KR101147157B1 - 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하?폐수처리장치 및 이를 이용한 하?폐수처리방법 - Google Patents

장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하?폐수처리장치 및 이를 이용한 하?폐수처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함한 하?폐수처리장치 및 이를 이용한 하?폐수처리방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 혐기/무산소 반응조 전방에 설치된 유입수도입부; 유입수를 배출하는 배출공이 다수 형성되어 있고, 상기 유입수도입부와 연통되어 있으며, 상기 혐기/무산소 반응조 내측하부에 설치되는 유입부; 구동수단, 상기 구동수단에 의해 회전되도록 상기 혐기/무산소 반응조의 내부에 설치된 주축 및 상기 주축에 직각으로 이격?설치되는 복수개의 교반날개로 이루어진 혼합부; 상기 혐기/무산소 반응조에 의해 일차 처리된 처리수를 수집하기 위해 혐기/무산소 반응조 상부에 설치된 유출부(위어); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하?폐수처리장치에 관한 것이다.
하?폐수처리장치, 장방형 혐기/무산소 반응조, 혼합부, 슬러지, 유기성 폐수

Description

장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하?폐수처리장치 및 이를 이용한 하?폐수처리방법{An Equipment For Water Treatment Comprising A Rectangle Upstreaming Anaerobic/Anoxic Reactor, And Method Of Water Treatment Using The Same}
본 발명은 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함한 하?폐수처리장치 및 이를 이용한 하?폐수처리방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 통기성 미생물과 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함한 하?폐수처리장치 및 이 장치를 이용하여 난분해성 및 독성물질, 영양물질(N, P)과 중금속을 포함한 유기성 폐수의 안정적 처리를 도모하고, 슬러지를 고농도로 유지하여 슬러지 처리비용을 절약함은 물론, 기존의 시설을 개조하여 사용할 수 있어 처리장 부지, 건설비 및 운전비를 절약할 수 있는 경제적인 하?폐수처리방법에 관한 것이다.
일반적으로, 폐수는 질소나 인과 같은 영양물질, 난분해성 및 독성 물질과 중금속을 함유하고 있다. 이러한 폐수를 처리하기 위한 방법으로는, 유기물을 포 함한 폐수를 제거하기 위한 생물학적 방법과, 난분해성 및 독성 물질과 중금속을 포함한 폐수를 처리하기 위한 물리?화학적 방법으로 크게 나눌 수 있다.
상기 생물학적 처리방법의 최초 침전조, 폭기조 및 최종 침전조로 구성된 처리장치를 이용하는 활성슬러지법과 혐기?호기법을 이용한 하?폐수처리법이 대표적이다. 그러나 전자의 경우 슬러지의 농도를 일정수준으로 유지하기 위한 수단을 필요로 하며, 후자의 경우 단독으로 사용하기 보다는 활성슬러지법에 호기반응조와 혐기/무산소 반응조를 일렬로 배치하여 운전하는 완전 혼합형을 채택하고 있어 반응조내 미생물을 고농도로 유지하기 어렵고, 또한 탈질이나 인 방출 유도시 완전한 혐기상태를 유지하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 발명자는 난분해성 및 독성 물질, 또는 질소나 인과 같은 영양물질과 중금속을 포함한 유기성 폐수를 처리하기 위한 종래의 문제점을 개선한 하?폐수처리 장치 및 방법을 대한민국 특허청에 출원하여 2001.1.27로 등록된 등록10-0287412호에서 제시한 바 있다.
상기 하?폐수처리장치는 원통형의 혐기/무산소 반응조에 혼합부를 결합하여 사용하고 있으므로, 최초 침전조, 반응조, 최종 침전조로 구성되는 종래의 하?폐수처리장치에 그대로 적용하기 보다는 최초 침전조를 개?보수하여 혐기/무산소 반응조로 사용하고 종래의 반응조와 최종 침전조에 결합하여 운전하는 방법을 사용하고 있다.
