KR101352339B1

KR101352339B1 - 수중 펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치

Info

Publication number: KR101352339B1
Application number: KR1020110078873A
Authority: KR
Inventors: 김억조
Original assignee: (주) 영동엔지니어링
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2014-01-15
Also published as: KR20130016769A

Abstract

본 발명은 고도수처리 반응조로 오염원수가 유입되어 질소 및 인 처리를 수행하는 생물학적 질소, 인 고도처리 장치에 있어서, 상기 고도수처리 반응조(100)는 격벽에 의해 복수 개의 셀로 나누어지고, 각 셀에는 수중 교반장치(120)를 포함하되, 상기 수중교반장치(120)는 고도수처리 반응조(100)의 하부 1/3 내지 바닥 부분에 설치되어 수중에서 교반 작용을 일으키며, 유속이 1~3m/s 이 되도록 가동되어 슬러지 침강이 일어나지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

수중 펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치{The Advanced Treatment Apparatus Equipped Submersible Pump For Removal Of Nitrogen And Phosphorus In Sewage}

본 발명은 고도수처리 반응조 내에 수중 펌프를 이용하여 유입수를 교반이나 순환하여 슬러지의 침강을 방지하도록 하는 수중펌프를 이용한 하폐수 내 질소·인 고도처리장치에 관한 것이다.

질소와 인의 생물학적인 처리를 위해서 다양한 방법들이 개발되어 사용되고 있으며, 가장 흔히 대표되는 공정으로 A₂O 공법이 사용되고 있으며, 그 이외에도 UCT, Bardenpho법 등 다양한 방법들이 사용되고 있다.

상기와 같은 방법들은 기본적으로 혐기조, 무산소조, 호기조 등을 직렬로 배치 설계되어 사용되고 있으며, 기본적으로 반응조 내에는 교반기가 설치되어 슬러지가 바닥에 쌓이는 것을 막아줄 필요가 있었다.

한편 호기조에서는 별다른 교반장치가 없더라도 폭기장치나 산기장치가 반응조 하부에 설치되어 어느 정도의 교반 역할을 하였기 때문에 별다른 교반장치가 필요하지 않았다.

하지만, 전형적인 호기조의 역할(완전 질산화와 인의 과잉흡수 유기물의 완전 산화가 일어남)을 하는 것이 아니라, 무산소조에서 탈질에 사용될 유기물의 공급과 Anammox 반응에 필요한 암모니아성 질소의 부분 산화를 수행하는 호기조의 역할인 경우에는 무산소조에서 필요로 하는 정도의 유기물 등이 잔존하도록 부분 산화만 일어나는 것이 바람직하였다.

이를 위해 호기조 내에서 부분 산화만 일어나도록 외부로부터의 산소의 유입을 최대한 차단하고 충분한 호기작용이 일어나지 않도록 억제할 필요가 있었다.

종래의 대한민국 특허 출원번호 제10-2006-0074617호(단계주입 상향류 반응조를 이용한 하폐수 내 질소, 인 고도처리장치)에서는 수중에서의 폭기량을 감소하고 폭기 시간을 단축하는 등 유기물 및 암모니아성 질소의 부분 산화가 일어나도록 하였다.

하지만 이에 따라 처리수의 교반 및 순환이 잘 이루어지지 않아 고도수처리 반응조 내에 슬러지가 침강되는 문제점이 발생하게 되었다.

또한 종래 고도수처리 반응조 내에 프로펠라와 같은 교반장치를 설치하는 경우에는 처리수의 교반 및 순환작용은 활발하게 진행되지만 외부로부터 산소가 유입되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공기와의 접촉을 최대한 차단하면서 고도수처리 반응조 내의 슬러지 침강이 일어나지 않도록 하는 교반 및 순환작용이 활발하게 일어날 수 있도록 한 수중 펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명은 복합 반응조로 유입된 처리수의 탈질 효과를 높일 수 있도록 설계 변경된 수중펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 고도수처리 반응조로 오염원수가 유입되어 질소 및 인 처리를 수행하는 생물학적 질소, 인 고도처리 장치에 있어서, 상기 고도수처리 반응조(100)는 격벽에 의해 복수 개의 셀로 나누어지고, 각 셀에는 수중 교반장치(120)를 포함하되, 상기 수중교반장치(120)는 고도수처리 반응조(100)의 하부 1/3 내지 바닥 부분에 설치되어 수중에서 교반 작용을 일으키며, 유속이 1~3m/s 이 되도록 가동되어 슬러지 침강이 일어나지 않도록 하는 것으로, 상기 수중 교반장치(120)는 수류를 발생시키는 수중 펌프(122)와; 상기 수중펌프와 연결되어 셀의 가장자리 일측을 따라 연장형성된 제1배관(124)과; 상기 제1배관으로부터 뻗어나온 복수의 제2배관과(126); 상기 제1,2배관의 단부에 연결되어 수중에서 처리수를 고압분사하는 배출구(129);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

