KR101045124B1

KR101045124B1 - 유기성폐수 처리방법 및 그 처리장치

Info

Publication number: KR101045124B1
Application number: KR1020100068579A
Authority: KR
Inventors: 정현수; 김선옥; 김성우
Original assignee: 김선옥; 정현수
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2010-07-15
Publication date: 2011-06-30

Abstract

본 발명은 유기성폐수 처리방법에 관한 것으로, 1차공정은 공기 또는 산소흡입 및 가압조건(0.5∼4kg/㎠)에서 폐수내에 용존산소 농도를 높이는 공정이고, 2차공정은 외부에서 공급되는 교반용 공기와 용존산소 농도가 높아진 순환폐수와의 혼합공정이며, 3차공정은 상기 2차공정에서 배출되는 폐수와 미생물 반응조 상층부 폐수의 흡인혼합 및 미생물 반응조 하단으로 토출하는 공정으로서, 상기 미생물 반응조 내부에서 고농도 산소공급 및 순환교반을 통해 미생물 반응조 내부의 완전혼합 및 분해효율 증대를 가져오는 처리방법이다.
또한, 본 발명은 유기성폐수 처리장치에 관한 것으로, 이 유기성폐수 처리장치는 미생물 반응조와, 제1 에젝터형 혼합기와, 가압순환펌프와, 압력싸이크론과, 제2 에젝터 혼합기와, 제3 에젝터 혼합기를 포함하여 구성된다.
따라서, 상기 방법 및 장치를 통해 폐수를 보다 효과적으로 정화시키고, 폐수에 산소의 공급을 극대화시킴으로써 특히 고농도 유기성폐수 처리시 그 효율성을 높여주며, 고농도 유기성폐수 처리장치를 간단하게 구성함으로써 유기성폐수 처리의 경제성을 높여줄 수 있도록 된 것이다.

Description

유기성폐수 처리방법 및 그 처리장치{Treatment method and Treatment unit for organic waste water}

본 발명은 음식물폐수, 축산분뇨 또는 식품공장이나 농어촌에서 발생하는 유기성 오폐수를 정화하는 폐수 처리에 관한 것으로, 특히 고농도의 유기성폐수를 보다 효과적으로 정화시킴과 아울러 고농도 산소공급에 의한 폐수 처리시 그 효율성을 높여 경제적으로 처리할 수 있도록 한 유기성폐수 처리방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 인구의 증가, 경제발전의 가속화 및 국민소득의 증가에 따라 인류의 생활수준은 향상된 반면에 자원에 대한 수요의 급증을 초래하게 되어 환경오염이 가속화되고 있다. 특히, 인구의 증가와 생활방식의 변화로 인한 음식물 및 축산물의 수요가 증가함에 따라 음식물쓰레기나 가축분뇨 등의 고농도 유기성 폐기물은 환경 및 수질오염의 가장 큰 원인으로 대두되고 있는 실정이다.

상기한 바와 같은 유기성 폐기물의 발생으로 인하여 유독성 냄새의 발생, 해충의 이상 발생, 침출수 및 오염 등으로 인한 상수원의 오염 등 인간생활에 직접적인 폐해들이 발생하고 있다.

한편, 상기 유기성 폐기물의 배출로 인하여 환경 및 수질오염이 사회적인 큰 문제로 대두되면서 쾌적한 환경에 대한 욕구는 날이 갈수록 증가되어 유기성 폐기물의 처리에 대한 노력이 다각적으로 연구되고 있다.

즉, 폐수의 생물학적 정화에서 유기성 폐기물질들은 미생물에 의하여 산소를 소비하는 가운데서 무해한 물질들로 전환시킨다.

폐수는 반응조 내에서 미생물과 물 혼합액에 산소를 공급시키는 가운데서 정화 되는데, 이때 반응조에는 폐수와 가스가 연속적으로 주입되고 미생물과 폐수 혼합액은 일정량 배출시킨다. 여기서 가스는 산소가 충분히 들어있는 공기 또는 순 산소를 말한다.

생활 주거지나 여러 산업 활동에서 유기물로 오염된 폐수들이 발생한다. 이런 폐수를 정화하기 위해서 미생물들을 이용한 호기성 방법으로 용존된 유기화합물들을 제거하는 공정들이 알려져 있다. 이들 공정들은 대부분 수표면이 넓은 폭기조에서 이루어진다. 이런 공정들의 단점들을 예를 들면, 많이 발생되는 배출가스로 주변에 심한 악취, 소음, 높은 투자비용과 동력비, 그리고 큰 부지면적의 소요 등이 일반적으로 알려져 있다.