그러나 기존의 하?폐수처리장치 시장은 원통형의 조를 사용하는 하?폐수처 리장치와 장방형의 조를 사용하는 하?폐수처리장치가 양분되어 있어서, 상기 개선된 하?폐수처리장치 및 방법은 원통형의 조를 사용하는 하?폐수처리장치에만 적용이 되었다.
물론 장방형의 조를 갖는 하?폐수처리장치에서도 상기 개선된 방법을 적용할 수는 있지만 이를 적용하기 위해서는 장방형의 최초침전조를 방치/폐기하고 원통형의 혐기/무산소 반응조를 신설하여 종래의 반응조와 최종침전조를 결합하여 운전해야만 한다. 따라서 시설투자비용이 과다하게 소용되는 문제점이 있다.
결국, 본 발명자가 제시한 하?폐수처리장치 및 방법(난분해성 및 독성 물질, 또는 질소나 인과 같은 영양물질과 중금속을 포함한 유기성 폐수를 처리하는 방법)를 장방형의 하?폐수처리장치에도 적용할 수 있는 경제적인 하?폐수처리방법이 필요하게 되었다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 하나 이상의 혼합부를 설치하고, 유입장치와 유출부를 개선시킨 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 통상의 호기반응조 및 침전조와 결합시킨 하?폐수처리장치를 이용하여 난분해성 및 독성물질, 또는 질소나 인과 같은 영양물질과 중금속을 포함한 유기성 폐수를 처리함으로써, 정화효율을 획기적으로 향상시킬수 있는 장치를 제공함에 있다.
즉, 본 발명은 새로운 하?폐수처리장치의 신설없이 종래의 장방형 하?폐수처리장치를 보수하여 사용함으로, 시설비의 과다투자비용을 줄일 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있는 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 하?폐수처리장치 및 그를 이용한 하?폐수처리방법에 관한 것이다.
(1) 하?폐수처리장치
본 발명은, 혐기/무산소 반응조, 호기반응조 및 침전조를 포함하여 구성되는 하?폐수처리장치에 있어서, 상기 혐기/무산소 반응조는, ① 혐기/무산소 반응조 전방에 설치된 유입수도입부; ② 유입수를 배출하는 배출공이 다수 형성되어 있고, 상기 유입수도입부와 연통되어 있으며, 상기 혐기/무산소 반응조 내측하부에 설치되는 유입부; ③ 구동수단, 상기 구동수단에 의해 회전되도록 상기 혐기/무산소 반응조의 내부에 설치된 주축 및 상기 주축에 직각으로 이격?설치되는 복수개의 교반날개로 이루어진 혼합부; ④ 상기 혐기/무산소 반응조에 의해 일차 처리된 처리수를 수집하기 위해 혐기/무산소 반응조 상부에 설치된 유출부(위어);를 포함하는 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하?폐수처리장치에 관한 것이다.
본 발명에서는, 혐기/무산소 반응조의 유입부와 유출부 사이의 공간인 "혼합공간" 전체적으로 균일한 교반 및 수류를 유지하도록 상기 주축으로부터 상이한 간격으로 복수개의 보조축을 이격?설치할 수 있다.
본 발명에 의한 상기 혐기/무산소 반응조의 혼합공간 하부에는 침전된 슬러지를 모아 필요에 따라 배출하는 슬러지집적장치를 추가로 둘 수 있다.
본 발명에서 상기 유입부는, 배출공이 다수 형성되어 있는 판일 수도 있고, 배출공이 다수 형성되어 있는 복수개의 관일 수도 있고, 말단이 혼합공간 저면에 균일하게 분포된 복수개의 관일 수도 있다.
본 발명에 의한 하?폐수처리장치는, 상기 협기반응조가 1개 설치될 수도 있지만, 복수개의 상기 혐기/무산소 반응조가 직결/연속되거나, 호기반응조를 사이에 두고 연속되도록 설치되는 것도 가능하다.
