KR100865920B1 - 연속회분식 반응장치 및 이를 이용한 하수처리방법 - Google Patents

Abstract

연속회분식 반응장치는 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치를 제공하고, 스컴 제거 기능이 구비된 처리수 배출 장치를 제공하는 목적이 있다. 또한 연속회분식 반응장치를 이용한 하수처리방법을 제공하는 목적이 있다.

반응조 하부슬러지만의 균등 인출이 가능하므로 슬러지의 인출시 함수율을 낮출 수 있는 효과가 있다. 처리수 배출장치와 스컴 배출 장치가 상하로 일체가 되게 형성되어, 처리수 배출과 동시에 스컴 제거가 가능하고 처리수에 스컴이 유입되는 것을 차단하는 효과가 있다. 연속회분식 반응장치를 구비한 다수의 반응조를 운전하여 별도의 유량조정조 없이 설계유량의 5배까지 반응조를 통한 처리가 가능한 효과가 있다.

연속회분식 반응장치, 슬러지 배출장치, 분배관, 노즐, 처리수 배출장치, 스컴배출장치, 소독장치

Description

연속회분식 반응장치 및 이를 이용한 하수처리방법{apparatus and mode for sequencing batch reactor}

본 발명은 연속회분식 반응장치에 관한 것으로, 연속회분식반응(SBR,Sequencing Batch Reactor)공정에서 원수가 무산소 상태의 슬러지 블랭킷층 하부로 균등유입되도록 하는 분배관과 유입구의 대칭방향에 슬러지 인출을 위한 슬러지 이송관을 에어리프트 형식으로 설치하여 분배관 하부 원수 유입 노즐에서 슬러지 인출이 되도록하는 장치이다. 또한 처리수의 배출에 사용되는 배출장치에 관한 것으로, 스컴 제거 기능을 구비하여 수면의 스컴 제거와 동시에 일정한 수면 하의 처리수 만을 배출하는 처리수 배출장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은 연속회분식 반응장치를 이용한 하수처리방법에 관한 것으로 다수의 반응조가 운전되면서 다수의 반응조 중 제1반응조가 비상모드일 때 제2반응조가 유입 배출 동시공정을 수행하는 하수처리방법에 관한 것이다.

SBR(sequencing batch reactor)은 상당히 오래전에 개발되었으나 운전되는 경우가 그리 많지 않아 실용화되지 못하고 있다가 최근에 자동화 운전기술의 발달로 소규모 처리시설에서 비교적 간단한 형태로 쉽게 운전할 수 있도록 개발되고 있 다. 일반적으로 SBR은 활성슬러지 공법의 공간적 개념을 시간적 개념으로 바꾼 것으로 separate reactors, recycle line, clarifier등이 없이도 혐기, 무산소, 호기 조건을 주어 질소와 인 제거가 가능하며 일반적으로 원수유입, 혐기/무산소, 포기, 침전, 처리수 배출, 슬러지 배출 공정 등의 단계로 이루어진다.

슬러지 배출 단계에서 기존에는 반응조 한쪽에 설치된 수중펌프에 의해 인출을 하였으며 수중펌프의 진동에 의한 슬러지의 확산과 길이 방향으로 넓은 장방형 구조물에서 펌프 주변 슬러지만이 인출되어 함수율이 낮은 하부 슬러지의 균등 유출이 불가능한 문제가 있다.

종래 사용되는 처리수 배출장치는 여러 가지가 있으나 기존 부상식 처리수 배출장치는 스컴 등의 부유물질의 유입 없이 유출하기 위해서는 기계식 또는 수동식에 의하였는바, 기계식의 경우 구동 모터와 같은 별도의 설비가 추가되고, 수동식의 경우 수위 조절에 제대로 대처하지 못하는 문제가 있다. 처리수 배출 장치에 설치되는 가이드 레일을 처리수 배출장치의 중앙에 설치하기 때문에 회분식 반응조의 포기시 수면의 출렁임에 따라 처리수 배출장치가 기울어져 공간부를 통해 스컴이 유입되어 처리수의 수질이 악화될 수 있는 문제가 있다.

