KR101033643B1

KR101033643B1 - 인(ｔ-ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설

Info

Publication number: KR101033643B1
Application number: KR20110028423A
Authority: KR
Inventors: 이광헌; 최동훈; 손병권
Original assignee: 주식회사 한국종합기술
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-05-12

Abstract

본 발명은 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 관한 것으로, 하폐수, 분뇨, 축산폐수, 음식물폐수 등의 생물학적 처리과정에서 발생하는 유기성 슬러지와 총인처리시설의 물리화학적 처리과정에서 발생하는 약품슬러지를 혼합하여 농축하고 농축된 슬러지를 고효율 제트반응기를 이용한 호기성산화공정과 수중펄스를 이용한 가용화공정을 거쳐 감량함과 동시에 슬러지 가용화 과정에서 방출되는 슬러지 내의 인(T-P)성분을 총인처리시설에서 발생된 약품슬러지 내에 포함된 무기수산화물과 2차 반응시켜 인산화합물로 변환하여 제거함으로써 슬러지 감량과 인(T-P) 방출 문제를 동시에 해결함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설은, 하폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지를 농축하는 부상농축설비(100)와; 상기 부상농축설비에 의해 농축된 농축 슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해시켜 감량하는 호기성 산화설비(200)와; 상기 호기성 산화설비에 의해 분해된 산화 슬러지로부터 무기 슬러지와 유기물을 분리하고 상기 유기물을 가용화하는 슬러지 가용화설비(300)와; 상기 슬러지 가용화설비에 의해 분리된 고온의 상등수와 상기 호기성 산화설비에 공급되는 농축 슬러지의 열교환을 통해 상기 농축 슬러지의 온도를 상승시키는 열회수설비(400)를 포함하며, 상기 호기성 산화설비는, 호기성 미생물에 의해 농축 슬러지가 분해되도록 하며 내부에 상하부가 개방되는 튜브(311)가 구비된 호기성 산화조(210), 상기 튜브의 내부에 공기와 물을 주입하여 생성된 미세기포와 상기 농축슬러지의 접촉효율을 극대화하는 이젝터(240), 상기 호기성 산화조에서 공급되는 농축슬러지로부터 기포를 제거하는 탈기조(250)를 포함하고, 상기 슬러지 가용화설비는, 상기 호기성 산화조에서 공급되는 산화 슬러지를 안정화하는 침전조(310), 상기 침전조의 산화슬러지가 포함된 상등수를 저장하며 상기 열회수설비에 공급하는 산화슬러지 저장조(340), 상기 침전조에 침전된 산화슬러지를 원심분리에 의해 서로 다른 비중의 무기슬러지와 유기물로 선별하는 무기슬러지 분리장치(320), 상기 무기슬러지 분리장치에 의해 분리된 유기물을 수중펄스에 의해 분해한 후 상기 호기성 산화설비에 공급하는 슬러지 가용화장치(330)를 포함하여 구성된다. 본 발명은 슬러지에 포함된 협잡물을 제거한 후 상기 부상농축설비에 공급하는 협잡물 제거설비가 포함될 수 있다.

Description

인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설{SLUDGE REDUCING FACILITY FOR REDUCING RELEASE OF PHOSPHOROUS}

본 발명은 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하폐수, 분뇨, 축산폐수, 음식물폐수 등의 생물학적 처리과정에서 발생하는 유기성 슬러지와 총인처리시설의 물리화학적 처리과정에서 발생하는 약품슬러지를 혼합하여 농축하고 농축된 슬러지를 고효율 제트반응기를 이용한 호기성산화공정과 수중펄스를 이용한 가용화공정을 거쳐 감량함과 동시에 슬러지 가용화 과정에서 방출되는 슬러지 내의 인(T-P)성분을 총인처리시설에서 발생된 약품슬러지 내에 포함된 무기수산화물과 2차 반응시켜 인산화합물로 변환하여 제거함으로써 슬러지 감량과 인(T-P) 방출 문제를 동시에 해결할 수 있는 인(T-P) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 관한 것이다.

종래의 유기성 슬러지는 소화조 시설 운영의 어려움 때문에 대부분 소화 공정을 거치지 않고 폐기되어 슬러지 케익의 발생량이 많고, 악취, 침출수 등 2차 오염원을 수반하는 문제점이 있기 때문에 유기성 슬러지 상태를 안정시키고 감량하며 부산물로 바이오가스를 생산하기 위한 혐기성 소화조를 설치하고 있다. 그러나, 혐기성 소화조는 시설설치비, 부지소요면적, 운영관리 인원 등이 과다하게 소요되고 소화효율이 낮아 설치를 기피하고 있는 실정이다.

종래의 유기성 슬러지 감량화 방법 중 혐기성 소화방법 외에 유기성 슬러지를 가용화한 후 가용화 슬러지를 생물반응조의 탄소원으로 사용할 수 있도록 하여 슬러지 발생량을 줄일 수 있도록 하는 방법이 있으나, 하수관거 정비 및 유기성 폐수 병합처리 등에 따른 유입수 성상이 높을 경우 생물반응조의 탄소원으로 사용되는 것이 아니라 부하로 작용하게 되어 반응조의 용량부족을 초래함으로써 수처리계통의 처리효율을 저하시키는 단점이 있다.

