KR101271327B1 - 미생물담체를 이용한 침전배플을 가지는 폐수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수 중에 포함된 난분해성 유기물 또는 유기성 질소 유발물질이 과도하게 흡착 및 축적되어 활성도가 저하된 미생물을 포함한 슬러지를 배출할 수 있도록 간이 침전기능을 부여하여 수처리 효율성을 높일 수 있도록 한 미생물담체를 이용한 침전배플을 가지는 수처리장치에 관한 것으로서,
원 폐수를 일시 저장토록 하기 위한 집수조와, 상기 집수조로부터 이송된 폐수를 화학약품과 반응시켜 응집시키기 위한 화학 응집반응조와, 상기 응집반응조에서 발생 되는 응집물을 침전시켜 제거토록 하기 위한 1차침전조와, 상기 1차침전조의 상등수만을 이송시켜 호기성 미생물에 의한 소화 및 배양/증식이 이루어지도록 하기 위한 포기조와, 상기 포기조에서 생성된 활성오니에 의하여 흡착된 오염물질을 침전시켜 제거토록 하기 위한 2차침전조와, 상기 1차침전조와 2차침전조로부터 발생 되는 침전 오니는 탈수시설을 이용하여 탈수시켜 감량화시킨 후 처리하는 수처리장치에 있어서;
상기 집수조 또는 포기조에 미생물의 부착 및 성장이 가능한 록매트(Lock Mat)형의 미생물 담체를 이용하여 하나 이상의 침전배플을 설치하여 임시로 포기부와 침전부로 구획하여 처리할 수 있도록 한 것이 특징이다.

Description

미생물담체를 이용한 침전배플을 가지는 폐수처리장치{WASTE WATER TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 미생물담체를 이용한 침전배플을 가지는 폐수처리장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 미생물 담체의 일종인 록매트(Lock Mat)메디아를 이용하여 슬러지(MLSS)의 침전 유도를 통하여 폐수처리장치의 처리효율 개선할 수 있도록 한 미생물담체 설치구조의 제공에 관한 것이다.

통상적으로 폐수처리장치에서 화학적 응집침전반응에 의한 전처리공정만으로 미약하였던 난분해성 유기계 폐수를 임의성 미생물에 의한 생물흡착반응에 의한 공정추가로 전처리공정에 의하여 얻을 수 있는 처리효율을 크게 상승시킬 수 있어 호기성 미생물을 이용한 활성오니법에 의한 폐수처리시스템을 최적의 경제성으로 최대의 처리효율을 얻을 수 있도록 운영하고 있다.

상기와 같이 처리효율성을 높이기 위하여 종래에는 도 5에 도시된 바와 같이 수처리장치를 구성하는 집수조(10)를 임의성 포기부(1)와, 임의성 침전부(2)와, 임의성 유량조정부(3)로 이루어지는 임의성 미생물 반응조로 구성한다.

이때 상기 임의성 미생물 반응조는 집수조(10)에 2개의 구획벽(11)(11a)이 형성되어 임의성 포기부(1), 임의성 침전부(2), 임의성 유량조정부(3)가 단계적으로 이루어질 수 있도록 하기 위한 구획된 공간이 마련한다.

상기 집수조(10)의 바닥에는 적절한 DO농도 조절 및 미생물과 폐수와의 원활한 혼합을 위한 파이프 타공식 산기관을 갖는 산소공급장치가 마련되어 구획된 임의성 포기부(1), 임의성 침전부(2), 임의성 유량조정부(3) 각각에 산소가 공급되도록 함으로서 임의성 반응조로의 수행이 가능하도록 구성하고 있다.

상기와 같은 종래 기술이 적용되는 폐수처리장치에서는 집수조를 용도변경 개조하여 이용할 경우, 또는 기존의 활성오니 포기조를 개조할 경우에는 콘크리트 격벽을 설치하고 철강재의 침전 배플의 설치가 필요하기 때문에 많은 공사기간이 필요하고 설치비용이 과다하게 소요되는 문제점이 발생한다.

이와 같이 집수조를 변경하여 포기조와 침전부 및 유량조절부를 가지도록 한 상태에서 난분해성 유기물 또는 유기성 질소 함유 폐수처리장에서 장기간의 운전이 경과 함에 따라서, 당초 통성혐기성 기초미생군(Procaryotes계)인 원핵미생물의 생흡착(Biosorption) 특성 중 순기능적인 측면에서 적용하였으나, 일부의 처리장에서 처리효율의 저하요인이 난분해성 유기물 또는 유기성 질소 유발물질이 생흡착과 생분해(Bio degradation) 과정을 거쳐서 처리되어야 하나, 생분해보다는 생흡착이 우선하여 활성 슬러지(MLSS)에 과도하게 흡착 축적되어 유용 미생물의 활성도(Activity)가 저하되는 현상이 빈번하게 일어나고 있는 실정이다.

