KR101129292B1

KR101129292B1 - 하폐수 처리수 재이용 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101129292B1
Application number: KR20110051533A
Authority: KR
Inventors: 이경호
Original assignee: (주) 에덴
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2012-03-27

Abstract

본 발명은 하폐수 처리수 재이용 장치 및 방법을 개시하고 있다. 이는 외부로부터 유입되는 오폐수 유입원수에 포함된 조대 협잡물 및 유분을 분리하고 호기성 교반을 한 오폐수 유입원수에 대해, 생물학적 반응을 이용하여 탈인 및 탈질 과정을 수행하는 반응조를 포함하고, 반응조는: 오폐수가 항상 일정량 공급되어 수중믹서에 의해 교반되면서 혐기 및 무산소 환경하에서 탈인 및 탈질 반응이 일어나도록 하는 혐기무산소조와; 상기 혐기무산소조로부터의 공급되는 오폐수에 대해, 기포 제공에 의한 산화반응 및 미생물 활성에 의한 유기물 분해 작용을 가하며 유기 탄소를 공급하기 위한 미생물재를 구비하고, 이 미생물재를 직접 통과한 근처 오폐수를 강제로 상기 혐기무산소조로 반송하며, 산화반응 및 미생물 활성 작용 후 얻은 처리수(상등액)를 외부로 강제 배출함으로서 상기 미생물재를 외기에 노출시키는 과정을 반복 수행하는 생물반응조; 상기 생물반응조로부터의 처리수에 대해 황혼합 생물여재를 통과시켜 후속 적으로 탈질 작용을 가하는 후탈질조를 포함하고, 상기 후탈질조를 통과한 처리수는 소정 거리를두고 배치한 인 제거장치로 배출되어 인(燐)제거 공정을 경유후 배출되게 한 것을 한다. 이에 따라 탈질 반응에 필요한 유기 탄소원이 별다른 교환없이 지속적으로 만들어져 제공될 수 있도록 하여, 경제적으로 효율적인 탈질 처리와 아울러 인 제거가 가능한 효과를 제공한다.

Description

하폐수 처리수 재이용 장치 및 방법{Apparatus and Method for Recycling of Processed Waste Water}

본 발명은 하수 또는 폐수 내의 오염물 제거, 특히 질소를 제거하는 탈질처리 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 혐기 및 무산소 환경의 반응조와 유기 탄소원을 만들어 공급할 수 있는 생물 반응조를 분리하여 재순환시킴으로써, 탈질 반응에 필요한 유기 탄소원이 반응조 내에 존재하는 미생물재에 의하여 만들어지고 유도되어 외부에서의 공급 없이 지속적으로 제공될 수 있도록 하여, 경제적으로 효율적인 탈질 처리가 가능한 새로운 하폐수 처리수 재이용 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하,폐수를 처리하여 처리수를 재이용하기 위해서는 처리수 내에 존재하는 미량의 오염물질(BOD, COD, SS, TN, TP, 대장균, 색도 등)을 제거하여 재이용수(하천수, 중수, 농업용수, 조경수 등) 기준에 적합하도록 처리하여야 한다. 이 처리과정에서, 하폐수에 잔류하는 오염물질은 대부분 생물학적 또는 물리, 화학적 처리로 제거가 되지만, 총 질소는 점점 엄격해지는 기준에 적합하게 처리하기 위해서는 아직 그 최적의 방법이 개발되어 있지 않은 상태이다. 현재의 질소 제거 방법은 호기성 상태에서 질산화된 질산성 질소를 혐기, 무산소조로 반송시켜 외부 탄소원을 공급하여 혐기성 상태에서 질소를 제거 하는 것이 일반적인 방법이다.

이렇게 처리한 질소는 재이용수(10ppm 이하)로 처리하기에는 적합하지 않은 상태로 처리되기(약14~16ppm) 때문에 재이용수로 바로 사용하려면 후단에 추가적인 설비를 부착하는 것이 일반적인 처리 방법이다. 후단에 설치하는 질소 처리 방법으론 황담체를 쓰거나 아니면 생물여재, 또는 전기분해, R.O 등의 방법들 이 사용되고 있다. 이 방법들은 악취를 유발하거나 2차오염물질이 발생하며 여재를 교체하여야 하는 등 단점이 있다.

