KR102026999B1 - 질소처리효율이 향상된 하수처리시스템 - Google Patents

질소처리효율이 향상된 하수처리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저류조에 저장된 반류수를 유입받아 반류수내 함유된 암모니아성 질소를 산화시켜 부분아질산화를 수행하는 아질산화반응조; 상기 아질산화반응조에서 부분아질산화 반응이 일어난 처리수를 공급받아 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 혼합비율을 조절하는 혼합질소조정조; 및 상기 혼합질소조정조로부터 유입된 폐수내 잔류 유기물을 이용하여, 혐기조건하에 혐기성 탈질을 수행하여 처리수내 질소를 제거하는 혐기성탈질조를 포함하는 하수처리시스템에 있어서, 상기 아질산반응조는, 내부에 처리공간부가 형성된 챔버; 상기 챔버의 처리공간부로 폐수를 공급하기 위한 폐수공급부; 상기 처리공간부에서 처리된 처리수가 배출되기 위한 처리수배출부; 상기 처리공간부에서 침전된 침전물을 배출시키기 위한 침전물배출부; 및 복수의 공급날개를 갖고, 상기 처리공간부에 회전 가능하도록 구비되어 산소를 공급하되, 처리공간부에 저수된 폐수를 회전시켜 와류를 형성하며 산소를 공급하기 위한 산소공급수단;을 포함하고, 상기 산소공급수단은, 상기 처리공간부의 중앙부에 위치되도록 챔버의 상단부 중앙에 회전 가능하게 구비되는 산소공급회전축; 상기 산소공급회전축의 하단부로 산소를 공급하기 위한 산소공급부; 상기 산소공급회전축의 하단부 외주를 따라 일정 간격으로 이격되도록 구비되는 복수의 공급날개; 상기 복수의 공급날개 각 사이에 각각 위치되되, 상기 산소공급회전축의 하단부에 상하 방향으로 회전 가능하게 구비되는 복수의 와류날개; 상기 복수의 와류날개를 상기 산소공급회전축방향으로 접거나 외측으로 펼치기 위한 와류날개조작부; 및 상기 산소공급회전축을 회전시키기 위한 회전구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리시스템을 제공한다.

Description

질소처리효율이 향상된 하수처리시스템{WASTED WATER TREATMENT SYSTEM HAVING IMPROVED EFFICIENCY OF NITROGEN TREATMENT}
본 발명은 하수처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수내 고농도 질소의 제거효율, 슬러지 저감효과 내지 산소요구량을 기존대비 현저히 절감할 수 있어 하수 내 유기물 및 질소제거효과가 우수하면서도 장치 소형화 및 비용절감효과를 통해 경제적으로 고농도의 질소 함유 하수를 효율적으로 처리할 수 있는 새로운 하수 처리시스템에 관한 것이다.
국내에 혐기성 소화조가 설치된 하수처리장은 57개소가 있다. 대부분의 하수처리장은 일 처리용량이 20만톤의 중형하수처리장으로 소화반류수에 의한 질소부하가 설계 질소부하의 86%정도로 안정적인 질소제거를 위해서는 별도의 반류수 처리가 필요한 것으로 알려져 있다.
비록 하수처리장 슬러지 처리계통에서 발생하는 반류수의 양은 유입유량의 1% 미만이지만 질소부하는 유입부하의 15-40%이며, 인의 경우에는 50%에 달한다. 이에 따라 에너지 자립화 및 슬러지 감량화 사업의 지속 추진으로 하수처리시설 소화조 개선, 증설, 신설이 증가하는 추세로, 특히 소화슬러지 탈리액에 의한 오염물 유입부하 증가에 대응하기 위한 기술 개발 및 실증의 필요성 증가하고 있다.
이러한 고농도의 반류수는 별도의 처리 없이 유입부로 반송되어 급격한 부하변동을 발생시켜 하수처리장 운영을 어렵게 하고 방류수질의 악화를 초래하고 있다. 특히 수온이 저하되는 동절기에 수질악화 현상이 두드러지는 것으로 알려져 있다.
