KR101360016B1

KR101360016B1 - 용도에 따라 회수 가능한 하수 2차 처리수의 재이용 방법 및 이를 이용한 하수 2차 처리수의 재이용 시스템

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Publication number: KR101360016B1
Application number: KR20130019619A
Authority: KR
Inventors: 정종태; 조용현; 우달식; 한상윤; 신성훈; 김희영
Original assignee: 재단법인 한국계면공학연구소
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2014-02-12

Abstract

본 발명은 하수 처리장의 2차 처리수에 대하여 오염 물질을 제거하도록 생물막 여과필터(10)로 투입하는 생물막 여과단계(100); 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값 이하인 처리수를 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510); 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 처리수를 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법 및 이를 이용한 하수 2차 처리수의 재이용 방법을 제시함으로써, 하수 2차 처리수에 대한 단위 공정별 실시간 수질측정을 통하여 경제적으로 재이용수의 용도에 따라 회수할 수 있도록 한다.

Description

용도에 따라 회수 가능한 하수 2차 처리수의 재이용 방법 및 이를 이용한 하수 2차 처리수의 재이용 시스템{METHOD OF REUSING TREATED WASTEWATER AND SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 환경 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 하수 2차 처리수의 재이용 방법 및 이를 이용한 하수 2차 처리수의 재이용 시스템에 관한 것이다.

산업이 다양화, 고도화됨에 따라 각 분야에서 다양하고 많은 양의 오염물질들이 방출되고 있으며, 인구 밀집도가 높아짐에 따라 생활폐수 역시 지속적으로 증가하고 있다.

과거에는 하수 처리장에서 배출되는 하수 처리수를 하천에 방류하는 것이 일반적이었으나, 수자원 개발에 대한 필요성이 대두됨에 따라, 하수 처리수 재이용의 중요성이 점점 증가되고 있다.

그에 따라 하수 처리수의 재이용이 의무화되고 있으며, 표 1과 같이, 재이용수에 대한 용도별 수질권고 기준이 마련되어 있다.

일반적으로 하수 처리장의 2차 처리수란, 하수 처리수에 함유되어 있는 오염물질을 제거하기 위한 수처리 공정 중, 염소소독 공정 이전의 2차 침전지 유출수를 말한다.

2차 처리수는 질소와 인을 포함한 용해성/비용해성 유기성 부유물, 영양물 및 특수 독성 물질 등 상당량의 유해성분을 함유하고 있다.

이러한 하수 처리장의 2차 처리수를 재이용하기 위해서는 공업용수, 농업용수 또는 하천 유지용수 등 각각의 용도별 수질 기준을 충족시키도록 재처리 해야한다.

그런데 종래에 사용되고 있는 재처리 시설은 2차 처리수의 제거대상 물질별, 처리수의 용도별로 처리시설을 구축 및 운영하고 있는 실정이다.

즉, 특정 유해물질에 국한된 시설을 건설하기 때문에 상당한 투자를 하면서도 복합적인 효과를 올리지 못한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 하수 2차 처리수에 대한 단위 공정별 실시간 수질측정을 통하여 경제적으로 재이용수의 용도에 따라 회수할 수 있는 하수 2차 처리수의 재이용 방법 및 이를 이용한 하수 2차 처리수의 재이용 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 하수 처리장의 2차 처리수에 대하여 오염 물질을 제거하도록 생물막 여과필터(10)로 투입하는 생물막 여과단계(100); 상기 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값 이하인 처리수를 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510); 상기 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 처리수를 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법을 제시한다.

상기 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 처리수에 대하여 오염 물질을 제거하도록 한외 여과막(20)에 투입하는 한외 여과단계(200); 상기 한외 여과단계(200)에서 배출된 투과수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값 이하인 투과수를 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 c단계(530); 상기 한외 여과단계(200)에서 배출된 투과수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 투과수를 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 d단계(540);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 한외 여과단계(200)에서 배출된 투과수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 처리수에 대하여 용존성 이온물질을 제거하도록 역삼투막(30)에 투입하는 역삼투 단계(300); 상기 역삼투 단계(300)에서 배출된 투과수를 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급하는 e단계(550);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수에 대하여, 수질 측정센서(71);에 의해 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정하며, 상기 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)의 기준값이 전기 전도도는 직접 식용작물에 대하여 700㎲/cm, 간접 식용작물에 대하여 2000㎲/cm, 총 질소 농도(T-N)는 10mg/L, 총 인 농도(T-P)는 0.5mg/L인 것이 바람직하다.

