KR100871651B1

KR100871651B1 - 고농도 유기폐수 처리장치

Info

Publication number: KR100871651B1
Application number: KR1020080054587A
Authority: KR
Inventors: 배명찬
Original assignee: (주)윈앤윈
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2008-12-02

Abstract

본 발명은 고 유기물 부하량 및 고 BOD 용적 부하량의 유기폐수를 처리할 수 있는 장치에 관한 것으로서, ① 처리장치의 일측에 설치된 폐수 유입관과, 타측에 설치된 처리수 배출관; ② 하부가 개방되어 있고 상기 유입관과 배출관 사이에 설치된 격벽, 상기 격벽에 의해 구획된 유입관측의 반응실과, 배출관측의 분리여과실; ③ 상부 및 하부가 개방되어 있고 상기 반응실의 유입관측에 설치된 유입측수류유도판과, 상부 및 하부가 개방되어 있고 상기 반응실의 격벽측에 설치된 격벽측수류유도판; ④ 상기 격벽측수류유도판과 격벽 사이의 하부에 설치된 공기공급기;를 포함하는 고농도 유기폐수 처리장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 종래 수처리 장치를 간단히 구조변경하는 것으로도 가능한, 단순한 구조이면서 폭기조와 무산소조가 일체화되어 있어 별도의 전처리 및 후처리가 없더라도 고농도의 유기물 함유 폐수를 방류수준에 맞게 효율적으로 처리할 수 있는 장점이 있다.

수처리, 고농도, 유기폐수, 장치, 오폐수, 농축물, 축산

Description

고농도 유기폐수 처리장치{An Apparatus for Treating Waste-water Containing Concentrated Organic Materials}

본 발명은 고농도 유기폐수의 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬러지 반송이 불필요하고 기존 설비를 간단하게 개조함으로써 장치구성이 가능하므로, 제조 및 운전비용을 절감하면서도 고 유기물 부하량 및 고 BOD 용적 부하량의 유기폐수를 처리할 수 있는 장치에 관한 것이다.

고농도의 유기물이 함유된 유기폐수, 예를 들면, 생활 오폐물 농축수, 축산폐수, 축산가공 부산물 함유 폐수, 음식물 찌꺼기 함유 폐수 등은 다양한 물리적, 화학적, 생물학적 방법에 의해 처리되고 있으나, 완벽한 처리가 어려워 상당한 양의 오염물질이 함유된 상태로 방류되거나, 해양투기되고 있어 수질오염에 주 원인 중 하나가 되고 있다.

종래 널리 알려진 유기폐수 처리방법으로는 활성슬러지법, 미생물담체공법, 분리막공법 등이 있다.

활성슬러지법에서는, 폭기조 내로 유입된 유기폐수 중의 유기물을 미생물이 분해하면서 성장하게 되고, 이렇게 성장된 미생물은 침전조에서 침전된다. 침전된 활성슬러지의 일부는 폭기조로 반송되고 다른 일부는 잉여 슬러지로 폐기되게 된다. 이와 같이 함으로써, 폭기조내의 미생물량이 적정한 수준으로 유지되면서 폐수 중의 유기물이 분해되고, 아울러 질소, 인 등이 제거된다. 그러나 활성슬러지법은 고농도의 유기물을 함유한 폐수로부터 유기물을 효과적으로 제거하기에는 부적합하고, 잉여슬러지의 양도 증가되는 등의 문제점이 있다. 특히, 활성슬러지법에서는 유기물 부하량이 높은 폐수가 유입될 경우, 침전조에서 슬러지 팽화현상(bulking)이 발생하여 처리효율이 급감하는 문제가 있다.

미생물담체공법은 담체에 부착된 고농도의 미생물을 이용하여 유기오염물을 처리하는 방법으로서, 처리효율이 높아 반응조의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 슬러지 팽화 현상을 사전에 방지할 수 있는 장점이 있다. 이 공법에 의하면 미생물의 특성에 맞는 적절한 담체의 재질 및 형태를 선택하기 어렵고, 실제 공정에서 부착미생물양을 적절하게 유지할 수 있도록 예민한 운전이 요구된다. 그러나 미생물담체공법에서는 종속영양세균의 과도한 성장에 의한 여재 막힘 현상, 미생물막의 탈리현상에 따른 처리효율 저하 등의 문제점이 발생할 수 있다.

