KR101027719B1

KR101027719B1 - 총인〔ｔ－ｐ〕제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치 및 방법

Info

Publication number: KR101027719B1
Application number: KR1020100139127A
Authority: KR
Inventors: 강예석; 박범석; 오홍석
Original assignee: 주식회사 경호엔지니어링 종합건축사사무소
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-04-13

Abstract

본 발명은 총인(T-P)제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치에 있어서, 제1침전지(100) 및 제2침전지(200)와, 상기 제1침전지(100) 및 제2침전지(200)에 설치되어 슬러지의 침전을 유도하는 경사판모듈(120,220)과, 최초유입되는 피처리수의 유입 및 상기 제1침전지(100) 및 제2침전지(200) 사이에서 피처리수의 유동을 제어하는 밸브모듈과, 상기 제1침전지(100) 및 제2침전지(200)에 각각 연결되는 약품처리부(500)와, 상기 약품처리부(500)와 상기 제1침전지(100) 및 제2침전지(200)를 연결하는 이송관과, 상기 밸브모듈을 제어하는 제어모듈을 포함하여 구성되고, 상기 제어모듈은 상기 밸브모듈을 제어하여, 피처리수를 상기 제1침전지(100)에 유입시켜 슬러지를 침전시키고, 슬러지가 침전된 1차처리수를 상기 약품처리부(500)에 유입시키며, 약품처리된 약품처리수를 상기 제2침전지(200)에 유입시킨다.

Description

총인〔Ｔ－Ｐ〕제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치 및 방법{Advanced wastewater treatment system using multi-story structures to improve the removal T-P and method for improvement of settling pond}

본 발명은 하수 고도처리 시설에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기설치된 하수 고도처리 시스템의 침전지를 개량하여 1차침전 및 2차침전이 가능하도록 한 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 총인(T-P)제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 하수 고도처리시설을 구성하는 반응지의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2A 및 2B는 종래의 하수 고도처리시설을 촬영한 사진이다.

일반적인 하수 고도처리 시설은, 도 1에 도시된 바와 같은 반응지(10)들로 구성된다.

상기 반응지(10)는 하수 처리과정의 각 기능을 수행하는 반응조를 포함하여 구성되는데, 도 1에서는 일반적으로 널리 사용되고 있는 A2/O 공법에 사용되는 반응지를 일 예로 도시하였다.

상기 반응지(10)는 혐기조(20), 무산소조(30), 호기조(40) 및 침전조(50)를 포함하여 구성되는데, 상기 혐기조(20)는 유입수 내의 인을 방출시키는 역할을 수행한다. 이때, 상기 혐기조(20)에는 처리될 유입수가 유입되는 유입수파이프(22)가 연결되어 상기 혐기조(20)에 유입수를 공급한다.

그리고 상기 무산소조(30)는 탈질 및 유기물을 제거하는 역할을 수행하고, 상기 호기조(40)는 질산화, 인 축적 및 유기물을 제거하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 호기조(40)에는 상기 호기조(40) 내에 공기를 폭기시키기 위한 폭기부(42)가 구비되고, 상기 반응지(10)에는 상기 폭기부(42)에 공기를 공급하기 위한 공기공급 파이프(44)가 연결된다.

또한, 상기 침전조(50)는 처리수와 미생물을 고액 분리시키는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 반응지(10)는 상기 호기조(40)에서 질산화액을 무산소조(30)로 내부 반송하는 반송파이프(32, 46)와 반응조(20, 30, 40, 50) 내의 미생물농도를 조절하기 위하여 상기 침전조(50)의 슬러지를 반송하는 슬러지 반송 파이프(52)를 더 포함하여 구성된다. 이때, 도시하지는 않았지만, 내부반송 및 슬러지 반송을 위하여 각각의 내부반송파이프(32, 46)와 슬러지반송파이프(52)에는 별개의 펌프가 연결된다.

이러한 하수 고도처리시설은 반응조의 배열 및 반송파이프의 연결상태 등에 따라 A2/O, Bardenpho, UCT 및VIP 공법 등이 개발되어 사용되고 있다.

따라서, 도 1에 도시된 상기 반응지의 구조는 종래기술의 일 예를 나타낸 것에 불과한 것으로 처리공법에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

상기 반응지의 크기는 처리 용량에 따라 다양하게 형성되지만, 일반적인 하수 종말처리장의 경우, 약 7 내지 10m의 높이(H)와, 약 4 내지 6m의 폭(B) 그리고 약 70 내지 100m의 길이(L)를 갖는다.

그리고, 상기 반응지가 다수개 묶여, 하수처리시설의 기본 단위인 처리계열을 형성하고, 다수개의 처리계열이 모여 하수 고도 처리시설을 구성한다.

따라서, 전체 하수 종말 처리장은 상기 도 2A 및 도 2B에 도시된 바와 같이, 수 십여 개 이상의 반응조를 포함하여 구성된다.

그러므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 의해 고도처리시설을 갖춘 하수 처리장의 건설을 위해서는 막대한 면적의 부지가 필요하다.

따라서, 상기한 바와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

최근 개정된 하수도법 시행규칙에 의하면, 2012년부터 적용되는 공공하수처리시설(하수처리장)의 방류수수질 기준이 종래에 비해 최고 10배까지 강화되었다. 특히 물에 포함되어 있는 인화합물의 총량인 총인(T-P), 즉 수질 오염과 부영양화의 주범인 조류의 성장을 돕는 총인(T-P) 등의 방류수질 기준이 강화된 것이다. (0.2~0.5 mg/L로 강화되는 등 방류수수질에 대한 기준이 크게 높아질 예정이다.)