나아가 음식물 쓰레기 종량제에 따른 고액분리 후 배출, 주방용 오물분쇄기 허용 및 확대로 하수처리시설로 유입되는 음식물폐수 오염물 부하가 증가할 것으로 예상되며, 이에 더해 동절기 수온저하에 따른 질소제거효율의 저하가 발생하는데 이때 반류수에 의한 질소부하의 영향은 가중되어 큰 문제가 되고 있지만, 아직까지 국내에서 이에 대한 제반 문제를 일소에 해결할 수 있는 시스템이 개발되고 있지는 않은 상황이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
국내공개특허 제10-2017-0009155호 (2017.01.25)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써,
하수내 고농도 질소의 제거효율, 슬러지 저감효과 내지 산소요구량을 기존대비 현저히 절감할 수 있어 하수 내 유기물 및 질소제거효과가 우수하면서도 장치 소형화 및 비용절감효과를 통해 경제적으로 고농도의 질소 함유 하수를 효율적으로 처리할 수 있는 새로운 하수 처리시스템을 제공하는 것이 목적이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 저류조에 저장된 반류수를 유입받아 반류수내 함유된 암모니아성 질소를 산화시켜 부분아질산화를 수행하는 아질산화반응조; 상기 아질산화반응조에서 부분아질산화 반응이 일어난 처리수를 공급받아 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 혼합비율을 조절하는 혼합질소조정조; 및 상기 혼합질소조정조로부터 유입된 폐수내 잔류 유기물을 이용하여, 혐기조건하에 혐기성 탈질을 수행하여 처리수내 질소를 제거하는 혐기성탈질조를 포함하는 하수처리시스템에 있어서,
상기 아질산반응조는,
내부에 처리공간부가 형성된 챔버, 상기 챔버의 처리공간부로 폐수를 공급하기 위한 폐수공급부, 상기 처리공간부에서 처리된 처리수가 배출되기 위한 처리수배출부, 상기 처리공간부에서 침전된 침전물을 배출시키기 위한 침전물배출부, 및 복수의 공급날개를 갖고, 상기 처리공간부에 회전 가능하도록 구비되어 산소를 공급하되, 처리공간부에 저수된 폐수를 회전시켜 와류를 형성하며 산소를 공급하기 위한 산소공급수단,을 포함하고, 상기 산소공급수단은, 상기 처리공간부의 중앙부에 위치되도록 챔버의 상단부 중앙에 회전 가능하게 구비되는 산소공급회전축, 상기 산소공급회전축의 하단부로 산소를 공급하기 위한 산소공급부, 상기 산소공급회전축의 하단부 외주를 따라 일정 간격으로 이격되도록 구비되는 복수의 공급날개, 상기 복수의 공급날개 각 사이에 각각 위치되되, 상기 산소공급회전축의 하단부에 상하 방향으로 회전 가능하게 구비되는 복수의 와류날개, 상기 복수의 와류날개를 상기 산소공급회전축방향으로 접거나 외측으로 펼치기 위한 와류날개조작부, 및 상기 산소공급회전축을 회전시키기 위한 회전구동부를 포함한다.
바람직하게, 상기 산소공급회전축은, 상기 공급날개가 구비되는 내부회전축, 및 상기 와류날개가 구비되며, 베어링에 의해 상기 내부회전축의 외측에 회전 가능하도록 구비되는 외부회전축,을 포함한다.
그리고 상기 산소공급부는, 상기 내부회전축을 따라 형성되는 산소공급로, 상기 산소공급로를 따라 공급되는 산소가 분사되도록 상기 내부회전축의 하단면에 복수 개 형성되는 산소분사노즐, 및 상기 산소공급로로 산소를 공급하는 산소펌프,를 포함한다.
또한, 상기 산소공급로로 공급되는 산소의 일부를 상기 공급날개에서 분사하기 위한 보조분사부,가 더 구비된다.
