KR101046944B1 - 하폐수의 생태독성 저감장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하폐수의 생태독성 저감장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하폐수 중에 포함된 유해화학물질을 저감시킴으로써 배출수의 생태독성치를 낮추기 위한 하폐수의 생태독성 저감장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 하폐수의 부하를 조정하고 수질을 균등화하는 유량조정조와, 상기 유량조정조로부터 유입되는 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해하는 전기분해장치와, 상기 전기분해장치로부터 유입되는 하폐수에 포함된 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거하는 화학처리조와, 상기 화학처리조로부터 유입되는 하폐수를 흡착처리하는 흡착반응조, 그리고 상기 흡착반응조에 의해 흡착처리된 하폐수로부터 유기물질을 제거하기 위해 미생물을 이용하여 처리하는 생물학적 처리시설을 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 생태독성을 유발하는 유해화학물질을 효율적으로 분해할 수 있고, 배출수 중의 생태독성치를 배출허용기준에 적합하도록 안정적으로 방류할 수 있는 장점이 있다.
생태독성, 하폐수, 전기분해, 흡착반응

Description

하폐수의 생태독성 저감장치 및 방법{The wastewater ecotoxicity decline apparatus and method}
본 발명은 하폐수의 생태독성 저감장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하폐수 중에 포함된 유해화학물질을 저감시킴으로써 배출수의 생태독성치를 낮추기 위한 하폐수의 생태독성 저감장치 및 방법에 관한 것이다.
화학산업의 성장 및 국제교역의 증가로 인하여 현재 전 세계적으로 10만 여종, 국내에서는 약 3만 9천 여종의 화학물질이 유통되고 매년 4백 여종의 신규 화학물질이 수입 또는 제조되고 있다. 화학산업의 성장 및 발전과 더불어 산업계로부터 수생태계로 배출되는 유해화학물질의 종류와 양도 지속적으로 증가하였다.
하수 및 폐수(이하 '하폐수'라 한다)에 함유되어 있는 상기 유해화학물질을 개별적으로 규제하는 것은 현실적으로 한계가 있으므로 전체 유해화학물질이 수생태계에 미치는 독성을 통합적으로 관리하기 위한 방안으로 생태독성이라는 기준을 적용시키고 있다.
현재 우리나라에서 배출되는 산업폐수의 생태독성 배출허용기준은 물벼룩( Daphnia magna)에 대한 급성독성시험을 기준으로 한다. 구체적으로, 급성독성 시험방법에 있어서 초기 농도는 24시간 또는 48시간 이내에 노출된 물벼룩의 운동성을 50% 저감시키는 농도로 결정하며, 이때 초기 저해농도는 24hr-LC50 또는 48hr-LC50으로 각각 표시한다.
그리고 생태독성치(TU: Toxic Units)는 독성단위를 나타내며, 시험대상 생물이 50% 이상 생존하는 것을 기준으로 한다. 더욱 구체적으로는 측정된 독성 값, LC50에 역수를 취한 값에 의하는데, 이때 상기 수치가 클수록 독성이 높으며, 수치가 낮을수록 독성이 낮다.
한편, 배출수 내에 존재하는 수많은 화학물질 중 생태독성 원인물질을 찾아내는 방법으로는 독성동정평가(TIE: Toxicity Identification Evaluation)가 있다. 상기 독성동정평가는 3단계로 구성된다.
먼저, 제 1 단계는 독성물질의 특성을 파악(Toxicity Characterization)하는 단계로서, 독성물질을 양이온 중금속류, 음이온성 물질류, 무극성 유기화합물류 등으로 분류한다. 다음으로, 제 2 단계는 독성원인물질로 추정되는 음이온과 양이온 및 무극성 유기화합물에 대한 분석을 시행하는 독성물질 동정(Toxicity Identification) 단계이다. 마지막으로, 제 3 단계는 동정된 독성물질을 mass balance, spiking, correlation 등의 방법을 이용하여 검증하는 독성물질 확인(Toxicity Confirmation) 단계이다. 상기 독성동정평가를 통하여 하폐수 중에 함유되어 있는 생태독성 원인물질을 파악하고 상기 하폐수의 생태독성 저감을 위한 적절한 공법을 선정할 수 있다.
일반적으로 생태독성 원인물질 동정평가를 수행한 결과, Cu2 +, Pb2 +, Cr6 +, Cd2+, Hg2 +, Na+ 등의 양이온 중금속과 Cl-, SO4 2 -, NO3 - 등의 음이온성 물질, 그리고 Aldrin, Carbaryl, EPN, Malathion, Ethyl Parathion 등 무극성 유기화합물 들이 생태독성을 유발시키는 주요 원인물질로 제시되고 있다.
따라서 생태독성의 저감을 위해서는 주요 생태독성 원인물질인 양이온성 중금속과 음이온성 물질 및 무극성 유기화합물을 동시에 저감 또는 제거하는 하폐수처리 장치 및 방법을 선정하는 것은 중요하다.
종래에는 생태독성을 저감하기 위하여 양이온, 음이온 이온교환수지나 중금속 킬레이트화 및 수산화물 침전방법 등이 널리 사용되고 있으며, 최근에는 UV/TiO2 등 광촉매반응과 막분리를 이용하는 방법 등이 개발되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 생태독성 저감장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 발생된 폐수는 유량조정조(1), 화학처리조(2), 부상조(3) 및 생물학적 처리시설(4)을 거치면서 통상적인 폐수처리공정에 의하여 처리되어 최종적으로 유량조정조(6)에서 유입펌프(7)를 통하여 생태독성 저감시설로 유입된다.
이때, 상기 생태독성 저감시설(8)은 이온교환방법에 의해 생태독성을 저감시킨다. 구체적으로 살펴보면, 먼저 양이온교환수지탑(9)에 의해서 폐수 중에 있는 양이온성 물질들이 교환되어 제거된다. 다음으로, 음이온교환수지탑(10)을 거치면 서 폐수 중에 함유되어 있는 음이온성 물질들이 교환되어 제거된다.
이어서, 상기 생태독성 저감시설(8)로부터 배출된 폐수는 최종방류조(11)를 통하여 하천으로 배출된다. 이때, 상기 이온교환수지탑(9,10)의 이온교환수지는 이온교환능력이 소진되었을 경우 염산(HCl)이나 가성소다(NaOH) 등으로 재생하여 다시 사용된다.
