KR101044710B1 - 다층 구조의 하수 고도처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수개의 반응지를 다층으로 구성하여, 처리시설의 점유 면적을 최소화한 하수 고도처리 시설에 관한 것으로, 본 발명은 하수 고도처리 공정의 각 처리공정을 수행하는 반응조와; 상기 반응조가 결합되어 형성된 하수 고도처리 처리 기능을 수행하는 단위체인 반응지와; 상기 반응지가 모여 형성된 처리계열을 포함하여 구성되는 하수 고도처리시스템에 있어서, 저면이 지면에 설치되는 제1반응지와; 상기 제1반응지 상방으로 작업공간이 이격 되어 상기 제1반응지와 나란하게 구비되는 하나 이상의 반응지를 포함하여 구성되는 처리계열을 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면,하수처리시설의 시설물을 입체적으로 구성하므로써 하수처리시설 건립에 소요되는 부지를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

다층 구조의 하수 고도처리 시스템{ Advanced wastewater treatment system using multi-story structures }

본 발명은 하수 고도처리 시설에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 반응지를 다층으로 구성하여, 처리시설의 점유 면적을 최소화한 하수 고도처리 시설에 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 정수 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 상기 호기조(40)로부터 처리수를 유입하기 위한 유입관(54)을 포함하여 구성되어 처리수와 미생물을 고액 분리시키는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 반응지(10)는 상기 호기조(40)에서 질산화액을 무산소조(30)로 내부 반송하는 반송파이프(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(46)와 슬러지반송파이프(52)에는 별개의 펌프가 연결된다.

이러한 하수 고도처리시설은 반응조의 배열 및 반송파이프의 연결상태 등에 따라 A2/O, 바덴포, 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 공공하수 처리시설의 경우, 약 5 내지 8m의 높이(H)와, 약 4 내지 6m의 폭(B) 그리고 수 십m의 길이(L)를 갖는다.

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

따라서, 전체 공공하수 처리시설은 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 처리시설의 건립을 위해서는 막대한 면적의 부지가 필요하다.

따라서, 상기한 바와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 전술한 바와 같이 기존의 하수처리시설의 반응지는 지상층 또는 지하층에 평면적으로 구성하여 하수를 처리하고 슬러지저류조, 처리수조, 방류수조, 재이용수조 등과 같은 부대시설 또한 대부분이 평면적으로 구성하여 대부분의 하수흐름은 펌프를 통한 압송에 의해 이루어진다.

그러므로, 하수처리시설의 평면적 구성은 시설용량이 큰 하수처리시설에서는 많은 소요부지가 필요하게 되어 시설설치의 초기투자비 중 상당부분이 부지매입비에 소요되고 부지의 활용성이 떨어지며, 하수처리를 위한 내외부 반송 및 슬러지인발, 처리수 이송 등이 펌프에 의한 압송에 의해 이루어지므로 많은 하수처리시설 운용에 따른 동력비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하수처리시설을 입체적으로 구성하여 소요부지 면적을 축소시키고, 상층의 반응지에서 하층의 반응지로 자연유하로 반송하여 하수처리시설의 전력소요를 절감하는 하수 고도처리 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 다층형 하수처리시설에서 배출되는 처리수의 높은 낙차를 이용하여 소수력 발전에 이용하고, 또한 다층형 하수처리시설 외벽에 태양광발전시설을 설치하여, 하수처리시설의 일부 설비를 자체발생 전력을 통하여 구동시켜 에너지 효율이 높은 하수 고도처리 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 하수 고도처리 공정의 각 처리공정을 수행하는 반응조와; 상기 반응조가 결합되어 형성된 하수 고도처리 처리 기능을 수행하는 단위체인 반응지와; 상기 반응지가 모여 형성된 처리계열을 포함하여 구성되는 하수 고도처리시스템에 있어서, 저면이 지면에 설치되는 제1반응지와; 상기 제1반응지 상방으로 작업공간이 이격 되어 상기 제1반응지와 나란하게 구비되는 하나 이상의 반응지를 포함하여 구성되는 처리계열을 포함하여 구성되는 다층 구조의 하수 고도처리 시스템을 포함한다.