상기 한외 여과단계(200)에서 배출된 투과수에 대하여, 수질 측정센서(72);에 의해 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정하며, 상기 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)의 기준값이 전기 전도도는 직접 식용작물에 대하여 700㎲/cm, 간접 식용작물에 대하여 2000㎲/cm, 총 질소 농도(T-N)는 10mg/L, 총 인 농도(T-P)는 0.5mg/L인 것이 바람직하다.

상기 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 탁도(NTU) 2 이하, SS(mg/L) 6 이하, BOD(mg/L) 5 이하, 색도(도) 20 이하 및 pH 5.8~8.5를 만족하는 처리수에 대하여 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510) 및 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520)를 실시하는 것이 바람직하다.

상기 한외 여과단계(200)에서 배출된 투과수 중, 탁도(NTU) 2 이하, SS(mg/L) 6 이하, BOD(mg/L) 5 이하, 색도(도) 20 이하 및 pH 5.8~8.5를 만족하는 투과수에 대하여 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 c단계(530) 및 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 d단계(540)를 실시하는 것이 바람직하다.

상기 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510), c단계(530)와 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520), d단계(540)와 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급하는 e단계(550) 이전에, 처리수의 유해물질을 제거하도록 소독하는 소독단계(400);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 생물막 여과단계(100)로부터 발생되는 역세척수를 하수 처리장의 1차 침전조(61)에 투입하는 단계(610);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 한외 여과단계(200)로부터 발생되는 농축수를 하수 처리장의 유입부 또는 1차 침전조(61)에 투입하는 단계(620);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 역삼투 단계(300)로부터 발생되는 농축수를 하수처리장의 생물 반응조에 투입하는 단계(630);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 하수 2차 처리수의 재이용 방법을 이용한 하수 2차 처리수의 재이용 시스템으로서, 하수 처리장의 2차 침전지 유출수에 대하여 오염 물질을 제거하도록 운전되는 생물막 여과필터(10); 상기 생물막 여과필터(10)로부터 배출된 처리수에 대하여 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정하는 수질 측정센서(71); 상기 수질 측정센서(71)에 의해 측정된 값을 수신하여, 상기 생물막 여과필터(10)에서 배출된 처리수를 하천 유지용수, 농업용수 또는 도시용수, 공업용수로 공급하는 공급부(50);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 시스템을 함께 제시한다.

상기 생물막 여과필터(10)로부터 배출된 처리수에 대하여 오염 물질을 제거하도록 운전되는 한외 여과막(20); 상기 한외 여과막(20)을 통해 투과된 투과수에 대하여 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정하는 수질 측정센서(72); 상기 한외 여과막(20)을 통해 투과된 투과수를 하천 유지용수, 농업용수 또는 도시용수, 공업용수로 공급하는 공급부(50);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 한외 여과막(20)을 통해 투과된 투과수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 처리수에 대하여 용존성 이온물질을 제거하도록 형성된 역삼투막(30); 상기 역삼투막(30)을 통해 투과된 투과수를 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급하는 공급부(50);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 생물막 여과필터(10)로부터 발생된 역세척수를 침전시키는 1차 침전조(61); 상기 한외 여과막(20)으로부터 발생되는 농축수를 이송하여 투입하는 유입부(62); 상기 역삼투막(30)으로부터 발생되는 농축수의 오염 물질을 제거하는 생물 반응조(63);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 하수 2차 처리수에 대한 단위 공정별 실시간 수질측정을 통하여 경제적으로 재이용수의 용도에 따라 회수할 수 있는 하수 2차 처리수의 재이용 방법 및 이를 이용한 하수 2차 처리수의 재이용 시스템을 제시한다.