삭제

그리고 복수의 제2배관(126a,126b,126c)은 수중펌프를 중심으로 외측으로 갈수록 순차적으로 길게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 배출구(129)는 배출관(127)과 상기 배출관(127)의 단부에 결합되는 레듀샤(128)로 이루어지며, 상기 레듀샤(128)의 내각은 90~150°로 제작되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제2배관(126)과 배출관(127)과의 사이각은 110~130°로 제작되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1배관(124)과 배출관(127)과의 사이각은 120~150°로 제작되는 것이 바람직하다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 수중 펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치는 오염원수가 공급되고 반응조가 격벽에 의해 복수 개의 셀로 구성되며 각 셀에는 수중 교반장치를(120) 포함하되, 무산소조에서 사용될 유기물을 공급하는 제1호기조(100); 상기 제1호기조(100)로 공급된 오염원수를 제외한 나머지 오염원수가 공급되며, 무산소 및 혐기 상태에서 처리된 반송슬러지가 공급되는 제2호기조(200); 및 상기 제1, 2호기조에서 처리된 중간 처리수가 공급되며, 무산소조, 침전조, 혐기조가 하나의 반응조로 이루어진 복합반응조(300);를 포함한다.

그리고 상기 복합반응조(300)는 상기 제1,2 호기조(100,200)에서 공급되는 처리수가 유입되는 처리수유입관(310)과; 상기 처리수유입관의 하단부에 연결되어 수직 하방으로 설치되고 외주면에 방사상으로 돌출형성된 복수개의 회전 날개(320a,320b,330c)가 다단으로 설치되고, 저장 용기의 저부에 쌓이는 슬러지를 긁어내도록 단부에 방사상으로 형성되는 스크래퍼(330)를 포함하여 이루어진 처리수 배관(340)과; 상기 처리수유입관의 내부로 관통 설치되고, 전달되는 외부의 동력에 의해 처리수 배관(340)을 회전시키는 회전축(350)과; 상기 저장용기의 상부 일측에 설치되고, 처리된 처리수가 외부로 유출되는 처리수 유출통로(360)와; 상기 저장용기의 하단에 설치되고, 저부에 쌓이는 슬러지를 외부로 배출시키는 배출통로(370);를 포함하되, 하측 부분의 회전 날개(320c) 상면에는 배출공(322)이 형성되어 유입되는 처리수가 상향류로 저장 용기 내로 배출되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

우선, 고도처리수 반응조 내의 슬러지 침강을 방지하는 효과가 있다.

그리고 복합반응조의 체류시간이 길어져 탈질 효과가 개선되는 이점이 있다.

도1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치의 고도수처리 반응조의 평면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치의 개략 구성도.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치의 고도수처리 반응조의 평면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 고도수처리 반응조(100)는 격벽에 의해 복수 개의 셀(100a,100b)로 나누어지고, 각 셀(100a,100b)에는 수중 교반장치(120)를 포함한다.

이러한 고도수처리 반응조(100)는 격벽에 의해 구분되어 교반 및 내부 순환의 효율이 높으며, 각 셀에는 수중 교반장치(120)가 포함되어 유속이 1~3m/s 이 되도록 가동되어 수류를 형성함으로써 고도수처리 반응조(100) 내에 슬러지가 침강되지 않도록 한다.

이때 수중 교반장치(120)는 고도수처리 반응조의 하부 1/3 내지 바닥 부분에 설치되어 수중에서 교반이 이루어짐에 따라 산소의 유입을 최대한 억제하여 호기 작용이 원활하게 일어나지 않도록 한다.

바람직하게는 상기 수중 교반장치(120)는 수류를 발생시키는 수중 펌프(122)와, 상기 수중펌프(122)와 연결되어 셀의 가장자리 일측을 따라 연장형성된 제1배관(124)과, 상기 제1배관(124)으로부터 뻗어나온 복수의 제2배관(126a,126b,126c)과, 상기 제1,2배관(124,126)의 단부에 연결되어 물 속에서 처리수를 고압 분사하는 배출구(129)로 이루어진다.

이때 복수의 제2배관(126a,126b,126c)은 수중펌프(122)를 중심으로 외측으로 갈수록 순차적으로 길게 형성된다.

이와 같이 제2배관(126a,126b,126c)의 길이가 점차 길게 형성됨으로써 처리수가 한 방향으로만 분사되는 것이 아니라 여러 방향으로 처리수를 고압 분사할 수 있도록 한다.