그리고 본 발명은 하수 고도처리 공정의 각 처리공정을 수행하는 반응조와; 상기 반응조가 결합되어 형성된 하수 고도처리 처리 기능을 수행하는 단위체인 반응지와; 상기 반응지가 모여 형성된 처리계열을 포함하여 구성되는 하수 고도처리시스템에 있어서, 저면이 지면에 설치되는 제1반응지와; 상기 제1반응지 종방의 측면과 종방향 측면 일부가 접하여 구비되고, 상기 제1반응지와 나란하게, 상기 제1반응지 보다 높은 위치에 설치되는 제2반응지; 그리고 상기 제1반응지와 접하는 상기 제2반응지의 측면과 종방향 측면 일부가 접하여 구비되고, 상기 제1반응지의 상부에 상기 제2반응지 보다 높은 위치에 설치되는 제3반응지를 포함하여 구성되는 처리계열을 포함하여 구성되는 다층 구조의 하수 고도처리 시스템을 포함한다.

여기서, 상기 처리계열은, 상부 반응지의 반응조에서 처리된 처리수 일부를 하부 반응지의 반응조로 이송하기 위한 내부반송관과; 상부 반응지의 침전조의 슬러지 일부를 하부 반응지의 반응조로 이송하기 위한 슬러지반송관을 포함하여 구성될 수도 있다.

또한, 상기 처리계열은, 상기 처리계열을 구성하는 상기 반응지와 상기 반응지의 수직방향의 상부 반응지의 이격 거리가 1.5m 내지 3m 로 형성될 수도 있다.

그리고 상기 내부반송관 및 슬러지반송관에는 각각 처리수 및 슬러지의 이송 량을 조절하기위한 밸브가 구비될 수도 있다.

또한, 상기 반응지들의 침전조에는 최종적으로 처리된 처리수를 배출하기 위한 처리수 배출관이 구비되고; 상기 처리수 배출관의 하단에는 처리수의 낙차를 이용하여 발전을 하기 위한 발전기가 구비될 수도 있다.

그리고 상기 처리계열은, 외벽 및 지붕이 형성된 건축물 내에 구비되고: 상기 건축물의 지붕 또는 외벽에는 태양광을 이용하여 발전을 하기 위한 집열판이 구비될 수도 있다.

또한, 상기 반응지는, 혐기조, 용존산소 저감조, 무산소조, 호기조 또는 침전조 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성되고: 상기 처리계열은, 상부 반응지의 상기 호기조에서 처리된 처리수 일부를 하부 반응지의 상기 용존산소저감조로 이송하기 위한 제1내부반송관과; 상부 반응지의 상기 무산소조에서 처리된 처리수 일부를 하부 반응지의 혐기조로 이송하기 위한 제2내부반송관; 그리고 상부 반응지의 침전조의 슬러지 일부를 하부 반응지의 호기조로 이송하기 위한 슬러지반송관을 포함하여 구성되고: 최하단 반응지의 호기조 및 무산소조의 처리수 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 용존산소저감조 및 혐기조로 각각 이송되고: 최하단 반응지의 침전조는 슬러지 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 호기조로 이송될 수도 있다.

그리고 상기 반응지는, 혐기조, 무산소조, 호기조 및 침전조를 포함하여 구성되고: 상기 처리계열은, 상부 반응지의 호기조에서 처리된 처리수 일부를 하부 반응지의 무산소조로 이송하기 위한 제1내부반송관과; 상부 반응지의 침전조의 슬러지 일부를 하부 반응지의 혐기조로 이송하기 위한 슬러지반송관을 포함하여 구성되고: 최하단 반응지의 호기조의 처리수 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 무산소조로 이송되고; 최하단 반응지의 침전조의 슬러지 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 호기조로 이송될 수도 있다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 다층 구조의 하수 고도처리 시스템에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 하수처리시설의 시설물을 입체적으로 구성하므로써 하수처리시설 건립에 소요되는 부지를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 내외부 반송 및 슬러지 인발 등의 과정에서 중력에 의한 자연유하 방식을 수행하므로써 펌프의 설치비용 및 운용비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

그리고 본 발명에서는 하수처리시설에서 배출되는 처리수의 높은 낙차를 이용하여 소수력 발전에 이용하고, 또한 다층형 하수처리시설 외벽에 태양광발전시설을 설치하여, 하수처리시설의 일부 설비를 자체발생 전력을 통하여 구동시켜 에너지 효율이 높아지는 장점이 있다.

