KR100999491B1

KR100999491B1 - 수처리 장치

Info

Publication number: KR100999491B1
Application number: KR1020100013021A
Authority: KR
Inventors: 한상배; 장덕; 허준무; 윤재섭; 정보림
Original assignee: 주식회사 그린기술산업
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2010-12-09

Abstract

본 발명은 하폐수 또는 상수를 고도처리할 수 있는 장치에 관한 것으로, 화학적 처리가 이루어지는 화학반응부와, 부착미생물에 의하여 생물학적처리가 이루어지는 생물막접촉부와, 고형물을 분리 및 수집하는 슬러지수집부가 컴팩트하게 일체로 구성되고, 상기 생물막접촉부에는 벌크형 생물막담체 또는 입상의 생물막담체가 충전된 수처리 장치를 제공하는 한편, 상기 수처리 장치의 전단계에는 제1 반응조를 설치하거나 또는 후단계에 제2 반응조를 설치하고 내부순환장치가 조합된 수처리 장치를 제공함으로써, 탁도, 색도, 유기물(BOD)과 난분해성 유기물(NBD COD), 총질소(TN), 총인(TP)을 경제적이고 높은 효율로 처리할 수 있다.

Description

수처리 장치{Water Treatment Facilities }

본 발명은 하수 및 폐수와 초기우수 및 상수처리 등에 이용되는 수처리 장치에 관한 것으로, 부지소요가 작고 하폐수 및 용수원에 함유된 다양한 오염물질과 부영양화 원인물질인 TN(Total Nitrogen : 총질소), TP(Total Phosphorus : 총인) 등을 높은 효율로 제거할 수 있는 화학적, 생물학적, 물리적 처리기능이 구비된 수처리 장치에 관한 것이다.

갈수기 하천 유지용수, 공업용수, 관개용수와 같은 물 소요량이 증가함에 따라 재이용을 위한 하폐수의 고도처리기술과, 수계의 부영양화 및 오염에 따른 고도정수처리기술이 절실하게 요구되고 있다.

그러나 종래의 중공사막은 TN, TP, 용존성의 COD(Chemical Oxygen Demand : 화학적 산소요구량), 용존성의 BOD (Biochemical Oxygen Demand : 생화학적 산소요구량)로 표시되는 유기물 등과 같은 용존성 오염물질의 제거효율이 낮고 주로 SS(Suspended Solid : 현탁성 고형물) 제거에 국한되며 시설비와 유지관리비 소요가 매우 커서 비효율적이고 비경제적이라는 한계가 있다.

또한, 종래방식의 생물막접촉기능과 여과기능이 동시에 구비된 바이오필터는 고액분리기능과 용존성 유기물의 분해기능이 함께 구비된 장점이 있으나, 색도, NBD COD(Non-Biodegradable Chemical Oxygen Demand)와 TN, TP를 제거하기 어렵고 유입 BOD 부하가 높은 경우에는 여상이 쉽게 폐쇄되는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 화학적 처리기능과 생물학적 처리기능 및 물리적 처리기능이 동시에 구비되고 유입수의 성상에 따라 탄력적인 운영이 가능하며, SS, 탁도, 색도, NBD COD, BOD, TN, TP를 경제적이며, 높은 효율로 제거할 수 있는 컴팩트한 구조의 수처리 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수처리 장치는 화학약품을 주입하여 화학적처리가 이루어지는 화학반응부와, 생물막담체가 충전되고 생물막담체에 부착증식하는 미생물에 의하여 생물학적처리가 이루어지는 생물막접촉부와, 고형물을 분리 및 수집하여 외부로 인출하는 슬러지수집부가 하나의 구조물로 컴팩트하게 일체형으로 구성되고 상기 생물막접촉부에는 비표면적과 공극율이 크고 생체친화성이 우수한 소재로 구성된 생물막담체가 충전된 것이다.

상기 화학반응부는 생물막접촉부의 측면 또는 중앙내부에 설치되어 있고, 그 내부에는 반응액을 혼합할 수 있는 교반장치를 설치할 수 있으며, 유입수의 성상 및 제거하고자 하는 처리대상 물질에 따라 응집제 주입장치, 흡착제 주입장치, pH조정제 주입장치 중에서 하나 이상 선택된 화학약품 주입장치들을 설치할 수 있다.

상기 수처리 장치의 화학반응부에서는 응집제 주입장치를 설치하고 응집제 등을 투입하여 전단계에서 제거되지 못한 인을 불용성 화합물로 결합하여 제거할 수 있다. 응집반응과 잘산화반응에는 알카리가 소요되므로 부족한 알카리는 pH조정제 주입장치를 이용하여 NaOH, Ca(OH)₂ 등 알카리를 투입하여 보충할 수 있다.

또한, 상기 화학반응부에는 흡착제 주입장치를 설치하고 제올라이트, PAC(Powdered Activated Carbon : 분말활성탄), GAC(Granular Activated Carbon : 입상활성탄) 등과 같은 흡착제를 투입하여 미생물에 의하여 분해가 어려운 NBD COD를 흡착하여 고형물 형태로 제거할 수 있다.

상기 생물막접촉부에는 부착증식하는 미생물에 의한 생물학적 반응이 이루어지도록 유동상, 벌크형 또는 입상의 생물막담체를 충전하고, 처리목적에 따라 생물막담체를 다르게 구성할 수 있다.

첫째, 상기 생물막접촉부에서 BOD 제거 또는 질소산화물의 탈질반응을 주된 목적으로 할 경우에는 많은 양의 미생물이 부착증식되고 반응액의 혼합이 충분히 이루어져야 한다. 이러한 반응조건에서는 생물막담체의 비표면적이 커서 미생물이 부착할 수 있는 표면적이 넓고, 공극율이 커서 유체의 소통이 원활한 생물막담체가 유리하다. 따라서 상기 생물막접촉부에는 공극이 서로 연통된 다공성의 발포수지, 섬유가 중첩된 수세미상, 적어도 일면에 섬모층이 형성된 직포 또는 부직포, 섬유가 조밀하게 돌출된 로우프 중에서 선택한 벌크형 생물막담체를 충전한다.

상기 수세미상 생물막담체와 벌크형 생물막담체는 반응조내에서 유동하지 않는 고정상으로 설치하거나 망체 등으로 구성된 유공 케이싱의 내부에 내삽하여 유동상 또는 고정상으로 충전할 수 있다. 상기 수세미상 생물막담체 또는 상기 벌크형 생물막담체가 충전된 생물막접촉부에서는 유입 BOD 농도가 높은 경우에도 담체가 잘 폐쇄되지 않고 SS 농도가 낮은 경우 SS가 생물막에 부착 제거되는 장점이 있다. 그러나 SS 농도가 높을 경우에는 유출수를 통하여 SS가 유출될 수 있으므로 SS 제거를 위한 후속공정을 설치하는 것이 일반적이다.

둘째, 상기 생물막접촉부에서 BOD 부하가 낮고 SS 제거를 주목적으로 하는 경우에는 상기 생물막접촉부에는 많은 양의 Biomass를 유지하는 것 보다는 SS 제거를 위한 여과기능을 발휘할 수 있는 입상 생물막담체를 충전하는 것이 바람직하다. 입상 생물막담체는 입상의 합성수지 성형물, 입상의 발포수지, 입상활성탄, 입상의 세라믹, 미세사가 뭉쳐서 구형으로 성형된 미세사구, 세라믹 분말과 합성수지 혼합물로 이루어진 입상 성형물, 세라믹에 합성수지를 코팅한 입상 성형물, 합성수지와 동식물성 소재의 혼합물로 이루어진 입상 성형물 등과 같은 소재 및 형태로 구성할 수 있다.

이러한 입상 생물막담체 중에서 선택하여 상기 생물막접촉부에 충전하면 상기 입상 생물막담체에 부착증식하는 미생물에 의하여 질산화반응과 잔여 BOD의 제거 등 생물학적 반응과 함께 고형물의 물리적 여과가 동시에 이루어지는 필터기능도 병행하게 되므로 SS를 제거하기 위한 후속공정을 생략할 수 있으며 호기성 조건에서 질산화 반응이 이루어지도록 할 수도 있다.

상기 수처리 장치의 슬러지수집부는 상기 생물막접촉부의 하부에 설치되고, 유입수에 포함된 침강성 고형물, 상기 화학반응부에서 응집된 고형물과 주입된 분말활성탄 및 제올라이트 등과 같은 흡착제 및 상기 생물막접촉부에서 탈리된 생물막 등이 침전 및 수집되어 외부로 배출되도록 하는 한편, 상기 생물막접촉부로 반응액이 공급되도록 하는 통로의 기능도 병행할 수 있다.