그리고 상기 배출구(129)는 배출관(127)과 상기 배출관(127)의 단부에 결합되는 레듀샤(128)로 이루어지며, 상기 레듀샤(128)의 내각은 90~150°로 제작되어 처리수의 순환이 잘 이루어지도록 한다.

또한 상기 제2배관(126)과 배출관(127)과의 사이 각은 110~130°로 제작되며, 상기 제1배관(124)과 배출관(127)과의 사이 각은 120~150°로 제작되는 것이 바람직하다.

도시된 바와 같이 상기 제2배관(126)과 배출관(127)과의 110~130°사이 각을 두어 제작함으로써 처리수가 소정의 각도로 분사되어 전체적으로 내부 순환이 잘 이루어질 수 있도록 하며, 제1배관(124)과 배출관(127) 사이는 120~150°의 사이각을 두도록 제작되어 고도처리수 반응조(100)의 가장자리에도 처리수가 잘 분사될 수 있도록 한다.

바람직하게는 상기 제1배관(124)에서 제2배관(126)을 향하는 경로를 차단하는 밸브를 설치하여 배출구(129)를 통해 고압 분사되는 물살의 세기 및 양을 조절하는 것이 바람직하다.

다음으로 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치의 개략 구성도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 제1호기조(100), 제2호기조(200), 복합 반응조(300)로 이루어진다.

상기 제1호기조(100)는 오염원수의 10~40%가 공급되며 격벽에 의해 복수 개의 셀로 구성되며 각 셀에는 수중 교반장치(120)를 포함하되, 무산소조에서 사용될 유기물과 Anammox 반응을 이루기 위한 부분 질산화된 질소를 공급한다.

상기 제1호기조(100)는 수중에서 교반 및 내부 순환이 일어남에 따라 슬러지의 침강이 일어나지 않으며 외부에서의 산소 유입이 억제된다.

이와 같이 제1호기조(100)에서 무산소조로 필요로 하는 탄소원인 유기물과 Anammox 반응을 이루기 위한 부분 질산화된 질소를 제공하는 경우 제1 호기조(100)에서의 지나친 유기물의 산화는 바람직하지 않으므로 충분한 호기 작용이 일어나지 않도록 외부에서 산소가 유입되지 않도록 하는 것이 중요하다.

여기서 상기 수중 교반장치(120)에 대해서는 앞에서 상세하게 설명하였음으로 여기서의 설명은 생략하기로 한다.

다음으로 제2호기조(200)는 상기 제1호기조(100)로 공급된 오염원수를 제외한 나머지 오염원수가 공급되며, 유기물의 완전 산화와 암모니아성 질소의 완전 질산화를 이루며 무산소 및 혐기 상태에서 처리된 반송 슬러지가 공급된다.

이러한 제2호기조(200)에서는 충분한 질산화과정과 유기물의 산화 그리고 인의 과잉 흡수가 이루어지며 전형적인 호기조의 역할을 수행하게 된다.

그리고 상기 복합 반응조(300)는 상기 제1, 2호기조(100,200)에서 처리된 중간 처리수가 공급되며, 무산소조, 침전조, 혐기조가 하나의 반응조로 이루어진 구성요소이다.

보다 상세하게 살펴보면, 상기 복합반응조(300)는 상기 제1,2호기조(100,200)에서 공급되는 처리수가 유입되는 처리수유입관(310)과, 상기 처리수유입관(310)의 하단부에 연결되어 수직 하방으로 설치되고 외주면에 방사상으로 돌출형성된 복수개의 회전 날개가 다단으로 설치되고 저장 용기의 저부에 쌓이는 슬러지를 긁어내도록 단부에 방사상으로 형성되는 스크래퍼(330)를 포함하여 이루어진 처리수 배관과, 상기 처리수유입관(310)의 내부로 관통 설치되고, 전달되는 외부의 동력에 의해 처리수배관(340)을 회전시키는 회전축(350)과, 상기 저장용기의 상부 일측에 설치되고, 처리된 처리수가 외부로 유출되는 처리수 유출통로와, 상기 저장용기의 하단에 설치되고, 저부에 쌓이는 슬러지를 외부로 배출시키는 배출통로를 포함하되, 하측 부분의 회전 날개 상면에는 배출공(322)이 형성되어 유입되는 처리수가 상향류로 저장 용기 내로 배출되도록 한다.

이와 같이 상기 배출공(322)이 하측 부분의 회전날개(320c)에만 형성되는 이유는 상향류로 배출되는 처리수가 반응조에 머무르는 체류 시간을 오랫동안 유지하기 위함이다.

