KR100893548B1

KR100893548B1 - 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치

Info

Publication number: KR100893548B1
Application number: KR20080125497A
Authority: KR
Inventors: 임경택
Original assignee: (주)한솔환경건설
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2009-04-16

Abstract

본 발명은 하나 이상의 발포체(121)를 구비하는 혐기성조(120)와, 하나 이상의 생물막부(190)와 산기관(149)을 구비하는 폭기조(140)와, 침전조(150)를 포함하여 차례로 전달되어 오는 하수를 처리하는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100)에 관한 것으로서, 상기 생물막부(190)는 하나 이상의 통공(1931)이 형성된 판상의 설치부재(193)와, 상기 통공(1931)에 삽입되는 생물막 여재(195)로 이루어지며; 상기 생물막 여재(195)는 하수가 스며들 수 있는 섬유질로 이루어지며, 상기 설치부재(193)의 두께보다 긴 길이를 가지며 상기 통공(1931)에 삽입되어 통공(1931)의 내측에 접하는 고밀도부(197)와, 상기 고밀도부(197)에 의하여 둘러싸인 형태로 고밀도부(197)의 내측으로 구비되어 하수의 이동 통로를 형성하는 저밀도부(198)로 이루어지는 것을 특징으로 하며; 폭기조(140)가 호기성조와 혐기성조의 역할을 병행하게 하는 것이 가능하며, 하수에 포함된 잔류 질소의 제거 효율이 높아지며, 호기성조인 폭기조(140)에서 혐기성 미생물에 의한 하수 처리도 병행하는 것이 가능하며, 침전되는 이 물질과 부유물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

하수, 처리, 폭기

Description

생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치{APPARATUS FOR TREATING WASTE WATER CONTAINING HIGH CONCENTRATION OF ORGANIC AND NITROGEN COMPRISING AERATION TANK USING BIOFILM FILTER}

본 발명은 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고농도의 유기물과 질소를 포함하는 폐수로부터 유기물과 질소를 효율적으로 제거할 수 있으며, 부유물이 배출되는 것을 방지할 수 있는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치에 관한 것이다.

폐수는 상수를 사용한 후 버려지는 오염된 물로서 사용된 상수의 목적에 따라 질소화합물이나 유기물 등과 같은 여러 가지 물질을 포함하고 있다.

질소화합물이나 유기물을 처리하는 방법으로 활성슬러지법이 주로 이용되어 왔는데, 활성슬러지법은 폐수를 호기적으로 처리하기 위하여 채택되는 방법이다. 일반적인 활성슬러지법은, 폐수가 폭기조(aeration tank)로 계속 주입됨에 따라 미생물이 폐수 중의 유기물을 섭취 분해하여 성장하게 되고, 이렇게 성장된 미생물은 응결되어 종말 침전지에서 침전되는데, 침전체의 일부는 활성슬러지의 형태로 다시 폭기조로 반송되고 일부는 폐슬러지로 만들어지게 됨으로써 폭기조 내의 미생물의 양이 적절한 수준으로 유지되면서 폐수 중의 유기물이 분해되도록 하는 폐수처리방법이다. 상기와 같은 활성슬러지법은 고농도의 유기물과 질소를 함유한 폐수에 대하여는 고농도의 유기물로 인하여 종속영양세균이 과도하게 성장하고 상대적으로 성장속도가 느린 자가영양세균인 질산화균은 종속영양세균을 상대로 한 용존산소 경쟁에서 뒤지게 되어 그 성장이 억제됨에 따라 유기물과 질소를 동시에 효과적으로 제거하기에는 부적합하고 잉여슬러지의 양도 증가되는 등 많은 문제점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 다량의 미생물을 담체에 부착시켜 고정화시킨 상태로 이용하는 생물막공법이 개발되었다. 이러한 생물막공법에 의하면, 폐수처리효율을 높임과 동시에 슬러지의 발생량을 줄일 수 있지만 고농도의 부유고형물이 담체주변을 둘러싸게 되어 담체 내부에 존재하는 질산화균이 용존산소에 접촉하기가 어렵게 됨에 따라 질산화균의 질산화활동이 심각하게 저해되며, 동절기에는 질소의 제거호율이 급격히 저하되며, 고농도의 유기물과 질소를 함유하는 폐수가 순간적으로 유입되는 충격부하에 약하다는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 하수에 포함된 잔류 질소를 제거하여 제거 효율이 높아지며, 호기성조인 폭기조에서 혐기성 미생물에 의한 하수 처리도 병행하는 것이 가능하며, 동절기에도 질소 제거 성능이 유지되며, 하수에 포함되어 침전되는 이 물질과 부유물이 외부로 유출되는 것을 방 지할 수 있는 고농도 하수처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치는 하나 이상의 발포체를 구비하는 혐기성조와, 하나 이상의 생물막부와 산기관을 구비하는 폭기조와, 침전조를 포함하여 차례로 전달되어 오는 하수를 처리하며, 상기 생물막부는 하나 이상의 통공이 형성된 판상의 설치부재와, 상기 통공에 삽입되는 생물막 여재로 이루어지며; 상기 생물막 여재는 하수가 스며들 수 있는 섬유질로 이루어지며, 상기 설치부재의 두께보다 긴 길이를 가지며 상기 통공에 삽입되어 통공의 내측에 접하는 고밀도부와, 상기 고밀도부에 의하여 둘러싸인 형태로 고밀도부의 내측으로 구비되어 하수의 이동 통로를 형성하는 저밀도부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서 폭기조의 반대 방향으로 혐기성조에 연결되는 재탈질조와, 상기 혐기성조와 폭기조 사이에 구비되는 무산소조를 더 포함하며; 상기 재탈질조는 제4 순환관에 의하여 폭기조로부터 활성슬러지를 공급받으며, 상기 무산소조는 제3 순환관에 의하여 폭기조로부터 활성슬러지를 공급받는 것을 특징으로 한다.

