KR101638602B1

KR101638602B1 - 두 개의 회분식 sbr조와 금속이온공급기능을 갖는 하ㆍ폐수 처리장치 및 이를 이용한 하ㆍ폐수 처리방법

Info

Publication number: KR101638602B1
Application number: KR1020150190381A
Authority: KR
Inventors: 조성범
Original assignee: 조성범
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2016-07-11

Abstract

본 발명은 하ㆍ폐수 처리장치 및 이를 이용한 하ㆍ폐수 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회분식 SBR(Sequencing Batch Reactor)방식으로 하ㆍ폐수 중의 유기물, 질소 및 인을 동시에 처리할 뿐만 아니라 금속이온을 이용하여 인의 제거효율을 크게 향상시킬 수 있는 두 개의 회분식 SBR조와 금속이온공급기능을 갖는 하ㆍ폐수 처리장치 및 이를 이용한 하ㆍ폐수 처리방법에 관한 것이다.
본 발명은 2개의 회분식 SBR조를 무산소조와 병렬적으로 연결하여 무산소조와 공간적으로 연결 및 차단함으로써 호기조건과 무산소조건을 교대로 반복시켜 인의 과잉섭취와 질산화, 탈질소화를 유도하여 질소와 인을 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

두 개의 회분식 SBR조와 금속이온공급기능을 갖는 하ㆍ폐수 처리장치 및 이를 이용한 하ㆍ폐수 처리방법{sewage and wastewater treatment apparatus having two Sequencing Bath Reactor and metal ion supply function, sewage and wastewater treatment method}

본 발명은 하ㆍ폐수 처리장치 및 이를 이용한 하ㆍ폐수 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회분식 SBR(Sequencing Batch Reactor)방식으로 하ㆍ폐수 중의 유기물, 질소 및 인을 동시에 처리할 뿐만 아니라 금속이온을 이용하여 인의 제거효율을 크게 향상시킬 수 있는 두 개의 회분식 SBR조와 금속이온공급기능을 갖는 하ㆍ폐수 처리장치 및 이를 이용한 하ㆍ폐수 처리방법에 관한 것이다.

고도 수처리라 함은 질소와 인을 함유한 하/폐수에서, 유기물뿐만 아니라 질소와 인 성분도 동시에 제거하는 향상된 수처리방법을 말한다.

질소의 제거는 호기성 분위기하에서 폐수 내의 질소화합물을 질산성 질소로 전환하는 질산화공정 및 무산소 분위기하에서 질산성 질소를 질소 가스로 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 도시 하수 처리장의 경우 활성 슬러지 처리공법의 대안으로 SBR 공법이 적용되고 있으며 질소와 인의 동시 제거, 저렴한 비용, 효율적인 설비 및 유지관리, 운전 등으로 여러 SBR 변형공법이 나오는 추세이다.

일반적으로 연속 회분식 반응조(SBR; Sequencing Bath Reactor)공법은 유입되는 오폐수를 저장하는 유량조정조로부터 단일의 반응조로 처리할 양만큼 유입되도록 하여 폭기, 침전 등의 처리과정을 거친 후 유출되도록 한다. 이와 같은 SBR 공법은 폐수 발생이 불균일한 농ㆍ어촌의 소규모 수처리 시설에 주로 적용되었는데, 근래에는 중ㆍ대규모의 수처리 시설에도 적용하기 위한 방안으로 다양한 기술이 제안되고 있다.

SBR 공법은 유입, 반응기의 포기와 혼합에 의해 혐기, 호기, 무산소 조건을 임의로 조절할 수 있으며, 호기성 조건에서 유기물질 제거와 인 섭취 및 질산화 과정이 일어나고, 무산소 조건에서 탈질산화 과정이 그리고 혐기성 조건에서 인을 방출시킴으로써 질소와 인을 동시에 제거할 수 있는 장점을 지니고 있다.

하지만, 종래의 SBR 공법은 인의 제거가 생물학적 처리 방법에 의존하고 있으므로, 중/소규모 시설의 경우 운전이 복잡하고 유입부하의 변동이 커서 인의 처리가 안정적으로 이루어지기 힘든 단점이 있다.

그리고 SBR 공법에서 양호한 유출수질을 얻는데 중요한 관건 중의 하나는 고액분리의 효율성에 관한 문제이다. 처리수의 수질은 침전에 의한 고액분리후 상등수를 배출시키는 고액분리장치(디켄터)에 많은 영향을 받는다.

대한민국 등록특허 제 10-1218082호에는 수처리공법 및 이를 사용한 연속유입식 에스비알 장치가 개시되어 있다.

상기 에스비알 장치는 반응조에 디켄터를 설치하여 고액분리된 상등수가 방류되도록 하고 있는데, 이러한 디켄터는 상등수의 수위가 낮아지는 경우 스컴까지 함께 배출되어 최종 배출수의 수질을 악화시키는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제 10-1218082호: 수처리공법 및 이를 사용한 연속유입식 에스비알 장치

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 단일의 회분식 SBR 조에서 수행되는 SBR공법을 개선하여 하ㆍ폐수의 유기물 및 질소, 인의 제거효율을 높일 수 있으며, 특히 금속이온을 이용하여 인의 제거효율을 크게 향상시킬 수 있는 하ㆍ폐수 처리장치 및 이를 이용한 하ㆍ폐수 처리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 침전을 통해 고액분리된 처리수를 배출하는 디켄터의 구조를 개선하여 디켄터를 통해 스컴이 외부로 배출하는 것을 효과적으로 차단할 수 있는 하ㆍ폐수 처리장치 및 이를 이용한 하ㆍ폐수 처리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 두 개의 회분식 SBR조와 금속이온공급기능을 갖는 하ㆍ폐수 처리장치는 처리대상수와 활성슬러지가 유입되며, 내부에 교반기가 설치된 무산소조와; 상기 무산소조와 병렬적으로 연결되며 폭기수단과 교반기가 설치되는 제 1SBR조 및 제 2SBR조와; 상기 무산소조로부터 배출되는 혼합액을 상기 제 1SBR조 및 상기 제 2SBR조 중 어느 하나에 선택적으로 유입시키기 위한 선택유입부와; 상기 선택유입부에 의해 상기 무산소조로부터 혼합액이 유입되는 상기 제 1SBR조 및 상기 제 2SBR조 중 어느 하나로부터 상기 무산소조로 혼합액을 반송시키기 위한 내부반송부와; 상기 제 1SBR조 및 상기 제 2SBR조의 내부에 각각 설치되어 고액분리된 처리수를 외부로 배출시키기 위한 디켄터와; 상기 디켄터를 통해 배출되는 처리수가 유입되는 처리수조와; 상기 처리수조로 유입되는 처리수 중의 인을 저감시키기 위해 상기 처리수조에 저장된 처리수의 일부를 상기 무산소조로 순환시키면서 금속이온을 공급하는 금속이온발생부;을 구비한다.