이를 위해서는 기존에 설치되어 있는 하수 종말 처리장의 시설을 보완, 강화하거나, 하수 종말 처리장의 시설을 전면적으로 재시공하여 방류수를 재처리하는 등의 방법이 필요하게 된다.

그러나, 이미 기설치되어 있는 하수 종말 처리장을 재시공하거나 추가적인 시설을 시공하기 위해서는 별도의 부지가 필요하게 되는데, 이는 하수 종말 처리장이 설치된 장소의 여건 등에 따라 불가능하거나 매우 큰 비용이 소요되는 등의 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 새로운 부지에 추가적인 시설의 시공 없이, 침전지가 있는 모든 하수고도처리 공법에 대하여 기존의 침전지를 개량하여 처리수(방수류)에 포함되어 있는 총인(T-P)을 추가적으로 제거함으로써 수질을 개선하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 약품투입 및 다수개의 경사판을 추가 설치하여 침전효율이 향상되는 하수 고도처리 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치에 있어서, 제1침전지 및 제2침전지와, 상기 제1침전지 및 제2침전지에 설치되어 슬러지의 침전을 유도하는 경사판모듈과, 최초유입되는 피처리수의 유입 및 상기 제1침전지 및 제2침전지 사이에서 피처리수의 유동을 제어하는 밸브모듈과, 상기 제1침전지 및 제2침전지에 각각 연결되는 약품처리부와, 상기 약품처리부와 상기 제1침전지 및 제2침전지를 연결하는 이송관과, 상기 밸브모듈을 제어하는 제어모듈을 포함하여 구성되고, 상기 제어모듈은 상기 밸브모듈을 제어하여, 피처리수를 상기 제1침전지에 유입시켜 슬러지를 침전시키고, 슬러지가 침전된 1차처리수를 상기 약품처리부에 유입시키며, 약품처리된 약품처리수를 상기 제2침전지에 유입시킨다.

상기 밸브모듈은 상기 제1침전지 및 제2침전지를 향해 최초유입되는 피처리수를 제1침전지로 유도하는 제1밸브와, 상기 제2침전지에서 발생된 반송슬러지를 상기 약품처리부로 선택적으로 유도하기 위한 제2밸브를 포함하여 구성된다.

상기 약품처리부는 폴리염화알루미늄(PAC,PolyAluminumChloride), 철염 또는 황산 알루미늄 중 적어도 어느 하나의 응집제 투입하는 응집부와, 상기 응집부와 연결되는 혼화기를 포함하여 구성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 다수개의 침전지와, 상기 다수개의 침전지에 피처리수를 공급하는 공급부와 침전지에 의해 처리된 피처리수를 모아 방류하기 위한 방류부를 포함하는 기시공된 하수 고도처리 시스템의 침전지 개량을 통한 총인(T-P)제거시스템에 있어서, 다수개의 침전지와, 상기 침전지에 설치되어 슬러지의 침전을 유도하는 경사판모듈과, 상기 다수개의 침전지를 사이의 피처리수 이송을 제어하는 밸브모듈과, 상기 다수개의 침전지에 연결되고 내부에 구획벽이 구비되어 다수개의 침전지 중 일부 침전지인 제1침전유닛에 연결되는 제1공간 및 나머지 침전지인 제2침전유닛과 연결되는 제2공간으로 구획되는 공급부와, 상기 다수개의 침전지와 각각 연결되는 약품처리부와, 상기 약품처리부와 상기 다수개의 침전지 사이를 연결하는 이송관과, 상기 밸브모듈을 제어하는 제어모듈을 포함하여 구성되고, 상기 제어모듈은 상기 밸브모듈을 제어하여, 상기 제1공간에 유입된 피처리수를 일부 침전지에 유입시켜 슬러지를 침전시키고, 슬러지가 침전된 1차처리수를 상기 약품처리부에 유입시키며, 약품처리된 약품처리수를 나머지 침전지에 유입시킨다.

상기 밸브모듈은 상기 제1침전유닛과 상기 방류부 사이를 선택적으로 차단하여 피처리수를 상기 약품처리부로 유도하는 제1밸브와, 상기 제2침전유닛과 이로부터 배출되는 슬러지를 반송하기 위한 반송부 사이에 설치되어 슬러지를 상기 약품처리부로 선택적으로 유도하는 제2밸브를 포함하여 구성된다.

상기 이송관은 상기 제1침전유닛과 상기 방류부 및 상기 약품처리부 사이를 연결하는 제1이송관과, 상기 약품처리부와 상기 제2공간 사이를 연결하는 제2이송관과, 상기 제2침전유닛과 상기 약품처리부를 연결하는 제3이송관을 포함하여 구성된다.

상기 약품처리부는 폴리염화알루미늄(PAC,PolyAluminumChloride), 철염 또는 황산 알루미늄 중 적어도 어느 하나의 응집제를 투입하는 응집부와, 상기 응집부와 연결되는 혼화기를 포함하여 구성된다.

상기 경사판모듈은 다수개의 단위경사판이 일정한 간격으로 결합되어 구성된다.

상기 단위경사판은 일정한 각도로 경사지게 구비되는데, 상기 제1침전지 또는 제1침전유닛에 설치되는 단위경사판의 경사각은 65°이고, 상기 제2침전지 또는 제2침전유닛에 설치되는 단위경사판의 경사각은 60°이다.

