KR101617426B1 - 순산소 공급에 의한 하폐수의 고도 수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순산소 공급에 의한 하폐수의 고도 수처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 순산소조를 설치하여 산소 농도를 향상시키고 폭기조에 미생물을 고정시킨 담체를 설치하여 처리효율을 향상시킬 수 있는 하폐수의 고도 수처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 순산소 공급에 의한 하폐수의 고도 수처리장치는 유량조정조로부터 유입되는 처리대상수 중의 인을 제거하는 혐기조와, 혐기조로부터 유입되는 처리대상수 중의 질산성 질소를 제거하는 무산소조와, 무산소조로부터 유입되는 처리대상수 중으로 순산소공급부를 통해 순산소가 주입되어 산소의 농도를 증대시키는 순산소조와, 순산소조로부터 유입되는 처리대상수중으로 공기를 폭기시켜 질소를 질산화시키는 폭기조와, 폭기조로부터 배출되는 유출수 중의 슬러지는 침전시키고 상등수는 외부로 방출시키는 침전조와, 폭기조에 체류하는 처리대상수를 상기 무산소조로 반송시키는 내부반송부와, 침전조에서 배출되는 슬러지를 상기 혐기조로 반송시키는 외부반송수단과, 폭기조로 유입된 처리대상수와 접촉될 수 있도록 상기 폭기조 내부에 설치되는 미생물담지부를 구비한다.

Description

순산소 공급에 의한 하폐수의 고도 수처리장치{Advanced water-treating apparatus}

본 발명은 순산소 공급에 의한 하폐수의 고도 수처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 순산소조를 설치하여 산소 농도를 향상시키고 폭기조에 미생물을 고정시킨 담체를 설치하여 처리효율을 향상시킬 수 있는 순산소 공급에 의한 하폐수의 고도 수처리장치에 관한 것이다.

고도 수처리라 함은 질소와 인을 함유한 하/폐수에서, 유기물뿐만 아니라 질소와 인 성분도 동시에 제거하는 향상된 정수처리방법을 말한다. 질소의 제거는 호기성 분위기하에서 폐수 내의 질소화합물을 질산성 질소로 전환하는 질산화공정 및 무산소 분위기하에서 질산성 질소를 질소 기체로 환원시키는 탈질공정을 통해 이루어지고, 통상 생물학적으로 이루어지는 인의 제거는 혐기성 상태에서 미생물의 대사활동에 의해 인을 방출시키고, 호기성 상태에서 미생물로 하여금 인을 과잉으로 섭취하게 한 후 이를 슬러지로 제거하는 과정을 통해 이루어진다.

최근 급속도로 오염되고 있는 공공수역의 수질개선 대책으로 수질환경 기준이 점차 강화되어가고 있으며, 최종방류수역의 수질을 개선하기 위해서는 유기물뿐만 아니라 영양염류(질소, 인 등)의 제거가 매우 중요하다.

특히, 수중의 질소와 인 화합물은 그 자체가 오염물질로서 수자원 가치 상실에도 원인이 되지만 조류 증식에 필요한 영양물질로 이용되어 수질을 더욱 악화시키는 원인이 된다.

이와 같이 호소 및 연근해의 부영양화를 유발하는 질소와 인에 대한 적절한 제거가 절실히 필요하나, 중소규모처리시설의 경우 하수도달시간이 대규모 처리장에 비하여 매우 짧고, 유입 수량의 변동이 일간, 주간 및 계절에 따라 매우 커서 질소 및 인이 함께 제거되는 처리가 어려운 반면, 높은 수준의 방류 수질의 유지가 필요한 경우가 많으나, 종래 중소규모 폐수 처리장의 경우 대부분 유기물질과 부유물질 제거에 초점이 맞추어져 있을 뿐, 질소와 인의 영양염류에 대한 처리가 거의 이루어지지 않고 있다.

