KR100978637B1 - 수위 조절식 회전매체를 가지는 간헐포기식 분리막 장치 및이를 이용한 하·폐수 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교반기가 구비된 혐기조와 그리고 회전매체와 포기기 및 침지식 분리막 유니트를 구비한 간헐포기조가 조합된 장치를 이용하여 하·폐수를 처리함으로써, 유기물질, 부유물질, 질소 및 인을 동시에 효율적으로 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 수위 조절식 회전매체를 가지는 간헐포기식 분리막 장치 및 이를 이용한 하·폐수 처리방법에 관한 것으로 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인 농도의 변화에 대응하여 수위 조절식 회전매체와 포기기 및 침지식 분리막 유니트의 적용을 통하여 적절한 체류시간과 포기량의 조절이 가능하며, 침전지에서 발생가능한 문제점 해결과 처리부지의 절감을 통하여 경제적이며 효율적으로 하·폐수를 처리할 수 있는 효과가 있다.

수위 조절식, 회전매체, 간헐포기식, 분리막 장치, 혐기조, 포기기, 침지식 분리막 유니트

Description

수위 조절식 회전매체를 가지는 간헐포기식 분리막 장치 및 이를 이용한 하·폐수 처리방법{Intermittent aeration submerged membrane device and method with waterlevel control rotating media}

본 발명은 하·폐수를 생물학적으로 고도처리하기 위한 장치 및 이 장치를 이용한 고도처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교반기가 구비된 혐기조와 그리고 회전매체와 포기기 및 침지식 분리막 유니트를 구비한 간헐포기조가 조합된 장치를 이용하여 하·폐수를 처리함으로써, 유기물질, 부유물질, 질소 및 인을 동시에 효율적으로 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 수위 조절식 회전매체를 가지는 간헐포기식 분리막 장치 및 이를 이용한 하·폐수 처리방법에 관한 것이다.

산업의 발달과 인구의 도시 집중 현상으로 수질오염의 문제는 날로 심각해지고 있으며, 인간 활동과 산업 생산의 증가로 하·폐수 내에 함유되어 있는 다량의 질소, 인 및 유기물질은 더 이상 자연의 자정작용에 의한 처리에 의존할 수 없는 상황에 도달해 있다. 질소와 인과 같은 영양염류는 생물의 성장에 필수적인 영양요 소이지만 처리가 미흡하여 수중에 다량 함유된 경우에는 부영양화 현상을 유발하여 수질 오염을 악화시키는 역할을 한다.

생물학적 인 제거는 혐기조건과 호기조건을 유도하여 혐기조건에서 인 축적미생물에 의한 인 방출과 호기조건에서 과량의 인을 섭취한 미생물을 폐기함으로써 이루어지며, 생물학적 질소 제거는 미생물의 동화작용에 의한 세포합성과 호기조건에서 질산화, 무산소조건에서 탈질화 반응을 연속적으로 유도하여 질소가스로 전환시켜 제거하는 방법이다.

상기와 같은 원리를 이용하여 개발된 처리방법을 일괄하여 BNR(Biological nutrient removal) 공정이라 하며, 이 공정은 혐기조, 무산소, 호기조, 침전조의 공간적 배열을 통하여 이루어져 있으며, 이러한 BNR 공정을 바탕으로 하여 연구가 진행되어 바덴포(Bardenpho)공정, A2O공정, UCT(University of capetown)공정, MUCT(Modified UCT)공정 등이 개발되었다.

그러나 상기와 같이 많은 공정이 생물학적 영양염류 제거공정으로 개발되어 있으나, 질소 및 인을 제거하기 위해 여러 개의 반응조가 필요하게 되어 처리시설의 면적이 많이 소요되거나, 유입수의 부하가 변동되는 경우 적절한 대응을 하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 즉, 유입수 내의 질소, 인 등의 부하가 낮을 경우에도 같은 체류시간을 적용해야만 하는 단점을 가지고 있을 뿐만 아니라, 중력식 침 전지를 사용함에 따라, 침전지 내의 슬러지 벌킹, 스컴 등에 의한 방류수의 수질저하라는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명은 침지식 분리막 유니트의 흡인량 조정을 통해 회전매체의 대기중 노출 면적에 변화를 주고, 간헐포기를 통한 포기/비포기 시간비를 조절하여 하·폐수를 처리함으로써, 하·폐수에 함유된 유기물질, 질소 및 인 제거와 고액분리를 효율적으로 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수위 조절식 회전매체를 가진 간헐포기식 분리막 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