상기에서 생물막부는 상방향으로 개구된 "∪"자형 홈이 형성되며, 폭기조의 내측에 접촉되어 구비되는 하나 이상의 판상의 지지체와, 상기 각 지지체의 "∪"자형 홈에 삽입 설치되며 하나 이상의 통공이 형성된 판상의 설치부재와, 상기 설치부재에 형성된 통공에 삽입 설치되는 생물막 여재로 이루어지며; 상기 생물막 여재는 하수가 스며들 수 있는 섬유질로 이루어지며, 상기 설치부재의 두께보다 긴 길 이를 가지며 상기 통공에 삽입되어 통공의 내측에 접하는 고밀도부와, 상기 고밀도부에 의하여 둘러싸인 형태로 고밀도부의 내측으로 구비되어 하수의 유동 통로를 형성하는 저밀도부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 생물막 여재는 통공이 형성되며 상기 통공이 서로 연통되도록 중공의 연결부재로 연결되어 서로 이격된 판상의 2개의 측면부재와, 상기 측면부재를 연결하며 내외측으로 연통된 하나 이상의 관통부를 구비하는 중공의 연결부재로 이루어지는 지지부재와; 하수가 스며들 수 있는 섬유질로 이루어지며 상기 측면부재 사이에서 연결부재의 외측으로 구비되는 고밀도부와; 상기 중공의 연결부재의 내측으로 구비되어 하수의 유동 통로가 되는 저밀도부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서 침전조는 하수에 포함된 이물질이 침전되도록 작용하는 침전부를 구비하며, 상기 침전부는 중공체로서 하부에 내측에서 외부로 하수의 유동을 가능하게 하는 관통부가 형성되며, 상단으로부터 하부로 이격되며 폭기조와 연결하는 제5 연결관이 삽입되는 제1 공이 형성된 제1 중공체와; 상기 제1 중공체와 간격을 가지고 제1 중공체의 외측으로 구비되며 상단에는 하나 이상이 돌기부를 구비하고 상단으로부터 하부로 이격하여 상기 제5 연결관이 삽입되는 제2 공이 형성된 제2 중공체와; 상기 제2 중공체와 간격을 가지고 제2 중공체의 외측으로 구비되며 상단으로부터 하부 이격하여 일측으로 상기 제5 연결관이 삽입되는 제3 공이 형성되며, 타측으로 하수를 배출하는 제6 연결관이 삽입되는 제4 공이 형성된 제3 중공체로 이루어지며; 상기 제2 중공체의 상단 높이는 제1 중공체의 상단 높이보다 낮으 며, 제3 중공체의 상단 높이보다도 낮은 것을 특징으로 한다.