일반적으로 종래 기술에 따른 생태독성 저감방법은 폐수 중에 양이온성 물질 및 음이온성 물질이 다량 함유되어 상기 양이온성 물질 및 음이온성 물질이 생태독성을 유발시키는 원인물질로 판단되는 경우에 적용된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 종래 기술에 따른 생태독성 저감방법에는 무극성 유기화합물을 분해 또는 제거하는 메카니즘이 포함되어 있지 않아, 폐수 중의 무극성 유기화합물이 생태독성을 유발시키는 주요 영향인자로 평가되는 경우, 생태독성의 저감효율이 낮은 문제점이 있었다.
그리고 종래기술에서는 이온교환수지의 이온교환능력에 한계가 있어 폐수 중에 포함되어 있는 많은 양의 이온성 물질을 교환하기에는 무리가 있으며, 이온교환수지를 지속적으로 재생 또는 교환해야 하는 불편함이 있어 실제 산업폐수 처리에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술에 의한 생태독성 저감방법에 따르면 고가의 양이온 교환수지 및 음이온 교환수지를 사용해야 하므로 처리비용이 상대적으로 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하폐수에 포함되어 있는 양이온성 물질 및 음이온성 물질을 제거하고, 동시에 무극성 유기화합물을 분해하는 방식에 의해 생태독성 유발물질을 처리함으로써 생태독성을 효율적으로 저감시킬 수 있는 생태독성 저감장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 이온교환능력에 한계가 있는 이온교환수지를 이용하지 않음으로써 이온교환수지를 지속적으로 재생 또는 교환해야 하는 불편함을 해소할 수 있는 생태독성 저감장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하폐수에 포함되어 있는 양이온성 물질 및 음이온성 물질을 제거하기 위해 종래에 사용되던 고가의 양이온 교환수지 및 음이온 교환수지를 사용하지 않음으로써 저비용으로 생태독성의 효율적 저감이 가능한 생태독성 저감장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 하폐수의 부하를 조정하고 수질을 균등화하는 유량조정조와, 상기 유량조정조로부터 유입되는 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해하는 전기분해장치와, 하폐수에 포함된 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거하는 화학처리조와, 상기 화학처리조로부터 유입되는 하폐수를 흡착처리하는 흡착반응조, 그 리고 상기 흡착반응조에 의해 흡착처리된 하폐수로부터 유기물질을 제거하기 위해 미생물을 이용하여 처리하는 생물학적 처리시설을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 유량조정조는 특정 생태독성치 이하의 하폐수를 저장하는 제 1 유량조정조와, 상기 특정 생태독성치 이상의 하폐수를 저장하는 제 2 유량조정조를 포함하여 구성되고, 상기 전기분해장치는 상기 제 2 유량조정조로부터 유입되는 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해할 수 있다.
그리고 상기 화학처리조는 상기 제 1 유량조정조 및 전기분해장치로부터 유입되는 하폐수에 포함된 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거할 수 있다.
한편, 본 발명은 하폐수의 부하를 조정하고 수질을 균등화하는 유량조정조와, 상기 유량조정조로부터 유입되는 하폐수로부터 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거하는 화학처리조와, 상기 화학처리조로부터 유입되는 하폐수 및 전기화학적으로 산화된 하폐수를 흡착처리하는 흡착반응조와, 미생물을 이용하여 상기 흡착반응조에 의해 흡착처리된 하폐수로부터 유기물질을 제거하는 생물학적 처리시설, 그리고 상기 생물학적 처리시설에 의해 유기물질이 제거된 하폐수의 생태독성치가 기준값을 초과하는 경우, 상기 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해하는 전기분해장치를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 흡착반응조는 상기 유해화학물질을 30 내지 120분의 체류시간 동안 분말활성탄을 이용하여 흡착처리하고, 자연유하 방식으로 상기 하폐수를 생물학적 처리시설에 유입시킬 수 있다.
그리고 상기 전기분해장치는 상기 유입되는 하폐수의 전해반응을 수행하는 불용성 양극과 음극이 0.5 내지 2.0㎝ 간격으로 설치되는 전해반응기와, 상기 전해반응기에 직류 전류를 5 내지 10A/dm2의 전류밀도 량으로 일정하게 공급하는 전원공급장치를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 전기분해장치는 벌크영역 공간에서 10 내지 120분의 체류시간 동안 상기 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해할 수 있다.
한편, 본 발명은 하폐수의 부하를 조정하고 수질을 균등화하는 단계와, 상기 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해하는 단계와, 상기 하폐수에 포함된 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거하는 화학처리 단계와, 상기 화학처리된 하폐수로부터 유해화학물질을 흡착처리하는 단계, 그리고 상기 흡착처리된 하폐수로부터 유기물질을 제거하기 위해 미생물을 이용하여 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 하폐수의 생태독성 저감방법은 특정 생태독성치 이하의 하폐수를 제 1 유량조정조에 저장하는 단계와, 상기 특정 생태독성치 이상의 하폐수를 제 2 유량조정조에 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 전기화학적 분해단계는 상기 제 2 유량조정조로부터 유입되는 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해함으로써 수행될 수 있다.
그리고 상기 화학처리 단계는 상기 제 1 유량조정조로부터 유입되는 하폐수 및 상기 전기화학적으로 분해된 하폐수로부터 중금속과 부유물질을 제거함으로써 수행될 수 있다.
한편, 본 발명은 하폐수의 부하를 조정하고 수질을 균등화하는 단계와, 상기 하폐수로부터 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거하는 화학처리 단계와, 상기 화학처리된 하폐수 및 전기화학적으로 산화된 하폐수를 흡착처리하는 단계와, 상기 흡착처리된 하폐수로부터 유기물질을 제거하기 위해 미생물을 이용하여 처리하는 단계와, 상기 유기물질이 제거된 하폐수의 생태독성치를 검출하는 단계, 그리고 상기 검출결과 생태독성치가 기준값을 초과하는 경우, 상기 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 흡착처리단계는 상기 유해화학물질을 30 내지 120분의 체류시간 동안 분말활성탄을 이용하여 흡착처리하고, 자연유하 방식으로 상기 하폐수를 생물학적 처리시설에 유입시킴으로써 수행될 수 있다.
그리고 상기 전기화학적 분해단계는 벌크영역 공간에서 10 내지 120분의 체류시간 동안 상기 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해함으로써 수행될 수 있다.