도 1 이하는 본 발명에 의한 하수 2차 처리수의 재이용 방법 및 이를 이용한 하수 2차 처리수의 재이용 시스템의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 제 1실시예의 구성도.
도 2는 제 2실시예의 구성도.
도 3은 제 3실시예의 구성도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 하수 2차 처리수의 재이용 방법은 하수 처리장의 2차 처리수에 대하여 오염 물질을 제거하도록 생물막 여과필터(10)로 투입하는 생물막 여과단계(100); 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값 이하인 처리수를 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510); 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 처리수를 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520);를 포함하여 구성된다.

일반적으로 하수 처리장의 2차 처리수라 함은, 하수 처리수에 함유되어 있는 오염물질을 제거하기 위한 수처리 공정 중, 염소소독 공정 이전의 2차 침전지 유출수를 칭한다.

본 발명의 하수 2차 처리수의 재이용 방법은, 2차 처리수를 재이용할 수 있도록 전기전도도 유발물질 및 질소와 인을 포함한 잔류 유기물의 안정적인 제거를 위한 공정을 제시함과 아울러, 하천 유지용수, 농업용수, 도시용수 또는 공업용수 등 각각의 용도별 수질 기준을 충족시키는 다품종 재이용수를 공급하는 방법을 제시하는 것이다.

종래에는 2차 처리수의 처리시설을 제거대상 물질별 또는 처리수의 용도별로 구축하였다.

하지만, 본 발명에서는 2차 처리수의 용도별로 나누어 재처리하는 방법이 아니라, 각 단위공정별 처리수에 대한 실시간으로 수질측정을 하여 처리수의 용도별로 분류하여 공급함에 따라 경제성을 매우 높일 수 있다는 장점이 있다.

또한, 종래에 비하여 2차 처리수의 처리장 면적을 감소시킬 수 있으며, 단위 공정이 축소되어 경제적이며, 처리 공정의 효율성을 높일 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 공정은 2차 처리수의 오염물질 중, 질소와 인 및 전기 전도도 유발물질을 충분히 제거하기 위한 공정을 제시한다.

해안 지역의 하수처리장 혹은 거주 인구가 높은 도시 지역의 하폐수에서 염분 함량이 높아질 경우, 2차 처리수의 전기 전도도도 높아진다.

또한, 물 속에 용존성 이온물질의 양이 많을 경우에도 전기 전도도가 높아지는 특징이 있다.

반면, 농업용수를 공급하기 위해서는 염분의 농도가 작물의 생육에 큰 영향을 미치기 때문에 우리나라에서는 전기 전도도를 직접 식용작물에 대하여 700㎲/cm, 간접 식용작물에 대하여 2000㎲/cm 이하로 규정하고 있다.

그렇기 때문에, 2차 처리수의 전기 전도도 유발 물질을 보다 확실히 제거하기 위한 공정이 필요하다.

따라서, 본 발명에서는 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 처리수에 대하여 역삼투막(30)에 투입하는 역삼투 단계(300)를 제시한다(도 3).

이 역삼투 단계(300)를 통해, 2차 처리수의 함유되어 있는 염분과 같은 용존성 이온물질을 제거하여, 이로 인해 유발되는 전기 전도도의 값을 낮출 수 있다.

역삼투 공정은 유지 관리에 많은 비용이 소요될 수 있는데 본 발명에서는 역삼투막의 수명연장을 위하여 안정적인 전처리 공정으로서 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수를 먼저 한외 여과막(20)에 투입하도록 한외 여과단계(200)도 제시한다.

또한, 각 단위공정별 처리수에 대하여 전기 전도도, 총 질소농도, 총 인 농도 등의 실시간 수질 측정을 통하여 경제적이고 고효율의 공정 운영을 할 수 있다는 장점이 있다.

2차 처리수의 오염물질 중, 전기 전도도 유발물질 뿐 아니라 질소와 인을 확실히 제거하는 공정도 매우 중요하다.

종래에는 하수 처리장에서 유기물을 주된 처리대상으로 하였으며, 영양 염류인 질소와 인의 상당부분은 제거되지 못하고 그대로 하천과 호소 또는 해양 등의 수계로 방류되는 문제가 있었다.

