KR101772889B1 - 방류수질을 향상시킬 수 있는 하수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 총인처리 및 분리막에 의한 공정을 순차적으로 실시하여 SS제거 효율을 보다 높이고 하수의 고도처리가 안정적으로 수행될 수 있는 구조의 하수처리장치를 제공하는 것이다. 본 발명은, 하수에 대한 미생물에 의한 처리가 이루어지는 생물학적처리조와, 상기 생물학적처리조로부터 공급받은 하수에서 인을 제거하는 총인처리장치와, 상기 총인처리조에서 인이 제거된 하수가 분리막을 통과하도록 하는 분리막장치를 포함하고, 상기 총인처리장치에는 하수와 약품이 혼합되는 혼합부재와, 상기 혼합부재에서 흘러나온 하수와 약품의 혼합액이 상면을 타고 유동하는 혼합촉진부재를 포함하는 약품혼합부가 설치된다.

Description

방류수질을 향상시킬 수 있는 하수처리장치{SEWAGE TREATMENT APPARATUS CAPABLE OF IMPROVING QUALITY OF DISCHARGE WATER}

본 발명은 방류수질을 향상시킬 수 있는 하수처리장치에 관한 것으로서, 고도처리를 위한 생물학적 반응조와 분리막에 의한 처리공정 사이에 총인을 제거하는 공정이 삽입되는 구성에 관한 것이다. 특히, 생물학적 반응조와 분리막에 의한 처리공정 사이에 위치하여 인을 제거하는 부상분리식 하수처리장치에서 플록을 생성 및 성장시키는 응집부의 구성이 개선된 장치에 관한 것이다.

연속회분식 반응조(SBR)는 단일 반응조에서 오폐수의 유입 및 처리수의 유출이 일으나는 공정으로서, 정해진 시간의 배열에 따라 각 단위공정이 연속적으로 발생한다. 즉, 유입공정, 반응공정, 침전공정, 배출공정, 휴지공정의 순으로 반응이 진행되는 것이다.

그와 같은 연속회분식 반응조(SBR)는 모든 공정을 반응조 내에서 발생시키므로 침전지 및 슬러지 반송설비가 필요없으며, 연속적으로 원수유입이 가능한 장점이 있다.

근래, SBR공법과 관련하여서는 다양한 기술이 개발되어 있으며, 최근 생물학적 처리에 분리막을 적용한 MBR공정도 다양하게 개발되어 있다.

전술한 공정기술들은 대부분 기존의 BOD와 COD 등을 제거하는 것이 목적인 생물학적 처리에서 추가로 질소와 인을 제거하는 고도처리화 기술에 관한 것으로서, 최근, 4대강 개발에 따른 수질처리, 하수처리시설의 여건 등이 고려되어 도 1과 같이, 생물학적처리, 분리막, 총인처리의 순으로 공정이 진행되고 있다.

그러나, 그와 같은 순서의 공정은 다소간의 문제가 발생하고 있는 공정의 결합이다. 즉, 분리막은 SS처리효율이 매우 높으므로 방류수가 아주 맑게 배출될 수 있으나, 분리막의 후단에 위치하는 총인처리시설에서 약품에 의해 SS가 추가로 발생하게 됨으로써, 최종적인 처리수에서는 분리막을 통과한 처리수보다 SS제거 효율이 저하된 상태가 된다.

한편, 통상 하수 중의 총인제거는 대체적으로 응집제와 인을 반응시키는 응집 부상분리장치를 이용하고 있고, 그 장치는 구조가 간단하고, 운전의 용이성, 및 분리성능의 안정성 등의 장점이 있다.

도 2는 종래 유입되는 하수에서 총인을 제거하는 장치에 관한 것으로서, 한국등록특허공보 제10-1054087호에 기재된 것이다.

도 2를 참고하면, 하수가 유입되는 혼화부(2)는 유입되는 하수에 응집제를 주입하여 혼화하고 하수 중에 플록을 생성시킨다.

혼화부(2)를 통과한 하수는 응집부(3)에 진입하여 폴리머가 주입되며, 응집기에 의해 완속 교반하여 하수 중의 플록을 성장시킨다.

하강유동부(4)에서도 응집부(2)와 같이 응집기를 설치하여 플록 성장을 촉진시킬 수 있으며, 하강유동부(4)의 하단에 출구가 형성되어 기포접촉부(5)로 하수가 넘어가게 된다.

기포접촉부(5)에서는 미세기포분사기(6)에 의해 미세기포가 분사되어 플록에 부착하게 되고, 미세기포가 부착된 플록이 부력에 의해 수면에 부상하며, 부상분리조(7)의 수면에서 슬러지층을 형성한다.

상기 부상분리조(7)의 수면에 떠있는 슬러지를 부상슬러지 수집기(8)가 수집하여 슬러지수집부(9)로 이송시키며, 부상슬러지가 제거된 하수는 배출구를 통해 다음 처리공정으로 배출될 수 있다.