고도 수처리 방법 중 분리막 생물반응조(MBR, membrane bioreactor) 공정은 미세한 크기의 기공을 갖는 분리막을 응용하여 하수를 정화하는 기술로써 이 과정에서 마이크로 단위 이하 수준의 입자성 오염물질을 완벽히 걸러낼 수 있으며, 오염정화에 필요한 미생물의 유실을 방지하여 생물학적 처리 능력이 극대화됨으로써 일반 공정에 비해 2.5~3배정도 처리속도가 빨라지게 된다. 또한 기존의 생물학적 하수처리공정에 큰 변화를 주지 않고도 적용이 가능하고, 더불어 자동화가 용이하며 운전이 간편한 하폐수 처리 시스템이라 할 수 있다.

MBR의 가장 큰 장점은 안정적인 유출수질을 확보할 수 있다는 것인데 처리수질에서는 BOD의 경우 활성슬러지의 상태와는 관계없이 최소 8 mg/L이하를 보증할 수 있으며 막 종류에 따라 1 mg/L 이하까지도 처리할 수 있다. 최소한 마이크로단위의 입자를 제거할 수 있으므로 유출수의 부유물 역시 1 mg/L미만으로써 정수 수준의 탁도를 얻을 수 있다. 미세 입자제거와 동시에 막 종류에 따라 인체에 유해한 병원성 원생동물 및 일반 대장균까지 제거함으로써 보다 안전한 처리수를 생산할 수 있는 하폐수 고도처리기술로 평가받고 있다.

현재 국내에 설치되어 운전되고 있는 침지형 MBR 시스템은 대부분이 외국의 중공사막을 이용한 공정으로 막모듈의 가격이 m²당 15만원 정도로 상당히 높은 편이다. 또한 막 오염을 줄이기 위해 폭기를 과다하게 함으로써 상당한 운전비용을 지불하고 있다. 또한, 지금까지 국내에 도입된 중소규모의 MBR 공정은 신설되는 간이오수처리장에 도입되는 것이 대부분이며 충분한 실험적 운전을 통해 도입되기보다 외국의 자료에 근거하여 설계되고 있는 실정이다. 따라서 막 설치면적의 과다, 막오염 억제를 위한 과도한 포기, 부적절한 운전 주기, 낮은 탈질율 등의 문제점이 대두되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 국내하수의 특성에 따른 적합한 시스템 개발 및 설계인자의 도출이 필요하다.

대한민국 등록특허 제 10-1019092호: 인 제거를 위한 하폐수의 고도 수처리장치 및 방법

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 미생물들이 활발하게 활동할 수 있도록 미생물이 고정된 담체를 폭기조에 설치하고 처리공정 중에 순산소를 주입하여 산소농도를 높임으로써 오염물의 제거효율을 향상시킬 수 있는 순산소 공급에 의한 하폐수의 고도 수처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 순산소 공급에 의한 하폐수의 고도 수처리장치는 유량조정조로부터 유입되는 처리대상수 중의 인을 제거하는 혐기조와; 상기 혐기조로부터 유입되는 처리대상수 중의 질산성 질소를 제거하는 무산소조와; 상기 무산소조로부터 유입되는 처리대상수 중으로 순산소공급부를 통해 순산소가 주입되어 산소의 농도를 증대시키는 순산소조와; 상기 순산소조로부터 유입되는 처리대상수중으로 공기를 폭기시켜 질소를 질산화시키는 폭기조와; 상기 폭기조로부터 배출되는 유출수 중의 슬러지는 침전시키고 상등수는 외부로 방출시키는 침전조와; 상기 폭기조에 체류하는 처리대상수를 상기 무산소조로 반송시키는 내부반송부와; 상기 침전조에서 배출되는 슬러지를 상기 혐기조로 반송시키는 외부반송수단과; 상기 폭기조로 유입된 처리대상수와 접촉될 수 있도록 상기 폭기조 내부에 설치되는 미생물담지부;를 구비한다.