상기에서 무산소조는 내측으로 제2 폭기조를 포함하며; 상기 제2 폭기조는 내측으로 산기관과 맥반석을 구비하며, 제3 순환관에 의하여 폭기조와 연결되어 활성슬러지를 제공받으며, 상기 제2 폭기조의 상단은 무산소조로부터 폭기조로 연결되는 제4 연결관의 설치 높이보다 높게 형성되어 제3 순환관에 의하여 제공되는 활성슬러지는 제2 폭기조의 상단을 넘어 무산소조로 유동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100)는 폭기조(140)가 호기성조와 혐기성조의 역할을 병행하게 하는 것이 가능하며, 제3 순환관(106)과 제4 순환관(108)을 통하여 활성슬러지를 공급받는 재탈질조(115)와 무산소조(130)를 더 구비하여 하수에 포함된 잔류 질소를 제거하여 제거 효율이 높아지며, 생물막부(190)를 하수의 통로가 되는 저밀도부(198)와 저밀도부(198)를 둘러싸는 고밀도부(197)로 이루어진 생물막 여재(195)로 형성함으로써 호기성조인 폭기조(140)에서 혐기성 미생물에 의한 하수 처리도 병행하는 것이 가능하며, 제2 폭기조(180) 내에 맥반석을 구비하고 폭기함으로써 저온에서 질산화가 저하되는 현상을 방지할 수 있으며, 하수에 포함되어 침전되는 이 물질과 부유물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따르는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치의 예를 도시한 일부 절개 사시도이며, 도 2는 도 1의 고도 하수처리장치의 연결을 명확하게 나타내기 위하여 도식적으로 도시한 것이며, 도 3은 본 발명 고도 하수처리장치에 구비되는 혐기성조를 개략적으로 도시한 것이며, 도 4는 본 발명 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치에 구비되는 무산소조를 개략적으로 도시한 것이며, 도 5는 본 발명 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치에 구비되는 폭기조를 개략적으로 도시한 것이며, 도 6은 폭기조에 구비되는 생물막부의 일부를 도시한 분해 사시도이며, 도 7은 폭기조에 구비되는 생물막부를 도시한 사시도이며, 도 8은 도 7의 생물막부에 구비되는 생물막 여재를 도시한 개략적인 사시도이며, 도 9는 생물막부의 설치 상태를 설명하기 위한 일부 단면도이며, 도 10은 생물막 여재의 변형 예를 도시한 사시도이며, 도 11은 생물막 여재의 변형 예에 구비되는 지지부재를 도시한 개략적인 사시도이며, 도 12는 본 발명 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치에 구비되는 침전조를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 13은 도 12의 침전조에 구비되는 제1 중공체를 도시한 개략적인 사시도이며, 도 14는 도 12의 침전조에 구비되는 제2 중공체를 도시한 개략적인 사시도이다.

이하에서 하수가 흐르는 방향을 기준으로 하여 상대적으로 제1 유입관(101) 또는 제3 유입관(103)에 가까운 쪽을 "상류"로 기재하고, 먼 쪽을 "하류"로 기재하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따르는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100)는 혐기성조(120)와, 폭기조(140)와, 침전조(150)를 포함하여 차례로 유동되어 오는 하수를 처리하게 된다. 상기 혐기성조(120)의 상류로 제1 유입관(101)을 통하여 유입된 하수의 유량을 조절하는 유량조정조(110)를 더 포함할 수 있다. 상기 유량조정조(110)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 일측으로 펌프(111)가 연결된 공급관(105)을 통하여 유입된 하수를 혐기성조(120)에 공급한다.

그리고 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 상기 폭기조(140)의 반대 방향으로 혐기성조(120)에 연결되며 교반기(도시하지 않음)를 구비하는 재탈질조(115)와, 상기 혐기성조(120)와 폭기조(140) 사이에 위치하며 교반기(도시하지 않음)를 구비하는 무산소조(130)를 더 포함할 수 있고, 이에 더하여 상기 유량조정조(110)의 일측으로 폐슬러지가 수거되는 슬러지저류조(170)와 침전조(150)의 일측으로 배출되는 하수를 살균 하는 등의 처리를 하는 처리수조(160)를 더 포함할 수 있다. 상기에서 교반기는 하수를 교반시키는 작용을 하는 것으로 모터와 프로펠러로 이루어져 프로펠러가 하수 내에서 회전하면서 하수를 교반시킬 수 있다. 상기 재탈질조(115)와 무산소조(130)에서 잔류 질소는 질소 가스로 방출 제거된다.

상기에서 처리수조(160)는 하수가 최종 처리되는 것으로 살균 등을 위한 구성이 구비될 수 있다. 살균 작업에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따르는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100)는 양단이 폐색된 중공인 본체(300)에 복수의 벽체(301)를 구비하여, 상기 본체(300)와 벽체(301)에 의하여 혐기성조(120), 폭기 조(140), 침전조(150) 등의 외부를 형성하는 것이 가능하다. 상기 본체(300)와 벽체(301)는 합성수지, 스테인리스 스틸, 콘크리트 등과 같이 하수에 의하여 부식되지 않은 재질로 제조하는 것이 바람직하다.