또한, 상술한 바와 같이 오염된 폐수에 공기를 산기관 등으로 강제적으로 공급하기 때문에 산소전달효율이 높지 않아 이에 따른 제반 설비와 비용이 과도하게 소요되어 폐수를 처리하는 장치를 마련하는데 경제적이지 못하다는 문제가 있다.

이에 본 발명은 종래의 폐수 처리수단이 갖는 문제점을 보다 효율적으로 해결하기 위해 제안된 것으로, 유기성폐수를 보다 효과적으로 정화시킴과 아울러 특히 고농도 용존산소공급에 의한 유기성폐수 처리시 그 효율성을 높여 경제적으로 처리할 수 있도록 한 유기성폐수 처리방법 및 그 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 폐수 흡입 파이프 또는 펌프의 흡입측 노즐을 통해 흡입되는 유기성폐수의 유속과 압력을 이용하여 감압현상을 일으킴으로써 외부의 공기 또는 산소를 폐수내로 빨아들이고 흡입된 미세한 공기 또는 산소를 펌프의 토출압력과 폐수와 접촉효율을 높여 폐수내에 최대한 용존되도록 하여 용존산소 농도를 높이는 공정과, 용존되지 않는 공기 중의 질소 및 잔여 산소기체를 압력싸이크론에서 펌프 토출압(0.5∼4kg/㎠)에 의한 가압하에서 용존산소가 풍부해진 폐수와 분리 제거하여 용존산소농도가 높아진 순환폐수만을 미생물 반응조에 공급하도록 하여 외부에서 공급되는 교반용 공기와 용존산소 농도가 높아진 순환폐수와의 혼합공정 및, 다수의 에젝터형 혼합기에 의하여 용존산소가 풍부해진 순환폐수와 송풍기에서 공급되는 교반용 공기 그리고 미생물 반응조 상층부의 폐수가 혼합되어 미생물 반응조 하단으로 토출됨으로써 미생물 반응조 내부에 고농도 산소공급 및 순환교반이 일어나도록 하는 폐수의 흡입혼합 및 토출공정을 거치도록 된 것이다.

일 실시예로서, 공급된 고농도 유기성폐수를 모아 정화시키도록 일정 공간을 갖는 미생물 반응조와, 공기(산소)를 흡입하여 순환폐수와 혼합하도록 흡입배관이 설치된 제1 에젝터 혼합기와, 상기 미생물 반응조 내부의 폐수를 순환시키면서 압력을 가하여 폐수 속에 용존산소 농도를 높이는 가압순환펌프와, 용존되지 않는 가스를 폐수에서 분리 및 제거하는 압력싸이크론과, 상기 미생물 반응조 내부에 수직된 방향으로 설치되어 그 내부에서 상기 압력싸이크론에서 공급되는 순환폐수와 교반용공기를 혼합하는 제2 에젝터 혼합기와, 이 제2 에젝터 혼합기의 하부에 설치되어 제2 에젝터 혼합기에서 배출되는 교반공기와 폐수의 혼합유체 및 상기 미생물 반응조 상층부의 폐수를 혼합시켜 토출하는 제3 에젝터 혼합기를 포함하여 유기성폐수 처리장치를 구성한다.

일 실시예로서, 상기 미생물 반응조 내부에는 폐수 유입배관이 설치되고, 상기 폐수 유입배관이 상기 제1 에젝터 혼합기에 연결됨과 동시에 제1 에젝터 혼합기 상부에 제1 공기흡입관이 설치되어, 상기 폐수 유입배관에서 유입된 유기성폐수와 상기 제1 공기흡입관에서 흡입된 공기 또는 산소가 상기 제1 에젝터 혼합기를 통해 혼합된다.

일 실시예로서, 상기 제1 에젝터 혼합기와 상기 가압순환펌프 사이에 혼합유체 흡입배관이 설치되고, 상기 가압순환펌프 일측에 토출배관이 설치되어 상기 제1 에젝터 혼합기에서 배출되는 혼합유체를 상기 흡입배관을 통해 흡입 및 가압하여 혼합유체 내부의 산소를 폐수에 용해시키면서 상기 토출배관을 통해 상기 압력싸이크론으로 이송한다.

