KR100792030B1

KR100792030B1 - 고형물 제거 효율이 우수하고 처리 수질의 원격 감시 시스템을 포함하는 오ㆍ폐수 처리 설비

Info

Publication number: KR100792030B1
Application number: KR1020070035484A
Authority: KR
Inventors: 김헌영
Original assignee: 보문기공(주)
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2008-01-04

Abstract

본 발명은 유입된 폐수를 저장하며 유량을 조정하는 집수조와; 약품 공급탱크로부터 응집제를 공급받아 폐수에 포함된 고형물을 반응, 응집시켜 플록(floc)을 생성시키며, 상부에 교반기가 착설된 반응/응집조와; 상기 반응/응집조에서 응집된 플록을 침전, 제거하는 침전조;를 포함하는 폐수처리 설비에 있어서, 상기 반응/응집조에 플록(floc)의 생성을 증가시키는 와류 형성 부재가 설치된 폐수처리 설비를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 폐수처리 설비는, 처리수의 수질오염 항목을 상시 감지하고, 배출 허용 기준치 이상일 경우에는 방류를 차단하고, 허용 기준치일 경우에는 방류되도록 제어하는 수질원격감지시스템(TMS)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 반응/응집조에서 플록의 생성이 증가되어 고형물의 응집 제거율이 우수하고, 배출되는 처리수의 수질오염 정도를 On-Line 상으로 원거리에서 상시 감시되고, 허용 기준치 이상일 경우에는 방류가 차단되면서 환류에 의해 재처리되어 수질환경을 개선하는 효과를 갖는다.

폐수처리, 반응, 응집, 플록, 와류, 수질원격감지시스템

Description

고형물 제거 효율이 우수하고 처리 수질의 원격 감시 시스템을 포함하는 오ㆍ폐수 처리 설비 {WASTE WATER TREATMENT PLANT HAVING SOLID MATERIAL REMOVAL EFFICIENCY IMPROVED AND CONTAINING TELE-METERING SYSTEM}

도 1은 종래 기술의 폐수처리 설비에 설치된 반응/응집조의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 폐수처리 설비의 단면 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 폐수처리 설비를 구성하는 침사조의 구현예를 보인 단면 구성도이다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 폐수처리 설비를 구성하는 반응/응집조의 구현예를 보인 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 폐수처리 설비를 구성하는 침전조의 구현예를 보인 단면 구성도이다.

도 6은 본 발명에 따른 폐수처리 설비에 적용되는 TMS의 구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 침사조 20 : 중화조

25 : 반응조 30 : 집수조

40 : 반응/응집조 50 : 침전조

60 : 여과수조 65 : 여과기

70 : 저장조 80 : 슬러지 농축조

85 : 탈수기 90 : 와류 형성 부재

91 : 리브 92 : 플레이트

93 : 망체 110 : 측정기

120 : 데이터 로거 130 : 운영서버

140 : 주무관청측 서버 150 : 관리자 단말기

210 : 방류라인 220 : 리턴라인

본 발명은 고형물 제거 효율이 우수하고, 처리 수질의 원격 감시 시스템을 포함하는 오ㆍ폐수 처리 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응/응집조에 와류 형성 부재를 설치함으로써, 플록(floc)의 생성을 증가시켜 고형물의 제거 효율이 우수하고, 또한 설비 내에 수질원격감지시스템(TMS ; Tele-metering System)을 설치하여 방류되는 처리 수질의 오염 정도를 상시 감시되도록 함으로써 수질환경을 개선할 수 있는 오ㆍ폐수 처리 설비에 관한 것이다.

가정이나 산업 현장, 농축산 현장 등에서 발생된 폐수를 정화 처리함에 있어서는 대형의 폐수처리 설비가 이용된다. 폐수에 포함된 고형물, 유기물, 질소 및 인 등을 처리함에 있어서는 물리적, 화학적 및 생물학적 방법이 병행되고 있다.