그러므로 도시하수 또는 일차 폐수 처리 시설에서 처리된 이후의 처리수 등과 같이 저농도의 질소 성분을 함유하는 폐수의 탈질 처리에 있어서, 호기성 상태에서 질산화하고 혐기성 상태에서 유기 탄소원을 공급하여 질소를 제거하는 과정이 별다른 재료의 교환없이 지속적으로 진행될 수 있게 함으로써, 경제적 및 효율적으로 탈질되도록 하는 기술에 대한 요구는 여전히 존재한다.

본 발명은 상술한 종래의 폐수 탈질 기술을 개선 및 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 발명된 것이다. 본 발명은 혐기 및 무산소 환경의 반응조와 유기 탄소원을 만들어 공급할 수 있는 생물 반응조를 분리하여 재순환시킴으로써, 탈질 반응에 필요한 유기 탄소원이 반응조 내에 존재하는 미생물재에 의해 별다른 교환 없이 지속적으로 만들어지 질 수 있는 환경을 조성하여, 경제적으로 효율적인 탈질 처리가 가능한 새로운 하폐수 처리수 재이용 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 하폐수 처리수 재이용 장치 및 방법에 의하여 달성된다.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 하폐수 처리수 재이용 장치는, 하수 또는 폐수 내의 오염물을 제거하고 재이용하기 위한 하폐수 처리수 재이용 장치로서, 외부로부터 유입되는 오폐수 유입원수에 포함된 조대 협잡물을 물리적으로 제거하고 유분을 분리하며 호기성 교반을 한 오폐수 유입원수로부터, 생물학적 반응을 이용하여 탈인 및 탈질 과정을 수행하는 반응조를 포함하되, 여기서 상기 반응조는: 오폐수가 항상 일정량 공급되어 수중믹서에 의해 교반되면서 혐기 및 무산소 환경하에서 탈인 및 탈질 반응이 일어나도록 하는 혐기무산소조와; 상기 혐기무산소조로부터의 공급되는 오폐수에 대해, 기포 제공에 의한 산화반응 및 미생물 활성에 의한 유기물 분해 작용을 가하며 유기 탄소를 공급하기 위한 미생물재를 구비하고, 이 미생물재를 직접 통과한 근처 오폐수를 강제로 상기 혐기무산소조로 반송하며, 산화반응 및 미생물 활성작용이 수행되어 얻은 처리수(상등액)를 외부로 강제 배출함으로서 상기 미생물재를 외기에 노출시키는 과정을 반복 수행하는 생물반응조; 및 상기 생물반응조로부터의 처리수에 대해 황혼합 생물여재를 통과시켜 후속적으로 탈질 작용을 가하는 후탈질조와 그리고 인제거장치를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 미생물재는 섬모상 또는 폴리에틸렌수지와 같은 수지, 세라믹 중 어느 하나로 이루어진 다공성 매질에 미생물이 부착된 것으로 구성될 수 있다.

또한 본 발명의 다른 양상에 따라 제공되는 하폐수 처리수 재이용 방법은, 하수 또는 폐수 내의 오염물을 제거하고 재이용하기 위한 하폐수 처리수 재이용 방법으로서, 외부로부터 유입되는 오폐수 유입원수에 포함된 조대 협잡물을 물리적으로 제거하고 유분을 분리하며 호기성 교반을 한 오폐수 유입원수로부터, 생물학적 반응을 이용하여 탈인 및 탈질 과정을 수행하는 반응 과정을 포함하되, 여기서 상기 반응 과정은: 오폐수가 항상 일정량 공급되어 수중믹서에 의해 교반되면서 혐기 및 무산소 환경하에서 탈인 및 탈질 반응이 일어나도록 하는 혐기무산소 과정과; 상기 혐기무산소 과정으로부터의 공급되는 오폐수에 대해, 기포 제공에 의한 산화반응 및 미생물 활성에 의한 유기물 분해 작용을 가하며 유기 탄소를 공급하기 위한 미생물재를 구비하고, 이 미생물재를 직접 통과한 근처 오폐수를 강제로 상기 혐기무산소 과정으로 반송하며, 산화반응 및 미생물 활성작용이 수행되어 얻은 처리수(상등액)를 외부로 강제 배출함으로서 상기 미생물재를 외기에 노출시키는 과정을 반복 수행하는 생물반응 과정; 및 상기 생물반응 과정으로부터의 처리수에 대해 황혼합 생물여재를 통과시켜 후속적으로 탈질 작용을 가하는 후탈질 공정과 그리고 인 제거장치를 포함할 수 있다.