일 실시예로서, 상기 압력싸이크론은 그 상부에 압력계가 설치되고, 상하부에 각각 제1 조절밸브와 제2 조절밸브가 설치되어 상기 압력싸이크론 내부의 압력조절 및 폐수배출량 또는 가스배출량을 조절함과 동시에 그 하부에 설치된 헤더와 제1 가이드파이프를 통해 폐수를 상기 제2 에젝터 혼합기에 공급한다.

일 실시예로서, 상기 압력싸이크론의 상부에 상기 제1 조절밸브를 매개로 가스배출관이 설치되어 용해되지 않은 가스를 상기 미생물 반응조 상부로 배출시킨다.

일 실시예로서, 상기 제2 에젝터 혼합기는 그 상부에 외부와 연통된 제2 공기흡입관이 설치되고, 그 하부에 제2 가이드파이프가 설치되어 폐수와 교반용 공기를 혼합하여 상기 제3 에젝터 혼합기로 이송한다.

일 실시예로서, 상기 제3 에젝터 혼합기는 그 상하부에 각각 유입 가이드파이프와 토출 가이드파이프가 설치되어, 상기 유입 가이드파이프를 통해 상기 미생물 반응조의 상층부 폐수가 유입되고, 상기 토출 가이드파이프를 통해 상층부 폐수와 혼합유체가 상기 미생물 반응조 하부로 토출된다.

일 실시예로서, 상기 제1 에젝터 혼합기의 제1 공기흡입관은 제1 에젝터 혼합기의 감압부에 설치되어 외부의 공기가 흡인력에 의해 자연스럽게 제1 에젝터 혼합기에 공급되고, 상기 제2 에젝터 혼합기의 제2 공기흡입관은 제2 에젝터 혼합기의 감압부에 설치되어 송풍기를 통해 외부 공기가 강제적으로 제2 에젝터 혼합기에 공급된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 유기성폐수 처리방법 및 그 처리장치에 의하면, 외부의 산소를 유기성폐수에 자연스럽게 고농도로 공급함과 동시에 순환형 내부교반에 의해 폐수를 보다 효과적으로 정화시키고, 폐수에 산소의 공급을 극대화시킴으로써 특히 고농도 유기성폐수 처리시 그 효율성을 높여주며, 고농도 유기성폐수 처리장치를 간단하게 구성함으로써 유기성폐수 처리의 경제성을 높여줄 수 있도록 된 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유기성폐수 처리방법의 각 공정을 나타낸 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 유기성폐수 처리장치의 구조를 나타낸 상태도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

본 발명에 따른 유기성폐수 처리방법을 도 1을 참조로 설명하면, 폐수 흡입파이프 또는 펌프의 흡입측 노즐을 통해 흡입되는 유기성폐수의 유속과 압력을 이용하여 감압현상을 일으킴으로써 외부의 공기 또는 산소를 폐수내로 빨아들이고 흡입된 미세한 공기 또는 산소를 펌프의 토출압력과 폐수와 접촉효율을 높여 폐수내에 최대한 용존되도록 하여 용존산소 농도를 높이는 공정(S10)을 거치고, 용존되지 않는 공기 중의 질소 및 잔여 산소기체를 압력싸이크론에서 펌프 토출압(0.5∼4kg/㎠)에 의한 가압하에서 용존산소가 풍부해진 폐수와 분리 제거하여 용존산소농도가 높아진 순환폐수만을 미생물 반응조에 공급하도록 하여 외부에서 공급되는 교반용 공기와 용존산소 농도가 높아진 순환폐수와의 혼합공정을 거치며(S20), 다수의 에젝터형 혼합기에 의하여 용존산소가 풍부해진 순환폐수와 송풍기에서 공급되는 교반용 공기 그리고 미생물 반응조 상층부의 폐수가 혼합되어 미생물 반응조 하단으로 토출됨으로써 미생물 반응조 내부에 고농도 산소공급 및 순환교반이 일어나도록 하는 폐수의 흡입혼합 및 토출공정(S30)을 거치도록 된 것이다.