상기 단위경사판의 하부 측면 및 상부에는 피처리수가 각각 유입 및 배출되는 수중오리피스가 형성된다.

상기 단위경사판의 상부에는 동판재질의 상부플레이트가 구비되고, 상기 상부플레이트에는 피처리수가 배출되는 수중오리피스가 형성된다.

상기 경사판모듈은 다수개가 서로 이격되어 상기 침전지의 가장자리를 둘러 설치된다.

상기 침전지의 상부에는 월류방지부가 설치되는데, 상기 월류방지부는 상기 다수개의 경사판모듈 사이에 위치하여 경사판모듈을 통과한 피처리수만 외부로 유출된다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 총인(T-P)제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치 및 방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에서는 기존의 침전지를 개량하여, 침전지 중 일부는 종래의 피처리수 침전기능을 수행하도록 하고, 나머지 침전지는 약품처리 후 침전을 함으로써 2차에 걸친 침전이 가능하도록 함과 동시에, 침전지에 경사판모듈을 설치하여 월류율은 떨어지지 않도록 함으로써, 방류수의 총인을 제거하여 방수류 수질이 크게 개선되는 효과가 있다.

또한, 추가적인 침전지의 설치없이, 종래의 침전지를 개선하여 이용하게 되므로 추가적인 시설부지나 침전지가 필요없으므로 시공비용이 줄어드는 경제적인 효과도 기대할 수 있다.

그리고, 본 발명에서는 침전지와 약품처리부 사이 등 피처리수의 이동경로 상에 밸브모듈을 설치하여, 피처리수 또는 슬러지의 방류나 재처리를 선택적으로 수행할 수 있어, 피처리수의 상태에 따라 피처리수의 처리방법을 적절하게 선택할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래의 하수 고도처리시설을 구성하는 반응지의 구성을 도시한 사시도.
도 2A 내지 도 2B는 종래의 하수 고도처리시설을 촬영한 사진.
도 3은 종래 설치된 하수 고도처리시설의 구조를 보인 구조도.
도 4는 도 3의 하수 고도처리시스템을 개량한 본 발명에 의한 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 구조도.
도 5는 종래 설치된 다른 하수 고도처리시설의 구조를 보인 구조도.
도 6은 도 5의 하수 고도처리시스템을 개량한 본 발명에 의한 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치의 다른 실시예의 구성을 보인 구조도.
도 7은 본 발명 실시예를 구성하는 경사판모듈의 구성을 보인 사시도.
도 8은 본 발명 실시예가 적용된 하수 고도처리시설을 보인 사진.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 총인(T-P)제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치 및 방법의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

먼저 설명의 편의를 위하여 도 3을 참조하여 종래 설치된 하수 고도처리 시스템의 구조를 개략적으로 설명하기로 한다.

도 3에는 하수 고도처리시스템 중에서 일부, 보다 정확하게는 침전지의 구조가 도시되어 있다. 나머지 혐기조, 무산소조 또는 호기조 등은 종래 기술과 동일하므로 상술한 배경기술을 참조하기로 한다.

침전지는 제1침전지(50, 도면 하방에 위치)와 제2침전지(50, 도면 상방에 위치)로 구성되어 있다. 상기 제1침전지(50)와 제2침전지(50)는 동일한 역할을 하는 것으로, 즉 생물반응조를 통해 전달된 피처리수로부터 슬러지를 침전시키고 미생물을 고액 분리시키는 역할을 수행한다.

이러한 제1침전지(50)와 제2침전지(50)는 최초 유입되는 피처리수(유입수)를 동일하게 분배받아 같은 작업을 수행하게 된다. 제1침전지(50)를 예로 들어 설명하면, 피처리수는 먼저 제1침전지(50)에 유입된 후(①)에 침전물(슬러지)이 침전되면 상징수(上澄水)는 방류채널(51)을 통해 방류된다(③).

그리고, 상기 슬러지는 반송채널(53)을 통해 반송되어 재처리(반송슬러지)되거나(②) 또는 배출채널(52)을 통하여 배출된다(잉여슬러지)(②'). 도면부호 P1, P2는 펌프로, 잉여슬러지의 배출을 보조하는 역할을 한다.

이와 같이 종래에 설치되어 있는 하수 고도처리의 침전지에 추가적인 침전시설을 설치하지 않고, 종래 설치된 하수 고도처리 시설을 개선하여 방수류에 포함되어 있는 총인(T-P)을 추가적으로 제거하여 방수류의 수질을 개선하기 위한 시스템이 도 4에 도시되어 있다.

(실시예 1)

이에 따르면, 침전지는 제1침전지(100)와 제2침전지(200)로 구성된다. 상기 제1침전지(100)와 제2침전지(200)는 동일한 구성이나, 아래와 같은 제어를 통해 그 작용에서 일부 차이점이 발생하게 된다. 즉, 종래에 동일한 기능을 수행하던 제1침전지(100)와 제2침전지(200)의 역할을 아래와 같이 재설정하게 되는 것이다.

이와 같은 제1침전지(100)와 제2침전지(200)의 작용의 차이를 위하여 밸브모듈(V1~V3)이 설치된다. 상기 밸브모듈(V1~V3)은 최초유입되는 피처리수의 유입 및 상기 제1침전지(100) 및 제2침전지(200) 사이에서 피처리수의 유동을 제어하는 역할을 한다.