일반적으로, 폐수처리 설비는 여과나 침강방식으로 부유물, 모래, 협잡물 등의 고형물을 제거하기 위한 스크린이나 침사지 등이 설치된 물리적 처리시설과; 반응, 응집 등을 이용하여 무기물 등의 고형물을 응집, 침전시켜 제거하는 화학적 처리시설과; 질산화반응과 탈질반응 등을 이용하여 유기물, 질소 및 인을 처리하기 위한 생물학적 처리시설을 갖는다. 상기 화학적 처리시설에는 폐수에 포함된 미립자의 고형물을 반응시키는 반응조와, 고형물을 서로 응집시켜 플록(floc)을 생성시키는 응집조로 구성된 반응/응집조와, 생성된 플록(floc)을 침전, 제거시키는 침전조가 설치되어 있다. 이때, 상기 반응조는 약품 공급탱크로부터 황산알루미늄(Al2(S04)3) 등의 응집제를 공급받고, 상기 응집조는 약품 공급탱크로부터 폴리머(polymer)를 공급받는다. 도 1은 종래 기술의 폐수처리 설비에 설치된 반응/응집조의 대략적인 모습을 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 반응/응집조(4)(4')는 일반적으로 원통형 또는 사각통형의 본체(4a)(4a')를 가지며, 상부에는 모터(M)에 의해 구동되는 교반기(4b)(4b')가 착설되어 있다. 또한, 반응/응집조(4)(4')는 상향 흐름이 되도록 하는 것으로서, 즉 유입된 폐수의 흐름이 하부에서 상부로 흐르도록 하는 것으로서, 유출구 쪽에 배플(baffle)(4d)(4d')이 설치된 구조를 갖는다. 이때, 상기 반응조(4)는 제1약품 공급탱크(4c)로부터 황산알루미늄 등의 응집제를 공급받고, 상기 응집조(4')는 폴리머 등의 보조응집제를 공급받는다. 그리고 약품 공급탱크(4c)(4c')로부터 응집제를 공급받아 폐수에 포함된 고형물(고체 미립자)을 서로 반응, 응집시켜 보다 더 큰 덩어리, 즉 플록(floc)을 생성시켜, 이후 침전조에서 중력에 의한 침전을 가능하게 한다. 상기 교반기(4b)는 공급된 응집제를 교반, 분산시키면서, 생성된 플록(floc)이 반응조(4) 및 응집조(4') 바닥에 침전되는 것을 방지한다.

따라서 폐수에 포함된 미립자의 고형물을 효과적으로 제거하기 위해서는 반응/응집조(4)(4')에서의 플록(floc) 생성률이 높아야 한다.

그러나 종래 기술에 따른 폐수처리 설비는, 반응/응집조(4)(4') 내부의 유로 흐름 방향이 한쪽방향, 즉 도 1에서 x방향으로만 진행되어 플록(floc)의 생성률이 낮은 문제점이 있다. 반응/응집조(4)(4')는 공급된 응집제 및 보조응집제를 반응/응집조(4)(4') 내부의 거의 모든 영역에 분산시키면서 플록(floc)의 침전을 방지하는 교반기(4b)(4b')의 설치는 필수적이라고 할 수 있다. 그러나 교반기(4b)(4b')의 회전에 의해, 반응/응집조(4)(4') 내부의 유로 흐름 방향은 교반기(4b)(4b')의 회전방향과 동일한 방향으로만, 즉 도 1에서 x방향으로만 일정한 유속으로 진행되어 폐수와 응집제의 접촉률이 낮아진다. 이에 따라, 플록(floc)의 생성률이 낮아져 고형물의 반응성 및 응집 제거율이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 환경부는 폐수처리 설비를 거친 방류수에 대해서 BOD, COD, 총-질소(T-N), 총-인(T-P), 유량, pH, SS(부유물) 등의 수질오염 항목을 측정하여 배출 허용 기준치로 방류하도록 규정하고 있다. 수질환경보전법(개정 2006. 7. 19)에서는 배출허용기준을 예를 들어 청정지역(1일 폐수배출량 2,000㎥ 이상)의 경우 BOD 는 30mg/L이하, COD는 40mg/L이하, 총-질소(T-N)는 30mg/L이하, 총-인(T-P)은 4mg/L이하, pH는 5.8~8.6, SS는 30mg/L이하로 규정하고 있다.