상기 선택유입부는 상기 무산소조와 상기 제 1SBR조를 연결하는 제 1연결로에 설치되는 제 1개폐부재와, 상기 제 1개폐부재를 개폐시키기 위한 제 1구동부와, 상기 무산소조와 상기 제 2SBR조를 연결하는 제 2연결로에 설치되는 제 2개폐부재와, 상기 제 2개폐부재를 개폐시키기 위한 제 2구동부와, 상기 1 및 제 2구동부의 구동을 선택적으로 제어하는 제어부를 구비한다.

상기 금속이온발생부는 유입구 및 유출구가 형성된 금속이온발생조와, 상기 금속이온발생조에 설치되는 펌프와 상기 유입구를 연결하는 제 1연결관과, 상기 무산소조와 상기 유출구를 연결하는 제 2연결관과, 상기 금속이온발생조 내부에 설치되어 상기 금속이온발생조로 유입된 처리수 중으로 철이온 또는 알루미늄 이온을 용출시키는 금속부재와, 상기 금속부재에 공기를 접촉시켜 산화를 유도하는 산화유도부를 구비한다.

상기 디켄터는 고액분리된 처리수가 내부로 유입될 수 있도록 유입로가 형성된 본체와, 상기 본체에 힌지결합되어 수위가 상승하면 상방으로 이동하고 수위가 하강하면 하방으로 이동하면서 상기 유입로를 개폐하는 개폐수단과, 상기 본체로 유입된 처리수가 상기 처리수조로 배출될 수 있도록 상기 본체의 배출구와 연결되어 상기 처리수조로 연장되는 처리수배출관을 구비한다.

상기 본체는 상기 유입로와 연결되는 입구가 형성된 통형의 하우징과, 상기 입구를 감싸도록 상기 하우징의 외측면에 설치되어 상기 유입로를 형성하는 덮개와, 상기 유입로에 위치하도록 상기 하우징의 외측면에서 돌출되게 형성된 걸림턱을 구비하고, 상기 개폐수단은 상기 하우징의 일측에서 타측을 관통하여 상기 하우징에 회전가능하도록 설치되는 회전축과, 상기 하우징의 외측으로 노출된 상기 회전축의 양 단부에 각각 결합되는 제 1 및 제 2연결바와, 상기 제 1연결바가 일측에 결합되고 상기 제 2연결바가 타측에 결합되어 상기 하우징과 이격되게 설치되며 부력에 의해 상하로 이동하면서 상기 회전축을 회전시키는 부력체와, 상기 하우징의 내부에서 상기 회전축과 결합되어 상기 입구를 통해 상기 유입로로 연장되는 지지바와, 상기 지지바에 설치되어 상기 회전축의 일 방향 회전시 상기 걸림턱에 걸려 상기 유입로를 막고 상기 회전축의 타 방향 회전시 상기 걸림턱에서 분리되어 상기 유입로를 개방시키는 게이트를 구비한다.

그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하ㆍ폐수 처리방법은 내부에 교반기가 설치된 무산소조로 처리대상수와 활성슬러지를 연속적으로 유입시키면서 교반하는 제 1단계와; 상기 무산소조로부터 배출되는 혼합액을 폭기수단과 교반기가 설치되는 제 1SBR조 및 제 2SBR조에서 수처리한 후 처리수를 처리수조로 배출시키는 제 2단계와; 상기 처리수조에 저장된 처리수의 일부를 상기 무산소조로 순환시키면서 금속이온을 공급하는 제 3단계;를 포함하고, 상기 제 2단계는 상기 무산소조와 병렬적으로 연결되는 상기 제 1SBR조 및 상기 제 2SBR조 중 어느 하나에 상기 무산소조로부터 배출되는 혼합액을 선택적으로 유입시켜 상기 제 1SBR조 및 상기 제 2SBR조 중 어느 하나는 상기 무산소조와 공간적으로 연결시키고, 다른 하나는 상기 무산소조와 공간적으로 분리시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2단계는 A)상기 무산소조와 공간적으로 분리되는 상기 제 1SBR조에서 폭기와 교반을 동시에 진행하여 질소를 질산화시킨 후 침전에 의해 고액분리된 처리수를 디켄터를 통해 상기 처리수조로 배출시키는 단계와, B)상기 무산소조와 공간적으로 연결되는 상기 제 2SBR조에 상기 무산소조로부터 혼합액이 유입됨과 동시에 상기 제 2SBR조로부터 상기 무산소조로 혼합액을 반송시키는 단계로 이루어진다.

상기 B)단계는 상기 제 2SBR조의 내부를 교반시키면서 무산소조건에서 탈질처리 후 폭기하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2단계는 상기 제 1SBR조의 처리수 배출이 완료되면 상기 무산소조로부터 배출되는 혼합액의 유입을 상기 제 2SBR조에서 상기 제 1SBR조로 전환시키는 것을 특징으로 한다.