분리막공법(MBR; Membrane Bio Reactor)은 반응조에서 높은 미생물 농도를 유지하면서도 분리막으로 미생물과 처리수를 강제 분리하는 방법이다. 기존의 활성슬러지법의 한계인 침전문제를 강제적으로 해결하는 기술로서 높은 미생물 농도를 유지하여 반응조의 부피를 줄일 수 있는 장점이 있으나, 높은 유기물 부하 량(F/M비)에서는 분리막의 오염이 가중되는 문제점이 있다

한편, 고농도의 유기물이 함유된 유기폐수, 예를 들면, 생활오폐수 농축수, 축산폐수, 축산가공 부산물 함유 폐수, 음식물 찌꺼기 함유 폐수 등의 경우, 통상 ① 폐수 중의 큰 오염물과 무거운 오염물을 일차로 제거하는 단계(여과-침강 단계) ② 미생물의 작용에 의해 부유성 유기물을 분해하여 기체로 전환시키거나 응집시켜 침강제거 하는 등의 생물학적 제거단계(보통 호기-혐기-무산소 반응을 거침) ③ 최종 침전단계 등의 공정에 의해 처리되는 것이 일반적이다. 이러한 공정을 통하여 오폐수에 함유된 고농도 유기물을 어느 정도 제거할 수 있으나 그 공정이 복잡할 뿐 아니라 많은 공정을 거치는 시스템이 요구되기 때문에 널리 사용되지 못하거나 경제적으로 부담이 가는 단점이 있었다. 생물학적 처리를 하여도 오염부하량이 떨어지는 한계가 있고 분해가 잘되지 않는 물질이 함유되어 있기 때문에 효과적이고 경제적인 폐수처리가 어려운 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 단순한 구조로 된 고농도의 유기물 함유 폐수의 처리를 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 기존 수처리 설비를 간단하게 개조함으로써 얻을 수 있는 고농도 유기물 함유 폐수의 처리를 위한 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 폭기조와 무산소조가 일체화된 단순한 구조로 된 고농도 유기물 함유 폐수의 처리를 위한 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 고농도 유기폐수 처리장치로서, ① 상기 처리장치의 일측에 설치된 폐수 유입관과, 타측에 설치된 처리수 배출관; ② 하부가 개방되어 있고 상기 유입관과 배출관 사이에 설치된 격벽, 상기 격벽에 의해 구획된 유입관측의 반응실과, 배출관측의 분리여과실; ③ 상부 및 하부가 개방되어 있고 상기 반응실의 유입관측에 설치된 유입측수류유도판과, 상부 및 하부가 개방되어 있고 상기 반응실의 격벽측에 설치된 격벽측수류유도판; ④ 상기 격벽측수류유도판과 격벽 사이의 하부에 설치된 공기공급기;를 포함하는 고농도 유기폐수 처리장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 처리장치는, 고농도 유기물 또는 다량의 고형유기물을 함유하는 폐수, 예를 들면, 생활 오폐물 농축수, 축산폐수, 축산가공 부산물(고기조각, 지방 덩어리, 응고된 가축의 피 등) 함유 폐수, 음식물 찌꺼기 함유 폐수 또는 음식물 쓰레기 침출수 등의 처리를 위한 것이다.

본 발명에서, 상기 처리장치의 벽과 유입측수류유도판 사이 또는 상기 격벽 측수류유도판과 격벽 사이에 각각 하나 또는 복수개의 전단교반기(shear mixer)가 추가로 설치될 수 있다. 이때, 상기 유입측 전단교반기의 인접상부 및 상기 격벽측수류유도판의 중앙측에 각각 공기공급기가 추가되는 것이 바람직하다. 이때 상기 전단교반기는 수류를 유도하고 공급되는 공기방울을 미세하게 분해하여 공기와 액체의 접촉면을 증가시키는 역할을 한다. 한편, 비교적 큰 고형물 농축폐수,(예를 들면, 분뇨 덩어리, 음식물 찌꺼기, 축산가공 부산물인 지방덩어리 등)이 스크린 분리 등과 같은 전처리 없이 폐수와 함께 유입되는 경우에는 상기 전단교반기에 의해 고형물 역시 잘게 분쇄되므로 고형물의 산화분해 속도를 증가시킬 수 있다.