보다 상세하게는, 상기 밸브모듈(V1~V3)은 상기 제1침전지(100) 및 제2침전지(200)를 향해 최초유입되는 피처리수(유입수)를 제1침전지(100)로 유도하는 제2밸브(V2)와, 상기 제2침전지(200)에서 발생된 반송슬러지를 상기 약품처리부(500)로 선택적으로 유도하기 위한 제3밸브(V3)를 포함하여 구성된다. 이에 더하여 침전처리를 선택적으로 수행하기 위한 도입밸브(V1)도 설치될 수 있다.

도 4에서 보듯이, 상기 제1침전지(100) 및 제2침전지(200)에는 상징수의 배출을 위한 방류채널과, 침전물인 슬러지의 배출을 위한 배출채널(140,240) 또는 반송을 위한 반송채널(150,250)이 각각 구비된다.

이때, 상기 제1침전지(100)와 제2침전지(200)에는 경사판모듈(120,220)이 설치된다. 상기 경사판모듈(120,220)은 상기 제1침전지(100) 및 제2침전지(200)에 설치되어 슬러지의 침전이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다. 이는 종래에는 상기 제1침전지(100)와 제2침전지(200)가 동일한 기능(1차침전)을 수행하였으나, 본 실시예에서는 제1침전지(100) 하나가 종래의 침전기능을 수행하게 되므로 침전효율을 향상시킬 필요가 있기 때문이다.

이와 같이 경사판모듈(120,220)에 의하여 침전율이 향상되는 것은, 경사판모듈(120,220)에 의하여 침전지의 침전면적이 늘어나기 때문이다. 즉, 월류율(표면부하율)은 Q/A로 계산되는데, 여기서 Q는 단위시간당 유량을 나타내고, A는 침전지의 침전면적이다.

따라서, 침전면적을 높이기 위해서는 다수개의 수평판을 설치하는 것이 가장 바람직하나, 수평판의 경우에는 그 상편에 쌓인 슬러지를 제거하는 것이 매우 어렵기 때문에 어느 정도 경사각을 설정하는 것이 바람직하다.

상기 경사판모듈(120,220)에 의한 피처리수의 처리용량을 계산하면 아래와 같다.

(그림 1)

(그림 2)

먼저 그림1에서 보듯이 수평판의 경우에는 수평판 1개의 넓이를 A라하면 10A의 처리량을 같게 되나, 그림2에서 보듯이 경사판의 경우에는 10A에 cosine값을 곱해야 한다. 이는 경사판의 경우에 피처리수의 유입방향이 하방에서 상방으로 이루어지기 때문이다. 따라서, 경사판의 경우 처리량은 10A*Cos(a)가 된다.

그러나, 이와 같이 수평판에 비하여 처리량이 작다고 하여도, 경사판모듈(120,220) 없이 침전이 이루어지는 것에 비하면 훨씬 향상된 침전율을 갖게 된다.

본 실시예에서 상기 경사판모듈(120,220)은 다수개의 단위경사판(221)이 일정한 간격으로 결합되어 이루어지고, 상기 단위경사판(221)은 일정한 각도의 경사각을 갖게 된다.

상기 경사각은 제1침전조의 경우에는 65°이고, 제2침전조의 경우에는 60°가 바람직하다. 이는 상대적으로 슬러지 발생이 많은 제1침전조의 경우에는 슬러지의 분리가 보다 용이할 필요가 있기 때문이다. 상기 경사판은 FRP재질로 만들어진다.

한편, 도 7에서 보듯이, 상기 단위경사판(221)의 하부 측면 및 상부에는 피처리수가 각각 유입 및 배출되는 수중오리피스(222,223)가 형성된다. 상기 수중오리피스(222,223) 상대적으로 하부측면에 위치하는 유입오리피스(222)와 상대적으로 상부에 위치하는 배출오리피스(223)으로 나뉜다. 이에 따라 피처리수는 단위경사판(221)의 사이 간격 및 상기 단위경사판(221)의 하부, 그리고 상기 유입오리피스(222)를 통해 유입된 후에 상면의 배출오리피스(223)을 통해 배출된다.

상기 수중오리피스(222,223)은 도시된 바와 같이 긴 타원형상으로 형성되는데, 본 실시예에서 측면의 유입오리피스(222)는 지름 1cm, 길이 5cm의 크기를 갖고 2열로 구성되며, 상면의 배출오리피스(223)는 지름1cm, 길이 2cm의 크기를 갖는다.

이때, 상기 단위경사판(221)의 상부에는 동판재질의 상부플레이트(900, 도 8참조)가 구비되고, 상기 상부플레이트에는 피처리수가 배출되는 수중오리피스(950)가 형성됨이 바람직하다. 이는 상기 단위경사판(221)의 상면에 조류 등이 고착되는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 상기 경사판모듈(120,220)은 다수개가 서로 이격되어 상기 제1침전지(100) 및 제2침전지(200)의 가장자리를 둘러 다수개가 설치된다.

상기 제2침전지(200)에 대해 설명하면, 상기 제2침전지(200)는 기본적으로 제1침전지(100)와 동일한 구성을 가지게 된다. 즉, 제2침전지(200) 역시 경사판모듈(220)이 설치되고, 방류채널(210)과 배출채널(240) 그리고 반송채널(250)이 구비된다.

