KR101192378B1 - 매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오수고도 정화처리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오수 및 분뇨 등의 효율적 처리(고도처리)가 가능한 원통형(또는 각형) 구조의 매립탱크형 오수 고도 정화 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명은 매립형 탱크에 구비되는 오수 정화 처리 장치에 관한 것으로, 상기 매립형 탱크의 일측 상부에 구비된 오수 유입구로 유입된 오수의 고형물 및 침전물을 분리한 후 배출시키는 침전분리조와, 상기 침전분리조에서 유입되는 오수의 저류와 이송을 조절하는 펌프를 구비하고, 하부에는 산기관이 구비된 유량조정조와, 상기 유량조정조에서 펌핑되는 오수와 반송된 농축 슬러지(미생물)가 하부로 유입되어 혐기성 상태에서 교반기에 의해 교반되어 인이 방출된 오수를 배출시키는 탈인조와, 상기 탈인조에서 오수가 유입되도록 상기 탈인조와 이송침전관으로 연통되어 있으며, 하부에 산기관 및 교반기가 구비된 반응조와, 상기 반응조와 연통되는 복수의 월류공을 구비하여 고농도 슬러지(미생물)는 상기 반응조에서 유입되고 저농도의 슬러지는 상기 반응조로 방출되는 과정에 의해 농축된 농축 슬러지의 일부는 상기 탈인조로 펌프의 펌핑으로 반송시키고, 나머지는 펌프의 펌핑으로 배출시키는 침지식 농축조 및 상기 매립형 탱크의 타측 상부에 구비된 오수 방류구로 상기 반응조의 상등수 만을 분리하여 배출하는 방류조를 포함하여 구성되는 매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치를 제공한다.

Description

매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치{Sewage treatment apparatus equipped in underground tank}

본 발명은 오수고도 정화처리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오수 및 분뇨 등의 효율적 처리(고도처리)가 가능한 원통형(또는 각형) 구조의 매립탱크형 오수 고도 정화 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공공하수처리장을 제외한 개인 오수처리시설은 기존법령으로 BOD. 및 SS(부유물질) 처리율만 규제하였으나, 향후(유예기간: 2012년까지) 50㎥/일 이상은 BOD, SS(부유물질), T-N, T-P.등의 배출량 등이 규제 대상에 포함된다.

현재 주거지역 및 개인오수시설에 설치되는 기존의 정화조는 원형 F.R.P. 또는 PE 재질의 원통 및 사각형 통으로 제작 설치되고 있으며, 현재까지는 처리용량 BOD, SS(부유물질) 제거율 만을 적용한 시설이 설치되고 있으며, 현재 일반적으로 제작 및 판매 설치되는 F.R.P 또는 P.E. 재질의 매립 탱크형 정화조는 BOD, SS, 처리율이 낮고 질소(T-N), 인(T-P)처리 방안에 대해서는 실제 보유기술이 개발되지 않은 실정이다. 일부 정화조 업체에서 질소(T-N), 인(T-P), 처리 장치를 적용하고는 있으나 실제 처리효율은 낮은 편이다.

또한, 매립형 탱크 정화조의 특성상 작은 체적공간에 여러 개의 격벽을 설치하여 처리조를 구분하여 운용하여야 하므로, 개개의 처리조 체적이 작아 처리효율이 낮은 편이며, 시스템의 구성 또한 일반적으로 BOD, SS만 처리하는 경우 오수가 인입되는 유량조→ 반응조(1,2)→ 침전조 →방류조(처리된오수 방류)로 구성되어 실제 처리 효율이 낮으며, 특히 탈질(질소제거) 및 인(P)제거를 위한 처리공정은 설치되어 있지않아 질소(N)은 극히 일부만 대기중으로 자연으로 배출되며, 인(P)의 처리는 거의 불가능한 문제점을 안고 있다.

또한, 총질소(T-N). 총인(T-P)의 처리가 가능한 것으로 알려진 일부 시스템은 매립 탱크형 정화조 내부에 설치되는 처리조의 수가 많아 매립형 탱크의 체적이 커지는 문제점이 있다.

또한, 매립형 탱크방식의 정화조 시스템은 탱크 내부의 처리조의 수가 많아지며 매립 공사비용이 많이 소요되며 탈인, 탈질 효율이 낮으며, 방류수 배출시 상부의 스컴(SCUM)과 침전조의 월류로 인한 슬러지 혼입 등이 여과 없이 방류 수질을 오염시키는 문제점을 안고 있다.