본 발명에 의한 처리장치에 있어서, 상기 격벽의 하부에는 슬러지가 함유된 처리수가 분리여과실로 통과하도록 하는 상개구부와, 분리여과실에서 침전된 슬러지가 다시 반응실로 흘러가도록 하는 하개구부를 형성되어 있는 것이 좋다.

한편, 본 발명에 의한 장치에서, 상기 유입측수류유도판과 격벽측수류유도판 사이에 미생물부착용 메디아블럭과, 상기 메디아블럭의 하부에 미세기포발생기가 추가로 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 격벽과 분리여과실 사이에, 상부가 개방된 제1차단벽과 하부가 개방된 제2차단벽으로 구획된 제1무산소침전실과 제2무산소침전실을 추가로 설치할 수 있다. 이때, 상기 제2무산소침전실에는 미생물이 부착하는 메디아가 충 진되어 있을 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 고농도 유기폐수 처리장치에 의하면, 종래 수처리 장치를 간단히 구조변경하는 것으로도 가능한, 단순한 구조이면서 폭기조와 무산소조가 일체화되어 있어 별도의 전처리 및 후처리가 없더라도 고농도의 유기물 함유 폐수를 방류수준에 맞게 효율적으로 처리할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 도면과 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다. 첨부된 도면에서 도 1 이 본 발명에 의한 폐수 처리장치의 가장 기본적 구조의 예시도이고, 도 2~4가 이를 점차 변형한 예시도에 해당한다. 따라서 낮은 번호의 도면에 대한 설명이 높은 번호의 도면에도 적용되므로, 동일한 내용에 대해서는 반복설명을 생략한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1항에 의한 장치의 단면도 및 평면도(도 1)와, 도 1의 장치에 각종의 부가적 구성요소가 장착된 장치의 단면도 및 평면도(도 2)이 다.

도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명에 의한 폐수처리장치는, 가장 간단하게는, 폐수 유입관(1), 처리수 배출관(2), 격벽(21), 반응실(11), 분리여과실(12), 유입측수류유도판(22), 격벽측수류유도판(23), 공기공급기(24)로 구성되어 있다. 반응실(11)에서는 상기 공기공급기(24)로부터 공급된 산소분위기하에서 고농도 유기폐수를 산화분해하는 장소가 되므로 상대적으로 긴 체류시간(HRT)이 필요하다. 따라서 상기 격벽(21)에 의해 구획되는 반응실(11)의 부피는 분리여과실(12)의 부피에 비해 3~5배 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 유입측수류유도판(22)과 격벽측수류유도판(23)의 위치와 크기는 전체 처리장치의 크기와 형태, 처리하고자 하는 유입수의 상태, 공기공급기(24)의 크기와 용량, 하기 언급될 전단교반기(25)의 용량과 설치갯수 등에 따라 적절하게 선택할 수 있음은 당연할 것이다.

본 발명에서 상기 격벽(21)의 하부를 통하여 슬러지를 함유하는 일부의 처리수가 분리여과실(12)로 흘러가고, 분리여과실(12)에서 침전된 슬러지가 다시 반응실(11)로 반송되어야 한다. 이때 처리수의 흐름과 슬러지의 반송을 위해 하나의 개구부가 형성될 수도 있지만 슬러지가 함유된 처리수가 분리여과실(12)로 통과하도록 하는 상개구부(26)와, 분리여과실(12)에서 침전된 슬러지가 다시 반응실(11)로 흘러가도록 하는 하개구부(27)로 구분 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상개구부(26)에는 반응실(11)로부터의 급격한 처리수 또는 공기방울의 유입을 방지하기 위하여 아래턱을 두고, 하개구부(27)에는 슬러지가 반응실(11) 쪽으로 잘 흘러나오도록 슬러지경사면을 두는 것이 좋다. 필요한 경우 상개구부(26)에 소정의 정류판을 두어 분리여과실(12)에서 처리수가 미세한 층류흐름을 유지하도록 할 수도 있다.