상기 미생물 담지부는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 설치되는 다수의 섬유상 담체를 구비한다.

상기 미생물 담지부는 망 구조의 커버와, 상기 커버의 내부에 대나무 숯을 적층하여 형성한 다공성 담체를 구비한다.

상기 순산소공급부는 상기 순산소조의 하층에서 체류하는 처리대상수가 펌프를 통해 유입되어 상기 순산소조의 상층으로 배출되는 순환관과, 순산소가 저장된 순산소탱크와, 상기 순산소탱크와 상기 순환관을 연결하는 순산소공급관을 구비한다.

상기 순환관의 내부에는 상기 순산소공급관을 통해 공급되는 순산소와 상기 순환관을 따라 이동하는 처리대상수를 혼합시키기 위한 혼합수단이 형성된다.

상기 혼합수단은 상기 순환관을 따라 이동하는 처리대상수와 충돌하여 처리대상수를 다수의 흐름으로 분산시키는 분산부와, 상기 분산부를 통과한 다수의 처리대상수 흐름을 수렴시켜 단일의 흐름으로 형성시키는 수렴부를 구비하고, 상기 분산부는 상기 순환관의 유로를 가로막도록 설치되며 후면에 상기 순산소공급관과 나사결합되는 나사홀이 형성된 본체와, 상기 본체의 전면 중앙에 형성된 센터홈의 내측에 형성되며 상기 본체의 전면 방향으로 볼록하게 돌출되는 돔부와, 상기 본체의 전면에 다수가 마련되며 상기 센터홈의 주위에 방사상으로 형성되어 상기 센터홈과 연결되는 연결홈들과, 상기 본체의 외측면에 일정 간격으로 다수가 형성되어 상기 연결홈들과 각각 연결되는 분기유로들과, 상기 분기유로들로 순산소를 토출하기 위해 상기 나사홀과 상기 분기유로들를 연결하도록 상기 본체의 내부에 형성되는 순산소주입로를 구비한다.

본 발명은 종래의 혐기-무산소-폭기 공정에 순산소조를 추가함으로써 각종 유기물 및 질소를 동시에 제거할 수 있다. 또한, 폭기조에 내부에 미생물 담지부를 설치하여 유효 미생물량을 늘림으로써 질산화율을 극대화하고 처리대상수의 체류시간 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 동절기에 유기물 분해 및 질산화 효율의 저하 최소화시킬 수 있고, 유량 및 농도부하 변동에 대해 안정적 처리 가능하며, 운영조작이 간편하며 유입수질 및 수량 변동에 능동 대처할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하폐수의 고도 수처리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 하폐수의 고도 수처리장치에 적용된 요부를 발췌한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 하폐수의 고도 수처리장치에 적용된 요부를 발췌한 사시도이고,
도 4는 도 3의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시 예에 따른 순산소 공급에 의한 하폐수의 고도 수처리장치에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하폐수의 고도 수처리장치는 크게 혐기조(10), 무산소조(20), 순산소조(30), 폭기조(40), 침전조(50), 내부반송수단, 외부반송수단, 미생물담지부(80)를 구비한다.

처리대상수인 하수 또는 폐수는 도시되지 않았지만 전처리 장치 즉 스크린 또는 침사조 등을 거쳐 유량조정조(3)로 유입될 수 있다. 이러한 유량조정조(3)는 처리대상수의 유입량 및 오염부하를 균등하게 조절하는 역할을 한다. 유량조정조(3)의 내부에는 산기관(7)이 설치되어 블로워(9)로부터 공급되는 공기가 유량조정조(3)의 내부로 분출된다.

유량조정조(3)의 내부에 설치된 펌프(5)에 의해 처리대상수는 혐기조(10)와 무산소조(20)로 분기되어 유입된다.