그리고 상기 보조분사부는, 상기 공급날개에 형성되는 복수의 보조분사노즐, 및 상기 보조분사노즐로 산소를 공급하도록 상기 산소공급로에서 분기된 보조산소공급로,를 포함한다.
또한, 상기 와류날개조작부는, 상기 외부회전축을 따라 상하방향으로 이동 가능하게 구비되는 이동프레임, 및 일단부가 상기 이동프레임에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 와류날개에 회전 가능하게 연결되는 작동프레임,을 포함하고, 상기 이동프레임이 외부회전축을 따라 상측으로 이동되면, 상기 작동프레임이 외부회전축방향으로 접히며, 상기 이동프레임이 외부회전축을 따라 하측으로 이동되면, 작동프레임이 외측으로 펼쳐진다.
그리고 상기 이동프레임은, 작동실린더에 의해 상기 외부회전축을 따라 이동된다.
또한, 상기 외부회전축의 외주를 따라 형성되는 제1나사산, 및 상기 제1나사산에 대응되도록 상기 이동프레임의 내주면에 형성되는 제2나사산,이 더 포함되고, 상기 회전구동부에 의해 외부회전축이 회전되어 제1나사산이 회전될 경우, 치합되는 제2나사산에 의해 이동프레임이 외부회전축을 따라 이동된다.
그리고 상기 회전구동부는, 상기 내부회전축과 외부회전축을 동일한 방향으로 또는 반대방향으로 회전시킨다.
또한, 상기 회전구동부는, 상기 내부회전축과 외부회전축의 회전속도를 다르게 회전시킨다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 유동상 처리장치에 의하면,
하수내 고농도 질소의 제거효율, 슬러지 저감효과 내지 산소요구량을 기존대비 현저히 절감할 수 있어 하수 내 유기물 및 질소제거효과가 우수하면서도 장치 소형화 및 비용절감효과를 통해 경제적으로 고농도의 질소 함유 하수를 효율적으로 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 아질산반응조를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 산소공급수단을 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 산소공급회전축을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 보조분사부를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 이동프레임의 이동을 위한 제1나사산과 제2나사산이 표시된 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 하수처리시스템의 전체 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에 따른 하수의 처리시스템은 도 6에 도시한 바와 같이, 저류조에 저장된 반류수를 유입받아 반류수내 함유된 암모니아성 질소를 산화시켜 부분아질산화를 수행하는 아질산화반응조(10); 상기 아질산화반응조(10)에서 부분아질산화 반응이 일어난 처리수를 공급받아 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 혼합비율을 조절하는 혼합질소조정조; 및 상기 혼합질소조정조로부터 유입된 폐수내 잔류 유기물을 이용하여, 혐기조건하에 혐기성탈질을 수행하여 처리수내 질소를 제거하는 혐기성탈질조를 포함한다.
상기 저류조는 도시하고 있지는 않지만, 전단의 하수 슬러지의 처리과정에서 발생되는 각종 반류수를 저장하고, 후속하는 아질산화반응조(10)에 반류수를 공급한다.
상기 아질산화반응조(10)는 바람직하게는 용존산소의 농도를 일정 수준으로 유지하고, 폐수와 미생물이 잘 혼합되도록 하기 위해 미세기포가 공급된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 아질산화반응조(10)에 대하여 상세하게 설명한다.
도면에서 도시한 바와 같이, 아질산반응조(10)는 챔버(100)와 폐수공급부(200), 처리수배출부(300), 침전물배출부(400) 및 산소공급수단(500)을 포함한다.
챔버(100)는 내부에 처리공간부(110)가 형성되고, 폐수공급부(200)는 챔버(100)의 처리공간부(110)로 폐수를 공급하기 위해 구비된다.
그리고 처리수배출부(300)는 처리공간부(110)에서 처리된 처리수가 배출되기 위해 구비되며, 침전물배출부(400)는 처리공간부(110)에서 침전된 침전물을 배출시키기 위해 구비된다.
산소공급수단(500)은 복수의 공급날개(530)를 갖고, 처리공간부(110)에 회전 가능하도록 구비되어 산소를 공급하되, 처리공간부(110)에 저수된 폐수를 회전시켜 와류를 형성하며 산소를 공급하기 위해 구비된다.