이와 같이 유용미생물이 생분해와 흡착보다는 활성슬러지와 흡착되어 유용미생물의 활성도가 저하됨으로써 폐수처리의 효율성이 저하되는 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 변경된 집수로를 원래의 상태로 복원하는데 초기에 투자한 비용 이상이 소요되는 것은 물론, 그에 따르는 경비 또한 과다하게 소요되는 폐단이 있고, 수처리 상황에 맞게 유효적절한 가변성을 가지지 못하게 되므로 수처리 효율성이 저하된다.

또한, 전처리공정 또는 후처리공정 중간에서 활성도가 저하된 잉여슬러지의 인발 필요성이 대두 되고 있는 실정이며, 이에 따른 대책으로 고액분리공정이 필요한바, 이를 해결하기 위하여 별도의 처리조를 설치하여 운영하여야 하므로 그에 따르는 투자 및 운용비용이 과다하게 소요되고, 일시적인 사용이 있은 후에는 미사용상태로 방치되어야 하므로 수처리 효율성을 높이는 데 기여하는 것이 현실적으로 어려운 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 원 폐수를 일시 저장토록 하기 위한 집수조와, 상기 집수조로부터 이송된 폐수를 화학약품과 반응시켜 응집시키기 위한 화학 응집반응조와, 상기 응집반응조에서 발생 되는 응집물을 침전시켜 제거토록 하기 위한 1차침전조와, 상기 1차침전조의 상등수만을 이송시켜 호기성 미생물에 의한 소화 및 배양/증식이 이루어지도록 하기 위한 포기조와, 상기 포기조에서 생성된 활성오니에 의하여 흡착된 오염물질을 침전시켜 제거토록 하기 위한 2차침전조와, 상기 1차침전조와 2차침전조로부터 발생 되는 침전 오니는 탈수시설을 이용하여 탈수시켜 감량화시킨 후 처리하는 폐수처리장치에 있어서;

상기 집수조 또는 포기조에 미생물의 부착 및 성장이 가능한 록매트(Lock Mat)형의 미생물 담체를 이용하여 하나 이상의 침전배플을 설치함으로서 간단하게 포기부와 침전부로 구획하여 폐수 중에 포함된 난분해성 유기물 또는 유기성 질소 유발물질이 과도하게 흡착 및 축적되어 활성도가 저하된 미생물을 포함한 슬러지를 배출할 수 있도록 간이 침전기능을 부여할 수 있도록 한 것이 특징이다.

본 발명은 록매트형 미생물 담체를 폐수처리장치를 구성하는 미생물 반응조 내 에 탈,부착 가능하게 침전부를 구성할 수 있도록 함으로서, 난분해성 유기계 폐수의 전처리공정 효율 향상에 필요한 생흡착반응 유도용 통성혐기성 포기침전조의 구성을 용이하게 함으로서 범용화를 기대할 수 있다.

또한, 유기성 질소계 폐수처리에 있어서 난분해성 유기물의 과도한 생흡착에 의한 저해요인 발생의 지연 또는 감소 조작에 필요한 포기조 내장 침전부의 구성 및 설치를 용이하게 함으로서 처리효율의 향상은 물론 시설비 및 운전경비의 절감에 탁월한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 미생물담체를 이용한 침전배플이 폐수처리장치에 설치된 상태를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 미생물담체를 이용한 침전배플의 A, B, C방향에서 본 정면도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 미생물담체를 이용한 침전배플을 가지는 폐수처리장치에 설치된 상태를 도시한 측단면 구성도.
도 4는 본 발명을 설명하기 위한 폐수처리장치를 도시한 개념도.
도 5는 종래 기술이 적용된 폐수처리장치의 집수조를 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 미생물담체를 이용한 침전배플이 폐수처리장치에 설치된 상태를 도시한 평면도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 미생물담체를 이용한 침전배플의 A, B, C방향에서 본 정면도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 미생물담체를 이용한 침전배플을 가지는 폐수처리장치에 설치된 상태를 도시한 측단면 구성도, 도 4는 본 발명을 설명하기 위한 폐수처리장치를 도시한 개념도로서 함께 설명한다.

통상적인 폐수처리장치(100)는, 원 폐수를 일시 저장토록 하기 위한 집수조(101)와, 상기 집수조(101)로부터 이송된 폐수를 화학약품과 반응시켜 응집시키기 위한 화학 응집반응조(102)와, 상기 응집반응조(102)에서 발생 되는 응집물을 침전시켜 제거토록 하기 위한 1차침전조(103)와, 상기 1차침전조(103)의 상등수만을 이송시켜 호기성 미생물에 의한 소화 및 배양/증식이 이루어지도록 하기 위한 포기조(104)와, 상기 포기조(104)에서 생성된 활성오니에 의하여 흡착된 오염물질을 침전시켜 제거토록 하기 위한 2차침전조(105)와, 상기 1차침전조(103)와 2차침전조(105)로부터 발생 되는 침전 오니는 탈수시설(106)을 이용하여 탈수시켜 감량화시킨 후 매립이나 소각 등의 방식을 통하여 처리하는 구성이다.