혐기조(10)는 유량조정조(10)의 후단 즉, 생물학적 공정 전단에 설치되어 유량조정조(10)로부터 유입되는 처리대상수 중의 인을 제거한다. 혐기조(30)는 미생물을 이용하여 유입농도의 3~4배까지 인을 방출시킨다. 혐기조(30)에는 균등한 분배를 위한 교반장치로서 구동모터(미도시), 구동모터와 연결되는 임펠러(11)가 설치된다.

무산소조(20)는 혐기조(10)의 후단에 설치되어 혐기조(10)로부터 유입되는 처리대상수 중의 질산성 질소를 제거한다. 처리대상수는 혐기조(10)와 무산소조(20) 사이에 형성된 격벽(15)의 상부에 마련된 유출홀(17)을 통해 무산소조(20)로 유입된다.

무산소조(20)는 산소농도가 극히 낮은 무산소 조건으로 운영되어 혐기조(10)로부터 유입되는 처리대상수 중의 질산성 질소를 질소가스로 변화시켜 대기중으로 방출시켜 제거한다. 이러한 탈질반응은 슈도모나스(Pseudomonas), 마이크로코커스(Micrococcus), 바실러스(Bacillus) 등과 같은 탈질미생물에 의해 이루어진다. 또한, 무산소조에서는 인의 제거도 동시에 이루어진다. 폭기조(40)에서 유출되는 처리대상수 중 일부는 후술할 내부반송부에 의해 반송되어 무산소조(10)로 유입된다.

무산소조(20)에는 균등한 분배를 위한 교반장치가 설치된다. 일 예로, 교반장치는 무산소조(20)의 상부에 설치된 구동모터(미도시)와, 구동모터와 연결되는 임펠러(21)로 이루어진다.

순산소조(30)는 무산소조(20)로부터 유입되는 처리대상수 중으로 순산소가 주입되어 산소의 농도를 증대시킨다. 무산소조(20)와 순산소조(30) 사이에 형성된 격벽(25)의 상부에 형성된 유출홀(27)을 통해 무산소조(20)에서 순산소조(30)로 처리대상수가 유입된다.

순산소조(30)로 유입된 처리대상수로 순산소를 공급하기 위한 순산소공급부는 순산소조(30)의 하층에서 체류하는 처리대상수가 펌프(31)에 의해 유입되어 순산소조의 상층으로 배출되는 순환관(33)과, 순산소가 저장된 순산소탱크(34)와, 순산소탱크(34)와 순환관(33)을 연결하는 순산소공급관(35)을 구비한다. 순산소공급관(35)에는 관로를 개폐하는 밸브가 설치된다.

순산소탱크(34)에는 순도 99% 이상의 순산소가 저장되어 있다. 순산소탱크(34)에서 공급되는 산소는 처리대상수가 순환되는 순환관(33) 내부로 주입되어 처리대상수와 혼합된다.

상술한 순산소공급부에 의해 본 발명은 처리대상수 중으로 유기물 산화 및 질산화에 필요한 산소공급원으로 순산소를 공급하여 유기물 처리 능력을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 폭기조(30) 내에서 용존산소 농도가 충분히 유지되므로 슬러지의 자기 산화가 고도로 진행되기 때문에 슬러지의 발생량이 적고, 탈수성이 양호하여 슬러지 처리비용을 감소시킬 수 있다.

폭기조(40)는 순산소조(30)의 후단에 설치되어 순산소조(30)로부터 유입되는 처리대상수 중으로 공기를 폭기시키고 미생물을 고정시킨 담체와 접촉시켜 질소를 질산화시킨다.

순산소조(30)와 폭기조(40)의 사이에 형성된 격벽(37)의 상부에 형성된 유출홀(39)을 통해 순산소조(30)에서 폭기조(40)로 처리대상수가 유입된다. 폭기조(40)는 폭기조건에서 순산소조(30)로부터 유입되는 처리대상수 중의 암모니아성 질소를 질산화시킨다. 이와 함께 미생물에 의한 인의 과잉섭취 및 유기물의 산화반응이 일어난다.