또한, 상기 슬러지수집부에는 슬러지수집장치와 슬러지호퍼 및 슬러지인출장치를 설치하면 원활하게 고형물을 수집하여 외부로 인출할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 수처리 장치의 전단계에는 제1 반응조가 설치되고, 상기 제1 반응조에서는 BOD의 호기성 분해 또는 무산소 조건에서 탈질반응 등과 같은 생물학적 반응이 주로 이루어지고, 후속공정인 상기 생물막접촉부에서는 잔여 BOD의 분해 또는 질산화 반응이 이루어질 수 있으며 SS를 제거하는 여과기능을 주된 목적으로 할 수 있다. 또한, 상기 생물막접촉부에서 상기 제1 반응조로 반응액을 역류 유입시키는 내부순환장치가 설치된 수처리 장치를 구성함으로써, 상기 수처리 장치의 생물막접촉부에서는 유기성 질소와 암모니아성 질소가 질산성 질소로 질산화되고, 상기 제1 반응조에서는 역류 유입된 질산성 질소가 유리질소로 환원되는 탈질반응이 이루어져서 질소 제거율이 증대되도록 할 수 있다. 여기서 생물학적 반응을 위주로 하는 상기 제1 반응조에는 벌크형 생물막담체를 충전하고, 상기 생물막접촉부에는 SS 제거를 위하여 여과기능이 구비된 입상 생물막담체의 충전이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 수처리 장치의 후단에는 제2 반응조가 설치되고, 상기 생물막접촉부에서는 BOD의 호기성 분해 또는 무산소 조건에서 탈질반응 등과 같은 생물학적 반응이 주로 이루어지고, 후속공정인 상기 제2 반응조에서는 잔여 BOD의 분해 또는 질산화 반응이 이루어질 수 있으며 SS를 제거하는 여과기능을 주된 목적으로 할 수 있다. 또한, 상기 제2 반응조에서 상기 수처리 장치로 반응액이 역류 유입되도록 하는 내부순환장치가 설치된 수처리 장치를 구성함으로써, 상기 제2 반응조에서 질산화 반응이 이루어지고 상기 수처리 장치의 생물막접촉부에서 탈질반응이 이루어져서 질소 제거효율이 증대되도록 할 수 있다. 여기에서도 생물학적 반응을 위주로 하는 상기 생물막접촉부에는 상기 수세미상 생물막담체가 충전되고, 상기 제2 반응조에는 SS 제거를 위하여 여과기능이 구비된 입상 생물막담체의 충전이 유리하다.

또한, 본 발명에 따른 상기 수처리 장치 2기를 직렬로 연결하여 순차적인 수처리가 진행되도록 제1 수처리 장치와 제2 수처리 장치로 구성하고, 상기 제2 수처리 장치의 생물막접촉부에서 반응액이 상기 제1 수처리 장치로 역류 유입되도록 하는 내부순환장치가 설치된 수처리 장치를 구성함으로써, 상기 제2 수처리 장치의 생물막접촉부에서는 호기성조건에서 질산화반응이 이루어지고 상기 제1 수처리 장치의 생물막접촉부에서는 무산소조건에서 탈질반응이 이루어지도록 하였다.

여기서 상기 제2 수처리 장치에서 인출된 슬러지를 상기 제1 수처리 장치의 화학반응부로 역류 유입(Counter Flow)되도록 하는 슬러지 순환장치를 설치하고 상기 제2 수처리 장치의 화학반응부에는 흡착제를 주입함으로써 피흡착물질의 농도가 낮은 상기 제2 수처리 장치에서 오염물질을 흡착하여 평형상태에 이른 흡착제에 의하여 상대적으로 피흡착물질의 농도가 높은 상기 제1 수처리 장치의 화학반응부에서 추가 흡착이 이루어지도록 하였다.

또한 본 발명에서의 수처리 장치는 상기 수처리 장치 후단에 막분리가 이루어지는 막분리장치를 설치하여 유입수는 상기 수처리 장치와 상기 막분리장치를 순차적으로 거쳐서 처리되도록 한 것이다.

상기 막분리장치를 구성하는 여과막(Membrane)은 제거하고자 하는 대상물질의 크기에 따른 정밀여과(MF: Micro Filtration)막, 한외여과(UF: Ultra Filtration)막, 나노여과(NF: Nano Filtration)막, 역삼투여과(RO: Reverse Filtration)막, 또는 이온교환(IE: Ion Exchange)막 중에서 선택할 수 있으며, 상기 막분리장치에 의해 분리된 농축여액에는 고형물과 난분해성 유기물 등과 같은 다양한 오염물질이 포함된다. 이러한 농축여액을 농축여액 인출장치를 통하여 상기 수처리 장치의 화학반응부로 역류 유입시켜서 화학적인 응집, 흡착, 또는 산화가 이루어지도록 하고 상기 화학반응부를 거친 농축여액은 생물막접촉부에서 유기물 분해와 탈질반응이 이루어지도록 하였다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 수처리 장치를 하폐수 고도처리와 정수처리에 이용하면, 생물학적 분해가 어려운 NBD COD를 흡착하여 제거하고, 중금속과 TP를 불용성 화합물로 응결시켜서 제거하며, 질산성 질소의 탈질반응은 물론 암모니아성 질소와 유기성 질소를 질산화 및 탈질시켜서 유리질소 형태로 수체에서 분리 제거하고, SS를 여과하여 제거시키므로써 NBD COD, BOD, SS, TN, TP 및 중금속을 효과적이고 높은 효율로 제거시킬 수 있고 흡착제 등의 약품을 절약할 수 있으며 장치의 구성이 컴팩트하고 부지소요가 작은 이점이 있다.

도1은 본 발명에 따른 수처리 장치 제1실시예의 개념도,
도2는 본 발명에 따른 수처리 장치 제2실시예의 개념도,
도3은 본 발명에 따른 수처리 장치 제3실시예의 개념도,
도4는 본 발명에 따른 수처리 장치 제4실시예의 개념도,
도5는 본 발명에 따른 수처리 장치 제5실시예의 개념도,
도6은 본 발명에 따른 수처리 장치 제6실시예의 개념도,
도7은 본 발명에 따른 수처리 장치 제7실시예의 개념도,
도8은 본 발명에 따른 수처리 장치 제8실시예의 개념도,
도9, 도10은 본 발명에 따른 수처리 장치 제9, 10실시예의 개념도,
도11a 내지 11h는 본 발명에 따른 수처리 장치들에 포함되는 입상 생물막담체의 예시적인 외관도이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 수처리 장치 제1실시예의 개념도이다.

화학약품을 주입하여 화학적처리가 이루어지고 생물막접촉부(2)의 중앙 내측에 설치된 화학반응부(1)와, 부착증식 미생물에 의하여 생물학적처리 또는 생물학적처리와 고형물의 물리적 여과가 동시에 이루어지는 생물막접촉부(2)와, 고형물을 분리 및 수집하여 외부로 인출하는 슬러지수집부(3)는 상기 생물막접촉부(2)의 하부에 설치되어 수처리 장치 전체가 하나의 구조물로 컴팩트하게 일체형으로 구성되고, 상기 생물막접촉부(2)에는 비표면적과 공극율이 큰 벌크형 생물막담체(6)가 충전된 수처리 장치에 관한 것이다.

상기 화학반응부(1)는 화학반응 외에도 상기 슬러지수집부(3) 및 상기 생물막접촉부(2)로 유입수를 공급하는 유로를 제공하며, 상기 화학반응부의 유출구에는 유입수가 상기 슬러지수집부(3) 및 생물막접촉부(2)에 정류상태로 공급되도록 하는 정류 및 분배기능을 병행할 수 있는 정류분배구(11)를 구성하였다. 화학약품이 혼합된 유입수는 정류분배구(11)를 통해 상기 생물막접촉부(2)의 하부로 보내져 상향류로 상기 생물막담체를 통과할 수 있도록 되어 있다.

상기 정류분배구(11)는 상기 화학반응부(1)의 유출구에서 상기 생물막접촉부(2)의 하부로 길게 연장된 하나 이상의 유공관(도면생략) 형태로 구성하게 되면 상기 생물막접촉부(2)로 반응액이 고르게 유입되어 부하율을 균일하게 할 수 있다.

또한, 수처리 장치의 유출구에 상기 생물막접촉부(2)의 상부로 길게 연장된 하나 이상의 유공관 또는 복수개의 v형 물넘이(v-weir)가 구비된 각형 수로 등과 같은 유출수 수집수단(도면생략)을 상기 유출구와 연통되도록 설치하면 상기 생물막접촉부(2)에서 반응액이 고르게 통과될 수 있고, 생물막접촉부(2) 전체에 수리학적 부하율을 균일하게 할 수 있게 된다.

상기 수처리 장치의 화학반응부(1)에서는 응집제 주입장치(13)를 설치하고 응집제를 투입하여 전단계에서 제거되지 못한 인을 불용성 화합물로 결합하거나 Colloids성 입자를 응집시켜서 제거할 수 있다.

또한, 상기 화학반응부(1)에서의 응집반응과 상기 생물막접촉부(2)에서의 질산화반응에는 알카리가 소요되므로 부족한 알카리는 상기 화학반응부에 pH조정제 주입장치(14)를 설치하고 NaOH, Ca(OH)₂ 등 알카리를 투입하여 보충할 수 있다.

또한, 상기 화학반응부(1)에는 흡착제 주입장치(15)를 설치하고 PAC 등의 흡착제를 투입하여 미생물에 의하여 분해가 어려운 NBD COD 등을 흡착하여 고형물 형태로 제거할 수 있다.

이와 같이 상기 화학반응부(1)에는 유입수의 성상 및 제거하고자 하는 처리대상 물질에 따라 응집제 주입장치(13), pH조정제 주입장치(14), 흡착제 주입장치(15) 중에서 하나 이상 선택된 화학약품 주입장치와 반응액을 혼합할 수 있는 교반장치(12)를 설치할 수 있다.

이 실시예에 따른 상기 생물막접촉부(2)는 BOD 제거 또는 질소산화물의 탈질반응을 위하여 많은 양의 미생물이 부착증식되고, 담체의 내부까지 반응액의 혼합이 원활하게 이루어질 수 있도록 비표면적이 커서 부착 가능한 표면적이 넓고, 공극율이 커서 유체의 소통이 원활한 벌크형 생물막담체(6)를 충전하였다.