그리고 종래의 하·폐수 처리장치가 여러 개의 반응조가 필요하게 되어 처리시설의 부지면적이 많이 소요되는데 반해 본 발명은 하·폐수에 함유된 유기물질, 질소, 인의 제거 및 고액분리를 미생물 막을 형성시킨 회전매체와 간헐포기기 및 침지식 분리막 유니트를 갖춘 하나의 반응조에서 수행함으로써, 처리시설과 처리방법이 간단하고, 처리시설의 부지면적이 적게 소요되어 경제적인 것을 특징으로 하는 수위 조절식 회전매체를 가진 간헐포기식 분리막 장치 및 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 교반기가 구비된 혐기조와;

그리고 회전매체와 포기기 및 침지식 분리막 유니트를 구비한 간헐포기조;

가 조합된 것을 특징으로 하는 수위 조절식 회전매체를 가지는 간헐포기식 분리막 장치로 이루어지고,

상기 회전매체는 표면에 미생물 막을 부착시킨 복수 개의 원판을 회전축에 일정 간격으로 연이어 배열 결합시킨 구조이며,

상기 포기기는 외부 공기를 간헐적으로 유입하기 위한 타이머가 부착된 포기기를 구비하고, 유입된 공기를 간헐포기조 내부로 포기시키기 위한 복수 개로 연결된 포기기가 간헐포기조 하부에 배치되는 구조이고,

상기 침지식 분리막 유니트는 복수 개의 고액분리 부재들로 이루어진 구조인 것을 특징으로 하는 수위 조절식 회전매체를 가지는 간헐포기식 분리막 장치와 이 장치를 이용하여 하·폐수를 처리하는 방법을 과제 해결 수단으로 한다.

상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명은 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인 농도의 변화에 대응하여 수위 조절식 회전매체와 타이머가 부착된 포기기 및 침지식 분리막 유니트의 적용을 통하여 적절한 체류시간과 포기량의 조절이 가능하며, 침전지에서 발생가능한 문제점 해결과 처리부지의 절감을 통하여 경제적이며 효율적으로 하·폐수를 처리할 수 있는 효과가 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 교반기가 구비된 혐기조와;

그리고 회전매체와 포기기 및 침지식 분리막 유니트를 구비한 간헐포기조;

가 조합된 것을 특징으로 하는 수위 조절식 회전매체를 가지는 간헐포기식 분리막 장치에 관한 것이다.

본 발명의 특징은 하·폐수의 오염농도에 따라 침지식 분리막 유니트의 처리수 유출량 조절을 통해 간헐포기조 내부에 체류하는 하·폐수의 체류시간을 조절하면서 포기/비포기를 하고, 회전매체의 수면 노출 상태를 조절하여 하·폐수를 처리하는 것이 특징이다.

이하, 본 발명에 따른 간헐포기식 분리막 장치의 구성을 각 구성 별로 상세히 설명하면 아래의 내용과 같다.

본 발명에서 상기 혐기조는 교반기를 구비하며, 유입수 및 반송슬러지를 교반기를 이용하여 교반시키면서 혐기조건에서 혐기조 내부의 미생물 중 인을 축적하는 미생물의 우점종화를 통해 인 축적미생물(Phosphorus accumulating organism; PAO)성장에 적합한 환경을 조성하여 유기물질을 섭취(제거)하며, 인 축적미생물로부터 유입수로의 인을 방출하는 역할을 한다. 이때 혐기조 내부에 유입된 유입수는 유기물질이 제거되면서 인 축적미생물이 방출하는 인에 의해 인 화합물의 농도가 높아진다.