상기 디켄터는 처리수가 내부로 유입될 수 있도록 유입로가 형성된 본체와, 상기 본체에 힌지결합되어 수위가 상승하면 상방으로 이동하고 수위가 하강하면 하방으로 이동하면서 상기 유입로를 개폐하는 개폐수단과, 상기 본체로 유입된 처리수가 상기 처리수조로 배출될 수 있도록 상기 본체의 배출구와 연결되어 상기 처리수조로 연장되는 처리수배출관을 구비하며, 상기 본체는 상기 유입로와 연결되는 입구가 형성된 통형의 하우징과, 상기 입구를 감싸도록 상기 하우징의 외측면에 설치되어 상기 유입로를 형성하는 덮개와, 상기 유입로에 위치하도록 상기 하우징의 외측면에서 돌출되게 형성된 걸림턱을 구비하고, 상기 개폐수단은 상기 하우징의 일측에서 타측을 관통하여 상기 하우징에 회전가능하도록 설치되는 회전축과, 상기 하우징의 외측으로 노출된 상기 회전축의 양 단부에 각각 결합되는 제 1 및 제 2연결바와, 상기 제 1연결바가 일측에 결합되고 상기 제 2연결바가 타측에 결합되어 상기 하우징과 이격되게 설치되며 부력에 의해 상하로 이동하면서 상기 회전축을 회전시키는 부력체와, 상기 하우징의 내부에서 상기 회전축과 결합되어 상기 입구를 통해 상기 유입로로 연장되는 지지바와, 상기 지지바에 설치되어 상기 회전축의 일 방향 회전시 상기 걸림턱에 걸려 상기 유입로를 막고 상기 회전축의 타 방향 회전시 상기 걸림턱에서 분리되어 상기 유입로를 개방시키는 게이트를 구비한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 2개의 회분식 SBR조를 무산소조와 병렬적으로 연결하여 무산소조와 공간적으로 연결 및 차단함으로써 호기조건과 무산소조건을 교대로 반복시켜 인의 과잉섭취와 질산화, 탈질소화를 유도하여 질소와 인을 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 본 발명은 처리수를 금속이온발생조로 유입시켜 금속이온을 공급함으로써 인의 제거가 추가적으로 수행되므로 전체 수처리 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 금속이온의 공급에 의한 인의 제거는 외부의 변화요소에도 영향을 받지 않는 화학적인 방법에 의해 수행되므로 인의 제거 효율을 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 침전을 통해 고액분리된 처리수를 배출시 상등수의 수위가 낮아지는 경우 유입로를 차단시킴으로써 스컴이 외부로 배출하는 것을 효과적으로 막을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하ㆍ폐수 처리장치의 구성을 나타낸 구성도이고,
도 2는 도 1의 하ㆍ폐수 처리장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 3은 도 1에 적용된 금속이온발생부를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 4는 무산소조에서 배출되는 혼합액이 제 2SBR반응조로 유입되는 경우 도 1의 하ㆍ폐수 처리장치의 전체적인 흐름을 보여주는 구성도이고,
도 5는 무산소조에서 배출되는 혼합액이 제 1SBR반응조로 유입되는 경우 도 1의 하ㆍ폐수 처리장치의 전체적인 흐름을 보여주는 구성도이고,
도 6은 도 1에 적용된 디켄터의 정면도이고,
도 7은 도 6의 디켄터의 요부를 발췌한 일부 절개 사시도이고,
도 8은 도 6의 디켄터의 단면도이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 승강수단을 나타내는 발췌 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 두 개의 회분식 SBR조와 금속이온공급기능을 갖는 하ㆍ폐수 처리장치 및 이를 이용한 하ㆍ폐수 처리방법에 대해 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하ㆍ폐수 처리장치는 크게 무산소조(10), 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40)와, 선택유입부와, 내부반송부와, 디켄터(60), 처리수조(50)와, 금속이온발생부를 구비한다.

무산소조(10)는 처리대상수가 연속적으로 유입된다. 처리대상수인 하수 또는 폐수는 공지의 전처리 장치 즉 스크린, 침전조, 유량조정조(1)를 거쳐 원수공급라인(3)을 통해 무산소조(10)로 유입된다. 이와 함께 제 1SBR조(20) 또는 제 2SBR조(40)로부터 혼합액이 내부반송되어 무산소조(10)로 유입된다. 혼합액은 처리대상수와 활성슬러지가 혼합된 것으로서, 혼합액이 무산소조로 유입됨으로써 무산소조에는 활성슬러지가 함께 유입된다. 처리대상수와 활성슬러지가 혼합된 혼합액은 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40) 중에서 선택된 어느 하나로 유입된다.

무산소조(10)에는 유입된 처리대상수와 활성슬러지를 혼합하기 위한 통상적인 수중 교반기(25)가 설치된다.

제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40)는 무산소조(10)의 전후 좌우 또는 좌우 측면에 각각 설치될 수 있다. 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40)는 무산소조(10)와 병렬적으로 연결된다. 무산소조(10)에서 배출되는 혼합액은 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40) 중에서 어느 하나로 선택적으로 유입된다.

제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40)는 연속 회분식 반응조(SBR; Sequencing Bath Reactor)로서, 무산소조(10)로부터 처리할 양만큼의 혼합액이 교대로 유입되어 폭기, 고액분리 과정을 거친 후 디켄터를 통해 처리수가 배출된다. 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40)의 혼합액 부유물(MLSS, mixed liquor suspended solid)은 미생물의 농도가 2,500~4,000㎎/ℓ로 유지되도록 함이 바람직하다.

제 1SBR조(20)와 제 2SBR조(40)에는 폭기수단과 교반기가 설치된다.

폭기수단(30)은 송풍기(31)와, 송풍기(31)와 연결되어 제 1SBR조(20)로 연장되는 제 1공기공급관(33)과, 송풍기(31)와 연결되어 제 2SBR조(40)로 연장되는 제 2공기공급관(36)과, 제 1공기공급관(33)과 연결되어 제 1SBR조(20)의 내부에 설치되는 제 1산기관(35)과, 제 2공기공급관(36)과 연결되어 제 2SBR조(40)의 내부에 설치되는 제 2산기관(38)을 구비한다. 제 1 및 제 2공기공급관(33)(36)에는 유로를 개폐하는 제 1 및 제 2밸브(34)(37)가 각각 설치된다. 제 1 및 제 2밸브(34)(37)는 후술할 제어부에 의해 개폐가 제어될 수 있다.

제 1SBR조(20)와 제 2SBR조(40)의 내부는 폭기 유무에 따라 호기 조건 또는 무산소 조건으로 전환되어 질산화반응과 탈질 반응이 수행된다.

교반기로 통상적인 수중 교반기가 설치된다. 제 1SBR조와 제 2SBR조의 내부에 각각 설치되는 교반기(25)(45)는 제어부에 의해 작동이 제어될 수 있다.

무산소조(10)에서 제 1SBR조(20)와 제 2SBR조(40) 중의 어느 하나로 혼합액을 선택적으로 유입시키기 위해 선택유입부가 구비된다.

선택유입부는 무산소조(10)와 제 1SBR조(20)를 연결하는 제 1연결로(13)에 설치되는 제 1개폐부재(14)와, 제 1개폐부재(14)를 개폐시키기 위한 제 1구동부(15)와, 무산소조(10)와 제 2SBR조(40)를 연결하는 제 2연결로(17)에 설치되는 제 2개폐부재(18)와, 제 2개폐부재(18)를 개폐시키기 위한 제 2구동부(19)와, 1 및 제 2구동부(15)(19)의 구동을 선택적으로 제어하는 제어부를 구비한다.

제 1개폐부재(14)로 제 1연결로(13)에 설치되는 수문이 적용될 수 있다. 제 1구동부(15)는 모터로 이루어진다. 제 1구동부(15)는 제 1개폐부재(14)와 연결되어 회전에 의해 제 1개폐부재(14)를 상하로 승강시키면서 제 1연결로(13)를 개폐할 수 있다. 제 2개폐부재(18) 역시 제 2연결로(17)에 설치되는 수문이 적용될 수 있다. 제 2구동부(19)는 모터로 이루어진다. 제 2구동부(19)는 제 2개폐부재(18)와 연결되어 회전에 의해 제 2개폐부재(18)를 상하로 승강시키면서 제 1연결로(17)를 개폐할 수 있다.

한편, 도시된 바와 달리 선택유입부는 제 1연결로(13)와 제 2연결로(17)에 각각 설치되는 자동밸브로 구성될 수 있다. 자동밸브는 제어부를 통해 제 1 및 제 2연결로를 각각 개폐시킨다.