또한, 상기 유기물질 제거단계는 표준활성슬러지 공정 및 A/O 공정, A2/O 공정을 포함하여 수행될 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 하폐수의 생태독성 저감장치 및 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
즉, 유해화학물질이 포함된 하폐수를 별도로 분리, 저장하여 전기분해장치로 1차 분해시키고, 2차적으로 유해화학물질을 흡착처리함으로써 생태독성치를 저감시킴과 동시에 생태독성 유발물질인 포름알데이드를 제거할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명에 의하면, 이온교환능력에 한계가 있는 이온교환수지를 이용하지 않음으로써 이온교환수지를 지속적으로 재생 또는 교환해야 하는 불편함을 해소할 수 있고, 저비용으로 생태독성의 효율적 저감이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 생태독성을 유발하는 유해화학물질을 효율적으로 분해할 수 있고, 배출수 중의 생태독성치를 배출허용기준에 적합하도록 안정적으로 방류할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명에 의하면, 흡착반응조에 분말활성탄을 직접 투입시켜 흡착시키고 자연유하에 의해 생물학적 처리시설로 유입시킴으로써 침전조의 침강성을 좋게하고, 생물학적 처리시설의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 종래의 하폐수 처리시설에 따른 정화공정에 있어서, 최종방류 직전에 검출된 생태독성치에 따라 추가적인 전기분해반응 공정을 거치도록 함으로써 생태독성치를 기준값 미만으로 저감시키기 위한 공정의 추가를 위한 시설비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 하폐수의 생태독성 저감장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 구체적인 실시예를 구성하는 하폐수의 생태독성 저감장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 하폐수의 생태독성 저감장치는 유량조정조(110,120)를 포함하여 구성된다.
상기 유량조정조(110,120)는 유입되는 하폐수를 저장한다. 상기 유량조정조(110,120)는 하폐수의 유입 부하를 조정하고, 하폐수의 수질을 균등화하여 다음에 이어지는 폐수처리시설이 안정적으로 운전되도록 한다.
상기 유량조정조(110,120)는 제 1 유량조정조(110)와 제 2 유량조정조(120)를 포함하여 구성되는데, 상기 제 1 유량조정조(110)는 상대적으로 낮은 생태독성을 유발하는 하폐수를 저장한다. 그리고 상기 제 2 유량조정조(120)는 상대적으로 높은 생태독성을 유발하는 하폐수를 저장한다. 즉, 높은 생태독성을 유발하는 유해화학물질이 포함된 하폐수는 상기 제 2 유량조정조(120)에 별도로 분리되어 저장된다.
상기 제 2 유량조정조(120)의 후단에 설치되는 전기분해장치(130)는 생태독성의 유발물질, 예컨대 유해화학물질이 포함된 하폐수를 분해한다. 상기 전기분해장치(130)는 고농도의 생태독성 유발물질이 포함된 하폐수를 발생원에서 처리하여 폐수처리시스템에 부하를 줄여주고, 안정적인 처리가 가능하도록 한다.
상기 전기분해장치(130)는 하나 이상의 모듈을 포함하여 구성됨으로써 전기분해반응이 일어나도록 한다. 상기 전기분해반응은 직류 전류가 전해반응기(131,132,133)에 공급됨으로써 발생한다. 이때, 상기 직류 전류는 전원공급장치(134)에 의해 공급되며, 상기 전해반응기(131,132,133)에 공급되는 전류의 양은 전류밀도로 5 내지 10A/dm2이다. 상기 전기분해반응은 생태독성에 영향을 미치는 유해화학물질을 포함하는 하폐수에 대해 전해반응을 일으킨다.
상기 전기분해장치(130)는 양극을 불용성 전극으로 하는 전해반응기(131,132,133)에 의해 생태독성을 유발하는 유해화학물질을 포함하는 하폐수가 분해되는 공간을 제공한다. 이때, 상기 전기분해장치(130)에 유입된 유해화학물질을 포함하는 하폐수는 전기화학적 분해가 일어나도록 10 내지 120분 동안 상기 전기분해장치(130)에서 체류한다.
그리고 유입펌프(135)를 통하여 이송된 하폐수가 상향류식 흐름이 되도록 상기 전기분해장치(130)의 하부에는 유입구(136)가 설치되고, 상부에는 유출구(137)가 설치된다.
상기 전기분해장치(130)에서 전해처리가 일어나는 상기 전해반응기(131,132,133)는 봉형의 불용성 양극 전극과 스테인리스 음극 전극으로 구성된다. 이때, 양의 전류는 양극 전극 버스바(138)를 통해 흐르고, 음의 전류는 음극 전극 버스바(139)를 통해 흐른다. 그리고 상기 전해반응기(131,132,133) 내부에 설치되어 있는 양극 전극과 음극 전극은 0.5 내지 2.0cm 간격의 극간을 유지한다.
상기 전기분해장치(130)는 불용성 양극 전극으로 티타늄에 이산화이리듐이 2 내지 3μm 두께로 전착된 Ti/IrO2 전극, 티타늄에 백금이 2 내지 3μm 두께로 전착된 Ti/Pt 전극, 티타늄에 이산화루테늄과 이산화이리듐이 2 내지 3μm 두께로 전착된 Ti/RuO2-IrO2 전극(DSA 전극), 티타늄에 이산화납이 2 내지 3μm 두께로 전착된 Ti/PbO2 전극 등을 사용한다. 그리고 상기 음극 전극의 재질로는 스테인리스 스틸을 사용한다.
본 발명의 구체적인 실시예에서는 전해반응기(131,132,133)의 양극 전극 재질로 불용성 전극인 티타늄에 이산화이리듐이 2μm 두께로 전착된 Ti/IrO2 전극을 사용하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 전해처리에 사용하는 통상적인 불용성 전극을 모두 사용할 수 있다.
그리고 본 발명의 구체적인 실시예에서는 전기분해장치(130)가 3단의 전해반응기(131,132,133), 즉 제 1 전해반응기(131)와 제 2 전해반응기(132), 그리고 제 3 전해반응기(133)에 의해 구성되는 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 설계조건에 따라서 4단 이상으로 구성될 수 있으며, 1단만으로 구성될 수도 있다. 여기서, 상기 제 1 전해반응기(131), 제 2 전해반응기(132), 그리고 제 3 전해반응기(133)는 동일한 기능을 수행한다.