상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 혐기 및 무산소 환경의 반응조와 유기 탄소원을 공급할 수 있는 반응조를 분리하여 재순환시킴으로써, 탈질 반응에 필요한 유기 탄소원이 별다른 교환없이 반응조 내에 존재하는 미생물재로부터 지속적으로 만들어져서 제공되는 환경조성으로, 경제적으로 효율적인 탈질 처리와 아울러 인제거 처리를 할 수 있게 한 현저한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하폐수 처리수 재이용 장치의 구성을 전체적으로 보여주는 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하폐수 처리수 재이용 장치의 구성 중 탈질 과정을 위한 구성을 더 상세히 보여주는 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

도시된 예와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라, 하수 또는 폐수 내의 오염물을 제거하고 재이용하기 위한 하폐수 처리수 재이용 장치(100)가 제공된다. 이 하폐수 처리수 재이용 장치(100)에서 이루어지는 처리 공정들은 장치의 각 부분을 따라 오폐수 및 이것이 처리된 처리수가 순차적으로 진행하면서 또는 부분 반송되어 재진행하면서 이루어질 수 있다.

도시된 실시예에 따른 하폐수 처리수 재이용 장치(100)는, 유입구(101)로부터 유입된 오폐수가, 스크린조(102), 전처리조(103), 유량조정조(105), 혐기조(107), 무산소조(108), 생물반응조(110), 계량조(112), 후탈질조(113), 처리수조(114)를 차례로 거쳐 처리되고, 이후 인제거장치(115)를 통해 인이 배출되고, 방류수조(116)를 거쳐 배수구(120)를 통해 재이용가능한 처리수가 배출되며, 농축저수조(119)를 통해 수집된 오니(슬러지)가 배출될 수 있다.

스크린조(102)는 유입구(101)로부터 유입되는 하수, 오수 또는 폐수(이하 '오폐수'라 통칭한다)에 포함되어 있는 조대 협잡물을 제거하기 위하여 설치하는 물리적인 처리공정이다. 이후 계속되는 생물학적인 공정을 처리하기 위한 반응조의 부하 및 배관관로의 폐색을 방지하는 역할을 할 수 있다.

전처리조(103)는 스크린조(102)로부터 넘어오는 하폐수 유입원수를 받아 유분을 분리하는 처리를 한다. 이는 이후의 생물학적 공정에서 유분에 의한 부작용을 방지하는 역할을 할 수 있다.

유량조정조(105)는 전처리조(103)로부터 넘어오는 하폐수를 일시적으로 저류하게 하면서 하폐수 유입량의 불균등을 해결하기 위한 버퍼역할을 하는 것으로서, 후단 생물학적 공정에서의 부하를 조절하고 보호하기 위한 완충조로서의 역할을 수행한다. 또한 유량조정조(105)에는 저류조 송풍기(104)로부터 공기가 강제공급되어 기포가 발생하면서 호기성 환경을 제공한다. 유량조정조(105)는 오폐수가 상대적으로 오랜 시간동안 저류하게 되기 때문에 공급된 공기 기포에 의해 충분한 교반을 일으키게 할 수 있다.

유량조정조(105)를 통해 저류되고 있는 오폐수 원수는 흡입펌프(106)에 의해 강제 흡입되어 반응조(107, 108, 110, 113)에 공급된다.

반응조(107, 108, 110, 113)는 생물학적 반응을 이용하여 탈인 및 탈질 과정을 수행하는 부분으로서, 구체적으로, 혐기성 환경을 제공하는 혐기무산소조(107, 108)와, 수위가 시간에 따라 달라지면서 내부의 구조물이 오폐수에 침지 및 외기에 노출되는 과정을 반복하게 하는 생물반응조(110), 및 후처리를 위한 후탈질조(113)를 포함한다.

혐기무산소조(107, 108)는 도시된 예에서와 같이 서로 분리된 혐기조(107) 및 무산소조(108)로서 구성될 수 있다. 이 혐기무산소조(107, 108)는 유량조정조로부터의 오폐수가, 흡입펌프(106)를 통해 항상 일정량 공급되어 수중믹서(1070. 1080)에 의해 교반되면서 혐기 및 무산소 환경하에서 탈인 및 탈질 반응이 일어나도록 한다.

