KR100880535B1 - Upflow microorganism contact filtration - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하천, 호소수 등의 비점오염원이나 가정, 공장, 분뇨처리장, 축산농가 등 점오염원에서 발생하는 오폐수를 상향류식 생물접촉여과조로 1차 처리하고, 이후 인공습지에서 2차 처리하여 유기물질 및 질소나 인과 같은 영양염류를 제거할 수 있는 습지조를 이용한 여과조에 대한 것이다.The present invention primarily treats wastewater generated from non-point sources such as rivers, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, etc. It is about a filtration tank using a wetland tank that can remove nutrients such as nitrogen and phosphorus.
최근에는 인공습지를 이용한 수질관리는 습지가 갖는 환경적 가치를 인위적으로 창출하기 위해 발전되고 있으며, 이런 인공습지는 설치비와 유지관리비가 저렴하고 처리효율도 높으며, 유기물 제거에 중점을 둔 종래의 처리방식에 비하여 유기물은 물론 호소 부영양화의 원인물질인 인, 질소와 중금속, 병원성균에 대한 정화기능까지 갖고 있어 매우 유용한 처리시설로서 1970년대 초부터 유럽 및 미국 등에서 적용되어 오고 있다.In recent years, water quality management using artificial wetlands has been developed to artificially create the environmental value of wetlands. Such artificial wetlands have low installation and maintenance costs, have high treatment efficiency, and are conventionally treated with an emphasis on organic matter removal. Compared to the organic method, it has a purification function for organic matter, phosphorus, nitrogen, heavy metals and pathogenic bacteria, which are the causes of eutrophication, and has been applied in Europe and the United States since the early 1970s.
이런 인공습지를 이용한 종래의 여과조로서는 도 7에 도시되어 있는 바와 같 은 대한민국 특허 제0624556호에 개시되어 있는 모듈형 습지기반설비와 모듈형 접촉산화ㆍ여과설비를 병합한 하천수, 호소수 또는 유출수 정화장치가 있다.As a conventional filtration tank using such artificial wetland, a stream water, lake water or effluent water purification device combining the modular wetland-based facility and the modular catalytic oxidation and filtration facility disclosed in Korean Patent No. 0624556 as shown in FIG. There is.
이런 종래 장치의 경우 유입수를 수로분리막에 의해 강제로 분리하여 스크린(430)에서 1차로 부유물을 걸러낸 뒤 접촉산화조로 투입하고 있는데, 상기 스크린의 경우 비교적 크기가 큰 부유물을 걸러줄 수 있으나 크기가 작은 유기물 등은 걸러주지 못하게 되어 오염원에 대한 제거가 미미할 수밖에 없다. In the case of such a conventional apparatus, the influent is separated by a water channel separation membrane to filter the suspended matter first from the
또한, 미생물접촉제(520)가 오염원 제거의 주요한 구성이며 이를 다수 사용하고 있으나, 많은 양의 유기성 폐기물이 유입될 경우 미생물의 번식이 급속히 늘어나게 되고 이로 인해 호기성 상태의 접촉산화조가 용존산소량의 부족으로 인해 미생물이 혐기성 미생물로 바뀌면서 분해되는 속도가 현저하게 감소하게 되어 결국 물의 정화능력이 떨어질 우려가 있다.In addition, although the microbial contact agent 520 is a major constitution of removing pollutants and uses a large number of them, when a large amount of organic waste is introduced, the growth of microorganisms is rapidly increased, which causes the aerobic contact oxidation tank due to a lack of dissolved oxygen. Due to the change of microorganisms into anaerobic microorganisms, the rate of decomposition is significantly reduced, and thus there is a concern that the purification capacity of water will be reduced.