도 1은 종래의 하수 고도처리시설을 구성하는 반응지의 구성을 도시한 사시도.
도 2a 내지 도 2b는 종래의 하수 고도처리시설을 촬영한 사진.
도 3은 본 발명에 의한 반응지의 일 실시예의 구성을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 처리계열의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 처리계열의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 처리계열의 또 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 처리계열의 또 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 처리계열 내부의 배관구성의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 9는 본 발명에 의한 처리계열 내부의 배관구성의 다른 실시예를 도시한 개략도.
도 10은 본 발명에 의한 하수 고도처리시설의 일 실시예를 도시한 개략도.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 다층 구조의 하수 고도처리 시스템의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 다층구조의 하수 고도 처리시스템은 고도처리 각 단계의 기능을 수행하는 반응조가 모여 하수처리 기능을 수행하는 단위체인 반응지가 형성되고, 상기 반응지가 다수개 모여 처리계열을 형성하며, 상기 처리계열을 하나 이상 포함하여 고도처리시스템이 구성된다.

이하에서는 먼저, 기본 단위체인 반응지의 구성을 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 반응지의 일 실시예의 구성을 도시한 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 반응지(100)의 일 실시예는 혐기조(110)와 용존산소저감조(120), 무산소조(130), 호기조(140) 및 침전조(150)를 포함하여 구성된다.

상기 반응지(100)의 구성은, 처리 공법에 따라 각각 다르게 구성될 수 있는데, 도 3에서는 본원 출원인의 등록특허 제0394997호에 개시되어 있는 반응지를 예로 들어 도시하였다.

본 발명은 상기 반응지들의 결합체인 처리계열에 관한 것이므로, 각 반응지를 구성하는 각 반응조에서 수행되는 생물학적 처리 반응에 대하여 본 명세서에서 상세히 설명하지는 않도록 한다.

상기 혐기조(110)는 유입수 내의 인을 방출시키는 역할을 수행한다. 따라서, 상기 혐기조(110)에는 처리될 유입수가 유입되는 유입수관(122)이 연결되어 상기 혐기조(110)에 유입수를 공급한다.

물론, 도시하지는 않았으나, 상기 혐기조(110) 전단에 유입수에 대한 1차 침전 및 스크린처리 등의 전처리과정을 수행하는 전처리조가 구비될 수도 있다. 상기 전처리과정 및 전처리조의 구성 역시 공지된 기술이므로 이를 상세히 설명하지는 않도록 한다.

그리고 상기 용존산소저감조(120)는 상기 혐기조(110)에서 처리된 처리수의 일부가 유입되어 용존산소량을 감소시키는 역할을 수행한다.

또한, 상기 무산소조(130)는 상기 혐기조(110) 및 용존산소저감조(120)에서 유입된 처리수가 유입되어 탈질 및 유기물을 제거하는 역할을 수행한다.

그리고 상기 호기조(140)는 압축공기를 불어넣어 상기 처리수에 산소를 공급하여 질산화, 인 축적 및 유기물을 제거하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 호기조(140)에는 상기 호기조(140) 내에 공기를 폭기시키기 위한 폭기부(142)가 구비되고, 상기 반응지(100)에는 상기 폭기부(142)에 공기를 공급하기 위한 공기공급관(144)이 연결된다.

또한, 상기 침전조(150)는 처리수와 미생물을 고액 분리시켜 최종 처리수를 배출하고, 침전된 슬러지를 일부는 배출하고 일부는 반송하는 역할을 수행한다. 따라서, 상기 침전조(150)에는 최종 처리수를 배출하기 위한 처리수배출관(152)과, 슬러지를 반송하기 위한 슬러지반송관(160)이 연결된다.

그리고 상기 각각의 반응조에는 각 반응조에 처리수를 내부반송하기 위한 내부반송관(170, 180)이 형성된다.