이는, 하천과 호소 등의 수계에 부영양화 현상을 초래하고, 해양에 유입될 경우 적조 발생의 원인이 된다.

부영영화가 심해지면 악취가 나고, 수질오염이 가중될 뿐만 아니라 식수와 용수로의 사용도 제한을 받는다.

따라서, 본 발명의 공정은 위의 문제점을 방지하기 위하여 2차 처리수의 오염 물질 중, 질소와 인을 효과적으로 제거하기 위한 생물막 여과단계(100)의 공정을 제시하는 것이다.

본 발명에서 제시하는 공정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하수 처리장의 2차 침전지 유출수를 생물막 여과필터(10)로 투입하여, 생물막 여과단계(100)를 거치도록 한다(도 1).

생물막 여과단계(100)를 통해 처리수 중의 BOD, COD, SS, 탁도, 색도 등 잔류 유기물이, 질산화 반응과 탈질산화 반응, 유기물/무기물의 흡착 및 산화에 의해 안정적으로 제거된다.

이를 위해, 생물막 여과필터(10)는 미생물의 부착 및 증식이 용이한 입상여재를 이용한 여과공정으로 운전된다.

그리고 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수에 대하여, 수질 측정센서(71)에 의해 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정한다.

전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)의 기준값이 전기 전도도는 직접 식용작물에 대하여 700㎲/cm, 간접 식용작물에 대하여 2000㎲/cm이며, 총 질소 농도(T-N)는 10mg/L, 총 인 농도(T-P)는 0.5mg/L이다.

즉, 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수가 위의 기준값 이하일 경우, 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510)가 이루어진다.

위의 기준값을 초과하는 처리수는 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520)가 이루어진다.

하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510)와 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520)는 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 표 2에 도시된 공급기준 즉, 탁도(NTU) 2 이하, SS(mg/L) 6 이하, BOD(mg/L) 5 이하, 색도(도) 20 이하 및 pH 5.8~8.5를 만족하는 처리수에 대하여 실시하도록 한다.

또한, 처리수를 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510)와 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520) 이전에, 처리수에 함유된 대장균을 제거하고, 결합 잔류염소를 확보하도록 염소 소독 등의 소독단계(400)를 거치도록 한다.

생물막 여과단계(100)에서 발생되는 역세척수는 하수 처리장의 1차 침전조(61)에 투입한다(610).

생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)의 기준값을 초과하는 처리수에 대하여 위와 같이, 도시용수 또는 공업용수로 공급할 수도 있지만 다음과 같은 단계가 이루어질 수도 있다.

위의 처리수를 한외 여과막(20)에 투입하여 처리수 중, 이온성 물질을 제외한 하수의 유기물, 질소, 인을 제거할 뿐 아니라 부유물질과 대장균 등의 미생물을 제거하는 한외 여과단계(200)를 거치는 것이다(도 2).

한외 여과막(20)은 한외 여과법에 의해 부유물질이나 세균, 고분자량 물질 등을 체가름 원리에 따라 분자의 크기로 분리하는 목적으로 사용된다.

한외 여과단계(200)를 통해 처리수는, 한외 여과막(20)을 투과하여 상기 물질들이 분리된 투과수와 농축수로 분리된다.

한외 여과막(20)을 투과하여 상기 물질들이 분리된 투과수 중, 전기 전도도, 총 질소농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값 이하인 투과수에 대하여 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 c단계(530)가 이루어진다.

이 기준값을 초과하는 투과수에 대해서는 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 d단계(540)가 이루어진다.

위와 같이, 한외 여과막(20)을 투과한 투과수를 용도에 따라 분류하여 공급하기 위하여, 수질 측정센서(72)에 의해 투과수의 전기 전도도, 총 질소농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정하도록 한다.

전기 전도도, 총 질소농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)의 기준값은 앞서 설명한 값과 동일하다.

수질 측정센서(71,72)에 의해 실시간으로 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 및 한외 여과막(20)을 투과한 투과수의 수질 상태를 측정함으로써, 공정이 보다 효율적으로 이루어져 재이용수의 회수율을 높일 수 있으며, 공정 운영과 장비를 단순화함에 따라 매우 경제적이라는 장점이 있다.