또한, 슬러지 감량화 시설의 적용은 호기성 반응조에서 활성슬러지에 의해 과잉 섭취된 인(T-P)이 세포파괴나 혐기성 소화과정을 거치면서 재 방출되어 반류수를 통해 다시 수처리계통으로 반송되는 악순환 때문에 수처리 공정의 인(T-P)제거 효율이 급격히 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하폐수처리과정 등에서 발생하는 잉여슬러지를 호기성 산화반응과 미생물 반응에 의해 획기적으로 감량하고, 슬러지 감량화 과정에서 배출되는 인(T-P)을 총인처리과정에서 발생되는 약품슬러지에 포함된 무기수산화물과 반응시켜 불용성 인화합물로 변환시킴으로써 수처리계통의 인(T-P)을 제거할 수 있는 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설를 제공하려는데 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은, 하폐수처리 과정에서 발생하는 저농도의 생, 잉여 슬러지 등을 농축하여 호기성 산화조에서 효율적으로 소화시킬 수 있는 조건을 만족시킴으로써 호기성 산화조의 운전효율을 획기적으로 향상시키려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 호기성 산화조를 거쳐 탈수설비로 유입되는 슬러지와 호기성산화조로 유입되는 슬러지의 열을 회수하여 에너지로 사용함으로써 호기성 산화조의 운전에 필요한 에너지 비용을 획기적으로 줄이려는데 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설은, 하폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지를 농축하는 부상농축설비와; 상기 부상농축설비에 의해 농축된 농축 슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해시켜 감량하는 호기성 산화설비와; 상기 호기성 산화설비에 의해 분해된 산화 슬러지로부터 무기 슬러지와 유기물을 분리하고 상기 유기물을 가용화하는 슬러지 가용화설비와; 상기 슬러지 가용화설비에 의해 분리된 고온의 상등수와 상기 호기성 산화설비에 공급되는 농축 슬러지의 열교환을 통해 상기 농축 슬러지의 온도를 상승시키는 열회수설비를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 과제 해결 수단은, 하폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지를 농축하는 부상농축설비와; 상기 부상농축설비에 의해 농축된 농축 슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해시켜 감량하는 호기성 산화설비와; 상기 호기성 산화설비를 거친 산화 슬러지를 혐기성 미생물에 의해 분해 감량하는 혐기성 소화조와; 상기 혐기성 소화조에서 발생된 혐기성 미생물과 미분해 유기물을 가용화하는 슬러지 가용화설비와; 상기 혐기성 소화조에서 배출되는 혐기성소화 배출수와 상기 부상농축설비에서 배출되어 상기 호기성 산화설비에 공급되는 농축슬러지의 열교환을 통해 상기 농축 슬러지의 온도를 상승시키는 열회수설비를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은, 생슬러지와 잉여슬러지를 각각 농축하여 생농축슬러지와 잉여농축슬러지를 만드는 부상농축설비와; 상기 잉여농축슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해시켜 감량하는 호기성 산화설비와; 상기 부상농축슬러지에 의해 농축된 생농축슬러지와 상기 호기성 산화설비를 거친 잉여농축슬러지를 혐기성 미생물에 의해 분해 감량하는 혐기성 소화조와; 상기 혐기성 소화조 내의 혐기성 미생물과 미분해 유기물을 가용화하는 슬러지 가용화설비를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은, 하폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지를 농축하는 부상농축설비와; 상기 부상농축설비를 통해 농축된 농축 슬러지를 혐기성 미생물에 의해 분해 감량하는 혐기성 소화조와; 상기 혐기성 소화조를 거쳐 혐기 소화된 슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해 감량하는 호기성 산화설비와; 상기 호기성 산화설비에 의해 분해된 산화 슬러지로부터 무기 슬러지와 유기물을 분리하고 상기 유기물을 가용화하는 슬러지 가용화설비와; 상기 혐기성 소화조에 공급되는 농축 슬러지와 상기 호기성 산화설비에서 배출되는 산화 슬러지의 열교환을 통해 상기 농축 슬러지의 온도를 상승시키는 열회수설비를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은, 하폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지를 농축하는 부상농축설비와; 상기 부상농축설비에 의해 농축된 농축 슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해시켜 감량하는 호기성 산화설비와; 상기 호기성 산화설비를 통해 분해된 산화 슬러지로부터 무기 슬러지와 유기물을 분리하여 상기 유기물을 생물반응조에 공급하는 무기슬러지 분리장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은, 하폐수 슬러지 처리시설의 운영에 지장을 주는 협잡물을 제거하기 위한 협잡물제거설비와; 상기 협잡물 제거설비에서 협잡물이 제거된 슬러지와 총인슬러지를 혼합하여 농축축하는 부상농축설비와; 상기 부상농축설비에 의해 농축된 농축 슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해시켜 감량하는 호기성 산화설비와; 상기 호기성 산화설비에 의해 분해된 산화 슬러지로부터 무기 슬러지와 유기물을 분리하고 상기 유기물을 가용화하는 슬러지 가용화설비와; 상기 슬러지 가용화설비에 의해 분리된 고온의 상등수와 상기 호기성 산화설비에 공급되는 농축 슬러지의 열교환을 통해 상기 농축 슬러지의 온도를 상승시키는 열회수설비를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 의하면, 제트 이젝터와 미세기포를 이용한 부상농축조, 순환펌프와 공기공급용 블로워 및 이젝터(제트이젝터)를 이용한 호기성산화조, 수중펄스를 이용한 슬러지 가용화설비를 연속으로 구성하여 하폐수 처리과정과 인(T-P)제거 설비의 도입에 따라 필연적으로 증가될 수밖에 없는 슬러지 발생량의 증가를 최소화하거나 슬러지 발생량을 줄임으로써 슬러지 케익의 처리비용을 절감하고 슬러지 최종처리시설의 증설을 배제할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 가용화 슬러지를 생물학적 고도처리과정의 유기탄소원으로 활용함으로써 탄소원 부족에 따른 탄소원 보충 약품(메탄올 등)의 구입비를 절감하고, 처리시설 내에서 발생되는 슬러지를 이용한 유기탄소원의 공급으로 생물반응조의 질소제거효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 슬러지 가용화 및 감량과정에서 방출되는 용존성 인(PO₄-P)을 약품슬러지내에 포함된 무기수산화물과 반응시켜 불용성 인화합물로 변환하여 수처리공정으로 반송되는 인(T-P)농도를 최소화함으로써 수처리공정의 인(T-P) 제거 효율을 극대화하는 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 기존 혐기성 소화공정에 비해 시설규모를 현격히 줄일 수 있어 초기투자비를 줄일 수 있으며, 호기성산화조의 배출열원을 고효율 열교환기를 통해 회수하여 사용함으로써 운영비를 절감하고, 생산된 열원을 재생에너지로 활용하여 열에너지 생산설비로 사용할 수 있는 경제적 이득이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설의 기본 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 적용된 부상농축설비의 상세도.
도 3은 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 적용된 배출수위조절장치의 상세도.
도 4는 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 적용된 호기성 산화 설비의 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 적용된 호기성 산화 설비의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 적용된 호기성 산화 설비를 혐기성 소화조의 전처리 설비로 활용한 공정도.
도 7은 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 적용된 호기성 산화 설비를 잉여슬러지의 가용화 설비 및 혐기성 소화조의 전처리설비로 활용한 공정도.
도 8은 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 적용된 호기성 산화 설비를 혐기성 소화조의 후처리설비로 활용한 공정도.
도 9는 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 적용된 호기성 산화 설비를 슬러지 감량 및 유기 탄소원 생산 설비로 활용한 공정도.
도 10은 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 협잡물 제거설비가 적용된 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설에 적용된 협잡물제거설비의 상세도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 의한 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

<실시예 1>

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설은 부상농축설비(100), 호기성산화설비(200), 슬러지 가용화설비(300), 열회수설비(400), 자동제어설비(600)로 크게 구분할 수 있으며, 필요한 기능별로 단독 또는 조합하여 목적을 달성할 수 있도록 구성되어 있다.