폭기조(40)에는 폭기를 하기 위한 폭기수단이 마련된다. 폭기조건을 조성하기 위한 폭기수단으로 블로워(9)와, 블로워(9)와 연결되어 폭기조(40) 하부에 설치되는 산기관(41)이 구비된다.

그리고 폭기조(40)로 유입된 처리대상수와 접촉될 수 있도록 폭기조(40) 내부에는 미생물담지부(80)가 설치된다.

미생물 담지부(80)는 지지프레임에 다수의 섬유상 담체(85)가 고정된 구조를 갖는다. 섬유상 담체로 로프 형태를 갖는 여러가닥의 섬유상 여재를 지지프레임에 상하로 길게 설치한다. 이러한 미생물 담체는 수처리에 필요한 미생물의 양을 늘릴 수 있어 질산화율을 높이고 처리대상수의 체류시간을 단축시킬 수 있다.

미생물 담지부의 다른 예를 도 6에 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, 미생물 담지부(90)는 망 구조의 커버(91)와, 커버(91)의 내부에 설치되는 다공성 담체(95)를 구비한다. 다공성 담체(95)의 일예로 대나무 숯을 이용할 수 있다. 대나무 숯은 대나무의 표면 또는 전부를 탄화시켜 만든다. 가령, 건조되지 않은 생대나무를 가마에 투입하고, 가마에서 생대나무가 저온에서 탄화되도록 가마에 공기를 조금씩 유입시키면서 800 내지 1000℃에서 구워 만들 수 있다. 이러한 대나무 숯은 참숯이나 소나무 숯보다 세포벽 구조가 얇아 단위 면적당 공극율이 높아 흡착효과가 높다. 따라서 대나무 숯은 많은 양의 미생물을 담지시킬 수 있음과 동시에 중금속 및 무기물 등을 효과적으로 흡착처리하여 오염물질을 저감시킬 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 질산화된 질소의 분해를 위해 폭기조(40)에 체류하는 처리대상수는 내부반송부에 의해 무산소조(20)로 반송되어 내부순환된다.

내부반송부는 폭기조(40)와 무산소조(20)를 연결하는 내부반송관(60)과, 내부반송관(60)과 연결되어 폭기조(40)의 처리대상수 중 일부를 무산소조(20)로 펌핑하는 펌프(65)로 이루어진다.

침전조(50)는 폭기조(40)로부터 배출되는 유출수 중의 슬러지는 침전시키고 상등수는 외부로 배출시킨다. 폭기조(40)와 침전조(50)를 연결하는 연결관(51)을 통해 처리대상수가 폭기조(40)에서 침전조(50)로 유입된다.

침전조(50)는 폭기조(40)로부터 배출되는 처리대상수를 슬러지와 상등수로 고액분리시킨다. 폭기조(40)로부터 침전조(50)로 유입되는 처리대상수 중에 혼합되어 있는 슬러지는 중력침전에 의해 고액분리가 이루어진다. 슬러지와 고액분리된 상등수 즉, 방류수는 방류관(53)을 통해 방류조로 유입된다.

그리고 침전된 슬러지 중 일부는 외부반송부에 의해 혐기조(10)로 반송되고, 나머지의 잉여 슬러지는 처리시설을 거쳐 케익 형태로 처리된다.

외부반송부는 침전조(50)와 혐기조(10)를 연결하는 외부반송관(70)과, 외부반송관(70)과 연결되어 슬러지를 침전조(50)에서 혐기조(10)로 이송시키는 펌프(75)로 이루어진다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 하폐수의 고도 수처리장치는 순산소조에 설치되는 순환관 내부에 혼합수단이 구비된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 혼합수단은 순산소공급관(35)을 통해 공급되는 순산소와 순환관(33)을 따라 이동하는 처리대상수를 혼합시키기 위한 것이다.