일반적으로 연속회분식 반응조에서 처리수 배출장치는 수면에 형성된 스컴 및 침전된 슬러지의 배출을 방지할 수 있어야 한다. 반응조 내 하부에 가라앉은 침전 슬러지와 수표면의 스컴이 처리수에 섞여 동반 배출하는 것을 방지하기 위해서 수표면 바로 아래에 있는 처리수 만을 따로 배출할 수 있어야 한다. 종래에는 처리수 배출 장치와 스컴 제거 장치가 별도로 형성되는 경우가 많았다. 또한 부분적으 로 스컴 제거 기능을 갖는 등록실용신안 20-0368799과 같은 처리수 배출 장치가 개발되었다. 하지만 이 경우도 스컴 제거의 근본적인 해결 수단이 되지 않는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는 연속회분식 반응장치는 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치를 제공하고, 스컴 제거 기능이 구비된 처리수 배출 장치를 제공하는 목적이 있다.

또한 연속회분식 반응장치를 이용하여 제1반응조가 비상모드 일때 제2반응조가 유입 배출 동시공정을 수행하는 하수처리방법을 제공하는 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연속회분식 반응장치는 전처리 과정을 거친 유입수를 시간상 일련되게 처리하게 형성되는 반응조와; 상기 반응조 내부의 상단에서 하향하여 형성되는 수위계와; 상기 반응조의 내측면을 따라 설치되는 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치와; 상기 반응조 하단 상면에 부착되는 가이드 레일에 설치되는 스컴 제거 기능이 구비된 처리수 배출장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치는 상기 반응조 내측면 상단에 유입구가 위치하고, 상기 내측면을 따라 하향으로 관이 형성되는 유입관과; 상기 유입관과 연통하게 결합하고, 상기 내측면과 마주보는 반대 측면을 향하여 관이 형성되고, 유입수의 유입속도를 0.15m/sec 이하로 유지하여 상기 반응조에 유입수를 유입시키고 반응조의 슬러지를 인발하는 노즐이 하부에 형성되는 분배관과; 상기 유입관이 설치되는 내측면과 마주보는 내측면에 형성되고, 상기 분배관과 연통 하는 결합이고, 에어 리프트 펌프(airlift pump)를 측면에 연통하게 부착하는 슬러지 이송관을; 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스컴 제거 기능이 구비된 처리수 배출장치는 상기 가이드 레일을 양측에 설치하는 제 1 디켄터가 형성되고, 에어 챔버가 상기 제 1 디켄터 상면에서 상기 제 1 디켄터 내부로 관입하게 설치되고, 스컴 웨어가 상기 제 1 디켄터 상면의 둘레를 따라 형성되고, 스컴 유입구가 상기 제 1 디켄터 상면에 형성되고, 스컴 배출구가 상기 제 1 디켄터 저면에 스컴 배출 장치가 형성되고; 상기 제 1 디켄터의 저면에 부착하는 제 2 디켄터가 형성되고, 체크 밸브가 상기 제 2 디켄터의 저면에 상기 제 2 디켄터와 연통되게 부착되고, 상기 제 2 디켄터의 저면에는 처리수 배출구, 스컴 배출구가 형성되고, 상기 제 2 디켄터 내부에 소독장치가 내장되는 처리수 배출 장치를 형성하는; 것을 특징으로 한다.