하폐수처리과정에서 발생된 저농도의 슬러지를 부상농축설비(100)에서 순환수 펌프와 이젝터에 의해 발생되는 마이크로 버블의 부상농축효과를 이용하여 호기성 산화설비(200)에 공급되는 슬러지의 농도를 증가시킴으로써 투입량을 줄이고 호기성 산화조의 적정 운전조건 유지가 가능토록 하고, 호기성 산화설비(200)에서는 유기물의 자기발열호기성산화 효과로 유기물량을 감량시키며, 슬러지의 감량효과를 배가시키고 무기슬러지를 분리 배출하기 위해 슬러지 가용화 설비(300)를 구성하였다.

열회수설비(400)는 산화슬러지와 농축슬러지를 직접 열교환하여 배출열원을 회수함으로써 호기성 산화설비(200)의 운전에너지비용을 줄일 수 있도록 구성되며, 자동제어설비(600)는 각 설비와 계측기를 연동하여 자동운전될 수 있도록 하여 운전의 신뢰성을 높이고 운영자의 편리성을 도모할 수 있도록 구성한다.

또한, 본 발명은 하수처리과정에서 발생된 생물학적 슬러지(생슬러지 및 잉여슬러지)와 물리화학적슬러지(총인시설 약품슬러지)를 혼합하여 부상농축조와 호기성산화조의 이젝터(제트 이젝터)에서 반응시킴으로써 슬러지 분해과정에서 방출되는 총인(T-P) 수질을 획기적으로 줄일 수 있도록 구성되어 있다. 총인처리시설에 적용되는 대표적인 응집제인 알루미늄계 응집제에 의한 인 제거와 관련한 메카니즘은 다음과 같다.

(1) Particle + Alx(OH)y(3x-y) or AL(OH)₃ → 침전

(2) PO₄ ^3-+ Al(OH)₃ → 침전

(3) PO₄ ^3-+ Alx(OH)y^(3x-y) or AL(OH)₃→ AlyPO₄(OH)^3y-3(phosphate)

(4) Organic compounds + Alx(OH)y^(3x-y) → Al complexes

실질적으로 인제거에 관계된 반응식을 구체적으로 정리하면 다음과 같다.

(5) 화학적 반응에 의한 인제거 반응식

Al³⁺ + PO₄ ^3-→ AlPO₄↓으로

(6) 물리적 흡착에 의한 인제거 반응식

Al³⁺+ (3-x)H₂O + xH₂PO₄^- → Al(OH)_3-x(H₂PO₄)_x+ (3-x)H⁺

Al(OH)₃ + xH₂PO₄^- → Al(O

하지만, 하폐수속에는 H)_3-x(H₂PO₄)_x+ xOH^-

으로 나타난다. 다량의 입자성물질, 유기화합물 등이 존재하므로 실제로 사용되는 약품의 양은 이론적 소모량의 3배 이상 소요되게 된다. 본 발명에서는 과다 투입되어 입자상물질과 결합하여 침전되거나 OH^-와 반응하여 수산화물로 존재하는 알루미늄 반응물을 부상농축조와 호기성산화조의 고효율 이젝터를 통해 재 반응시킴으로써 응집보조제로 사용되게 하거나, 슬러지 분해과정에서 방출되는 용존성 인과 재반응되게 함으로써 하수처리계통으로 반송되는 인(T-P)을 최소화 할 수 있도록 발명되어 있다.

도 2는 부상농축설비(100)의 구조도로서, 부상농축설비(100)는 서로 구획되는 약품반응조(110), 부상조(120), 농축슬러지 저장조(130)로 구분된다.

약품반응조(110)는 저농도 슬러지와 무기 응집제가 혼합 투입되는 투입관(111)이 구비되며, 무기응집제를 통해 저농도 슬러지를 응집하고, 또한 저농도 슬러지를 농축하기 위하여 물과 공기를 고압 분사하는 이젝터(112)가 갖추어진다.

투입관(111)에는 저농도 슬러지와 무기 응집제의 혼합을 위한 혼합기가 갖추어진다. 상기 혼합기는 투입관(111)내에 여러 개의 분할판이 연속적으로 고정되어 층류의 유체흐름을 난류흐름으로 변화시켜 유체가 관내를 통화하면서 완전히 뒤섞일 수 있도록 제작된다.

이젝터(112)는 마이크로버블에 의해 저농도 슬러지를 농축 및 부상시키며, 약품반응조(110) 내부에 설치된다.

약품반응조(110)는 투입관(111)을 통해 투입되는 저농도 슬러지가 이젝터(112)에 의해 효율적으로 농축 부상될 수 있도록 투입관(111)의 투입측 단부에는 예를 들어 종방향의 농축유도관(113)이 연결되고, 이젝터(112)의 분사구는 농축유도관(113)의 내부에 삽입 배치된다.

농축유도관(113)은 상하 양측이 연통된 관이며, 농축유도관(113)의 내부에서 저농도 슬러지와 약품의 혼화가 이루어지고, 혼화된 슬러지는 이젝터(112)의 분사 압력에 의해 약품반응조(110)의 상부로 응집되어 부상한다.

이젝터(112)는 공기와 물을 함께 공급받아 분사하는 것이며, 상기 물은 별도의 원수공급수단으로부터 공급받을 수 있고, 다르게는 부상농축조(100)(정확하게는 부상조(120))에서 사용되는 물을 공급받을 수 있다. 후자의 경우 부상조(120)와 이젝터(112)는 순환관(114)으로 연결되고, 순환관(114)에는 순환수 펌프(115)가 설치된다.

부상조(120)는 약품반응조(110)에서 공급받는 농축 슬러지와 물을 분리하는 것으로, 예를 들어 도면에서처럼 격벽(116)을 사이에 두고 연결되고, 격벽(116)을 월류하는 농축 슬러지를 공급받는다.

부상조(120)에 부상되는 농축 슬러지를 농축슬러지 저장조(130)에 저장하기 위하여 부상조(120) 상부에는 농축슬러지 이송기(140)가 설치된다.

농축슬러지 이송기(140)는 상호 간에 일정 간격을 두고 이격되는 한 쌍의 스프로켓(141), 한 쌍의 스프로켓(141)에 감겨 무한궤도로 회전하는 체인(142), 체인(142)에 설치되며 부상조(120)에서 부상된 농축 슬러지를 농축슬러지 저장조(130)로 이송시키는 하나 이상(도면에는 2개로 도시됨)의 스크래퍼(143)로 구성된다.