본 발명에서 상기 유입수도입부는 도입관이거나, 도입공간일 수 있다. 도입공간인 경우는 혐기/무산소 반응조의 전단에 일종의 체류조가 형성되는 구조이다.
삭제
한편 본 발명에 의한 하?폐수처리장치의 혐기/무산소 반응조가 최적으로 운전되기 위해서는 반응조 내에 적절한 농도의 슬러지가 존재해야 한다. 따라서 필요한 경우, 상기 침전조에 침전된 슬러지를 상기 혐기/무산소 반응조로 반송하기 위해, 일측이 상기 침전조의 하부와 연통되고 타측이 상기 도입부 또는 혐기/무산소 반응조에 연통된 반송관을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
(2) 하?폐수처리방법
본 발명은, 제1항 또는 제2항에 의한 하?폐수처리장치를 이용한 하?폐수처리방법으로서, (ⅰ) 상기 유입수도입부를 통해 상기 유입부로 유입수를 혐기/무산소 반응조 내로 유입시키는 단계(유입단계); (ⅱ) 상기 혼합부를 3~20 rpm로 교반시켜 상향으로 흐르는 물의 편류를 방지하면서 생물학적 1차 혐기처리하여 1차처리수를 생성하는 단계(혐기처리단계); (ⅲ) 일부 슬러지가 포함된 상향류의 상기 1차처리수를 유출부를 통해 혐기/무산소 반응조로부터 호기반응조로 유출시키는 단계(유출단계); (ⅳ) 상기 호기반응조내의 일부 슬러지가 포함된 상기 1차처리수에 산기관을 통해 충분한 산소를 공급하며 2차 호기처리하여 2차처리수를 생성하는 단계(호기처리단계); (ⅴ) 상기 2차처리수를 침전조로 이송하여 상등수와 중력에 의해 침전된 슬러지로 분리하여 각각 배출하는 단계(분리배출단계);를 포함하는 하?폐수처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 상기 하?폐수처리방법 중 혐기/무산소 반응조 내의 슬러지 농도를 일정수준 이상으로 유지하기 위하여, (i) 유입단계에서 상기 반송관을 통해 침전조로부터 슬러지 일부를 혐기/무산소 반응조 내로 반송시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하?폐수처리장치를 이용하면, 난분해성 및 독성 물질, 또는 질소나 인과 같은 영양물질과 중금속을 포함한 유기성 폐수를 생물학적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 반응조에서 고농도의 슬러지를 유지시켜 다른 생물학적 반응조보다 부피를 작게 할 수 있으므로 경제적으로 폐수를 처리할 수 있다.
특히, 본 발명의 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조는 슬러지의 높은 농도로 인하여 하수처리장의 경우 농축조를 생략할 수 있으며, 종래에 사용되는 장방형의 하?폐수처리장치를 그대로 이용할 수 있어서 처리장의 부지는 물론, 건설비용과 운전비용을 절약할 수 있어 부수적인 효과를 얻을 수 있다.
상기 "유입부"란, 일측이 유입수도입부에 직접 연결되어 있는 판 또는 관으로 유입수를 혐기/무산소 반응조의 전면에 고르게 배출시키도록 혐기/무산소 반응조의 내부하측에 설치되어 있는 장치를 말한다.
본 발명에서 상기 혼합부(구동수단과 상기 구동수단에 의해 회전하는 주축 등)를 회전가능하게 고정하기 위하여 소정의 지지프레임이 적용될 수 있다.
상기 유입수도입부은, 유입수를 유입시키는 관 또는 공간으로 혐기/무산소 반응조의 외측하부에 설치되어 있다. 유입수도입부로는 유입수와 반송슬러지 등이 유입되므로 이들을 고르게 혼합하기 위한 별도의 혼합장치(예를 들면, 교반날개 및 구동모터)를 유입수도입부의 임의의 위치에 설치하는 것이 바람직하다(도시 생략).