상기 재탈질조(115)는 제4 순환관(108)에 의하여 폭기조(140)로부터 활성슬러지를 공급받으며, 상기 무산소조(130)는 제3 순환관(106)에 의하여 폭기조(140)로부터 활성슬러지를 공급받아, 하수에 잔존하는 질소를 제거하게 된다. 상기 제3 순환관(106)과 제4 순환관(108)의 일단은 폭기조(140) 내의 가장 하류 측에 위치하여 혐기성 미생물과 호기성 미생물이 혼합된 활성슬러지를 재탈질조(115)와 무산소조(130)로 공급한다. 상기 제3 순환관(106)과 제4 순환관(108)를 통한 슬러지의 순환은 펌프나 에어리프트를 설치하여 이루어질 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 무산소조(130)는 내측으로 축소된 부피를 가지는 제2 폭기조(180)를 구비한다. 상기 제2 폭기조(180)는 일종의 영양과 미생물 비를 이용하여 질소를 제거하는 장치(Food/Mlss Nutrient Removal Device)로서 제2 폭기조(180)에는 송풍기(188)에 연결된 산기관(189)과, 맥반석(181)이 구비된다. 상기 제2 폭기조(180)는 맥반석에서 방출되는 미네랄을 이용하여 미생물의 활성을 향상시키고 산기관(189)에 의한 과폭기 상태를 유지하여 저온에 의한 질산화 저해 현상을 방지한다. 도 4에 도시한 바와 같이 제2 폭기조(180)의 상단 높이는 상기 무산소조(130)로부터 폭기조(140)로 연결되는 제4 연결관(1077)의 설치 높이보다 높게 형성되어 제3 순환관(106)에 의하여 제공되는 활성슬러지는 제2 폭기조(180)의 상단을 넘어 무산소조(130)로 유동하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제2 폭기조(180)의 하단은 무산소조(130)로부터 상부로 이격되어 구비되나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제3 순환관(106)을 통하여 상기 제2 폭기조(180)에 하수와 함께 유입된 활성슬러지는 제2 폭기조(180) 내에서 산기관(189)에 의하여 활성화되며, 맥반석(181)에서 방출되는 미네랄에 노출된 후 도 4에 화살표로 도시한 바와 같이 상단을 넘어 무산소조(130)로 유입된다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 상기 슬러지저류조(170)는 제2 순환관(104)에 의하여 침전조(150)에 연결되어 침전조(150)에 침전되어 있는 폐슬러지를 공급받는다. 일반적으로 폐슬러지는 활성슬러지보다 하부로 침전되어 있으므로 도 12에 도시한 바와 같이 침전조(150)의 제1 중공체(157)의 내부에 위치하는 제2 순환관(104)의 끝단은 무산소조(130)로 활성슬러지를 공급하는 제1 순환관(102)의 끝단보다 낮게 설치된다. 상기 제1 순환관(102)과 제2 순환관(104)를 통한 슬러지의 순환은 펌프나 에어리프트를 설치하여 이루어질 수 있다.

하수가 유입되는 통로인 유입관은 도 1에 도시한 바와 같이 유량조정조(110)로 하수를 유입되게 하는 제1 유입관(101)과, 혐기성조(120)로 하수를 유입시키는 제2 유입관(103)으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 유입관(101)과 제2 유입관(103)의 상류에 방향전환 밸브(도시하지 않음)와, 유입되는 하수의 농도를 측정하는 농도측정장치(도시하지 않음)와, 상기 농도측정장치의 측정 결과에 따라 방향전환 밸브를 제어하여 제1 유입관(101) 또는 제2 유입관(103)으로 하수를 흐르게 하는 제어부를 구비하여, 하수의 농도가 높은 경우에는 제1 유입관(101)을 통하여 유량조정조(110)로 하수를 흐르게 하고, 농도가 낮은 경우에는 제2 유입관(103)을 통하여 혐기성조(120)로 하수를 흐르게 할 수 있다. 농도가 높은 경우 상기 유량조정조(110)로 흐르게 하여 유량조정조(110)에서 일단 일정량의 침전물을 침전시켜 공급관(105)을 통하여 혐기성조(120)로 하수를 흐르게 하기 위한 것이다.