제어부는 마이크로프로세스와 각종 구동회로로 이루어진 공지의 구성이다. 제어부는 관리자가 입력시킨 시간에 의해 선택유입부의 작동을 제어하거나, 설정된 조건을 만족하면 선택유입부의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 상술한 폭기수단과 교반기들을 작동을 제어한다.

선택유입부를 통해 본 발명은 무산소조(10)에서 배출되는 혼합액을 제 1SBR조(20)와 제 2SBR조(40)에 교대로 유입시킨다. 가령, 제 2SBR조(40)로 혼합액이 유입되는 경우에는 제 1SBR조(20)에는 혼합액이 유입되지 않는다. 그리고 일정 시간 경과 후에 제 2SBR조(40)로 혼합액의 유입은 차단되고, 제 1SBR조(20)로 혼합액이 유입된다.

이와 같이 본 발명은 무산소조(10)에서 배출되는 혼합액의 유입을 제 1SBR조(20)와 제 2SBR조(40) 중 어느 하나에 선택적으로 유입시킴으로써 제 1SBR조(20)와 제 2SBR조(40) 중 어느 하나와 공간적으로 연결되어 수처리가 진행된다. 가령, 무산소조(10)에서 제 2SBR조(40)로 혼합액이 유입되는 경우에는 제 2SBR조(40)와 무산소조(10)가 공간적으로 연결되어 동일한 공간을 공유하면서 수처리가 진행된다. 이때 제 1SBR조(20)는 무산소조(10)와 공간적으로 분리된 상태에서 수처리가 진행된다. 그리고 일정 시간 경과 후에는 제 2SBR조(40)로 혼합액의 유입은 차단되고, 제 1SBR조(20)로 혼합액이 유입되면 제 1SBR조(20)와 무산소조(10)가 공간적으로 연결되어 동일한 공간을 공유하면서 수처리가 진행된다. 이때 제 2SBR조(40)는 무산소조(10)와 공간적으로 분리된 상태에서 수처리가 진행된다.

내부반송부는 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40) 중 어느 하나로부터 무산소조(10)로 혼합액을 반송시킨다.

내부반송부는 제 1SBR조(20)의 내부에 설치되는 제 1펌프(27)와, 제 1펌프(27)와 연결되어 무산소조(10)로 연장되는 제 1반송라인(29)과, 제 2SBR조(40)의 내부에 설치되는 제 2펌프(47)와, 제 2펌프(47)와 연결되어 무산소조(10)로 연장되는 제 2반송라인(49)으로 이루어진다. 제 1 펌프(27)와 제 2펌프(47)는 제어부에 의해 작동이 제어될 수 있다.

내부반송부는 무산소조(10)로부터 혼합액이 유입되는 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40) 중 어느 하나로부터 무산소조(10)로 혼합액을 반송시킨다. 가령, 무산소조(10)로부터 혼합액이 제 2SBR조(40)로 유입되는 경우 제 2펌프(47)가 구동되어 혼합액을 무산소조(10)로 반송하여 내부순환시킨다. 그리고 무산소조(10)로부터 혼합액이 제 1SBR조(20)로 유입되는 경우 제 1펌프(27)가 구동되어 혼합액을 무산소조(10)로 반송하여 내부순환시킨다.

디켄터(60)는 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40)의 내부에 각각 설치되어 고액분리된 처리수를 처리수조(50)로 배출시킨다.

디켄터(60)는 승강수단에 의해 상하로 이동이 가능하도록 설치된다. 제 1SBR조(20)에 설치된 승강수단 및 디켄터는 제 2SBR조(20)에 설치된 승강수단 및 디켄터와 동일하다. 따라서 제 1SBR조(20)에 설치된 승강수단 및 디켄터를 예로 들어 설명한다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 승강수단은 상하로 길게 수직으로 설치되며 외주면에 나사산이 형성된 리드스크류(110)와, 리드스크류(110)와 나란하게 설치되는 가이드바(115)와, 리드스크류(110)와 연결되어 리드스크류(110)를 정회전 또는 역회전시키는 모터(113)와, 일측은 리드스크류(110)에 나사결합되고, 타측은 가이드바(115)에 지지되는 승강플레이트(117)와, 승강플레이트(117)의 전면에 형성되어 디켄터와 연결되는 연결패널(120)로 이루어진다.

리드스크류(110)는 벽면에 고정되는 지지브라켓트(111)에 의해 회전가능하도록 지지된다. 가이드바(115)는 벽면에 설치되는 고정바(116)에 지지된다. 승강플레이트(117)의 일측에는 나사홀이 형성되어 리드스크류(110)와 나사결합하는 제 1링부재(118)가 설치되고, 승강플레이트(117)의 타측에는 가이드바(115)가 삽입되는 삽입홀이 형성된 제 2링부재(119)가 설치된다.

모터(113)의 회전에 의해 디켄터는 상하로 이동하여 적절한 높이에 위치할 수 있다.

디켄터는 침전을 통해 고액분리된 상등수, 즉 처리수를 처리수조로 배출하기 위한 것이다. 종래의 디켄터는 상등수의 수위가 낮아지는 경우 수면에 부유하는 스컴까지 함께 배출되어 최종 배출수의 수질을 악화시키는 문제점이 있다. 이에 따라 본 발명에 적용된 디켄터는 상등수의 수위가 낮아지는 경우 스컴이 외부로 배출하는 것을 효과적으로 차단할 수 있도록 구성되어 있다.

도시된 디켄터는 고액분리된 처리수가 내부로 유입될 수 있도록 유입로(65)가 형성된 본체(61)와, 본체(61)에 힌지결합되어 수위가 상승하면 상방으로 이동하고 수위가 하강하면 하방으로 이동하면서 유입로(65)를 개폐하는 개폐수단과, 본체(61)로 유입된 처리수가 처리수조(50)로 배출될 수 있도록 본체(61)의 배출구와 연결되어 처리수조(50)로 연장되는 처리수배출관(69)을 구비한다. 처리수배출관은 플렉시블한 연질의 호스로 이루어질 수 있다.

본체(61)는 유입로(65)와 연결되는 입구(64)가 형성된 원통형의 하우징(63)과, 입구(64)를 감싸도록 하우징(63)의 외측면에 설치되어 유입로(65)를 형성하는 덮개(66)와, 유입로(65)에 위치하도록 하우징(63)의 외측면에서 돌출되게 형성된 걸림턱(67)을 구비한다.