본 발명에서 상기 분리여과실(12)에는 예컨대 자갈, 모래 등과 같은 각종 여재(filtering media)를 충진하여 처리수의 여과효율을 높이는 것도 가능하다. 이때 상기 여재는 교체가 용이하도록 모듈형태로 제작/활용될 수 있다. 여재가 충진되어 있는 경우 혹시 존재할 수 있는 슬러지를 여과하는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 여재에 표면에 서식하는 미생물에 의해 잔류 유기물이 추가로 분해되는 효과가 있다.

한편, 본 발명에서 공기공급기(24)의 위쪽 수면부근에, 반응실(11)에서의 원활한 수류를 유도하기 위하여 상기 격벽(21)에서 중앙측으로 구부러진 상부수류유도판(28)을 추가로 설치할 수 있다.

도 1에 예시된 본 발명에 의한 폐수 처리장치의 작동을 설명한다.

폐수 유입관(1)을 통해 고농도 유기물을 함유하는 폐수가 반응실(11)로 유입되면, 반응실(11)의 벽면과 유입측수류유도판(22) 사이의 공간을 통해 하향하면서 반응실(11)의 바닥으로 흐르게 된다. 이때, 반대편 하단에 설치된 공기공급기(24)에서 분사되는 공기방울에 의해 물의 유동이 바닥에서 측벽과 격벽측수류유도판(23) 사이에서 상향으로 형성된다. 따라서 유입된 폐수는 반응실(11) 내부를 상하좌우로 순환하면서 흐르게 된다. 한편, 수류 중의 일부는 두 수류유도판(22, 23) 사이의 공간으로 유입되거나 그로부터 유출된다. 이를 통해 전체적으로 볼 때, 반응실(11)의 외곽과 바닥 및 수면 영역으로는 비교적 빠르고 산소가 많이 함유된 수류가 형성되고, 반응실(11)의 중앙 영역에는 비교적 느리고 산소가 적게 함유된 (또는 미세공기방울이 함유된) 수류가 형성된다. (물론 이들 사이에는 항상 수류의 교환이 발생한다.) 이에 따라 반응실(11)에서는 다양한 용존산소 농도에 대응하는 다양한 미생물종에 의해 폐수중의 각종 유기물들이 효과적으로 산화분해된다.

반응실(11)에서 분해가 이루어진 오폐수의 일부가 상기 격벽(21) 하부에 형성된 개방구를 통해 분리여과실(12) 내부로 서서히 유입된다. 이때 반응실(11)에서 분해되지 못한 유기물 또는 슬러지는 바닥으로 침강하게 되는데, 일단 침강된 슬러지 등은 인접한 반응실(11) 측에 설치되어 있는 전단교반기(25)와 상기 공기공급기(24)에 의해 분사되는 공기의 상승에 따른 상승수류에 의해 다시 반응실(11) 쪽으로 흡입된다(베르누이의 법칙). 정화된 처리수는 서서히 상승하여 상부의 처리수 배출관(2)을 통해 방류되거나 후단의 처리조로 이송된다.

이때, 위에서 언급한 바와 같이, 상기 분리여과실(12)에 여재가 충진되어 있는 경우 여재에 표면에 서식하는 미생물에 의해 잔류 유기물이 추가로 분해되며, 나아가 수류에 휩쓸려 올라오던 슬러지 등이 있는 여재에 의해 여과되는 등 처리수의 여과효율을 높일 수 있다.

이와 같은 작용을 통해 고농도 유기물이 함유된 폐수가 절절하게 처리된다.

도 2는, 도 1의 장치에 각종의 부가적 구성요소가 장착된 장치의 단면도 및 평면도이다.

도시된 바와 같이, 도 2에 예시된 장치에는, 반응실(11)의 유입관(1)측과 격벽(21)측에 하나 또는 복수개의 전단교반기(25)(shear mixer), 유입측 전단교반기(25)의 인접상부 및 상기 격벽측수류유도판(23)의 중앙측에 공기공급기(24), 격벽(21) 하부의 상개구부(26)와 하개구부(27), 유입측수류유도판(22)과 격벽측수류유도판(23) 사이에 미생물부착용 메디아블럭(29)과 하부에 미세기포발생기(30)를 추가로 설치한 것이다. 물론 또 다른 실시예에서는 상기 추가된 설비 중의 일부만이 추가되도록 할 수 있음은 당업자에게 용이하고도 당연할 것이다.