연속회분식 반응장치를 통한 하수처리방법는 각각 연속회분식 반응장치를 구비하고, 병렬로 연결되어 설치되는 다수의 반응조와, 상기 반응조 각각은 슬러지 배출 장치에 설치되는 유입관과 분배관을 통해 유입수를 상기 반응조에 주입하는 유입공정과: 상기 반응조에서 상기 유입수를 생물학적 또는 화학적으로 반응시키는 반응공정과; 상기 반응공정을 거친 후 생성되는 슬러지를 침전시키는 침전공정과; 슬러지 배출 장치에 설치되는 슬러지 이송관을 통해 상기 침전된 슬러지를 배출시키는 슬러지 배출공정과; 스컴 제거 기능을 구비한 처리수 배출 장치를 통해 스컴과 처리수를 동시 배출시키는 스컴 및 처리수 배출공정과; 상기 배출공정을 거친 후의 휴지공정과; 상기 다수의 반응조 중 제 2반응조에서 유입수가 비상수위까지 유입되는 비상모드이면 유입수의 유입이 상기 다수의 반응조 중 제 1반응조로 전환되고, 상기 제 1반응조가 상기 유입공정과 상기 스컴 및 처리수 배출공정이 동시 진행되는 유입 배출 동시공정을; 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 유입 배출 동시공정은 상기 제 1반응조가 상기 침전공정 또는 상기 반응공정이면 유입수가 상기 제 1반응조의 비상수위까지 된 후 진행되고; 상기 제 1반응조가 상기 배출공정이면 유입수의 유입과 동시에 진행되는 것을; 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 반응조 하부슬러지만의 균등 인출이 가능하므로 슬러지의 인출시 함수율을 낮출 수 있는 효과가 있다. 슬러지 이송관에 에어리프트 펌프를 설치하므로 별도의 슬러지 인출 펌프와 송풍기가 불필요하여 설비를 간소화할 수 있는 효과가 있다. 유입수 유입과 슬러지 인발 기능을 동일 노즐에서 수행하는 경우 노즐의 세정 효과가 크다.

처리수 배출장치와 스컴 배출 장치가 상하로 일체가 되게 형성되어, 처리수 배출과 동시에 스컴 제거가 가능하고 처리수에 스컴이 유입되는 것을 차단하는 효과가 있다. 자연 부상식으로 처리수 배출장치를 설치하므로 별도의 동력 수단이 불필요하고 가이드 레일의 설치로 구조가 안전한 효과가 있다. 처리수 배출장치에는 자외선램프가 내장되어 별도의 소독설비를 위한 구조물과 펌프 및 배관 등의 설비가 불필요하므로 소요부지 및 시설비용의 절감이 가능하고 수질개선의 효과가 있다. 처리수 배출장치에는 자외선램프가 내장되어 별도의 소독설비를 위한 구조물과 펌프 및 배관 등의 설비가 불필요하므로 소요부지 및 시설비용의 절감이 가능한 효과가 있다.

연속회분식 반응장치를 구비하고 병렬로 연결된 다수의 반응조를 운전하여 별도의 유량조정조 없이 설계유량의 5배까지 반응조를 통한 처리가 가능한 효과가 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속회분식 반응장치의 전체 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 연속회분식 반응장치(1)는 전처리 과정을 거친 유입수를 시간상 일련되게 처리하는 반응조(10)가 형성되고, 수압감지 수위계(12)가 반응조(10) 내부의 상단에서 하향하여 형성되고, 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치(20)가 반응조(10)의 내측 면을 따라 설치되고, 반응조(10) 하단 상면에 부착되는 가이드 레일(14)에 설치되는 스컴 제거 기능이 구비된 처리수 배출장치(50)를 포함하여 구성된다.

수압감지 수위계(Level Pressure Transducer)(12)는 반응조(10)의 수위를 저수위, 고수위, 및 비상수위의 3단계로 감지하며 후술하는 유입공정에서 일차적으로 저수위에서 고수위까지의 도달시간을 수압감지 수위계를 통하여 감지한 후 유입시간을 유량으로 환산한다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치가 반응조에 설치되어 유입수가 반응조로 분배되는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치가 반응조에 설치되어 슬러지가 배출되는 상태를 나타내는 단면도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치(20)는 유입관(22), 분배관(30), 슬러지 이송관(40)을 포함하여 구성된다. 유입관(22)은 반응조(10) 내측면(16) 상단에 유입구(24)가 위치하고, 내측면(16)을 따라 하향 방향으로 관이 형성된다. 유입수가 유입관(22) 상부에서 개방된 유입구(24)에서 대기압 상태에서 유입되므로 유입수의 기포 발생을 억제되어 밀폐형 유입시 자주 발생되는 기포에 의한 슬러지의 부상을 사전에 방지할 수 있다.