상기 구성에서 하수 중에 플록을 생성시키고 플록을 성장시키는 혼화조(2) 및 응집조(3)에서는 하수를 천천히 유동시키면서 플록발생을 위한 약품을 투입하고 교반기에 의해 완속교반시키고 있다.

그러나, 그러한 혼화조(2) 및 응집조(3)에서 플록을 생성 및 성장시키는 과정이 그 속도가 느려 많은 양의 하수를 처리하기에는 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 총인처리 및 분리막에 의한 공정을 순차적으로 실시하여 SS제거 효율을 보다 높이고 하수의 처리가 안정적으로 수행될 수 있는 구조의 하수처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 하수에서 플록을 생성시키고 성장시키는 과정이 균일하면서도 보다 빠른 속도로 이루어질 수 있어, 전체적인 하수처리의 효율을 높일 수 있는 구조의 하수처리장치를 제공하는 것이다.

전술한 구성에 따른 본 발명은, 하수에 대한 미생물에 의한 처리가 이루어지는 생물학적처리조와, 상기 생물학적처리조로부터 공급받은 하수에서 인을 제거하는 총인처리장치와, 상기 총인처리조에서 인이 제거된 하수가 분리막을 통과하도록 하는 분리막장치를 포함하는 하수처리장치에 있어서, 상기 총인처리장치는 유입되는 하폐수에서 플록을 생성하여 성장시키는 약품혼합부와, 상기 약품혼합부로부터 유입되는 하폐수가 저부에 유입되고 하부에서 발생하는 미세기포와 함께 상기 하폐수가 상승하는 기포접촉부와, 상기 기포접촉부의 저부에 설치되어 상기 약품혼합부에서 유입되는 하폐수에 미세기포를 공급하는 미세기포공급부와, 상기 기포접촉부에서 미세기포가 부착되어 수면에 부상한 플록을 제거하는 부상슬러지분리부를 포함하되, 상기 약품혼합부는 하수가 공급되는 하수유입관과, 플록의 생성 또는 성장을 위한 약품이 공급되는 약품공급관과, 상기 하수유입관과 상기 약품공급관으로부터 내부공간에 하수와 약품을 공급받아 하수와 약품이 혼합되는 혼합부재와, 상기 약품혼합부의 수면의 상측에서 상기 수면을 덮도록 설치되는 것으로서, 상기 혼합부재에서 흘러나온 하수와 약품의 혼합액이 상면을 타고 유동하면서, 표면에 분포되어 있는 다수의 관통공을 통해 그 혼합액이 낙하하여 상기 약품혼합부의 수면으로 낙하하도록 하는 혼합촉진부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 혼합촉진부재의 최고점에 상기 혼합부재가 위치하고, 상기 최고점을 중심으로 상기 혼합부재에서 흘러나온 하수와 약품의 혼합액이 사방으로 유동하도록 하향경사면이 사방으로 형성되며, 상기 하향경사면에는 상기 혼합액이 일시체류하도록 체류턱이, 상기 최고점을 중심으로 둘레를 따라 돌아 상기 최고점을 감싸도록 형성되되, 상기 혼합액이 상기 하향경사면을 타고 사방으로 유동하면서 순차적으로 일시체류하도록 다수개가 순차적으로 형성되는 것이며, 각 상기 체류턱의 내측에는 일시체류하는 상기 혼합액이 상기 약품혼합부의 수면으로 낙하할 수 있도록 상기 다수의 관통공이 형성되어 있는 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 혼합부재가 박스형상으로 형성되고, 상부에 상기 하수유입관과 상기 약품공급관이 연결되어 내부공간으로 낙하하도록 설치되며, 그 내부공간의 저면에서 설정된 높이에 그 내부공간으로부터 외부로 상기 하수와 약품의 혼합액이 흘러나가도록 측면창이 형성됨으로써, 상기 하수와 약품의 혼합이 그 내부공간에서 이루어지면서 외부로 유동하도록 형성된 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따른 하수처리장치는 전단에 생물학적고도처리공정을 두고 막분리공정의 전단에 총인처리장치를 두어 총인플록을 만든 후 분리막을 통해 제거하도록 장치를 구성함에 따라, 종래 처리공정에서의 방류수질보다 향상된 처리효율을 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명의 하수처리장치 중 총인처리장치에서는 혼합부와 혼합촉진부재가 설치됨으로써, 공급되는 하수와 약품이 한데 모여 유동하는 중에 서로간의 혼합이 이루어지면서 교반과 같은 효과가 나타나고 응집부에서 기포접촉부로 연속적으로 유동해 갈 수 있도록 구성한 바, 하수에서 플록을 생성시키고 성장시키는 과정이 균일하면서도 보다 빠른 속도로 이루어질 수 있다.

특히, 본 발명의 총인처리장치는, 체류턱이 혼합촉진부재의 최고점에 설치되고 체류턱이 상기 최고점을 감싸도록 형성되되, 하수와 약품의 혼합액이 혼합촉진부재의 하향경사면을 타고 사방으로 유동하면서 순차적으로 일시체류하도록 다수개의 체류턱이 순차적으로 형성되어 있으며, 각 상기 체류턱의 내측에는 일시체류하는 상기 혼합액이 응집부의 수면으로 낙하할 수 있도록 다수의 관통공이 형성되어 있다.