본 발명에서는 집수조(101) 또는 포기조(104)에 미생물의 부착 및 성장이 가능한 록매트(Lock Mat)형의 미생물 담체(110)를 이용하여 하나 이상의 침전배플(111)을 설치하여 임시로 포기부(112)와 침전부(113)로 구획하여 폐수 중에 포함된 난분해성 유기물 또는 유기성 질소 유발물질이 과도하게 흡착 및 축적되어 활성도가 저하된 미생물을 포함한 슬러지를 배출할 수 있도록 간이 침전기능을 부여할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 침전배플(111)은, 다수 겹의 미생물 담채(110)를 스테인레스틸재질의 와이어메시 또는 망체로 된 배플베이스(114)의 내부에 수용시켜 구성하고, 상기 침전배플(111)은 집수조(101) 또는 포기조(104)의 내벽에 폭 방향으로 하나 이상 설치되는 배플레일(115)에 수납 또는 인출을 통하여 용이하게 설치하고 분리할 수 있도록 한다.

상기 배플레일(115)에 수납된 침전배플(111)은 볼트 너트 조합과 같은 단속수단에 의하여 유동하지 않도록 견고한 고정상태를 유지할 수 있도록 함은 당연할 것이다.

상기 침전배플(111)의 정면에는 포기부(112)의 공기 포기에 의하여 발생 되는 수평 흐름 와류를 차단 시키고, 흐름의 속도를 감소시키면 고형물을 침전부(113)의 하부로 침전 분리를 유도할 수 있도록 다수개의 개구부(116)를 형성한다.

상기 개구부(116)는 각각의 침전배플(111)의 상부와 중간부 및 하부에 소정의 간격을 이격시켜 배치하면서 인접한 침전배플(111)에 형성되는 개구부(116)와 서로 겹치지 않도록 지그재그 형태로 배치하는 것이 바람직하다.

상기 포기부(112) 또는 포기부(112)에 근접한 침전배플(111)에는 하부로 침전된 고형물 또는 슬러지를 에어리프팅을 통하여 포기부(112)의 상방으로 반송시켜 침전부(113)로 이동할 수 있도록 유도하기 위한 산기관(117)을 더 설치한다.

상기 침전부(113)에는 하부에 침적된 슬러지를 재이용을 위하여 미생물 반응조로 보내거나, 슬러지 처리장치로 보내기 위한 수집 및 이송장치를 더 설치하여 구성한다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 미생물담체를 이용한 침전배플을 가지는 폐수처리장치(100)는, 집수조(101)를 통하여 원 폐수를 일시 저장하고, 집수조(101)의 폐수는 응집반응조(102)로 이송되어 화학약품과 반응시켜 응집시킨다.

상기 응집반응조(102)에서 발생 되는 응집물은 1차침전조(103)에서 침전시켜 제거하고, 응집물이 침전된 후의 상등수는 포기조(104)로 이송되어 호기성 미생물에 의한 소화 및 배양/증식이 이루어지도록 한다.

포기조(104)에서 생성된 활성오니에 의하여 흡착된 오염물질은 2차침전조(105)로 이동되어 침전시켜 제거하고, 1,2차침전조(103, 105)로부터 발생 되는 침전 오니는 탈수시설(106)을 이용하여 탈수시켜 감량화시킨 후 매립이나 소각 등의 방식을 통하여 처리하는 과정을 반복하게 된다.

이와 같은 폐수처리 과정에서, 난분해성 유기물 또는 유기성 질소 유발물질이 미생물의 생흡착(Biosorption) 특성에 의하여 생분해(Bio degradation) 되지 아니한 상태로 활성슬러지에 흡착 축적됨으로써 인하여 유용 미생물의 활성도(Activity)가 현저히 저하되어 처리효율이 감소(저하) 되는 진단결과가 나오면, 폐수처리장치(100)를 구성하는 집수조(101) 또는 포기조(104)에 침전배플(111)을 설치하여 임시로 포기부(112)와 침전부(113)를 형성한 후 폐수 중에 포함된 난분해성 유기물 또는 유기성 질소 유발물질이 과도하게 흡착 및 축적되어 활성도가 저하된 미생물을 포함한 슬러지를 배출할 수 있도록 하면 된다.