벤트관(26)을 통해 분배관(30)과 유입관(22)을 연통하게 결합한다. 분배관(30)은 내측면(16)과 마주보는 반대측면(18)을 향하여 관이 형성된다. 반대측면(18)에서 분배관(30)의 타단이 호퍼(34)와 연통 되게 결합한다. 다수의 노즐(32)이 분배관(30)의 하부에 형성된다. 분배관(30)은 후술하는 유입공정에서 원수가 무산소 상태로 슬러지 블랭킷층 하부로 균등하게 유입하게 한다.

다수의 노즐(32)이 분배관(30) 하부에 배열되는 일 실시예로, 다수의 노즐이 균등 간격으로 배열될 수 있다. 다수의 노즐(32)은 유입수를 반응조(10) 내부로 유입시키는 기능과 슬러지를 인발하는 기능을 동시에 수행한다. 따라서 다수의 노즐(32)은 유입수의 유입과 슬러지 인출과정에서 노즐(32)이 폐색되는 것이 방지되는 역세정의 효과가 있다.

유입수의 유입속도를 0.15m/sec 이하로 유지하여 반응조(10)에 유입수를 유입시킨다. 반응조(10)의 후술하는 유입 배출 동시공정에서도 슬러지가 부상하여 처리수 배출장치로 스며 나가지 못하도록 유속을 제어한다.

도 2c는 다수의 노즐이 분배관(30) 하부에 배열되는 다른 실시예와 부분 확대도를 나타내는 도면이다. 도 2c를 참조하면, 다수의 노즐(32)은 유입노즐(32a)과 인발노즐(32b)로 구성될 수 있다. 다수의 유입노즐(32a)은 분배관(30)의 일단에서 타단으로 모이게 배열된다. 유입수의 유입시 분배관(30) 내부에서의 유입수의 유입부분은 유입수의 속도에너지가 크고 타단부는 유입수의 속도에너지가 작다. 유입수의 속도에너지가 크면 노즐로 유입수가 잘 유입될 수 있다. 따라서 속도에너지가 균등하지 않은 점을 감안하여 상기와 같이 노즐을 배열할 수 있다. 상기에 설명한 바와 동일하게 유입노즐(32a)의 유입수의 유입속도는 0.15 m/sec 로 유지된다. 또한, 노즐덮개(34a)가 유입노즐(32a)에 힌지 결합(36a)하고, 유입수가 유입되는 상태를 나타내는 도 2c의 (a)에 도시된 바와 같이 유입수의 유입시 유체의 운동으로 인하여 노즐덮개(32a)가 열리고, 슬러지가 인발되는 상태를 나타내는 도 2c의 (b)에 도시된 바와 같이 슬러지 인발시 인발되는 슬러지에 의해 노즐덮개(32a)가 닫히게 된다.

다수의 인발노즐(32b)은 분배관(30)의 일단에서 타단으로 넓어지게 배열된다. 슬러지 인발시 슬러지 이송관(40) 부근인 분배관(30) 타단부에서 인발노즐(32b)의 압력에너지가 크고 반대편 일단의 압력에너지가 작다. 압력에너지가 크면 슬러지의 인발이 잘 이루어진다. 따라서 노즐을 상기와 같이 배열하여 균등한 슬러지의 인발을 도모할 수 있다. 또한, 노즐덮개(34b)가 인발노즐(32b)에 힌지결합(36b)하고, 유입수가 유입되는 상태를 나타내는 도 2c의 (a)에 도시된 바와 같이 유입수의 유입시 유체의 운동으로 인하여 노즐덮개(32b)가 닫히고, 슬러지가 인발되는 상태를 나타내는 도 2c의 (b)에 도시된 바와 같이 슬러지 인발시 인발되는 슬러지에 의해 노즐덮개(32b)가 열리게 된다.

슬러지 이송관(40)의 일단은 호퍼(34)에 연결된 벤트관(30)에 연통하게 결합한다.