이에 따라, 하수의 처리량이 많은 경우는 혼합촉진부재의 하향경사면을 타고 흐르면서 순차적으로 넘어가는 체류턱이 많아지면서 순차배열된 많은 체류턱에서 일시체류하면서 관통공으로 낙하하고 있고, 하수처리량이 적은 경우는 작은 수의 체류턱만 순차적으로 넘어가서 일시머물다가 관통공으로 수면에 낙하하게 된다.

이는 하수의 처리량이 변화하더라도 상기 혼합액이 체류턱을 만나고 관통공을 통해 낙하하는 과정에서 하수와 약품이 혼합교반되게 되는 작용은 단위량의 혼합액에 대하여 균일하게 발생할 수 있음을 의미한다. 즉, 많은 양의 하수가 공급될수록 많은 수의 체류턱이 혼합교반의 작용에 관여하게 될 것이므로, 처리해야할 하수의 양이 많아지더라도 하수의 단위량의 관점에서는 그 혼합교반의 작용효과가 약해지지 않음을 의미하는 것이다.

도 1은 종래 생물학적처리, 분리막, 총인처리의 순으로 이루어지는 하수처리공정의 블록도
도 2는 종래 슬러지 부상분리식 하수처리장치의 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하수처리장치의 처리공정의 순서를 도시하는 블록도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하수처리장치의 전체 구성도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 총인처리장치의 구성을 설명하는 구성설명도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 총인처리장치에서 약품혼합부의 구성을 도시하는 사시설명도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 총인처리장치에서 혼합부재 및 혼합촉진부재의 구성을 도시하는 사시도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 총인처리장치에서 혼합부재 및 혼합촉진부재의 구성 및 작용을 설명하는 구성설명도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 총인처리장치에서 교반유도부재의 구성을 도시하는 사시도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하수처리장치에서 분리막장치가 부상슬러지분리부에 위치하도록 구성을 변경한 구성설명도
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하수처리장치에서 부상슬러지분리부를 분리막장치를 이용하여 구성한 구성설명도
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 총인처리장치의 혼합촉진부재에서 체류턱 주변부를 확대하여 구성 및 작용을 설명하는 설명도

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수처리장치는 전단에 생물학적처리조(70)에 의한 고도처리공정을 두고 막분리공정의 전단에 총인처리장치(10)를 두어 플록을 만든 후 인을 제거하고, 최종적으로 분리막장치(80)를 통해 정화처리하도록 공정을 구성하고 있다.

그러한 본 발명의 공정구성에 따라, 종래의 고도처리공정에서의 방류수질보다 현저히 향상된 처리효율을 나타낼 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에서 총인처리장치(10)의 전단에는 생물학적처리조(70)가 위치하고, 미생물에 의한 생물학적 처리가 완료된 하수를 총인처리장치(10)에서 공급받아 총인처리가 이루어진다.

총인처리장치(10)에서 처리수의 배출영역에는 분리막장치(80)가 위치함으로써, 총인처리가 이루어진 처리수가 분리막장치(80)의 분리막을 통과하여, SS가 처리된 맑은 방류수가 배출될 수 있다.

즉, 종래 연속회분식 반응조(SBR)와 막분리조가 결합된 구성, 또는 생물학적 처리에 분리막을 적용한 MBR공정의 경우, 총인보증효율이 1ppm이상이고, 추가적인 총인시설에서 SS의 제거 가능한 범위가 약 3ppm정도인 것에 비해, 상기 공정으로 구성할 경우 총인의 방류수질이 0.1ppm까지 낮춘 상태에서 SS 또한 1ppm 정도로 제어가 가능하다.

본 발명의 실시예에서는 생물학적처리조(70)와 분리막장치(80)의 사이에 총인처리장치(10)를 구성하는 특징과 함께, 총인처리장치(10)에 약품혼합부(20)가 설치되는 다른 특징을 가진다.

응집부 및 혼화조를 대신하여 무동력의 약품혼합부(20)가 설치됨으로서, 별도의 구동원 없이 자연적인 유동에 의해 플록의 생성 및 성장을 진행시키는 특징을 가진다.

특히, 총인처리장치(10)로 공급되는 하수의 유량변동이 있더라도 하수에서 플록을 생성시키고 성장시키는 과정이 균일하면서도 변동되는 유량에 적응하여 보다 빠른 속도로 이루어질 수 있도록 구성된 특징을 가진다.

도 4 및 도 5를 참조하여 총인처리장치(10)의 구성을 보다 상세히 살펴보면, 유입되는 하폐수에서 플록(F)을 생성하여 성장시키는 약품혼합부(20)와, 상기 약품혼합부(20)로부터 유입되는 하폐수가 저부에 유입되고 하부에서 발생하는 미세기포(B)와 함께 하폐수가 상승하는 기포접촉부(30)와, 상기 기포접촉부(30)의 저부에 설치되어 약품혼합부(20)에서 유입되는 하폐수에 미세기포(B)를 공급하는 미세기포공급부(40)와, 상기 기포접촉부(30)에서 미세기포(B)가 부착되어 수면에 부상한 플록(F)을 제거하는 부상슬러지분리부(60)를 포함한다.