일반적으로 종래에는 방류수의 수질오염 항목을 측정하기 위해 방류수를 현장에서 일반 인력에 의존하여 채취하여 측정한 후, 기록하고 있다. 그러나 이러한 자체적인 관리방법은 시료 채취 단계에서부터 신뢰성과 객관성을 인정받기 어렵고, 수질오염도의 변화와 실험자의 분석 데이터의 오차로 부정확할 수 있으며, 또한 상시적인 감시가 어려워 허용 기준치 이상으로 방류될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반응/응집조에 와류 형성 부재를 설치함으로써, 플록(floc)의 생성을 증가시켜 고형물의 반응성 및 응집성이 우수한 폐수처리 설비를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 설비 내에 수질원격감지시스템(TMS ; Tele-metering System)을 설치함으로써, 방류되는 수질의 오염정도를 상시 감시되도록 하고, 허용 기준치 이상인 경우에는 방류를 차단 및 재처리하여 수질환경을 개선할 수 있는 폐수처리 설비를 제공하는 데에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유입된 폐수를 저장하며 유량을 조 정하는 집수조와; 약품 공급탱크로부터 응집제를 공급받아 폐수에 포함된 고형물을 반응, 응집시켜 플록(floc)을 생성시키며, 상부에 교반기가 착설된 반응/응집조와; 상기 반응/응집조에서 생성된 플록(floc)을 침전, 제거하는 침전조;를 포함하는 폐수처리 설비에 있어서,

상기 반응/응집조에 플록(floc)의 생성을 증가시키는 와류 형성 부재가 설치된 폐수처리 설비를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 침전조의 후단에 설치되어 폐수처리가 완료된 처리수를 방류하며, 그 중간에 방류밸브가 설치된 방류라인(Effluent Line)과;

상기 침전조의 후단에 설치되어 폐수처리가 완료된 처리수를 집수조로 환류시키며, 그 중간에 리턴밸브가 설치된 리턴라인(Return Line)과;

상기 방류라인의 전단에 설치되어 수질오염 항목을 측정하는 다수의 측정기와;

상기 측정기에서 측정된 파라미터를 디지털 신호로 변환하는 데이터 로거와;

상기 데이터 로거로부터 신호를 전송받고, 전송된 신호가 설정치를 초과하는지의 여부를 판단하여 설정치를 초과하면, 상기 데이터 로거측으로 상기 방류밸브를 차단하고 리턴밸브를 개방하는 명령을 송출하는 운영서버;를 더 포함하는 폐수처리 설비를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 폐수처리 설비의 단면 구성도를 보인 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 폐수처리 설비를 구성하는 침사조의 구현예를 보인 단면 구성도이다. 그리고 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 폐수처리 설비를 구성하는 응집조의 구현예를 보인 것이며, 도 5는 본 발명에 따른 폐수처리 설비를 구성하는 침전조의 구현예를 보인 단면 구성도이다.

본 발명에서 처리 대상이 되는 폐수는 가정이나 산업 현장 등에서 발생하는 일반 폐수는 물론 광산 채굴 현장 등에서 발생하는 고농축 폐수, 농축산 현장에서 발생하는 축산폐수, 그리고 오수, 하수 및 침출수 등을 포함한다.

먼저, 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 폐수처리 설비는 집수조(30), 반응/응집조(40) 및 침전조(50)를 적어도 포함하여 이루어진다. 도 2는 터널이나 갱도 공사 등에서 발생하는 폐수와 같이 슬러지(sludge)나 고형물이 많이 포함되어 있는 폐수를 처리하기에 적합한 설비를 예시한 것으로서, 이는 집수조(30), 반응/응집조(40) 및 침전조(50) 이외에 침사조(10), 중화조(20), 슬러지 농축조(80) 등을 가지는 설비를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 폐수처리 설비는 위와 같은 침사조(10), 중화조(20), 집수조(30), 반응/응집조(40), 침전조(50) 및 슬러지 농축조(80) 등과 같은 물리적, 화학적 처리시설 이외에 미생물을 이용한 생물학적 처리시설(도시하지 않음)이 더 설치될 수 있다. 예를 들어, 침전조(50)의 후단에 설치되어 폐수에 포함된 유기물, 질소 및 인 등을 제거하기 위한 것으로서 혐기조, 탈질 반응조, 폭기조, 질산화 반응조 등의 생물학적 처리시설(도시하지 않음)이 더 설치될 수 있다.

상기 침사조(10)는 중력 여과방식으로 유입된 폐수에 포함된 고형물을 제거하는 것으로서, 여기서는 주로 고형물 중에서도 부유물질이나 비중이 큰 모래 및 협잡물 등이 제거된다. 이러한 침사조(10)는, 예를 들어 스크린, 모래, 자갈 또는 모래와 자갈의 혼합 등으로 구성된 여과부재(13)가 내설된 구조를 갖는다.