에어 리프트 펌프(airlift pump)(42)는 슬러지 이송관(40)의 측면에 슬러지 이송관(40)과 연통하게 결합한다. 에어 리프트 펌프는 슬러지 이송관(40)을 에어 리프트 형식으로 하여 분배관(30) 하부의 다수의 노즐(32)을 통해 슬러지가 인발되도록 하는 장치이다. 반응조(10) 하부의 슬러지만을 균등하게 인출가능하므로 슬러지의 인출시 함수율을 낮출 수 있다. 에어 리프트 펌프에는 솔레노이드밸브(44)와 공기량조절밸브(45)가 설치된다. 후술하는 휴지공정에서 운전자가 설정한 시간 동안만 솔레노이드 밸브를 구동하면 슬러지가 이송되므로 별도의 슬러지 인출 펌프와 송풍기가 불필요하게 된다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스컴 제거 기능을 구비한 처리수 배출장치의 단면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스컴 제거 기능을 구비한 처리수 배출 장치의 상부 평면도와 하부 평면도이고, 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 스컴 제거 기능을 구비한 처리수 배출 장치의 사시도이다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 스컴 제거 기능이 구비된 처리수 배출 장 치(50)는 스컴 배출 장치(60)와 처리수 배출 장치(90)를 포함하여 구성된다.

스컴 배출 장치(60)는 원형의 제 1디켄터(decanter)(62), 스컴 유입구(66), 에어 챔버(68), 스컴 웨어(70), 및 스컴 배출구(72)를 포함하여 구성된다.

제 1 디켄터(62)의 양측에 부착하는 가이드레일편(64)에 형성되는 가이드레일홀(65)에 가이드레일(14)이 삽입된다. 제 1디켄터(62)는 후술하는 제 2디켄터와 같이 가이드레일(14)을 따라 상하로 이동한다.

에어 챔버(68)가 제 1 디켄터(62) 상면에서 제 1 디켄터(62) 내부로 관입하게 설치된다. 에어 챔버(68)는 공기 부력에 의해 부상 수위를 조절하며 부상수위는 초기에 에어 챔버(68)의 상면에 설치된 부력조절 밸브(69)를 통하여 에어 챔버(68)에 물을 일부 채워 수위를 조절할 수 있다. 수위 조절시 후술하는 스컴 웨어의 상단이 수면과 일치하게 설정하면, 스컴이 후술하는 스컴 제거기능이 구비된 처리수 배출장치(50)에 유입되면서 스컴 제거기능이 구비된 처리수 배출장치(50)가 반응조의 수위에 따라 가이드 레일(14)을 따라 이동하게 된다.

스컴 웨어(70)가 제 1디켄터(62) 상면의 둘레를 따라 형성된다. 스컴 웨어(70)는 도 3b에 도시된 바와 같이 스컴을 유입시키고 스컴이 웨어 밖으로 유출되는 것을 방지한다.

스컴 유입구(66)가 제 1디켄터(62) 상면에 형성되어 스컴이 제 1디켄터(62) 내부로 유입된다. 그리고 제 1디켄터(62) 저면에 형성되는 스컴 배출구(72)를 통해 제1디켄터 밖으로 배출된다. 연결관(74)이 스컴 배출구(72)에 결합하여 후술하는 제 2디켄터의 저면에 스컴 배출구까지 이어진다. 상기 제2디켄터의 스컴 배출구에 는 절곡된 형상의 스컴 배출관(76)의 일단이 결합하고, 스컴 배출관(76)의 타단이 플렉서블 호스(78)에 결합하여 스컴배출펌프(80)에 연결된다. 따라서 후술하는 스컴 및 처리수 배출공정에서 설정된 일정시간 동안 스컴배출펌프(80)가 작동하여 시스템의 맨 전단인 침강분리조에 반송되어 비중분리된다.

처리수 배출 장치(90)는 제 1디켄터(62)의 저면에 부착하는 제 2디켄터(92)와 처리수 배출구(96), 스컴 배출구(72), 체크 밸브(94) 및 소독장치(104)를 포함하여 구성된다.

제 2 디켄터(92)는 제 1 디켄터(62)의 저면에 부착한다. 체크 밸브(94)가 제 2 디켄터(92)의 저면에서 제 2 디켄터(92)와 연통 되게 부착되고, 체크 밸브(94)를 통해 처리수가 제2디켄터(92) 내부로 유입된다. 처리수 배출구(96), 스컴 배출구(72)가 제 2 디켄터(92)의 저면에 형성된다. 절곡된 형상의 처리수 배출관(98)의 일단이 처리수 배출구(96)에 결합하고, 처리수 배출관(98)의 타단에 플렉서블 호스(100)가 결합하여 자흡식 원심펌프(102)와 연결된다.