그리고 간헐포기조는 그 내부에 회전매체와 포기기 및 침지식 분리막 유니트를 구비하며, 간헐포기조 내부로 유입되는 하·폐수는 오염물질의 농도에 따라 회전매체의 운전 및/또는 타이머가 구비된 포기기를 이용하여 하·폐수 내에 간헐포기를 통하여 유기성질소 및 암모니아성 질소를 아질산성 질소 및 질산성 질소로 전환함과 함께 혐기조로부터 유입된 인 축적미생물이 혐기조에서 방출한 인의 양보다 더 많은 과량의 인을 섭취하여 제거하고, 비포기시에는 탈질미생물에 의해 포기시 전환된 아질산성질소 및 질산성 질소를 탈질소화를 시키는 역할을 한다.

본 발명에서 혐기조에서는 인 축적미생물이 유기물질을 섭취(제거)하고 인 축적미생물이 함유하고 있는 인을 하·폐수로 방출하기 위한 혐기조건을 유지하고, 그리고 간헐포기조에서는 혐기조로부터 간헐포기조 내로 유입된 인 축적미생물이 혐기조에서 방출한 인의 양보다 더욱 많은 양의 인을 섭취(제거)할 수 있도록 호기조건을 유지시키는 것이 특징이다.

또한 간헐포기조는 조 내로 유입되는 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인 농도에 따라 조 내의 체류시간 변화를 주기 위하여 침지식 분리막 유니트의 유출량 조절을 통해 회전매체가 수면 위로 노출되는 상태를 조절하게 되며, 이때 포기량을 절감하는 효과와 하·폐수에 함유된 오염물질의 부하에 따른 체류시간의 변화가 가능한 것이 본 발명의 특징이다.

또한 간헐포기조 내의 회전매체는 표면에 미생물 막을 부착시킨 복수 개의 원판을 회전축에 일정 간격으로 연이어 배열 결합시킨 구조로서, 고농도 미생물의 확보를 위한 부착미생물의 성장환경을 조성하는 역할을 하며, 회전매체가 수면 아래로 완전히 잠긴 상태의 운전시에는 간헐포기조 내의 슬러지를 혼합하고, 그리고 회전매체를 대기중에 일부 노출시킨 상태의 운전시에는 슬러지 혼합 및 간헐포기조 내에 공기를 공급하는 역할을 한다.

또한 간헐포기조 내의 포기기는 타이머가 부착되고, 회전매체 및 침지식 분리막 유니트의 하부에 배치되는 구조로 이루어져 있고, 타이머에 의해 하·폐수 내부로 공기를 포기시키는 포기시간이 적절히 조정되어 질 수 있다.

그리고 침지식 분리막 유니트는 복수 개의 고액분리막 부재들로 이루어진 구조로서, 상기 고액분리막 형태는 중공사형, 나선형, 평판형, 관형 등이 있으며, 더욱 상세하게는 복수 개 가닥의 중공사형 묶음으로 이루어진 복수 개의 다발로 이루어진 구조인 것이 바람직하다. 상기 침지식 분리막 유니트는 최종 침전지를 대신하여 간헐포기조 내에서 고액분리를 수행하여 처리수를 외부로 유출시킴과 동시에 간헐포기조의 체류시간의 변화와 포기량을 조절하는 역할 및 하·폐수의 부하변동에 따른 회전매체의 수면 노출 상태를 조절하는 역할을 한다.

이때 간헐포기조 내의 하부에 배치된 포기기는 회전매체가 장착된 부분뿐만 아니라 침지식 분리막 유니트가 장착된 부분의 하부에도 포기를 함으로써, 침지식 분리막 유니트의 고액분리막 부재의 외부에 부착된 슬러지들을 고액분리막 부재로부터 분리시키게 된다.

상기에서와 같이 상세히 설명한 바의 구조를 갖는 본 발명에 따른 간헐포기식 분리막 장치는 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인 농도의 변화에 대응하여 수위 조절식 회전매체와 포기기 및 침지식 분리막 유니트의 적용을 통하여 적절한 체류시간과 포기량의 조절이 가능하며, 침전지에서 발생가능한 문제점 해결과 처리부지의 절감을 통하여 경제적이며 효율적으로 하·폐수를 처리할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 수위 조절식 회전매체를 가진 간헐포기식 분리막 처리장치를 이용한 유입수의 처리방법을 상세히 설명하면 아래의 내용과 같다.