도시된 혼합수단은 일 예로 처리대상수와 충돌하여 처리대상수를 다수의 흐름으로 분산시키는 분산부(100)와, 분산부(100)를 통과한 다수의 처리대상수 흐름을 수렴시켜 단일의 흐름으로 형성시키는 수렴부(150)를 구비한다.

분산부(100)는 처리대상수와 충돌하여 처리대상수를 다수의 경로로 분산 및 혼합시키는 역할을 한다.

분산부(100)는 순환관(33)의 유로를 가로막도록 설치되며 후면에 순산소공급관(35)과 나사결합되는 나사홀(110)이 형성된 본체(101)와, 본체(101)의 전면 중앙에 형성된 센터홈(103)의 내측에 형성되며 본체(101)의 전면 방향으로 볼록하게 돌출되는 돔부(105)와, 본체(101)의 전면에 다수가 마련되며 센터홈(103)의 주위에 방사상으로 형성되어 센터홈(103)과 연결되는 연결홈들(107)과, 본체(101)의 외측면에 일정 간격으로 다수가 형성되어 연결홈들(107)과 각각 연결되는 분기유로들(109)과, 분기유로들(109)로 순산소를 토출하기 위해 나사홀(110)과 분기유로들(109)를 연결하도록 본체(101)의 내부에 형성되는 순산소주입로(115)를 구비한다.

본체(101)는 원형으로 이루어져 순환관(33)의 내부에 삽입되어 순환관의 유로를 가로막도록 설치된다. 본체(101)의 외주면과 순환관(33)의 내주면은 밀착된다.

센터홈(103)은 본체(101)의 전면 중앙에 원형의 홈으로 형성된다. 센터홈(103)은 본체(101)의 전면에서 후면방향으로 일정 깊이 인입된 형태로 형성된다. 센터홈(103)의 내부에 마련된 돔부(105)는 반구형의 형태로 형성된다. 센터홈(103)으로 유입된 처리대상수는 돔부(105)와 충돌하면서 돔부(105)의 주위로 확산된다.

분기유로들(109)은 센터홈(103)의 주위에 위치하도록 본체(101)의 외측면에 다수가 마련된다. 분기유로들(109)은 몸체(61)의 전면에서 후면방향으로 관통하여 형성된다. 분기유로(109)에 의해 처리대상수는 다수의 흐름으로 분산되어 이동한다.

본체(101)의 전면에는 센터홈(103)과 분기유로(109)를 연결하는 연결홈들(107)이 형성된다. 연결홈(107)은 본체(101)의 전면에서 후면방향으로 일정 깊이 인입되어 형성된다. 연결홈(107)은 센터홈(103)보다 더 깊지 않게 형성된다. 연결홈(107)은 센터홈(103)과 분기유로(109)를 연결하는 역할을 한다.

나사홀(110)은 본체(101)의 후면에서 일정 깊이 인입되어 형성된다. 그리고 순산소주입로(115)는 각각의 분기유로(109)를 향해 형성된다. 따라서 순산소주입로(115)는 나사홀(110)을 중심으로 4개가 방사상으로 형성된다. 순산소주입로(115)의 단부는 각 분기유로(109)로 노출된다.

상기와 같은 분산부(100)에 의해 처리대상수를 본체(101)에 충돌시킨 다음 다수의 분기유로로(109)로 분산시킨다. 각 분기유로(109)를 통과하면서 처리대상수는 순산소와 혼합된다.

수렴부(150)는 중앙에 관통홀(155)이 형성된 격판(151)으로 이루어진다. 격판(151)은 원형으로 이루어져 순환관(33)의 내부에 삽입되어 순환관(33)의 유로를 가로막도록 설치된다.