도 3에서는, 상기 반응지(100)의 내부반송관(170, 180)과 슬러지반송관(160)이 동일 반응지(100)의 반응조로 처리수 및 슬러지를 반송하도록 하는 실시예에 대한 반응지를 도시하여 설명하였고, 상부의 반응지에서 내부반송되는 처리수 및 슬러지를 하부 반응지로 이송하는 실시예에 대한 내부 배관은 도 8 내지 도 10을 설명함에 있어 상세히 설명하기로 한다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 반응지(100)는 다층으로 구성되어 처리계열(1000)을 형성한다.

도 4는 본 발명에 의한 처리계열의 일 실시예를 도시한 단면도이다.

상기 처리계열의 일 실시예의 경우, 5개의 반응지(100A~E)가 수직방향으로 설치되어 하나의 처리계열(1000)을 형성한 모습이 도시되어 있다.

상기 처리계열(1000)을 구성하는 반응지(100)의 개수는 처리시설의 규모 및 처리 정도에 따라 다양하게 구성될 수 있으나, 본 명세서에서는 설명의 편의상 5개의 반응지(100A~E)가 처리계열(1000)을 구성하는 것을 예로 들어 설명한다.

상기 처리계열(1000)은 각각의 반응지(100A~E)가 수직으로 구비되고, 상기 각 반응지(100A~E) 사이에는 작업자가 상기 반응지(100A~E) 상부에서 시설의 보수 및 반응지(100A~E)의 동작상태를 확인 점검할 수 있도록 작업공간(S)이 형성된다.

한편, 상기 처리계열(1000)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 반응지(100A~E)가 2열의 다층구조로 형성될 수도 있다.

즉, 하나의 처리계열(1000)을 구성하는 반응지(100A~E)의 개수가 늘어날수록 처리계열(1000)의 높이가 높아지는데, 고층 구조물의 안정성을 확보하기 위하여 2열 구조가 채택될 수 있다. 따라서, 도 5에는 2열의 다층구조 형태를 예로 들었으나, 상기 처리계열(1000)의 크기에 따라 3열 이상의 다수열 다층구조로 구성될 수도 있다.

그리고, 상하방향의 상기 각 반응지(100A~E) 사이에는 작업자의 작업공간(S)이 형성된다. 이때, 상기 작업공간(S)의 크기는 다양하게 구성될 수 있는데, 시공의 편의상 도 5에 도시된 바와 같이, 작업공간(S)을 인접한 열의 반응지(100A~E)의 높이와 동일하게 형성할 수 있다.

이 경우, 각 반응지(100A~E)를 지지하는 골조를 시공하기 용이하기 때문에 전체적으로 처리계열(1000)을 시공이 용이 해진다.

반면에, 상기 반응지(100A~E)의 높이가 높은 경우에, 상기 작업공간(S)은 필요 이상으로 높아지고, 전체적으로 처리계열(1000)의 높이가 높아지게 된다.

따라서, 도 6에 도시된 바와 같은 본 발명에 의한 처리계열(1000)의 또 다른 실시예에서는 상기 작업공간을 작업자가 작업을 할 수 있는 약 1.5m 내지 3m( 바람직하게는 2m 내지 2.5m)로 형성되도록 할 수 있다.

예를 들어, 상기 반응지의 높이가 7m 이고, 작업공간을 2.5m 라고 가정하면, 상기 반응지는 인접한 반응지와 상 하부로 각각 2.25m 씩 중첩되어 설치된다.

그러므로, 처리계열(1000) 전체에 대하여는 2.25m ×(반응지 개수-1) 만큼의 층 고를 줄일 수 있다.

도 7에는 도 6에 도시된 처리계열이 사시도로 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 처리계열(1000)은 인접한 반응지(100A~E)가 소정의 높낮이 단차를 두고 지그재그 형태로 형성된다.

이때, 하나의 처리계열(1000)에서 인접한 반응지가 동일높이에 형성되지 않고, 도시된 바와 같이, 단차를 두어 형성되는 것은 상기 반응지 사이의 내부반송 및 슬러지 반송을 펌핑에 의하지 않고 중력에 의한 자연 유하식으로 수행하기 위한 것으로, 이에 대하여는 이하에서 상세히 설명하기로 한다.

한편, 상기 처리계열(1000)의 지면 또는 지하측에는 제5반응지(100E)의 측면으로 하부공간이 형성된다. 상기 하부공간에는 하수 고도 처리시설에 필요한 펌프장치 및 상기 침전조에서 발생되는 잉여 슬러지를 저장하기 위한 잉여 슬러지 저장부를 설치하여 공간 효율을 높일 수 있다.