상기 약품혼합부(20)는 생물학적처리조(70)로부터 미생물에 의한 처리과정을 거친 하수를 유입받아 약품, 즉 응집제인 PAC와 폴리머를 공급받아 혼합시키고, 응집제 중의 알루미늄 성분과 하폐수 중의 인성분이 화학적 반응을 일으키도록 한다.

이에 따라, 불용성의 화합물을 형성하여 미크론 크기의 플록(F)이 생성될 수 있으며, 그 플록(F)은 응집제와 총인의 화합물로 구성된 것이며, 그 플록(F)을 하폐수와 분리함으로써 하폐수 중의 인이 제거될 수 있다.

본 실시예의 약품혼합부(20)는 상측에서부터 하수와 약품이 혼합된 혼합액이 생성되어 하측으로 낙하하도록 구성하고, 하수와 약품의 혼합은 후술하는 혼합부재(23)와 혼합촉진부재(25)를 통해 효과적으로 이루어지면서, 하폐수 중에 미세한 플록(F)을 생성하고 미세한 플록(F)을 더 큰 입자로 성장시킨다.

상기 기포접촉부(30)는 약품혼합부(20)로부터 하폐수가 저부에 유입되고 하부에서 발생하는 미세기포(B)와 함께 하폐수가 상승하는 부분이다. 약품혼합부(20)와 기포접촉부(30)는 수직의 분리격벽(28)에 의해 구분되고 그 분리격벽(28)의 저부에서 약품혼합부(20)와 기포접촉부(30)가 연통되어 약품혼합부(20)로부터 기포접촉부(30)로 하수가 공급되고 있다.

상기 기포접촉부(30)는 기포공간형성격벽(34)이 분리격벽(28)과 소정간격을 두고 바닥에서부터 상측방향으로 수중에 설치된다. 기포공간형성격벽(34)의 상단은 수면 아래의 수중에 위치하고 그 상단이 부상슬러지분리부(60)를 향해 열리도록 경사진 안내면(34a)이 설치된다.

기포접촉부(30)는 약품혼합부(20)에서 유입되는 하폐수에 저부에 설치된 미세기포공급부(40)로부터 분사되는 공기포화수의 미세기포(B)를 접촉시켜 유입된 하폐수 중의 플록(F)에 미세기포(B)가 균등하게 부착되도록 한다.

미세기포(B)와 접촉하여 미세기포(B)가 부착된 플록(F)은 부력에 의해 수면으로 빠르게 부상하면서 부상슬러지분리부(60)에서 수면에 슬러지층을 형성한다.

상기 미세기포공급부(40)는 기포접촉부(30)의 저부에 설치되어 약품혼합부(20)에서 유입되는 하폐수에 미세기포(B)를 노즐에 의해 공급하는 부분이다.

상기 미세기포공급부(40)는 미세기포(B)를 발생시키기 위해, 공기압축기로부터 공급되는 압축공기와 정화된 하폐수의 일부를 접촉시키고, 일부의 하폐수를 공기로 포화시켜 순환라인을 통해 공급하는 것이다.

미세기포공급부(40)에서 공기포화된 하폐수가 분사되면, 과포화되어 있던 공기가 분리되면서 미세한 기포를 형성하고 그 미세한 기포가 하폐수 중의 플록(F)에 부착하면서 플록(F)이 부상하여 수면에서 하폐수와 분리된다.

상기 부상슬러지분리부(60)는 기포접촉부(30)의 상부와 연통되어 미세기포(B)가 부착된 플록(F)이 하폐수의 유동을 따라 유입되어 그 유동이 느려지는 바, 미세기포(B)가 부착된 플록(F)이 부력에 의해 수면에 부상하여 슬러지층을 형성한다.

부상슬러지분리부(60)에서 플록(F)이 분리됨으로써 정화된 하폐수는 배출구(70)를 통해 외부로 배출된다.

부상슬러지분리부(60)에서 수면의 상측에는 부상슬러지수집기(61)가 설치되고, 부상슬러지수집기(61)는 부상슬러지분리부(60)의 수면에 부상해 있는 슬러지를 수집하여 슬러지투하부(65)로 이송한다.

부상슬러지수집기(61)는 일측체인휠과 타측체인휠에 감겨 상기 부상슬러지분리부(60)의 수면의 상측에서 그 수면과 평행하게 이동하는 수평이동체인(63)과, 상기 수평이동체인(63)에 결합되어 하단이 수면에 접촉하면서 이동함으로써 부상슬러지분리부(60)의 수면에 떠있는 슬러지를 걷어 슬러지투하부(65)에 투입하는 플라이트부재(62)를 포함한다.