이러한 아질산반응조(10)의 작동상태를 살펴보면, 하폐수가 폐수공급부(200)에 의해 챔버(100)의 처리공간부(110)로 공급되는 상태에서 산소공급수단(500)에 의해 산소가 하단부에서 공급된다.
여기서, 산소공급수단(500)에 의해 처리공간부(110)에 저수된 하폐수가 회전됨과 동시에, 산소가 공급되어 하폐수와의 혼합율을 향상시켜 폐수의 처리효율을 향상시킬 수 있다.
이를 위한, 산소공급수단(500)은 도 2에서 도시한 바와 같이, 산소공급회전축(510)과 산소공급부(520), 공급날개(530), 와류날개(540), 와류날개조작부(550) 및 회전구동부(560)로 구성된다.
산소공급회전축(510)은 처리공간부(110)의 중앙부에 위치되도록 챔버(100)의 상단부 중앙에 회전 가능하게 구비된다.
그리고 산소공급부(520)는 산소공급회전축(510)의 하단부로 산소를 공급하기 위해 구비된다.
공급날개(530)는 복수 개로, 산소공급회전축(510)의 하단부 외주를 따라 일정 간격으로 이격되도록 구비된다.
또한 와류날개(540)는 복수 개로, 복수의 공급날개(530) 각 사이에 각각 위치되되, 산소공급회전축(510)의 하단부에 상하 방향으로 회전 가능하게 구비된다.
와류날개조작부(550)는 복수의 와류날개(540)를 산소공급회전축(510)방향으로 접거나 외측으로 펼치기 위해 구비된다.
그리고 회전구동부(560)는 산소공급회전축(510)을 회전시키기 위해 구비된다.
여기서, 산소공급회전축(510)은 도 3에서 도시한 바와 같이, 내부회전축(512)과 외부회전축(514)으로 구성된다.
내부회전축(512)은 공급날개(530)가 구비되고, 외부회전축(514)은 와류날개(540)가 구비된다.
이 외부회전축(514)은 베어링(516)에 의해 내부회전축(512)의 외측에 회전 가능하도록 구비된다.
이러한 내부회전축(512)과 외부회전축(514)은 회전구동부(560)에 의해 동일한 방향 또는 반대방향으로 회전된다.
이에, 공급날개(530)와 와류날개(540)가 동일한 방향으로 회전되거나 반대방향으로 회전되어 저수된 하폐수에 와류를 형성하며 산소를 공급한다.
또한 내부회전축(512)과 외부회전축(514)은 회전구동부(560)에 의해 회전 속도가 다르게 회전된다.
그리고 산소공급부(520)는 산소공급로(522)와 산소분사노즐(524) 및 산소펌프(526)로 구성된다.
산소공급로(522)는 내부회전축(512)을 따라 형성되고, 산소펌프(526)는 산소공급로(522)로 산소를 공급한다.
또한 산소분사노즐(524)은 산소공급로(522)를 따라 공급되는 산소가 분사되도록 내부회전축(512)의 하단면에 복수 개 형성되어 처리공간부(110)의 저면으로 산소가 분사된다.
여기서, 도 4에서 도시한 바와 같이, 산소공급로(522)로 공급되는 산소의 일부를 공급날개(530)에서 분사하기 위한 보조분사부(570)가 더 구비된다.
이 보조분사부(570)는 보조분사노즐(572)과 보조산소공급로(574)로 구성된다.
보조분사노즐(572)은 공급날개(530)에 복수 개 형성되고, 보조산소공급로(574)는 복수의 보조분사노즐(572)로 산소를 공급하도록 산소공급로(522)에서 분기되도록 형성된다.
이러한 보조분사노즐(572)은 공급날개(530)의 양면 중 어느 하나 이상에 복수 개 형성되어 산소를 분사한다.
그리고 와류날개조작부(550)는 이동프레임(552)과 작동프레임(554)으로 구성된다.