또한, 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 c단계(530)와 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 d단계(540)는 위의 표 2에 도시된 공급기준 즉, 탁도(NTU) 2 이하, SS(mg/L) 6 이하, BOD(mg/L) 5 이하, 색도(도) 20 이하 및 pH 5.8~8.5를 만족하는 처리수에 대하여 실시하도록 하며, 소독단계(400)를 거친 후 공급하는 단계를 실시한다.

반면, 한외 여과단계(200)에서 발생되는 농축수는 하수 처리장의 유입부(62) 또는 1차 침전조(61)에 투입하여 처리하는 단계(620)를 거친다.

앞서, 한외 여과단계(200)에서 배출된 투과수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 처리수에 대하여 도시용수 또는 공업용수로 공급할 수도 있지만, 역삼투막(30)에 투입하여 용존성 이온물질을 제거하는 역삼투 단계(300)가 이루어질 수도 있다(도 3).

즉, 역삼투 단계(300)에서 배출된 투과수는 용전성 이온물질이 제거되어 전기 전도도가 매우 낮아진 투과수이므로, 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급할 수 있다(550).

한외 여과막(20)은 처리수로부터 분자수준(0.002~0.2㎛)의 물질을 분리할 수 있는 반면, 역삼투막(30)은 이온크기의 물질(0.002㎛)을 분리할 수 있는 특징이 있다.

즉, 한외 여과단계(200)에서 처리수로부터 미리 분자수준(0.002~0.2㎛)의 물질을 분리한 후, 역삼투 단계(300)를 거치도록 함으로써 한외 여과단계(200)는 역삼투막(30)의 수명 연장을 위한 안정적인 전처리 공정의 역할을 하는 것이다.

또한, 이 역삼투 단계(300)에서는 막오염(Fouling) 유발물질(DOC)이 발생하는 문제점이 있는데, 본 발명의 2차 처리수의 재이용 방법 중, 가장 먼저 이루어지는 생물막 여과단계(100)에서 이 유발물질(DOC)를 저감하는 역할을 한다.

따라서, 생물막 여과단계(100) 및 한외 여과단계(200)는 역삼투막(30)의 수명을 연장하는 역할을 하므로, 본 발명에서 제시하는 공정을 순차적으로 실시함으로서 매우 효과적으로 처리수의 재이용율을 높일 수 있으며 처리공정의 운영 및 관리 측면에서 경제성을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 한외 여과단계(200)에서 배출된 투과수를 역삼투막(30)에 투입함으로서, 투과수로부터 염분과 같은 용존성 이온물질을 보다 확실히 제거할 수 있다.

역삼투 단계(300)에서는 이러한 전기 전도도 유발물질뿐 아니라, 총 질소 유발물질, 총 인 유발물질을 모두 제거하는 것이 가능한 공정이다.

역삼투 단계(300)에서 배출된 투과수에 대하여 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급하는 e단계(550)가 이루어진다.

마찬가지로, 상기 투과수를 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급하기 이전에, 소독단계(400)를 거치도록 한다.

역삼투 단계(300)로부터 발생되는 농축수는 하수처리장의 생물 반응조에 투입하는 단계(630)가 이루어진다.

다음으로, 본 발명의 하수 2차 처리수의 재이용 방법을 이용한 하수 2차 처리수의 재이용 시스템에 대하여 설명한다.

먼저, 하수 처리장의 2차 침전지 유출수를 생물막 여과필터(10)에 투입하여 오염물질을 제거하도록 한다.

생물막 여과필터(10)로부터 배출된 처리수에 대하여 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정하도록 수질 측정센서(71)를 설치한다.

이 수질 측정센서(71)에 의해 측정된 값을 수신하여, 생물막 여과필터(10)에서 배출된 처리수에 대하여 전기 전도도는 직접 식용작물에 대하여 700㎲/cm, 간접 식용작물에 대하여 2000㎲/cm이며, 총 질소 농도(T-N)는 10mg/L, 총 인 농도(T-P)는 0.5mg/L인 기준값에 따라 공급부(50)에 의해 하천 유지용수, 농업용수 또는 도시용수, 공업용수로 공급한다.