상기 유입부는, 상기 유입수도입부에 일측이 연결되어 혐기/무산소 반응조 내측하부에 설치되며 유입수도입부에 의해 이송된 유입수(또는 반송슬러지가 혼합된 유입수)를 혐기/무산소 반응조(혼합부)의 수평전면에 균일하게 분출하는 역할을 한다. 따라서 상기 유입부는 유입수도입부와 직결되는 것으로서, 배출공이 다수 형성된 평판으로 구성되거나, 배출공이 다수 형성된 하나의 또는 복수개의 주관으로 구성되거나, 배출공이 다수 형성된 하나의 또는 복수개의 주관과 이 주관에 내통되어 있고 배출공이 다수 형성된 다수개의 보조관으로 구성되거나, 말단이 혼합부 저면에 균일하게 분포된 복수개의 관일 수도 있다.
또한, 상기 혼합부는 소정의 지지프레임에 교반날개가 설치되어 있는 주축이 결합되어 있어서, 상기 교반날개의 회전으로 혐기/무산소 반응조에 유입된 유입수를 교반시켜 혐기조건하에서의 미생물에 의한 혐기처리반응이 활발히 일어나도록 하여 혐기/무산소 반응조내의 난분해성 및 독성 물질과 영양물질을 포함한 유기성 폐수를 효율적으로 정화시켜 준다.
이러한 혼합부는 혐기/무산소 반응조의 크기에 따라 지지프레임에 결합되는 주축 및 보조축의 수를 조절하여, 혐기/무산소 반응조 전면에 대해 균일한 교반이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
또한, 유출부는 위어로 이루어지는 것이 바람직한데, 필요한 경우 별도의 이송관을 추가할 수 있다. 상기 위어는 혐기/무산소 반응조에 유입된 유입수가 반응 하여 상승한 처리수를 포집하기 위한 것으로, 혐기/무산소 반응조의 내측둘레에 설치하거나 대향하는 내벽을 연결하는 방식으로 설치하는 등 처리수와 슬러지 일부를 포집 가능한 다양한 형식으로 설치 할 수 있다.
삭제
한편, 본 발명의 하?폐수처리장치에는 상기 침전조에서 집적된 슬러지를 혐기/무산소 반응조로 이송하는 반송관을 더 포함하여 구성시킬 수 있다. 상기 반송관의 일측은 침전조의 하부에 연결되며, 타측은 유입수도입부에 연결되거나, 혐기/무산소 반응조내에 별도로 구비된 반송장치에 연결될 수 있다.
상기 반송관은 혐기성미생물이 서식하기 용이한 환경인 슬러지를 재활용하기 위해 혐기/무산소 반응조로 반송하는 관이다.
상기 반송장치는 반송된 슬러지를 혐기/무산소 반응조에 고르게 배출하기 위한 장치로, 다수개의 관이 격자로 결합되고 관의 상측에 반송된 슬러지를 배출하는 배출공이 다수 형성된 형태일 수 있다. 상기 반송장치는 상술한 유입부와 동일/유사한 구조를 갖고 있으며, 혐기/무산소 반응조에 별도로 구비되거나, 유입부 자체일 수 있다.
상기 반송장치가 혐기/무산소 반응조에 별도로 구비될 경우에는 반송관이 반 송장치에 직결되며, 반송장치가 별도로 구비되지 않을 경우에는 반송관이 유입수도입부에 연결되어 반송된 침전슬러지가 유입수도입부에서 유입수와 혼합되어 혐기/무산소 반응조로 공급된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 도면과 그에 대한 설명은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다. 한편, 도면에서는 혐기/무산소 반응조-호기반응조-침전조를 인접하게 도시하였지만, 이들 반응조의 위치, 규격, 형태 등은 다양하게 변형가능함 역시 당연할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함한 하?폐수처리장치를 도시한 도면이다. 도면에는 유입수도입부(110)를 혐기/무산소 반응조(100)의 전단에 별도의 공간으로 구성하였으나, 필요에 따라서는 관 형태로 유입부와 직결시키는 구성도 가능함은 당연할 것이다.