도 1 및 도 2에서 도면부호 1071은 재탈질조(115)를 구비하는 경우 유량조정조(110)와 재탈질조(115) 사이에 설치되어 유량조정조(110)로부터 재탈질조(115)로 하수가 흐르는 제1 연결관을 도시한 것으로, 재탈질조(115)를 구비하지 않는 경우 상기 제1 연결관(1071)은 유량조정조(110)와 혐기성조(120) 사이에 설치된다. 도면부호 1073은 재탈질조(115)와 혐기성조(120) 사이에 설치된 제2 연결관을, 1075는 혐기성조(120)와 무산소조(130) 사이에 설치된 제3 연결관을, 1077은 무산소조(130)와 폭기조(140) 사이에 설치된 제4 연결관을, 1079는 폭기조(140)와 침전조(150) 사이에 설치된 제5 연결관을, 1078은 침전조(150)와 처리수조(160) 사이에 설치된 제6 연결관을, 109는 처리된 하수가 배출되는 배출관을 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 상기 혐기성조(120)에는 하나 이상의 발포체(121)를 구비한다. 상기 다공질 발포체(121)의 흡착 특성을 이용하여 미생물의 안정하게 흡착시켜 배양할 수 있게 된다. 도 3에서 도면부호 123은 상기 발포체(121)에 구비되는 오목한 공동(Cavity)을 도시한 것이다. 본 발명자는 상기 발포체(121)를 폐타이어를 이용하여 제조하였다. 그러나 본 발명의 권리가 폐타이어에 한정되는 것은 아니며, 다양한 재질의 다공성 발포체를 사용하는 것이 가능하다.

도 1, 도 2, 도 5 내지 도 11에 도시한 바와 같이 제3 연결관(1075)을 통하여 혐기성조(120)에 연결되거나, 제4 연결관(1077)을 통하여 무산소조(130)에 연결되는 폭기조(140)는 내측으로 하나 이상의 생물막부(190)와, 송풍기(148)에 연결된 산기관(149)을 구비한다. 상기 산기관(149)은 생물막부(190) 사이마다 구비될 수 있다. 상기 제3 연결관(1075) 또는 제4 연결관(1077)을 통하여 폭기조(140) 내로 유입된 하수는 상기 생물막부(190)를 통과하고 제5 연결관(1079)을 통하여 이웃하는 침전조(150)로 배출된다.

도 6 내지 도 9에 도시한 바와 같이 상기 생물막부(190)는 하나 이상의 통공(1931)이 형성된 판상의 설치부재(193)와, 상기 통공(1931)에 삽입되는 생물막 여재(195)로 이루어진다. 상기 설치부재(193)는 폭기조(140)의 내측으로 접촉하여 하수가 생물막 여재(195)를 통하여 유동하도록 한다. 상기 생물막 여재(195)는 하수가 스며들 수 있는 섬유질이나 플라스틱 재질의 와이어로 이루어지며, 상기 설치부재(193)의 두께보다 긴 길이를 가지며 상기 통공(1931)에 삽입되어 통공(1931)의 내측에 접하는 고밀도부(197)와, 상기 고밀도부(197)에 의하여 둘러싸인 형태로 고밀도부(197)의 내측으로 구비되어 하수의 이동 통로를 형성하는 저밀도부(198)로 이루어진다. 상기 고밀도부(197)의 외측은 산기관(149)의 폭기에 의하여 산소와 접촉하는 부분이므로 외측으로 호기성 미생물이 배양되며, 상기 고밀도부(197)에 의하여 둘러싸인 저밀도부(198)에는 산소가 공급되지 않으므로 혐기성 미생물이 배양된다. 따라서 폭기조(140)에서 호기성 미생물에 의한 하수 처리와 혐기성 미생물에 의한 하수 처리가 병행되는 것이 가능하게 된다. 상기 고밀도부(197)와 저밀도부(198)는 상대적인 개념으로 예를 들면 고밀도부(197)의 플라스틱 재질 와이어 사이의 간격은 저밀도부(198)보다 좁게 형성된다. 따라서 유동저항이 큰 고밀도부(197)보다는 유동저항이 작은 저밀도부(198)를 통하여 하수의 유동이 이루어지며, 고밀도부(197)에 둘러싸인 저밀도부(198)는 상대적으로 폭기되는 산소와 접촉 기회가 작으므로 혐기성 미생물이 부착 배양되고, 폭기되는 산소와 직접 접촉하는 고밀도부(197)의 외측으로는 호기성 미생물이 부착 배양된다.