상기 제 1 유량조정조(110)와 전기분해장치(130)로부터 이송되어 온 하폐수는 화학처리조(140)에서 가성소다, 황산알루미늄, 고분자 응집제 등의 화학약품으로 처리된다. 상기 화학처리조(140)는 통상적으로 중금속과 부유물질 등을 수산화물로 응집시켜서 제거하는 장치이다.
상기 화학처리조(140)에서 처리된 하폐수는 부상조(141)에 유입된다. 상기 부상조(141)에서는 하폐수의 부유 입자를 가압부상시켜 중금속과 부유물질을 제거하는 공정이 수행된다.
상기 부상조(141)에서 중금속 및 부유물질이 제거된 하폐수는 흡착반응조(150)에서 유해화학물질이 흡착된다. 상기 흡착반응조(150)에는 분말활성탄이 직접 투입되어 교반됨으로써 생태독성에 영향을 미치는 유해화학물질이 흡착된다. 상기 흡착반응조(150)는 생물학적 처리시설(160)의 전단에 반응조의 형태로 설치된다. 상기 흡착반응조(150)에서 흡착이 완료된 하폐수는 자연유하로 상기 생물학적 처리시설(160)에 유입된다.
상기 흡착반응조(150)는 상기 생물학적 처리시설(160)의 전단에 설치됨으로써 상기 생물학적 처리시설(160)의 유입부하를 줄여 주어서 미생물 처리효과를 상승시키며, 생물학적 처리시설(160) 후단에 설치되어 있는 침전조(161)에서의 침전효율을 상승시킨다.
상기 흡착반응조(150)에 투입되는 분말활성탄은 pH가 6.5, 건조감량이 28.5%, 메틸렌블루(M.B) 탈색력이 240mg/L, 그리고 요오드(I) 흡착력이 1,035mg/L이다. 또한, 상기 흡착반응조(150)에서의 체류시간은 30 내지 120분이다.
상기 생물학적 처리시설(160)은 무산소조, 호기조, 무산소조, 호기조의 형태로 구성된다. 상기 생물학적 처리시설(160)에서는 상기 흡착반응조(150)에서 흡착된 하폐수가 미생물에 의해 처리된다. 즉, 상기 생물학적 처리시설(160)에서는 유기물질과 질소화합물 등이 주로 산화되어 제거되며, 상기 생물학적 처리시설(160)에서의 공정은 일반적인 생물학적 처리공정인 표준활성슬러지 공정, A/O 공정, A2/O 공정 등을 모두 포함한다.
여기서, 상기 표준활성슬러지 공정은 1차 침전지, 호기조 및 2차 침전지로 구성된 시스템에서 미생물의 호흡과 성장을 통해 오염물질을 제거하는 처리공법이다. 그리고 상기 A/O 공정은 혐기성과 호기성 반응조로 조합된 단일슬러지 부유성장 처리공법이고, 상기 A2/O 공정은 상기 A/O 공정에 대하여 탈질을 위한 무산소조를 추가한 처리공법이다.
그리고 상기 생물학적 처리시설(160)의 후단에는 침전조(161)가 설치된다. 생물학적 처리를 한 하폐수가 상기 침전조(161)에 투입되면, 상기 침전조(161)에서는 미생물의 고액분리가 이루어져 정화된 상등수는 최종방류조(170)를 통해 배출되고, 침전된 슬러지는 다시 생물학적 처리시설(160)로 반송된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 하폐수의 생태독성 저감장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 하폐수의 생태독성 저감장치는 유량조정조(210)를 포함하여 구성된다. 상기 유량조정조(210)는 유입되는 하폐수를 저장하고, 유입 부하를 조정하며, 하폐수의 수질을 균일하게 한다.
상기 유량조정조(210)는 화학처리조(240)와 연결된다. 상기 화학처리조(240)는 중금속과 부유물질 등을 수산화물로 응집시켜 제거한다. 상기 화학처리조(240)에서는 가성소다, 황산알루미늄, 고분자 응집제 등의 화학약품에 의한 화학처리를 실시한다.
상기 화학처리조(240)에서 처리된 하폐수는 부상조(241)에 유입된다. 그리고 상기 부상조(241)에서는 하폐수의 부유 입자에 대하여 가압부상을 시킴으로써 중금속과 부유물질을 제거한다.
상기 부상조(241)에서 부유 입자 및 중금속이 제거된 하폐수는 흡착반응조(250)에서 유해화학물질이 흡착된다. 상기 흡착반응조(250)에는 분말활성탄이 직접 투입되어 교반됨으로써 생태독성에 영향을 미치는 유해화학물질이 흡착된다. 상기 흡착반응조(250)는 생물학적 처리시설(260)의 전단에 반응조의 형태로 설치된다. 상기 흡착반응조(250)에서 흡착이 완료된 하폐수는 자연유하로 상기 생물학적 처리시설(260)에 유입된다.
상기 흡착반응조(250)는 상기 생물학적 처리시설(260)의 전단에 설치됨으로써 상기 생물학적 처리시설(260)의 유입부하를 줄여 주어서 미생물 처리효과를 상승시키며, 생물학적 처리시설(260) 후단에 설치되어 있는 침전조(261)에서의 침전효율을 상승시킨다.
상기 흡착반응조(250)에 투입되는 분말활성탄은 pH가 6.5, 건조감량이 28.5%, 메틸렌블루(M.B) 탈색력이 240mg/L, 그리고 요오드(I) 흡착력이 1,035mg/L이다. 또한, 상기 흡착반응조(250)에서의 체류시간은 30 내지 120분이다.
상기 생물학적 처리시설(260)은 상기 흡착반응조(250)에서 흡착된 하폐수를 미생물을 이용하여 처리한다. 상기 생물학적 처리시설(260)에서는 유기물질과 질소화합물 등이 주로 산화되어 제거된다. 상기 생물학적 처리시설(260)에서의 공정은 일반적인 생물학적 처리공정인 표준활성슬러지 공정, A/O 공정, A2/O 공정 등을 모두 포함한다.
그리고 상기 생물학적 처리시설(260)의 후단에는 침전조(261)가 설치된다. 생물학적 처리를 한 하폐수가 상기 침전조(261)에 투입되면 미생물의 고액분리를 실시하고, 이때 침전된 슬러지는 다시 생물학적 처리시설(260)로 반송된다.
상기 생물학적 처리를 한 하폐수에 대해 상기 침전조(261)에서 생태독성치를 검출하고, 이때 검출된 생태독성치가 기준값을 초과하는 경우 상기 하폐수를 최종 방류하지 않고 전기분해장치(230)에 이송한다.