도시된 바와 같이, 혐기/무산소 반응조(100), 호기반응조(200), 침전조(300)를 포함하는 본 발명의 하?폐수처리장치 중 혐기/무산소 반응조(100)는, 혐기/무산소 반응조에 폐수를 유입시키는 유입수도입부(110)과, 상기 유입수도입부(110)에 직결되어 유입된 유입수를 혐기/무산소 반응조(100)내에 고르게 분산시키는 유입부(120)와, 상기 유입수와 슬러지를 교반하는 혼합부(130)와, 상기 처리수를 호기반응조로 이송시키는 유출부(140)로 구성된다.
상기 유입부(120)는 유입수를 혐기/무산소 반응조의 수평면 전면에 고르게 배출할 수 있는 다양한 구조로 형성할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 예시적으로 도시한 바와 같이, 배출공(124)이 다수 형성된 평판(121)으로 구성(도 2에서 A)되거나, 배출공(124)이 다수 형성된 하나의 또는 복수개의 주관(122)으로 구성(도 2에서 B)되거나, 배출공(124)이 다수 형성된 하나의 또는 복수개의 주관(122)과 이 주관에 내통되어 있는 배출공(124)이 다수 형성된 다수개의 보조관(123)으로 구성(도 2에서 C, D)되거나, 말단이 혼합부 저면에 균일하게 분포된 복수개의 관으로 구성(도 2에서 E)될 수 있다.
또한, 상기 혼합부(130)는 지지프레임(131)과 상기 지지프레임에 회전가능하게 결합되어 있는 주축(132)에는 3~6 개의 교반날개(133)가 설치되어 있다. 필요에 따라 상기 주축(132)으로부터 이격거리가 상이한 복수개의 보조축(135)을 둘 수 있다.
상기 교반날개(133)는 유입수와 슬러지에 다량 서식하는 혐기성미생물을 교반하는 것으로, 주축(132)에 상하로 0.5~1 m 정도의 균일한 간격으로 각각 결합되 어 혐기/무산소 반응조의 상하층이 고르게 교반되도록 하여 유입수와 혐기성미생물의 접촉면적을 증가시킴으로 혐기반응을 촉진시키는 역할을 한다.
또한, 상기 유출부(140)는 처리수를 포집하는 위어(141)와, 호기반응조(200)로 이송하는 이송관(142)으로 구성될 수 있다. 이러한 유출부는 도 1에 도시된 바와 같이 혐기/무산소 반응조(100)의 내벽에 설치될 수도 있지만, 혐기/무산소 반응조(100)의 혼합공간 상부 전면에 다양한 구조로 설치될 수도 있다. 도 3에 본 발명에 따른 유출부의 다양한 예를 도시하였다. 위어(141)의 설치형태와 이송관(142)의 수 및 위치는 필요에 따라 적절하게 조절하여 선정할 수 있음은 당연할 것이다.
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한편, 호기반응조(200)는 통기성의 미생물이 충분한 활성을 나타낼 수 있도록 충분한 산소를 공급해 주기 위해 하부에 산기관(210)을 포함하는 것이 바람직한데, 이러한 호기반응조(200)는 통상 당업계에서 사용되는 재질 및 구조의 것이라면, 모두 사용할 수 있다.
또한, 침전조(300)는 상기 호기반응조(200)의 처리수내 통기성 미생물에 의해 효율적으로 분해된 슬러지를 제거하기 위해 사용되는 것으로서, 중력에 의해 슬러지를 천천히 제거하여 폐수를 정화하고 순수를 얻을 수 있는 중력식의 침전조가 바람직하나, 스컴방지용 판을 설치한 침전조 등을 사용할 수도 있다. 그리고, 침전조에서 침전된 슬러지는 슬러지집적장치(350)에 의해 포집되어 배출한다.