생물막부(190)의 보수를 용이하게 하게 위하여, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 상기에서 생물막부(190)는 상방향으로 개구된 "∪"자형 홈(1911)이 형성되며, 폭기조(140)의 내측에 접촉되어 구비되는 하나 이상의 판상의 지지체(191)를 더 포함하여, 상기 각 지지체(191)의 "∪"자형 홈(1911)에 하나 이상의 통공(1931)이 형성된 판상의 설치부재(193)가 삽입 설치되도록 할 수 있다. 마찬가지로 상기 생물막 여재(195)는 하수가 스며들 수 있는 섬유질이나 미세사 형태의 플라스틱 재질로 이루어지며, 상기 설치부재(193)의 두께보다 긴 길이를 가지며 상기 통공(1931)에 삽입되어 통공(1931)의 내측에 접하는 고밀도부(197)와, 상기 고밀도부(197)에 의하여 둘러싸인 형태로 고밀도부(197)의 내측으로 구비되어 하수의 유동 통로를 형성하는 저밀도부(198)로 이루어진다. 도 6 및 도 7에서 도면부호 1935는 설치부재(193)를 인출하거나 삽입할 때 파지하는 손잡이를 도시한 것이며, 1937은 설치부재(193)의 상단면을 도시한 것이다.

상기에서 고밀도부(197)는 페인트 롤과 같은 형태로 형성되며, 회전축이 삽입되는 페인트 롤의 내부 중공에 그물망을 삽입하여 저밀도부(198)를 형성할 수 있다. 그리고 고밀도부(197)인 페인트 롤의 외측에 호기성 미생물을 배양하고, 저밀 도부(198)인 내부 중공의 그물망에 혐기성 미생물을 배양하게 된다. 도 9에 도시한 바와 같이 하수는 내부 중공의 그물망인 저밀도부(198)를 통하여 생물막부(190)를 통과하게 된다.

한편, 상기 생물막 여재(195)는 형태가 유지되며 외력의 작용에 의하여 쉽게 변형되지 않도록 하기 위하여 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같은 형태로 형성하는 것도 가능하다. 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이 통공(1991a)이 형성되며 상기 통공(1991a)이 서로 연통되도록 중공의 연결부재(1993)로 연결되어 서로 이격된 판상의 2개의 측면부재(1991)와, 상기 측면부재(1991)를 연결하며 내외측으로 연통된 하나 이상의 관통부(1995)를 구비하는 중공의 연결부재(1993)로 이루어지는 지지부재(199)를 더 포함한다. 상기 지지부재(199)의 측면부재(1991) 사이에 연결부재(1993)의 외측으로 고밀도부(197)를 구비하며, 상기 연결부재(1993)의 내측으로 저밀도부(198)를 구비하여 연결부재(1993)의 내측으로 저밀도부(198)를 거쳐 하수가 유동하도록 한다.

상기 도 6 내지 도 11에서 통공(1931), 생물막 여재(195)의 단면을 원형으로 도시하고 있으나, 사각형, 오각형 등 다양한 단면 형태를 가지는 것으로 형성하는 것도 가능하다.

상기 폭기조(140)의 하류 측으로 구비되는 침전조(150)는 도 12 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 일측으로 제5 연결관(1079)에 의하여 폭기조(140)와 연결되며, 타측으로 제6 연결관(1078)이 연결된다. 상기 침전조(150)는 내측으로 하수에 포함된 이물질을 침전시켜 배출되는 것을 방지하는 침전부(151)를 구비한다.

상기 침전부(151)는 제1 중공체(157)와, 상기 제1 중공체(157)와 간격을 가지고 제1 중공체(157)의 외측으로 구비되는 제2 중공체(155)와, 상기 제2 중공체(155)와 간격을 가지고 제2 중공체(155)의 외측으로 구비되는 제3 중공체(153)로 이루어진다. 상기 침전조(150) 내로 연장되는 상기 제5 연결관(1079)은 제3 중공체(153)와, 제2 중공체(155)와, 제1 중공체(157)를 차례로 관통하여 끝단이 제1 중공체(157) 내로 위치한다. 따라서 하수는 제5 연결관(1079)를 통하여 제1 중공체(157) 내로 유입하게 된다.

상기 제1 중공체(157)는 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이 중공체이며, 하부에 제5 연결관(1079)을 통하여 유입된 하수가 유출되는 관통부(1571)가 형성되며, 상단으로부터 하부로 이격하여 상기 제5 연결관(1079)이 삽입되는 제1 공(1573)이 형성된다. 도 13에 도시한 바와 같이 상기 제1 중공체(157)는 단면이 원형인 원통체로 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 중공체(157)의 하단은 침전조(150)의 하부에 접하게 되어 관통부(1571)를 통해서만 하수가 유출된다.