또 다른 것으로서는 대한민국 특허 제0424289호와 같은 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 설비가 있는데, 이러한 인공습지 설비는 정화처리 필터층을 콤퍼스트층(46), 왕사모래층(44), 폐타이어 과립자층(42) 및 자갈층(39, 40)으로 형성하고 있으나, 습지조의 상부에서 하부로 물을 공급하여 여과하는 방식이므로 정화처리 필터층에 계속적으로 침전물이 쌓이게 되고, 일정한 시간이 경과되거나 일정한 양의 오폐수가 걸러진 뒤에는 그 정화능력이 급격이 떨어질 수밖에 없다.As another example, there is a natural equilibrium vertical flow artificial wetland facility for purification, such as Korean Patent No. 0424289. The artificial wetland facility includes a purification filter layer as a
따라서, 본 발명은 창포조, 갈대조, 줄조 등의 인공습지로서 물을 정화하기 전에 상향류식 생물접촉 여과조에 의해 1차로 유기물 등이 걸러질 수 있는 인공습지를 이용한 여과조를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a filtration tank using an artificial wetland in which organic matters can be filtered first by an upflow biocontact filtration tank before purifying water as artificial wetlands such as irises, reeds, and ropes. .
또한, 상기 생물접촉 여과조를 모래층, 황산반토층, 입상활성탄층으로 형성하여 유기물의 여과능력을 더욱 향상시킨 인공습지를 이용한 여과조를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, it is another object to provide a filtration tank using artificial wetland by forming the bio-contact filtration tank as a sand layer, alumina sulfate layer, granular activated carbon layer to further improve the filtration capacity of organic matter.
본 발명에 의한 인공습지를 이용한 여과조는 창포조, 갈대조, 줄조 등의 인공습지로서 물을 정화하기 전에 상향류식 생물접촉 여과조에 의해 1차로 유기물 등을 거름으로써 여과 능력을 최대화하고, 상기 생물접촉 여과조를 모래층, 황산반토층, 입상활성탄층으로 형성하여 유기물의 여과능력을 더욱 향상시켰다.The filtration tank using the artificial wetland according to the present invention maximizes the filtration capacity by filtering organic matter and the like first by an upflow type biocontact filtration tank before purifying water as artificial wetlands such as irises, reeds and ropes. The filtration tank was formed of a sand layer, alumina sulfate layer, and granular activated carbon layer to further improve the filtration ability of organic matter.
본 발명은 하천, 호소수 등의 비점오염원이나 가정, 공장, 분뇨처리장, 축산농가 등 점오염원에서 발생하는 오폐수를 상향류식 생물접촉여과조로 1차 처리하고, 이후 인공습지에서 2차 처리하여 유기물질 및 질소나 인과 같은 영양염류를 제거할 수 있는 습지조를 이용한 여과조에 대한 것이다.The present invention primarily treats wastewater generated from non-point sources such as rivers, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, lakes, etc. It is about a filtration tank using a wetland tank that can remove nutrients such as nitrogen and phosphorus.
이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention by referring to the accompanying drawings in detail as follows.