즉, 본 발명에 따른 유기성폐수 처리방법의 1차공정은 공기 또는 산소흡입 및 가압조건(0.5∼4kg/㎠)에서 폐수내에 용존산소 농도를 높이는 공정이고, 2차공정은 외부에서 공급되는 교반용 공기와 용존산소 농도가 높아진 순환폐수와의 혼합공정이며, 3차공정은 상기 2차공정에서 배출되는 폐수와 미생물 반응조 상층부 폐수의 흡인혼합 및 미생물 반응조 하단으로 토출하는 공정으로서, 상기 미생물 반응조 내부에서 고농도 산소공급 및 순환교반을 통해 미생물 반응조 내부의 완전혼합 및 분해효율 증대를 가져오는 처리방법이다.

여기서, 상기 1차공정은 미생물 반응조 하부에 설치된 가압순환펌프의 흡입력과 토출압, 제1 에젝터 혼합기 및, 압력싸이크론을 사용하는 공정으로 폐수 유입배관의 내부에 노즐 구조와 제1 공기흡입관을 형성해 이송되는 폐수의 유속과 압력을 이용하여 감압현상을 일으킴으로써 제1 공기흡입관으로 유입되는 외부의 공기 또는 산소발생기 발생 산소를 혼합유체 흡입배관으로 빨아들이고, 흡입된 공기와 폐수를 압력싸이크론으로 이송하여 가압순환펌프의 토출압(0.5∼4kg/㎠)으로 폐수에 가압조건하에 강제적으로 산소를 용존공급하면서 질소등 산소이외의 공기를 배제시켜 고농도 용존산소이용 폐수를 정화할 수 있도록 한 것이다.

그러므로, 상기 노즐을 통해 폐수 유입배관 내부로 폐수가 가압순환펌프의 흡인력에 의해 흡인될 때 제1 에젝터 혼합기의 노즐 선단부에서 기-액 믹싱유체(Air-Liquid Mixing Fluid)가 형성되면서 감압과 가압현상 이 일어나고, 상기 현상에 의하여 제1 공기흡입관을 통해 외부의 공기 또는 산소가 자연 흡입되어 교반되면서 가압순환펌프의 흡인부로 이송된다.

상기 기-액 믹싱유체는 흡입된 공기를 미세 기포화함과 동시에 강한 난류를 형성하여 기체와 액체의 접촉을 활발히 하고, 이 기체 및 액체의 혼합체가 가압순환펌프내로 이송되어 압력(0.5∼4kg/㎠)을 받아 산소가 폐수로의 용존성이 높아지게 된다.

상기 가압순환펌프에서 토출되는 펌프 토출압을 받는 이 기/액 혼합체는 압력싸이크론에서 산소의 용존성을 더욱 높여 순환폐수를 고농도 용존산소함유 폐수화하고 용존되지 않는 기체는 이 압력싸이크론에서 분리 및 제거한다.

이러한 용존되지 않는 기체를 제거하지 않으면 일반 BJR(Bubble Jet Reactor) 시스템에서 많이 발생하는 문제인 미생물 반응조에 미세기포가 필요이상으로 많게 되어 거품 및 스컴 발생이 많아지며 미생물 반응조의 체류시간을 짧게 만드는 등의 비효율적인 결과를 가져오므로 반드시 분리 및 제거한다.

그리고, 2차공정은 1차공정에서 고농도 용존산소 함유폐수화한 순환폐수를 미생물 반응조내에서 교반혼합 효과를 높이기 위하여 외부에서 강제공급되는 교반공기와 혼합하는 공정으로 제2 에젝터 혼합기를 사용한다. 순환폐수는 제2 에젝터 혼합기의 노즐측으로 교반공기는 제2 공기흡입관으로 공급하여 혼합 후 난류상태로 토출한다.

또한, 3차공정은 2차공정에서 토출되는 혼합유체와 미생물 반응조 상층부의 폐수를 제3 에젝터 혼합기에서 혼합 후 미생물 반응조 하단부로 공급하여 미생물 반응조내에서 완전혼합 및 산소전달 효율을 높여 미생물 분해율을 높이는 공정으로서, 혼합유체는 제3 에젝터 혼합기의 노즐측으로 미생물 반응조 상층부 폐수는 유입 가이드파이프로 공급하여 혼합 후 난류상태로 토출한다.