상기 내부반송관(170, 180) 및 슬러지반송관(160)의 구성은 고도처리 공법에 따라 그 구성이 달라지는데, 도 8에는 본 발명에 의한 처리계열(1000) 내부의 배관구성의 일 실시예(등록특허 제0394997호의 고도처리 시설의 반응지 적용)가 개략도로 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명에 의한 처리계열(1000) 내부의 배관구성의 다른 실시예(A2/O 공법의 반응지 적용)가 개략도로 도시되어 있다.

먼저, 도 8에 도시된 처리계열(1000)은 혐기조(110), 용존산소저감조(120), 무산소조(130), 호기조(140) 및 침전조(150)를 포함하여 구성되는 반응지(100A~E)가 최상층으로부터 하방으로 다수개 구비된다. 이하에서는 설명의 편의상 제1반응지(100A) 내지 제5반응지(100E)로 칭하기로 한다.

물론, 도 6에 도시된 처리계열의 또 다른 실시예의 경우, 상기 반응지(100A~E)가 일부 중첩되어지나, 도 8 및 도 9에서는 설명의 편의상 하방으로 이격된 것으로 도시하여 설명한다.

이때, 상기 반응지(100)의 호기조(140)에는 상기 호기조(140)에서 처리된 처리수 일부를 용존산소저감조(120)로 이송하기 위한 제1내부반송관(170)이 구비되는데, 상기 제1내부반송관(170)은 제1반응지(100A)의 호기조(140)에서 제2반응지(100B)의 용존산소저감조(120)로, 상기 제2반응지(100B)의 호기조(140)에서 제3반응지(100C)의 용존산소저감조(120)로 즉, 상부 반응지(100)의 호기조(140)에서 하부 반응지(100)의 용존산소저감조(120)로 연결된다.

그리고, 최하단 반응지(제5반응지(100E))의 호기조(140)는 처리수 일부를 제2펌프(320)에 의해 최상단 반응지(제1반응지(100A))의 용존산소저감조(120)로 이송한다.

또한, 상기 무산소조(130)에는 상기 무산소조(130)에서 처리된 처리수 일부를 혐기조(110)로 이송하기 위한 제2내부반송관(180)이 구비되는데, 상기 제2내부반송관(180)은 제1반응지(100A)의 무산소조(130)에서 제2반응지(100B)의 혐기조(110)로, 즉 도시된 바와 같이, 상부 반응지(100)의 무산소조(130)에서 하부 반응지(100)의 혐기조(110)로 연결된다.

그리고, 최하단 반응지(제5반응지(100E))의 무산소조(130)는 처리수 일부를 제3펌프(330)에 의해 최상단 반응지(제1반응지(100A))의 혐기조(110)로 이송한다.

또한, 상기 침전조(150)에는 상기 침전조(150)의 슬러지 일부를 호기조(140)로 이송하기 위한 슬러지반송관(160)이 구비되는데, 상기 슬러지반송관(160)은 상부 반응지의 침전조(150)에서 하부 반응지의 호기조(140)로 연결된다.

마찬가지로, 최하단 반응지(제5반응지(100E))의 침전조(150)는 슬러지 일부를 제4펌프(340)에 의해 최상단 반응지(제1반응지(100A))의 호기조(140)로 이송한다.

또한, 상기 처리계열(1000)에는 유입수를 이송하기 위한 유입수관(122)이 구비되는데, 상기 유입수관(122)은 유입수를 제1펌프(310)로 가압하여 각 반응지(100A~E)의 혐기조(110)로 이송한다.

상기 내부반송관(170, 180) 및 슬러지반송관(160)에는 각각 밸브(190)가 구비되어, 처리수 및 슬러지의 이송 량을 조절하게 되는데, 상부 반응지(100)로부터 하부 반응지(100)로의 이송은 중력에 의한 자연 유하 방식으로 이루어지므로 별도의 펌프는 필요 없고 밸브(190)만으로 이송이 수행되도록 하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명의 처리계열에서는 펌프의 개수를 줄여 하수 고도처리시설의 설치비용을 감소화할 수 있다.