한편, 본 발명에 의하면, 상기 침전조에서 침전된 슬러지를 재사용하기 위해 반송하는 장치를 추가로 장착할 수 있다. 즉, 침전조(300)에서 슬러지집적장치(350)에 의해 포집된 슬러지의 일부를 반송관(150)을 통해 혐기/무산소 반응조(100)로 재투입하게 된다. 반송된 침전슬러지는 유입수도입부(110)로 투입될 수도 있고 혐기/무산소 반응조(100)로 직접 투입될 수도 있는데, 궁극적으로는 유입되는 유입수와 혼합된다.
상기 방법은 미생물이 서식하는 슬러지를 재사용함으로 혐기/무산소 반응조(100) 내에서의 반응을 더욱 촉진시키게 된다. 혐기/무산소 반응조(100)에 슬러지가 과다하게 투입되거나 과다하게 생성되었을 경우에는 혐기/무산소 반응조의 슬러지집적장치(350)를 이용하여 잉여 슬러지를 외부로 배출한다.
한편, 본 발명에 의한 하?폐수처리장치에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 협기반응조가 1개 설치될 수도 있지만, 복수개의 상기 혐기/무산소 반응조가 직결/연속되거나, 호기반응조를 사이에 두고 연속되도록 설치되는 것도 가능하다.
도 4에 두 개의 상기 혐기/무산소 반응조가 직결/연속되어 [혐기/무산소 반응조→혐기/무산소 반응조→호기반응조→침전조]로 이루어진 예를, 도 5에 두 개의 혐기/무산소 반응조와 두 개의 호기반응조가 교대로 연결되어 [혐기/무산소 반응조 →호기반응조→혐기/무산소 반응조→호기반응조→침전조]로 이루어진 예를 각각 도시하였다. 이러한 다양한 구조는, 하?폐수처리장치의 전체적인 구조와 규모, 처리해야 할 폐수의 속성 등에 따라 적절하게 선택될 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 하?폐수처리장치는 난분해성 및 독성 물질과 영양물질(N, P)을 포함한 유기성 폐수를 통기성 미생물과 장방형 상향류의 혐기/무산소 반응조를 이용하여 처리함으로써, 종래의 하?폐수처리 장치나 원통형의 상향류 혐기/무산소 반응조에 비하여 보다 효율적으로 폐수를 처리하고, 할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하?폐수처리장치를 이용한 하?폐수처리방법을, 상기 하?폐수처리장치의 작용 및 효과와 더불어 단계별로 나누어 보다 상세히 설명한다.
유입단계: 혐기/무산소 반응조내 유입수 유입
난분해성 및 독성 물질과 영양물질(N, P)을 포함한 유기성 폐수 등의 유입수를 장방형의 혐기/무산소 반응조 외측하부에 설치된 유입수도입부을 통해 혐기/무산소 반응조내로 유도한 후에, 유입수도입부과 연결된 혐기/무산소 반응조내의 유입부를 통해 혐기/무산소 반응조내로 유입시킨다.
혐기처리단계: 혐기/무산소 반응조내 발효
상기 공정에서 혐기/무산소 반응조내에 유입된 난분해성 및 독성 물질과 영양물질(N, P)을 포함한 유입수를 보다 효율적으로 정화시키기 위하여 혐기/무산소 반응조내에 활성 슬러지를 도입한다. 그런 다음, 반응조내에 혼합부를 3~20 rpm 범위에서 연속적으로 교반시켜 충분한 혐기반응을 유도한다.
이러한 교반은 혐기/무산소 반응조내의 슬러지와 유기성 폐수의 혼합물이 반응하면서 상승할 때, 슬러지의 농도가 높음으로 인해서 유입혼합물의 단회로 현상이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 이때, 상기 혼합부의 교반속도가 만일 3 rpm 미만인 경우에는 단회로 현상이 나타나 충분한 반응이 일어나지 못하며, 또한 20 rpm이 넘는 경우 완전혼합이 일어나 압출형 반응조의 장점을 이용할 수 없는 점에서 바람직하지 않게 된다.