이동프레임(552)은 외부회전축을 따라 상하방향으로 이동 가능하게 구비된다.
또한 작동프레임(554)은 복수 개 구비되는 것으로, 일단부가 이동프레임(552)에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 와류날개(540)에 회전 가능하게 연결된다.
이러한 와류날개조작부(550)에 의한 작동상태를 살펴보면, 이동프레임(552)이 외부회전축(514)을 따라 상측으로 이동되면, 작동프레임(554)이 외부회전축방향으로 접힌다.
반대로, 이동프레임(552)이 외부회전축(514)을 따라 하측으로 이동되면, 작동프레임(554)이 외측으로 펼쳐진다.
여기서, 이동프레임(552)은 도 5에서 도시한 바와 같이, 작동실린더(560')에 의해 상기 외부회전축을 따라 이동된다.
한편, 이동프레임(552)의 이동을 위해 제1나사산(556)과 제2나사산(558)이 더 형성된다.
제1나사산(556)은 외부회전축(514)의 외주를 따라 형성되고, 제2나사산(558)은 제1나사산(556)에 대응되도록 이동프레임(552)의 내주면에 형성된다.
회전구동부(560)에 의해 외부회전축(514)이 회전되어 제1나사산(556)이 회전될 경우, 치합되는 제2나사산(558)에 의해 이동프레임(552)이 외부회전축(514)을 따라 이동된다.
상기와 같이 아질산화반응조의 챔버 내부에 투입된 미세기포는 반류수내 투입되어 반류수 전체를 골고루 교반하는 기능을 수행함과 더불어 적절한 용존산소량을 유지시켜 부분아질산화 반응이 효율적으로 일어나게 한다.
상기 아질산화반응조(10)에 투입되는 미생물은 반류수내 함유된 암모니아성 질소를 산화시켜 아질산을 생성하는 미생물(암모늄산화성균으로, 예로 Proteobacteria 속균)인 한 그 종류에 있어서 특별히 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 이러한 미생물은 그래뉼화된 것을 이용함으로써, 부하변동에 강하고 반응조의 크기를 최소화하는 것이 좋다. 미생물의 그래뉼화를 위해서는 시판되는 것을 그대로 구입하여 이용하여도 좋고, 등록특허 제10-0446576호에 개시된 방법을 이용하여 직접 제작하여 이용하여도 좋다.
본 발명에서는 부분아질산화의 정도가 반류수내 함유된 암모니아성 질소의 50% 정도만 아질산성 질소로 축적이 되도록 하기 위해, 반응조 내 온도는 30~40℃, 용존산소의 농도는 2~4mg/L, pH는 6.5~8.5, 체류시간 0.5~2일이 되도록 유지하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 조건하에서는 암모니아 산화균의 성장이 아질산 산화균의 성장속도보다 높아 아질산성 질소가 축적진다.
상기와 같은 조건하에 아질산화 반응이 수행된 처리수는 혼합질소조정조에서 이후 최적의 탈질이 일어날 수 있도록 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 혼합비율을 조절하도록 한다. 따라서, 암모니아성 질소의 농도가 낮을 경우에는 저류조에서 배출되는 반류수를 혼합조정라인을 통해 혼합질소조정조로 유입시켜 농도를 조절하게 되고, 암모니아성 질소의 농도가 높을 경우에는 회수라인을 통해 저류조로 회수하여 환원과정을 통해 아질산성 질소로의 전환을 유도하여 줄 필요가 있다. 또, 혼합질소조정조에서는 질산성 질소의 농도가 높은 경우에도 마찬가지로 회수라인을 통해 저류조로 회수하여 환원과정을 통해 아질산성 질소로의 전환을 유도하여 줄 필요가 있다. 후속하는 독립영양방식의 혐기성 탈질(또는 혐기성 암모늄산화)을 수행하기 위해, 부분아질산화 반응이 일어난 처리수를 30~40℃, 6.5~8.5의 pH 조건하에, 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 혼합비율이 1.2:1~1.4:1, 바람직하게는 1.3:1이 되도록 농도를 조절한다.