도 3은 침사조(10)의 구현예를 도시한 단면 구성도이다. 도 3에 보인 바와 같이, 상기 침사조(10)는 침사조 본체(11)와, 상기 침사조 본체(11)의 내부에 설치된 여과부재(13)와, 상기 여과부재(13)의 하측에 테이퍼(taper)지게 형성된 호퍼(15)로 구성되고, 상기 여과부재(13)는 모래, 자갈 또는 이들의 혼합으로 이루어진 여과재층(13b)과, 상기 여과재층(13b)을 지지하는 다공판(13a)으로 구성될 수 있다. 이때, 침사조 본체(11)에 고형물이 포함된 폐수가 유입되면 여과재층(13b)에 의해 고형물이 여과되면서 응결되어 침사조 본체(11)의 수위가 상승하게 되고, 수위가 일정량 이상 상승하게 되면 수압에 의하여 폐수와 함께 응결된 고형물이 다공판(13a)을 통과하여 하측으로 배출된다. 이때 응결되어 침전된 고형물의 비중이 물에 비하여 상당히 높으므로 짧은 시간 내에 침전되면서 슬러지 상태의 고형물은 하측의 호퍼(15)를 통하여 배출되고, 고형물이 제거된 폐수는 배출 라인(도 3에서 여과부재(13)와 호퍼(15)에 마련된 우측 분기라인)을 통하여 배출된다. 또한, 하측의 호퍼(15)를 통하여 배출되는 고형물은 슬러지 농축조(80)로 이송된다. 이러한 침사조(10)의 선단에는 유입된 폐수의 유속을 조절하는 오버플로우조(5)가 설치 된 것이 좋다.

상기 집수조(30)는 침사조(10)의 후단에 설치되어, 유입된 폐수를 저장하며 유량을 조정함과 동시에 유속을 저속으로 유지하는 것으로서, 여기에는 공기 주입기(33)가 설치된 것이 좋다. 상기 공기 주입기(33)는 집수조(30) 내의 고형물 침전으로 인한 용량 감소를 방지하기 위한 것으로서, 이는 집수조(30)의 바닥 쪽에 근접하여 설치된다.

상기 반응/응집조(40)는 집수조(30)의 후단에 설치되어, 유입된 폐수에 포함된 미립자의 고형물(고체 미립자)을 반응, 응집시켜 플록(floc)을 생성시키는 것으로서, 이는 약품 공급탱크(43)(47)로부터 응집제를 공급받는다. 이때, 상기 반응/응집조(40)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제1약품 공급탱크(43)로부터 응집제를 공급받는 반응조(41)와, 제2약품 공급탱크(47)로부터 보조응집제를 공급받는 응집조(45)로 구성된다. 그리고 통상과 같이 상기 제1약품 공급탱크(43)에는 황산알루미늄(Al2(S04)3) 등과 같은 무기물 응집제가 저장되고, 상기 제2약품 공급탱크(47)에는 폴리머 등의 보조응집제가 저장될 수 있다. 이러한 상기 반응/응집조(40)의 상부에는 유입된 폐수와 응집제의 혼합을 위한 교반기(42)(46)가 착설된다. 상기 교반기(42)(46)는 공급된 응집제를 반응/응집조(40) 내부의 모든 영역에 교반, 분산시키면서, 생성된 플록(floc)이 반응/응집조(40)의 바닥에 침전되는 것을 방지하는 것으로서, 이는 모터(M)에 의해 구동된다. 그리고 상기 반응/응집조(40)는 상향 흐름이 되도록 하는 것으로서, 즉 유입된 폐수의 흐름이 하부에서 상부로 흐르도록 하는 것으로서, 유출구 쪽에 배플(baffle, 49)이 설치된 구조를 가지는 것이 바람직하다.

이때, 상기 반응/응집조(40)의 내부에는 효과적인 접촉을 위한 와류 형성 부재(90)가 설치된다. 상기 와류 형성 부재(90)는 반응/응집조(40) 내부의 유로 흐름 방향과 유속을 변화시켜 와류(eddy flow)를 형성시킬 수 있는 것이면 본 발명에 포함한다. 이러한 와류 형성 부재(90)는 반응/응집조(40)의 측벽이나 바닥에, 또는 측벽과 바닥 모두에 설치될 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 와류 형성 부재(90)의 구현예를 도시한 것이다. 먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 상기 와류 형성 부재(90)는 반응/응집조(40)의 바닥에 상향 돌출되어 마련된 돌기 형태의 리브(91, rib)로 구성되거나, 도 4b에 도시한 바와 같이, 바닥에 상향 돌출되어 마련된 판 형태의 플레이트(92, plate)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 와류 형성 부재(90)는 도 4c에 도시한 바와 같이, 고리(ring) 형태의 망체(93, mesh)로 구성될 수 있다. 이때, 도 4a 및 도 4b에 보인 바와 같이, 리브(91)나 플레이트(92)로 구성된 경우에는 지그재그 형으로 배치된 것이 바람직하다.