즉, 상기 침전조(261)에서 생태독성치를 검출한 결과, 폐수배출시설에 대한 생태독성 배출허용기준을 초과하는 경우, 예컨대 상기 폐수배출시설에 대한 생태독성 배출허용기준이 2TU인데 상기 침전조(261)에서의 검출 결과가 2TU를 초과하면 상기 하폐수를 최종방류조(270)에 이송하지 않고, 상기 전기분해장치(230)로 이송한다.
상기 전기분해장치(230)는 생태독성의 유발물질, 예컨대 유해화학물질이 포함된 하폐수를 분해한다. 즉, 상기 전기분해장치(230)는 분말활성탄에 의한 흡착반응공정과 생물학적 처리공정을 거친 하폐수의 생태독성치가 기준값 이상인 경우, 상기 생태독성 유발물질을 분해한다.
그리고 상기 전기분해장치(230)는 하나 이상의 모듈을 포함하여 구성됨으로써 전기분해반응이 일어나도록 한다. 상기 전기분해반응은 직류 전류가 전해반응기(231,232,233)에 공급됨으로써 발생한다. 이때, 상기 직류 전류는 전원공급장치(234)에 의해 공급되며, 상기 전해반응기(231,232,233)에 공급되는 전류의 양은 전류밀도로 5 내지 10A/dm2이다. 상기 전기분해반응은 생태독성에 영향을 미치는 유해화학물질을 포함하는 하폐수에 대해 전해반응을 일으킨다.
상기 전기분해장치(230)는 양극을 불용성 전극으로 하는 전해반응기(231,232,233)에 의해 생태독성을 유발하는 유해화학물질을 포함하는 하폐수가 분해되는 공간을 제공한다. 이때, 상기 전기분해장치(230)에 유입된 유해화학물질을 포함하는 하폐수는 전기화학적 분해가 일어나도록 10 내지 120분 동안 상기 전기분해장치(230)에서 체류한다.
그리고 유입펌프(235)를 통하여 이송된 하폐수가 상향류식 흐름이 되도록 상기 전기분해장치(230)의 하부에는 유입구(236)가 설치되고, 상부에는 유출구(237)가 설치된다.
상기 전기분해장치(230)에서 전해처리가 일어나는 상기 전해반응기(231,232,233)는 봉형의 불용성 양극 전극과 스테인리스 음극 전극으로 구성된다. 이때, 양의 전류는 양극 전극 버스바(238)를 통해 흐르고, 음의 전류는 음극 전극 버스바(239)를 통해 흐른다. 그리고 상기 전해반응기(231,232,233) 내부에 설치되어 있는 양극 전극과 음극 전극은 0.5 내지 2.0cm 간격의 극간을 유지한다.
또한, 상기 전기분해장치(230)는 불용성 양극 전극으로 티타늄에 이산화이리듐이 2 내지 3μm 두께로 전착된 Ti/IrO2 전극, 티타늄에 백금이 2 내지 3μm 두께로 전착된 Ti/Pt 전극, 티타늄에 이산화루테늄과 이산화이리듐이 2 내지 3μm 두께로 전착된 Ti/RuO2-IrO2 전극(DSA 전극), 티타늄에 이산화납이 2 내지 3μm 두께로 전착된 Ti/PbO2 전극 등을 사용한다. 그리고 상기 음극 전극의 재질로는 스테인리스 스틸을 사용한다.
상기 전해반응기(231,232,233)의 양극 전극 재질은 불용성 전극인 티타늄에 이산화이리듐이 2μm 두께로 전착된 Ti/IrO2 전극만으로 한정되는 것은 아니고, 전해처리에 사용하는 통상적인 불용성 전극을 모두 사용할 수 있음은 전술한 바와 같다.
그리고 상기 전기분해장치(230)는 반드시 3단의 전해반응기(231,232,233)에 의해 구성되는 것으로 한정되지 아니하며, 설계조건에 따라서 4단 이상 또는 1단만으로 구성될 수 있음은 전술한 바와 같다. 또한, 상기 제 1 전해반응기(231), 제 2 전해반응기(232), 그리고 제 3 전해반응기(233)는 동일한 기능을 수행한다.
상기 전기분해장치(230)의 유출구(237)를 통해 배출되는 하폐수는 흡착반응조(250)로 이송된다. 그리고 상기 흡착반응조(250)에서 흡착이 완료된 하폐수는 다시 자연유하로 상기 생물학적 처리시설(260)에 유입되며, 상기 생물학적 처리시설(260)에서는 유기물질과 질소화합물 등이 산화되어 제거된다.
따라서 본 발명의 다른 실시예에 의한 하폐수의 생태독성 저감장치에 따르면, 상기 침전조(261)에서 생태독성치가 배출허용기준을 초과하는 것으로 검출된 하폐수를 상기 전기분해장치(230)로 이송함으로써 유해화학물질을 분해하여 생태독성치를 저감시킬 수 있다.
상기 침전조(261)에서 생태독성치를 검출한 결과 배출허용기준 미만인 것으로 나타나면, 생태독성이 저감된 하폐수는 최종방류조(270)를 통해 배출된다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명 실시예의 작용을 상세 하게 설명한다.
먼저, 도 2를 참고하여, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 하폐수의 생태독성 저감장치에서 발생원으로부터 유입되는 하폐수의 생태독성 저감과정을 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 발생원으로부터 유입되는 하폐수는 유량조정조(110,120)에 저장된다. 상기 유입된 하폐수는 상기 유량조정조(110,120)에서 유입 부하가 조정되고, 수질이 균일하게 된다.
상기 유량조정조(110,120)는 제 1 유량조정조(110) 및 제 2 유량조정조(120)로 구성되며, 상기 제 1 유량조정조(110)에 저장된 하폐수는 이송펌프를 통하여 화학처리조(140)에 이송된다. 그리고 상기 제 2 유량조정조(120)에 저장된 하폐수는 유입펌프(135)를 통하여 전기분해장치(130)로 이송된다.
상기 전기분해장치(130)는 생태독성에 영향을 미치는 유해화학물질을 분해한다. 이때, 상기 전기분해장치(130)의 내부에서 하폐수가 머무르는 시간은 120분이다. 그리고 상기 전기분해장치(130)의 전해반응기(131,132,133) 내부에 있는 전극은 티타늄에 이산화이리듐이 2μm 두께로 전착된 Ti/IrO2 양극 전극과 스테인리스 스틸 음극 전극이 1cm 간격으로 설치되고, 전원공급장치(134)로부터 전류밀도 5A/dm2의 량으로 일정한 직류 전류가 공급됨으로써 생태독성에 영향을 미치는 유해화학물질의 전기화학적 분해가 일어난다.