상기 제1침전지(100)와 제2침전지(200) 사이에는 약품처리부(500)가 설치된다. 상기 약품처리부(500)는 제1침전지(100)로부터 배출된 상징수와, 제2침전지(200)로부터 배출되는 슬러지가 유입되어 약품처리되는 것으로, 피처리수에 함유된 인의 제거를 보다 효과적으로 하기 위한 것이다.

상기 약품처리부(500)는 폴리염화알루미늄(PAC,PolyAluminumChloride), 철염 또는 황산 알루미늄 중 적어도 어느 하나의 응집제를 투입하는 응집부와, 상기 응집부와 연결되는 혼화기를 포함하여 구성되는데, 상기 응집부와 혼화기는 별도로 분리되어 설치될 수도 있다.

한편, 도 8에서 보듯이, 상기 침전지의 상부에는 월류방지부(800)가 설치되는데, 상기 월류방지부(800)는 상기 다수개의 경사판모듈(120,220) 사이에 위치하여 경사판모듈(120,220)을 통과한 피처리수만 외부로 유출되도록 한다. 즉, 상기 월류방지부(800)는 경사판모듈(120,220)이 설치되지 않은 위치(경사판모듈(120,220) 사이사이)에 설치됨으로써, 피처리수는 월류방지부(800)를 통해서는 배출되지 못하고, 오직 경사판모듈(120,220)을 통해서만 방류될 수 있는 것이다. 이때, 도면부호 900은 상부플레이트를, 950은 피처리수가 배출되는 수중오리피스를 나타낸다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 총인(T-P)제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치 및 방법의 실시예1에 의한 작용을 설명하기로 한다.

먼저, 생물반응조를 통해 처리된 피처리수가 유입되면, 피처리수는 제2밸브(V2)에 의하여 제2침전지(200)로 가지 못하고 제1침전지(100) 방향으로 유도된다(①). 그리고 피처리수는 제1침전지(100)의 경사판모듈(120)을 통해 슬러지를 침전시킨 후에 상징수는 방류채널(110)을 통하여 배출된다.

이때 방류된 피처리수는 외부로 반출되지 않고, 다시 약품처리부(500)로 유입된다(③). 그리고 상기 약품처리부(500)에 의하여 PAC등의 약품으로 처리되면 다시 제2침전지(200)로 이송된다(④).

한편, 상기 제1침전지(100)에서 침전된 슬러지 중 일부는 배출채널(140)을 통해 배출(②, 잉여슬러지)되고 일부는 반송채널(150)을 통해 다시 반송(②', 반송슬러지)되어 재처리된다.

상기 제2침전지(200)로 유입된 피처리수(상징수)는 역시 경사판모듈(220)을 통과하면서 침전이 이루어지고, 상징수는 방류채널(210)을 통하여 방류된다(⑦).

그리고, 침전된 슬러지는 상기 약품처리부(500)로 다시 안내된다(⑤'). 이는 상기 제2침전지(200)와 기존의 반송라인 사이에 제2밸브(V3)가 설치되어 슬러지를 약품처리부(500) 방향으로 유도하기 때문이다. 물론, 일부 슬러지는 배출될 수도 있다(⑤, 잉여슬러지)

상기 제2밸브(V3)에 의하여 유도된 슬러지는 다시 약품처리부(500)로 유입되어 플럭형성이 촉진되고, 다시 제2침전지(200)로 안내되거나 또는 배출된다. 이때 생성되는 슬러지는 제2밸브(V3)의 작동에 따라 반송될 수도 있다(⑥).

이와 같이, 실시예1에 의한 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 총인(T-P)제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치 및 방법에 의하면, 기존의 제1침전지(100)는 종래의 침전기능을 수행하고, 제2침전지(200)는 약품처리된 피처리수의 침전기능을 수행하게 되어, 1차침전 및 2차침전이 이루어지게 된다.

그리고, 제1침전지(100)와 제2침전지(200)에 각각 설치되는 경사판모듈(120,220)에 의하여 기존의 침전율 역시 떨어지지 않게 된다.

이때, 이와 같은 고도 처리시스템의 제어는 제어모듈에 의해 이루어지는데, 정리하면, 제어모듈은 상기 밸브모듈(V1~V3)을 제어하여, 피처리수를 상기 제1침전지(100)에 유입시켜 슬러지를 침전시키고, 슬러지가 침전된 1차처리수를 상기 약품처리부(500)에 유입시키며, 약품처리된 약품처리수를 상기 제2침전지(200)에 유입시키거나 배출시키게 된다.

한편, 실시예2의 설명에 앞서 종래의 다른 하수 고도처리시스템을 설명한다. 도 5에는 종래의 하수 고도처리시스템 중에서 일부, 보다 정확하게는 침전지의 구조가 도시되어 있다. 나머지 혐기조, 무산소조 또는 호기조 등은 종래 기술과 동일하므로 상술한 배경기술을 참조하기로 한다.

이에 따르면, 최초 유입되는 피처리수(유입수)는 우선 공급부(55)로 공급된다(①). 상기 공급부(55)에 유입된 피처리수는 공급부(55)로부터 4개의 서로 다른 침전지(50)에 유입된다(②).

각각의 침전지(50)에 유입된 피처리수는 침전공정을 거친후에 상징수는 다시 방류부(58)에 유입된다(④). 상기 방류부(58)는 4개의 침전지(50)로부터 모인 상징수를 모아 최종적으로 방류시키는 역할을 한다(⑤).