상기 벌크형 생물막담체(6)는, 예컨대, 공극이 서로 연통된 다공성의 발포수지, 섬유가 중첩된 수세미상, 적어도 일면에 섬모층이 형성된 직포 또는 부직포로 구성된 섬모상, 섬유가 조밀하게 돌출된 로우프 등이 있고, 이 외에도 다양한 형태가 사용될 수 있으며, 이들을 통칭하여 벌크형 생물막담체(6)로 부르기로 한다. 벌크형 생물막담체(6)가 충전된 생물막접촉부(2)에서는 유출수를 통하여 SS가 유출될 수 있으므로 SS 제거를 위한 후속공정을 설치하는 것이 일반적이다.

생물막접촉부(2)에 충전되는 벌크형 생물막담체(6) 중 섬유가 중첩된 수세미상 생물막담체는 생체친화성과 물성이 우수한 폴리에틸렌(polyetylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(Polyurethane) 소재 중에서 선택하여 직경 0.1mm∼1.2mm 범위 내인 사상체를 형성하고, 이를 공극율이 80%∼98% 범위 내가 되도록 성글게 중첩하여 구성하거나, 또는 폴리염화비닐리덴(polyvinylidene chloride) 소재를 직경 0.1mm∼1.2mm 범위 내인 사상체로 형성하고, 이를 공극율이 80%∼98% 범위 내가 되도록 중첩시켜서 구성할 수 있다. 방사(紡絲) 등의 방법에 의하여 사상(絲狀體)를 형성하는 과정에서 상기 폴리염화비닐리덴에는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride)을 혼합하여 상기 사상체에는 중량기준 30%∼70% 범위 내의 폴리염화비닐이 혼합되도록 할 수 있다.

상기 수세미상 생물막담체는 직경 0.1∼1.2mm 범위내의 사상체들을 수세미 형상이 되도록 성글게 중첩하여 공극율이 80∼90% 범위가 되도록 하고 적층 높이는 10mm∼100mm 또는 그 이상이 되도록 하되, 상기 사상체들이 자중에 의하여 압착되지 않고 수세미 형상과 볼륨(Volume)을 유지하고 사상체들이 낱개로 흩어지지 않도록 상기 사상체들이 서로 닿는 접촉부위는 라텍스 본드 등과 같은 접착제로 접착시켜서 고정한 것이다. 여기서 상기 사상체들은 적층과정에서 공극율이 크고 성글게 적층될 수 있도록 원형 또는 나선형으로 구부러진 형상이 바람직하다.

또한 상기 수세미상 생물막담체는 고온에서 용융된 합성수지를 방사하여 사상체를 만들고 상기 사상체들이 냉각되기 전에 표면이 거의 용융된 상태에서 적층하면 사상체들의 접촉부위가 서로 융착되고 이후 사상체들이 냉각되면 사상체들의 접촉부위가 서로 접착 고정되므로 수세미 형상과 볼륨을 유지할 수 있게 된다. 여기서 상기 사상체는 공극율이 크고 성글게 적층될 수 있도록 나선형 등의 형상으로 방사하거나, 다수개의 돌기가 형성된 성형틀 위에 상기 사상체들을 방사하여 적층하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수세미상 생물막담체는 사상체들을 그물망처럼 성글게 직조하고 직조된 사상체들을 적층하고 접촉부위를 다른 사상체로 연결하거나 접착제로 고정하여 구성할 수도 있다.

이와 같이 상기 수세미상 생물막담체에 있어서, 사상체들은 수세미 형상과 공극율을 유지할 수 있도록 지나치게 미세하지 않고 단위 중량당 비표면적이 크게 유지될 수 있도록 직경이 지나치게 크지 않은 직경 0.1∼1.2mm 범위 이내이고 탄성이 큰 합성수지 소재가 바람직하다.

이와 같이 본 발명에서의 수세미상 생물막담체는 직경 0.1∼1.2mm 범위 이내의 사상체들이 중첩되어 수세미 형상을 이루고 상기 수세미상의 단위체적당 사상체가 차지하는 체적이 2∼20% 범위가 되고 따라서 공극율이 80∼98% 범위가 되도록 수세미 형상을 이룬 것들이다.

본 발명에 따른 수처리 장치에 포함되는 상기 수세미상 생물막담체는 비표면적을 크게 하여 단위 체적 또는 단위 중량당 미생물이 부착증식할 수 있는 표면적이 증대되도록 섬유에 돌기 또는 홈과 같은 요철부(凹凸部)를 형성할 수 있다. 이러한 요철부(도면생략)는 섬유의 표면에 생체친화성과 내침식성 및 접착성이 큰 라텍스 소재 등과 같은 접착제 또는 용융상태의 합성수지를 분무하는 등의 방법에 의하여 섬유의 표면에 불규칙한 돌기가 형성되도록 할 수 있다. 또한 용융상태의 합성수지를 압출하여 방사하는 과정에서 압출압력에 맥동을 가하여 섬유가 링 형상의 요철부가 형성되도록 하거나, 방사용 노즐에 홈 또는 돌기를 만들어서 섬유에 길게 돌기 또는 홈이 형성되도록 방사하여 요철부를 만들 수 있다.

또한, 상기 생물막접촉부(2)에 충전되는 수세미상과 벌크형 생물막담체(6)는 반드시 동일한 규격으로 충전되는 것은 아니며, 생물막접촉부(2) 내부의 흐름이 상향류일 경우에는 부하가 감소되는 상부로 갈수록 상기 벌크형 생물막담체(6)를 구성하는 구조체와 상기 수세미상 생물막담체를 구성하는 사상체가 상대적으로 미세하고 공극율도 작아지게 충전하므로써 탈막주기와 역세척 주기를 길게 할 수 있고 SS 제거효율 면에서 유리하다. 반대로 상기 생물막접촉부(2) 내부의 흐름이 하향류일 경우에는 아래로 갈수록 미세하고 공극율이 작은 담체를 충전한다.

탈질반응을 목적으로 할 경우에는 상기 생물막접촉부(2)에 메탄올, 유기산 등과 같은 외부탄소원을 주입하는 외부탄소원 주입장치(16)를 설치하여 탈질효율을 높일 수 있다. 즉, 상기 생물막접촉부(2)에는 산소가 공급되지 않는 비포기 조건에서 질산성 질소가 유리질소로 환원되는 탈질반응이 이루어지며, 탈질과정에서 유기물이 소모되므로 BOD가 제거될 수 있다. 탈질반응에 소요되는 유기물의 량이 부족할 경우에는 외부탄소원 주입장치(16)를 설치하고, 이를 통하여 메탄올, 유기산, 슬러지 탈리액 등과 같은 외부탄소원을 공급할 수 있다.

또한, 상기 생물막접촉부(2)에는 생물막담체에 과다하게 부착증식하는 생물막을 탈리시키는 탈막장치(17)를 설치하였으며, 상기 탈막장치(17)는 탈막용 유체를 분출하게 되어 있는데, 예컨대, 수류를 분출하는 펌프 및 노즐로 구성하거나, 공기를 분출하는 송풍기와 산기관으로 구성하거나, 또는 물과 공기가 혼합된 혼합수류를 분출하도록 구성할 수 있는데 통칭하여 탈막장치로 정의한다. 탈막장치(17)는 미생물이 과다 부착증식하는 경우에 한하여 간헐적으로 작동하므로, 바람직하게는 탈막을 하지 않는 평상시에는 탈막장치(17)의 유체공급관을 통하여 외부탄소원을 주입하도록 하면, 외부탄소원이 생물막접촉부(2) 내에 빠르고 고르게 분산되어 신속한 탈질반응을 유도할 수 있게 된다. 탈막이 필요할 경우 외부탄소원의 공급을 중지하고 탈막용 유체의 이송에 이용할 수 있으므로 시설비의 경제성을 기할 수 있다. 즉, 밸브 작동 또는 장치의 온-오프(ON-OFF) 작동에 의하여 외부탄소원, 탈막용 유체가 선택적으로 상기 생물막접촉부(2)에 공급되도록 할 수 있다.

생물막담체가 충전된 이 실시예의 상기 수처리 장치의 생물막접촉부(2)는 무산소 조건에서 탈질반응에 유용하게 적용할 수 있을 뿐 아니라, 산소를 공급하는 포기장치(도면생략)를 설치하여 호기성 조건에서 고농도의 유기물을 분해하거나 또는 유기성 질소와 암모니아성 질소를 질산성 질소로 산화시키는 질산화가 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기 슬러지수집부(3)에는 슬러지수집장치(19)와 슬러지호퍼(20) 및 슬러지인출장치(21)를 설치함으로써 원활하게 고형물을 수집하여 외부로 인출할 수 있게 된다. 상기 수처리 장치의 슬러지수집부(3)는 유입된 침강성 고형물, 상기 화학반응부에서 응집된 고형물과 주입된 흡착제 및 상기 생물막접촉부(2)에서 탈리된 생물막 등이 침전 및 수집되어 외부로 배출되도록 하는 한편 상기 생물막접촉부(2)로 반응액이 공급되도록 하는 통로의 기능도 병행할 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 수처리 장치의 제2 실시예의 개념도이다.

화학약품을 주입하여 화학적처리가 이루어지고 생물막접촉부(2)의 중앙 내측에 설치된 화학반응부(1)와, 생물막담체가 충전되고 생물막담체에 부착증식하는 미생물에 의하여 생물학적처리 또는 생물학적처리와 고형물의 물리적 여과가 이루어지는 생물막접촉부(2)와, 고형물을 분리 및 수집하여 외부로 인출하는 슬러지수집부(3)는 상기 생물막접촉부(2)의 하부에 설치되어 수처리 장치 전체가 하나의 구조물로 컴팩트하게 일체형으로 구성되고, 상기 생물막접촉부(2)에는 입상 생물막담체(7)가 충전된 수처리 장치에 관한 것이다.