개폐수단은 하우징(63)의 일측에서 타측을 관통하여 하우징(63)에 회전가능하도록 설치되는 회전축(71)과, 하우징(71)의 외측으로 노출된 회전축(71)의 양 단부에 각각 결합되는 제 1 및 제 2연결바(73)(74)와, 제 1연결바(73)가 일측에 결합되고 제 2연결바(74)가 타측에 결합되어 하우징(63)과 이격되게 설치되며 부력에 의해 상하로 이동하면서 회전축(71)을 회전시키는 부력체(70)와, 하우징(63)의 내부에서 회전축(71)과 결합되어 입구(64)를 통해 유입로(65)로 연장되는 지지바(80)와, 상기 지지바(80)에 설치되어 회전축(71)의 일 방향 회전시 걸림턱(67)에 걸려 유입로(65)를 막고 회전축의 타 방향 회전시 걸림턱(67)에서 분리되어 유입로(65)를 개방시키는 게이트(85)를 구비한다.

부력체(70)는 속이 빈 원통형 구조로 이루어진다. 부력체(70)의 내부에는 물보다 비중이 낮은 물질이 충진될 수 있다. 이러한 부력체는 수중에서 부력을 받아 상하로 이동한다.

게이트(85)는 지지바(80)의 단부에 결합되는 지지패널(87)과, 지지패널(87)에 설치되는 수밀패드(89)로 이루어진다. 수밀패드(89)는 플렉시블한 고무 또는 실리콘으로 이루어져 걸림턱(67)과 덮개(66) 사이의 유입로(65)를 개폐하는 역할을 한다.

부력체(70)는 하우징(63)에 설치된 회전축(71)과 결합되어 있으므로 부력체(70)가 부력을 받아 상부로 이동시에 회전축(71)이 상부로 회전한다. 회전축(71)이 상부로 회전하면 회전축(71)에 연결된 게이트(85)가 걸림턱(67)에서 분리되면서 유입로(65)를 개방시킨다. 그리고 상등수가 배출됨에 따라 수위가 낮아지는 경우 부력체(70)가 하부로 이동하면서 회전축(71)이 하부로 회전한다. 회전축(71)이 하부로 회전하면 회전축(71)에 연결된 게이트(85)가 걸림턱(67)과 밀착되면서 유입로(65)를 막는다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 처리수조(50)는 디켄터(60)를 통해 배출되는 처리수가 유입된다. 제 1SBR조(20)에 설치된 디켄터(60)와 연결된 처리수배출관(69)과, 제 2SBR조(40)에 설치된 디켄터(60)와 연결된 처리수배출관(69)은 처리수이송관(135)과 연결된다. 처리수이송관(135)에는 펌프(137)가 설치되고, 각 처리수배출관에는 유로를 개폐하는 밸브(130)(133)가 설치된다.

처리수조(50)에는 방류관이 상부에 설치되어 최종적으로 수처리된 처리수가 외부로 배출될 수 있도록 한다.

금속이온발생부는 무산소조(10)로 유입되는 처리수 중에 금속이온을 공급하여 인을 효과적으로 저감시키기 위한 것이다. 금속이온발생부는 생물학적으로 처리하지 못한 인을 화학적 반응을 이용하여 인을 저감시킨다. 이러한 금속이온발생부를 통해 외부의 변화요소에도 영향을 받지 않고 방류수 중의 인의 농도를 수질기준에 맞춰 일정하게 유지시킬 수 있다.

금속이온발생부는 처리수조(50)에 저장된 처리수의 일부를 무산소조(10)로 순환시키면서 금속이온을 공급한다.

금속이온발생부는 유입구 및 유출구가 형성된 금속이온발생조(91)와, 처리수조(50)에 설치되는 펌프(100)와 유입구를 연결하는 제 1연결관(105)과, 무산소조(10)와 유출구를 연결하는 제 2연결관(107)과, 금속이온발생조(91) 내부에 설치되어 금속이온발생조(91)로 유입된 처리수 중으로 철이온 또는 알루미늄 이온을 용출시키는 금속부재와, 금속부재에 공기를 접촉시켜 산화를 유도하는 산화유도부를 구비한다.

금속이온발생조(91)는 하부에 지지다리(94)가 설치된다. 그리고 금속이온발생조(91)에는 침전물을 배출하기 위한 드레인관(92)과 밸브(93)가 구비된다.

금속부재는 망 구조의 수용용기(95)의 내부에 저장된다. 금속부재로 철 스크랩 또는 알루미늄 스크랩을 이용할 수 있다. 이러한 금속부재는 처리수와 접촉하여 철이온 또는 알루미늄 이온을 수중으로 용출시킨다.

산화유도부는 금속부재에 공기를 접촉시켜 금속 이온의 용출을 촉진시키고, 용출된 금속이온을 산화시키는 역할을 한다. 산화유도부로 금속이온발생조(91)의 내부에 설치되는 폭기관(96)과, 송풍기로부터 연장되어 폭기관과 연결되는 공기공급관(97)으로 이루어진다.

금속이온발생조를 경유하여 무산소조로 유입되는 처리수 중에는 금속이온발생조에서 발생된 금속이온이 포함된다. 무산소조와 제 1SBR조 및 제 2SBR조로 유입된 금속이온은 인과 반응한다.

호기 조건에서 산소에 의해 충분히 산화된 인은 인산이온(PO₄ ^3-)으로 존재하게 되며, 이러한 인산이온(PO₄ ^3-)은 금속부재에서 발생되는 철 이온 또는 알루미늄 이온과 결합하여 아래와 같이 난용성 인산염이 형성된다.

Fe³⁺ + PO₄ ³ ^- → FePO₄(s)

Al³⁺ + PO₄ ³ ^- → AlPO₄(s)

위와 같이 철 이온 또는 알루미늄 이온에 의해 인이 제거된다.

또한, 여분의 철 이온 및 알루미늄 이온은 수중의 수산이온(OH^-)과 반응하여 아래와 같이 침전을 형성할 수 있다.

Fe³ ⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃(s)

Al³ ⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃(s)

한편, 디켄터를 승강시키기 위한 승강수단의 다른 예를 도 9에 도시하고 있다. 도 9를 참조하면, 승강수단은 제 1 및 제 2SBR조에 상하로 길게 수직으로 설치되는 사각지주(210)와, 사각지주(210)의 내부에 회전가능하게 수용되며 외주면에 나사산이 형성된 리드스크류(118)와, 리드스크류(118)의 상부에 연결되어 리드스크류(118)를 정회전 또는 역회전시키는 모터(미도시)와, 리드스크류(118)에 나사결합되는 승강블록(200)과, 승강블록(200)과 디켄터의 하우징(63)을 연결하는 연결플레이트(120)를 구비한다.

사각지주(210)는 제 1 및 제 2SBR조에 각각 하나씩 설치된다. 사각지주(210)의 하부는 제 1 및 제 2SBR조의 바닥에 고정된다. 그리고 사각지주(210)의 상부는 제 1 및 제 2SBR조의 상부에 고정된다. 사각지주(210)는 내부가 빈 중공구조이고, 일 측면은 상하로 길게 가이드슬롯(215)이 형성된다.