한편, 상기 침전지(50)에 의해 침전된 슬러지 중 일부는 배출(잉여슬러지)되고, 일부는 반송(③', 반송슬러지)되어 재처리 공정을 거치게 되는데, 재처리에 앞서 반송슬러지는 반송부(56)에 모인 후에 이송된다(③).

이와 같이 4개의 침전지(50)는 서로 동일한 기능, 즉 침전을 통한 슬러지의 배출이라는 기능을 수행하게 된다.

이와 같이 종래에 설치되어 있는 하수 고도처리의 침전지에 추가적인 침전시설을 설치하지 않고, 종래 설치된 하수 고도처리 시설을 개선하여 방수류의 수질을 개선하기 위한 시스템이 도 6에 도시되어 있다.

(실시예 2)

본 실시예에서는 도 6에서 보듯이, 총 4개의 침전지가 구비되는데, 이러한 4개의 침전지는 제1침전유닛(A)과 제2침전유닛(B)으로 구별될 수 있다. 도면을 기준으로 보면 좌측 2개의 침전지가 제1침전유닛(A)이 되고, 우측 2개의 침전지가 제2침전유닛(B)이 되는데 이는 기능의 차이로 인해 구별되는 것으로 이는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 상기 제1침전유닛(A)과 제2침전유닛(B) 사이에는 공급부(90)가 구비된다. 상기 공급부(90)는 유입수가 유입된 후 이를 제1침전유닛(A)에 공급하고, 한편으로는 제1침전유닛(A)에 의해 처리된 상징수가 다시 유입되는 공간이다.

보다 정확하게는, 상기 공급부(90)는 내부에 구획벽(91)이 구비되어 다수개의 침전지 중 일부 침전지인 제1침전유닛(A)에 연결되는 제1공간(m) 및 나머지 침전지인 제2침전유닛(B)과 연결되는 제2공간(n)으로 구획되는 것이다.

상기 제1공간(m)에는 제1침전유닛(A)이 연결되는데, 상기 제1침전유닛(A)은 2개의 제1침전지(100)로 구성된다.

그리고 상기 2개의 제1침전유닛(A)에는 경사판모듈(120)이 설치된다. 상기 경사판모듈(120)의 구성은 상기한 실시예1의 경사판모듈과 동일하므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 제1침전유닛(A)은 방류부(160) 및 약품처리부(500)와 연결되는데 이들 사이는 제1이송관(L1,L2)에 의해 연결된다.

상기 방류부(160)는 상징수를 모아 최종적으로 방류하기 위한 것으로, 본 실시예에서는 아래에서 설명될 밸브모듈(V1~V4)에 의하여 제1침전유닛(A) 및 제2침전유닛(B)의 상징수 중 일부를 선택적으로 방류하게 된다.

상기 제1침전유닛(A)과 제2침전유닛(B) 사이에는 약품처리부(500)가 설치된다. 상기 약품처리부(500)는 제1침전유닛(A)로부터 배출된 상징수와, 제2침전지(200)로부터 배출되는 슬러지가 유입되어 약품처리되는 것으로, 피처리수에 함유된 인의 제거를 보다 효과적으로 하기 위한 것이다. 참고로 상기 약품처리부(500)와 상기 제2공간(n) 사이는 제2이송관(도면부호 부여 않음)에 의해 연결된다.

상기 공급부(90)의 제2공간(n)에는 제2침전유닛(B)이 연결된다. 상기 제2침전유닛(B)은 제1침전유닛(A)과 마찬가지로 2개의 제2침전지(200)로 구성되고, 내부에는 다수개의 경사판모듈(220)이 설치된다.

상기 제2침전유닛(B)은 제3이송관(L3,L4)에 의하여 약품처리부(500)와 연결된다. 이에 따라 상기 제2침전유닛(B)으로부터 배출된 슬러지 역시 제3이송관(L3,L4)을 거쳐 약품처리부(500)에 유입될 수 있다. 그리고 이러한 이송은 밸브모듈(V1~V4)에 의하여 제어된다.

이와 같은 제1침전유닛(A)과 제2침전유닛(B)의 작용의 차이를 위하여 밸브모듈(V1~V4)이 설치된다. 상기 밸브모듈(V1~V4)은 상기 제1침전유닛(A)과 방류부(160) 사이 그리고 제2침전유닛(B) 및 반송부(135) 사이에서 피처리수의 유동을 제어하는 역할을 한다.

보다 상세하게는, 상기 밸브모듈(V1~V4)은 상기 제1침전유닛(A)과 방류부(160) 사이에서 피처리수를 방류부(160)가 아닌 약품처리부(500)로 유도하는 제1밸브(V1,V2)와, 상기 제2침전유닛(B) 및 반송부(135) 사이에서 슬러지를 반송부(135)가 아닌 약품처리부(500)로 선택적으로 유도하기 위한 제2밸브(V3,V4)를 포함하여 구성된다.

물론, 이러한 제1밸브(V1,V2)와 제2밸브(V3,V4)의 작동에 의해 피처리수 및 슬러지는 약품처리부(500)가 아닌 기존의 방류부(160) 또는 반송부(135)로 이송될 수도 있다. 미설명부호 P1,P2는 펌프이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 총인(T-P)제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치 및 방법의 실시예 2의 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 최초 유입되는 피처리수(유입수)는 공급부(90)로 유입된다. 보다 정확하게는 상기 피처리수는 공급부(90)의 제1공간(m)으로 유입(①)되는데, 유입된 피처리수는 제1침전유닛(A)으로 공급된다(②).