도 2의 실시예에서, 유입측에 설치된 전단교반기(25)는 수류의 방향을 하부로 향하도록 회전된다. 따라서 유입관(1)을 통해 유입된 폐수와, 상기 전단교반기(25) 상부에 설치된 공기공급기(24)에서 발생되는 공기는 전단교반기(25)의 회전에 의해 흡입되어 함께 하부로 이동하게 된다. 반면 격벽(21)측에 설치된 전단교반기(25)는 수류의 방향을 상부로 향하도록 회전된다. 이들 전단교반기(25)의 회전에 의해 반응실(11) 내의 수류의 순환은 더욱 빨라지게 된다. 전단교반기(25)의 회전은 오염물질을 잘게 분쇄하고, 공기를 잘게 나누어 미세한 기포형태로 녹아들게 만들어 주어 궁극적으로 오염물질-산소-미생물 간의 접촉면적을 증가시켜 산화분해를 촉진시키게 된다.

본 발명에 의한 처리장치에서는, 유입측수류유도판(22)과 격벽측수류유도판(23) 사이에 미생물부착용 메디아블럭(29)과 하부에 미세기포발생기(30)를 추가로 설치할 수 있다. 상기 메디아블럭(29)은 다공성 플라스틱류, 활성탄소섬유, 폴 리비닐알콜 재질의 다공성 입자나 중공부를 가지는 다양한 형태의 물체 및 활성탄 등이 철망이나 플라스틱망으로 감싸져 있는 구조이다. 메디아블럭(29)에 형성된 부착미생물이 미세기포발생기(30)에 의한 산소를 공급받으면서 유기물의 분해함으로써 유기물 함유 폐수의 정화속도를 더욱 촉진시키게 된다.

한편, 유입되는 폐수의 성상이나 반응조건 등에 따라 과도한 슬러지가 발생하면서 반응실(11) 바닥에 침적되는 상황이 발생할 수가 있다. 이를 위하여 반응실(11) 바닥을 경사지게 하고 침적된 슬러지가 모이도록 하여 별도의 슬러지흡입관(31)을 통해 슬러지를 인발할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 2에 예시된 본 발명에 의한 폐수 처리장치의 작동관계는 실질적으로 도 1의 장치와 유사하므로 추가적 설명을 생략한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 제6항에 의한 장치의 단면도 및 평면도(도 3)와, 도 3의 장치에 각종의 부가적 구성요소가 장착된 장치의 단면도 및 평면도(도 4)이다.

도시된 바와 같이, 도 3에 예시된 처리장치에는 상기 격벽(21)과 분리여과실(12) 사이에, 하부가 개방된 제1차단벽(32)과 상부가 개방된 제2차단벽(33)으로 구획된 제1무산소침전실(13)과 제2무산소침전실(14)이 추가되어 있다. 따라서 본 발명에 의한 폐수 처리장치의 전체적 구조는 <반응실(11)-제1무산소침전실(13)-제2무산소침전실(14)-분리여과실(12)>의 형태가 된다.

제1, 제2무산소침전실(13, 14)에는 증식율이 높은 종속영양 미생물인 탈질미 생물이 생장하는데, 반응실(11)에서 산화분해과정에서 생성된 질산(NO₂)을 무산소하에서 질소(N₂)로 환원하여 공기 중으로 방출하는 탈질반응이 일어난다. 제1, 제2무산소침전실(13, 14)의 상부는 대기에 노출되어 있을 수도 있지만, 대기중의 산소가 흡수되는 것을 차단하기 위하여 고정-폐쇄하거나, 밀폐형 뚜껑 형태의 커버(34)를 둘 수도 있다. 물론 필요하다면 고정-폐쇄한 중간중간, 커버(34)의 중간중간에 관리용 개폐구를 둘 수도 있들 것이다. 또한 상기 제1무산소침전실(13)의 상부에는 후단의 제2무산소침전실(14)로부터의 수류의 역류를 방지하기 위하여 적절한 구조의 완충공간(35)을 두는 것이 바람직하다. 도 5에 제1무산소침전실(13)의 상부에 설치된 커버(34) 및 완충공간(35)을 예시적으로 도시하였다.