상기 전기분해장치(130)에서 전기분해된 하폐수는 상기 화학처리조(140)로 이송되어 상기 제 1 유량조정조(110)에서 이송된 폐수와 혼합된다. 상기 화학처리조(140)에는 무기응집제인 가성소다를 주입하여 pH를 9.0으로 조정하고 황산알루미늄을 주입하여 pH를 7.0으로 조정하여 수산화물로 만들며, 이후 다시 고분자응집제를 2,000mg/L 주입하여 응결시켜서 부상조(141)에서 가압부상을 시킴으로써 중금속과 부유물질을 제거한다.
상기 화학처리조(140)에서 화학처리를 마친 하폐수는 이송펌프를 통해 흡착반응조(150)로 이송된다. 상기 흡착반응조(150)에는 pH가 6.5, 건조감량이 28.5%, 메틸렌블루(M.B) 탈색력이 240mg/L, 그리고 요오드(I) 흡착력이 1,035mg/L 인 분말활성탄 500mg/L가 직접 투입된다. 상기 투입된 분말활성탄은 30RPM의 교반기를 이용하여 반응조 상에서 60분간 흡착반응이 일어난다. 이때, 상기 흡착반응은 생태독성에 영향을 미치는 유해화학물질 및 전해처리 과정에서 발생한 전기분해 부산물을 흡착시켜 제거하는 역할을 수행한다.
상기 흡착반응조(150)에서 흡착된 하폐수는 자연유하 형태로 생물학적 처리시설(160)로 이송된다. 상기 생물학적 처리시설(160)은 무산소조, 호기조, 무산소조, 호기조의 형태로 구성되어 있고 상기 생물학적 처리시설(160)로 유입된 분말활성탄은 미생물의 메디아 역할을 함으로서 생물학적 처리시설의 효율을 상승시킨다. 상기 생물학적 처리시설(160)을 거친 폐수는 침전조(161)를 거치면서 고액분리가 이루어지며 최종방류조(170)를 거치면서 배출된다.
이하에서는 도 3을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 하폐수의 생태독성 저감장치에서 발생원으로부터 유입되는 하폐수의 생태독성 저감과정을 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 발생원으로부터 유입되는 하폐수가 유량조정조(210)에 저장된다. 상기 유량조정조(210)에서 상기 하폐수의 유입 부하가 조정되고, 수질이 균일화되다.
상기 하폐수는 상기 유량조정조(210)로부터 화학처리조(240)로 이송된다. 상기 화학처리조(240)에서는 상기 하폐수에 무기응집제인 가성소다를 주입함으로써 pH가 9.0으로 조정된다. 그리고 황산알루미늄을 주입하여 pH를 7.0으로 조정함으로써 수산화물로 만든다. 이후, 고분자응집제를 2,000mg/L 주입하고 응결시키고, 부상조(241)에서 가압부상을 시킴으로써 중금속과 부유물질을 제거한다.
다음으로, 상기 화학처리조(240)에서 화학처리를 마친 하폐수는 이송펌프를 통해 흡착반응조(250)로 이송된다. 상기 흡착반응조(250)에는 pH가 6.5, 건조감량이 28.5%, 메틸렌블루(M.B) 탈색력이 240mg/L, 그리고 요오드(I) 흡착력이 1,035mg/L 인 분말활성탄 500mg/L가 직접 투입된다. 상기 투입된 분말활성탄은 30RPM의 교반기를 이용하여 반응조 상에서 60분간 흡착반응이 일어난다. 이때, 상기 흡착반응은 생태독성에 영향을 미치는 유해화학물질 및 전해처리 과정에서 발생한 전기분해 부산물을 흡착시켜 제거하는 역할을 수행한다.
상기 흡착반응조(250)에서 흡착된 하폐수는 자연유하 형태로 생물학적 처리시설(260)로 이송된다. 상기 생물학적 처리시설(260)은 무산소조, 호기조, 무산소조, 호기조의 형태로 구성되어 있고 상기 생물학적 처리시설(260)로 유입된 분말활성탄은 미생물의 메디아 역할을 함으로서 생물학적 처리시설의 효율을 상승시킨다. 상기 생물학적 처리시설(160)을 거친 폐수는 침전조(161)를 거치면서 고액분리가 이루어진다.
이어서, 미생물이 제거된 하폐수에 대해 생태독성치를 검출하여 상기 검출된 생태독성치가 기준값을 초과하는 경우, 상기 하폐수를 최종 방류하지 않고 전기분해장치(230)에 이송한다.
즉, 상기 침전조(261)에서 생태독성치를 검출한 결과, 폐수배출시설에 대한 생태독성 배출허용기준을 초과하는 경우, 예컨대 상기 폐수배출시설에 대한 생태독성 배출허용기준이 2TU인데 상기 침전조(261)에서의 검출 결과가 2TU를 초과하면 상기 하폐수를 최종방류조(270)에 이송하지 않고, 상기 전기분해장치(230)로 이송한다.
상기 전기분해장치(230)에서는 하폐수 중에 포함되어 있는 유해화학물질을 분해한다. 이때, 상기 전기분해장치(230)의 내부에서 하폐수가 머무르는 시간은 120분이다.
그리고 상기 전기분해장치(230)에서 전기분해된 하폐수는 상기 흡착반응조(250)로 이송된다. 상기 흡착반응조(250)에서는 유해화학물질 및 전기분해 부산물이 흡착되어 제거된다.
상기 흡착반응조(250)에서 흡착된 하폐수는 자연유하 형태로 생물학적 처리시설(260)로 이송된다. 이때, 상기 생물학적 처리시설(260)에서는 유기물질과 질소화합물 등이 산화되어 제거된다.
따라서 본 발명의 다른 실시예에 의한 하폐수의 생태독성 저감장치에 따르면, 생태독성치가 배출허용기준을 초과하는 것으로 검출된 하폐수를 상기 전기분해장치(230)로 이송함으로써 생태독성치를 저감시킬 수 있다.
상기 침전조(261)에서 생태독성치를 검출한 결과 배출허용기준 미만인 것으로 나타나면, 생태독성이 저감된 하폐수는 최종방류조(270)를 통해 배출된다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 하폐수의 생태독성 저감장치 및 방법을 이용하여 생태독성 저감효과를 평가하는 실험 예를 표 1을 참고로 하여 설명한다.