처리수를 소독하는 소독장치(104)가 제 2 디켄터(92) 내부에 내장된다. 소독장치(104)는 자외선 램프를 포함하는 것을 특징으로 한다. 자외선 램프에는 UV제어판(106)이 전기 회로연결되어, 자외선 램프가 UV제어판에 의해 제어된다. 처리수 배출장치(90)에는 자외선램프가 내장되어 별도의 소독설비를 위한 구조물과 펌프 및 배관 등의 설비가 불필요하므로 소요부지 및 시설비용의 절감이 가능하다. 나아가 처리수를 소독할 수 있는 가능한 장치를 포함함은 당연하다.

상기와 같이 스컴 및 처리수가 동시배출되면서도, 스컴 유입구와 처리수가 유입되는 체크 밸브가 떨어져 있어 처리수에 스컴과 같은 이물질이 섞이지 않게 된다.

이하 연속회분식 반응 장치를 통한 하수처리방법의 처리 공정을 설명한다.

도 4a는 본 발명에 따른 연속회분식 반응장치를 각각 구비하고 병렬로 연결된 제1, 2반응조로 운전되는 하수처리방법의 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도 4b는 본 발명에 따른 연속회분식 반응장치를 이용한 하수처리방법의 일 실시예의 유입 배출 동시공정을 나타내는 개념도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 연속회분식 반응장치를 각각 구비하고 상호 병렬로 연결된 제1,2반응조(10a,10b)가 설치된다. 이하 제 1반응조(10a)에서 이루어지는 하수처리공정에 대해 설명한다. 연속회분식 반응 장치를 통한 하수처리방법은 유입공정, 반응공정, 침전공정, 슬러지 배출공정, 스컴 및 처리수 배출공정, 휴지공정, 및 유입 배출 동시공정으로 구성된다.

수압감지 수위계(12) 반응조의 수위를 저수위, 고수위, 및 비상수위의 3단계로 감지하며 유입공정에서 일차적으로 저수위에서 고수위까지의 도달시간을 수압감지 수위계를 통하여 감지한 후 유입시간을 유량으로 환산한다. Cycle Time은 아래 표와 같이 4∼16hr의 회분식 모드 5단계와 3hr의 연속식 모드를 포함하여 총 6단계 Mode로 구성되며 저수위에서 고수위까지의 도달시간에 따라 운전시간이 결정된다. 상기 연속모드는 후술하는 다른 반응조가 비상모드인 경우 수행된다.

유입 유량 비례제어를 하기 위하여 유입 유량계를 대체하여 단지 수압감지 수위계(12)에 의한 시간환산법을 사용하여 PLC에 의한 유량 비례제어를 수행한다.

유입공정에서는 제 1 반응조(10a)는 슬러지 배출 장치(20)에 설치되는 유입관(22)과 분배관(30)을 통해 유입수를 제 1 반응조(10a)에 주입한다. 반응공정에서는 제 1반응조(10a)에서 유입수를 생물학적 또는 화학적으로 반응시킨다. 침전공정은 유입수가 반응공정을 거친 후 생성되는 슬러지를 침전시키는 공정이다. 슬러지 배출공정은 슬러지 배출 장치(20)에 설치되는 슬러지 이송관(40)을 통해 상기 침전공정을 거친 슬러지를 배출시킨다. 스컴 및 처리수 배출공정은 스컴 제거 기능을 구비한 처리수 배출 장치(50)를 통해 동시에 스컴은 스컴 배출 장치(60)를 통해 배출시키고 처리수는 처리수 배출장치(90)를 통해 동시 배출시키는 공정이다. 배출공정을 거친 후 휴지공정이 진행된다.

이하 비상모드 상태에서 두 개의 반응조의 운전방법을 설명한다. 예을 들어, 제2반응조에 일최대 설계유량의 4배 이상 유입되는 경우에 유입공정에서 제2반응조의 고수위에서 유입이 중단되지 않고 유입이 비상수위까지 도달되도록 하여 유입시간을 연장하며 유입이 제2반응조의 비상수위에 도달하면 유입이 제1반응조로 전환 된다.