혐기성 탈질조는 상기 혼합질소조정조로부터 유입된 폐수내 잔류 유기물을 이용하여, 혐기조건하에 혐기성 탈질을 수행하여 처리수내 질소를 제거한다. 이때, 본 발명에 따른 처리시스템은 외부탄소원이 필요없이 상기 혼합질소조정조로부터 유입된 처리수내 잔류 유기물만을 이용하여, 탈질과정을 수행하는 것이 가능하다. 이를 위해 바람직하게는 반응온도 30~40℃, 6.5~8.5의 pH 조건하에, 1~2일의 체류시간이 요구되어지며, 반응식은 아래 반응식 1에 나타낸 바와 같다.
[반응식]
NH4 ++1.3NO2 -+0.042CO2 → 0.042(미생물세포)+N2+0.22NO3 -+0.08OH-+1.87H2O
상기 혐기성 탈질조에 사용되는 탈질균은 기존의 혐기성 암모늄산화균(예로, 상품명 ANAMMOX 등)인 한 특별한 제한은 없으며, 바람직하게는 그래뉼화된 미생물을 이용하여 부하변화에 강하고 반응조 크기를 최소화하면서 반응을 빠른 시간에 수행하도록 하는 것이 좋다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 비교예로써 더욱 상세히 설명하고자 한다. 하지만 이는 본 발명의 보다 쉬운 이해를 돕기 위한 것이지, 이들을 통하여 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예 1]
처리용량 처리용량 50L/d를 기준으로 반류수를 암모늄산화균(AOB)이 그래뉼 상태로 투입된 아질산화반응조에 투입하고, 공기를 이용하여 반응조내에 간헐적으로 미세기포를 발생시켜 35℃, 용존산소농도 2mg/L, pH 7.0, 2일의 체류시간이 되도록 반응시켜 반류수 중 함유된 암모니아성 질소가 50%가 되도록 하였다. 상기 아질산화반응조에서 부분아질산화 반응이 일어난 처리수에 저류조의 폐수를 혼합조정라인을 통해 투입받아 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 혼합비율이 1.3:1이 되도록 농도를 조절하였고, 이때 혼합질소조정조내 온도는 35℃, pH는 7.0이었다. 혼합질소조정조에서 혼합조정된 처리수를 혐기성 암모늄산화균이 그래뉼상으로 투입된 혐기성 탈질조내에 투입하되, 별도의 외부탄소원을 투입함이 없이 유입된 처리수내 잔류 유기물만을 이용하여, 35℃, pH 7.0 조건하에, 2일의 체류시간으로 혐기조건하에 탈질을 진행시켰다.
실험결과, 공지된 수질공정시험방법에 따라 산소요구량 절감율, 반류수 질소제거효율, 총질소 제거율, 슬러지 저감율을 측정한 결과는 하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 반류수 처리용량 50L/d를 기준으로 기존 질소처리공정(기존의 아질산-아탈질 공정) 대비 38%의 산소요구량이 절감(송풍에너지 기준)되었고, 반류수 질소제거효율은 0.98 kg-N/m3·day으로, 반류수 총질소 제거율이 97%인 것으로 나타났으며, 슬러지 저감율은 28 %로 나타났다.