실험대상 시료는 착색제 제조시설로부터 발생하는 산업폐수이다. 상기 산업폐수의 발생원은 유기폐수, 무기폐수, 유해화학물질 폐수로 구분되며, 각각의 배출 비율은 40 : 20 : 1이다. 상기 비율에 의한 산업폐수의 발생원 중 가장 높은 생태독성을 유발하는 폐수는 유해화학물질 폐수이다. 따라서 상기 유해화학물질 폐수를 별도로 분리하여 저장하고, 전기분해장치에 의하여 처리한 후, 화학처리조(140,150)로 이송하였으며, 이때 무기폐수 및 유기폐수와 함께 혼합하고 화학약품을 이용하여 중화응집 처리하였다.
본 실험에서 사용한 전기분해장치(130,230)의 양극 재질은 불용성 전극으로 티타늄에 이산화이리듐이 2μm의 두께로 전착된 Ti/IrO2, 음극의 재질은 스테인리스 스틸이다. 이때 전원공급장치부(134,234)로부터 전해반응기(131.132.133.231.232.233)에 공급하는 전류밀도는 5A/dm2이고, 체류시간은 120분 이다. 또한, 화학약품을 이용한 중화응집 처리에서는 무기응집제인 가성소다를 주 입하여 pH를 9.0으로 조정하고, 황산알루미늄을 주입하여 pH를 7.0으로 조정하여 수산화물로 만든 다음, 고분자응집제를 2,000mg/L의 량으로 주입하여 침전시키는 방법으로 처리하였다.
한편, 착색제 제조시설로부터 발생한 산업폐수를 대상으로 종래 기술에 따른 화학약품을 이용한 중화응집 처리방법에 의한 비교 예를 제시하였다. 상기 산업폐수의 발생원인 유기폐수, 무기폐수, 유해화학물질 폐수를 구분하지 아니하고 혼합하여 본 발명의 실시예에서와 동일한 화학약품을 이용하여 종래 기술에 의한 화학약품 처리를 실시하였다.
구분 본 발명의 방법에 의한 처리 종래 기술의 방법에 의한 처리
48hr-LC5 24.7 % 2.0 %
생태독성(48hr) 4.0 TU 50.0 TU
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하폐수의 생태독성 저감방법으로 처리한 착색제 제조시설의 처리수는 48hr-LC50가 24.7%로 측정된 반면, 종래 기술의 방법에 의한 처리수는 2.0%로 측정되었다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 하폐수의 생태독성 저감방법으로 처리한 착색제 제조시설의 처리수는 생태독성치 TU 값이 4.0 TU으로 검출된 반면, 종래 기술의 방법으로 처리한 착색제 제조시설의 처리수는 생태독성치 TU 값이 50.0 TU으로 검출되었다.
결론적으로, 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하폐수의 생태독성 저감방법에 의하면, 종래 기술에 의한 화학약품 처리방법보다 생태독성 저감효과가 우수한 것으로 분석되었다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 하폐수의 생태독성 저감장치 및 방법을 이용하여 생태독성 저감효과를 평가하는 다른 실험 예를 표 2를 참고로 하여 설명한다.
표 2의 다른 실험 예는 분말활성탄을 투입한 생물학적 처리방법과 분말활성탄을 투입하지 않은 생물학적 처리방법에서의 생태독성 저감효과를 비교하기 위한 것이다.
실험대상 시료는 동일하게 착색제 제조시설에서 발생하는 산업폐수이다. 상기 산업폐수로부터 고농도의 생태독성 유발 원인물질을 분리하여 전기분해장치로 전처리하고, 화학약품을 이용하여 중화응집 처리를 수행한 전해전처리 화학처리수와 상기 생태독성 유발 원인물질을 분리하지 않고, 화학약품을 이용하여 중화응집 처리를 실시한 일반 화학처리수로 구분하였다. 여기에서, 상기 고농도 생태독성 유발 원인물질은 예컨대 포름알데히드이다. 상술한 방법으로 처리된 각각의 전해전처리 화학처리수와 일반 화학처리수를 생물학적 처리시설(160,260)에서 분말활성탄을 투입하여 미생물에 의해 처리하였다.
흡착반응조(150,250)는 반응조의 형태를 사용하였고, 분말활성탄 500mg/L을 직접 투입하여 60분 동안 흡착반응이 일어나도록 하였다. 이어서, 흡착 반응된 폐수는 자연유하의 방식으로 생물학적 처리시설(160,260)로 이송되어 미생물에 의한 처리를 하였다.
상기 생물학적 처리시설(160,260)은 호기조와 침전조로 구성되며, 호기조의 수리학적 체류시간은 24시간으로 하고 호기조 내의 미생물인 MLVSS가 3,000 내지 4,000mg/L 정도로 일정하게 유지되도록 침전조에서 호기조로 슬러지 반송을 시키면서 생물학적 처리를 수행하였다.
한편, 착색제 제조시설로부터 발생한 산업폐수를 대상으로 종래 기술에 따른 생물학적 처리방법에 의한 비교 예를 제시하였다. 상기 산업폐수의 발생원인 무기폐수, 유기폐수, 유해화학물질 폐수를 구분하지 아니하고 혼합하여 본 발명의 실시예에서와 동일한 화학약품을 이용하여 종래 기술에 의한 화학약품 처리를 수행하였다. 그리고 분말활성탄을 투입하지 않은 일반적인 미생물 처리방법인 표준활성슬러지 공법에 의하여 처리하였다. 이때, 상기 표준활성슬러지 공법에서도 호기조와 침전조를 이용하여 처리하였다.
구분 착색제 제조시설 원폐수 본 발명의 방법에 의한 처리
(일반 화학처리수 ＋
분말활성탄 생물학적 처리		 본 발명의 방법에 의한 처리
(전해전처리 화학처리수 ＋
분말활성탄 생물학적 처리		 종래 기술의 방법에 의한 처리
(일반 화학처리수 ＋
생물학적 처리)
48hr-LC50 2.3 % 13.2 % 12.1 % 3.7 %
생태독성(48hr) 43.5 TU 7.6 TU 8.3 TU 27.0 TU
포름알데히드 158 mg/L 17.0 mg/L 9.0 mg/L 29.0 mg/L
표 2에 나타난 바와 같이, 착색제 제조시설의 원폐수는 생태독성치 TU값이 43.5TU, 포름알데히드는 158 mg/L로 측정되었다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 하폐수의 생태독성 저감방법으로 처리한 착색제 제조시설의 처리수는 생태독성치 TU 값이 7.6 내지 8.3TU, 포름알데히드는 9.0 내지 17.0 mg/L로 측정되었다. 또한, 종래 기술의 방법으로 처리한 착색제 제조시설의 처리수는 생태독성치 TU값이 27.0TU, 포름알데히드가 29.0 mg/L로 측정되었다.