이때 제2반응조(10b)는 유입수의 수위가 고수위이고 제1반응조가 휴지공정이 아니면 연속식 모드의 cycle time 제어가 되는 비상모드 상태가 되고, 유입수의 유입이 제1반응조(10a)로 전환된다.

제1반응조의 브로와(110a)는 제2반응조(10b)의 수위가 고수위를 통과할 때 꺼지고 제1반응조는 침전공정으로 전환되고, 유입공정과 처리수 배출공정을 동시에 진행한다. 제1반응조는 유입 배출 동시공정으로 자동 전환되어 분배관(30)을 통한 유입과 처리수 배출장치(50)를 통한 처리수의 연속배출이 이루어지므로 유량조정조 없이도 설계유량의 5배까지 반응조를 통한 처리가 가능하다. 제1반응조에서 슬러지층 하부로 유입되는 유입수의 유속이 분배관(30) 노즐(32)에서 0.15m/sec 이하가 되도록 하여 비상운전시 유입 배출 동시공정에서도 하부 슬러지가 부상하여 처리수 배출장치로 스며 나가지 못하도록 유속을 제어할 수 있다.

더욱 상세하게는 유입 배출 동시공정은 제 1반응조(10a)가 침전공정이면 유입수가 제 1반응조(10a)의 비상수위까지 유입된 후 진행된다. 또는, 제 1반응조(10a)가 반응공정이면 제 1 반응조(10a)의 브로와(110a)가 유입수의 유입과 동시에 꺼지고, 유입수가 제 1반응조(10a)의 비상수위까지 유입된 후 진행된다. 또는, 제 1반응조(10a)가 상기 배출공정이면 제 1반응조에 유입수의 유입과 동시에 진행된다.

제1반응조의 유입 배출 동시공정은 유입은 계속되면서 비상수위에서 배출시작, 저수위에서 배출정지를 반복한다. 유입 배출 동시공정은 제2반응조의 연속모드 운전이 종료될 때까지 진행한다.

제2반응조의 연속모드운전이 완료하면 제2반응조로 유입이 전환된다. 이때 연속 유입 배출 동시공정의 제1반응조는 배출만 저수위까지 진행하고 대기한다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 당해 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 첨부된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속회분식 반응장치의 전체 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치가 반응조에 설치되어 유입수가 반응조로 분배되는 상태를 나타내는 단면도이다.

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치가 반응조에 설치되어 슬러지가 배출되는 상태를 나타내는 단면도이다.

도 2c는 다수의 노즐이 분배관(30) 하부에 배열되는 다른 실시예와 부분 확대도를 나타내는 도면이다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스컴 제거 기능을 구비한 처리수 배출장치의 단면도이다.

도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스컴 제거 기능을 구비한 처리수 배출 장치의 상부 평면도와 하부 평면도이다.

도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 스컴 제거 기능을 구비한 처리수 배출 장치의 사시도이다.

도 4a는 본 발명에 따른 연속회분식 반응장치를 각각 구비하고 병렬로 연결된 제1, 2반응조로 운전되는 하수처리방법의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 4b는 본 발명에 따른 연속회분식 반응장치를 이용한 하수처리방법의 일 실시예의 유입 배출 동시공정을 나타내는 개념도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10 :반응조 12 :수위계

14 :가이드레일 20 :유입원수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치

22 :유입관 30 :분배관

32 :노즐 40 :슬러지 이송관

42 :에어리프트 펌프 50 :스컴제거기능이 구비된 처리수 배출장치

60 :스컴 배출 장치 62 :제 1디켄터

66 :스컴 유입구 68 :에어 챔버

70 :스컴 웨어 90 :처리수 배출장치

92 :제 2디켄터 104:소독장치

Claims (6)

1. 연속회분식 반응장치에 있어서,

   전처리 과정을 거친 유입수를 시간상 일련 되게 처리하게 형성되는 반응조와;

   상기 반응조 내부의 상단에서 하향하여 형성되는 수위계와;