저농도 BOD 분해와 SS 제거를 주된 목적으로 하거나 필요시 질산화반응을 유도할 경우에는 이 실시예에서와 같이 상기 생물막접촉부(2)에 많은 양의 Biomass를 유지하는 벌크형 생물막담체(6) 보다는 SS의 여과기능을 발휘할 수 있는 입상 생물막담체(7)를 충전하는 것이 바람직하다.

입상 생물막담체(7)는 입상의 합성수지 성형물, 입상의 발포수지, 입상 활성탄, 입상의 세라믹, 세라믹과 합성수지 혼합물로 이루어진 입상 성형물, 세라믹에 합성수지를 코팅한 입상 성형물, 합성수지와 동식물성 소재의 혼합물로 이루어진 입상 성형물, 미세사가 뭉쳐서 구형으로 성형된 미세사구 등의 소재 및 형태로 구성할 수 있는데, 이러한 입상 생물막담체(7) 중에서 선택하여 상기 생물막접촉부(2)에 충전하면, 상기 입상 생물막담체(7)에 의하여 질산화반응과 잔여 BOD의 제거 등 생물학적 반응과 함께 SS의 물리적 여과가 동시에 이루어지는 필터기능도 병행하게 되므로 SS를 제거하기 위한 후속 공정을 생략할 수 있게 된다.

상기 생물막접촉부(2)에 충전된 수세미상 생물막담체층의 상층부에 충전되는 입상 생물막담체(7) 및 본 발명에 따른 다른 실시예에서의 입상 생물막담체(7)들은 입경은 2.0∼35mm 범위 이내이며 건조상태에서의 겉보기 비중이 0.85∼2.75 범위 이내가 되도록 소재를 조합하여 성형한 입상물이거나 자연재 중에서 선별한 입상물들이다.

먼저 상기 입상 생물막담체(7)는 모래, 자갈, 안스라사이트(Anthracite), 지올라이트(Geolite), 부석(화산탄), 유리 등과 같은 다양한 세라믹 소재 중에서 비중과 입경이 각각 1.03∼2.75, 2.0∼35mm 범위 이내가 충족되는 것을 선별하여 구성하거나 또는 성형하여 구성할 수 있다.

또한 상기 입상 생물막담체(7)는 모래, 자갈, 안스라사이트, 지올라이트, 부석, 유리 등을 핵으로 하여 그 표면에 합성수지를 코우팅하고 입경과 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0∼35mm, 0.95∼2.15 범위가 되도록 입상 세라믹에 합성수지를 코우팅하여 구성할 수 있다.

또한 상기 입상 생물막담체(7)는 합성수지 소재를 직경 2.0∼35mm 범위 내가 되도록 성형하되, 비중과 생체친화성이 큰 석분, 안스라사이트 분말, 지올라이트 분말, 점토, 석탄회, 탈크, 유리섬유 등과 같은 분말상의 세라믹 또는 분말활성탄을 혼합하여 건조상태에서의 겉보기 비중이 0.95∼2.15 범위가 되도록 성형함으로써 비중이 조절되고 생체친화성이 증대된 입상체를 구성할 수 있다.

또한, 상기 세라믹 소재는 석재가공 공정에서 발생된 주로 미세한 석분으로 이루어진 폐슬러지를 이용하거나, 또는 광섬유 제조공정에서 발생된 주로 유리분말과 미량의 응집제로 이루어진 폐슬러지를 이용하는 등 무기물이 주성분인 폐슬러지를 이용할 수 있다.

또한, 상기 입상 생물막담체(7)는 합성수지와 동식물성 섬유, 풀줄기, 톱밥, 동물의 뼈, 패각 등과 같은 동식물성 소재의 혼합물로 성형하여 구성하므로써 상기 입상 생물막담체(7)의 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0∼35mm, 0.85∼1.8 범위 내로 비중이 작고 생체친화성이 우수한 입상 생물막담체(7)를 구성할 수 있다.

또한, 상기 세라믹 분말과 분말활성탄 및 동식물성 소재와 혼합하는 상기 합성수지 소재는 입상체가 목표로 하는 비중에 따라 비중이 작은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 비중이 큰 ABS(Acrolonitile Butadiene Styrene), 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, POM(Poly acetal) 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 구성할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서의 입상 생물막담체(7)는 요구되는 비중, 생체친화성, 표면 거칠기, 반응의 형태에 따라 적절한 소재 중에서 선별하거나 성형 또는 혼합물을 성형하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 생물막접촉부(2)에 충전되는 입상 생물막담체(7)는 반드시 동일한 규격으로 충전되는 것은 아니며, 생물막접촉부(2) 내부의 흐름이 상향류일 경우에는 부하가 감소되는 상부로 갈수록 상기 입상 생물막담체(7)의 입경과 비중은 하부의 것 보다 상대적으로 작아지도록 충전하므로써 탈막주기와 역세척 주기를 길게 할 수 있으며 SS 제거효율도 증대시킬 수 있다. 반대로 상기 생물막접촉부(2) 내부의 흐름이 하향류일 경우에는 아래로 갈수록 입경은 작고 비중이 큰 담체를 충전한다.

호기성반응을 위하여 용존산소를 공급하는 포기장치(18)가 설치되며 과도하게 부착증식하는 생물막의 탈막이 필요할 경우에는 상기 포기시설을 이용하여 평상시 호기성반응을 위하여 용존산소를 공급하는 경우보다 많은 양의 공기를 상기 생물막접촉부(2)에 공급하여 생물막담체의 표면에 전단력을 가하여 과도하게 부착증식하는 미생물을 탈리시킴으로써 별도의 탈막장치(17)를 설치하지 않고서도 탈막과 용존산소 공급이 하나의 장치로 이루어질 수 있게 된다.

또한, 이실시예에서도 제1 실시예에서와 같이 무산소조건에서 탈질반응을 유도할 수 있고, 외부탄소원 주입장치를 설치하여 탈질에 이용할 수 있다.

도3은 본 발명에 따른 수처리 장치 제3 실시예의 개념도이다.

이 실시예는 본 발명에 따른 상기 도1에 보인 실시예에 따른 벌크형 생물막담체(6)가 충전된 수처리 장치의 후단계에 제2 반응조(5)를 설치하여 유입수가 상기 생물막접촉부(2)와 상기 제2 반응조(5)를 순차적으로 거쳐서 처리되는 수처리 장치이다.

상기 제2 반응조(5)에는 공기를 공급하는 포기장치(18)를 설치할 수 있으며 필요에 따라 연속 또는 간헐적으로 공기를 공급할 수 있다.

생물막접촉부(2)에는 수세미상 생물막담체가 충전되어 있고, 제2 반응조(5)에는 생물막의 부착증식과 고형물의 여과가 병행될 수 있는 입상 생물막담체(7)가 충전되어 있다. 입상 생물막담체(7)는 입상의 합성수지 성형물, 입상의 발포수지, 입상 활성탄, 입상의 세라믹, 세라믹 분말과 합성수지 혼합물로 이루어진 입상 성형물, 세라믹에 합성수지를 코팅한 입상 성형물, 합성수지와 동식물성 소재의 혼합물로 이루어진 입상 성형물, 미세사가 뭉쳐서 구형으로 성형된 미세사구 등의 소재 및 형태로 구성할 수 있다.

상기 제2 반응조(5)에서 질산화 반응이 이루어진 수체가 일부 상기 생물막접촉부(2)로 역류 유입되도록 하는 내부순환장치(22)가 설치될 수 있다.

상기 생물막접촉부(2)에는 부착증식하는 생물막을 탈리시키는 탈막장치(17)가 설치되고, 상기 내부순환장치(22)는 상기 탈막장치(17)에 연통되도록 연결되어 내부순환수를 제2 반응조(5)로부터 생물막접촉부(2)로 보낼 수 있다. 또 필요에 따라 외부탄소원을 주입할 수 있는 외부탄소원 주입장치(16)가 상기 탈막장치(17)에 연통되어 설치되어 있어서, 밸브 작동 또는 장치의 온-오프(ON-OFF) 작동에 의하여 외부탄소원, 내부순환수, 탈막용 유체가 선택적으로 상기 생물막접촉부(2)에 공급되도록 할 수 있다. 물론 이러한 장치의 연통은 장치의 효율화를 위한 것이며, 개별적으로 설치되는 것이 본 발명의 범위를 벗어나는 것은 아니며 이를 분명히 밝혀 둔다.

탈막장치(17)의 작동은 미생물이 과다 부착증식하는 경우에 한하여 간헐적으로 작동하므로 탈막을 하지 않는 평상시에는 상기 탈막장치(17)의 유체공급관을 통하여 제2 반응조(5)로부터 역류 유입되는 내부순환수와 외부탄소원 주입시설에서 공급되는 외부탄소원을 주입함으로써 내부순환수와 외부탄소원이 생물막접촉부(2) 내에 고르게 분산되어 신속한 탈질반응을 유도할 수 있게 된다. 탈막이 필요할 경우 외부탄소원의 공급을 중지하고 탈막용 수류 또는 공기 등의 유체 이송에 이용할 수 있다. 또한, 상기 내부순환수를 탈막용 수류로 이용할 수 도 있다.

도4는 본 발명에 따른 수처리 장치의 제4 실시예의 개념도이다.