상기 침전배플(111)의 설치는, 집수조(101) 또는 포기조(104)의 내벽에 고정된 배플레일(115)에 침전배플(111)을 결합시켜 집수조(101) 또는 포기조(104)가 침전배플(111)에 의하여 임시로 포기부(112)와 침전부(113)로 구획되도록 한다.

이러한 상태에서 폐수처리를 수행하면, 집수조(101) 또는 포기조(104)로 유입되는 폐수가 침전배플(111)에 의하여 구획된 포기부(112)에서 침전부(113)로 이동하게 되고, 이 과정에서 포기부(112)에 의하여 슬러지와 같은 응집물이 포기부(112)의 상층으로 이동하면서 침전배플(111)에 형성되는 개구부(116)를 통하여 침전부(113)로 이동한 후 침전부(113)의 바닥에 침전된다.

이와 같이 포기부(112)에서 발생하는 포기에 의하여 침전부(113)로 수평 이동하는 과정에서 침전배플(111)에 의하여 수평와류 현상을 방지하여 침전분리를 유도할 수 있게 되고, 특히 침전배플(111)에 형성되는 개구부(116)가 인접한 침전배플(111)의 개구부(116)와 일치하지 않는 지그재그형태로 형성하고 있으므로 가능하게 된다.

또한, 포기부(112)의 하방으로 침전되는 응집물은 포기부(112)의 하방 또는 포기부(112)와 인접한 침전배플(111)에 설치되는 산기관(117)으로부터 방출되는 에어에 의하여 응집물이 포기부(112)의 바닥으로 침전하지 않고 상층으로 이동된 후 수평 이동을 통하여 침전부(113)로 이동하여 침전되게 된다.

이와 같이 분리 침전된 응집물은 미생물 반응조 또는 슬러지 처리장치로 보내어지고, 침전부(113)의 상등수만 응집반응조(102) 또는 2차침전조(105)로 이송되어 정상적인 처리과정을 거치도록 하면 된다.

물론, 이러한 과정으로 폐수처리가 정상적으로 환원되었을 경우에는 집수조(101) 또는 포기조(104)에 설치한 침전배플(111)를 분리하여 이탈시킴으로써 초기와 같은 처리절차를 통하여 폐수처리를 수행할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 폐수처리장치의 활성도의 회복을 목적으로 본 발명 시설의 설치와 운용에 의한 잉여슬러지의 인발이 필요하고, 적절한 단계에서 인발이 필요한 경우 선택적으로 집수조 또는 포기조에 간단하게 설치하여 효율적인 폐수처리를 수행하여 유용 미생물 슬러지의 활성도를 최상으로 유지할 수 있는 장점을 가진다.

100; 폐수처리장치
101; 집수조
104; 포기조
110; 담체
111; 침전배플
112; 포기부
113; 침전부
115; 배플레일
116; 개구부
117; 산기관

Claims (4)

1. 원 폐수를 일시 저장토록 하기 위한 집수조와;
   상기 집수조로부터 이송된 폐수를 화학약품과 반응시켜 응집시키기 위한 화학 응집반응조와;
   상기 응집반응조에서 발생 되는 응집물을 침전시켜 제거토록 하기 위한 1차침전조와;
   상기 1차침전조의 상등수만을 이송시켜 호기성 미생물에 의한 소화 및 배양/증식이 이루어지도록 하기 위한 포기조와;
   상기 포기조에서 생성된 활성오니에 의하여 흡착된 오염물질을 침전시켜 제거토록 하기 위한 2차침전조와;
   상기 1차침전조와 2차침전조로부터 발생 되는 침전 오니를 탈수시켜 감량화시키는 탈수시설과;
   상기 집수조 또는 포기조에 미생물의 부착 및 성장이 가능한 록매트(Lock Mat)형의 미생물 담체로 하나 이상의 침전배플을 설치하여 포기부와 침전부로 구획하여 폐수처리장치를 구성하고;
   상기 침전배플은, 다수 겹의 미생물 담채를 배플베이스 내부에 수용시켜 구성하고;
   상기 침전배플은 집수조 또는 포기조의 내벽에 폭 방향으로 하나 이상 설치되는 배플레일에 수납 또는 인출을 통하여 설치 또는 분리할 수 있도록 하고;
   상기 침전배플에는 포기부의 포기에 의하여 발생 되는 수평 흐름 와류를 차단 시키고, 흐름의 속도를 감소시키면 고형물을 침전부의 하부로 침전 분리를 유도할 수 있도록 다수개의 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 미생물담체를 이용한 침전배플을 가지는 폐수처리장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서;
   상기 개구부는 인접한 침전배플에 형성되는 개구부와 서로 겹치지 않도록 지그재그 형태로 배치하는 것을 특징으로 하는 미생물담체를 이용한 침전배플을 가지는 폐수처리장치.

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