1) 혐기조 내에 유입된 하·폐수 및 반송슬러지를 교반시키면서, 인 축적미생물의 배양을 통해 유기물질을 제거(섭취)하고, 인 축적미생물이 함유하고 있는 인을 하·폐수로 방출하는 혐기처리 단계;

2) 혐기처리 후 간헐포기조 내에 유입된 하·폐수를 간헐적인 포기/비포기에 의해 하·폐수에 함유된 유기물질과 인 및 질소화합물을 제거하고, 침지식 분리막 유니트에 의한 처리수 유출량 조절을 통해 조 내의 하·폐수 체류시간의 조절 및 회전매체의 수면 노출 상태를 조절하는 포기/비포기처리 단계;

3) 포기/비포기 단계를 거친 하·폐수를 침지식 분리막 유니트를 통해 처리수를 조 외부로 유출시키면서 하·폐수에 함유된 고액을 분리시키는 고액분리처리 단계;

4) 고액분리된 슬러지의 일부를 혐기조로 반송하고, 나머지는 간헐포기조의 외부로 배출시키는 슬러지 처리 단계;

를 거쳐 유입수가 처리되는 것을 특징으로 하는 수위 조절식 회전매체를 가진 간헐포기식 분리막 장치를 이용한 처리방법에 관한 것이다.

본 발명은 하·폐수에 함유된 오염물질의 농도에 따라 침지식 분리막 유니트의 처리수 유출량 조절을 통해 간헐포기조 내부에 체류하는 하·폐수의 체류시간을 조절하면서 포기/비포기를 하고, 회전매체의 수면 노출 상태를 조절하여 하·폐수를 처리하는 방법에 특징이다.

그리고 본 발명에서 간헐포기는 하·폐수에 함유된 오염물질의 농도에 따라 타이머가 부착된 포기기를 이용하여 하·폐수에 포기/비포기 시간비를 적절히 조절한다.

또한 본 발명은 하·폐수에 함유된 오염물질의 농도에 따라 간헐포기조 내의 회전매체를 운전하는 방법은 다음과 같이 구분되어 진다.

a) 오염물질의 부하량이 큰 하·폐수를 처리할 경우에는 회전매체가 수면 내부에 완전히 잠기게 한 상태에서 운전함과 동시에 타이머가 부착된 포기기를 이용하여 하·폐수 내부로 간헐적으로 포기/비포기를 실시함으로써, 하·폐수의 체류시간을 증가시켜 간헐포기조 내에서 질산화의 효율을 높이는 동시에 미처리된 질산성질소의 충분한 탈질시간의 확보가 가능하게 한다.

b) 그리고 오염물질의 부하량이 적은 하·폐수를 처리할 경우에는 회전매체의 일부를 대기중에 노출시킨 상태로 운전함으로써, 하·폐수 체류시간의 감소와 추가적인 포기를 하지 않음으로써 하·폐수 처리량의 증가와 포기비를 절감할 수 있는 특징이 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 수위 조절식 회전매체를 가진 간헐포기식 분리막 장치의 구성을 나타낸 개략도에 관한 것이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 조절식 회전매체를 가진 간헐포기식 분리막 장치는 크게 교반기를 구비한 혐기조(10)와, 그 리고 회전매체(30)와 포기기(40) 및 침지식 분리막 유니트(50)를 구비한 간헐포기조(20)의 조합으로 구성되며, 각 구성요소의 기능 및 역할은 다음과 같다.

상기 혐기조(10)는 하·폐수 및 간헐포기조(20)에서 반송된 슬러지가 유입되며, 하·폐수에 함유된 유기성 질소 및 유기물질을 저분자 물질로 발효시키며, 혐기조건에서 우점종화된 인 축적미생물(Phosphorus accumulating organism; PAO)이 분해된 저분자 유기물을 소비하면서 배양을 통하여 인 축적미생물이 축적하고 있는 인을 하·폐수 내로 최대한 방출시키는 역할을 한다.