상기 플라이트부재(62)는 수평이동체인(63)에 결합되어 수평이동체인(63)의 이동에 따라 이동하는 것으로서, 그 하단이 수면에 접촉하여 이동하므로 수면에 형성된 슬러지층을 일측에서부터 타측방향으로 밀어 경사면(65a)를 타고 넘도록 하여, 슬러지투하부(65)로 슬러지층의 수집 및 이동이 이루어지는 것이다.

한편, 본 실시예에서 상기 약품혼합부(20)는, 하수가 공급되는 하수유입관(21)과, 플록(F)의 생성 또는 성장을 위한 약품이 공급되는 약품공급관(22)과, 상기 하수유입관(21)과 약품공급관(22)으로부터 내부공간(23a)에 하수와 약품을 공급받아 하수와 약품이 혼합되는 혼합부재(23)와, 상기 약품혼합부(20)의 수면의 상측에서 수면을 덮도록 설치되는 것으로서, 그 혼합부재(23)에서 흘러나온 하수와 약품의 혼합액이 상면을 타고 유동하면서, 표면에 분포되어 있는 다수의 관통공(25b)을 통해 그 혼합액이 낙하하여 약품혼합부(20)의 수면으로 낙하하도록 하는 혼합촉진부재(25)를 포함한다.

본 실시예에서 상기 하수유입관(21)은 하수의 전처리 공정인 생물학적처리조(70)와 연결되어 미생물에 의한 생물학적 처리가 완료된 하수를 공급받는 부분이다.

약품공급관(22)은 응집제인 PAC와 폴리머 등의 약품을 공급받는 부분이다.

하수유입관(21) 및 약품공급관(22)은 혼합부재(23)의 내부공간(23a)과 연결되어 혼합부재(23)의 내부공간(23a)에서 하수와 약품의 혼합이 1차적으로 이루어지도록 한다.

도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 혼합부재(23)는 박스형상으로 형성되고, 상부에 하수유입관(21)과 약품공급관(22)이 연결되어 내부공간(23a)으로 낙하하도록 설치되며, 그 내부공간(23a)의 저면에서 설정된 높이에 그 내부공간(23a)으로부터 외부로 상기 하수와 약품의 혼합액이 흘러나가도록 측면창(23b)이 형성된다.

이에 따라, 혼합부재(23)의 내부공간(23a)에서는 하수유입관(21) 및 약품공급관(22)으로부터 낙하한 하수 및 약품이 1차적으로 내부공간(23a)의 저부에서 혼합이 이루어지고 그 혼합액이 설정높이의 측면창(23b)을 월류하도록 구성되어 있다.

따라서, 측면창(23b)을 통해 월류하여 혼합촉진부재(25) 측으로 흘러나가는 혼합액은 하수와 약품의 1차혼합이 이루어졌으나 그 혼합이 완전하게 이루어진 상태는 아니다.

한편, 상기 혼합촉진부재(25)는 혼합부재(23)에서 흘러나온 하수와 약품의 혼합액이 상면을 타고 유동하면서 하수와 약품의 혼합을 촉진시키고 미세한 플록(F)을 생성 및 성장시키는 부분이다.

상기 혼합촉진부재(25)는 약품혼합부의 수면의 상측에서 지붕과 같이 수면을 덮도록 판상으로 설치되고, 그 최고점에 상기 혼합부재(23)가 위치한다.

또한, 혼합촉진부재(25)는 그 최고점을 중심으로 상기 혼합부재(23)에서 흘러나온 하수와 약품의 혼합액이 사방으로 유동하도록 하향경사면(25c)이 사방으로 형성되며, 하향경사면(25c)에는 혼합액이 일시체류하도록 체류턱(25a)이, 최고점을 중심으로 둘레를 따라 돌아 그 최고점(또는 혼합부재)을 감싸도록 형성된다.

상기 혼합액이 최고점의 혼합부재(23)로부터 하향경사면(25c)을 타고 사방으로 유동하는 과정에서 하수가 순차적으로 일시체류하도록 다수개의 체류턱(25a)이 순차적으로 형성된다.

또한, 각 상기 체류턱(25a)의 내측에는 일시체류하는 혼합액이 약품혼합부(20)의 수면으로 낙하할 수 있도록 다수의 관통공(25b)이 형성되어 있다. 여기서 체류턱(25a)의 내측은 체류턱(25a)에서 상기 최고점 측의 위치를 의미한다.

상기 관통공(25b)은 체류턱(25a)과 나란한 방향으로 순차적으로 배열되어 형성되고, 그 크기는 성장한 플록(F)이 빠질 수 있는 적절한 크기 예컨대 2cm*1cm 이상의 크기로 형성된다.

도 12를 참고하면, 체류턱(25a)의 내측에 위치하는 다수의 관통공(25b)은 그 관통공(25b)의 상단이 수평면을 기준으로 체류턱(25a)의 높이와 일치하고, 혼합촉진부재(25)의 표면을 기준으로 그 관통공(25b)의 하단의 위치가 수평면을 기준으로 하는 높이에서 상기 체류턱(25a)의 전체 높이의 절반의 높이 이상에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 관통공(25b)의 상단이 체류턱(25a)과 일치하면서 그 체류턱(25a)의 중간높이 이상에 관통공(25b)이 위치하도록 하는 것을 의미한다.