그리고 매립 탱크형 정화조의 구조상 제작이 용이한 횡치원통 또는 사각형으로 많이 제작되고 있으며 용적 사용 효율이 낮아 필요 이상으로 터파기 비용 및 공사비용이 많이 소요되며, 또한 반대 현상으로 정화조의 부피를 줄이기 위해 처리조 각각의 부피를 축소하여 오수처리의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 사용 용적률을 향상시키고 현재 적용되는 BOD, SS처리율 외에 향후 규제되는 총인(T-N), 총질소(T-N) 처리율을 향상시키기 위해 고안되었으며, 기존 매립형 정화조에서 설치되지 않았던 탈인조와 침지식 농축조를 설치하여 인(P)의 제거와 질소(N)의 탈질(N₂ 가스상태)이 용이하며, 처리된 분뇨 및 오수의 정화수를 방류하는 방류조에는 정화된 상등수 만을 배출하기 위해 설치되는 중력식 DECANTER를 구비하여 방류펌프가 저류되고 있는 처리수 수위 최상부의 일정깊이에서(상부수위100~150mm하면) 수위와 함께 연동되어 하부의 슬러지 및 상부의 스컴(SCUM)이 혼입 방류되지 않는 구조로 되어있어 상등수 만을 분리배출하게 고안되어 있다.

중력식 DECANTER는 방류펌프와 무게추(WEIGHT)의 무게균형(BALANCE)에 의해 수위에 따라 상하로 수위와 연동되어 슬러지(SLUDGE) 및 상부의 스컴(SCUM)이 방류구로 배출되지 않도록 구성한 최상의 정화조 시스템을 제공하기 위한 것이다.

종래의 오수정화조는 BOD, SS만을 제거하는 경우 오수 유입 →유량조정조→1반응조(폭기조)→2반응조(폭기조)→3반응조(폭기조)→침전조→방류조→방류의 처리공정도로 구성되는 호기성 미생물에 의한 분해 방법인 활성 슬러지법 또는 접촉 산화법 등이 많이 이용되고 있으나 처리효율이 낮아 방류수 일부 오염 물질만 정화된 상태로 방류 수질 상태가 좋지 않은 방류수가 강, 하천에 유입됨으로써 하천 오염에 심각한 영향을 미치고 있으며, 총질소(T-P). 총인(T-P)의 처리가 가능한 것으로 알려진 일부 시스템은 상기 기술한 BOD, SS만을 제거하기위한 정화조 시스템 외에 “혐기조”, “무산소조”,“침전조”,“농축 저류조”등의 처리조가 추가로 설치되어 많은 수의 처리조로 인해 매립형 탱크 정화조의 용적이 커지게 되는 단점을 보완하고자 한다.

본 발명은 매립형 탱크(1)에 구비되는 오수 정화 처리 장치에 관한 것으로, 상기 매립형 탱크(1)의 일측 상부에 구비된 오수 유입구(2)로 유입된 오수의 고형물 및 침전물을 분리한 후 배출시키는 침전분리조(11);와, 상기 침전분리조(11)에서 유입되는 오수의 저류와 이송을 조절하는 펌프(53)를 구비하고, 하부에는 산기관(52)이 구비된 유량조정조(13);와, 상기 유량조정조(13)에서 펌핑되는 오수와 반송된 농축 슬러지(미생물)가 하부로 유입되어 혐기성 상태에서 교반기(54)에 의해 교반되어 인이 방출된 오수를 배출시키는 탈인조(14);와, 상기 탈인조(14)에서 오수가 유입되도록 상기 탈인조(14)와 이송침전관(46)으로 연통되어 있으며, 하부에 산기관(58) 및 교반기(57)가 구비된 반응조(16);와, 상기 반응조(16)와 연통되는 복수의 월류공(24)을 구비하여 고농도 슬러지(미생물)는 상기 반응조(16)에서 유입되고 저농도의 슬러지는 상기 반응조(16)로 방출되는 과정에 의해 농축된 농축 슬러지의 일부는 상기 탈인조(14)로 펌프(55)의 펌핑으로 반송시키고, 나머지는 펌프(56)의 펌핑으로 배출시키는 침지식 농축조(15); 및 상기 매립형 탱크(1)의 타측 상부에 구비된 오수 방류구(4)로 상기 반응조(16)의 상등수 만을 분리하여 배출하는 방류조(17);를 포함하여 구성되는 매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치를 제공한다.

여기서, 하부에 산기관(51)이 구비되어 상기 침지식 농축조(15)에서 슬러지 배출배관(71)으로 배출되는 농축 슬러지가 유입되어 추가로 폭기 및 교반을 진행한 후에 방출하고, 상부에는 발생된 공기가 방출되는 공기통로(6)가 구비된 농축저류조(12);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치도 제공한다.

본 발명에 따른 오수 고도 정화 처리 장치를 이용하면,

첫째, 종래 일반 오수 처리조에서 처리가 불가능하던 탈질(질소제거) 처리 및 탈인(인:P 제거)처리가 가능한 오수의 고도정화처리가 가능하다.