부상조(120)에는 농축 슬러지와 농축여액이 함께 존재하며, 농축여액의 배출수단이 적용된다.

도 2와 도 3에서 보이는 것처럼, 상기 배출수단은 부상조(120)의 내부 바람직하게 바닥부에서부터 부상조(120)의 외부에 걸쳐 부상조(120)의 내부에 배치되는 부분에 다수의 유입공(151)이 구비된 배출관(150), 배출관(150)의 배출단과 연결되어 배출관(150)에서 배출되는 농축여액을 저장하는 배출통(152)으로 구성된다.

부상조(120) 내의 농축여액은 배출관(150)을 통해 배출통(152)으로 배출되며, 부상조(120)의 배출수위을 조정하기 위하여 배출수위 조절장치가 적용된다.

도 3에서와 같이, 상기 배출수위 조절장치는, 배출관(150)의 내측 또는 외측에 2중관 형식으로 배치되는 수위조절관(153), 상기 수위조절관(153)을 승강시켜 수위조절관(153)의 높이를 조절함으로써 배출 수위를 조절하는 조작수단으로 구성된다. 상기 조작수단은 상기 수위조절관(153)에 연결되는 나사축, 상기 나사축에 형성되는 핸들(154)로 구성될 수 있다.

약품반응조(110), 부상조(120), 농축슬러지 저장조(130)는 저농도 슬러지의 투입에서부터 농축 슬러지의 저장까지 일련의 흐름이 가능한 모든 구조로 연결 가능하다.

농축슬러지 저장조(130)에 저장된 농축 슬러지는 열회수설비(400)를 통해 열교환된 후 호기성 산화설비(200)에 공급되며, 열회수설비(400)에 의한 열교환 과정은 열회수설비(400)의 설명시 구체화한다.

도 1과 도 4, 도 5에서 보이는 것처럼, 호기성산화설비(200)는 유기물의 자기발열 호기성 산화 효과로 유기물의 양을 감량하는 것으로서 호기성산화조(210), 블로워(220), 거품제거기(230), 이젝터(240), 탈기조(250), 순환펌프(260)로 구성되며, 부상농축설비(100)를 통해 농축된 슬러지를 공기 또는 산소와의 접촉효율을 극대화하여 호기성 분해 미생물에 의해 슬러지를 감량하는 고효율 제트 반응기(High-performance Jet Reactor)이며, 구조는 2상 제트 이젝터(240)를 호기성 산화조(210) 내부에 설치하고 호기성 산화조(210) 내로 순환하는 유체의 유속에 의한 부압의 영향으로 공기나 산소가스가 주입되고, 주입된 공기는 미세기포 형태로 호기성 산화조(210) 내로 분산되어 슬러지와의 접촉효율을 극대화하는 구조로 제작된다.

호기성산화설비(200)는 내부에 격벽을 사이에 두고 호기성 산화조(210)와 탈기조(250)가 격리 형성되는데, 호기성 산화조(210)는 농축슬러지 유입관(211)과 순환슬러지 유입관(212) 및 공기공급관(213)이 갖추어지고, 내부에는 이젝터(240)에 의한 산화 슬러지와 공기가 공급되는 상하 개방향 튜브(214)가 구비된다.

이젝터(240) 외부에 설치되는 튜브(214)는 미세기포에 의해 발생되는 호기성 산화조(210) 상부의 스컴을 효율적으로 제거할 수 있도록 상단 개구부가 호기성 산화조(210) 상부 수위 부근에 위치하여 호기성산화설비(200) 내의 발생 스컴이 이젝터(240)의 수류에 의한 2차 분산효과에 의해 호기성 산화조(210) 내부로 지속적으로 주입되어 스컴 발생의 문제가 없도록 제작된다.

호기성 산화조(210)에서 월류된 유체는 탈기조(250)로 유입되어 상부에 부상되는 거품은 별도의 거품제거장치(230)를 통해 제거하고 하부의 안정화된 유체는 산화조 순환펌프(260)를 통해 이젝터(240)로 이송된다. 이때, 순환펌프(260)를 통해 이송된 유체는 공기공급용 블로워(220)를 통해 공급되는 기체(공기 또는 산소)와 함께 이젝터(240)를 통해 호기성 산화조(210)로 분출되어 호기성 산화조(210) 내의 활성 호기성 미생물에 의한 유기슬러지의 분해 작용을 극대화할 수 있도록 구성되어 있다.

슬러지 가용화설비(300)는 침전조(310), 무기슬러지 분리장치(320), 슬러지 가용화장치(330)로 구성된다.

침전조(310)는 호기성산화조(210)에서 분해된 산화 슬러지의 침전분리를 위해 설치되며, 도 4와 도 5에서 보이는 것처럼, 호기성산화설비(200)에 호기성 산화조(210)와 연계 형성될 수 있다. 즉, 호기성산화조(210) 내의 산화 슬러지는 측면 웨어를 통해 침전조(310)에 월류되며, 이를 위하여 정류관(311)이 설치된다. 정류관(311)은 침전조(310)내의 슬러지 교란방지와 청정한 상등수 분리를 위해 상단 개구부가 탈기조(250)와 연결되며 하단 개구부는 침전조(210) 중간부분까지 배치되는 구조이다.

침전조(310)에 침전된 슬러지는 반송슬러지 이송펌프를 통해 무기슬러지 분리장치(320)로 이송되고 상등수는 산화슬러지 저장조(340)로 이송되도록 침전조(310)의 저부와 상부에는 침전슬러지 배출관(312)과 산화슬러지 배출관(313)이 형성된다.

무기슬러지 분리장치(320)는 예를 들어, 원심분리형 사이클론으로 원통형 접선방향으로 슬러지가 분산되어 유입되면서 원통의 외측면을 따라 선회하면서 원심력, 입자비중, 액 비중에 따라 입자상 물질은 외벽을 따라 하향흐름으로 이동하고 미립자는 원통의 가운데 부분으로 상향류 흐름을 형성하면서 비중이 큰 무기슬러지와 분리되는 구조로 제작되어 비중이 작은 유기물슬러지는 슬러지가용화장치(330)로 이송되고, 비중이 큰 무기슬러지는 탈수설비(500)로 이송하여 처리토록 구성된다.