상기 제2 중공체(155)는 도 12 및 도 14에 도시한 바와 같이 중공체이며, 상단으로부터 하부로 이격하여 제5 연결관(1079)이 관통하는 제2 공(1553)이 형성되며, 상단은 복수의 돌기(1551)를 구비하여 요철 형태로 형성된다. 상기 제2 중공체(155)의 하단은 침전조(150)의 하부에 접하게 된다.

상기 제3 중공체(153)는 도 12에 도시한 바와 같이 중공체이며, 상단으로부터 하부로 이격하여 일측으로 제5 연결관(1079)이 관통하는 제3 공(1533)이 형성되며, 타측으로 제6 연결관(1078)이 삽입되는 제4 공(1531)이 형성된다.

상기에서 제2 중공체(155)의 상단 높이는 제1 중공체(157)의 상단 높이보다 낮게, 그리고 제3 중공체(153)의 상단 높이보다도 낮게 형성된다.

도 12에 도시한 바와 같이 제5 연결관(1079)를 통하여 하수가 제1 중공체(157) 내로 유입되면, 하수는 제1 중공체(157)의 하부에 형성된 관통부(1571)를 통하여 배출되어 화살표로 도시한 바와 같이 제1 중공체(157)와 제2 중공체(155) 사이에서 상승하게 된다. 따라서 하수에 포함된 상승하지 못하는 이물질은 침전하게 된다. 하수는 제2 중공체(155)의 상단을 넘어 제2 중공체(155)와 제3 중공체(153) 사이로 유동한다. 그리고 제3 중공체(153)에 삽입된 제6 연결관(1078)을 통하여 배출된다. 상기에서 하수가 제2 중공체(155)의 상단을 넘을 때 제2 중공체(155) 상단의 돌기(1551) 사이를 유동하게 되므로 부유물은 상기 돌기(1551) 사이에서 걸리게 되어 유출되지 않게 된다. 제6 연결관(1078)을 통하여 배출된 하수는 처리수조(160)를 구비하는 경우 처리수조(160)로 유입되며 배출관(109)을 통하여 배출된다.

이상에서 도면을 참조하여 본원 발명을 설명하였으나, 본원 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것이 아니며, 본원 발명이 속하는 당업자에게 자명한 범위는 본원 발명의 권리에 속하는 것으로 해석하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따르는 고도 하수처리장치의 예를 도시한 일부 절개 사시도이다.

도 2는 도 1의 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치를 도식적으로 도시한 것이다.

도 3은 본 발명 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치에 구비되는 혐기성조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 4는 본 발명 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치에 구비되는 무산소조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 5는 본 발명 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치에 구비되는 폭기조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 6은 폭기조에 구비되는 생물막부의 일부를 도시한 분해 사시도이다.

도 7은 폭기조에 구비되는 생물막부를 도시한 사시도이다.

도 8은 도 7의 생물막부에 구비되는 생물막 여재를 도시한 개략적인 사시도이다.

도 9는 생물막부의 설치 상태를 설명하기 위한 일부 단면도이다.

도 10은 생물막 여재의 변형 예를 도시한 사시도이다.

도 11은 생물막 여재의 변형 예에 구비되는 지지부재를 도시한 개략적인 사시도이다.

도 12는 본 발명 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치 에 구비되는 침전조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 13은 도 12의 침전조에 구비되는 제1 중공체를 도시한 개략적인 사시도이다.

도 14는 도 12의 침전조에 구비되는 제2 중공체를 도시한 개략적인 사시도이다.