생물반응조(110)는 혐기무산소조(107, 108)로부터의 공급되는 오폐수에 대해, 기포 제공에 의한 산화반응 및 미생물 활성에 의한 유기물 분해 작용을 가하며 유기 탄소원을 공급하는 역할을 한다. 그리고 산화반응 및 미생물 활성작용이 수행되어 얻은 처리수(상등액)를 외부로 강제 배출함으로서 내부 구조물이 외기에 노출될 수 있다.

생물반응조(110)의 내부에는, 도시된 바와 같이, 반송펌프(1101), 미생물재(1102), 필터유닛(1103), 및 잉여슬러지펌프(1104) 등이 구비된다.

반송펌프(1101)는 미생물재(1102)를 통과한 오폐수를 강제로 혐기조(107)로 반송할 수 있다. 미생물재(1102)에는 미생물이 부착되어 오폐수를 정화처리하는데 그 과정에서 유기물이 생성될 수 있다. 생성된 유기물은 반송펌프(1101)에 의해 오폐수가 반송될 때, 이 반송되는 오폐수와 함께 혐기조(107)로 넘어갈 수 있다. 이에 따라 반송펌프(1101)에 의해 유기물이 생물반응조(110)로부터 지속적으로 공급될 수 있어, 혐기조(107) 및/또는 무산소조(108)에서는 탈인 및 탈질반응에 필요한 유기 탄소원이 만들어져 지속적으로 제공되는 환경이 조성된다.

미생물재(1102)은 섬모상 또는 폴리에틸렌수지와 같은 수지, 세라믹 중 어느 하나로 이루어진 다공성 매질에 미생물이 부착된 형태를 한다. 미생물재(1102)은, 혐기조(107) 및 무산소조(108)로부터의 오폐수로부터 침지되었을 때에 포기작용 및 미생물 활성작용을 수행하여 오폐수를 정화 처리한다. 이 미생물재(1102)은 매질에 미생물이 부착된 형태로, 매질은 섬모상, 폴리에틸렌수지, 세라믹 등 다공성 또는 표면적(바람직하게 280㎡/1g)이 넓은 형태로 이루어져 미생물균군을 이루기에 아주 용이하고 부착성이 뛰어나 다양한 미생물군이 서식할 수 있는 조건을 갖게 한다.

또한 생물반응조(110)에는, 오폐수가 적당량 찬 경우, 반응조 송풍기(109)로부터 공기가 유입되어 블로워를 통해 기포가 발생될 수 있고, 이 동안 미생물재(1102)에 있는 미생물의 활성작용과 결합하여 유기물질, 질소(N), 인(P), 악취 등의 제거가 일어난다.

필터유닛(1103)은, 막(membrane - MF,UF 등 물리적 체거름이 가능한 필터)를 구비한 유닛 또는 상등수 배출장치로서, 생물반응조(110)에 의해 처리된 처리수를 필터링하여 외부로 배출하는데, 필터유닛(1103)을 통과한 상등수는 흡입펌프(111)를 통해 강제로 배출되고 계량조(112)에서 저류된다.

계량조(112)는 필터유닛을 통해 흡입펌프(111)로 뽑아낸 처리수의 수질 상태를 확인하고 유량을 조절하는 역할을 한다.

잉여슬러지펌프(1104)는 생물반응조(110)에서 배출되지 아니한 전여 오니를 강제로 배출하여 농축저류조(119)로 보내는 기능을 담당한다.

상술한 반응조를 통해 처리되어 배출된 처리수는 계량조(112)를 거친 후, 일정량으로 후탈질조(113)로 공급된다. 후탈질조(113)에는 황혼합 생물여재(1130)가 구비되어 있고, 여기서는 생물반응조(110)에서 반송되지 않거나 남아있는 잔여 질소의 탈질을 유도하고 잔여 부유물질을 제거한다.

상기 질소 제거는 화학적인 이온교환과 흡착, 생물학적인 생체합성과 질산화 탈질을 통해서 일어난다. 미생물재와 생물여재에 의해 NH4+와 같은 이온성 물질의 이온교환과 흡착으로 일부의 질소가 제거되고, 대부분의 질소는 미생물에 의한 생물학적 탈질을 통해서 제거된다.