제2무산소침전실(14)은 상기 제1무산소침전실(13)과 분리여과실(12)의 사이에 형성되는 공간이다. 제2무산소침전실(14)에서는, 제1무산소침전실(13)을 통과한 중간처리수가 추가적으로 탈질과 탈인이 이루어지면서, 상류에서 흘러들어오거나, 제2무산소침전실(14)에서 생성된 슬러지가 침강된다.

여타의 구조는 상기 도 1에서 설명된 바 있으므로 재차 설명을 생략한다.

도 3에 예시된 본 발명에 의한 폐수 처리장치의 작동을 설명한다.

폐수의 유입과 반응실(11)에서의 현상은 도 1의 장치와 동일하다.

반응실(11)에서 1차 분해가 이루어진 오폐수의 일부가 상기 격벽(21) 하부에 형성된 개방구를 통해 제1무산소침전실(13)의 하부로 서서히 유입된다. 이때 반응실(11)에서 분해되지 못한 유기물 또는 슬러지는 바닥으로 침강하게 되는데, 일단 침강된 슬러지 등은 인접한 반응실(11) 측에 설치되어 있는 상기 공기공급기(24)에 의해 분사되는 공기의 상승에 따른 상승수류에 의해 다시 반응실(11) 쪽으로 흡입된다. 1차 처리된 처리수는 서서히 상승하게 되는데, 이때 무산소침전조에는 산소의 공급이 없고, 탈질미생물들이 자라고 있기 때문에 반응실(11)에서 만들어진 산화질소 및 인 성분들이 탈질 미생물에 의해 탈질, 탈인 반응이 수행된다. 탈질, 탈인된 처리수는 제1차단벽(32)의 개방된 상부를 통해 제2무산소침전실(14)로 이동한다. 처리수가 제2무산소침전실(14)을 하향하여 이동하는 과정에서 추가적인 탈질, 탈인이 수행된다. 처리수는 제2차단벽(33)의 개방된 하부를 통하여 분리여과실(12)로 이동한다. 잔존 슬러지는 침강하여 분리되고 처리수는 상부의 처리수 배출관(2)을 통해 방류되거나 후단의 처리조로 이송된다.

도 4는, 도 3의 장치에 각종의 부가적 구성요소가 장착된 장치의 단면도 및 평면도이다.

도시된 바와 같이, 도 4에 예시된 장치에는, 반응실(11)의 유입관(1)측과 격벽(21)측에 하나 또는 복수개의 전단교반기(25), 유입측 전단교반기(25)의 인접상 부 및 상기 격벽측수류유도판(23)의 중앙측에 공기공급기(24), 격벽(21) 하부의 상개구부(26)와 하개구부(27), 유입측수류유도판(22)과 격벽측수류유도판(23) 사이에 미생물부착용 메디아블럭(29)과 하부에 미세기포발생기(30)를 추가로 설치한 것이다. 또 다른 실시예에서는 상기 추가된 설비 중의 일부만이 추가되도록 할 수 있음은 당업자에게 용이하고도 당연할 것이다.

물론, 반응실(11) 바닥과 제2무산소침전실(14) 및 분리여과실(12)의 바닥을 각각 경사지게 하고 침적된 슬러지가 모이도록 하여 별도의 슬러지흡입관(31)을 통해 슬러지를 인발할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 인발된 슬러지는 반응실로 반송될 수도 있고 후단의 별도 처리조로 이송되어 추가처리되거나, 액체비료 형태로 활용될 수도 있다. 이때, 도시된 바와 같이 바닥에 슬러지 인발을 위한 관이 형성되거나, 도시되지는 않았지만 상부에서 슬러지 인발관이 바닥까지 확장되어 슬러지 인발이 이루어지도록 할 수도 있다. 그러나 보다 간단한 구조와 작동으로 제2무산소침전실(14) 및 분리여과실(12)의 바닥에 침전되는 슬러지를 인발하기 위해서 사이펀(siphon) 형태의 슬러지반송관(36)을 두는 것이 바람직하다. 슬러지반송관(36)을 도 6과 도 7에 도시하였다. 도시된 바와 같이 슬러지반송관(36)의 하단은 제2무산소침전실(14) 및 분리여과실(12)의 하부에, 상단은 반응실(11)쪽에 걸쳐져 있다. 슬러지반송관(36)의 중간에는 슬러지를 흡입하여 반출할 수 있는 동력을 부여할 수 있도록 공기공급관(37)이 연결되어 있다. 따라서 공기공급관(37)으로 공기를 불어넣으면 사이펀 현상에 따라 내부압이 감소되어 슬러지반송관(36)의 하단으로부터 슬러지가 흡입되어 공기의 유동을 따라 반응실(11)로 반송된다. 이에 의해 별단의 장치 없이 편리하게 슬러지를 반송할 수 있게 된다. 슬러지반송관(36)의 작동은 별도의 슬러지 수위센서(미도시)와 연동하여 자동으로 작동되도록 할 수도 있고, 경험에 의해 결정된 소정의 시간간격마다 소정 시간동안 작동되도록 할 수도 있다.