도 1은 본 발명의 구성예시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 생물접촉여과조의 구성예시도로서, 본 발명에 의한 인공습지를 이용한 여과조는 유입수가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동되면서 유기물질이 걸러지는 상향류식 생물접촉여과조(10)와, 상기 상향류식 생물접촉여과조(10)를 거친 물이 순환되는 인공습지를 포함하여 구성되어 있는 것이 특징이다.Figure 1 is a configuration example of the present invention, Figure 2 is a configuration example of a biological contact filtration tank according to the present invention, the filter tank using the artificial wetland according to the present invention is filtered in the organic material while the inflow water is moved from the lower side to the higher side The upflow type
여기서, 상기 상향류식 생물접촉여과조(10)는 모래층(11)과, 상기 모래층 위에 형성된 황산반토층(12)과, 상기 황산반토층(12) 상부에 형성된 입상활성탄층(13)으로 구성되어 있다.Here, the upflow type
미설명부호는 송풍기(1), 슬러지배출장치(2), 유입관(3), 유출관(4), 수로분리막(5), 경사로(6), 확산기(14) 및 슬러지포트(15) 이다.Unexplained symbols are the
먼저, 하천수 및 호소수나 정화조 및 오폐수 처리시설을 거친 1차처리수(이하 '유입수')가 유입되면 수로분리막(5)에 의해 유입수를 분리시키고 유체펌프를 이용해 생물접촉여과조(10)의 밑에서 위로 강제이동시킨다.First, when the primary treated water (hereinafter referred to as 'influent water') that flows through the stream and lake water or the septic tank and the wastewater treatment facility is introduced, the influent is separated by the channel separation membrane (5), and the fluid pump is used under the biological contact filter tank (10). Forced movement
상기 생물접촉여과조(10)는 하부에서부터 모래층(11), 황산반토층(12), 입상활성탄층(13)으로 구성되는데, 먼저 모래층(11)에서는 비교적 부피가 큰 부유물 등을 걸러주고, 황산반토층(12)에서는 유기물이나 인 등을 제거하며, 입상활성탄층(13)에서는 활성탄층에 형성되어 있는 미세한 공극을 이용해 유기물이나 비교적 입자가 작은 부유물을 제거하게 된다.The
이때 본 발명에 사용되는 황산반토층(12)은 입상(고체)으로 형성하는 것이 더욱 바람직한데, 현재 일반적인 정수장치의 경우 황산반토[황산알루미늄, 알럼(Alum)]를 액상으로 사용하지만 본 발명에서는 입상(고체)으로 공극이 어느 정도 있도록 형성하여 공극에 의해 유기물이 일부 제거되고 상기 황산반토층(12)이 물에 의해 서서히 녹으면서 응집제의 역할을 하게 된다.At this time, the
따라서, 정수 처리하는 물의 양이나 황산반토층(12)의 두께에 따라 그 사용수명이 달라질 수 있으나 보통의 경우 6개월 ~ 1년 정도 사용 후 교체할 수 있는 크기로 설계하는 것이 바람직하다.Therefore, the service life may vary depending on the amount of water to be treated or the thickness of the
상기 슬러지포트(15)에 적층되는 슬러지는 슬러지배출장치(2)로서 배출하게 되고, 경사로(6)는 슬러지를 슬러지포트(15) 쪽으로 이동시키는 역할을 하며, 확산기(14)는 생물접촉여과조(10)의 내부에 용존산소량을 늘여주기 위해 공기를 주입하는 역할을 한다.The sludge stacked on the
상기 생물접촉여과조(10) 내에는 슬러지로 인해 다양한 미생물이 자연적으로 발생하여 유기물을 분해하게 되는데, 이때 용존산소량이 적어지게 되면 호기성 미 생물에서 혐기성 미생물로 바뀌면서 유기물의 분해속도가 떨어지게 되고 유입수의 정수능력이 떨어지게 되므로 이를 방지하기 위해서는 송풍기(1)와 확산기(14)를 통해 공기를 주입해 주는 것이 필요하다.In the
도 2에 도시되어 있는 실시예에서는 황산반토층(12)의 상부에 입상활성탄층(13)이 형성되어 있으나, 경우에 따라 서로의 위치를 바꾸어 형성할 수도 있고, 사용 중 황산반토층(12)이 물에 녹게 되면 상기 입상활성탄층(13)의 상부에 황산반토층(12)을 다시 형성할 수도 있다.In the embodiment shown in FIG. 2, the granular activated
상기 생물접촉여과조(10)를 거쳐 1차 처리된 물은 습지조로 배출되게 되는데, 상기 습지조는 도 3, 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 창포(26)가 식재되어 있는 창포조(20)와, 갈대(35)가 식재되어 있는 갈대조(30)와, 줄(45)이 식재되어 있는 줄조(40) 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성하는 것이 더욱 바람직하다.The first treated water through the