상기 간헐포기조(20)는 혐기조로부터 유입되는 하·폐수의 오염물질들을 제거하기 위해 포기를 실시한다. 포기는 타이머가 부착된 포기기(40)를 이용하여 간헐적으로 포기/비포기를 실시한다.

a) 포기시에는 유기성 질소 및 암모니아성 질소를 아질산성 및 질산성 질소로 전환함과 함께 혐기조로부터 유입된 인 축적미생물이 혐기조에서 방출한 인의 양보다 더 많은 양의 인을 섭취(제거)하고, b) 비포기시에는 포기시 전환된 아질산성 질소 및 질산성 질소를 탈질미생물에 의한 질소가스로 전환되는 탈질화 반응이 일어난다.

세부적으로, 간헐포기조(20)에서는 상기 전술한 바와 같이 과량의 인 섭취, 질산화, 탈질화 이외에도 침지식 분리막 유니트(50)의 설치로 인하여 고액분리와 유입수의 부하에 대응하기 위한 조 내의 하·폐수 체류시간 조절과 회전매체(30)의 수면 노출 상태를 조절하는 역할을 수행하고, 상기 간헐포기조(20) 일측에 설치된 슬러지 배출관이 구비되어 농축슬러지가 배출된다.

참고로, 도 2는 본 발명에 따른 침지식 분리막 유니트(50)의 상세하게 나타낸 상세도에 관한 것으로, 복수 개의 고액분리막 부재(51)들로 이루어진 구조로서, 상기 고액분리막 형태는 중공사형, 나선형, 평판형, 관형 등이 있으며, 더욱 상세하게는 복수 개 가닥의 중공사막(52)의 묶음으로 이루어진 복수 개의 다발인 고액분리 부재(51)로 이루어진 구조인 것이 바람직하다.

상기 간헐포기조 내에서 처리된 처리수는 중공사막(51)을 통해 유출관을 통해 외부로 유출되며, 이때 침지식 분리막 유니트(50)의하부에 배치된 포기기(40)로부터 발생하는 기포에 의해 중공사막의 외부에 부착된 슬러지는 중공사막으로부터 분리되어 수중에 부유하다가 비포기시에 하부로 침전된 다음 외부로 배출되어 일부는 혐기조로 반송되고, 그 나머지는 폐기처분된다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 조절식 회전매체를 가진 간헐포기식 분리막 장치는 하·폐수에 함유된 오염물질인 유기물질, 질소 및 인의 농도에 따라 다양한 하수처리 모드로 가동할 수 있는 것이 장점이다.

참고로, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인의 농도가 저농도로 유입되었을 경우의 처리방법을 나타낸 공정블럭도에 관한 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인의 농도로 유입되었을 경우의 처리방법을 나타낸 공정블럭도에 관한 것이고, 도 5는 본 발명에 따른 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인의 농도에 따른 회전매체의 수면 노출 상태를 나타낸 단면도에 관한 것이다.

1. 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인의 농도가 낮은 경우

도 3에 도시한 바와 같이 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인의 농도가 낮을 경우를 살펴보면, 하·폐수는 상기 혐기조(10)로 유입된다(S301). 이와 함께 상기 간헐포기조(20)로부터 반송된 슬러지도 혐기조(10)로 유입된다. 이때, 상기 간헐포기조(20)로부터 반송되는 슬러지의 양은 하·폐수 대비 50~100 부피%가 바람직하다. 그리고 상기 간헐포기조(20)의 침지식 분리막 유니트(40)를 통하여 처리수의 유출량의 증가(S303)가 일어나고, 상기 간헐포기조(20)에 설치된 회전매체(30)가 도 5a에 도시된 바와 같이 대기중에 노출시켜 운전하며, 이때 포기가 중지되고, 질산화, 탈질화에 의해 질소화합물이 제거되고(S304). 이때 생성된 슬러지를 고액분리하고 일부 슬러지는 다시 혐기조(10)로 반송하고, 나머지 슬러지는 간헐포기조(20)로부터 배출된다.(S305)

즉, 상기의 운전방법은 간헐포기조 내의 침지식 분리막 유니트의 흡인 압력을 높여 처리수의 유출량을 증가시켜 간헐포기조 내의 유입수 수위를 낮추면, 회전매체가 대기중으로 노출되고, 간헐포기조의 하·폐수 체류시간이 감소하며, 이때 포기가 불필요하며, 회전매체의 운전에 의해 슬러지 혼합 및 공기를 공급시키는 것이 특징이다.