이 실시예는 상기 생물막접촉부(2)가 제1 및 제2 생물막접촉부(2A,2B)로 구성된 것으로 상기 생물막접촉부(2)의 하부측에 벌크형 생물막담체(6)가 충전되어 구성된 제1 생물막접촉부(2A)와 그 상부측에는 생물막의 부착증식과 고형물의 여과가 병행될 수 있는 입상 생물막담체(7)가 충전되어 구성된 제2 생물막접촉부(2B)가 설치된 수처리 장치를 예시한 것이다.

상기 제1 및 제2 생물막접촉부(2A,2B)에도 다른 실시예에서와 같이 입상 생물막담체와 벌크형 생물막담체 등 다양한 형태의 생물막담체가 충전될 수 있으며, 이 실시예에서는 상향류형이므로 상부 유출구 측에 설치된 상기 제2 생물막접촉부(2B)에는 부착증식하는 미생물에 의한 생물학적 반응이 이루어지며 동시에 고형물도 제거될 수 있도록 물리적 여과가 가능한 입상 생물막담체(7)를 선택 및 충전하여 SS를 제거하도록 한 것이다. 또한, 이실시예에서는 하부 측의 상기 제1 생물막접촉부(2A)에 충전되는 생물막담체는 벌크형의 생물막담체(6)를 충전하므로써 탈막시에도 담체층의 팽창이 최소화 되도록 하였다.

입상 생물막담체(7)는 입상의 합성수지 성형물, 입상의 발포수지, 입상 활성탄, 입상의 세라믹, 세라믹과 합성수지 혼합물로 이루어진 입상 성형물, 세라믹에 합성수지를 코팅한 입상 성형물, 합성수지와 동식물성 소재의 혼합물로 이루어진 입상 성형물, 미세사가 뭉쳐서 구형으로 성형된 미세사구 등의 소재 및 형태로 구성할 수 있는데, 이러한 입상 생물막담체(7) 중에서 선택하여 상기 제2 생물막접촉부(2B)에 충전하면, 상기 입상 생물막담체(7)에 의하여 질산화반응과 잔여 BOD의 제거 등 생물학적 반응과 함께 SS의 물리적 여과가 동시에 이루어지는 필터기능도 병행하게 되므로 SS를 제거하기 위한 후속 공정을 생략할 수 있는 컴팩트한 장치를 실현할 수 있게 된다.

호기성반응을 위하여 상기 제1 생물막접촉부(2A)의 하부 또는 상기 제2 생물막접촉부(2B)의 하부에 용존산소를 공급하는 포기장치(18)를 설치하고 필요에 따라 연속 또는 간헐적으로 공기를 공급할 수 있다. 또 과도하게 부착증식하는 생물막의 탈막이 필요할 경우에는 상기 제1 생물막접촉부(2A)의 하부에 탈막장치(17)를 설치하여 생물막담체의 표면에 전단력을 가하여 과도하게 부착증식하는 미생물을 탈리시킬 수 있으며 상기 포기장치(18)와 상기 탈막장치(17)는 각각 탈막과 포기에도 이용할 수 있다.

유입수의 TKN(Total kjeldahl Nitrogen) 농도가 높은 경우 내부순환장치(22)에 의하여 상층부의 제2 생물막접촉부(2B)에서 호기성 반응에 의하여 질산화 반응이 이루어지고, 상기 내부순환장치(22)에 의하여 역류 유입된 질산성 질소는 상기 제1 생물막접촉부(2A)에서 탈질반응이 이루어지게 된다.

질소 제거효율을 증대시키기 위하여 상기 제2 생물막접촉부(2B)에서 수체가 일부 상기 제1 생물막접촉부(2A)로 순환되도록 하는 내부순환장치(22)를 설치하는 것이 바람직한데, 이 내부순환장치(22)를 상기 탈막장치(17)에 연통시키면 장치의 효율화를 기할 수 있다.

상기 제2 생물막접촉부(2B)의 위치는 상기 제1 생물막접촉부(2A)의 상부측에 국한되지 않고 반응액의 흐름방향과 처리목적에 따라서 상기 제1 생물막접촉부(2A)의 하부측과 전후 좌우 측면 중에서 적어도 어느 일측일 수 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

여기서 상기 입상 생물막담체(7)를 상기 제2 생물막접촉부(2B)에 단순히 적층 또는 부유시키거나 망체에 넣어 설치할 경우 채널링(Channeling) 현상에 의하여 단락(Short Circuit)이 발생되어 처리효율이 저하될 수 있다. 또한 탈막시에 팽창하는 담체를 수용하기 위하여 생물막담체층을 서로 이격시키는 경우에도 장치의 용량이 증대되어 경제성이 저하되는 반면에 단락현상은 피하기 어려운 문제점이다. 따라서, 제1 생물막접촉부(2A)와 제2 생물막접촉부(2B) 사이에는 망체 또는 슬래브로 막아서 구획하고 상기 슬래브에는 복수개의 유출입구를 형성하여 단락이 최소화 되도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 제1 생물막접촉부(2A)에는 제2 생물막접촉부(2B)에 충전된 생물막담체와 비중을 입경 또는 사상체의 직경과 공극율 등이 동일한 같은 종류의 생물막담체를 충전할 수 있다. 상기 제1 및 제2 생물막접촉부에 동일하게 입상 생물막담체를 충전할 경우에는 유출구측의 제2 생물막접촉부(2B)에 입경이 상대적으로 작은 입상 생물막담체를 충전하는 것이 미생물의 유지와 부하율의 균등화 및 탈막과 역세척 기간의 연장 및 SS 제거효율면에서 유리하다. 상기 제1 및 제2 생물막접촉부에 동일하게 벌크형 생물막담체를 충전할 경우에도 유출구 측의 상기 제2 생물막접촉부에는 상대적으로 사상체 등의 직경이 미세하고 공극율이 작은 벌크형 생물막담체를 충전하는 것이 바람직하다.

도5는 본 발명에 따른 수처리 장치의 제5 실시예의 개념도이다.

이 실시예에서는 상술한 제2실시예에 의한 입상의 생물막담체가 충전된 수처리 장치의 전단계에 제1 반응조(4)를 설치하여, 유입수는 상기 제1 반응조(4)와 생물막접촉부(2)를 순차적으로 거쳐서 처리되고, 상기 제1 반응조(4)는, 공극이 서로 연통된 다공성의 발포수지, 적어도 일면에 섬모층이 형성된 직포 또는 부직포, 섬유가 돌출된 로우프, 또는 이와 상응하는 형태 중 적어도 하나가 충전된 벌크형 생물막담체(6)를 포함하여 이루어진다. 상기 제1 반응조(4)에는 다양한 형태의 생물막담체를 충전하여 미생물의 부착증식이 이루어지도록 하되, 주로 BOD 분해와 탈질반응이 이루어지므로 벌크형 생물막담체(6)를 충전하는 것이 바람직하며, 상기 제1 반응조(4)가 전단계에 설치되므로 후속공정인 생물막접촉부(2)에는 여과기능도 병행할 수 있는 제2 실시예에서와 같은 입상의 생물막담체(7)를 충전하여 SS 유출을 최소화 한 것이다.

유입수에 TKN 농도가 높을 경우 질산화 및 탈질에 의한 TN을 제거하기 위하여 상기 생물막접촉부(2)에서 반응이 이루어진 수체가 일부 상기 제1 반응조(4)로 역류 유입되도록 하는 내부순환장치(22)를 설치할 수 있다. 상기 내부순환장치(22)는 상기 생물막접촉부(2)로부터 상기 제1 반응조(4)로 반응액을 역류 유입하거나 또는 상기 수처리 장치의 유출수를 상기 제1 반응조(4)로 역류 유입시키도록 수처리 장치를 구성할 수 있다.

상기 제1 반응조(4)에는 외부탄소원 주입장치(16)와 부착증식하는 생물막을 탈리시키는 탈막장치(17)가 설치되고, 상기 외부탄소원 주입장치(16)와 상기 내부순환장치(22) 중에서 적어도 어느 하나는 상기 탈막장치(17)에 연통되도록 연결할 수 있다.

상기 제1 반응조(4)는 산소가 공급되지 않는 비포기 조건에서 상기 생물막접촉부(2)로부터 역류 유입된 질산성 질소가 유리질소로 환원되는 탈질반응이 이루어지며, 탈질과정에서 유기물이 소모되므로 BOD가 제거될 수 있다. 탈질반응에 소요되는 유기물량이 부족할 경우에는 외부탄소원 주입장치(16) 등을 통하여 메탄올, 유기산, 슬러지 탈리액 등과 같은 외부탄소원을 공급할 수 있다.

상기 호기성 반응이 일어나는 생물막접촉부(2)는 산소가 공급되는 호기성 조건에서 유기성 질소와 암모니아성 질소를 질산성 질소로 산화시키고 잔여 유기물을 호기성 분해시키는 생물학적 반응이 이루어지므로 용존산소를 공급할 수 있는 포기장치(18)를 설치하였으며, 외부탄소원 주입장치(16), 탈막장치(17) 및 내부순환장치(22)의 구성과 작용은 상기 도2에 따른 실시예의 수처리 장치에서와 같다.

도6은 본 발명에 따른 수처리 장치의 제6 실시예의 개념도이다.