먼저, 창포조(20)는 물이 유입되는 쪽에 형성된 굵은 잡석 또는 폐콘크리트층(21)과, 상기 굵은 잡석 또는 폐콘크리트층(21)의 측부 최하단에 형성된 자갈 또는 폐콘크리트층(22)과, 상기 자갈 또는 폐콘크리트층(22) 상부에 형성되는 모래자갈층(23)과, 상기 모래자갈층(23) 상부에 형성되는 굵은모래층(24)과, 상기 굵은모래층(24) 상부에 형성되는 가는모래층(25)과 상기 가는모래층(25)에 식재되어 있는 창포(26)로 구성된다.First, the
미설명부호는 유입관(27)이며, 생물접촉여과조(10)에서 1차 처리된 물이 유입된다.Unexplained reference is the
상기 창포조(20)의 전체 높이는 유입되는 쪽의 길이(L1)에 비해 유출되는 쪽의 길이(L2)가 긴데, 길이(높이) 차이만큼 바닥면이 경사져있어 물이 자연스럽게 흘러갈 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 유입되는 쪽의 바닥면이 유출되는 쪽의 바닥면보다 높게 형성되어 있다.The total height of the
이러한 구성은 후술할 갈대조(30) 및 줄조의 경우도 동일하다.This configuration is the same in the case of the
상기 갈대조(30)는 최하단에 자갈 또는 폐콘크리트층(31)과, 상기 자갈 또는 폐콘크리트층(31) 상부에 형성된 모래자갈층(32)과, 상기 모래자갈층(32) 상부에 형성된 굵은모래층(33)과, 상기 굵은모래층(33) 상부에 형성되는 가는모래층(34)과, 상기 가는모래층(34)에 식재되어 있는 갈대(35)로 구성되며, 줄조(40)는 상기 갈대조(30)와 동일하게 자갈 또는 폐콘크리트층(41), 모래자갈층(42), 굵은모래층(43), 가는모래층(44)으로 구성되고, 상기 가는모래층(44)에는 줄(45)이 식재된다.The
상기 줄조(40)의 배출방향쪽에는 수위조절파이프(46) 및 슬러지포트(47)를 형성하여 급격히 많은 양의 물이 배출되는 것을 방지하고 슬러지를 제거하며, 이후 줄조(40)를 통과한 물은 관상용조(50)로 배출된다.The water
여기서, 상기 줄조(40)를 통과한 유출수에서 슬러지가 축적될 경우 슬러지포트(47)는 슬러지가 담체 사이에 많이 끼어있을 경우 물을 침전시키지 않고 창포조(20)에 형성된 유입관(27)로 다량의 물을 유입시켜 슬러지를 배출하도록 한다.Here, when sludge accumulates in the effluent passing through the
도 6에 도시되어 있는 것은 관상용조(50)로서 줄조(40)에서 물을 밖으로 배출하기 전에 관상용조를 부가 형성할 수 있는데, 상기 관상용조(50)는 모래자갈층(51), 굵은모래층(52) 및 가는모래층(53)으로 형성하고, 붕어마름(54), 생이가래(55), 자라풀(56) 등의 수생식물을 식재하여 정수처리된 물의 상태를 확인할 수 있으며, 배출구(57)를 통해 최종적으로 물을 배출한다.As shown in FIG. 6, a
도 1은 본 발명의 구성예시도1 is a configuration example of the present invention
도 2는 본 발명에 의한 생물접촉여과조의 구성예시도Figure 2 is an example of the configuration of the biological contact filtration tank according to the present invention
도 3, 4, 5는 본 발명의 일부구성예시도3, 4, 5 is a partial configuration example of the present invention
도 6은 본 발명에 의한 관상용조의 구성예시도Figure 6 is an example of the configuration of the tubular tub according to the present invention
도 7은 종래 인공습지를 이용한 여과조의 구성도7 is a configuration diagram of a filtration tank using a conventional artificial wetland
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
1. 송풍기 2. 슬러지배출장치 1. Blower 2. Sludge Discharge Device
3. 유입관 4. 유출관3. Inlet pipe 4. Outlet pipe
5. 수로분리막 6. 경사로5.
10. 생물접촉여과조 11. 모래층10. Biological
12. 황산반토층 13. 입상활성탄층12.
14. 확산기 15. 슬러지포트14.
20. 창포조 21. 굵은 잡석 또는 폐콘크리트층20. Irises 21. Coarse rubble or waste concrete layer
22. 자갈 또는 폐콘크리트층 23. 모래자갈층22. Gravel or waste
24. 굵은모래층 25. 가는모래층24.
26. 창포 27. 유입관26.
30. 갈대조 31. 자갈 또는 폐콘크리트층30.
32. 모래자갈층 33. 굵은모래층32.
34. 가는모래층 35. 갈대34.
40. 줄조 41. 자갈 또는 폐콘크리트층40. Slugs 41. Gravel or waste concrete layers
42. 모래자갈층 43. 굵은모래층42.
44. 가는모래층 45. 줄44.
46. 수위조절파이프 47. 슬러지포트46. Water
50. 관상용조 51. 모래자갈층50.
52. 굵은모래층 53. 가는모래층52.
54. 붕어마름 55. 생이가래54. Crucian Dried 55. Raw sputum
56. 자라풀 57. 배출구56.
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