둘째, 침지식 농축조에 침전되는 슬러지가 월류공에 의해 고농축 슬러지의 분리 농축이 가능해 고농도의 슬러지 농축이 가능하다.

셋째, 반응조에서 침전 분리후 배출되는 처리된 배출수 배출시 중력식 Decanter에 의해 하부 슬러지와 상부 스컴(SCUM)의 혼입 배출을 방지하고 상등수 만을 분리배출할 수 있다.

넷째, 슬러지의 반송 및 잉여슬러지의 배출을 위한 에어펌프로 공급되는 에어량의 조절이 용이해 반송슬러지 및 잉여슬러지의 배출 조절이 용이하다.

다섯째, 반응조에서 교반→포기→교반→포기 공정을 거치며, 유기성 질소, 암모니아성 질소는 →아질산성 질소 →질산성 질소 →탈질(질소제거) 과정을 거쳐 질소는 대기중으로 방출 탈질(제거)되며, 인(P) 제거 미생물에 의해 반응조의 폭기 조건에서 인(P) 과잉 섭취 공정과 탈인조로 반송 탈인 과정(인(P) 방출)을 반복하면서 미생물의 인(P) 과잉 섭취량이 늘어나며, 인(P)을 과잉 섭취한 미생물을 반응조에서 월류시켜 침지식 농축조에서 고농축 폐기하여 인을 제거하는 오수의 고도 처리 정화가 가능하다.

도 1은 본 발명을 나타내는 정면투시도이고,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 평면도 및 정면도이며,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 평면도 및 정면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

도 1은 본 발명을 나타내는 정면투시도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 평면도 및 정면도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 평면도 및 정면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하도록 한다.

도 1에서 보듯이, 본 발명은 매립형 탱크(1)에 구비되는 오수 정화 처리 장치에 관한 것으로, 상기 매립형 탱크(1)의 일측 상부에 구비된 오수 유입구(2)로 유입된 오수의 고형물 및 침전물을 분리한 후 배출시키는 침전분리조(11);와, 상기 침전분리조(11)에서 유입되는 오수의 저류와 이송을 조절하는 펌프(53)를 구비하고, 하부에는 산기관(52)이 구비된 유량조정조(13);와, 상기 유량조정조(13)에서 펌핑되는 오수와 반송된 농축 슬러지(미생물)가 하부로 유입되어 혐기성 상태에서 교반기(54)에 의해 교반되어 인이 방출된 오수를 배출시키는 탈인조(14);와, 상기 탈인조(14)에서 오수가 유입되도록 상기 탈인조(14)와 이송침전관(46)으로 연통되어 있으며, 하부에 산기관(58) 및 교반기(57)가 구비된 반응조(16);와, 상기 반응조(16)와 연통되는 복수의 월류공(24)을 구비하여 고농도 슬러지(미생물)는 상기 반응조(16)에서 유입되고 저농도의 슬러지는 상기 반응조(16)로 방출되는 과정에 의해 농축된 농축 슬러지의 일부는 상기 탈인조(14)로 펌프(55)의 펌핑으로 반송시키고, 나머지는 펌프(56)의 펌핑으로 배출시키는 침지식 농축조(15); 및 상기 매립형 탱크(1)의 타측 상부에 구비된 오수 방류구(4)로 상기 반응조(16)의 상등수 만을 분리하여 배출하는 방류조(17);를 포함하여 구성된다.

또한, 하부에 산기관(51)이 구비되어 상기 침지식 농축조(15)에서 슬러지 배출배관(71)으로 배출되는 농축 슬러지가 유입되어 추가로 폭기 및 교반을 진행한 후에 방출하고, 상부에는 발생된 공기가 방출되는 공기통로(6)가 구비된 농축저류조(12);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에 따른 오수 정화 처리 장치는 종래의 정화조 시스템에 구비되지 않았던 침전분리조, 농축저류조, 탈인조, 침지식 농축조가 구비되어 있으며, 이는 종래 정화조 시스템에서 이루어지지 않던 인(P) 방출과 탈질이 가능한 정화 장치를 제공하는 것이 가능하다.

특히, 매립 탱크에 구비되는 정화 장치의 특성상 작은 체적으로 인해 각 처리조의 기능을 반응조로 통합하여 교반공정, 폭기공정의 반복과 침전분리(상등수와 슬러지 분리) 공정을 제어부에 의해 시간차로 운영하여 처리조의 사용을 효율적으로 하였으며 탈질과 인(P) 방출과 섭취가 용이한 구조로 되어 있다.