반면, 생물막 여과필터(10)로부터 발생된 역세척수는 1차 침전조(61)로 이송한다.

처리수 중, 위의 기준값을 초과하는 처리수를 한외 여과막(20)에 투입할 수 있다.

한외 여과막(20)을 통해 투과된 투과수에 대하여 마찬가지로 수질 측정센서(72)를 설치하여 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정한다.

그리고 한외 여과막(20)을 통해 투과된 투과수를 공급부(50)에 의해 하천 유지용수, 농업용수 또는 도시용수, 공업용수로 분류하여 공급한다.

한외 여과막(20)으로부터 발생되는 농축수는 하수 처리장의 유입부(62) 또는 1차 침전조(61)로 이송한다.

한외 여과막(20)을 통해 투과된 투과수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 처리수를 역삼투막(30)에 투입하여 용존성 이온물질을 제거할 수 있다.

역삼투막(30)을 통해 투과된 투과수를 공급부(50)에 의해 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급한다.

역삼투막(30)으로부터 발생되는 농축수는 하수 처리장의 생물 반응조(63)의 전단에 투입시켜 오염 물질을 제거하도록 한다.

이와 같이, 본 발명의 하수 2차 처리수의 재이용 시스템은 단위 공정 내 처리수의 전기 전도도, 총 인농도, 총 질소 농도를 실시간으로 측정하여 경제적인 공정 운영이 이루어지며, 2차 처리수를 재이용수의 용도에 따라 분류하여 회수할 수 있는 시스템이다.

따라서, 처리수의 용도별로 나누어 공정을 진행할 필요가 없기 때문에 보다 효율적이며, 경제적이라는 장점이 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

10 :생물막 여과필터 20 : 한외 여과막
30 : 역삼투막 50 : 공급부
61 : 1차 침전조 62 : 유입부
63 : 생물 반응조 71 : 수질 측정센서
72 : 수질 측정센서 100 : 생물막 여과단계
200 : 한외 여과단계 300 : 역삼투 단계
400 : 소독단계
510 : 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계
520 : 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계
530 : 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 c단계
540 : 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 d단계
550 : 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급하는 e단계
610 : 역세척수를 1차 침전조에 투입하는 단계
620 : 한외 여과막의 농축수를 유입부에 투입하는 단계
630 : 역삼투막으의 농축수를 하수처리장의 생물 반응조에 투입하는 단계