한편, 각 반응지(100)의 침전조(150)에는 최종적으로 처리된 처리수를 배출하기 위한 처리수배출관(152)이 구비되는데, 상기 처리수배출관(152)의 하단에는 처리수의 낙차를 이용하여 발전을 하기 위한 발전기(200)가 구비된다. 여기서, 상기 발전기(200)에서 생산된 전력은 본 발명에 의한 하수 고도처리 시스템을 운용하기 위한 보조 전력원으로 사용된다. 상기 보조전력은 상기 보조전력의 생산량에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, A2/O 공법의 반응지가 본 발명에 적용된 경우를 설명하면, 본 발명에 의한 처리계열의 다른 실시예의 반응지(100)는 혐기조(110), 무산소조(130), 호기조(140) 및 침전조(150)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 반응지(100A~E)가 최상층으로부터 하방으로 다수 개 구비된다. 이때, 상기 반응지(100)의 호기조(140)에는 상기 호기조(140)에서 처리된 처리수 일부를 무산소조(130)로 이송하기 위한 제1내부반송관(170)이 구비된다.

상기 제1내부반송관(170)은 전술한 바와 같이, 제1반응지(100A)의 호기조(140)에서 제2반응지(100B)의 무산소조(130)로, 상기 제2반응지(100B)의 호기조(140)에서 제3반응지(100C)의 무산소조(130)로 즉, 상부 반응지의 호기조(140)에서 하부 반응지의 무산소조(130)로 연결된다.

그리고 최하단 반응지(제5반응지(100E))의 호기조(140)는 처리수 일부를 제2펌프(320)에 의해 최상단 반응지(제1반응지(100A))의 무산소조(130)로 이송한다.

또한, 상기 침전조(150)에는 상기 침전조(150)의 슬러지 일부를 혐기조(110)로 이송하기 위한 슬러지반송관(160)이 구비되는데, 상기 슬러지반송관(160) 역시 상부 반응지의 침전조(150)에서 하부 반응지의 혐기조(110)로 연결된다.

그리고 최하단 반응지(제5반응지(100E))의 침전조(150)는 슬러지 일부를 제3펌프(330)에 의해 최상단 반응지(제1반응지(100A))의 호기조(140)로 이송한다.

이 경우에도, 유입수를 이송하기 위한 유입수관(122) 및 최종적으로 처리된 처리수를 배출하기 위한 처리수배출관(152)은 전술한 바와 같다.

또한, 상기 침전조(150)에는 여분의 잉여 슬러지를 별도의 저장부로 이송하는 슬러지 배출관(154)이 구비된다. 이때 상기 잉여 슬러지 저장부를 지면 또는 지하층 저면에 설치하고, 상기 슬러지 배출 역시 중력에 의해 자연유하식으로 배출하게 된다.

한편, 도 10에는 본 발명에 의한 하수 고도처리시설의 일 실시예가 도시되어 있다.

전술한 바와 같은 처리계열(1000)은 도시된 바와 같이, 그 크기에 따라 하나 또는 복수개가 모여 하나의 건축물을 형성한다. 즉, 상기 처리계열(1000)의 측면이 외벽(400)을 형성하고, 상부에 지붕(500)이 구비되어 하나의 건축물을 형성한다.

또한, 상기 건축물의 지붕(500) 또는 외벽(400)에는 태양광을 이용하여 발전을 하기 위한 집열판(600)이 구비되어, 태양광 발전을 통해 생산된 전기를 상기 처리계열(1000)을 구동하는 보조 전력으로 이용한다.

따라서, 본 발명에서는 상기 처리수의 낙차 및 태양광을 이용하여 생산된 전력을 펌프를 구동하는 전력으로 사용하므로, 상기 하수 고도처리시설의 가동 비용을 줄일 수 있게 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.