따라서, 상기와 같이 1,2,3차 공정의 연속적인 순환은 산소의 반응기내 전달효율을 높이고 반응기내 완전혼합을 시킴으로 일반 활성슬러지 BOD 용적부하가 0.5kg O₂ /㎥·d 이하 밖에 되지 않는 것을 45kg O₂ /㎥·d 이상으로 증가시킴으로써 산소 이용율을 900% 이상으로 높일 수 있다.

또한, 강한 난류는 산소, 유기물, 미생물 사이의 물질 전달을 극대화시켜 주는 효과가 있다.

한편, 상기의 폐수 처리방법을 적용하기 위한 본 발명에 따른 유기성폐수 처리장치를 도 2를 참조로 설명하면, 상기 유기성폐수 처리장치(1)는 크게 공급된 고농도 유기성폐수를 모아 정화시키도록 일정 공간을 갖는 미생물 반응조(10)와, 공기(산소)를 흡입하여 순환폐수와 혼합하도록 흡입배관이 설치된 제1 에젝터 혼합기(20)와, 상기 미생물 반응조(10) 내부의 폐수를 순환시키면서 압력을 가하여 폐수 속에 용존산소 농도를 높이는 가압순환펌프(30)와, 용존되지 않는 가스를 폐수에서 분리 및 제거하는 압력싸이크론(40)과, 상기 미생물 반응조(10) 내부에 수직된 방향으로 설치되어 그 내부에서 상기 압력싸이크론(40)에서 공급되는 순환폐수와 교반용 공기를 혼합하는 제2 에젝터 혼합기(50)와, 이 제2 에젝터 혼합기(50)의 하부에 설치되어 제2 에젝터 혼합기(50)에서 배출되는 교반공기와 폐수의 혼합유체 및 상기 미생물 반응조(10) 상층부의 폐수를 혼합시켜 토출하는 제3 에젝터 혼합기(60)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 유기성폐수 처리장치(1)의 미생물 반응조(10)는 공급된 폐수를 모아서 정화시키도록 일정 공간을 갖는 탱크이고, 상기 제1 에젝터 혼합기(20)는 미생물 반응조(10)와 가압순환펌프(30) 사이의 배관상에 설치되어 미생물 반응조(10)에서 폐수 유입배관(21)에서 유입된 유기성폐수와 제1 공기흡입관(22)에서 흡입된 공기 또는 산소를 혼합하는 것이며, 상기 가압순환펌프(30)는 미생물 반응조(10) 하부에 설치되어 상기 제1 에젝터 혼합기(20)에서 배출되는 기/액 혼합유체를 혼합유체 흡입배관(31)을 통하여 흡입하고 가압하여 기/액 혼합유체내의 산소를 폐수에 용해시키면서 토출배관(32)를 거쳐 상기 압력싸이크론(40)으로 이송하며, 상기 압력싸이크론(40)에서 폐수에 용해되지않은 가스를 분리제거하고 산소의 용해효과를 높인다.

상기 압력싸이크론(40)의 운전은 압력계(44)와 제1 조절밸브(45)와 제2 조절밸브(46)를 이용하여 내부의 압력조절 및 폐수배출량, 가스배출량을 조절하여 산소 용해효율을 최대화한 후에 헤더(41)와 제1 가이드파이프(42)를 거쳐 상기 제2 에젝터 혼합기(50)로 공급하고, 용해되지 않은 가스는 가스배출관(43)을 통해 상기 미생물 반응조(10) 상부로 배출된다.

그리고, 상기 제2 에젝터 혼합기(50)에서는 압력싸이크론(40)에서 유입된 고농도 용존산소함유 폐수와 제2 공기흡입관(52)에서 유입되는 송풍기 강제송풍의 교반용 공기를 혼합 후, 제2 가이드파이프(51)를 통하여 상기 제3 에젝터 혼합기(60)로 이송한다. 상기 제3 에젝터 혼합기(60)는 제2 가이드파이프(51)를 통하여 유입되는 혼합유체와 유입 가이드파이프(61)를 통하여 유입되는 미생물 반응조(10)의 상층부 폐수를 혼합하는 설비로 혼합 후 토출 가이드파이프(62)로 배출한다.