교반기(42)(46)의 회전에 의해, 반응/응집조(40) 내부의 유로 흐름 방향은 교반기(42)(46)의 회전방향과 동일한 방향으로 진행되고, 또한 유속도 모든 부분에서 일정하게 유지되어 폐수와 응집제의 접촉이 적어지고, 결국 플록(floc)의 생성이 저하되는데, 상기 와류 형성 부재(90)는 이를 방지한다. 구체적으로, 와류 형성 부재(90)에 의해 반응/응집조(40)의 내부에 와류(eddy flow)가 형성되어 폐수와 응집제의 접촉이 많아져 반응성과 응집성이 향상되어 플록(floc)의 생성이 증가된 다. 이에 따라, 본 발명에 따르면, 후속하는 침전조(50)에서의 침전량이 많아져 플록(floc)의 제거율, 즉 미립자 고형물의 제거율이 향상된다.

상기 침전조(50)는 반응/응집조(40)에서 생성된 플록(floc)을 침전, 제거하는 것으로서, 이는 본체(51)와, 상기 본체(51) 내부에 설치되어 침전된 플록(floc)을 제거하는 스크래퍼(53)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 스크래퍼(53)는 모터(M)에 의해 회전하면서 바닥에 침전 적층된 플록(floc)을 긁어 배출한다. 그리고 배출된 플록(floc)은 슬러지 농축조(80)로 이송된다.

도 5는 본 발명에 유용하게 적용될 수 있는 침전조(50)의 단면 구성도를 보여준다. 도 5를 참조하여 설명하면, 상기 침전조(50)는 상부에 다단 믹서(55, Mixer)가 설치된 것이 바람직하다. 상기 다단 믹서(55)는 와류를 형성시켜 반응/응집조(40)로부터 유입된 폐수와 응집제를 반응시켜 플록(floc)의 생성을 증가시키기 위한 것으로서, 이는 흐름 통로를 제공하는 유입관(56)과, 상기 유입관(56)의 내측 벽에 경사지게 마련된 다수의 경사판(56a)과, 상기 다수의 경사판(56a)의 사이에 배치된 다수의 다단 방해판(57)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 방해판(57)은 스크래퍼(53)를 회전시키는 모터(M)의 축(54a)에 착설되어 회전된다. 이에 따라, 유입된 폐수와 응집제는 다수의 경사판(56a)과 방해판(57)을 거치면서 계속적으로 접촉되어 플록(floc)의 생성이 증가된다.

상기 침전조(50)를 거쳐 플록(floc)이 제거된 처리수는 생물학적 처리시설(도시하지 않음)을 거치거나, 또는 배출 허용 기준치를 통과한 경우에는 방류될 수 있다. 또한, 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 침전조(50)를 거친 처리수는 여과수 조(60)에 저장되었다가 여과기(65)를 거치는 것이 바람직하다. 이때, 여과기(65)는 모래 여과기, 활성탄 여과기, 막 여과기 등을 예로 들 수 있으며, 여과기(65)는 거친 처리수는 저장조(70)로 이송된다. 그리고 저장조(70)에 수용된 처리수는 수질 조건에 따라 방류 또는 공업용수로서 재이용될 수 있으며, 또한 여과기(65)의 세척을 위한 역세 세척수로 이용될 수 있다. 이때, 역세에 사용된 세척수는 침사조(10) 또는 집수조(30)로 재이송되어 재처리되는 것이 좋다.

또한, 상기 집수조(30)의 선단에는, 구체적으로 상기 침사조(10)와 집수조(30)의 사이에는, 유입된 폐수를 중화시키는 중화조(20)가 설치될 수 있다. 아울러, 중화조(20)의 후단에는, 즉 중화조(20)와 집수조(30)의 사이에는 반응조(25)가 더 설치될 수 있다. 도 2는 집수조(30)의 선단에 침사조(10), 중화조(20) 및 반응조(25)가 순차적으로 설치된 모습을 보인 것이다.

