 되고, 상기와는 달리 처리수조(90)에 채워진 처리수가 수세식변기(4)측으로 보내어져 많이 사용된 상태일 경우에는, 상기 처리수조(90)의 수위가 낮아져 바닥에 근접하게 되는데, 이때 상기 제3수위센서(94)가 제어부(110)(도5 참조)에 정보를 전달하게 된다. If the treated water is filled in the treated
이때 상기 제어부(110)는 이송펌프(108)에 작동명령을 전달하여 시스템안정화조(100)(도2 참조)에 채워진 처리수를 보충수관(106)을 통해 처리수조(90)로 공급하게 된다. At this time, the
상기와 같이 공급되는 처리수가 처리수조(90)에 채워지면서 일정 수위에 도달하면, 상기 제2수위센서(92)가 이를 체크하여 제어부(110)(도5 참조)에 전달하게 되고, 상기 제어부(110)는 이송펌프(108)에 작동중지 명령을 전달하므로서 더 이상의 처리수가 공급되지 않도록 한다. When the treated water supplied as described above reaches a predetermined level while being filled in the treated
따라서 상기 처리수조(90)(도2 참조)는 항상 일정한 수위를 유지하게 된다. Therefore, the treatment tank 90 (see FIG. 2) always maintains a constant water level.
상기와 같이 시스템안정화조(100)는 사용되는 과정에서 배출관(102)을 통해 넘어온 처리수와 우수가 모아져 수위가 점차적으로 높아지게 되는데, 이때 상기 시스템안정화조(100)의 수위가 오버되면 오버플로우관(104)을 통해 시스템안정화조(100) 외부로 빠져나가므로서 상기 시스템안정화조(100)의 수위가 일정하게 유지되게 한다. As described above, the
한편 상기 처리수조(90)에 채워진 처리수의 경우는 급수관(96)을 통하여 수세식변기(4)의 수조로 공급하게 되는데, 이때 상기 수세식변기(4)가 사용되면서 수조에 채워진 물이 저류조(8)로 빠져나가 수위가 낮아지면 자동적으로 급수펌프(98)에 의해 물이 수세식변기(4)로 공급된다. On the other hand, in the case of the treated water filled in the treatment tank (90) is supplied to the water tank of the flush toilet (4) through the water supply pipe (96), at which time the water filled in the tank as the flush toilet (4) is used. When the water level is lowered to the water), the water is automatically supplied to the
상기와 같이 수세식변기(4)로부터 빠져나오는 분뇨가 포함된 오수가 계속적으로 저류조(8)로 유입되면, 상기 저류조(8)의 수위가 위험수위에 도달하게 되는데, 이때 상기 저류조(8)에 설치된 제1수위센서(5)가 위험수위에 대한 정보를 제어 부(110)(도5 참조)에 전달하게 된다. When the sewage containing the manure coming out of the flushing toilet (4) as described above is continuously introduced into the storage tank (8), the water level of the storage tank (8) reaches a dangerous water level, wherein the installed in the storage tank (8) The first
상기와 같이 저류조(8)가 위험수위로 될 경우에는 고도처리조(20), 호기반응조(34), 유량조정조(72) 등도 함께 위험수위에 도달한 상태가 된다. As described above, when the
따라서 상기 제어부(110)는 유량조정조(72)에 설치된 이송펌프(76)(도2 참조)에 작동명령을 전달하므로서, 상기 처리수가 유량조정조(72)에서 탈색조(80)를 거쳐 처리수조(90)측으로 공급되게 한다. Accordingly, the
계속하여 상기 처리수가 처리수조(90)를 지나 시스템안정화조(100)로 이동하면, 상기 저류조(8)의 수위가 낮아지게 되는데, 이때 상기 제1수위센서(5)로부터 신호가 제어부(110)에 도달하지 않으면, 상기 제어부(110)는 저류조(8)가 정상수위로 복귀한 것으로 판단하고 이송펌프(76)에 작동중지 명령을 전달한다. Subsequently, when the treated water moves to the
상기와 같이 오수처리시스템(2)이 운전되는 과정에서 처리수의 일부가 폭기과정에서 증발하여 물량이 줄어들게 되고, 반면에 분뇨의 유입으로 인해서 물량이 증가하게 된다. As described above, a part of the treated water is evaporated during the aeration process in the process of operating the
따라서 증발량이 증가량보다 많을 경우 전체 물량은 부족하게 된다. Therefore, if the amount of evaporation is greater than the increase, the total amount is insufficient.
상기와 같이 전체 물량이 부족하게 될 경우를 대비하여 우수를 별도의 라인으로 시스템안정화조(100)에 연결하여 자연스럽게 부족한 물을 보충할 수 있다. In case the total quantity is insufficient as described above, the rainwater can be replenished by connecting the
그리고 상기 수세식변기(4)의 수조로 공급된 처리수는 오수배출관(6)을 통해 배출되면서 전술한 바와 같이 동일한 과정으로 이동하여 처리수조(90)에 도달한 후, 다시 수세식변기(4)로 이동하는 순환과정을 반복하게 되는데, 이로 인해 본 발명의 오수처리시스템(2)은 무방류식이 된다. Then, the treated water supplied to the water tank of the
상기와 같이 처리되는 오수의 처리가 고도화될 수 있도록 하기 위해서는 오수처리시스템(2)내에서의 오수 체류시간이 충분할 필요가 있는데, 이러한 체류시간의 연장을 오수처리시스템(2)에 설치된 반송관(42,72)이 만족시키게 되어 전체적으로 오수의 처리효율이 크게 향상된다. In order for the treatment of sewage treated as described above to be advanced, it is necessary that the sewage residence time in the
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 저류조(8), 고도처리조(20), 호기반응조(34), 생물반응조(48), 유량조정조(72), 탈색조(80), 처리수조(90) 등을 순차적으로 연결하여 오수처리시스템(2)을 구성하므로, 오수에 포함된 유기물과 부영양화의 원인물질인 질소와 인 그리고 색도 및 악취가 획기적으로 제거되고, 또한 처리수가 최초로 사용되었던 세정수의 수준에 도달하게 됨에 따라 오수처리시스템(2)의 정화능력이 크게 향상되는 효과가 있다. As described above, the present invention uses the
다른 효과로는 오수처리시스템(2)에 사용된 처리수가 외부로 방류되지 않고 내부를 순환하면서 재사용되므로 환경 친화적이다. Another effect is that the treated water used in the
또 다른 효과로는 생물반응조(48)의 상자(54) 크기가 규격화되어 있어서 칩이 자중에 의해 다져지고 손상되지 않도록 되어 있고, 또한 외부 공기가 상자(54) 내부로 자연스럽게 공급되는 구조로 되어 있어서 오수처리시스템(2)의 운전은 안정성 면에서 크게 향상된다. Another effect is that the size of the
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