일반적으로, 오폐수로부터 질소제거의 대부분을 차지하는 질산화와 탈질은 호기성 조건에서 암모니아성 질소를 질산염으로 전환시키는 질산화와, 이때 발생한 질산염을 무산소 조건에서 질소가스로 전환시키는 탈질과정을 포함한다. 생물학적 질산화 반응은 암모니아성 질소에서 질산성 질소로 전환시키는 반응인데 Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter, Nitrococcus의 미생물에 의해 2단계로 이루어지며, 그 미생물종들은 각 반응단계에서 생산된 에너지를 세포성장과 유지에 사용하고 생합성에 필요한 탄소원으로 이산화탄소를 사용하는 화학독립영양 미생물들로 1g의 암모니아성질소를 질산성 질소로 완전히 산화시키는데 7.14g/gN의 알카리도와 4.57g/gN의 산소를 소모한다. 이렇게 생성된 NO2--N와 N03--N 제거는 임의성 종속영양 미생물에 의해 질소가스로 환원시키는 이화작용으로 이루어진다. 질산화와는 달리 탈질반응에는 Archrobacter, Aerobacter, Alcaligens, Bacillus, Brevibaterium, Flavobaterium, Lactobacillus, Micrococcus, Proteus, Pseudomons, Spirillum 등의 미생물이 관여한다.

한편 일반적으로, 인 제거는 화학적 응집침전과 생물학적 인제거를 포함한다. 생물학적 인 제거시 관계되는 미생물은 Bacillus megaterium, Aerobacter aerogene, Pseudomonas fiuorescene, Acinetobacter calcocalius, Proteus vulgaris, Flavobacterium aquatile, Glutamium등이며, 인의 생물학적 제거시 세포합성을 통해 유기물과 함께 제거된다.

기본 공정으로 호기-협기 조합 연속회분식 활성슬러지법을 채택하고 있으므로, 호기 주기 중 비교적 적은 폭기량으로도 높은 용존산소(DO)를 유지하여 미생물에 인의 과잉섭취를 유도하고, 혐기상태에서 유입수 간헐주입으로 충분한 유기산을 제공하여 인처리 효율을 증진시킨다. 인은 미생물의 생화학 반응인 Embden-Meyerhof Pathway와 Kerb cycle을 통해서 Volutin이라고 불리우는 과립단괴화(Granullar Ciuster)로 미생물 체내에 농축된다.

또한 악취 제거는 이온교환, 흡착 및 생물학적 분해를 포함한다. 암모니아에 기인한 악취는 질소 제거에서와 마찬가지로 미생물군의 흡착으로 그 일부가 제거되고, 다공성의 매질에 의해 거의 모든 종류의 악취물질이 신속히 흡수된다. 이처럼 흡수된 악취원인물질은 고농도로 존재하는 미생물에 의해서 생물학적 변화과정을 통해 무취, 무해한 최종산물로 전환된다. 취기성분이 용존되어 다공성 매질 내로 흡착되고 이렇게 흡착된 취기성분이 미생물의 증식 및 에너지원으로 이용되는 생물 산화 분해단계를 거친다. 이 산화 분해반응은 취기의 종류에 따라 그 분해속도가 달라지므로 각각 다른 부하 한계를 갖는다. 오폐수처리장의 악취의 주요원인인 황화수소(H2S) 유래 악취제거에 관여하는 황산화 세균은 Thiobacillus, Thiosphaera, Thiomicrospira, Thermothrix, Beggiatoa, Suifolobus등이다. 이 미생물들 중에서 다양한 황화합물을 기질로 사용하고 넓은 pH, 온도범위에서 생장하여 가장 널리 사용되는 박테리아(Bacteria)는 Thiobacillus 종으로 그램 음성균이며, 주 편모를 가진 간균으로 주로 토양, 온천수 등에서 발견되어지며, Thiobacillus sp.가 황화수소 산화과정에서 생성된 에너지원을 이용하여 성장하며 산화, 환원과정을 거치면서 악취를 분해한다.