상기 중화조(20)는 pH 조절을 위한 것으로서, 이는 산/알칼리 수용탱크(23)로부터 산성 수용액(황산 수용액 등)이나 알칼리 수용액(수산화나트류 수용액 등)을 공급받는다. 이때, 상기 산/알칼리 수용탱크(23)에는 폐수의 발생 장소(또는 종류)에 따라 산성 수용액이나 알칼리 수용액이 수용된다. 예를 들어, 터널 공사에서 발생된 폐수일 경우에는 산성 수용액이 수용된다. 아울러, 상기 중화조(20)는 산성 수용액과 알칼리 수용액을 별도의 라인으로 모두 공급받을 수 있도록 설비 내에 2개 이상 설치될 수 있다.

또한, 상기 반응조(25)는 약품 수용탱크(27)로부터 약품을 공급받아 중화된 폐수를 응집시키는 역할을 하거나, 또는 스캐일(scale)을 방지하거나 세균을 박멸 하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 상기 반응조(25)와 연계된 약품 수용탱크(27)에는 황산알루미늄, 폴리머(Polymer) 등의 응집제가 저장되거나, 칼륨염 등의 안티스캐일런트(antiscalant)가 저장되거나, 치아염소산나트륨(NaOCl) 등의 살균제가 저장될 수 있다.

상기 중화조(20)와 반응조(25)는 상기 침사조(10)에서 집수조(30)로 연결되는 라인 상에서 분기되는 라인을 통해 폐수를 공급받게 되며, 분기 라인 상에는 폐수의 흐름을 제어하는 개폐밸브(29)로서, 3방향 모두의 흐름을 제어할 수 있는 삼방 밸브가 구비되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 중화조(20) 및 반응조(25)에는 중화반응 및 응집반응 등의 반응효율이 높도록 모터(M)에 의해 구동되는 교반기(22)(26)가 이들의 상부에 각각 착설되는 것이 좋다. 그리고 상향 흐름이 되도록 하는 배플(29)이 설치될 수 있다.

또한, 상기 중화조(20) 및 반응조(25) 내에 와류가 형성되어 폐수와 약품의 접촉율이 증가되도록, 이들의 바닥에는 와류 형성 부재(90)가 설치된 것이 바람직하다. 이러한 와류 형성 부재(90)는 상기 반응/응집조(40)에서 설명한 바와 같다. 구체적으로, 상기 중화조(20) 및 반응조(25)의 바닥에는, 돌기 형태로서 지그재그 형으로 배치된 리브(91), 판 형태로서 지그재그 형으로 배치된 플레이트(92), 또는 고리 형태의 망체(93)로 구성된 와류 형성 부재(90)가 설치될 수 있다.

아울러, 상기 침사조(10)와 침전조(50)에서 배출된 슬러지 상의 고형물은 슬러지 농축조(80)로 이송되어 농축된 다음, 탈수기(85)에서 탈수되는 것이 바람직하다. 그리고 탈수기(85)에서 배출되는 케이크 상의 슬러지는 폐기되거나, 복토 또 는 성토용으로 재이용될 수 있으며, 슬러지가 제거된 처리수는 침사조(10)나 집수조(30)로 재이송되어 재처리되는 것이 좋다.

또한, 본 발명에 따른 폐수처리 설비는 방류라인(Effluent Line)과, 리턴라인(Return Line)과, 상기 방류라인 및 리턴라인을 제어하고 처리수의 수질오염 항목을 상시 감지하는 수질원격감지시스템(Tele-metering System, 이하 "TMS"라 약칭한다)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이를 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 폐수처리 설비에 적용되는 TMS의 구성도를 보인 것이다. 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 방류라인(210)은 상기 침전조(50)의 후단에, 구체적으로는 여과수조(60)나 저장조(70)와 연통 설치되어 폐수처리가 완료된 처리수를 방류하는 것으로서, 이는 그의 중간에 방류밸브(210-V)가 설치되어 있다. 또한, 상기 리턴라인(220)은 상기 침전조(50)의 후단에, 구체적으로는 여과수조(60)나 저장조(70)와 연통 설치되어 폐수처리가 완료된 처리수(수질오염 항목이 허용 기준치 이상인 처리수)를 집수조(30)로 환류시키는 것으로서, 이는 그의 중간에 리턴밸브(220-V)가 설치되어 있다.