리드스크류(118)는 사각지주(210)보다 더 높게 형성되어 리드스크류(118)의 상단은 사각지주(210)의 외부로 노출된다. 외부로 노출된 리드스크류(118)의 상부는 제 1 및 제 2SBR조의 상부에 설치되는 모터의 구동축과 연결된다. 도시되지 않았지만 사각지주(210)의 내부에는 베어링유니트가 설치되고, 리드스크류(118)는 베어링유니트에 의해 회전가능하도록 지지된다.

승강블록(200)은 사각지주(210)의 내부에 삽입될 수 있도록 사각형으로 이루어진다. 승강블록(200)의 중심에는 상하를 관통하는 나사홀이 형성된다. 승강블록의 나사홀에 리드스크류(118)가 삽입되어 나사결합된다. 따라서 리드스크류(118)의 회전에 의해 승강블록(200)은 사각지주(210)의 내부에서 상하로 이동한다.

연결플레이트(120)의 일측은 승강블록(200)의 측면에 결합되고 타측은 가이드슬롯(215)을 통해 외부로 연장되어 디켄터의 하우징(63)에 결합된다. 승강블록(200)의 승강시 연결플레이트(120)는 가이드슬롯(215)을 따라 상하로 이동한다.

상술한 승강수단은 디켄터의 회전을 방지하기 위한 별도의 가이드바를 설치할 필요가 없어 구조가 간단하다.

이하, 도 1 내지 도 3에 도시된 하ㆍ폐수 처리장치를 이용한 하ㆍ폐수의 처리방법에 대하여 설명한다.

먼저, 내부에 교반기(12)가 설치된 무산소조(10)로 처리대상수와 활성슬러지를 연속적으로 유입시키면서 교반하는 제 1단계를 수행한다.

다음으로, 무산소조(10)로부터 배출되는 혼합액을 폭기수단과 교반기가 설치되는 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40)에서 수처리한 후 처리수를 처리수조(50)로 배출시키는 제 2단계를 수행한다.

제 1단계를 통해 처리대상수와 활성슬러지가 혼합된 혼합액이 무산소조(10)로부터 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40) 중 어느 하나에 선택적으로 유입된다. 따라서 제 2단계는 제 1SBR조(20) 및 제 2SBR조(40) 중 어느 하나가 무산소조(10)와 공간적으로 연결된 상태로 수처리가 진행되고, 다른 하나는 무산소조(10)와 공간적으로 분리된 상태로 수처리가 진행된다.

이와 같이 제 2단계는 무산소조(10)와 공간적으로 분리되어 수처리가 진행되는 A공정과, 무산소조(10)와 공간적으로 연결되어 수처리가 진행되는 B공정으로 구분될 수 있다. A공정과 B공정은 병렬적으로 동시에 진행된다.

일 예로 무산소조(10)에서 혼합액이 제 2SBR조(40)로 유입되는 경우, A공정은 제 1SBR조(20)에서 진행되고, B공정은 무산소조(10)와 제 2SBR조(40)에서 진행된다.

A공정에서 제 1SBR조(20)는 제 1연결로가 차단되어 무산소조(10)와 공간적으로 분리된다. A공정은 제 1SBR조(20)에서 폭기와 교반을 동시에 진행하여 질소를 질산화시킨 후 침전에 의해 고액분리시킨 다음 처리수를 디켄터를 통해 처리수조(50)로 배출시킨다. A공정은 폭기와 교반을 동시에 진행하여 질소를 질산화시키는 폭기/교반공정, 폭기와 교반을 중지시킨 후 침전에 의해 혼합액을 고액분리시키는 고액분리공정, 고액분리되어 상층에 존재하는 처리수를 디켄터(60)를 통해 처리수조(50)로 배출시키는 처리수배출공정으로 구분될 수 있다. 폭기/교반공정, 고액분리공정, 처리수배출공정은 시간 순서에 따라 순차적으로 진행된다. 폭기/교반공정에서는 호기조건으로 미생물에 의한 인의 과잉섭취와 암모니아성 질소가 질산성 질소로 전환되는 산화가 일어난다.

그리고 B공정은 제 2연결로(17)를 통해 무산소조(10)로부터 제 2SBR조(40)로 혼합액이 계속 유입됨과 동시에 제 2반송라인(49)을 통해 제 2SBR조(40)로부터 무산소조(10)로 혼합액이 계속 반송된다. 따라서 B공정은 혼합액이 무산소조(10)와 제 2SBR조(40)로 계속 순환되면서 진행된다.

B공정은 제 2SBR조(40)의 폭기 유무에 따라 무산소처리공정, 호기처리공정으로 구분될 수 있다. 무산소처리공정과 호기처리공정은 시간 순서에 따라 순차적으로 진행된다. 무산소처리공정에서 무산소조(10)는 교반이 진행되고, 제 2SBR조(40)는 폭기가 중단된 상태로 교반이 진행된다. 이러한 무산소처리공정에서 처리대상수와 활성슬러지가 혼합된 혼합액은 무산소 조건으로 전환되어 탈질 반응이 수행된다.

그리고 호기처리공정에서 무산소조(10)는 교반이 계속 진행되고, 제 2SBR조(40)는 교반은 중단되고 폭기는 진행된다. 제 2 SBR조(40)에서 폭기가 진행되면 무산소조건이 호기 조건으로 전환되어 유기물제거와 암모니아성 질소를 질산성 질소로 변환시키는 산화반응공정이 이루어진다.

상술한 A공정과 B공정은 하기 표 1과 같이 나타낼 수 있다. 그리고 도 4는 A공정과 B공정이 진행될 때 내부반송과 처리수의 흐름을 보여주는 구성도이다.

A공정	제1SBR 조	폭기	고액분리	처리수배출
B공정	무산소조	교반
	제2SBR 조	교반		폭기

한편, 제 2단계는 제 1SBR조(20)의 처리수 배출이 완료되면 무산소조(10)로부터 배출되는 혼합액의 유입을 제 2SBR조(40)에서 제 1SBR조(20)로 전환시켜 C공정과 D공정을 더 진행시킬 수 있다. C공정은 무산소조(10)와 공간적으로 연결되어 수처리가 진행되고, D공정은 무산소조(10)와 공간적으로 분리되어 수처리가 진행된다. C공정과 D공정은 병렬적으로 동시에 진행된다.

C공정은 무산소조(10)와 제 1SBR조(20)에서 진행되고, D공정은 제 2SBR조(40)에서 진행된다.