이처럼 오폐수로부터 유기물질, 질소(N), 인(P), 악취 등의 제거가 일어나는 동안 상기 미생물재(1102)에 미생물이 부착과 탈리가 일어나 크기가 크고 침전성이 좋은 슬러지가 형성된다. 이후 물의 흐름이 완전히 정지된 상태에서 침전이 진행되고, 슬러지는 하부에 가라앉고 처리수만이 필터유닛을 통하여 배출하면, 이전까지 수중에 잠겼던 상기 미생물재(1102)가 수면 위로 노출되는데, 이때 상기 미생물재(1102)가 공기와 직접 접촉하여 건조되면서 슬러지가 고형화되고 결정화되어 침전성이 높아짐과 아울러 미생물의 대사를 증진시켜 유기물의 분해를 촉진시킨다.

이렇게 침지/노출 과정 반복 수행되면, 밀물과 썰물의 반복 작용으로 바닷가 갯벌의 정화작용이 증가되는 것처럼 상기 미생물재(1102)도 수면에 잠김과 노출이 반복됨으로서 미생물군이 외기에 직접 노출되어 응집력이 증가되는 한편, 다양한 미생물군이 형성되어 오폐수의 유기물의 제거능이 크게 증가될 수 있다..

후탈질조(113)를 통과하여 처리된 처리수는 처리수조(114)로 모이게 되고, 처리수조(114)의 처리수는 처리펌프(1140)에 의해 강제 배출되어 인제거장치(115)를 통과함으로써 인이 제거되어 배출된 후 남은 처리수만이 방류수조(116)로 넘어간다.

방류수조(116)에 모인 처리수는 자외선 소독장치(117)와 유량계(118)를 통과한 후 배수구(120)를 거쳐 배출됨으로써 이후 재이용될 수 있다.

농축저류조(119)에 모인 슬러지들은 슬러지배출구(1190)를 통해 이후 처리될 장소로 이송될 수 있다.

상술한 구성을 가지는 장치에 따라 이루어지는 본 발명에 의한 하폐수 처리수 재이용 방법에 의하면, 외부로부터 유입되는 오폐수 유입원수에 포함된 조대 협잡물을 물리적으로 제거하고 유분을 분리하며 호기성 교반을 한 오폐수 유입원수로부터, 생물학적 반응을 이용하여 탈인 및 탈질 과정을 수행하는 반응조에서의 반응 공정을 포함한다. 여기서 반응조에서 수행되는 반응 과정은 혐기무산소 공정, 생물반응 공정, 및 후탈질 공정을 포함할 수 있다.

혐기무산소 공정은, 오폐수가 항상 일정량 공급되어 수중믹서에 의해 교반되면서 혐기 및 무산소 환경하에서 탈인 및 탈질 반응이 일어나도록 하는 공정으로서, 위에서 기술된 바와 같이 혐기무산소조(107, 108)에서 이루어진다.

생물반응 공정은, 생물반응조(110)에서 이루어지는데, 혐기무산소 공정으로부터의 공급되는 오폐수에 대해, 기포 제공에 의한 산화반응 및 미생물 활성에 의한 유기물 분해 작용을 가하며 유기 탄소를 공급하기 위한 미생물재를 구비하고, 이 미생물재를 직접 통과한 근처 오폐수를 강제로 상기 혐기무산소 공정 즉, 혐기무산소조(107, 108)으로 반송하며, 산화반응 및 미생물 활성작용이 수행되어 얻은 처리수(상등액)를 외부로 강제 배출함으로서 상기 미생물재를 외기에 노출시키는 공정을 반복 수행하는 과정이다.

후탈질 과정은, 후탈질조(113)에서 이루어지며, 상기 생물반응 공정으로부터의 처리수에 대해 황혼합 생물여재를 통과시켜 후속적으로 탈질 작용을 가하는 공정이다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 혐기 및 무산소 환경의 반응조와 유기 탄소원을 공급할 수 있는 반응조를 분리하여 재순환시킴으로써, 탈질 반응에 필요한 유기 탄소가 별다른 교환없이 지속적으로 제공될 수 있도록 하여, 경제적으로 효율적인 탈질 처리가 가능하게 되는 효과를 제공한다.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양하고 변형된 구성이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.