슬러지 가용화 장치(330)는 수중펄스를 이용한 미생물의 세포막 파괴장치로 고전압직류전원장치, 커패시터, 펄스파워스위치, 펄스변압기, 부하 및 반응기로 구성된다. 고전압직류전원장치에서 수중펄스에 필요한 전하를 커패시터에 공급하고, 공급된 전하는 커패시터에서 저장되며, 커패시터에 저장되어 있는 에너지를 펄스파워스위치에서 순간적으로 방출시키고, 높은 고전압 펄스를 위해 펄스변압기에서 펄스전압을 상승시켜, 반응기를 통과하는 부하(슬러지) 내에서 고전압펄스를 발생시키게 된다.

고전압 펄스파워에 의한 수중펄스는 강한 음파와 충격파를 발생시켜 입자성 유기물은 생분해성을 향상시키고, 미생물은 충격파에 의해 세포막이 파괴되어 세포내 용해성 물질을 용출시킴으로써 슬러지 가용화 효율을 증대시키며, 가용화된 슬러지는 호기성 산화조(210)로 투입되어 호기성 산화조(210)내에서 재분해됨으로써 슬러지 감량효율을 극대화할 수 있도록 되어 있다.

열회수설비(400)는 산화슬러지 저장조(340)의 고온의 산화슬러지와 농축슬러지 저장조(130)의 저온의 농축슬러지간에 직접 열교환이 이루어지도록 하여 농축슬러지가 산화슬러지의 열을 회수하도록 하는 열교환기(410)가 갖추어진다.

열교환기(410)는 예컨대, 상부 또는 하부로 고온의 산화슬러지 유입되고 그 반대 측으로 저온의 농축슬러지가 주입되어 스파이럴 타입의 전열판을 따라 서로 역류하면서 열교환이 이루어지는 구조로 제작되며 열교환기(410) 내의 난류발생과 전열면적의 극대화로 열회수 효율을 증대시켜 슬러지 감량설비의 에너지비용을 최소화할 수 있도록 되어 있다.

즉, 농축슬러지의 온도를 호기성 산화조(210)에서 호기성 소화에 유리한 온도로 조절하는 것이며, 따라서, 호기성 산화조(210)의 호기성 소화에 필요한 열을 공급하기 위한 가온에너지 비용을 줄일 수 있다.

열회수설비(400)의 열교환기(410)에서 배출된 산화슬러지는 용존성 유기탄소성분을 다량 포함하고 있으므로 하폐수처리설비의 수처리계통에 설치된 생물반응조(420)로 반송하여 생물반응조의 질소제거효율을 극대화 할 수 있도록 한다.

열교환기(410)는 농축슬러지와 산화슬러지가 독립적으로 흐르는 2개의 유로가 구비되어 농축슬러지와 산화슬러지가 상기 유로를 흐르면서 직접 열교환하는 구조이다.

본 발명은 자동제어설비(600)에 의해 자동 운전된다.

자동제어설비(600)는 하수, 폐수 처리공정에서 생성되는 부산물인 슬러지, 음식물 쓰레기, 축산분뇨 등을 감량하기 위한 미도시된 전원제어 및 작동제어버튼이 각 장치의 일측에 설치되어 있으며, 상기 전원제어 및 작동제어버튼에 의해 펌프, 모터, 밸브 혹은 기타의 수단을 수위계, 온도계, 압력계, MLSS Meter, ORP Meter 등 각종 계측기와 연동하여 동작시켜 슬러지를 효율적으로 감량시킬 수 있도록 각 설비를 자동 또는 수동으로 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

<실시예 2>

도 6은 본 실시예에 의한 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설의 개념도이며, 본 실시예는 호기성산화설비(200)를 혐기성 소화조(700)의 전처리설비로 활용하여 구성한 실시예로, 실시예1의 호기성산화조(210)의 자기발열산화반응을 이용하여 혐기성소화조(700)를 별도의 외부 가온열원 없이 운영할 수 있는 호기 및 혐기 2상 소화시스템이며, 호기성산화조(210)의 자기발열고온산화 온도(55℃ 이상)를 이용하여 혐기성 소화조(700)를 고온소화조로 운전(운전온도 55℃ 내외)할 수 있는 예이다.

하폐수처리과정에서 발생된 저농도슬러지(생, 잉여, 총인슬러지)를 부상농축설비(100)에서 순환수펌프와 이젝터에 의해 발생되는 마이크로버블의 부상효과를 이용하여 농축하고, 호기성산화설비(200)에서 산화조 순환펌프(260), 공기공급용 블로워(220), 이젝터(240)에 의한 미생물의 자기발열호기성산화 효과를 이용하여 슬러지를 감량 가용화하고 온도를 55℃이상으로 상승시킨 후, 혐기성 소화조(700)로 투입한다. 혐기성소화조(700)는 호기산화 처리된 슬러지를 영양 및 에너지원으로 사용하여 지방산 혹은 휘발성 산을 생산하는 산 생성과정과, 생성된 지방산이 소화과정에서 슬러지의 감량과 악취 제거 및 대장균을 멸균함과 동시에 이산화탄소(CO₂)와 메탄가스(CH₄)로 변형되어 메탄을 발생하는 메탄생성과정을 통하여 슬러지의 감량과 바이오에너지 생산효과를 얻을 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 혐기성 소화조(700)내의 슬러지를 슬러지가용화설비(300)로 투입하여 혐기성 소화조(700) 내의 생성미생물과 미분해 유기물을 가용화한 후 혐기성소화조(700)로 투입함으로써 슬러지의 감량효과를 극대화 할 수 있도록 하고, 혐기성소화 배출수와 부상농축슬러지를 고효율 열교환기를 통해 직접 열교환함으로써 호기성산화조(210) 및 혐기성소화조(700)의 운영에 필요한 별도의 에너지 투입이 필요 없도록 구성되어 있다.

도 7은 실시예 2의 공정 중에서 생슬러지와 잉여슬러지를 각각 부상농축설비(100)를 통해 분리농축하여 생분해성이 양호한 생농축슬러지는 혐기성소화조(700)로 직접투입하고, 생분해성이 불량한 잉여농축슬러지는 호기성 산화설비(200)의 호기성산화조의 가용화반응과 자기발열산화 반응을 이용하여 호기성산화 후 혐기성소화조(700)로 투입함으로써 전반적인 소화조의 소화효율을 향상시킬 수 있도록 잉여농축슬러지에 대해 호기성산화설비(200)를 혐기성소화조(700)의 전처리설비로 활용한 실시 예이다.