이는 관통공(25b)의 하측에 체류턱(25a)과 혼합촉진부재(25)의 표면이 만나는 부분에 웅덩이를 형성할 수 있도록 하여, 관통공(25b)를 지나쳐 흘러내려온 하수 및 약품이 서로 혼합될 수 있는 공간과 시간적 여유를 형성함으로써, 플록의 발생이 보다 촉진될 수 있도록 하고, 그 웅덩이에 계속적으로 하수 및 약품이 공급되어 흘러넘치는 하수와 약품이 체류턱(25a)을 넘어 월류하거나 관통공(25b)을 통과하여 낙하하도록 하는 것이다.

한편, 약품혼합부(20)에는 혼합촉진부재(25)의 하측 수중에 교반유도부재(50)가 더 설치된다.

상기 교반유도부재(50)는 혼합촉진부재(25)에서 낙하한 하수 및 약품이 하강유동하면서 무동력으로 추가적으로 교반될 수 있도록 구성하고 있다.

상기 교반유도부재(50)는 하강유동하는 하수 및 약품을 포집하는 유동포집부재(51)와 그 유동포집부재(51)의 하측에서 포집된 하수 및 약품을 사방으로 분산시키는 분산부재(52)를 포함한다.

도 9를 참조하면, 상기 유동포집부재(51)는 깔대기와 같이 상부에 넓은 개방구(51a)를 가지고 하부에 폭이 좁아진 투하구(51b)를 가진다.

유동포집부재(51)의 개방구를 통해 포집되는 하수 및 약품은 투하구(51b)를 유동해가면서 서로 모이면서 유동속도가 빨라지게 된다.

투하구(51b)를 통과하여 하방으로 유동해가는 하수 및 약품은 원통형상의 분산부재(52)의 내부에 투하되고, 분산부재(52)에는 둘레 측벽에 다수의 관통공(52a)이 분포되어 있으며, 바닥은 막혀 있다.

이에 따라, 유동포집부재(51)의 투하구(51b)를 통해 분산부재(52)의 내부에 투하되는 하수 및 약품은 분산부재(52)의 둘레 측벽에 분포하는 관통공(52a)을 통해 사방으로 밀려나가게 된다.

전술한 유동포집부재(51)의 개방구에서 하수 및 약품이 모여 속도가 증가하여 유동하고 분산부재(52)의 내부에서 그 유속 및 유동방향이 변화되며, 분산부재(52)의 둘레 측벽의 관통공(52a)을 통해 사방으로 고르게 뿌려지는 과정을 통하여, 이미 생성된 작은 크기의 플록이 서로 간에 서로 접촉하고, 하수, 약품, 플록의 서로간에도 다시 고르게 혼합 및 접촉되면서, 플록의 발생 및 성장이 추가적으로 진행되고 보다 촉진될 수 있다.

이하에서는, 상기 혼합부재(23) 및 혼합촉진부재(25)의 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 7 및 도 8을 참고하면, 혼합부재(23)의 내부공간으로 하수유입관(21) 및 약품공급관(22)으로부터 하수 및 약품이 낙하하면, 하수와 약품이 서로 혼합된 혼합액이 생성되고 일정수위 이상에서 측면창(23b)을 통해 월류하여 외부로 유동한다.

혼합부재(23)는 혼합촉진부재(25)의 최고점에 위치하고 그 최고점의 주변으로 하향경사면(25c)이 형성되어 있으므로, 측면창(23b)을 통해 월류한 혼합액은 혼합촉진부재(25)의 하향경사면(25c)을 통해 사방으로 유동하면서 하강을 시작한다.

하향경사면(25c)을 통해 유동하는 혼합액은 체류턱(25a)을 만나 일시 체류하고 그 체류량이 많아지면 체류턱(25a)을 넘어 다시 하향경사면(25c)을 타고 하향 유동하면서 다음 체류턱(25a)을 만난다.

그때, 체류턱(25a)에 일시 체류하는 혼합액은 그 체류턱(25a)의 내측에 위치하는 다수의 관통공(25b)을 통해 혼합촉진부재(25)를 하측으로 통과하여 수면으로 낙하한다.

그러한 혼합액이 체류턱(25a)을 만나고 관통공(25b)을 빠져나가는 과정 중에, 혼합액의 복잡한 유동으로 교반과 같은 작용이 발생하여 하수와 약품의 혼합이 촉진되어 교반기에 의해 완속교반시키는 것과 같은 효과가 나타난다.

이러한 혼합 및 교반의 효과에 의해 플록(F)이 생성되고 플록(F)의 성장이 이루어지는 것이고, 다수의 체류턱(25a)이 순차적으로 배치되고 관통공(25b)도 순차적으로 배치됨으로써, 하향경사면(25c)을 타고 흘러가는 혼합액이 여러번의 혼합교반작용을 거치면서 플록(F)의 성장이 촉진되게 되는 것이다.