결론적으로, 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하폐수의 생태독성 저감방법에 의하면, 종래 기술에 의한 생물학적 처리방법보다 생태독성 저감효과가 우수한 것으로 분석되었다.
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.
도 1은 종래 기술에 따른 생태독성 저감장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 구체적인 실시예를 구성하는 하폐수의 생태독성 저감장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 하폐수의 생태독성 저감장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110: 제 1 유량조정조 120: 제 2 유량조정조
130,230: 전기분해장치 131,231: 제 1 전해반응기
132,232: 제 2 전해반응기 133,233: 제 3 전해반응기
134,234: 전원공급장치 135,235: 유입펌프
136,236: 유입구 137,237: 유출구
138,238: 양극 전극 버스바 139,239: 음극 전극 버스바
140,240: 화학처리조 141,241: 부상조
150,250: 흡착반응조 160,260: 생물학적 처리시설
161,261: 침전조 170,270: 최종방류조
210: 유량조정조

Claims (14)

  1. 하폐수의 부하를 조정하고 수질을 균등화하는 유량조정조;
    상기 유량조정조로부터 유입되는 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해하는 전기분해장치;
    상기 하폐수에 포함된 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거하는 화학처리조;
    상기 화학처리조로부터 유입되는 하폐수를 흡착처리하는 흡착반응조; 그리고
    상기 흡착반응조에 의해 흡착처리된 하폐수로부터 유기물질을 제거하기 위해 미생물을 이용하여 처리하는 생물학적 처리시설; 을 포함하여 구성되며,
    상기 유량조정조는,
    특정 생태독성치 이하의 하폐수를 저장하는 제 1 유량조정조와;
    상기 특정 생태독성치 이상의 하폐수를 저장하는 제 2 유량조정조를 포함하여 구성되고:
    상기 전기분해장치는,
    상기 제 2 유량조정조로부터 유입되는 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해함을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학처리조는,
    상기 제 1 유량조정조 및 전기분해장치로부터 유입되는 하폐수에 포함된 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거함을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감장치.
  4. 하폐수의 부하를 조정하고 수질을 균등화하는 유량조정조;
    상기 유량조정조로부터 유입되는 하폐수로부터 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거하는 화학처리조;
    상기 화학처리조로부터 유입되는 하폐수를 흡착처리하는 흡착반응조;
    미생물을 이용하여 상기 흡착반응조에 의해 흡착처리된 하폐수로부터 유기물질을 제거하는 생물학적 처리시설; 그리고
    상기 생물학적 처리시설에 의해 유기물질이 제거된 하폐수의 생태독성치가 기준값을 초과하는 경우, 상기 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해하는 전기분해장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감장치.
  5. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착반응조는,
    상기 유해화학물질을 30 내지 120분의 체류시간 동안 분말활성탄을 이용하여 흡착처리하고, 자연유하 방식으로 상기 하폐수를 생물학적 처리시설에 유입시킴을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감장치.
  6. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기분해장치는,
    상기 유입되는 하폐수의 전해반응을 수행하는 불용성 양극과 음극이 0.5 내지 2.0㎝ 간격으로 설치되는 전해반응기와;
    상기 전해반응기에 직류 전류를 5 내지 10A/dm2의 전류밀도 량으로 일정하게 공급하는 전원공급장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감장치.
  7. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기분해장치는,
    벌크영역 공간에서 10 내지 120분의 체류시간 동안 상기 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해함을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감장치.
  8. 특정 생태독성치 이하의 하폐수를 제 1 유량조정조에 저장하는 단계;
    상기 특정 생태독성치 이상의 하폐수를 제 2 유량조정조에 저장하는 단계;
    상기 각 유량저장조에 저장된 하폐수의 부하를 조정하고 수질을 균등화하는 단계와;
    상기 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해하는 단계;
    상기 하폐수에 포함된 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거하는 화학처리 단계;
    상기 화학처리된 하폐수로부터 유해화학물질을 흡착처리하는 단계; 그리고
    상기 흡착처리된 하폐수로부터 유기물질을 제거하기 위해 미생물을 이용하여 처리하는 단계; 를 포함하며,
    상기 전기화학적 분해단계는,
    상기 제 2 유량조정조로부터 유입되는 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해함으로써 수행됨을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 화학처리 단계는,
    상기 제 1 유량조정조로부터 유입되는 하폐수 및 상기 전기화학적으로 분해된 하폐수로부터 중금속과 부유물질을 제거함으로써 수행됨을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감방법.
  11. 하폐수의 부하를 조정하고 수질을 균등화하는 단계;
    상기 하폐수로부터 중금속과 부유물질을 수산화물로 응집시켜 제거하는 화학처리 단계;
    상기 화학처리된 하폐수로부터 유해화학물질을 흡착처리하는 단계;
    상기 흡착처리된 하폐수로부터 유기물질을 제거하기 위해 미생물을 이용하여 처리하는 단계;
    상기 유기물질이 제거된 하폐수의 생태독성치를 검출하는 단계; 그리고
    상기 검출결과 생태독성치가 기준값을 초과하는 경우, 상기 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감방법.
  12. 제 8 항, 제 10 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착처리단계는,
    상기 유해화학물질을 30 내지 120분의 체류시간 동안 분말활성탄을 이용하여 흡착처리하고, 자연유하 방식으로 상기 하폐수를 생물학적 처리시설에 유입시킴으로써 수행됨을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감방법.
  13. 제 8 항, 제 10 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기화학적 분해단계는,
    벌크영역 공간에서 10 내지 120분의 체류시간 동안 상기 하폐수에 포함된 유해화학물질을 전기화학적으로 분해함으로써 수행됨을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감방법.
  14. 제 8 항, 제 10 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기물질 제거단계는,
    표준활성슬러지 공정 및 A/O 공정, A2/O 공정을 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 하폐수의 생태독성 저감방법.
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