하폐수처리과정에서 발생된 저농도슬러지 중에서 생슬러지와 총인슬러지를 혼합하여 부상농축 함으로써 총인슬러지내에 포함된 무기응집제 성분을 이용하여 생슬러지의 농축에 소요되는 응집제 사용량을 줄일 수 있으며, 미생물의 세포벽으로 인해 혐기성 소화조(700)에서 분해되기 어려운 잉여농축슬러지를 호기성산화조의 가용화작용과 온도상승효과를 이용하여 고온(55℃이상)으로 가용화 하여 생슬러지(슬러지 온도 15℃ 내외)와 혼합함으로써 혐기성소화조(700)의 온도를 별도 가온 없이 중온조건(35℃내외)으로 유지할 수 있으며, 생분해성이 우수한 생슬러지는 혐기성 소화조(700)에서 직접 분해하고 생분해성이 떨어지는 잉여슬러지는 호기성산화설비(200)의 호기성산화조에서 가용화하여 혐기성 소화조(700)로 투입함으로써 소화효율을 극대화 할 수 있도록 구성되어 있다.

도 8은 호기성산화설비(200)를 혐기성소화조(700)의 후단에 배치함으로써 혐기성소화조(700)의 바이오가스 생산을 극대화할 수 있도록 구성한 실시 예로, 호기성처리인 수처리공정에서 발생된 슬러지를 부상농축하고 농축된 슬러지를 혐기성소화조(700)에 투입하여 혐기성소화하며 혐기성 처리된 슬러지를 다시 호기성 산화 및 가용화하여 처리함으로써, 호기-혐기-호기 공정의 반복으로 슬러지 감량효율을 극대화 할 수 있도록 되어 있다.

하폐수처리과정에서 발생된 저농도슬러지(생, 잉여, 총인슬러지)를 부상농축설비(100)를 통해 부상농축하여 슬러지 농도를 증가시키고 혐기성 소화조(700)로 투입되는 슬러지량을 줄임으로써 혐기성 소화조(700)내의 적정농도유지와 혐기성 소화조(700) 체류기간을 증대시켜 소화효율을 높일 수 있도록 하고, 혐기성 소화조(700)에서 배출된 슬러지는 호기성산화설비(200)에 투입하여 혐기성처리과정에서 분해되기 어려운 물질을 호기성산화과정을 거쳐 분해하거나 생분해되기 쉬운 물질로 전환하여 전체 공정의 처리효율을 높일 수 있도록 구성된다. 호기성산화설비(200)를 거친 슬러지는 무기슬러지분리장치(320)에서 무기비중물과 유기물로 분리되고 무기비중물은 탈수설비로 이송하여 탈수하여 케익으로 반출하고, 유기물은 슬러지가용화장치(330)에서 가용화 후 혐기성 소화조(700)로 이송되어 재소화함으로써 슬러지의 감량효율을 극대화 할 수 있도록 구성되어 있다.

도 9는 호기성산화설비를 수처리계통의 유기탄소원 생산설비로 사용할 수 있도록 구성한 실시 예로 호기성산화설비(200)의 가용화 및 감량화 기능을 활용하여 농축된 슬러지를 가용화하고 가용화된 슬러지를 무기슬러지 분리장치(320)를 거쳐 입자상 무기슬러지와 유기슬러지로 분리하여 무기슬러지는 탈수하여 탈수케익으로 배출하고, 유기슬러지는 수처리계통의 생물반응조로 이송하여 유기탄소원으로 사용함으로써 설계수질보다 낮은 유입수질로 인해 별도의 탄소원을 추가하여 처리하는 하폐수처리장이나 탄소원 부족으로 고도처리효율이 낮은 하폐수처리장에 별도의 약품을 추가로 투입하지 않고, 처리장에서 발생하는 슬러지를 호기성산화설비를 이용하여 가용화하고 감량하여 슬러지케익의 발생량을 줄이고, 감량화 과정에서 생산되는 가용화액을 고도처리 공정에 필요한 유기탄소원으로 공급함으로써 수처리효율과 최종방류수의 수질향상을 꾀할 수 있도록 구성되는 것이 특징이다.

지금까지의 실시예는 모든 슬러지가 부상농축설비(100)에 바로 투입되는 것으로 설명하였으나, 슬러지에는 협잡물이 혼합되어 있을 수 있고, 이 협잡물은 후속공정의 처리효율을 저하시키고 설비의 고장을 초래할 수 있으므로 부상농축설비(100)의 전단계에서 슬러지(생슬러지, 잉여슬러지, 총인슬러지 등)에 혼합된 협잡물을 제거하는 협잡물제거설비(800)가 설치될 수 있다.

도 10은 실시예 1에 협잡물제거설비(800)를 적용한 예시도로서, 협잡물제거설비(800)는 실시예 1 뿐만 아니라 전술한 모든 실시예에 적용 가능하다.

도 11은 협잡물제거설비(800)의 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 협잡물제거설비(800)는, 슬러지 저장탱크(810), 슬러지 공급펌프(820), 협잡물 분리기(830), 세사분리기(840), 수위계(850), 제어반으로 구성된다.

슬러지 저장탱크(810)는 협잡물이 다량 포함되어 있는 생슬러지, 분뇨, 축산폐수, 음폐수 등 슬러지(원폐수가 혼합될 수 있음)를 일시 저장하며 슬러지 공급펌프(820)를 통해 슬러지를 협잡물 분리기(830)에 공급하는 저장조이며, 원형, 각형 등 다양한 형상이 가능하다.

또한, 슬러지 저장탱크(810)는 협잡물 분리기(830)의 저부에 설치되어 협잡물 분리기(830)의 지지구조물 역할을 겸할 수도 있다.

슬러지 공급펌프(820)는 슬러지 저장탱크(810) 내부에 슬러지에 잠기도록 설치되며 협잡물이 다량 함유된 슬러지를 막힘없이 협잡물 분리기(830)에 일정량씩 공급할 수 있도록 펌프 케이싱과 임펠라 사이의 간격이 협잡물이 충분히 통과할 수 있도록 무폐쇄 형상으로 제작되며 펌프 흡입부에는 강화된 절단용 칼날을 부착하여 조대협잡물의 절단, 분쇄가 가능토록 하고, 협잡물에 의한 마모를 줄일 수 있도록 내마모성 재질을 사용한다.

슬러지 공급펌프(820)는 공급관(821)을 통해 협잡물 분리기(830)와 연결된다.

공급관(821)은 협잡물 분리기(830)의 오버플로우관(822)과 통기관(823)이 연결되어 스크류(834)의 드라이버 씰에 걸리는 압력을 일정하게 유지할 수 있도록 구성된다.

협잡물 분리기(830)는 본체(831), 투입구(832), 배출구(833), 스크류(834), 스크린(835), 구동장치(836)로 구성된다.

본체(831)는 투입구(832)와 배출구(833)가 연결된 통 구조이이며 내부에 스크린(835)이 설치된다.