가령, C공정은 제 1연결로(13)를 통해 무산소조(10)로부터 제 1SBR조(20)로 혼합액이 계속 유입됨과 동시에 제 1반송라인(29)을 통해 제 1SBR조(20)로부터 무산소조(10)로 혼합액이 계속 반송된다. 따라서 C공정은 혼합액이 무산소조(10)와 제 1SBR조(20)로 계속 순환되면서 진행된다.

C공정은 제 1SBR조(20)의 폭기 유무에 따라 무산소처리공정, 호기처리공정으로 구분될 수 있다. 무산소처리공정과 호기처리공정은 시간 순서에 따라 순차적으로 진행된다. 무산소처리공정에서 무산소조(10)는 교반이 진행되고, 제 1SBR조(20)는 폭기는 중단된 상태로 교반이 진행된다. 그리고 호기처리공정에서 무산소조(10)는 교반이 계속 진행되고, 제 1SBR조(20)는 교반은 중단되고 폭기는 진행된다.

D공정은 무산소조(10)와 공간적으로 분리되는 제 2SBR조(40)에서 폭기와 교반을 동시에 진행하여 질소를 질산화시킨 후 침전에 의해 고액분리시킨 다음 처리수를 디켄터(60)를 통해 처리수조(50)로 배출시킨다. D공정은 폭기와 교반을 동시에 진행하여 질소를 질산화시키는 폭기/교반공정, 폭기와 교반을 중지시킨 후 침전에 의해 혼합액을 고액분리시키는 고액분리공정, 고액분리되어 상층에 존재하는 처리수를 디켄터를 통해 처리수조로 배출시키는 처리수배출공정으로 구분될 수 있다. 폭기/교반공정, 고액분리공정, 처리수배출공정은 시간 순서에 따라 순차적으로 진행된다.

상술한 C공정과 D공정은 하기 표 2와 같이 나타낼 수 있다. 그리고 도 5는 C공정과 D공정이 진행될 때 내부반송과 처리수의 흐름을 보여주는 구성도이다.

C공정	제1SBR 조	교반		폭기
C공정	무산소조	교반
D공정	제2SBR 조	폭기	고액분리	처리수배출

D공정에서 제 2SBR조의 처리수 배출이 완료되면 무산소조로부터 배출되는 혼합액의 유입을 제 1SBR조에서 제 2SBR조로 전환시켜 상술한 A공정과 B공정이 다시 반복될 수 있다. 하기 표 3과 같이 A 및 B공정, C 및 D공정이 계속적으로 반복되면서 수처리가 진행된다.

이와 같이 A 및 B공정, C 및 D공정이 계속적으로 반복되면서 제 1SBR조와 제 2SBR조는 호기조건과 무산소조건이 교대로 반복됨으로써 인의 과잉섭취와 질산화, 탈질소화를 유도하여 질소와 인을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

제 3단계는 처리수조에 저장된 처리수의 일부를 무산소조로 순환시키면서 금속이온을 공급한다. 처리수조에 저장된 처리수는 금속이온발생조로 유입되고, 금속부재로부터 용출된 철 이온 또는 알루미늄 이온은 처리수와 함께 금속이온발생조에서 유출되어 무산소조로 유입된다. 철 이온 또는 알루미늄 이온이 포함된 처리수는 무산소조와 제 1 및 제 2SBR조의 혼합액과 혼합되어 혼합액 중의 인산이온과 결합하여 인을 침전처리시킨다.

본 발명의 하ㆍ폐수 처리장치를 이용하여 A 및 B공정 후 C 및 D공정을 총 12시간 수행하여 수처리실험을 진행하였다. 처리수조의 처리수 중 10%(v/v)를 금속이온발생조로 경유시켜 무산소조로 계속 유입시켰다. 각 공정의 반응시간을 하기 표 4에 나타내었다.

유입수와 처리수의 각종 농도는 하기 표 5와 같다.

항목	유입수	처리수	제거율(%)
BOD(mg/L)	75.2~353.6	3.8~8.4	94.9~97.6
COD_Mn(mg/L)	55.8~377.4	5.8~13.5	89.6~96.4
SS(mg/L)	98.2~480.0	3.7~7.2	96.2~98.5
T-N(mg/L)	28.6~82.9	4.7~18.6	77.6~83.6
T-P(mg/L)	3.065~10.228	0.276~1.834	82.1~91.0

그리고 상기 표 4와 동일한 조건으로 실험을 하되 각 공정에서의 반응시간을 달리하였다. 각 공정의 반응시간을 하기 표 6에 나타내었다.

유입수와 처리수의 각종 농도는 하기 표 7과 같다.

항목	유입수	처리수	제거율(%)
BOD(mg/L)	95.7~303.6	3.8~8.4	96.1~97.2
COD_Mn(mg/L)	82.7~289.4	6.2~12.8	92.5~95.6
SS(mg/L)	78.5~305.8	4.7~9.3	94.0~97.0
T-N(mg/L)	24.4~72.4	3.3~12.6	82.6~86.5
T-P(mg/L)	2.896~8.598	0.252~1.752	79.6~91.2

상기의 결과로부터 본 발명의 하ㆍ폐수 처리장치는 유기물, 질소 및 인의 제거효율을 상당히 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