기본적으로 본 발명에 따른 오수 정화 처리 장치는 매립형 탱크(1)의 일측에 오수가 유입되는 오수 유입구(1)와 반대측에 구비되어 오수가 배출되는 오수 방류구(4)가 설치되며, 매립형 탱크(1) 내부의 유체 흐름이 용이하도록 공기 배출구(3)가 설치되고, 내부 점검 및 보수가 용이하도록 맨홀(5)이 다수 설치된다.

여기서, 상기 침전분리조(11)에서 유량조정조(13)로의 오수 유입은 이들을 상호 연통하는 월류이송관(41)에 의하고, 상기 월류이송관(41)의 상기 침전분리조(11) 측 끝단에 수직으로 부착되는 수직월류관(41a)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반응조(16)의 상부에 구비되고 일단이 상기 방류조(17)와 연통된 연결호스(62);와, 상기 연결호스(62)의 타단에 구비되는 방류펌프(61);와, 일단은 상기 연결호스(62)의 타단에 연결되고 타단은 무게추(66)와 연결되어 상기 연결호스(62) 타단의 승하강을 가능하게 하는 연결와이어(65); 및 상기 반응조(16)의 상부 내측에 고정되어 상기 연결와이어(65)가 감겨 도르레 역할을 하도록 하는 활차(64);를 포함하여 구성되는 중력식 디켄터(60)를 추가로 포함하여,

상기 연결호스(62)의 타단이 상기 반응조(16)에 채워진 오수의 표면에서 일정 깊이에 잠겨진 상태로 오수의 수위와 연동되어 상하 이동하면서 오수를 펌핑하여 상기 반응조(16)의 상부에 발생되는 스컴(scum)을 제외한 상등수 만의 분리배출이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반응조(16)와 침지식 농축조(15) 상호 간에는 월류에 의해 슬러지가 농축되는 과정을 거치게 된다.

즉, 상기 반응조(16)에서는 오수의 수면이 HWL(고수면)과 LWL(저수면) 사이를 유동하게 되고, 간헐적으로 교반 및 폭기가 진행되며, 이때 오수에 포함된 슬러지는 교반 및 폭기에 의해 반응조(15) 내부에서 오수와 함께 부상 및 침전을 계속하며 요동하게 된다.

상기 침지식 농축조(15)의 상부는 오픈되어 있으며, 반응조(16)의 HWL(고수면)보다 높이가 낮아 상부가 상기 반응조(16)의 HWL(고수면)과 LWL(저수면) 사이에 위치하고 있어 교반 및 폭기시 수면 상부까지 요동 슬러지가 올라오게 되며, 이 요동 슬러지가 포함된 오수는 침지식 농축조(15)의 상부로 월류하게 된다.

월류되어 침지식 농축조(15)로 유입된 오수 및 슬러지는 침지식 농축조(15)와 반응조(16) 사이에는 격벽(25)이 설치되어 있어, 상기 격벽(25)의 상부에서는 반응조(15)에서 진행되는 교반 및 폭기에 의해 와류 및 요동의 영향을 받으나 격벽(25)의 아래부분에서는 와류 및 요동의 현상이 없으므로 반응조(16)에서 침지식 농축조(15)로 월류된 슬러지는 침지식 농축조(15)의 하부로 침강되며 상부에 체류하는 슬러지가 적게 포함된 저농도의 오수는 침지식 농축조(15)의 격벽(25)에 구비된 작은 월류공(24)을 통해 반응조로(15) 다시 배출되게 된다.

나아가, 상기 침지식 농축조(15)의 하부에 침전된 농축슬러지는 펌프(56)에 의해 농축 슬러지이송관(45)을 통해 농축저류조(12)로 이송되어 저류된다.

또한, 상기 산기관(51,52,58), 교반기(54,57) 및 펌프(53,55,56,61)와 각각 연결되어 이들의 작동을 조절하는 제어부(70);가 추가로 구비된 것이 바람직하다.

특히, 본 발명의 반응조(16)에서는 교반->폭기->교반->폭기->침전->방류의 과정이 모두 일어나게 되므로, 상기 제어부(70)의 제어에 의해 교반기 및 산기관의 순차적 작동을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은, 매립형 탱크가 복수 개로 나누어져서 구비되는 경우도 가능하다. 즉, 하나의 매립형 탱크가 아니라 복수 개의 매립형 탱크에 본 발명인 오수 정화 처리 장치가 분리되어 구비되되, 각 매립형 탱크를 배관으로 연통하여 오수 정화 처리 장치의 작동에는 문제가 없도록 하는 방식이다. 이는 제한된 공간에 오수 정화 처리 장치를 모두 구비하는 것이 어려울 수 있으므로 이를 분리해서 구비될 수 있도록 한 것이다.