스크린(835)은 웨지바에 의한 원통형으로서 본체(831) 내부에 설치되며, 서로 다른 입도의 슬러지와 협잡물을 입도 선별한다. 즉, 입도가 작은 슬러지는 스크린(835)을 통과하고 입도가 큰 협잡물은 스크린(835)을 통과하지 못한다.

스크류(834)는 스크린(835)의 내부에 구동장치에 의해 제자리 회전하도록 설치되며 스크린(834)을 통과하지 못한 크기의 협잡물을 이송한다.

스크류(834)에 의해 배출구(833)쪽으로 이송되는 협잡물은 배출구(833)에 설치된 저항판(837)(저항판(837)은 액추에이터, 유압, 무게추 등 다양한 형식으로 구성할 수 있다)에 의해 탈수된다. 즉, 저항판(837)에 의해 배출구(833)가 막히면서 협잡물이 압착탈수되어 배출되고, 압착된 협잡물이 본체 내부의 슬러지 누출을 방지하는 구조로 제작된다. 배출구(833)의 배출단과 스크린(835)에는 협잡물 배출슈트(838)와 슬러지 배출관(839)이 연결된다.

세사분리기(840)는 협잡물이 제거되어 슬러지 배출관(839)을 통해 공급되는 슬러지에 포함된 모래, 실트 등의 세사 성분을 원심력을 이용하여 분리하는 장치로 유입부(842)는 세사분리기 본체(842)의 상부 접선방향으로 연결하고 내부 임펠라의 구동에 의해 발생하는 원심력에 의해 세사성분이 원추관 형태의 세사분리기 본체의 접선방향으로 유도되어 세사분리기 본체의 하부로 분리되어 배출되고, 세사입자가 제거된 슬러지는 세사분리기 본체(841) 중심부를 통해 배출되는 구조로 제작된다. 또한, 유출관(843)에는 공기배관(844)을 설치하여 사이폰 현상에 의한 슬러지의 과다유출을 방지할 수 있도록 한다.

상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 여기에 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 발명의 특허 첨구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

100 : 부상농축설비, 200 : 호기성 산화설비
300 : 슬러지 감량화설비, 400 : 열회수설비
500 : 탈수설비, 600 : 자동제어설비
700 : 혐기성 소화조, 800 : 협잡물제거설비