또한, 상기 유기성폐수 처리장치(1)의 제1 공기흡입관(22)은 폐수 유입배관(21)의 일측인 상기 제1 에젝터 혼합기(20)의 감압부에 설치되어 외부의 공기가 흡인력에 의해 자연스럽게 제1 에젝터 혼합기(20)에 공급하도록 된 것이고, 상기 제2 공기흡입관(52)은 상기 제2 에젝터 혼합기(50)의 감압부에 설치되어 송풍기로 공급되는 외부의 공기가 강제적으로 제2 에젝터 혼합기(50)에 공급되도록 한 것이다.

한편, 상기 유기성폐수 처리장치(1)는 폐수량에 따라 상기 제1 가이드 파이브(42)와 제2 에젝터 혼합기(50)와 제3 에젝터 혼합기(60) 및 제2 공기흡입관(52)을 복수로 설치할 수 있고, 상기 제1 가이드파이프(42)와 제2 공기흡입관(52)에는 각각 제어밸브(47,53)가 설치되어 상기 제1 가이드파이프(42)로 유입되는 폐수 및 공기의 투입양을 제어할 수 있도록 된 것이다.

여기서, 상기 유기성폐수 처리장치(1)의 처리과정을 설명하면, 상기 미생물 반응조(10)에 담겨진 유기성폐수를 순환시켜 정화할 수 있도록 된 것으로, 우선 미생물 반응조(10) 하부의 가압순환펌프(30)를(수중펌프도 가능함) 작동시켜 폐수를 순환시키게 되는 바, 상기 가압순환펌프(30)의 작동으로 제1 에젝터 혼합기(20)에서는 외부공기 또는 산소의 흡입 및 혼합, 상기 압력싸이크론(40)에서는 가압에 의한 산소 용해효율 증대, 상기 제2 에젝터 혼합기(50)와 제3 에젝터 혼합기(60)에서는 유체 혼합효과를 일으켜 고농도의 용존산소를 함유하는 폐수와 교반공기, 상층부 폐수를 미생물 반응조(10) 하단부로 순환공급하여 미생물 활동을 증식하고 분해효율을 높여 폐수처리의 효율성을 갖도록하여 고농도에서 저농도의 유기성폐수를 정화하는 것이다.

그러므로, 상기와 같은 과정을 반복함으로써 유기성폐수가 폐수처리 장치(1)를 순환하면서 자연스럽게 정화되는 것으로, 특히 외부의 공기 또는 산소를 효율적으로 폐수중에 고농도로 유입시키고 미생물 반응조(10) 내부의 활성화를 극대화하는 것에 본 발명의 특징이 있는 것이다.

따라서, 상기와 같이 폐수에 외부 공기 및 산소를 고농도로 효과적으로 공급함으로써 유기성폐수를 효율적으로 정화할 수 있고, 저비용으로 고농도폐수를 효과적으로 정화시킴으로써 저농도∼고농도의 유기성폐수 처리시 경제성과 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1 : 유기성폐수 처리장치 10 : 미생물 반응조
20 : 제1 에젝터 혼합기 21 : 폐수 유입배관
22 : 제1 공기흡입관 23 : 제어밸브
30 : 가압순환펌프 31 : 혼합유체 흡입배관
32 : 토출배관
40 : 압력싸이크론 41 : 헤더
42 : 제1 가이드파이프 43 : 가스배출관
44 : 압력계 45 : 제1 조절밸브
46 : 제2 조절밸브 47 : 제어밸브
50 : 제2 에젝터 혼합기 51 : 제2 가이드파이프
52 : 제2 공기흡입관 53 : 제어밸브
60 : 제3 에젝터 혼합기 61 : 유입 가이드파이프
62 : 토출 가이드파이프