이와 같은 상태에서, 상기 혐기조(10)에서는 하·폐수의 유기성 질소 및 유기물을 저분자 물질로 발효시키며 분해된 저분자 유기물을 소비하여 인 축적미생물(Phosphorus accumulating organism; PAO)의 배양을 통하여 유입수 내의 인 방출을 최대화시키는 역할을 한다(S302). 이때, 상기 간헐포기조(20)에서는 회전매체(30)의 회전에 의하여 부착 미생물 및 부유미생물의 성장에 필요한 공기가 포기에 의해 공급되어지며, 유기성질소 및 암모니아성 질소를 아질산성 및 질산성 질소로 전환하는 질산화와 그리고 상기 혐기조(10)에서 인 방출미생물에 의해 방출된 인의 과량 섭취(제거)가 일어나며, 동시에 질산화의 결과물인 아질산성 질소와 질산성 질소를 질소가스로 전환시키는 탈질화가 일어난다. 마지막으로, 상기 간헐포기조(20)는 침지식 분리막 유니트(50)를 통하여 고액분리가 일어나 처리수를 배출하며, 상기 간헐포기조(20) 일측에는 농축슬러지가 배출된다(S305).

참고로, 하·폐수 내의 유기물질, 질소 및 인의 농도에 따라 노출되는 회전매체(30)의 면적 및 포기량이 조절될 수 있다.

2. 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인의 농도가 높은 경우

도 4에 도시한 바와 같이 하·폐수의 유기물질, 질소 및 인의 농도가 높을 경우를 살펴보면, 하·폐수는 상기 혐기조(10)로 유입된다(S401). 이와 함께 상기 간헐포기조(20)로부터 반송된 슬러지는 혐기조(10)로 유입된다(S406). 이때, 상기 간헐포기조(20)로부터 반송되는 슬러지의 양은 유입수 대비 50~100 부피%가 바람직하다. 그리고 상기 간헐포기조(20)의 침지식 분리막 유니트(40)를 통하여 유출하는 처리수의 유출량은 혐기조(10)로부터 유입되는 하·폐수의 유입량과 동일(S403)하며, 상기 간헐포기조(20)에 설치된 회전매체(30)는 도 5b에 도시된 바와 같이 수면에 잠긴 상태로 운전됨과 동시에 타이머가 부착된 포기기(40)에 의해 포기/비포기의 형태로 간헐포기되어 진다. 이때 질소 화합물과 인 화합물 및 유기물질 등이 제거된다.(S404). 마지막으로, 상기 간헐포기조(20)는 침지식 분리막 유니트(50)를 통하여 고액분리가 일어나 처리수를 배출하며, 상기 간헐포기조(20) 일측에는 농축슬러지가 배출된다(S405).

즉, 상기의 운전방법은 유입수와 유출수의 유량을 조절하여 간헐포기조 내의 하·폐수 수면을 높이면, 회전매체가 하·폐수 내에 완전히 잠기고, 하·폐수의 간헐포기조 내에서 체류시간의 증가와 슬러지의 혼합 및 부착미생물의 성장과 동시에 간헐포기를 통하여 포기/비포기 조건을 교대로 운전함으로써 간헐포기조에서 생물학적 질산화, 탈질화 및 생물학적 인 섭취가 일어나는 것이 특징이다.

이와 같은 상태에서, 상기 혐기조(10)에서는 하·폐수의 유기성 질소 및 유기물을 저분자 물질로 발효시키며 분해된 저분자 유기물을 소비하여 인 축적미생물(Phosphorus accumulating organism; PAO)의 배양을 통하여 유입수내의 인 방출을 최대화 하는 역할을 한다(S402). 이때, 상기 간헐포기조(20)에서는 간헐포기를 통하여 회전매체(30)의 부착 미생물 및 부유미생물의 성장에 필요한 공기가 공급되어진다. 포기 시, 유기성질소 및 암모니아성 질소를 아질산성 및 질산성 질소로 전환하는 질산화와 상기 혐기조(10)에서 인 방출미생물에 의해 방출된 인의 과량 섭취가 일어나며, 비포기 시, 질산화의 결과물인 아질산성 질소와 질산성 질소를 질소가스로 전환시키는 탈질화가 일어난다. 마지막으로, 상기 간헐포기조(20)는 침지식 분리막 유니트(40)를 통하여 고액분리가 일어나고, 처리수를 배출하며, 상기 간헐포기조(20) 일측에는 농축슬러지가 배출된다(S406).