Claims

하나 이상의 발포체(121)를 구비하는 혐기성조(120)와, 하나 이상의 생물막부(190)와 산기관(149)을 구비하는 폭기조(140)와, 침전조(150)를 포함하여 차례로 전달되어 오는 하수를 처리하는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100)에 있어서, 상기 생물막부(190)는 하나 이상의 통공(1931)이 형성된 판상의 설치부재(193)와, 상기 통공(1931)에 삽입되는 생물막 여재(195)로 이루어지며; 상기 생물막 여재(195)는 하수가 스며들 수 있으며, 상기 설치부재(193)의 두께보다 긴 길이를 가지며 상기 통공(1931)에 삽입되어 통공(1931)의 내측에 접하는 고밀도부(197)와, 상기 고밀도부(197)에 의하여 둘러싸인 형태로 고밀도부(197)의 내측으로 구비되어 하수의 이동 통로를 형성하는 저밀도부(198)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100).
제1 항에 있어서, 상기 폭기조(140)의 반대 방향으로 혐기성조(120)에 연결되는 재탈질조(115)와, 상기 혐기성조(120)와 폭기조(140) 사이에 구비되는 무산소조(130)를 더 포함하며; 상기 재탈질조(115)는 제4 순환관(108)에 의하여 폭기조(140)로부터 활성슬러지를 공급받으며, 상기 무산소조(130)는 제3 순환관(106)에 의하여 폭기조(140)로부터 활성슬러지를 공급받는 것을 특징으로 하는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100).
제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 생물막부(190)는 상방향으로 개구된 "∪"자형 홈(1911)이 형성되며, 폭기조(140)의 내측에 접촉되어 구비되는 하나 이상의 판상의 지지체(191)와, 상기 각 지지체(191)의 "∪"자형 홈(1911)에 삽입 설치되며 하나 이상의 통공(1931)이 형성된 판상의 설치부재(193)와, 상기 설치부재(193)에 형성된 통공(1931)에 삽입 설치되는 생물막 여재(195)로 이루어지며; 상기 생물막 여재(195)는 하수가 스며들 수 있는 섬유질로 이루어지며, 상기 설치부재(193)의 두께보다 긴 길이를 가지며 상기 통공(1931)에 삽입되어 통공(1931)의 내측에 접하는 고밀도부(197)와, 상기 고밀도부(197)에 의하여 둘러싸인 형태로 고밀도부(197)의 내측으로 구비되어 하수의 유동 통로를 형성하는 저밀도부(198)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100).
제3 항에 있어서, 상기 생물막 여재(195)는 통공(1991a)이 형성되며 상기 통공(1991a)이 서로 연통되도록 중공의 연결부재(1993)로 연결되어 서로 이격된 판상의 2개의 측면부재(1991)와, 상기 측면부재(1991)를 연결하며 내외측으로 연통된 하나 이상의 관통부(1995)를 구비하는 중공의 연결부재(1993)로 이루어지는 지지부재(199)와; 하수가 스며들 수 있는 섬유질로 이루어지며 상기 측면부재(1991) 사이에서 연결부재(1993)의 외측으로 구비되는 고밀도부(197)와; 상기 연결부재(1993)의 내측으로 구비되어 하수의 유동 통로가 되는 저밀도부(198)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100).
제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 침전조(150)는 하수에 포함된 이물질이 침전되도록 작용하는 침전부(151)를 구비하며, 상기 침전부(151)는 중공체로서 하부에 내측에서 외부로 하수의 유동을 가능하게 하는 관통부(1571)가 형성되며, 상단으로부터 하부로 이격되며 폭기조(140)와 연결하는 제5 연결관(1079)이 삽입되는 제1 공(1573)이 형성된 제1 중공체(157)와; 상기 제1 중공체(157)와 간격을 가지고 제1 중공체(157)의 외측으로 구비되며 상단에는 하나 이상이 돌기부(1551)를 구비하고 상단으로부터 하부로 이격하여 상기 제5 연결관(1079)이 삽입되는 제2 공(1553)이 형성된 제2 중공체(155)와; 상기 제2 중공체(155)와 간격을 가지고 제2 중공체(155)의 외측으로 구비되며 상단으로부터 하부 이격하여 일측으로 상기 제5 연결관(1079)이 삽입되는 제3 공(1533)이 형성되며, 타측으로 하수를 배출하는 제6 연결관(1078)이 삽입되는 제4 공(1531)이 형성된 제3 중공체(153)로 이루어지며; 상기 제2 중공체(155)의 상단 높이는 제1 중공체(157)의 상단 높이보다 낮으며, 제3 중공체(153)의 상단 높이보다도 낮은 것을 특징으로 하는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100).
제2 항에 있어서, 상기 무산소조(130)는 내측으로 제2 폭기조(180)를 포함하며; 상기 제2 폭기조(180)는 내측으로 산기관(189)과 맥반석(181)을 구비하며, 제3 순환관(106)에 의하여 폭기조(140)와 연결되어 활성슬러지를 제공받으며, 상기 제2 폭기조(180)의 상단은 무산소조(130)로부터 폭기조(140)로 연결되는 제4 연결관(1077)의 설치 높이보다 높게 형성되어 제3 순환관(106)에 의하여 제공되는 활성슬러지는 제2 폭기조(180)의 상단을 넘어 무산소조(130)로 유동하는 것을 특징으로 하는 생물막 여재를 이용한 폭기조를 구비한 고도 하수처리장치(100).