Claims

폐수 흡입 파이프 또는 펌프의 흡입측 노즐을 통해 흡입되는 유기성폐수의 유속과 압력을 이용하여 감압현상을 일으킴으로써 외부의 공기 또는 산소를 폐수내로 빨아들이고 흡입된 미세한 공기 또는 산소를 펌프의 토출압력과 폐수와 접촉효율을 높여 폐수내에 최대한 용존되도록 하여 용존산소 농도를 높이는 공정과,
용존되지 않는 공기 중의 질소 및 잔여 산소기체를 압력싸이크론에서 펌프 토출압(0.5∼4kg/㎠)에 의한 가압하에서 용존산소가 풍부해진 폐수와 분리 제거하여 용존산소농도가 높아진 순환폐수만을 미생물 반응조에 공급하도록 하여 외부에서 공급되는 교반용 공기와 용존산소 농도가 높아진 순환폐수와의 혼합공정 및,
다수의 에젝터형 혼합기에 의하여 용존산소가 풍부해진 순환폐수와 송풍기에서 공급되는 교반용 공기 그리고 미생물 반응조 상층부의 폐수가 혼합되어 미생물 반응조 하단으로 토출됨으로써 미생물 반응조 내부에 고농도 산소공급 및 순환교반이 일어나도록 하는 폐수의 흡입혼합 및 토출공정을 거치도록 된 유기성폐수 처리방법.
공급된 고농도 유기성폐수를 모아 정화시키도록 일정 공간을 갖는 미생물 반응조와,
공기(산소)를 흡입하여 순환폐수와 혼합하도록 흡입배관이 설치된 제1 에젝터 혼합기와,
상기 미생물 반응조 내부의 폐수를 순환시키면서 압력을 가하여 폐수 속에 용존산소 농도를 높이는 가압순환펌프와,
용존되지 않는 가스를 폐수에서 분리 및 제거하는 압력싸이크론과,
상기 미생물 반응조 내부에 수직된 방향으로 설치되어 그 내부에서 상기 압력싸이크론에서 공급되는 순환폐수와 교반용공기를 혼합하는 제2 에젝터 혼합기 및,
상기 제2 에젝터 혼합기의 하부에 설치되어 제2 에젝터 혼합기에서 배출되는 교반공기와 폐수의 혼합유체 및 상기 미생물 반응조 상층부의 폐수를 혼합시켜 토출하는 제3 에젝터 혼합기를 포함하여 구성된 유기성폐수 처리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 미생물 반응조 내부에는 폐수 유입배관이 설치되고, 상기 폐수 유입배관이 상기 제1 에젝터 혼합기에 연결됨과 동시에 제1 에젝터 혼합기 상부에 제1 공기흡입관이 설치되어, 상기 폐수 유입배관에서 유입된 유기성폐수와 상기 제1 공기흡입관에서 흡입된 공기 또는 산소가 상기 제1 에젝터 혼합기를 통해 혼합되는 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 에젝터 혼합기와 상기 가압순환펌프 사이에 혼합유체 흡입배관이 설치되고, 상기 가압순환펌프 일측에 토출배관이 설치되어 상기 제1 에젝터 혼합기에서 배출되는 혼합유체를 상기 흡입배관을 통해 흡입 및 가압하여 혼합유체 내부의 산소를 폐수에 용해시키면서 상기 토출배관을 통해 상기 압력싸이크론으로 이송하도록 된 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 압력싸이크론은 그 상부에 압력계가 설치되고, 상하부에 각각 제1 조절밸브와 제2 조절밸브가 설치되어 상기 압력싸이크론 내부의 압력조절 및 폐수배출량 또는 가스배출량을 조절함과 동시에 그 하부에 설치된 헤더와 제1 가이드파이프를 통해 폐수를 상기 제2 에젝터 혼합기에 공급하도록 된 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
제 5 항에 있어서,
상기 압력싸이크론의 상부에 상기 제1 조절밸브를 매개로 가스배출관이 설치되어 용해되지 않은 가스를 상기 미생물 반응조 상부로 배출시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 에젝터 혼합기는 그 상부에 외부와 연통된 제2 공기흡입관이 설치되고, 그 하부에 제2 가이드파이프가 설치되어 폐수와 교반용 공기를 혼합하여 상기 제3 에젝터 혼합기로 이송할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제3 에젝터 혼합기는 그 상하부에 각각 유입 가이드파이프와 토출 가이드파이프가 설치되어, 상기 유입 가이드파이프를 통해 상기 미생물 반응조의 상층부 폐수가 유입되고, 상기 토출 가이드파이프를 통해 상층부 폐수와 혼합유체가 상기 미생물 반응조 하부로 토출되는 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.
제 3 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제1 에젝터 혼합기의 제1 공기흡입관은 제1 에젝터 혼합기의 감압부에 설치되어 외부의 공기가 흡인력에 의해 자연스럽게 제1 에젝터 혼합기에 공급되고, 상기 제2 에젝터 혼합기의 제2 공기흡입관은 제2 에젝터 혼합기의 감압부에 설치되어 송풍기를 통해 외부 공기가 강제적으로 제2 에젝터 혼합기에 공급되는 것을 특징으로 하는 유기성폐수 처리장치.