도 4에 도시된 각 설비들의 구조와 기능 및 처리장치의 작동관계는 전술한 도 1~3의 설명과 동일하거나, 그로부터 용이하게 도출되는 것이므로 상세한 설명을 생략한다.

한편, 도시하지는 않았지만, 유입되는 폐수의 성상이나 유기물의 종류나 함량, 처리수의 양 등에 따라 본 발명에 의한 폐수 처리장치를 다단으로 연속하여 설치하는 것도 가능하다.

이하 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

실시예

도 7 및 하기 표 1(처리장치의 규격)에 나타낸 바와 같은 형태와 규격을 가진 파일롯 처리장치를 대전시 하수종말처리장에 설치하고, 이를 이용하여 고농도 유기폐수의 처리를 수행하였다.

분리여과실(12)에는 동일 부피의 자갈과 소형 플라스틱병이 혼합된 여재를 65cm 두께로 충진하였다.

상기 파일롯 처리장치를 하기 표 2와 같은 조건으로 운전하였다.

표에 나타내지는 않았지만, 분리여과실(12)의 하부로도 소량의 공기를 공급하였다.

유입폐수로는, 대전시 시설관리공단의 공업, 축산가송 폐수, 인분/축분, 음식물 쓰레기 잔류물/침출수 등 다양한 출처의 폐수가 농축된 농축조에서 채취하여 사용하였다. 폐수는 외관상 검은 색상이고 약취가 심하며 상당한 점도를 나타내었다. 폐수를 방치하는 경우 수십분 이내에 검은 슬러지(유기물 무기물 협잡물 등)가 바닥에 침강되고, 검은 기름과 부유물이 위로 부상하며, 중간층 물은 검은 색을 띤다.

가동 20일 경과하여 처리장치의 운용이 안정화된 후에 처리장치에서 배출되는 처리수는 BOD 637, SS 1,376, pH 6.5 인 특성을 나타내었다. 즉, BOD는 약 50%, SS는 약 60% 감소하였고, pH는 자연수에 가깝게 순화되었다.

따라서 본 발명에 의한 고농도 유기폐수 처리장치를 이용하는 경우, 각종 고농도 유기폐수를 별도의 처리장치(소화조) 필요없이 단일처리공정을 통해 방류수 기준에 부합될 수 있도록 정화처리할 수 있음을 확인하였다.

도 1은 본 발명에 의한 처리장치의 일예에 대한 단면도 및 평면도.

도 2는 도 1의 장치에 각종의 부가적 구성요소가 장착된 다른 예의 단면도 및 평면도.

도 3은 본 발명에 의한 처리장치의 다른 예에 대한 단면도 및 평면도.

도 4는 도 3의 장치에 각종의 부가적 구성요소가 장착된 다른 예의 단면도 및 평면도.

도 5는 도 3 또는 도 4에서 추가적으로 설치될 수 있는 구조의 일부 단면도.

도 6은 슬러지반송관의 예시적 구조도.