   상기 반응조의 내측 면을 따라 설치되는 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치와;

   상기 반응조 하단 상면에 부착되는 가이드 레일에 설치되는 스컴 제거 기능이 구비된 처리수 배출장치를; 포함하는 것을 특징으로 하는 연속회분식 반응장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유입수 분배기능을 구비한 슬러지 배출장치는 상기 반응조 내측 면 상단에 유입구가 위치하고, 상기 내측 면을 따라 하향으로 관이 형성되는 유입관과;

   상기 유입관과 연통하게 결합하고, 상기 내측 면과 마주보는 반대 측면을 향하여 관이 형성되고, 하부에 노즐이 형성되는 분배관과;

   상기 유입관이 설치되는 내측 면과 마주보는 내측 면에 형성되고, 상기 분배관과 연통하는 결합이고, 에어 리프트 펌프(airlift pump)를 측면에 연통하게 부착하는 슬러지 이송관을; 포함하는 것을 특징으로 하는 연속회분식 반응장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 노즐은 상기 유입수의 유입속도를 0.15m/sec 이하로 유지하여 상기 반응조에 유입수를 유입시키고;

   상기 반응조의 슬러지를 인발하는 것을; 특징으로 하는 연속회분식 반응장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 스컴 제거 기능이 구비된 처리수 배출장치는 상기 가이드 레일을 양측에 설치하는 제 1 디켄터가 형성되고,

   에어 챔버가 상기 제 1 디켄터 상면에서 상기 제 1 디켄터 내부로 관입하게 설치되고,

   스컴 웨어가 상기 제 1 디켄터 상면의 둘레를 따라 형성되고,

   스컴 유입구가 상기 제 1 디켄터 상면에 형성되고,

   스컴 배출구가 상기 제 1 디켄터 저면에 형성되는 스컴 배출 장치를 구비하고;

   상기 제 1 디켄터의 저면에 부착하는 제 2 디켄터가 형성되고,

   체크 밸브가 상기 제 2 디켄터의 저면에 상기 제 2 디켄터와 연통 되게 부착되고,

   상기 제 2 디켄터의 저면에는 처리수 배출구 및 스컴 배출구가 형성되고,

   상기 제 2 디켄터 내부에 소독장치가 내장되는 처리수 배출 장치를 구비하는; 것을 특징으로 하는 연속회분식 반응 장치.
5. 제 1항의 연속회분식 반응장치를 통한 하수처리방법에 있어서,

   각각 연속회분식 반응장치를 구비하고, 병렬로 연결되게 설치되는 다수의 반응조는 슬러지 배출 장치에 설치되는 유입관과 분배관을 통해 유입수를 상기 반응조에 주입하는 유입공정과:

   상기 유입공정을 거친 후 상기 유입수를 생물학적 또는 화학적으로 반응시키는 반응공정과;

   상기 반응공정을 거친 후 생성되는 슬러지를 침전시키는 침전공정과;

   슬러지 배출 장치에 설치되는 슬러지 이송관을 통해 상기 침전된 슬러지를 배출시키는 슬러지 배출공정과;

   스컴 제거 기능을 구비한 처리수 배출 장치를 통해 스컴과 처리수를 동시 배출시키는 스컴 및 처리수 배출공정과;

   상기 배출공정을 거친 후의 휴지공정과;

   상기 다수의 반응조 중 제 2반응조에서 유입수가 비상수위까지 유입되는 비상모드이면 유입수의 유입이 상기 다수의 반응조 중 제 1반응조로 전환되고, 상기 제 1반응조가 상기 유입공정과 상기 스컴 및 처리수 배출공정이 동시 진행되는 유입 배출 동시공정을; 포함하는 것을 특징으로 하는 연속회분식 반응장치를 통한 하수처리방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 유입 배출 동시공정은 상기 제 1반응조가 상기 침전공정 또는 상기 반응공정이면 유입수가 상기 제 1반응조의 비상수위까지 된 후 진행되고;

   상기 제 1반응조가 상기 배출공정이면 유입수의 유입과 동시에 진행되는 것을; 특징으로 하는 연속회분식 반응장치를 통한 하수처리방법.

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