도 2a 내지 도 3b는 본 발명의 다른 실시예로 제1탱크 및 제2탱크가 구비된 오수 정화 처리 장치를 도시한 것으로, 도 2a는 제1탱크의 평면도, 도 2b는 제1탱크의 정면도, 도 3a는 제2탱크의 평면도, 도3b는 제2탱크의 정면도를 나타낸 것이다.

이에 본 발명에서 일 실시예로, 상기 매립형 탱크(1)는 제1탱크(1a) 및 제2탱크(1b)로 분리되어 구성되어, 상기 침전분리조(11), 농축저류조(12) 및 유량조정조(13)는 상기 제1탱크(1a)에 구비되고, 상기 탈인조(14), 침지식 농축조(15), 반응조(16) 및 방류조(17)는 상기 제2탱크(1b)에 구비되어, 상기 유량조정조(13)와 상기 탈인조(14)는 상기 제1탱크(1a)와 제2탱크(1b)를 상호 연결하는 이송관(72)에 의해 연통되고, 상기 침지식 농축조(15)와 상기 농축저류조(12)는 상기 제1탱크(1a)와 제2탱크(1b)를 상호 연결하는 슬러지 배출배관(71a)에 의해 연통되는 것을 특징으로 한다.

다만, 이는 일 실시예일 뿐, 본 발명에서는 상기 매립형 탱크가 복수 개의 매립형 탱크로 분리되어 구비되는 다양한 방식이 가능하다.

이하에서는, 본 발명에 구비된 각 처리조에 따라 [그림 1]을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

[그림 1]

[그림 1]의 처리계통도는 본 발명의 오수정화조 처리계통도로서 종래의 정화조 시스템에 구비되지 않았던 침전분리조, 농축저류조, 탈인조 및 침지식 농축조가 구비되어 있으며, 기존 정화조 시스템에서 이루어지지 않는 인(P) 방출과 탈질이 가능한 정화시스템을 구현하고 있다.

특히, 매립탱크형 정화조는 특성상 작은 공간에서 작은 체적으로 인해 각 처리조의 기능을 반응조로 통합하여 교반 및 폭기공정의 반복과 침전분리(상등수와 슬러지 분리) 고정을 전기제어판넬에 의해 시간차로 운영하여 조의 사용공간을 효율적으로 운용하고 탈질과 인(P) 방출과 섭취가 용이한 구조로 되어 있다.

- 침전분리조(11)

오수 유입구(2)로 유입된 오수는 침전분리조(11)로 유입되며 유입된 오수는 침전분리조(11)에서 크기와 비중이 큰 고형물질 및 협잡물이 분리되며, 고형물 및 침전물이 분리된 오수는 월류이송관(41)을 통해 유량조정조(13)로 이송된다.

이때 침전분리조(11)는 오수 유입량이 일시적으로 증가 되는 경우, 월류이송관(41)에 의해 유량조정조(13)의 상부수위와 월류이송관(41) 출구 높이의 수위차까지 유량조정조(13)의 수위에 따라 일정부분 연동되어 유량조정조(13)의 기능을 일부 수행하게 되며, 월류이송관(41)의 출구 높이와 유량 조정조의 HWL(상부수위)까지의 구간 용적에 해당하는 유량 조정 기능의 수행이 가능하다.

- 농축저류조(12)

농축저류조는(12) 반응조(16)에서 인(P)을 제거하기 위해 폭기 공정에서 인(P)을 과잉 섭취한 농축 슬러지(미생물)을 저류 후 폐기하는 곳이며 슬러지의 고형화 및 인의 재방출 방지를 위해 공기 공급관으로 공기가 공급되는 산기관(51)에 의해 연속적인 폭기 및 교반이 진행되며 발생된 공기는 공기통로(6)로 방출된다.

농축저류조(12)에 저장된 인을 과잉 섭취한 폐기물은 농축저류조(12)에서 일정량이 되면 지정 차량으로 폐기 처리한다.

- 유량조정조(13)

유량조정조(13)의 유량 조정은 유량조정조(13)의 오수이송관(42)를 구동하는 펌프(53)에 의해 HWL(고수위), LWL(저수위) 구간의 유량조정이 이루어지며 펌프(53)는 반응조(16)에서 이루어지는 교반, 폭기 공정의 반복과 침전, 상등수 방류의 공정 중, 교반, 폭기 공정이 이루어지는 시간에 제어부(70)에 의해 공기가 공급되는 펌프(53)로 오수이송관(42)에 의해 탈인조(14) 하부로 이송되며, 탈인조(14)에서 교반기(54)에 의한 교반 과정을 거쳐 이송침전관(46)으로 월류되어 반응조(16)로 이송된다.