본 발명은 다수개의 반응지를 다층으로 구성하여, 처리시설의 점유 면적을 최소화한 하수 고도처리 시설에 관한 것으로, 본 발명에 의하면,하수처리시설의 시설물을 입체적으로 구성하여 하수처리시설 건립에 소요되는 부지를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

100 : 반응지 100A : 제1반응지
100B : 제2반응지 100C : 제3반응지
100D : 제4반응지 100E : 제5반응지
110 : 혐기조 120 : 용존산소저감조
122 : 유입수관 130 : 무산소조
140 : 호기조 142 : 폭기부
144 : 공기공급관 150 : 침전조
152 : 처리수배출관 154 : 슬러지 배출관
160 : 슬러지반송관 170 : 제1내부반송관
180 : 제2내부반송관 190 : 밸브
200 : 발전기 310 : 제1펌프
320 : 제2펌프 330 : 제3펌프
340 : 제4펌프 400 : 외벽
500 : 지붕 600 : 집열판
1000 : 처리계열 S : 작업공간

Claims (10)

1. 하수 고도처리 공정의 각 처리공정을 수행하는 반응조와;
   상기 반응조가 결합되어 형성된 하수 고도처리 처리 기능을 수행하는 단위체인 반응지와;
   상기 반응지가 모여 형성된 처리계열을 포함하여 구성되어, 고형부유물 및 영양염류를 제거하기 위한 고도처리공정을 수행하는 하수 고도처리 시스템에 있어서,
   저면이 지면에 설치되는 제1반응지와;
   상기 제1반응지 상방으로 작업공간이 이격 되어 상기 제1반응지와 나란하게 구비되는 하나 이상의 반응지를 포함하여 구성되는 처리계열을 포함하여 구성되고:
   상기 반응지는,
   혐기조, 용존산소 저감조, 무산소조, 호기조 또는 침전조 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성되고:
   상기 처리계열은,
   상부 반응지의 상기 호기조에서 처리된 처리수 일부를 하부 반응지의 상기 용존산소저감조로 이송하기 위한 제1내부반송관과;
   상부 반응지의 상기 무산소조에서 처리된 처리수 일부를 하부 반응지의 혐기조로 이송하기 위한 제2내부반송관; 그리고
   상부 반응지의 침전조의 슬러지 일부를 하부 반응지의 호기조로 이송하기 위한 슬러지반송관을 포함하여 구성되고:
   최하단 반응지의 호기조 및 무산소조의 처리수 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 용존산소저감조 및 혐기조로 각각 이송되고:
   최하단 반응지의 침전조는 슬러지 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 호기조로 이송됨을 특징으로 하는 다층 구조의 하수 고도처리 시스템.
   
2. 하수 고도처리 공정의 각 처리공정을 수행하는 반응조와;
   상기 반응조가 결합되어 형성된 하수 고도처리 처리 기능을 수행하는 단위체인 반응지와;
   상기 반응지가 모여 형성된 처리계열을 포함하여 구성되어, 고형부유물 및 영양염류를 제거하기 위한 고도처리공정을 수행하는 하수 고도처리 시스템에 있어서,
   저면이 지면에 설치되는 제1반응지와;
   상기 제1반응지 상방으로 작업공간이 이격 되어 상기 제1반응지와 나란하게 구비되는 하나 이상의 반응지를 포함하여 구성되는 처리계열을 포함하여 구성되고:
   상기 반응지는,
   혐기조, 무산소조, 호기조 및 침전조를 포함하여 구성되고:
   상기 처리계열은,
   상부 반응지의 호기조에서 처리된 처리수 일부를 하부 반응지의 무산소조로 이송하기 위한 제1내부반송관과;
   상부 반응지의 침전조의 슬러지 일부를 하부 반응지의 혐기조로 이송하기 위한 슬러지반송관을 포함하여 구성되고:
   최하단 반응지의 호기조의 처리수 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 무산소조로 이송되고;
   최하단 반응지의 침전조의 슬러지 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 호기조로 이송됨을 특징으로 하는 다층 구조의 하수 고도처리 시스템.
   