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 간헐포기식 분리막 장치를 이용하여 하·폐수를 처리하는 방법은 하·폐수에 함유된 유기물질, 질소 및 인 농도의 변화에 대응하여 수위 조절식 회전매체와 포기기 및 침지식 분리막 유니트의 적용을 통하여 적절한 체류시간과 포기량의 조절이 가능하며, 침전지에서 발생가능한 문제점 해결과 처리부지의 절감을 통하여 경제적이며 효율적으로 하·폐수를 처리할 수 있는 장점이 있다.

상기에서 설명 드린 바와 같이 본 발명은 첨부된 도면을 중심으로 본 발명의 우수성을 설명하였지만 본 발명은 첨부된 도면에 의해서만 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 수위 조절식 회전매체를 가진 간헐포기식 분리막 장치의 구성을 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 침지식 분리막 유니트의 상세하게 나타낸 상세도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 유입수의 처리방법을 나타낸 공정블럭도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 유입수의 처리방법을 나타낸 공정블럭도.

도 5는 본 발명에 따른 유입수의 오염농도에 따른 회전매체의 침지 상태를 나타낸 단면도에 관한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 혐기조

20 : 간헐포기조

30 : 회전매체

40 : 포기기

50 : 침지식 분리막 유니트

Claims (7)

1. 교반기가 구비된 혐기조와;

   그리고 회전매체와 포기기 및 침지식 분리막 유니트를 구비한 간헐포기조;

   가 조합되어 구성되되,

   상기 침지식 분리막 유니트의 유출량 조절을 통해 회전매체가 수면 위로 노출 또는 수면 아래로 잠긴 상태를 조절하게 되며,

   상기 회전매체는 표면에 미생물 막을 부착시킨 복수 개의 원판을 회전축에 일정 간격으로 연이어 배열 결합시킨 구조이고,

   상기 포기기는 타이머가 부착되며, 회전매체 및 침지식 분리막 유니트의 하부에 배치되는 구조이고,

   상기 침지식 분리막 유니트는 복수 개의 고액분리막 부재들로 이루어진 구조인 것을 특징으로 하는 수위 조절식 회전매체를 가지는 간헐포기식 분리막 장치.
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5. 1) 혐기조 내에 유입된 하·폐수 및 반송슬러지를 교반시키면서, 인 축적미생물의 배양을 통해 유기물질을 제거(섭취)하고, 인 축적미생물이 함유하고 있는 인을 하·폐수로 방출하는 혐기처리 단계;

   2) 혐기처리 후 간헐포기조 내에 유입된 하·폐수를 간헐적인 포기/비포기에 의해 하·폐수에 함유된 유기물질과 인 및 질소화합물을 제거하고, 침지식 분리막 유니트에 의한 처리수 유출량 조절을 통해 조 내의 하·폐수 체류시간의 조절 및 회전매체의 수면 노출 상태를 조절하는 포기/비포기처리 단계;

   3) 포기/비포기 단계를 거친 하·폐수를 침지식 분리막 유니트를 통해 처리수를 조 외부로 유출시키면서 하·폐수에 함유된 고액을 분리시키는 고액분리처리 단계;

   4) 고액분리된 슬러지의 일부를 혐기조로 반송하고, 나머지는 간헐포기조의 외부로 배출시키는 슬러지 처리 단계;를 거쳐 유입수가 처리되되,

   상기 2)단계에서,

   오염물질의 부하량이 큰 하·폐수를 처리할 경우에는 회전매체가 수면 내부에 완전히 잠기게 한 상태에서 운전함과 동시에 타이머가 부착된 포기기를 이용하여 하·폐수 내부로 간헐적으로 포기/비포기를 실시하고,

   오염물질의 부하량이 적은 하·폐수를 처리할 경우에는 회전매체의 일부를 대기중에 노출시킨 상태로 운전하는 수위 조절식 회전매체를 가진 간헐포기식 분리막 장치를 이용한 처리방법.
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