Claims

하수 처리장의 2차 처리수에 대하여 오염 물질을 제거하도록 생물막 여과필터(10)로 투입하는 생물막 여과단계(100);
상기 생물막 여과단계(100)로부터 배출된 처리수에서, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값 이하인 처리수를 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510);
상기 생물막 여과단계(100)로부터 배출된 처리수에서, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P) 중 하나 또는 둘 이상이 기준값을 초과하는 처리수를 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520);를
포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 1항에 있어서,
상기 생물막 여과단계(100)로부터 배출된 처리수에서, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P) 중 하나 또는 둘 이상이 기준값을 초과하는 처리수에 대하여 오염 물질을 제거하도록 한외 여과막(20)에 투입하는 한외 여과단계(200);
상기 한외 여과단계(200)로부터 배출된 투과수에서, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값 이하인 투과수를 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 c단계(530);
상기 한외 여과단계(200)로부터 배출된 투과수에서, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P) 중 하나 또는 둘 이상이 기준값을 초과하는 투과수를 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 d단계(540);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 2항에 있어서,
상기 한외 여과단계(200)로부터 배출된 투과수에서, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)중 하나 또는 둘 이상이 기준값을 초과하는 처리수에 대하여 용존성 이온물질을 제거하도록 역삼투막(30)에 투입하는 역삼투 단계(300);
상기 역삼투 단계(300)로부터 배출된 투과수에서 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급하는 e단계(550);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 1항에 있어서,
상기 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수에 대하여, 수질 측정센서(71);에 의해 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정하며,
상기 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)의 기준값이 전기 전도도는 직접 식용작물에 대하여 700㎲/cm, 간접 식용작물에 대하여 2000㎲/cm, 총 질소 농도(T-N)는 10mg/L, 총 인 농도(T-P)는 0.5mg/L인 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 2항에 있어서,
상기 한외 여과단계(200)에서 배출된 투과수에 대하여, 수질 측정센서(72);에 의해 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정하며,
상기 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)의 기준값이 전기 전도도는 직접 식용작물에 대하여 700㎲/cm, 간접 식용작물에 대하여 2000㎲/cm, 총 질소 농도(T-N)는 10mg/L, 총 인 농도(T-P)는 0.5mg/L인 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 1항에 있어서,
상기 생물막 여과단계(100)에서 배출된 처리수 중,
탁도(NTU) 2 이하, SS(mg/L) 6 이하, BOD(mg/L) 5 이하, 색도(도) 20 이하 및 pH 5.8~8.5를 만족하는 처리수에 대하여 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510) 및 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520)를 실시하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 2항에 있어서,
상기 한외 여과단계(200)에서 배출된 투과수 중,
탁도(NTU) 2 이하, SS(mg/L) 6 이하, BOD(mg/L) 5 이하, 색도(도) 20 이하 및 pH 5.8~8.5를 만족하는 투과수에 대하여 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 c단계(530) 및 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 d단계(540)를 실시하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 3항에 있어서,
상기 하천 유지용수 또는 농업용수로 공급하는 a단계(510), c단계(530)와 도시용수 또는 공업용수로 공급하는 b단계(520), d단계(540)와 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급하는 e단계(550) 이전에,
처리수의 유해물질을 제거하도록 소독하는 소독단계(400);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 1항에 있어서,
상기 생물막 여과단계(100)로부터 발생되는 역세척수를 하수 처리장의 1차 침전조(61)에 투입하는 단계(610);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 2항에 있어서,
상기 한외 여과단계(200)로부터 발생되는 농축수를 하수 처리장의 유입부 또는 1차 침전조(61)에 투입하는 단계(620);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 3항에 있어서,
상기 역삼투 단계(300)로부터 발생되는 농축수를 하수처리장의 생물 반응조에 투입하는 단계(630);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 방법.
제 1항 내지 11항 중 어느 한 항의 하수 2차 처리수의 재이용 방법에 사용되는 하수 2차 처리수의 재이용 시스템으로서,
하수 처리장의 2차 침전지 유출수에 대하여 오염 물질을 제거하도록 운전되는 생물막 여과필터(10);
상기 생물막 여과필터(10)로부터 배출된 처리수에 대하여 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정하는 수질 측정센서(71);
상기 수질 측정센서(71)에 의해 측정된 값을 수신하여, 상기 생물막 여과필터(10)에서 배출된 처리수를 하천 유지용수, 농업용수 또는 도시용수, 공업용수로 공급하는 공급부(50);를
포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 생물막 여과필터(10)로부터 배출된 처리수에 대하여 오염 물질을 제거하도록 운전되는 한외 여과막(20);
상기 한외 여과막(20)을 통해 투과된 투과수에 대하여 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)를 실시간으로 측정하는 수질 측정센서(72);
상기 한외 여과막(20)을 통해 투과된 투과수를 하천 유지용수, 농업용수 또는 도시용수, 공업용수로 공급하는 공급부(50);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 시스템.
제 13항에 있어서,
상기 한외 여과막(20)을 통해 투과된 투과수 중, 전기 전도도, 총 질소 농도(T-N) 및 총 인 농도(T-P)가 기준값을 초과하는 처리수에 대하여 용존성 이온물질을 제거하도록 형성된 역삼투막(30);
상기 역삼투막(30)을 통해 투과된 투과수를 하천 유지용수, 농업용수 또는 고품질 공업용수로 공급하는 공급부(50);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 시스템.
제 14항에 있어서,
상기 생물막 여과필터(10)로부터 발생된 역세척수를 침전시키는 1차 침전조(61);
상기 한외 여과막(20)으로부터 발생되는 농축수를 이송하여 투입하는 유입부(62);
상기 역삼투막(30)으로부터 발생되는 농축수의 오염 물질을 제거하는 생물 반응조(63);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 2차 처리수의 재이용 시스템.