이렇게 성장한 플록(F)을 포함하는 하수는 약품혼합부(20)의 수면으로 낙하하여 천천히 유동하면서 교반유도부재(50)를 만나 한번더 교반이 촉진되며, 약품혼합부(20)의 저부에서 기포접촉부(30)로 유동해 가게 된다.

부상슬러지분리조(60)에서 부상한 플록이 형성한 슬러지가 제거된 처리수는 하부를 돌아나가면서 분리막장치(80)로 진행한다.

분리막장치(80)에서는 처리수가 분리막을 통과하면서 SS가 제거되어 수질이 보다 향상된 상태로 처리수가 외부로 배출될 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하수처리장치에서 분리막장치(80)가 부상슬러지분리부(60)에 위치하도록 구성을 변경한 것이고, 도 11은 부상슬러지분리부(60)를 분리막장치(80)를 이용하여 구성한 구성을 도시하고 있다.

도 10의 부상슬러지분리부(60)에서는 부상슬러지수집기(61)가 부상한 플록에 의한 슬러지를 분리하도록 함과 동시에, 플록이 제거된 처리수를 부상슬러지분리부(60) 내에서 분리막장치(80)의 분리막을 통과하여 배출시키도록 구성한 것이다.

도 11은 부상슬러지분리부(60)에 부상 슬러지를 제거하는 별도 부상슬러지수집기(61)를 설치하지 않고 플록의 부상에 의해 플록이 제거된 수중의 처리수가 분리막장치(80)의 분리막을 통과하여 배출되도록 구성하고 있다.

막을 여과하기 위해 필요한 압력을 발생시키는 방식에 따라 외부의 펌프를 이용한 압력 발생 또는 가압에 따른 여과이냐에 따라 가압식과 침지식으로 나눌 수 있다.

도 5와 도 10 및 도 11에는 침지식 분리막장치(80)를 도시하고 있으나, 그 침지식 분리막장치(80)는 부상슬러지분리부(60)의 외부에 별도 장치로써 설치하는 가압식 분리막장치(80)로 대체될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

10;생물학적처리조 20;약품혼합부
21;하수유입관 22;약품공급관
23;혼합부재 23a;내부공간
23b;측면창 25;혼합촉진부재
25a;체류턱 25b;관통공
25c;하향경사면 30;기포접촉부
40;미세기포공급부 50; 교반유도부재
51; 유동포집부재 52; 분산부재
51a; 개방구 51b; 투하구
52b; 관통공 60;부상슬러지분리부
61;부상슬러지수집기 62;플라이트부재
63;수평이동체인 80; 분리막장치

Claims (7)