제1침전유닛(A)으로 공급된 피처리수는 경사판모듈(120)을 거치면서 보다 효율적인 침전이 이루어지게 되고, 침전 후의 상징수는 제1이송관(L1,L2)을 통하여 배출된다(④).

이때, 제1이송관(L1,L2)에는 제1밸브(V1,V2)가 구비되어 피처리수를 약품처리부(500)로 안내하게 된다(④'). 이에 따라 약품처리부(500)로 유입된 피처리수는 약품처리부(500)에 의하여 PAC등의 약품으로 처리되면 다시 공급부(90)의 제2공간(n)으로 이송된다(⑤).

한편, 상기 제1침전유닛(A)에 의해 생성된 슬러지는 반송부(135)로 유입된 후 반송되어 재처리된다(③).

상기 제2공간(n)으로 유입된 피처리수는 다시 제2침전유닛(B)으로 공급된다(⑥). 제2침전유닛(B)에 유입된 피처리수는 다시 제2침전유닛(B)의 경사판모듈(220)을 거치면서 첨전이 이루어지게 되고, 상징수는 방류부(160)를 통하여 방류된다.

그리고 제2침전유닛(B)에 의해 생성된 슬러지는 제2밸브(V3,V4)에 의해 반송부(135)로 이송되지 못하고 다시 제3이송관(L3,L4)을 통해 약품처리부(500)로 이송된다(⑧'). 물론, 이 과정에서 슬러지의 전부 또는 일부는 배출되거나 반송될 수도 있다(⑧).

그리고, 약품처리부(500)로 이송된 슬러지는 플럭형성이 촉진된 후에 잉여슬러지로 배출되거나 또는 다시 제2침전유닛(B)으로 이송될 수 있다.

이와 같이, 실시예2에 의한 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 총인(T-P)제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치 및 방법에 의하면, 기존의 다수개의 침전지를 2개의 침전유닛(A,B), 즉 제1침전유닛(A)과 제2침전유닛(B)으로 구분하고, 이때 제1침전유닛(A)은 종래의 침전기능을 수행하고, 제2침전유닛(B)은 약품처리된 피처리수의 침전기능을 수행하게 되어, 1차침전 및 2차침전이 이루어지게 된다.

그리고, 제1침전유닛(A)과 제2침전유닛(B)에 각각 설치되는 경사판모듈(120,220)에 의하여 기존의 침전율 역시 떨어지지 않게 된다.

이와 같은 일련의 작동은 제어모듈에 의해 이루어지는데, 상기 제어모듈은 상기 밸브모듈(V1~V4)을 제어하여, 상기 제1공간(m)에 유입된 피처리수를 제1침전유닛(A)에 유입시켜 슬러지를 침전시키고, 슬러지가 침전된 1차처리수를 상기 약품처리부(500)에 유입시키며, 약품처리된 약품처리수를 제2침전유닛(B)에 유입시키거나 배출시키게 된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

상기한 실시예에서는 경사판모듈(120,220)에 타원형상의 수중오리피스가 형성되나, 반드시 이에 한정되지는 않으며, V-notch 월류웨어가 형성될 수도 있다.

90: 공급부 91: 구획벽
100: 제1침전지 160: 방류부
200: 제2침전지 120,220: 경사판모듈
500: 약품처리부 800: 월류방지부
900: 상부플레이트 A,B: 제1침전유닛, 제2침전유닛
L1~L4: 이송관 V1~V4: 밸브모듈