본 발명에 따른 제1 실시예와 제2 실시예의 수처리 장치 중에서 2기의 수처리 장치를 선택하고 직렬로 연결하여 순차적인 수처리가 진행되도록 제1 수처리 장치와 제2 수처리 장치로 구성하고, 상기 제2 수처리 장치의 생물막접촉부(2)에서 생물막접촉이 이루어진 반응액은 상기 제1 수처리 장치로 역류 유입되도록 하는 내부순환장치(22)가 설치된 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 수처리 장치 2기를 직렬로 연결하여 순차적으로 처리되도록 수처리 장치를 구성함으로써 상기 제2 수처리 장치의 생물막접촉부(2)에서는 호기성조건에서 질산화반응이 이루어지고 상기 제2 수처리 장치의 생물막접촉부(2)에서 상기 제1 수처리 장치의 생물막접촉부(2)로 반응액을 내부순환시켜서 상기 제1 수처리 장치의 생물막접촉부(2)에서는 무산소조건에서 탈질반응이 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제2 수처리 장치에서 인출된 슬러지를 상기 제1 수처리 장치의 화학반응부로 역류 유입(Counter Flow)되도록 하고 슬러지인출도 병행하는 슬러지 순환장치(23)를 설치할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 수처리 장치 2기를 직렬로 연결하여 순차적으로 처리되도록 하고 상기 제2 수처리 장치의 화학반응부에는 흡착제 등의 화학약품을 주입하고 상기 제2 수처리 장치의 슬러지수집부(3)에서 수집된 상기 화학약품이 포함된 슬러지를 상기 제1 수처리 장치의 화학반응부로 역류 유입시키므로써 제2 수처리 장치에서 오염물질을 흡착하여 평형상태에 이른 흡착제가 피흡착물질의 농도가 상대적으로 고농도인 제1 수처리 장치에서 평형상태에 이를 때까지 추가적인 흡착반응이 이루어지도록 함으로써 약품사용량을 줄이고 처리수질이 개선되도록 한 것이다.

도7은 본 발명에 따른 수처리 장치의 제7 실시예의 개념도이다.

이 실시예는 본 발명의 상기 도1 에서 보인 제1 실시예의 수처리 장치 후단에 막분리가 이루어지는 막분리장치(9)를 설치하여 유입수는 상기 수처리 장치와 상기 막분리장치(9)를 순차적으로 거쳐서 처리되도록 한 것이다.

상기 막분리장치(9)를 구성하는 여과막(membrane)은 제거하고자 하는 대상물질의 크기에 따른 정밀여과(MF: Micro Filtration)막, 한외여과(UF: Ultra Filtration)막, 나노여과(NF: Nano Filtration)막, 역삼투여과(RO: Reverse Filtration)막, 또는 이온교환(IE: Ion Exchange)막 중에서 선택할 수 있다.

막분리장치(9)는 모듈형 또는 상기 도7 에서와 같이 막분리조(8)와 상기 막분리조의 수중에 잠겨서 설치되는 침지형의 막분리장치(9)로 구성할 수 있다.

막분리용 펌프(24)는 막분리장치(9)와 그 흡입구가 연결되어 막분리에 소요되는 흡입력을 제공하며, 상기 막분리용 펌프(24)는 상기 막분리장치(9)를 기밀구조로 구성하고 가압형태로 설치할 수 있는데 여기서는 이를 동일한 개념으로 취급한다.

침지형의 막분리장치(9)가 구성된 막분리조(8)에는 포기장치(18)가 설치되어 있는데, 이는 여과막의 표면을 세척하여 막힘(Fouling)을 방지하는 것이 주된 용도이며, 동시에 상기 막분리조 내에 호기성 미생물을 증식하는 질산화반응과 잔여유기물을 분해 제거할 수 있도록 용존산소공급에 이용될 수 있다.

상기 막분리장치(9)에 의해 분리된 농축여액에는 고형물과 난분해성 유기물 등과 같은 다양한 오염물질이 포함된다. 이러한 농축여액을 농축여액인출장치(25)를 통하여 상기 수처리 장치의 화학반응부(1)로 역류 유입시켜서 화학적인 응집, 흡착, 또는 산화가 이루어지도록 하고 상기 화학반응부(1)를 거친 농축여액은 생물막접촉부(2)에서 유기물 분해와 탈질반응이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기 수처리 장치의 생물막접촉부(2)에 설치된 외부탄소원 주입장치(16)와 탈막장치(17)에 상기 농축여액 인출장치(25)를 연결시켜서 농축여액이 생물막접촉부(2)에 직접 유입되도록 함으로써 농축여액에 함유된 질소산화물의 탈질반응과 유기물 등의 생물학적 분해가 이루어지도록 할 수 있다. 상기 농축여액 인출장치는 흡입형의 막분리장치(9)에서는 주로 펌프로 구성하고, 가압형의 막분리장치에서는 단순한 연결 배관으로 구성할 수 있는데 여기서는 이를 동일한 개념으로 취급한다.

상기 도7 에서는 본 발명에 따른 제1실시예의 수처리 장치의 후단에 막분리장치(9)를 설치한 수처리 장치를 도시하고 있으나, 이에 국한되지 않고 다른 실시예의 수처리 장치의 후단에도 이 실시예에서와 같이 막분리장치를 설치하고 농축여액 인출장치를 통하여 전단계 반응부로 역류시킬 수 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

도8은 본 발명에 따른 수처리 장치의 제8 실시예의 개념도이다.

앞의 실시예에서는 화학반응부(1)가 수처리 장치의 중앙부에 설치되고, 생물막접촉부(2)는 상기 화학반응부(1)의 외곽 주변에 설치되어 주로 원형구조물로 이루어지므로 복수개의 수처리 장치를 설치할 경우 기존 원형 침전지에서와 같이 상기 수처리 장치 사이에 유휴부지가 발생되므로, 이 실시예는 토지이용율이 낮은 다른 실시예의 수처리 장치의 단점을 개선하되, 도3 에서 보인 원형으로 구성된 제3 실시예의 개선 사례를 예시한 것으로, 화학반응부(1)를 수처리 장치의 중앙이 아닌 내부 측면에 배치한 각형 구조물로 이루어진 수처리 장치이므로 토지이용율이 개선될 수 있다.

도9는 본 발명에 따른 수처리 장치의 제9 실시예의 개념도들이다.

이 실시예들도 원형구조물로 이루어지므로 복수개의 수처리 장치를 설치할 경우 수처리 장치 사이에 유휴부지가 발생되고 토지이용율이 낮은 다른 실시예의 수처리 장치의 단점을 개선한 것으로 제4 실시예의 개선 사례를 예시한 것이다.

이 실시예에서는 화학반응부(1)는 수처리 장치의 유입구 측에 설치되고, 생물막접촉부(2)는 상기 화학반응부(1)의 측면에 설치되며, 슬러지수집부(3)는 상기 화학반응부(1) 및 생물막접촉부(2)의 아래 측에 설치되어 상기 화학반응부(1)와 상기 생물막접촉부(2) 및 상기 슬러지수집부(3)가 일체형으로 구성되고, 상기 생물막접촉부(2)는 제1 생물막접촉부(2A)와 제2 생물막접촉부(2B)로 구성된 것이다.

유입수는 상기 화학반응부(1)를 거쳐서 정류분배구(11)를 통하여 상기 슬러지수집부(3) 및 생물막접촉부(2)로 유입되고 상기 정류분배구(11)는 교반장치(12)에 의하여 발생된 난류가 상기 생물막접촉부(2)로 전달되는 것을 방지하는 정류기능도 병행하게 되며 각형 구조물이므로 복수개의 수처리 장치를 설치할 경우에 유휴부지 발생이 없고 토지이용율을 개선할 수 있다.

도10은 본 발명에 따른 수처리 장치의 제10 실시예의 개념도들이다.

이 실시예들도 원형구조물로 이루어지므로 복수개의 수처리 장치를 설치할 경우 수처리 장치 사이에 유휴부지가 발생되고 토지이용율이 낮은 다른 실시예의 수처리 장치의 단점을 개선한 것으로 제7 실시예의 개선 사례를 예시한 것이다.

이 실시예에서도 화학반응부(1)는 수처리 장치의 유입구 측에 설치되고, 생물막접촉부(2)는 상기 화학반응부(1)의 측면에 설치되며, 슬러지수집부(3)는 상기 화학반응부(1) 및 생물막접촉부(2)의 아래 측에 설치되어 상기 화학반응부(1)와 상기 생물막접촉부(2) 및 상기 슬러지수집부(3)가 일체형으로 구성된 것이다.

제1 실시예, 제2 실시예, 제5 실시예, 제6 실시예 등 에서도 이 실시예에서와 같이 각형 구조물로 수처리 장치로 구성하므로써 복수개의 수처리 장치를 설치할 경우에 유휴부지 발생이 없고 토지이용율을 개선할 수 있다.

도11은 본 발명에 따른 수처리 장치에 포함되는 입상 생물막담체(7)의 실시예에 관한 것이다. 도면은 편의상 확대하여 표시한 것이다.

입상 생물막담체(7)는 탈막시에 유동하면서 충돌하여 표면에 부착증식하는 생물막이 과다 세척되기도 하므로 주의를 요하며, 비표면적을 크게 하여 생물막이 부착증식할 수 있는 표면적을 크게 하는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에서는 도11a 에서와 같이 입상 생물막담체(7)에 하나 이상의 관통구(26)를 성형하거나 도11b 에서와 같이 용기 형태가 되도록 홈통(27)을 성형하여 비표면적을 증대시켜서 상기 관통구(26)와 홈통(27)의 내부에 부착증식하는 생물막이 탈막시에도 유지되도록 하였다. 상기 도11a의 관통구(26)와 도11b의 홈통(27)은 원형을 예시하였으나, 비표면적이 증대되도록 관통구의 단면이 별모양 등과 같은 다양한 형태로 구성할 수 있다.