또한, 본 발명에 사용되는 펌프는 에어펌프인 것이 바람직하며, 이는 유량조정조(13) 뿐 아니라 본 발명의 다른 구성에 사용되는 것도 동일하다.

- 탈인조(14)

탈인조(14) 내부에는 침지관(43)이 상하로 길게 설치되어 있으며, 탈인조(14) 내부로의 오수 유입은 침지관(43)의 상부를 통해 탈인조(14)의 하부로 들어오게 된다.

즉, 유량조정조(13)에서 펌프(53)에 의해 유입되는 오수는 침지관(43) 상부로 투입되며, 침지식 농축조(15)에서 반응조(16)의 반응과정에서 인(P)을 과잉섭취(인제거) 후 침지식 농축조(15)에서 반송된 미생물(슬러지)도 함께 침지관(43) 상부로 투입된다. 침지관(43) 상부로 투입된 오수 및 반송 미생물(슬러지)는 침지관(43)을 타고 탈인조(14) 하부로 이송되며, 이송된 오수 및 반송 미생물(슬러지)는 교반기(54)에 의해 교반되며 미생물이 섭취하고 있던 인(P)은 방출된다.

방출된 인(P)과 오수, 그리고 탈인된 미생물은 이송침전관(46)을 통해 반응조(16)로 유입된다.

- 반응조(16)

반응조(16)에 유입되는 오수는 이송침전관(46)에 의해 미세유속으로 반응조(16) 내에서 오수 흐름에 영향을 미치지 않는 미세한 유속으로 하부에 투입되며 투입된 오수는 반응조(16) 내에서 제어부(70)에 의해 <교반> → <폭기> →<교반> →<폭기>의 반복공정을 거쳐 <침전> → <방류>의 순으로 오수정화 고도 처리 공정이 진행된다.

교반공정은 반응조(16) 내의 교반기(57)에 의해 무산소 조건의 오수의 교반이 진행되며 교반공정 중 질산화 반응이 진행된 오수의 탈질 공정이 진행되며, 이전 침전공정과 방류공정 시에 침지식 농축조(15) 하부에 침전되어 있던 인(P)을 섭취한 미생물 슬러지는 반응조(16) 하부에서 상부로 교반되면서 침지식 농축조(15)로 월류되어 연속유입된다.

침지식 농축조(15)로 월류되어 유입된 슬러지는 방향성 및 관성에 의해 하부로 침전되며 측벽의 월류공(24)에 의해 농도가 낮은 슬러지는 다시 반응조(16)로 배출되며 고농도의 슬러지 만이 농축되는 구조로 구성되어 있다.

일정시간 교반공정 진행 후 제어부(70)에 의해 교반기(57)는 정지하며 산기관(58)으로 공기(산소)가 공급되어 폭기공정이 진행된다. 폭기공정 시에는 반응조(16) 내부의 산기관(58)에 의해 공급된 산소로 호기 조건에서 질소화합물의 질산화 반응이 진행되며. 호기성 미생물의 인 과잉 섭취가 이루어진다. 폭기공정 시에도 인(P)을 섭취한 미생물 슬러지는 침지식 농축조(15)로 연속 유입되며, 월류공(24)에 의한 저농도 슬러지는 반응조(16)로 회수되고 고농도 슬러지는 침지식 농축조(15) 하부에 농축된다.

폭기공정 후 제어부(70)에 의해 다시 교반공정이 진행되며 이때 반응조(16)는 탈질 공정이 진행되며 인(P)을 과잉 섭취한 미생물은 침지식 농축조(25)로 연속적으로 월류되어 침지식 농축조(15) 하부로 침전된다.

설정된 공정 시간이 경과 하면 제어부(70)에 의해 교반기(57)는 다시 작동이정지되며, 반응조(16)는 다시 폭기공정으로 전환되며, 반응조(16) 내의 산기관(58)으로 다시 산소가 공급되어 반응조(16) 내부는 질소 화합물의 질산화 반응, 유기물의 BOD제거, 미생물의 인(P)의 과잉 섭취 공정이 진행된다.

인(P)을 과잉 섭취한 슬러지는 침지식 농축조(15)로 월류 유입된다.

반응조(16) 내부가 교반 → 폭기 → 교반 → 폭기 의 공정으로 탈질과 미생물의 인(P) 섭취, 유기물 분해가 진행되면 고액분리를 위해 반응조(16)는 침전 과정을 거치게 되며 침전 과정에서 인(P)을 섭취한 미생물과 슬러지는 하부로 침전 분리되며 상층부는 슬러지와 분리된 상등수와 수면의 스컴(SCUM)이 남게 된다.