Claims

총인(T-P)제거효율 향상을 위해 다수개의 침전지를 포함하는 기시공된 하수 고도처리 시스템의 침전지 개량을 통한 하수 고도처리 장치에 있어서,
제1침전지 및 제2침전지와,
상기 제1침전지 및 제2침전지에 설치되어 슬러지의 침전을 유도하는 경사판모듈과,
최초유입되는 피처리수의 유입 및 상기 제1침전지 및 제2침전지 사이에서 피처리수의 유동을 제어하는 밸브모듈과,
상기 제1침전지 및 제2침전지에 각각 연결되는 약품처리부와,
상기 약품처리부와 상기 제1침전지 및 제2침전지를 연결하는 이송관과,
상기 밸브모듈을 제어하는 제어모듈을 포함하여 구성되고,
상기 제어모듈은 상기 밸브모듈을 제어하여, 피처리수를 상기 제1침전지에 유입시켜 슬러지를 침전시키고, 슬러지가 침전된 1차처리수를 상기 약품처리부에 유입시키며, 약품처리된 약품처리수를 상기 제2침전지에 유입시키거나 배출시키고, 제2침전지에서 생성된 슬러지를 상기 약품처리부로 선택적으로 이송시킴을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 밸브모듈은
상기 제1침전지 및 제2침전지를 향해 최초유입되는 피처리수를 제1침전지로 유도하는 제1밸브와,
상기 제2침전지에서 발생된 슬러지를 상기 약품처리부로 선택적으로 유도하기 위한 제2밸브를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 약품처리부는 폴리염화알루미늄, 철염 또는 황산 알루미늄 중 적어도 어느 하나의 응집제를 투입하는 응집부와, 상기 응집부와 연결되는 혼화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
다수개의 침전지와, 상기 다수개의 침전지에 피처리수를 공급하는 공급부와 침전지에 의해 처리된 피처리수를 모아 방류하기 위한 방류부를 포함하는 기시공된 하수 고도처리 시스템의 침전지 개량을 통한 하수 고도처리 장치에 있어서,
다수개의 침전지와,
상기 침전지에 설치되어 슬러지의 침전을 유도하는 경사판모듈과,
상기 다수개의 침전지 사이의 피처리수 이송을 제어하는 밸브모듈과,
상기 다수개의 침전지에 연결되고 내부에 구획벽이 구비되어 다수개의 침전지 중 일부 침전지인 제1침전유닛에 연결되는 제1공간 및 나머지 침전지인 제2침전유닛과 연결되는 제2공간으로 구획되는 공급부와,
상기 다수개의 침전지와 각각 연결되는 약품처리부와,
상기 약품처리부와 상기 다수개의 침전지 사이를 연결하는 이송관과,
상기 밸브모듈을 제어하는 제어모듈을 포함하여 구성되고,
상기 제어모듈은 상기 밸브모듈을 제어하여, 상기 제1공간에 유입된 피처리수를 제1침전유닛에 유입시켜 슬러지를 침전시키고, 슬러지가 침전된 1차처리수를 상기 약품처리부에 유입시키며, 약품처리된 약품처리수를 제2침전유닛에 유입시키거나 배출시키고, 제2침전유닛에서 생성된 슬러지를 상기 약품처리부로 선택적으로 이송시킴을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 4 항에 있어서, 상기 밸브모듈은
상기 제1침전유닛과 상기 방류부 사이를 선택적으로 차단하여 피처리수를 상기 약품처리부로 유도하는 제1밸브와,
상기 제2침전유닛과 이로부터 배출되는 슬러지를 반송하기 위한 반송부 사이에 설치되어 슬러지를 상기 약품처리부로 선택적으로 유도하는 제2밸브를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 이송관은
상기 제1침전유닛과 상기 방류부 및 상기 약품처리부 사이를 연결하는 제1이송관과,
상기 약품처리부와 상기 제2공간 사이를 연결하는 제2이송관과,
상기 제2침전유닛과 상기 약품처리부를 연결하는 제3이송관을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 6 항에 있어서, 상기 약품처리부는 폴리염화알루미늄, 철염 또는 황산 알루미늄 중 적어도 어느 하나의 응집제를 투입하는 응집부와, 상기 응집부와 연결되는 혼화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 경사판모듈은 다수개의 단위경사판이 일정한 간격으로 결합되어 구성됨을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 8 항에 있어서, 상기 단위경사판은 일정한 각도로 경사지게 구비되는데, 상기 제1침전지 또는 제1침전유닛에 설치되는 단위경사판의 경사각은 65°이고, 상기 제2침전지 또는 제2침전유닛에 설치되는 단위경사판의 경사각은 60°임을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 9 항에 있어서, 상기 단위경사판의 하부 측면 및 상부에는 피처리수가 각각 유입 및 배출되는 수중오리피스가 형성됨을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 10 항에 있어서, 상기 단위경사판의 상부에는 동판재질의 상부플레이트가 구비되고, 상기 상부플레이트에는 피처리수가 배출되는 수중오리피스가 형성됨을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 11 항에 있어서, 상기 경사판모듈은 다수개가 서로 이격되어 상기 침전지의 가장자리를 둘러 설치됨을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 침전지의 상부에는 월류방지부가 설치되는데, 상기 월류방지부는 상기 경사판모듈 사이에 위치하여 경사판모듈을 통과한 피처리수만 외부로 유출됨을 특징으로 하는 총인제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치.
총인(T-P)제거효율 향상을 위해 기존의 제1침전지 및 제2침전지를 포함하는 다수개의 침전지가 구비된 침전지를 개량한 개량형 하수고도처리방법에 있어서,
상기 제1침전지 및 제2침전지에 슬러지의 침전을 유도하는 경사판모듈을 설치하고,
최초유입되는 피처리수의 유입 및 상기 제1침전지 및 제2침전지 사이에서 피처리수의 유동을 제어하는 밸브모듈를 설치하며,
약품처리를 위해 상기 제1침전지 및 제2침전지에 각각 연결되는 약품처리부를 설치하고,
상기 약품처리부와 상기 제1침전지 및 제2침전지를 연결하는 이송관 및 상기 밸브모듈을 제어하는 제어모듈을 설치하여,
상기 제어모듈에 의한 상기 밸브모듈 제어에 의해, 피처리수를 상기 제1침전지에 유입시켜 슬러지를 침전시키고, 슬러지가 침전된 1차처리수를 상기 약품처리부에 유입시키며, 약품처리된 약품처리수를 상기 제2침전지에 유입시키거나 배출시키고, 제2침전지에서 생성된 슬러지를 상기 약품처리부로 선택적으로 이송시킴을 특징으로 하는 개량형 하수고도처리방법.
제 14 항에 있어서, 상기 밸브모듈은
상기 제1침전지 및 제2침전지를 향해 최초유입되는 피처리수를 제1침전지로 유도하는 제1밸브와,
상기 제2침전지에서 발생된 슬러지를 상기 약품처리부로 선택적으로 유도하기 위한 제2밸브를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 개량형 하수고도처리방법.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 침전지의 상부에 상기 경사판모듈 사이에 위치하도록 월류방지부를 설치하여, 상기 경사판모듈을 통과한 피처리수만 외부로 유출되도록 함을 특징으로 하는 개량형 하수고도처리방법.