유출단계: 호기반응조로의 유출
상기 혐기/무산소 반응조에서 슬러지가 포함된 처리수는 혐기/무산소 반응조 상부에 위치한 유출부(위어)를 통해 혐기/무산소 반응조로 부터 호기반응조로 유출된다.
호기처리단계: 호기반응조내 폭기
상기 공정에서 혐기/무산소 반응조로부터 이송된 슬러지를 일부 포함하고 있는 처리수에 산기관을 통해 충분한 산소를 공급하여 준다. 그러면, 슬러지 중의 호기성균, 또는 통기성균의 활성이 높아져 폐수 중의 여러 유기물 등이 산화분해되어 H2O나 CO2 등의 무기물로 정화되게 되고, 암모니아성 질소와 유기질소는 질산성 질소로 되고 슬러지들은 인을 과잉 섭취하게 된다.
이때, 난분해성 및 독성물질, 또는 질소나 인과 같은 영양물질과 중금속을 포함한 유기성 폐수를 보다 효율적으로 정화시키기 위하여, 선택적으로 상기 호기반응조내에서 폭기공정을 완료한 처리수 일부를 전단계인 혐기/무산소 반응조에 재투입 할 수 있다.
분리배출단계: 순수분리, 배출 및 슬러지 반송
상기 폭기공정을 완료한 처리수는 침전조로 옮겨 순수는 별도로 분리배출되고, 중력에 의해 침전된 슬러지는 최종 침전조 하부의 슬러지 집적장치에 모아 배출된다.
상기 슬러지집적장치에 의해 포집된 슬러지는 슬러지 반송펌프를 이용해 혐기/무산소 반응조의 외측하부에 위치한 유입수도입부 또는 혐기/무산소 반응조내에 추가로 설치된 반송장치로 반송되어, 혐기/무산소 반응조의 반응을 더욱 촉진시키는 역할을 한다.
이상에서, 본 발명에 따른 하?폐수처리방법은 혐기/무산소 반응조 또는 호기반응조 등에 나이트로소모나스(Nitrosomonas), 나이트로박터(Nitrobacter), 디니트리파이어(Denitrifier), 황환원 박테리아(Sulfate reducing bacteria), 수도모나스(Pseudomonas), 아크로모박터(Achromobacter), 애로박터(Aerhorbacter), 마이크로코커스(Micrococcus), 바실러스(Bacillus), 프로테우스(Proteus), 플라보박테리움(Flavobacterium), 아시네토박터(Acinetobacter), 코리네박테리움(Corynebacterium) 또는 마이코박테리움(Mycobacterium) 등의 미생물, 또는 이밖에도 목적하는 유기물 등에 따라 상업상 이용가능한 여러 통기성 미생물을 이용할 수도 있다.
또한, 상기 서술한 예는, 본 발명을 설명하고자 하는 예일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 전문가가 본 상세한 설명을 참조하여 부분변경 사용한 것도 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유입부의 다양한 예를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유출부의 다양한 예를 도시한 평면도이다.
도 4은 혐기/무산소 반응조가 복수개 설치된 예를 도시한 평면도이다.