1. 미생물에 의한 하수 처리가 이루어지는 생물학적처리조와,
   상기 생물학적처리조로부터 공급받은 하수에서 인을 제거하는 총인처리장치와,
   상기 총인처리장치에서 인이 제거된 하수가 분리막을 통과하도록 하는 분리막장치를 포함하는 하수처리장치에 있어서,
   상기 총인처리장치는
   유입되는 하폐수에서 플록을 생성하여 성장시키는 약품혼합부와,
   상기 약품혼합부로부터 유입되는 하폐수가 저부에 유입되고 하부에서 발생하는 미세기포와 함께 상기 하폐수가 상승하는 기포접촉부와,
   상기 기포접촉부의 저부에 설치되어 상기 약품혼합부에서 유입되는 하폐수에 미세기포를 공급하는 미세기포공급부와,
   상기 기포접촉부에서 미세기포가 부착되어 수면에 부상한 플록을 제거하는 부상슬러지분리부를 포함하되,
   상기 약품혼합부는
   하수가 공급되는 하수유입관과,
   플록의 생성 또는 성장을 위한 약품이 공급되는 약품공급관과,
   상기 하수유입관과 상기 약품공급관으로부터 내부공간에 하수와 약품을 공급받아 하수와 약품이 혼합되는 혼합부재와,
   상기 약품혼합부의 수면의 상측에서 상기 수면을 덮도록 설치되는 것으로서, 상기 혼합부재에서 흘러나온 하수와 약품의 혼합액이 상면을 타고 유동하면서, 표면에 분포되어 있는 다수의 관통공을 통해 그 혼합액이 낙하하여 상기 약품혼합부의 수면으로 낙하하도록 하는 혼합촉진부재를 포함하고,
   상기 혼합촉진부재는
   그 최고점에 상기 혼합부재가 위치하고,
   상기 최고점을 중심으로 상기 혼합부재에서 흘러나온 하수와 약품의 혼합액이 사방으로 유동하도록 하향경사면이 사방으로 형성되며,
   상기 하향경사면에는 상기 혼합액이 일시체류하도록 체류턱이, 상기 최고점을 중심으로 둘레를 따라 돌아 상기 최고점을 감싸도록 형성되되, 상기 혼합액이 상기 하향경사면을 타고 사방으로 유동하면서 순차적으로 일시체류하도록 다수개가 순차적으로 형성되는 것이며,
   각 상기 체류턱의 내측에는 일시체류하는 상기 혼합액이 상기 약품혼합부의 수면으로 낙하할 수 있도록 상기 다수의 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하수처리장치
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 혼합부재는 박스형상으로 형성되고,
   상부에 상기 하수유입관과 상기 약품공급관이 연결되어 내부공간으로 낙하하도록 설치되며,
   그 내부공간의 저면에서 설정된 높이에 그 내부공간으로부터 외부로 상기 하수와 약품의 혼합액이 흘러나가도록 측면창이 형성됨으로써,
   상기 하수와 약품의 혼합이 그 내부공간에서 이루어지면서 외부로 유동하도록 형성된 것을 특징으로 하는 하수처리장치
4. 유입되는 하폐수에서 플록을 생성하여 성장시키는 약품혼합부와,
   상기 약품혼합부로부터 유입되는 하폐수가 저부에 유입되고 하부에서 발생하는 미세기포와 함께 상기 하폐수가 상승하는 기포접촉부와,
   상기 기포접촉부의 저부에 설치되어 상기 약품혼합부에서 유입되는 하폐수에 미세기포를 공급하는 미세기포공급부와,
   상기 기포접촉부에서 미세기포가 부착되어 수면에 부상한 플록을 제거하는 부상슬러지분리부를 포함하는 총인처리장치에 있어서,
   상기 약품혼합부는
   하수가 공급되는 하수유입관과,
   플록의 생성 또는 성장을 위한 약품이 공급되는 약품공급관과,
   상기 하수유입관과 상기 약품공급관으로부터 내부공간에 하수와 약품을 공급받아 하수와 약품이 혼합되는 혼합부재와,
   상기 약품혼합부의 수면의 상측에서 상기 수면을 덮도록 설치되는 것으로서, 상기 혼합부재에서 흘러나온 하수와 약품의 혼합액이 상면을 타고 유동하면서, 표면에 분포되어 있는 다수의 관통공을 통해 그 혼합액이 낙하하여 상기 약품혼합부의 수면으로 낙하하도록 하는 혼합촉진부재를 포함하고,
   상기 혼합촉진부재는
   그 최고점에 상기 혼합부재가 위치하고,
   상기 최고점을 중심으로 상기 혼합부재에서 흘러나온 하수와 약품의 혼합액이 사방으로 유동하도록 하향경사면이 사방으로 형성되며,
   상기 하향경사면에는 상기 혼합액이 일시체류하도록 체류턱이, 상기 최고점을 중심으로 둘레를 따라 돌아 상기 최고점을 감싸도록 형성되되, 상기 혼합액이 상기 하향경사면을 타고 사방으로 유동하면서 순차적으로 일시체류하도록 다수개가 순차적으로 형성되는 것이며,
   각 상기 체류턱의 내측에는 일시체류하는 상기 혼합액이 상기 약품혼합부의 수면으로 낙하할 수 있도록 상기 다수의 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 총인처리장치
5. 삭제
6. 제4항에 있어서,
   상기 혼합부재는 박스형상으로 형성되고,
   상부에 상기 하수유입관과 상기 약품공급관이 연결되어 내부공간으로 낙하하도록 설치되며,
   그 내부공간의 저면에서 설정된 높이에 그 내부공간으로부터 외부로 상기 하수와 약품의 혼합액이 흘러나가도록 측면창이 형성됨으로써,
   상기 하수와 약품의 혼합이 그 내부공간에서 이루어지면서 외부로 유동하도록 형성된 것을 특징으로 하는 총인처리장치
7. 하수중의 플록에 미세기포를 부착시켜 수면에 부상한 플록을 제거하는 방식의 슬러지 부상분리식 총인처리장치에서, 하수와 약품의 혼합을 촉진시키기 위한 것으로서,
   수면의 상측에서 그 수면을 덮도록 판상으로 형성되고, 그 최고점에 공급된 하수와 약품의 혼합액이 상면을 타고 유동하면서, 표면에 분포되어 있는 다수의 관통공을 통해 그 혼합액이 하측으로 낙하하도록 설치되되,
   그 최고점에서부터 흘러내려가는 하수와 약품의 혼합액이 사방으로 유동하도록 그 최고점을 중심으로 하향경사면이 사방으로 형성되고,
   상기 하향경사면에는 상기 혼합액이 일시체류하도록 체류턱이, 상기 최고점을 중심으로 둘레를 따라 돌아 상기 최고점을 감싸도록 형성되며,
   상기 체류턱은 상기 혼합액이 상기 하향경사면을 타고 사방으로 유동하면서 순차적으로 일시체류하도록 다수개가 순차적으로 형성되는 것이며,
   각 상기 체류턱의 내측에는 일시체류하는 상기 혼합액이 하측으로 낙하할 수 있도록 상기 다수의 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 총인처리장치의 혼합촉진부재

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