상기 TMS는 수질오염 항목을 측정하는 다수의 측정기(110 ; 110-1, 110-2, 110-3, ...., 110-N)와, 상기 측정기(110)에서 측정된 파라미터(수질오염 정도)를 디지털(Digita) 신호로 변환하는 데이터 로거(120, Data Logger)와, 상기 데이터 로거(120)로부터 파라미터를 전송받고, 전송된 파라미터가 설정치를 초과하는지 여 부를 판단하여 설정치를 초과하면, 상기 데이터 로거(120)측으로 상기 방류밸브(210-V)를 차단하고 리턴밸브(220-V)를 개방하는 명령을 송출하는 운영서버(130);를 포함하여 이루어진다.

상기 수질오염 항목 측정기(110)는 환경부에서 규정한 BOD, COD, 총-질소(T-N), 총-인(T-P), 유량, pH, SS 등의 수질오염 항목을 측정할 수 있는 BOD 분석기(110-1), COD 분석기(110-2), T-N 분석기(110-3), T-P 분석기(110-4), 유량계(110-5), pH 측정기(110-6), ...., SS 측정기(110-N)를 포함한다. 이러한 측정기(110)는 현재 시판되고 있는 기기를 사용할 수 있으며, 이때, 상기 각 측정기(110)에서는 침전조(50) 이후의 라인, 구체적으로는 여과수조(60)나 저장조(70)에서 분기된 라인에 콕(cock)을 설치하여 TMS에 필요한 샘플(sample)을 채취하여 측정한다.

상기 데이터 로거(120)에는 다중 직렬 포트(122, Multiple Serial Port)가 구비되어 다수의 측정기(110)로부터 입력되는 신호를 멀티 플렉싱 처리한다. 그리고 데이터 로거(120)는 상기 측정기(110)로부터 입력되는 아날로그(Analog) 형태의 파라미터(오염상태 정보)를 디지털 값으로 변환하여 일정시간 간격으로 평균자료를 생성하여 저장하고, 변환된 신호를 운영서버(130)로 전송한다. 또한, 상기 데이터 로거(120)에는 저장된 오염 상태 정보를 데이터 처리하기 위한 데이터 처리부(FEP; Front End Processor)가 더 구비될 수 있다.

상기 운영서버(130)에는 데이터 로거(120)로부터 전송된 신호(오염상태 정보)의 수질오염 항목(BOD, COD, T-N, T-P, 유량, pH, SS 등)별로 허용 기준치가 설 정된 설정모듈이 설치되어 있다. 또한, 이러한 운영서버(130)에는 상기 측정기(110)에 의해 측정된 수질오염 항목(즉, 로거(120)로부터 전송된 신호) 중 적어도 하나 이상이 설정치를 초과하면 경보를 발생시키는 경보수단(132)이 구비되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 운영서버(130)는 수신된 오염상태 정보와 미리 저장된 오염 기준값(환경부 배출 허용 기준치)을 비교하여 설정치(허용 기준치)를 초과하는지 여부를 판단하고, 설정치가 초과되면(배출 허용 기준치 이상일 경우) 상기 데이터 로거(120)측으로 상기 방류밸브(210-V)하고 리턴밸브(220-V)를 개방하는 명령을 송출한다. 이와는 반대로 수신된 정보가 설정치로 판단되면(배출 허용 기준치로 감지되었을 경우) 리턴밸브(220-V)는 폐쇄하고 방류밸브(210-V)는 개방하는 명령을 데이터 로거(120)측으로 송출한다. 아울러, 이와 같은 운영서버(130)는 수신된 신호(오염상태 정보)를 출력하는 출력수단으로서 프린터(Printer) 및 모니터(Monitor)를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 TMS는, 데이터 로거(120) 또는 운영서버(130)에 네트워크(LAN)나 직렬통신(RS232C 등)에 의해 연결되며, 상기 데이터 로거(120)의 신호(오염상태 정도)와 상기 데이터 로거(120)의 제어에 의한 방류밸브(210-V) 및 리턴밸브(220-V)의 작동 여부를 제공받고, 감시하는 것으로서 동사무소, 구청 또는 시청 등의 주무관청측 서버(140)를 더 포함할 수 있다. 이와 함께 상기 TMS는, 상기 운영서버(130)에 네트워크(LAN)나 직렬통신(RS232C 등)에 의해 연결되며, 상기 운영서버(130)로부터 신호(오염상태 정보)를 제공받아 감시하며, 운영서버(130)측으로 방류밸브(210-V) 및 리턴밸브(220-V)의 제어명령을 송출하는 관리자 단말기(150)를 더 포함할 수 있다.

상기 방류밸브(210-V) 및 리턴밸브(220-V)는 MOV V/v(Motor Operating Valve), Pneumatic V/v 등을 사용할 수 있으며, 이는 운영서버(130)에서 전송된 개폐 명령을 데이터 로거(120)로부터 전달받아 작동한다.