Claims

하폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지를 농축하는 부상농축설비(100)와;
상기 부상농축설비에 의해 농축된 농축 슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해시켜 감량하는 호기성 산화설비(200)와;
상기 호기성 산화설비에 의해 분해된 산화 슬러지로부터 무기 슬러지와 유기물을 분리하고 상기 유기물을 가용화하는 슬러지 가용화설비(300)와;
상기 슬러지 가용화설비에 의해 분리된 고온의 상등수와 상기 호기성 산화설비에 공급되는 농축 슬러지의 열교환을 통해 상기 농축 슬러지의 온도를 상승시키는 열회수설비(400)를 포함하며,
상기 호기성 산화설비는,
호기성 미생물에 의해 농축 슬러지가 분해되도록 하며 내부에 상하부가 개방되는 튜브(311)가 구비된 호기성 산화조(210), 상기 튜브의 내부에 공기와 물을 주입하여 생성된 미세기포와 상기 농축슬러지의 접촉효율을 극대화하는 이젝터(240), 상기 호기성 산화조에서 공급되는 농축슬러지로부터 기포를 제거하는 탈기조(250)를 포함하고,
상기 슬러지 가용화설비는, 상기 호기성 산화조에서 공급되는 산화 슬러지를 안정화하는 침전조(310), 상기 침전조의 산화슬러지가 포함된 상등수를 저장하며 상기 열회수설비에 공급하는 산화슬러지 저장조(340), 상기 침전조에 침전된 산화슬러지를 원심분리에 의해 서로 다른 비중의 무기슬러지와 유기물로 선별하는 무기슬러지 분리장치(320), 상기 무기슬러지 분리장치에 의해 분리된 유기물을 수중펄스에 의해 분해한 후 상기 호기성 산화설비에 공급하는 슬러지 가용화장치(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설.
하폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지를 농축하는 부상농축설비(100)와;
상기 부상농축설비에 의해 농축된 농축 슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해시켜 감량하는 호기성 산화설비(200)와;
상기 호기성 산화설비를 거친 산화 슬러지를 혐기성 미생물에 의해 분해 감량하는 혐기성 소화조(700)와;
상기 혐기성 소화조에서 발생된 혐기성 미생물과 미분해 유기물을 가용화하는 슬러지 가용화설비(300)와;
상기 혐기성 소화조에서 배출되는 혐기성소화 배출수와 상기 부상농축설비에서 배출되어 상기 호기성 산화설비에 공급되는 농축슬러지의 열교환을 통해 상기 농축 슬러지의 온도를 상승시키는 열회수설비(400)를 포함하며,
상기 호기성 산화설비는, 호기성 미생물에 의해 농축 슬러지가 분해되도록 하며 내부에 상하부가 개방되는 튜브(311)가 구비된 호기성 산화조(210), 상기 튜브의 내부에 공기와 물을 주입하여 생성된 미세기포와 상기 농축슬러지의 접촉효율을 극대화하는 이젝터(240), 상기 호기성 산화조에서 공급되는 농축슬러지로부터 기포를 제거하는 탈기조(250)를 포함하고,
상기 슬러지 가용화설비는, 상기 혐기성 소화조에서 공급되는 혐기소화 슬러지를 안정화하는 침전조(310), 상기 침전조에 침전된 산화슬러지를 원심분리에 의해 서로 다른 비중의 무기슬러지와 유기물로 선별하는 무기슬러지 분리장치(320), 상기 무기슬러지 분리장치에 의해 분리된 유기물을 수중펄스에 의해 분해한 후 상기 호기성 산화설비에 공급하는 슬러지 가용화장치(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설.
생슬러지와 잉여슬러지를 각각 농축하여 생농축슬러지와 잉여농축슬러지를 만드는 부상농축설비(100)와;
상기 잉여농축슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해시켜 감량하는 호기성 산화설비(200)와;
상기 부상농축슬러지에 의해 농축된 생농축슬러지와 상기 호기성 산화설비를 거친 잉여농축슬러지를 혐기성 미생물에 의해 분해 감량하는 혐기성 소화조(700)와;
상기 혐기성 소화조 내의 혐기성 미생물과 미분해 유기물을 가용화하는 슬러지 가용화설비(300)를 포함하며,
상기 호기성 산화설비는, 호기성 미생물에 의해 상기 잉여농축 슬러지가 분해되도록 하며 내부에 상하부가 개방되는 튜브(311)가 구비된 호기성 산화조(210), 상기 튜브의 내부에 공기와 물을 주입하여 생성된 미세기포와 상기 농축슬러지의 접촉효율을 극대화하는 이젝터(240), 상기 호기성 산화조에서 공급되는 잉여농축슬러지로부터 기포를 제거하는 탈기조(250)를 포함하고,
상기 슬러지 가용화설비는, 상기 혐기성 소화조에서 공급되는 혐기소화 슬러지를 안정화하는 침전조(310), 상기 침전조에 침전된 혐기소화 슬러지를 원심분리에 의해 서로 다른 비중의 무기슬러지와 유기물로 선별하는 무기슬러지 분리장치(320), 상기 무기슬러지 분리장치에 의해 분리된 유기물을 수중펄스에 의해 분해한 후 상기 혐기성 소화조에 공급하는 슬러지 가용화장치(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설.
하폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지를 농축하는 부상농축설비(100)와;
상기 부상농축설비를 통해 농축된 농축 슬러지를 혐기성 미생물에 의해 분해 감량하는 혐기성 소화조(700)와;
상기 혐기성 소화조를 거쳐 혐기 소화된 슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해 감량하는 호기성 산화설비(200)와;
상기 호기성 산화설비에 의해 분해된 산화 슬러지로부터 무기 슬러지와 유기물을 분리하고 상기 유기물을 가용화하는 슬러지 가용화설비(300)와;
상기 혐기성 소화조에 공급되는 농축 슬러지와 상기 호기성 산화설비에서 배출되는 산화 슬러지의 열교환을 통해 상기 농축 슬러지의 온도를 상승시키는 열회수설비(400)를 포함하며,
상기 호기성 산화설비는, 호기성 미생물에 의해 상기 혐기성 소화조에서 공급되는 혐기소화 슬러지가 분해되도록 하며 내부에 상하부가 개방되는 튜브(311)가 구비된 호기성 산화조(210), 상기 튜브의 내부에 공기와 물을 주입하여 생성된 미세기포와 상기 농축슬러지의 접촉효율을 극대화하는 이젝터(240), 상기 호기성 산화조에서 반응하는 혐기소화 슬러지로부터 기포를 제거하는 탈기조(250)를 포함하고,
상기 슬러지 가용화설비는, 상기 열회수설비를 거쳐 열교환된 산화 슬러지를 원심분리에 의해 서로 다른 비중의 무기슬러지와 유기물로 선별하는 무기슬러지 분리장치(320), 상기 무기슬러지 분리장치에 의해 분리된 유기물을 수중펄스에 의해 분해한 후 상기 혐기성 소화조에 공급하는 슬러지 가용화장치(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설.
하폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지를 농축하는 부상농축설비(100)와;
상기 부상농축설비에 의해 농축된 농축 슬러지를 호기성 미생물에 의해 분해시켜 감량하는 호기성 산화설비(200)와;
상기 호기성 산화설비를 통해 분해된 산화 슬러지로부터 무기 슬러지와 유기물을 분리하여 상기 유기물을 생물반응조에 공급하는 무기슬러지 분리장치(320)를 포함하며,
상기 호기성 산화설비는, 호기성 미생물에 의해 농축 슬러지가 분해되도록 하며 내부에 상하부가 개방되는 튜브(311)가 구비된 호기성 산화조(210), 상기 튜브의 내부에 공기와 물을 주입하여 생성된 미세기포와 상기 농축슬러지의 접촉효율을 극대화하는 이젝터(240), 상기 호기성 산화조에서 공급되는 농축슬러지로부터 기포를 제거하는 탈기조(250)를 포함하고,
상기 무기슬러지 분리장치는, 상기 호기성 산화설비에서 공급되는 산화슬러지를 원심분리에 의해 서로 다른 비중의 무기슬러지와 유기물로 선별하는 것을 특징으로 하는 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부상농축설비는, 상기 슬러지와 응집제가 혼합되어 반응을 유도하는 약품반응조(110), 상하부가 개방된 관형이면서 상기 약품반응조의 내부에 상기 약품반응조의 투입관(111)과 연결 형성되는 농축유도관(113), 상기 농축유도관의 내부에 공기와 순환수를 주입하여 상기 약품반응조에 투입되는 슬러지를 농축하는 이젝터(112), 상기 약품반응조에서 형성된 농축 슬러지를 부상시키는 부상조(120), 상기 부상조 내의 농축여액을 배출하는 농축여액 배출관(150), 상기 부상조 내의 농축여액을 순환수로서 상기 이젝터에 공급하는 순환관(114), 상기 부상조에서 부상된 농축 슬러지를 이송하는 농축슬러지 이송기(140), 상기 농축슬러지 이송기에 의해 이송되는 농축슬러지를 저장하는 농축슬러지 저장조(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설.
청구항 6에 있어서, 상기 부상농축설비의 전단계에 설치되며 상기 슬러지에 포함된 협잡물을 제거하여 상기 협잡물이 제거된 슬러지를 상기 부상농축설비에 공급하는 협잡물 제거설비(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설.
청구항 7에 있어서, 상기 협잡물 제거설비는, 협잡물이 혼합된 슬러지를 저장하는 슬러지 저장탱크(810), 상기 슬러지 저장탱크에 저장된 슬러지를 공급하는 슬러지 공급펌프(820), 상기 슬러지 공급펌프에 의해 공급되는 슬러지에서 협잡물을 제거하는 협잡물 분리기(830), 상기 협잡물 분리기(830)에서 협잡물이 제거된 슬러지에서 세사를 분리하는 세사분리기(840)를 포함하며,
상기 협잡물 분리기(830)는 투입구(832)와 배출구(833)가 연결되는 본체(831), 상기 본체의 내부에 일정 간격을 두고 설치되며 상기 본체에 공급되는 슬러지 내에 포함된 협잡물을 입도에 의해 분리하는 스크린(835), 상기 스크린의 내부에 구동장치를 통해 회전 가능하게 설치되며 상기 스크린을 통과하지 못한 협잡물을 상기 본체의 배출구측으로 이송하는 스크류(834), 상기 스크린을 통과한 슬러지를 상기 세사분리기에 공급하는 슬러지 배출관(839)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설.
청구항 8에 있어서, 상기 세사분리기는 상기 협잡물 분리기의 슬러지 배출관을 통해 공급되는 슬러지에 포함된 세사를 분리하는 것을 특징으로 하는 인(Ｔ-Ｐ) 방출 저감형 슬러지 감량 시설.