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

10: 무산소조 20: 제 1SBR조
30: 폭기수단 40: 제 2SBR조
50: 처리수조 60: 디켄터
91: 금속이온발생조

Claims

처리대상수와 활성슬러지가 유입되며, 내부에 교반기가 설치된 무산소조와;
상기 무산소조와 병렬적으로 연결되며 폭기수단과 교반기가 설치되는 제 1SBR조 및 제 2SBR조와;
상기 무산소조로부터 배출되는 혼합액을 상기 제 1SBR조 및 상기 제 2SBR조 중 어느 하나에 선택적으로 유입시키기 위한 선택유입부와;
상기 선택유입부에 의해 상기 무산소조로부터 혼합액이 유입되는 상기 제 1SBR조 및 상기 제 2SBR조 중 어느 하나로부터 상기 무산소조로 혼합액을 반송시키기 위한 내부반송부와;
상기 제 1SBR조 및 상기 제 2SBR조의 내부에 각각 설치되어 고액분리된 처리수를 외부로 배출시키기 위한 디켄터와;
상기 디켄터를 통해 배출되는 처리수가 유입되는 처리수조와;
상기 처리수조로 유입되는 처리수 중의 인을 저감시키기 위해 상기 처리수조에 저장된 처리수의 일부를 상기 무산소조로 순환시키면서 금속이온을 공급하는 금속이온발생부;을 구비하며,
상기 디켄터는 고액분리된 처리수가 내부로 유입될 수 있도록 유입로가 형성된 본체와, 상기 본체에 힌지결합되어 수위가 상승하면 상방으로 이동하고 수위가 하강하면 하방으로 이동하면서 상기 유입로를 개폐하는 개폐수단과, 상기 본체로 유입된 처리수가 상기 처리수조로 배출될 수 있도록 상기 본체의 배출구와 연결되어 상기 처리수조로 연장되는 처리수배출관을 구비하고,
상기 본체는 상기 유입로와 연결되는 입구가 형성된 통형의 하우징과, 상기 입구를 감싸도록 상기 하우징의 외측면에 설치되어 상기 유입로를 형성하는 덮개와, 상기 유입로에 위치하도록 상기 하우징의 외측면에서 돌출되게 형성된 걸림턱을 구비하고,
상기 개폐수단은 상기 하우징의 일측에서 타측을 관통하여 상기 하우징에 회전가능하도록 설치되는 회전축과, 상기 하우징의 외측으로 노출된 상기 회전축의 양 단부에 각각 결합되는 제 1 및 제 2연결바와, 상기 제 1연결바가 일측에 결합되고 상기 제 2연결바가 타측에 결합되어 상기 하우징과 이격되게 설치되며 부력에 의해 상하로 이동하면서 상기 회전축을 회전시키는 부력체와, 상기 하우징의 내부에서 상기 회전축과 결합되어 상기 입구를 통해 상기 유입로로 연장되는 지지바와, 상기 지지바에 설치되어 상기 회전축의 일 방향 회전시 상기 걸림턱에 걸려 상기 유입로를 막고 상기 회전축의 타 방향 회전시 상기 걸림턱에서 분리되어 상기 유입로를 개방시키는 게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 두 개의 회분식 SBR조와 금속이온공급기능을 갖는 하ㆍ폐수 처리장치.
제 1항에 있어서, 상기 선택유입부는 상기 무산소조와 상기 제 1SBR조를 연결하는 제 1연결로에 설치되는 제 1개폐부재와, 상기 제 1개폐부재를 개폐시키기 위한 제 1구동부와, 상기 무산소조와 상기 제 2SBR조를 연결하는 제 2연결로에 설치되는 제 2개폐부재와, 상기 제 2개폐부재를 개폐시키기 위한 제 2구동부와, 상기 1 및 제 2구동부의 구동을 선택적으로 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 두 개의 회분식 SBR조와 금속이온공급기능을 갖는 하ㆍ폐수 처리장치
제 1항에 있어서, 상기 금속이온발생부는 유입구 및 유출구가 형성된 금속이온발생조와, 상기 금속이온발생조에 설치되는 펌프와 상기 유입구를 연결하는 제 1연결관과, 상기 무산소조와 상기 유출구를 연결하는 제 2연결관과, 상기 금속이온발생조 내부에 설치되어 상기 금속이온발생조로 유입된 처리수 중으로 철이온 또는 알루미늄 이온을 용출시키는 금속부재와, 상기 금속부재에 공기를 접촉시켜 산화를 유도하는 산화유도부를 구비하는 것을 특징으로 하는 두 개의 회분식 SBR조와 금속이온공급기능을 갖는 하ㆍ폐수 처리장치.
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내부에 교반기가 설치된 무산소조로 처리대상수와 활성슬러지를 연속적으로 유입시키면서 교반하는 제 1단계와;
상기 무산소조로부터 배출되는 혼합액을 폭기수단과 교반기가 설치되는 제 1SBR조 및 제 2SBR조에서 수처리한 후 처리수를 처리수조로 배출시키는 제 2단계와;
상기 처리수조에 저장된 처리수의 일부를 상기 무산소조로 순환시키면서 금속이온을 공급하는 제 3단계;를 포함하고,
상기 제 2단계는 상기 무산소조와 병렬적으로 연결되는 상기 제 1SBR조 및 상기 제 2SBR조 중 어느 하나에 상기 무산소조로부터 배출되는 혼합액을 선택적으로 유입시켜 상기 제 1SBR조 및 상기 제 2SBR조 중 어느 하나는 상기 무산소조와 공간적으로 연결시키고, 다른 하나는 상기 무산소조와 공간적으로 분리시키며,
상기 제 2단계는 A)상기 무산소조와 공간적으로 분리되는 상기 제 1SBR조에서 폭기와 교반을 동시에 진행하여 질소를 질산화시킨 후 침전에 의해 고액분리된 처리수를 디켄터를 통해 상기 처리수조로 배출시키는 단계와, B)상기 무산소조와 공간적으로 연결되는 상기 제 2SBR조에 상기 무산소조로부터 혼합액이 유입됨과 동시에 상기 제 2SBR조로부터 상기 무산소조로 혼합액을 반송시키는 단계로 이루어지고,
상기 디켄터는 처리수가 내부로 유입될 수 있도록 유입로가 형성된 본체와, 상기 본체에 힌지결합되어 수위가 상승하면 상방으로 이동하고 수위가 하강하면 하방으로 이동하면서 상기 유입로를 개폐하는 개폐수단과, 상기 본체로 유입된 처리수가 상기 처리수조로 배출될 수 있도록 상기 본체의 배출구와 연결되어 상기 처리수조로 연장되는 처리수배출관을 구비하며,
상기 본체는 상기 유입로와 연결되는 입구가 형성된 통형의 하우징과, 상기 입구를 감싸도록 상기 하우징의 외측면에 설치되어 상기 유입로를 형성하는 덮개와, 상기 유입로에 위치하도록 상기 하우징의 외측면에서 돌출되게 형성된 걸림턱을 구비하고,
상기 개폐수단은 상기 하우징의 일측에서 타측을 관통하여 상기 하우징에 회전가능하도록 설치되는 회전축과, 상기 하우징의 외측으로 노출된 상기 회전축의 양 단부에 각각 결합되는 제 1 및 제 2연결바와, 상기 제 1연결바가 일측에 결합되고 상기 제 2연결바가 타측에 결합되어 상기 하우징과 이격되게 설치되며 부력에 의해 상하로 이동하면서 상기 회전축을 회전시키는 부력체와, 상기 하우징의 내부에서 상기 회전축과 결합되어 상기 입구를 통해 상기 유입로로 연장되는 지지바와, 상기 지지바에 설치되어 상기 회전축의 일 방향 회전시 상기 걸림턱에 걸려 상기 유입로를 막고 상기 회전축의 타 방향 회전시 상기 걸림턱에서 분리되어 상기 유입로를 개방시키는 게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 하ㆍ폐수의 수처리 방법.
제 7항에 있어서, 상기 B)단계는 상기 제 2SBR조의 내부를 교반시키면서 무산소조건에서 탈질처리 후 폭기하는 것을 특징으로 하는 하ㆍ폐수의 수처리 방법.
제 7항에 있어서, 상기 제 2단계는 상기 제 1SBR조의 처리수 배출이 완료되면 상기 무산소조로부터 배출되는 혼합액의 유입을 상기 제 2SBR조에서 상기 제 1SBR조로 전환시키는 것을 특징으로 하는 하ㆍ폐수의 수처리 방법.
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