따라서 위와 같은 TMS, 방류라인 및 리턴라인에 의해, 배출되는 처리수의 수질오염 정도를 주무관청(140)이나 관리자(150)가 원거리에서 상시 감시할 수 있어,처리수에 대한 오염정도를 실사 측정할 필요 없이 원거리에서 실시간 확인할 수 있으며, 허용 기준치 이상인 경우에는 방류를 차단 및 재처리하여 수질환경을 개선할 수 있다. 그리고 허용 기준치 이상으로 방류되는 원인을 찾아, 해당 수질오염 항목의 처리시설을 정비하여 정상적인 처리가 될 수 있도록 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 반응/응집조(40)에 플록(floc)의 생성을 증가시키는 와류 형성 부재(90)가 설치되어 고형물의 제거 효율이 우수한 효과를 갖는다.

또한, 배출되는 처리수의 수질오염 정도를 On-Line 상으로 원거리에서 상시 감시되고, 허용 기준치 이상일 경우에는 방류가 차단되면서 환류에 의해 재처리되어 수질환경을 개선할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

유입된 폐수를 수용하여 유량을 조정하는 집수조와; 약품 공급탱크로부터 응집제를 공급받아 폐수에 포함된 고형물을 반응, 응집시켜 플록(floc)을 생성시키며, 상부에 교반기가 착설된 반응/응집조와; 상기 반응/응집조에서 생성된 플록(floc)을 침전, 제거하는 침전조;를 포함하는 폐수처리 설비에 있어서,

상기 반응/응집조에 플록(floc)의 생성을 증가시키는 와류 형성 부재가 설치되고,

상기 폐수처리 설비는, 상기 침전조의 후단에 설치되어 폐수처리가 완료된 처리수를 방류하며, 그 중간에 방류밸브가 설치된 방류라인(Effluent Line)과;

상기 침전조의 후단에 설치되어 폐수처리가 완료된 처리수를 집수조로 환류시키며, 그 중간에 리턴밸브가 설치된 리턴라인(Return Line)과;

상기 방류라인의 전단에 설치되어 수질오염 항목을 측정하는 측정기와;

상기 측정기에서 측정된 파라미터를 디지털 신호로 변환하는 데이터 로거와;

상기 데이터 로거로부터 신호를 전송받고, 전송된 신호가 설정치를 초과하는지의 여부를 판단하여 설정치를 초과하면, 상기 데이터 로거측으로 상기 방류밸브를 차단하고 리턴밸브를 개방하는 명령을 송출하는 운영서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수처리 설비.
제1항에 있어서,

상기 와류 형성 부재는 반응/응집조의 바닥에 설치된 것으로서, 돌기 형태의 리브(rib), 판 형태의 플레이트(plate), 또는 고리 형태의 망체인 것을 특징으로 하는 폐수처리 설비.
제1항에 있어서,

상기 폐수처리 설비는, 집수조의 선단에 순차적으로 설치된 침사조, 중화조 및 반응조를 더 포함하고,

상기 중화조 및 반응조는, 상부에는 교반기가 착설되고, 바닥에는 와류 형성 부재가 설치되어 있으며,

상기 반응조는 약품 수용탱크로부터 안티스캐일런트(antiscalant) 또는 살균제를 공급받아 스캐일(scale)을 방지하거나 세균을 박멸하는 역할을 하는 반응조인 것을 특징으로 하는 폐수처리 설비.
삭제
제1항에 있어서,

상기 폐수처리 설비는, 상기 운영서버에 구비되며, 상기 측정기에 의해 측정된 수질오염 항목 중 적어도 하나 이상이 설정치를 초과하면 경보를 발생시키는 경보수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수처리 설비.
제1항에 있어서,

상기 폐수처리 설비는, 상기 데이터 로거 또는 운영서버에 네트워크나 직렬통신에 의해 연결되며, 상기 데이터 로거의 신호와 상기 데이터 로거의 제어에 의한 방류밸브 및 리턴밸브의 작동 여부를 감시하는 주무관청측 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수처리 설비.
제1항에 있어서,

상기 폐수처리 설비는, 상기 운영서버에 네트워크나 직렬통신에 의해 연결되며, 상기 운영서버로부터 신호를 제공받고, 운영서버측으로 방류밸브 및 리턴밸브의 제어명령을 송출하는 관리자 단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수처리 설비.