도 7은 본 발명에 의한 실시예에서 이용된 처리장치의 형태와 규격을 보여주는 단면도.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 유입관 2. 배출관

11. 반응실 12. 분리여과실

13. 제1무산소침전실 14. 제2무산소침전실

21. 격벽 22. 유입측수류유도판

23. 격벽측수류유도판 24. 공기공급기

25. 전단교반기 26. 상개구부

27. 하개구부 28. 상부수류유도판

29. 메디아블럭 30. 미세기포발생기

31. 슬러지흡입관 32. 제1차단벽

33. 제2차단벽 34. 커버

35. 완충공간 36. 슬러지반송관

37. 공기공급관

Claims

삭제
고농도 유기폐수 처리장치에 있어서,

상기 처리장치의 일측에 설치된 폐수 유입관(1)과, 타측에 설치된 처리수 배출관(2);

하부가 개방되어 있고 상기 유입관(1)과 배출관(2) 사이에 설치된 격벽(21), 상기 격벽(21)에 의해 구획된 유입관(1)측의 반응실(11)과, 배출관(2)측의 분리여과실(12);

상부 및 하부가 개방되어 있고 상기 반응실(11)의 유입관(1)측에 설치된 유입측수류유도판(22)과, 상부 및 하부가 개방되어 있고 상기 반응실(11)의 격벽(21)측에 설치된 격벽측수류유도판(23);

상기 처리장치의 벽과 유입측수류유도판(22) 사이 또는 상기 격벽측수류유도판(23)과 격벽(21) 사이에 각각 하나 또는 복수개 설치된 전단교반기(25); 및

상기 격벽측수류유도판(23)과 격벽(21) 사이의 하부에 설치된 공기공급기(24);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수 처리장치.
제 2 항에 있어서,

상기 유입측 전단교반기(25)의 인접상부 및 상기 격벽측수류유도판(23)의 중앙측에 각각 공기공급기(24)가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수 처리장치.
제 2 항에 있어서,

상기 격벽(21)의 하부에는 슬러지가 함유된 처리수가 분리여과실(12)로 통과하도록 하는 상개구부(26)와, 분리여과실(12)에서 침전된 슬러지가 다시 반응실(11)로 흘러가도록 하는 하개구부(27)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수 처리장치.
제 2 항에 있어서,

상기 유입측수류유도판(22)과 격벽측수류유도판(23) 사이에 미생물부착용 메디아블럭(29)과, 상기 메디아블럭(29)의 하부에 미세기포발생기(30)가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수 처리장치.
제 2 항에 있어서,

상기 격벽(21)과 분리여과실(12) 사이에, 상부가 개방된 제1차단벽(32)과 하부가 개방된 제2차단벽(33)으로 구획된 제1무산소침전실(13)과 제2무산소침전실(14)이 추가된 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수 처리장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제2무산소침전실(14) 및 분리여과실(12)의 하부에 하단이, 상기 반응실(11)쪽에 상단이 걸쳐져 있고, 중간에는 슬러지 흡입반출력을 부여할 수 있도록 공기공급관(37)이 연결되어 있는 슬러지반송관(36)이 추가된 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수 처리장치.
고농도 유기폐수 처리장치에 있어서,

상기 처리장치의 일측에 설치된 폐수 유입관(1)과, 타측에 설치된 처리수 배출관(2);

하부가 개방되어 있고 상기 유입관(1)과 배출관(2) 사이에 설치된 격벽(21), 상기 격벽(21)에 의해 구획된 유입관(1)측의 반응실(11)과, 배출관(2)측의 분리여과실(12);

상기 격벽(21)과 분리여과실(12) 사이에 설치된, 상부가 개방된 제1차단벽(32)과 하부가 개방된 제2차단벽(33)으로 구획된 제1무산소침전실(13)과 제2무산소침전실(14);

상부 및 하부가 개방되어 있고 상기 반응실(11)의 유입관(1)측에 설치된 유입측수류유도판(22)과, 상부 및 하부가 개방되어 있고 상기 반응실(11)의 격벽(21)측에 설치된 격벽측수류유도판(23); 및

상기 격벽측수류유도판(23)과 격벽(21) 사이의 하부에 설치된 공기공급기(24);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수 처리장치.
제 8 항에 있어서,

상기 제2무산소침전실(14) 및 분리여과실(12)의 하부에 하단이, 상기 반응실(11)쪽에 상단이 걸쳐져 있고, 중간에는 슬러지 흡입반출력을 부여할 수 있도록 공기공급관(37)이 연결되어 있는 슬러지반송관(36)이 추가된 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수 처리장치.