이와 같이 본 발명은 처리대상수를 분산과 수렴과정을 통해 순산소와 혼합시키므로 혼합효율을 크게 향상시킬 수 있다. 따라서 처리대상수 중의 산소 용해율을 높일 수 있어 유기물 처리 능력을 향상시킬 수 있다. 따라서 단위 용적당 유기물 부하(BOD/용적부하)를 높게 유지할 수 있어 폭기조를 소형화시킬 수 있다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

3: 유량조정조 10: 혐기조
20: 무산소조 30: 순산소조
40: 폭기조 50: 침전조
80: 미생물 담지부

Claims (6)

1. 유량조정조로부터 유입되는 처리대상수 중의 인을 제거하는 혐기조와;
   상기 혐기조로부터 유입되는 처리대상수 중의 질산성 질소를 제거하는 무산소조와;
   상기 무산소조로부터 유입되는 처리대상수 중으로 순산소공급부를 통해 순산소가 주입되어 산소의 농도를 증대시키는 순산소조와;
   상기 순산소조로부터 유입되는 처리대상수중으로 공기를 폭기시켜 질소를 질산화시키는 폭기조와;
   상기 폭기조로부터 배출되는 유출수 중의 슬러지는 침전시키고 상등수는 외부로 방출시키는 침전조와;
   상기 폭기조에 체류하는 처리대상수를 상기 무산소조로 반송시키는 내부반송부와;
   상기 침전조에서 배출되는 슬러지를 상기 혐기조로 반송시키는 외부반송수단과;
   상기 폭기조로 유입된 처리대상수와 접촉될 수 있도록 상기 폭기조 내부에 설치되는 미생물담지부;를 구비하고,
   상기 순산소공급부는 상기 순산소조의 하층에서 체류하는 처리대상수가 펌프를 통해 유입되어 상기 순산소조의 상층으로 배출되는 순환관과, 순산소가 저장된 순산소탱크와, 상기 순산소탱크와 상기 순환관을 연결하는 순산소공급관을 구비하며,
   상기 순환관의 내부에는 상기 순산소공급관을 통해 공급되는 순산소와 상기 순환관을 따라 이동하는 처리대상수를 혼합시키기 위한 혼합수단이 형성되고,
   상기 혼합수단은 상기 순환관을 따라 이동하는 처리대상수와 충돌하여 처리대상수를 다수의 흐름으로 분산시키는 분산부와, 상기 분산부를 통과한 다수의 처리대상수 흐름을 수렴시켜 단일의 흐름으로 형성시키는 수렴부를 구비하고,
   상기 분산부는 상기 순환관의 유로를 가로막도록 설치되며 후면에 상기 순산소공급관과 나사결합되는 나사홀이 형성된 본체와, 상기 본체의 전면 중앙에 일정 깊이 인입된 형태로 형성된 센터홈의 내측에 형성되며 상기 본체의 전면 방향으로 볼록하게 돌출되는 반구형의 돔부와, 상기 본체의 전면에 일정 깊이 인입되게 형성되어 다수가 마련되며 상기 센터홈의 주위에 방사상으로 형성되어 상기 센터홈과 연결되는 연결홈들과, 상기 본체의 외측면에 일정 간격으로 다수가 형성되어 상기 연결홈들과 각각 연결되는 분기유로들과, 상기 분기유로들로 순산소를 토출하기 위해 상기 나사홀과 상기 분기유로들를 연결하도록 상기 본체의 내부에 형성되며 상기 나사홀을 중심으로 방사상으로 형성된 순산소주입로를 구비하며,
   상기 수렴부는 상기 순환관의 내부에 삽입되어 상기 순환관의 유로를 가로막도록 설치되며 중앙에 관통홀이 형성된 원형의 격판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도 수처리장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 미생물담지부는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 설치되는 다수의 섬유상 담체를 구비하는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도 수처리장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 미생물 담지부는 망 구조의 커버와, 상기 커버의 내부에 대나무 숯을 적층하여 형성한 다공성 담체를 구비하는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도 수처리장치.
   
   
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