3. 하수 고도처리 공정의 각 처리공정을 수행하는 반응조와;
   상기 반응조가 결합되어 형성된 하수 고도처리 처리 기능을 수행하는 단위체인 반응지와;
   상기 반응지가 모여 형성된 처리계열을 포함하여 구성되어, 고형부유물 및 영양염류를 제거하기 위한 고도처리공정을 수행하는 하수 고도처리 시스템에 있어서,
   저면이 지면에 설치되는 제1반응지와;
   상기 제1반응지 종방의 측면과 종방향 측면 일부가 접하여 구비되고, 상기 제1반응지와 나란하게, 상기 제1반응지 보다 높은 위치에 설치되는 제2반응지; 그리고
   상기 제1반응지와 접하는 상기 제2반응지의 측면과 종방향 측면 일부가 접하여 구비되고, 상기 제1반응지의 상부에 상기 제2반응지 보다 높은 위치에 설치되는 제3반응지를 포함하여 구성되고:
   상기 반응지는,
   혐기조, 용존산소 저감조, 무산소조, 호기조 또는 침전조 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성되고:
   상기 처리계열은,
   상부 반응지의 상기 호기조에서 처리된 처리수 일부를 하부 반응지의 상기 용존산소저감조로 이송하기 위한 제1내부반송관과;
   상부 반응지의 상기 무산소조에서 처리된 처리수 일부를 하부 반응지의 혐기조로 이송하기 위한 제2내부반송관; 그리고
   상부 반응지의 침전조의 슬러지 일부를 하부 반응지의 호기조로 이송하기 위한 슬러지반송관을 포함하여 구성되고:
   최하단 반응지의 호기조 및 무산소조의 처리수 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 용존산소저감조 및 혐기조로 각각 이송되고:
   최하단 반응지의 침전조는 슬러지 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 호기조로 이송됨을 특징으로 하는 다층 구조의 하수 고도처리 시스템.
   
4. 하수 고도처리 공정의 각 처리공정을 수행하는 반응조와;
   상기 반응조가 결합되어 형성된 하수 고도처리 처리 기능을 수행하는 단위체인 반응지와;
   상기 반응지가 모여 형성된 처리계열을 포함하여 구성되어, 고형부유물 및 영양염류를 제거하기 위한 고도처리공정을 수행하는 하수 고도처리 시스템에 있어서,
   저면이 지면에 설치되는 제1반응지와;
   상기 제1반응지 종방의 측면과 종방향 측면 일부가 접하여 구비되고, 상기 제1반응지와 나란하게, 상기 제1반응지 보다 높은 위치에 설치되는 제2반응지; 그리고
   상기 제1반응지와 접하는 상기 제2반응지의 측면과 종방향 측면 일부가 접하여 구비되고, 상기 제1반응지의 상부에 상기 제2반응지 보다 높은 위치에 설치되는 제3반응지를 포함하여 구성되는 처리계열을 포함하여 구성되고:
   상기 반응지는,
   혐기조, 무산소조, 호기조 및 침전조를 포함하여 구성되고:
   상기 처리계열은,
   상부 반응지의 호기조에서 처리된 처리수 일부를 하부 반응지의 무산소조로 이송하기 위한 제1내부반송관과;
   상부 반응지의 침전조의 슬러지 일부를 하부 반응지의 혐기조로 이송하기 위한 슬러지반송관을 포함하여 구성되고:
   최하단 반응지의 호기조의 처리수 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 무산소조로 이송되고;
   최하단 반응지의 침전조의 슬러지 일부는 펌프에 의해 최상단 반응지의 호기조로 이송됨을 특징으로 하는 다층 구조의 하수 고도처리 시스템.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 처리계열은,
   상기 처리계열을 구성하는 상기 반응지와 상기 반응지의 수직방향의 상부 반응지의 이격 거리가 1.5m 내지 3m 로 형성됨을 특징으로 하는 다층 구조의 하수 고도처리 시스템.
   
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내부반송관 및 슬러지반송관에는 각각 처리수 및 슬러지의 이송 량을 조절하기위한 밸브가 구비됨을 특징으로 하는 다층 구조의 하수 고도처리 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 반응지들의 침전조에는 최종적으로 처리된 처리수를 배출하기 위한 처리수 배출관이 구비되고;
   상기 처리수 배출관의 하단에는 처리수의 낙차를 이용하여 발전을 하기 위한 발전기가 구비됨을 특징으로 하는 다층 구조의 하수 고도처리 시스템.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 처리계열은,
   외벽 및 지붕이 형성된 건축물 내에 구비되고:
   상기 건축물의 지붕 또는 외벽에는 태양광을 이용하여 발전을 하기 위한 집열판이 구비됨을 특징으로 하는 다층 구조의 하수 고도처리 시스템.
   
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