또한 도11c 및 도11d 에서와 같이 입상 생물막담체(7)에는 하나 이상의 줄홈(28) 또는 딤플(29)을 성형하여 상기 줄홈(28)과 딤플(29) 내에 부착된 생물막이 탈막과정에서 유지되고 비표면적이 증대되도록 하였다. 또한 도11e 에서는 입상 생물막담체(7)에 관통구(30)를 구성하되 예컨대, 벌집형(Honeycomb)으로 성형하므로써 비표면적과 공극율이 증대되도록 하였다. 벌집형 대신에 사각이나 삼각형으로 하는 것도 가능하다.

도11a 내지 도11e 에서는 상기 입상 생물막담체(7)를 대체로 원구형으로 예시하였으나, 이에 국한되지 않고 도11f 내지 도11h 에서와 같이 원기둥형 등 그외 다양한 형태로 입상 생물막담체(7)를 성형할 수 있다.

본 발명은 처리된 하폐수 등을 추가 처리하여 하천 유지용수, 공업용수, 관개용수 등으로 재이용하고, 음용수 등의 고도정수처리에 이용할 수 있고, 비점오염원에서 발생된 오탁수도 고효율로 처리할 수 있으며 생물학적 반응이 포함되지 않은 단순히 물리적인 여과장치로도 이용될 수 있다.

1 : 화학반응부 2 : 생물막접촉부
2A : 제1 생물막접촉부 2B : 제2 생물막접촉부
3 : 슬러지수집부 4 : 제1 반응조
5 : 제2 반응조 6 : 벌크형 생물막담체
7 : 입상 생물막담체 8 : 막분리조
9 : 막분리장치 11 : 정류분배구
12 : 교반장치 13 : 응집제 주입장치
14 : pH조정제 주입장치 15 : 흡착제 주입장치
16 : 외부탄소원 주입장치 17 : 탈막장치
18 : 포기장치 19 : 슬러지수집장치
20 : 슬러지호퍼 21 : 슬러지인출장치
22 : 내부순환장치 23 : 슬러지순환장치
24 : 막분리용 펌프 25 : 농축여액 인출장치
26 : 관통구 27 : 홈통
28 : 줄홈 29 : 딤플
30 : 벌집형 관통구

Claims

화학약품을 주입하여 화학적처리가 이루어지는 화학반응부(1);
생물막접촉부(2)의 하부에 설치되어 있고, 상기 화학반응부(1)로부터 유입된 반응액으로 부터 고형물을 분리 및 수집하여 외부로 인출하는 슬러지수집부(3);
상기 슬러지수집부(3)의 상부에 설치되어 있고, 화학반응부(1)를 거쳐서 유입된 반응액이 생물학적처리와 여과가 이루어지는 생물막접촉부(2); 및
상기 생물막접촉부(2)의 내부에서 부착증식하는 미생물에 의하여 생물학적처리 또는 생물학적처리와 고형물의 물리적 여과가 동시에 이루어지는 생물막담체;를 포함하는 수처리 장치에 있어서,
상기 화학반응부(1)는 상기 생물막접촉부(2)의 내부의 중앙 또는 측면에 설치되어 상기 화학반응부(1)와 상기 생물막접촉부(2) 및 상기 슬러지수집부(3)가 일체형으로 설치되어 있고,
상기 화학반응부(1)에는 유입수의 성상 및 제거하고자 하는 처리대상 물질에 따라 응집제 주입장치(13), 흡착제 주입장치(15) 중에서 하나 이상 선택된 화학약품 주입장치가 설치되어 있고, 화학약품 주입장치를 통해 주입된 화학약품을 혼합할 수 있는 교반장치(12)가 설치되어 있으며,
상기 화학반응부(1)의 하부에는 화학약품이 혼합된 유입수를 상기 생물막접촉부(2)의 하부로 보내 상향류로 상기 생물막담체를 통과할 수 있도록 하는 정류분배구(11)가 구비되어 있고,
상기 생물막담체는 상기 생물막접촉부(2)에 적층되어 충전되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 생물막접촉부(2)에는 상기 생물막담체로서, 공극이 서로 연통된 다공성의 발포수지, 섬유가 중첩된 수세미상, 적어도 일면에 섬모층이 형성된 섬모상, 섬유가 돌출된 로우프 중 적어도 하나의 벌크형 생물막담체(6)가 충전된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 생물막접촉부에는 외부탄소원 주입장치(16)와 상기 생물막담체에 부착증식하는 생물막을 탈리시키는 탈막장치(17)가 설치되고, 상기 외부탄소원 주입장치(16)는 상기 탈막장치(17)에 연통되도록 연결된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 생물막담체는 수세미상으로 형성되고, 이 수세미상 생물막담체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리염화비닐 중 어느 하나로 이루어지고, 직경 0.1mm∼1.2mm 범위 내인 사상체가 공극율이 80%∼98% 범위 내가 되도록 중첩되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 수세미상 생물막담체는, 합성수지사로서 폴리에틸렌(polyetylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(Polyurethane), 또는 폴리염화비닐리덴(polyvinylidene chloride) 소재 중에서 선택하여 직경 0.1mm∼1.2mm 범위 내인 사상체를 형성하고, 상기 사상체를 공극율이 80%∼98% 범위 내가 되도록 성글게 중첩하여 구성하고, 상기 사상체들이 낱개로 흩어지지 않도록 상기 사상체들이 서로 닿는 접촉부위는 접착제로 접착시켜서 고정하거나, 고온에서 용융된 합성수지를 방사하여 상기 합성수지사를 만들고 합성수지사로 된 상기 사상체들이 냉각되기 전 표면이 용융된 상태에서 적층하여 사상체들의 접촉부위가 서로 융착하게 한 후 사상체들이 냉각되면 사상체들의 접촉부위가 서로 접착 고정되어 생물막 담체가 수세미 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제5항에 있어서, 상기 사상체에는 중량기준 30%∼70% 범위 내의 폴리염화비닐이 혼합된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 수처리 장치의 후단계에는 제2 반응조(5)를 설치하여 유입수는 상기 수처리 장치와 상기 제2 반응조(5)를 순차적으로 거쳐서 처리되고, 상기 제2 반응조(5)에는 생물막의 부착증식과 고형물의 여과가 병행될 수 있는 입상 생물막담체(7)가 충전된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제7항에 있어서, 상기 수처리 장치는 내부순환장치(22)를 더 포함하고, 상기 내부순환장치(22)는 상기 제2 반응조(5)에서 반응이 이루어진 수체의 일부가 상기 생물막접촉부로 역류 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치
제8항에 있어서, 상기 생물막접촉부(2)에는 부착증식하는 생물막을 탈리시키는 탈막장치(17)가 설치되고, 상기 내부순환장치(22)는 상기 탈막장치(17)에 연통되도록 연결된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
화학약품을 주입하여 화학적처리가 이루어지는 화학반응부(1);
생물막접촉부(2)의 하부에 설치되어 있고, 상기 화학반응부(1)로부터 유입된 반응액으로 부터 고형물을 분리 및 수집하여 외부로 인출하는 슬러지수집부(3);
상기 슬러지수집부(3)의 상부에 설치되어 있고, 화학반응부(1)를 거쳐서 유입된 반응액이 생물학적처리와 여과가 이루어지는 생물막접촉부(2); 및
상기 생물막접촉부(2)의 내부에서 부착증식하는 미생물에 의하여 생물학적처리 또는 생물학적처리와 고형물의 물리적 여과가 동시에 이루어지는 생물막담체;를 포함하는 수처리 장치에 있어서,
상기 화학반응부(1)에는 유입수의 성상 및 제거하고자 하는 처리대상 물질에 따라 응집제 주입장치(13), 흡착제 주입장치(15) 중에서 하나 이상 선택된 화학약품 주입장치가 설치되어 있고, 화학약품 주입장치를 통해 주입된 화학약품을 혼합할 수 있는 교반장치(12)가 설치되어 있으며,
상기 화학반응부(1)의 하부에는 화학약품이 혼합된 유입수를 상기 생물막접촉부(2)의 하부로 보내 상향류로서 상기 생물막담체를 통과할 수 있도록 하는 정류분배구(11)가 구비되어 있고,
상기 생물막담체는 상기 생물막접촉부(2)에 적층되어 충전되는 구조로 되어 있고,
상기 생물막접촉부(2)는 미생물이 부착증식하는 생물막담체가 충전된 제1 생물막접촉부(2A)와 제2 생물막접촉부(2B)로 구성되고, 상기 제2 생물막접촉부(2B)는 상기 제1 생물막접촉부(2A)의 상부측과 하부측 및 전후와 좌우 중에서 적어도 어느 일측에 설치되어 있고, 상기 제1 생물막접촉부(2A)와 상기 제2 생물막접촉부(2B)중 적어도 어느 하나에는 공극이 서로 연통된 다공성의 발포수지, 섬유가 중첩된 수세미상, 적어도 일면에 섬모층이 형성된 섬모상, 섬유가 돌출된 로우프 중 적어도 하나의 벌크형 생물막담체(6)가 충전되며, 상기 제1 생물막접촉부(2A)와 제2 생물막접촉부(2B) 중 나머지 어느 하나에는 입상 생물막담체가 충전된 것을 특징으로 하는 수처리 장치
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제10항에 있어서, 상기 제2 생물막접촉부(2B)에서 수체의 일부가 상기 제1 생물막접촉부(2A)로 유입되도록 하는 내부순환장치(22)가 설치된 것을 특징으로 하는 수처리 장치
제10항에 있어서, 상기 입상 생물막담체(7)는 세라믹으로 이루어지고, 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0mm∼35mm, 1.03∼2.75 범위 내가 되도록 성형되거나 선별된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제10항에 있어서, 상기 입상 생물막담체(7)는 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0mm∼35mm, 0.95∼2.15 범위 내이고 합성수지와 세라믹 분말의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리 장치
제10항에 있어서, 상기 입상 생물막담체(7)는, 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0mm∼35mm, 0.95∼2.15 범위 내이고 세라믹에 합성수지를 코팅하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리 장치
제10항에 있어서, 상기 입상 생물막담체(7)는 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0mm∼35mm, 0.85∼1.8 범위 내이고 합성수지와 동식물성 소재의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제10항에 있어서, 상기 입상 생물막담체(7)는, 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0mm∼35mm, 0.95∼1.8 범위 내 이고 합성수지와 분말활성탄의 혼합물로 성형된 것을 특징으로 하는 수처리 장치
화학약품을 주입하여 화학적처리가 이루어지는 화학반응부(1);
생물막접촉부(2)의 하부에 설치되어 있고, 상기 화학반응부(1)로부터 유입된 반응액으로 부터 고형물을 분리 및 수집하여 외부로 인출하는 슬러지수집부(3);
상기 슬러지수집부(3)의 상부에 설치되어 있고, 화학반응부(1)를 거쳐서 유입된 반응액이 생물학적처리와 여과가 이루어지는 생물막접촉부(2); 및
상기 생물막접촉부(2)의 내부에서 부착증식하는 미생물에 의하여 생물학적처리 또는 생물학적처리와 고형물의 물리적 여과가 동시에 이루어지는 생물막담체;를 포함하는 수처리 장치에 있어서,
상기 화학반응부(1)에는 유입수의 성상 및 제거하고자 하는 처리대상 물질에 따라 응집제 주입장치(13), 흡착제 주입장치(15) 중에서 하나 이상 선택된 화학약품 주입장치가 설치되어 있고, 화학약품 주입장치를 통해 주입된 화학약품을 혼합할 수 있는 교반장치(12)가 설치되어 있으며,
상기 화학반응부(1)의 하부에는 화학약품이 혼합된 유입수를 상기 생물막접촉부(2)의 하부로 보내 상향류로 상기 생물막담체를 통과할 수 있도록 하는 정류분배구(11)가 구비되어 있고,
상기 생물막담체는 상기 생물막접촉부(2)에 적층되어 충전되는 구조로 되어 있고,
상기 생물막접촉부(2)에는 생물막의 부착증식과 고형물의 여과가 병행될 수 있는 입상의 합성수지 성형물, 입상의 발포수지, 입상 활성탄, 입상의 세라믹, 미세사가 혼합되어 구 형상으로 성형된 미세사구 중 적어도 하나로 이루어진 입상 생물막담체(7)가 충전되고, 상기 입상 생물막담체(7)에는 관통구(26), 홈통(27), 줄홈(28), 딤플(29) 중에서 적어도 어느 하나 이상의 성형된 것을 특징으로 하는 수처리장치
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제19항에 있어서, 상기 입상 생물막담체(7)는, 세라믹으로 이루어지고, 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0mm∼35mm, 1.03∼2.75 범위 내가 되도록 성형되거나 선별된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제19항에 있어서, 상기 입상 생물막담체(7)는, 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0mm∼35mm, 0.95∼2.15범위 내이고 합성수지와 세라믹 분말의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제19항에 있어서, 상기 입상 생물막담체(7)는, 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0mm∼35mm, 0.95∼2.15범위 내이고 세라믹에 합성수지를 코우팅하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제19항에 있어서, 상기 입상 생물막담체(7)는, 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0mm∼35mm, 0.85∼1.8범위 내이고 합성수지와 동식물성 소재의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제19항에 있어서, 상기 입상 생물막담체(7)는, 입경 및 건조상태에서의 겉보기 비중이 각각 2.0mm∼35mm, 0.95∼1.8 범위 내이고 합성수지와 분말활성탄의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제19항에 있어서, 상기 수처리 장치 전단계에는 제1 반응조(4)를 설치하여 유입수는 상기 제1 반응조(3)와 상기 수처리 장치를 순차적으로 거쳐서 처리되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제26항에 있어서, 상기 제1 반응조(4)에는, 공극이 서로 연통된 다공성의 발포수지, 섬유가 중첩된 수세미상, 적어도 일면에 섬모층이 형성된 직포 또는 부직포, 섬유가 돌출된 로우프 중 적어도 하나의 벌크형 생물막담체(6)가 충전된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제27항에 있어서, 상기 수처리 장치는, 상기 생물막접촉부(2)에서 반응이 이루어진 수체가 일부 상기 제1 반응조(4)로 역류 유입되도록 하는 내부순환장치(22)를 더 포함하고, 상기 제1 반응조(4)에는 벌크형 생물막담체(6)에 부착증식하는 생물막을 탈리시키는 탈막장치(17)가 설치되며, 상기 내부순환장치(22)는 상기 탈막장치(17)에 연통되도록 연결된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제14항, 제15항, 제21항, 제23항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세라믹의 소재는 모래, 자갈, 안스라사이트, 부석, 유리 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수처리 장치
제15항 또는 제22항에 있어서, 상기 세라믹의 소재는 석분, 안스라사이트, 지올라이트, 점토, 석탄회, 탈크 또는 유리섬유, 유리분말 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수처리 장치
제15항, 제16항, 제17항, 제18항, 제22항, 제23항, 제24항, 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성수지의 소재는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, ABS, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, POM 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제17항 또는 제24항에 있어서, 상기 동식물성 소재는 동식물성 섬유, 풀줄기, 톱밥, 동물의 뼈, 패각 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수처리 장치
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 수세미상 생물막담체를 구성하는 섬유의 표면에는 비표면적을 크게 하는 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치
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제30항에 있어서, 상기 유리분말은 광섬유 제조공정에서 발생된 폐슬러지인 것을 특징으로 하는 수처리 장치
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생물학적처리가 이루어지는 생물막접촉부(2);
유입수의 성상 및 제거하고자 하는 처리대상 물질에 따라 응집제 주입장치(13), 흡착제 주입장치(15) 중에서 하나 이상 선택된 화학약품 주입장치가 설치되어 있고, 화학약품 주입장치를 통해 주입된 화학약품을 혼합할 수 있는 교반장치(12)가 설치되어 있는 화학반응부(1);
상기 화학반응부(1)의 하부에 구비되어 있고, 화학약품이 혼합된 유입수를 상기 생물막접촉부(2)의 하부로 보내 상향류로 상기 생물막접촉부(2)를 통과할 수 있도록 하는 정류분배구(11);
상기 생물막접촉부의 하부에 설치되고, 고형물을 분리 및 수집하여 외부로 인출하는 슬러지수집부(3); 및
공극이 서로 연통된 다공성의 발포수지, 섬유가 중첩된 수세미상, 적어도 일면에 섬모층이 형성된 직포 또는 부직포, 섬유가 돌출된 로우프 중 적어도 하나가 상기 생물막접촉부에 충전된 벌크형 생물막담체(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 수처리 장치;와,