100 : 처리수 재이용 장치 101 : 유입구
102 : 스크린조 103 : 전처리조
104 : 저류조 송풍기 105 : 유량조정조
106 : 흡입펌프 107 : 혐기조
1070 : 수중믹서 108 : 무산소조
1080 : 수중믹서 110 : 생물반응조
1101 : 반송펌프 1102 : 미생물재
1103 : 필터유닛 1104 : 잉여슬러지펌프
111 : 흡입펌프 112 : 계량조
113 : 후탈질조 1130 : 황혼합생물여재
114 : 처리수조 1140 : 처리펌프
115 : 인제거장치 116 : 방류수조
1160 : 방류펌프 117 : 자외선소독장치
118 : 유량계 119 : 농축저류조
1190 : 슬러지배출구 120 : 배수구

Claims

외부로부터 유입되는 오폐수 유입원수에 포함된 조대 협잡물을 물리적으로 제거하고 유분을 분리하며 호기성 교반을 한 오폐수 유입원수로부터, 생물학적 반응을 이용하여 탈인 및 탈질 과정을 수행하는 반응조를 포함하는 하폐수 처리수 재이용 장치에 있어서,
상기 반응조는, 오폐수가 항상 일정량 공급되어 수중믹서에 의해 교반되면서 혐기 및 무산소 환경하에서 탈인 및 탈질 반응이 일어나도록 하는 혐기무산소조와; 상기 혐기무산소조로부터의 공급되는 오폐수에 대해, 기포 제공에 의한 산화반응 및 미생물 활성에 의한 유기물 분해 작용을 가하며 반응조 내에서 유기 탄소를 만들어 공급하기 위한 미생물재를 구비하고, 생물학적 여재 내에 반송펌프를 넣어 상기 만들어진 유기탄소원을 혐기조 내로 반송시키도록 하며, 산화반응 및 미생물 활성작용이 수행되어 얻은 처리수(상등액)를 외부로 강제 배출함으로서 상기 미생물재를 외기에 노출시키는 과정을 반복 수행하여 상기 미생물재로부터는 탈질에 이용되는 유기 탄소원이 만들어질 수 있게 하는 생물반응조와; 상기 생물반응조로부터의 처리수에 대해 황혼합 생물여재를 통과시켜 악취제거를 하면서 후속 적으로 탈질 작용을 가하는 후탈질조;를 포함하고, 상기 후탈질조를 통과한 처리수는 소정 거리를두고 배치한 인 제거장치로 배출되어 인 이 제거된 후 배출되게 한 것을 특징으로 하는 하폐수 처리수 재이용 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 미생물재는 섬모상 또는 폴리에틸렌수지와 같은 수지, 세라믹 중 어느 하나로 이루어진 다공성 매질에 미생물이 부착된 것임을 특징으로 하는 하폐수 처리수 재이용 장치.
외부로부터 유입되는 오폐수 유입원수에 포함된 조대 협잡물을 물리적으로 제거하고 유분을 분리하며 호기성 교반을 한 오폐수 유입원수로부터, 생물학적 반응을 이용하여 탈인 및 탈질 과정을 수행하는 반응 공정을 포함하는 하폐수 처리수 재이용 방법에 있어서,
상기 반응 공정은, 오폐수가 항상 일정량 공급되어 수중믹서에 의해 교반되면서 혐기 및 무산소 환경하에서 탈인 및 탈질 반응이 일어나도록 하는 혐기무산소 공정과; 상기 혐기무산소 과정으로부터의 공급되는 오폐수에 대해, 기포 제공에 의한 산화반응 및 미생물 활성에 의한 유기물 분해 작용을 가하며 유기 탄소를 지속적으로 만들어서 공급하기 위한 미생물재를 구비하고, 생물학적 여재 내에 반송펌프를 넣어 상기 만들어진 유기탄소원을 혐기조 내로 반송시키도록 하며, 산화반응 및 미생물 활성작용이 수행되어 얻은 처리수(상등액)를 외부로 강제 배출함으로서 상기 미생물재를 외기에 노출시키는 과정을 반복 수행하여 상기 미생물재로부터는 탈질에 이용되는 유기 탄소원이 만들어질 수 있게 하는 생물반응 공정과; 상기 생물반응 과정으로부터의 처리수에 대해 황혼합 생물여재를 통과시켜 악취를 제거하면서 후속적으로 탈질 작용을 가하는 후탈질 공정을 포함하고, 상기 후탈질조를 통과한 처리수는 소정 거리를두고 배치한 인 제거장치로 배출되어 인(燐)제거 공정을 경유후 배출되게 한 것을 특징으로 하는 하폐수 처리수 재이용 방법.