일정시간이 경과하여 침전이 완료된 상등수는 방류펌프(61)와 무게추(66),연결호스(62), 활차고정부(63), 활차(64), 연결와이어(65)로 구성되는 중력식 디켄터(60)의 방류펌프(61) 이송관(67)을 통해 방류조(17)로 유입되며 방류관(04)을 통해 하천 또는 하수 종말 처리장으로 유입된다.

방류시 방류펌프(61)는 수위조절장치인 유량센서(68)에 의해 방류 수위가 조절되며(HWL:고수위 LWL:저수위), 수위 표면의 스컴과 하부 슬러지의 방류를 방지하기 위해 무게추(66) 무게와 방류펌프(61)에 작용하는 부력의 힘으로 매립형 탱크(1) 내부에 구비된 활차고정부(63)에 고정된 활차(64)와 연결와이어(65)에 의해 수면에서 일정깊이의 상등수만 흡입하여 방류가 가능하도록 수위와 연동 거동하게 구성된 중력식 데칸트(DECANTER) 방식으로 설치되어 있다.

즉 방류펌프(61)는 흡입 측이 수면으로부터 일정깊이에서 무게추(66)와 무게균형에 의해 수면이 내려가면 방류펌프(61)에 작용하는 부력이 약해져 방류펌프(61)가 무게추보다 무거워져서 수면과 같이 내려가며 방류펌프(61)가 수중에 깊이 잠기게 되면 방류펌프(61)에 작용하는 부력이 커져 실제 무게는 가벼워 지므로 방류펌프(61)는 상승하게 되어 있어 항시 일정한 깊이에서 하부 슬러지 및 표면의 스컴(SCUM)의 혼입 없이 처리된 상등수 만을 분리 배출하게 되어있다.

방류공정이 끝나면 반응조(16)는 제어부(70)에 의해 교반 → 폭기 → 교반 → 폭기 반복공정을 거쳐 침전 → 방류 순으로 공정을 다시 진행하게 된다.

반응조에서(16) 교반 → 폭기 → 교반 →폭기 공정을 거치며, 유기암모니아,암모니아성 질소는 아질산성질소 → 질산성 질소 → 질소의 과정을 거쳐 질소는 대기로 방출 탈질 되며, 인(P) 제거 미생물에 의해 반응조(16)의 폭기 조건에서 인과잉 섭취, 탈인조(14)로 반송 후 탈인 과정을 반복하면 미생물의 인과잉 섭취량이 늘어나 인을 섭취한 미생물을 반응조(16)에서 월류시켜 침지식 농축저류조(15)에서 고농축 폐기 인을 제거한다.

또한, 반응조(16)에는 오수의 유입관인 이송침전관(46)이 반응조 하부에 설치되어 미세한 유속으로 오수가 방출되게 구성되어 있어, 침전 방류공정에 유입유량이 유량조정조(13)에 순간적으로 일시유입되어 탈인조(14)를 거쳐 월류 유입되더라도 반응조(16) 내에서 진행 중인 침전 또는 방류공정의 슬러지층과 상등수의 층분리에 영향을 주지 않는 구조로 구성되는 것이 바람직하다.

- 침지식 농축조(15)

반응조(16)에서 인(P)를 과대 섭취한 미생물은 월류에 의해 침지식 농축조(15)에 농축되며 농축시 일측 벽에 설치된 월류공(24) 의해 고농도의 슬러지는 방향성 및 관성에 의해 하부에 침전되며 저농도의 슬러지는 반응조(16)로 방출되는 방식에 의해 고농축이 가능한 구조로 되어 있다.

농축된 슬러지의 일부는 펌프(56)에 의해 농축저류조(12)로 이송되며 이송량은 오수처리 조건을 고려해 공기조절밸브(36)에 의해 조절이 가능한 구조로 되어있다.

또한 농축 슬러지의 일부는 펌프(55)에 의해 탈인조(14) 내부로 반송되며 이는 탈인조(14) 내부에서 교반되어 반응조(16) 내부의 미생물의 농도를 조정하는 역할을 수행하게 되며, 반송량도 공기조절 밸브(36)에 의해 조절이 용이하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 물론이다.