도 5는 혐기/무산소 반응조가 복수개 설치된 또 다른 예를 도시한 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 도면부호의 설명>
100 : 혐기/무산소 반응조
110 : 유입수도입부 120 : 유입부
121 : 평판 122 : 주관
123 : 보조관 124 : 배출공
130 : 혼합부 131 : 지지프레임
132 : 주축 133 : 교반날개
134 : 구동수단 135 : 보조축
140 : 유출부 141 : 위어
142 : 이송관 150 : 반송관
200 : 호기반응조
210 : 산기관
300 : 침전조
350 : 슬러지집적장치

Claims (6)

  1. 혐기/무산소 반응조, 호기반응조 및 침전조를 포함하여 구성되는 하?폐수처리장치에 있어서,
    상기 혐기/무산소 반응조는,
    혐기/무산소 반응조 전방에 설치된 유입수도입부;
    유입수를 배출하는 배출공이 다수 형성되어 있고, 상기 유입수도입부와 연통되어 있으며, 상기 혐기/무산소 반응조 내측하부에 설치되는 유입부;
    구동수단, 상기 구동수단에 의해 회전되도록 상기 혐기/무산소 반응조의 내부에 설치된 주축 및 상기 주축에 직각으로 이격?설치되는 복수개의 교반날개로 이루어진 혼합부; 및
    상기 혐기/무산소 반응조에 의해 일차 처리된 처리수를 수집하기 위해 혐기/무산소 반응조 상부에 설치된 유출부(위어);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하?폐수처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수개의 상기 혐기/무산소 반응조가 연속되거나, 호기반응조를 사이에 두고 연속되는 것을 특징으로 하는 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하? 폐수처리장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유입수도입부는 도입관이거나, 도입공간인 것을 특징으로 하는 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하?폐수처리장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 침전조에 침전된 슬러지를 상기 혐기/무산소 반응조로 반송하기 위해, 일측이 상기 침전조의 하부와 연통되고 타측이 상기 도입부 또는 혐기/무산소 반응조에 연통된 반송관을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장방형 상향류 혐기/무산소 반응조를 포함하는 하?폐수처리장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 의한 하?폐수처리장치를 이용한 하?폐수처리방법으로서,
    (ⅰ) 상기 유입수도입부를 통해 상기 유입부로 유입수를 혐기/무산소 반응조 내로 유입시키는 단계(유입단계);
    (ⅱ) 상기 혼합부를 3~20 rpm로 교반시켜 상향으로 흐르는 물의 편류를 방지하면서 생물학적 1차 혐기처리하여 1차처리수를 생성하는 단계(혐기처리단계);
    (ⅲ) 일부 슬러지가 포함된 상향류의 상기 1차처리수를 유출부를 통해 혐기/무산소 반응조로부터 호기반응조로 유출시키는 단계(유출단계);
    (ⅳ) 상기 호기반응조내의 일부 슬러지가 포함된 상기 1차처리수에 산기관을 통해 충분한 산소를 공급하며 2차 호기처리하여 2차처리수를 생성하는 단계(호기처리단계);
    (ⅴ) 상기 2차처리수를 침전조로 이송하여 상등수와 중력에 의해 침전된 슬러지로 분리하여 각각 배출하는 단계(분리배출단계);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하?폐수처리방법.
  6. 제 4 항에 의한 하?폐수처리장치를 이용한 하?폐수처리방법으로서,
    (ⅰ) 상기 유입수도입부를 통해 상기 유입부로 유입수를 혐기/무산소 반응조 내로 유입시키는 한편, 상기 반송관을 통해 침전조로부터 슬러지 일부를 혐기/무산소 반응조 내로 반송시키는 단계(유입단계);
    (ⅱ) 상기 혼합부를 3~20 rpm로 교반시켜 상향으로 흐르는 물의 편류를 방지하면서 생물학적 1차 혐기처리하여 1차처리수를 생성하는 단계(혐기처리단계);
    (ⅲ) 일부 슬러지가 포함된 상향류의 상기 1차처리수를 유출부를 통해 혐기/무산소 반응조로부터 호기반응조로 유출시키는 단계(유출단계);
    (ⅳ) 상기 호기반응조내의 일부 슬러지가 포함된 상기 1차처리수에 산기관을 통해 충분한 산소를 공급하며 2차 호기처리하여 2차처리수를 생성하는 단계(호기처리단계);
    (ⅴ) 상기 2차처리수를 침전조로 이송하여 상등수와 중력에 의해 침전된 슬러지로 분리하여 각각 배출하는 한편, 슬러지 일부를 상기 반송관을 통해 혐기/무산소 반응조로 반송시키는 단계(분리배출단계);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하?폐수처리방법.
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