또한 상측과 하측의 회전 날개(320c)에 모두 배출공(322)이 형성되는 경우에 전체적으로 수압의 변화 때문에 처리수 내의 슬러지가 배출공(322)에 끼이는 문제 등이 발생하기 때문에 하측부의 회전날개에만 배출공(322)이 형성되는 것이 바람직하다. 이상과 같이 본 발명은 고도수처리 반응조 내의 슬러지 침강을 방지하도록 수중 펌프를 이용하여 내부순환이 일어나도록 하는 수중펌프를 이용한 하 폐수 내 고도처리장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같이 본 고안의 기본적인 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 고도수처리 반응조, 제1호기조
100a,100b: 셀
120: 수중교반장치
122: 수중 펌프
124: 제1배관
126,126a,126b,126c : 제2배관
127: 배출관
128: 레듀샤
129: 배출구
130: 밸브
200: 제2호기조
300: 복합반응조
310: 처리수유입관
320a,320b,320c,: 회전날개
322: 배출공
330: 스크래퍼
340: 처리수배관
350: 회전축
360: 외부통로
370: 배출통로

Claims

고도수처리 반응조로 오염원수가 유입되어 질소 및 인 처리를 수행하는 생물학적 질소, 인 고도처리 장치에 있어서,
상기 고도수처리 반응조(100)는 격벽에 의해 복수 개의 셀로 나누어지고, 각 셀에는 수중 교반장치(120)를 포함하되,
상기 수중교반장치(120)는 고도수처리 반응조(100)의 하부 1/3 내지 바닥 부분에 설치되어 수중에서 교반 작용을 일으키며, 유속이 1~3m/s 이 되도록 가동되어 슬러지 침강이 일어나지 않도록 하는 것으로,
상기 수중 교반장치(120)는,
수류를 발생시키는 수중 펌프(122)와; 상기 수중펌프(122)와 연결되어 셀의 가장자리 일측을 따라 연장형성된 제1배관(124)과; 상기 제1배관(124)으로부터 뻗어나온 복수의 제2배관과(126); 상기 제1,2배관(124,126)의 단부에 연결되어 수중에서 처리수를 고압분사하는 배출구(129);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치.
삭제
제1항에 있어서,
복수의 제2배관(126a,126b,126c)은
수중펌프를 중심으로 외측으로 갈수록 순차적으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 수중펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치.
제1항에 있어서,
상기 배출구(129)는 배출관(127)과, 상기 배출관(127)의 단부에 결합되는 레듀샤(128)로 이루어지며, 상기 레듀샤(128)의 내각은 90~150°로 제작되는 것을 특징으로 하는 수중펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치.
제4항에 있어서,
상기 제2배관(126)과 배출관(127)과의 사이 각은 110~130°로 제작되는 것을 특징으로 하는 수중펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치.
제4항에 있어서,
상기 제1배관(124)과 배출관(127)과의 사이 각은 120~150°로 제작되는 것을 특징으로 하는 수중펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치.
오염원수가 공급되고 반응조가 격벽에 의해 복수 개의 셀로 구성되며 각 셀에는 수중 교반장치를(120) 포함하되, 무산소조에서 사용될 유기물을 공급하는 제1호기조(100);
상기 제1호기조(100)로 공급된 오염원수를 제외한 나머지 오염원수가 공급되며, 무산소 및 혐기 상태에서 처리된 반송슬러지가 공급되는 제2호기조(200); 및
상기 제1, 2호기조에서 처리된 중간 처리수가 공급되며, 무산소조, 침전조, 혐기조가 하나의 반응조로 이루어진 복합반응조(300);를 포함하되,
상기 복합반응조(300)는
상기 제1,2 호기조(100,200)에서 공급되는 처리수가 유입되는 처리수유입관(310)과; 상기 처리수유입관의 하단부에 연결되어 수직 하방으로 설치되고 외주면에 방사상으로 돌출형성된 복수개의 회전 날개(320a,320b,330c)가 다단으로 설치되고, 저장 용기의 저부에 쌓이는 슬러지를 긁어내도록 단부에 방사상으로 형성되는 스크래퍼(330)를 포함하여 이루어진 처리수 배관(340)과; 상기 처리수유입관의 내부로 관통 설치되고, 전달되는 외부의 동력에 의해 처리수 배관(340)을 회전시키는 회전축(350)과; 상기 저장용기의 상부 일측에 설치되고, 처리된 처리수가 외부로 유출되는 처리수 유출통로(360)와; 상기 저장용기의 하단에 설치되고, 저부에 쌓이는 슬러지를 외부로 배출시키는 배출통로(370);를 포함하되,
하측 부분의 회전 날개(320c) 상면에는 배출공(322)이 형성되어 유입되는 처리수가 상향류로 저장 용기 내로 배출되는 것을 특징으로 하는 수중펌프를 이용한 하 폐수 내 질소·인 고도처리장치.
삭제