1 : 매립형 탱크
1a : 제1탱크
1b : 제2탱크
11 : 침전분리조
12 : 농축저류조
13 : 유량조정조
14 : 탈인조
15 : 침지식 농축조
16 : 반응조
17 : 방류조

Claims (7)

1. 삭제
2. 매립형 탱크(1)에 구비되는 오수 정화 처리 장치에 관한 것으로,
   상기 매립형 탱크(1)의 일측 상부에 구비된 오수 유입구(2)로 유입된 오수의 고형물 및 침전물을 분리한 후 배출시키는 침전분리조(11);
   상기 침전분리조(11)에서 유입되는 오수의 저류와 이송을 조절하는 펌프(53)를 구비하고, 하부에는 산기관(52)이 구비된 유량조정조(13);
   상기 유량조정조(13)에서 펌핑되는 오수와 반송된 농축 슬러지가 하부로 유입되어 혐기성 상태에서 교반기(54)에 의해 교반되어 인이 방출된 오수를 배출시키는 탈인조(14);
   상기 탈인조(14)에서 오수가 유입되도록 상기 탈인조(14)와 이송침전관(46)으로 연통되어 있으며, 하부에 산기관(58) 및 교반기(57)가 구비된 반응조(16);
   상기 반응조(16)와 연통되는 복수의 월류공(24)을 구비하여 고농도 슬러지는 상기 반응조(16)에서 유입되어 침전되고 저농도의 슬러지는 상기 반응조(16)로 다시 방출되는 과정에 의해 농축된 농축 슬러지의 일부는 상기 탈인조(14)로 펌프(55)의 펌핑으로 반송시키고, 나머지는 펌프(56)의 펌핑으로 배출시키는 침지식 농축조(15); 및
   상기 매립형 탱크(1)의 타측 상부에 구비된 오수 방류구(4)로 상기 반응조(16)의 상등수 만을 분리하여 배출하는 방류조(17);를 포함하되,
   하부에 산기관(51)이 구비되어 상기 침지식 농축조(15)에서 슬러지 배출배관(71)으로 배출되는 농축 슬러지가 유입되어 추가로 폭기 및 교반을 진행한 후에 방출하고, 상부에는 발생된 공기가 방출되는 공기통로(6)가 구비된 농축저류조(12);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 침전분리조(11)에서 유량조정조(13)로의 오수 유입은 이들을 상호 연통하는 월류이송관(41)에 의하고,
   상기 월류이송관(41)의 상기 침전분리조(11) 측 끝단에 수직으로 부착되는 수직월류관(41a)이 구비되는 것을 특징으로 하는 매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 반응조(16)의 상부에 구비되고 일단이 상기 방류조(17)와 연통된 연결호스(62);
   상기 연결호스(62)의 타단에 구비되는 방류펌프(61);
   일단은 상기 연결호스(62)의 타단에 연결되고 타단은 무게추(66)와 연결되어 상기 연결호스(62) 타단의 승하강을 가능하게 하는 연결와이어(65); 및
   상기 반응조(16)의 상부 내측에 고정되어 상기 연결와이어(65)가 감겨 도르레 역할을 하도록 하는 활차(64);를 추가로 포함하여,
   상기 연결호스(62)의 타단이 상기 반응조(16)에 채워진 오수의 표면에서 일정 깊이에 잠겨진 상태로 오수의 수위와 연동되어 상하 이동하면서 오수를 펌핑하여 상기 반응조(16)의 상부에 발생되는 스컴(scum)을 제외한 상등수 만의 분리배출이 가능한 중력식 데칸트(DECANTER) 방식인 것을 특징으로 하는 매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 침지식 농축조(15)의 슬러지 농축은,
   상기 반응조(16)에서 진행되는 교반 및 폭기에 의해 오수에 포함된 슬러지가 반응조(15) 내부에서 오수와 함께 부상하여 침지식 농축조(15)의 상부로 월류되고, 월류되어 침지식 농축조(15)로 유입된 슬러지는 침지식 농축조(15)의 하부로 침강되며 상부에 체류하는 슬러지가 적게 포함된 저농도의 오수는 침지식 농축조(15)의 격벽(25)에 구비된 월류공(24)을 통해 반응조로(15) 다시 배출되는 과정의 반복에 의하는 것을 특징으로 하는 매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 산기관(51,52,58), 교반기(54,57), 펌프(53,55,56) 및 방류펌프(61)와 각각 연결되어 이들의 작동을 조절하는 제어부(70);가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치.
7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 매립형 탱크(1)는 제1탱크(1a) 및 제2탱크(1b)로 분리되어 구성되어,
   상기 침전분리조(11), 농축저류조(12) 및 유량조정조(13)는 상기 제1탱크(1a)에 구비되고, 상기 탈인조(14), 침지식 농축조(15), 반응조(16) 및 방류조(17)는 상기 제2탱크(1b)에 구비되어,
   상기 유량조정조(13)와 상기 탈인조(14)는 상기 제1탱크(1a)와 제2탱크(1b)를 상호 연결하는 이송관(72)에 의해 연통되고,
   상기 침지식 농축조(15)와 상기 농축저류조(12)는 상기 제1탱크(1a)와 제2탱크(1b)를 상호 연결하는 슬러지 배출배관(71a)에 의해 연통되는 것을 특징으로 하는 매립형 탱크에 구비된 오수 정화 처리 장치.
   

Images