생물학적처리가 이루어지는 생물막접촉부;
유입수의 성상 및 제거하고자 하는 처리대상 물질에 따라 응집제 주입장치(13), 흡착제 주입장치(15) 중에서 하나 이상 선택된 화학약품 주입장치가 설치되어 있고, 화학약품 주입장치를 통해 주입된 화학약품을 혼합할 수 있는 교반장치(12)가 설치되어 있는 화학반응부(1);
상기 화학반응부(1)의 하부에 구비되어 있고, 화학약품이 혼합된 유입수를 상기 생물막접촉부(2)의 하부로 보내 상향류로 상기 생물막접촉부(2)를 통과할 수 있도록 하는 정류분배구(11);
상기 생물막접촉부의 하부에 설치되고, 고형물을 분리 및 수집하여 외부로 인출하는 슬러지수집부(3);
및 입상의 합성수지 성형물, 입상의 발포수지, 입상의 활성탄, 입상의 다공성 세라믹, 미세사가 혼합되어 구 형상으로 성형된 미세사구 중 적어도 하나가 상기 생물막접촉부에 충전된 입상 생물막담체(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제2 수처리 장치;를 포함하되,
상기 제1 수처리 장치와 상기 제2 수처리 장치를 직렬로 연결하여 제1 수처리 장치의 처리수는 제2 수처리 장치의 하부로 유입되도록 하고, 상기 제1 수처리 장치와 상기 제2 수처리장치를 순차적으로 거쳐서 처리되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제37항에 있어서, 상기 수처리 장치는 슬러지순환장치(23)를 더 포함하며, 상기 슬러지순환장치(23)는, 상기 제2 수처리 장치에서 인출된 슬러지가 상기 제1 수처리 장치의 화학반응부로 일부 유입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제37항에 있어서, 상기 수처리 장치는 내부순환장치(22)를 더 포함하며, 상기 내부순환장치(22)는 상기 제2 수처리 장치의 생물막접촉부에서 반응이 이루어진 반응액의 일부가 상기 제1 수처리 장치로 역류 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항, 제7항, 제19항, 제26항, 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수처리 장치 일단에 막분리가 이루어지는 막분리장치(9)를 설치하여 유입수는 상기 수처리 장치와 상기 막분리장치(9)를 순차적으로 거쳐서 처리되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제40항에 있어서, 상기 막분리장치(9)에는 막분리 후 농축된 농축여액의 일부가 상기 화학반응부로 유입되도록 하는 농축여액 인출장치가 설치된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.