항목 효과
총질소 제거율 97%
반류수 질소제거효율 0.98kg-N/m3·day
슬러지 저감율 28%
산소요구량 절감율 38%
상기와 같이 본 발명에 따른 고농도 질소 함유 하수의 질소제거시스템 및 방법에 의하면, 하수내 총질소 제거율 내지 하수 내 질소제거효율, 슬러지 저감효과 내지 산소요구량을 기존대비 현저히 절감할 수 있어 하수 내 질소제거효과가 우수하면서도 장치 소형화 및 비용절감효과를 통해 경제적으로 고농도의 질소 함유 하수를 효율적으로 처리할 수 있음을 확인할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 아질산반응조
100: 챔버
200: 폐수공급부
300: 처리수배출부
400: 침전물배출부
500: 산소공급수단

Claims (10)

  1. 저류조에 저장된 반류수를 유입받아 반류수내 함유된 암모니아성 질소를 산화시켜 부분아질산화를 수행하는 아질산화반응조; 상기 아질산화반응조에서 부분아질산화 반응이 일어난 처리수를 공급받아 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 혼합비율을 조절하는 혼합질소조정조; 및 상기 혼합질소조정조로부터 유입된 폐수내 잔류 유기물을 이용하여, 혐기조건하에 혐기성 탈질을 수행하여 처리수내 질소를 제거하는 혐기성탈질조를 포함하는 하수처리시스템에 있어서,
    상기 아질산화반응조는, 내부에 처리공간부가 형성된 챔버;
    상기 챔버의 처리공간부로 폐수를 공급하기 위한 폐수공급부;
    상기 처리공간부에서 처리된 처리수가 배출되기 위한 처리수배출부;
    상기 처리공간부에서 침전된 침전물을 배출시키기 위한 침전물배출부; 및
    복수의 공급날개를 갖고, 상기 처리공간부에 회전 가능하도록 구비되어 산소를 공급하되, 처리공간부에 저수된 폐수를 회전시켜 와류를 형성하며 산소를 공급하기 위한 산소공급수단;을 포함하고,
    상기 산소공급수단은,
    상기 처리공간부의 중앙부에 위치되도록 챔버의 상단부 중앙에 회전 가능하게 구비되는 산소공급회전축;
    상기 산소공급회전축의 하단부로 산소를 공급하기 위한 산소공급부;
    상기 산소공급회전축의 하단부 외주를 따라 일정 간격으로 이격되도록 구비되는 복수의 공급날개;
    상기 복수의 공급날개 각 사이에 각각 위치되되, 상기 산소공급회전축의 하단부에 상하 방향으로 회전 가능하게 구비되는 복수의 와류날개;
    상기 복수의 와류날개를 상기 산소공급회전축방향으로 접거나 외측으로 펼치기 위한 와류날개조작부; 및
    상기 산소공급회전축을 회전시키기 위한 회전구동부;를 포함하는 하수처리시스템에 있어서,
    상기 산소공급회전축은,
    상기 공급날개가 구비되는 내부회전축; 및
    상기 와류날개가 구비되며, 베어링에 의해 상기 내부회전축의 외측에 회전 가능하도록 구비되는 외부회전축;을 포함하며,
    상기 와류날개조작부는,
    상기 외부회전축을 따라 상하방향으로 이동 가능하게 구비되는 이동프레임; 및
    일단부가 상기 이동프레임에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 와류날개에 회전 가능하게 연결되는 작동프레임;을 포함하여,
    상기 이동프레임이 외부회전축을 따라 상측으로 이동되면, 상기 작동프레임이 외부회전축방향으로 접히며,
    상기 이동프레임이 외부회전축을 따라 하측으로 이동되면, 작동프레임이 외측으로 펼쳐지도록 구성되되,
    상기 외부회전축의 외주를 따라 형성되는 제1나사산; 및
    상기 제1나사산에 대응되도록 상기 이동프레임의 내주면에 형성되는 제2나사산;을 포함하여,
    상기 회전구동부에 의해 외부회전축이 회전되어 제1나사산이 회전될 경우, 치합되는 제2나사산에 의해 이동프레임이 외부회전축을 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 하수처리시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 산소공급부는,
    상기 내부회전축을 따라 형성되는 산소공급로;
    상기 산소공급로를 따라 공급되는 산소가 분사되도록 상기 내부회전축의 하단면에 복수 개 형성되는 산소분사노즐; 및
    상기 산소공급로로 산소를 공급하는 산소펌프;를 포함하는 하수처리시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 산소공급로로 공급되는 산소의 일부를 상기 공급날개에서 분사하기 위한 보조분사부;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하수처리시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보조분사부는,
    상기 공급날개에 형성되는 복수의 보조분사노즐; 및
    상기 보조분사노즐로 산소를 공급하도록 상기 산소공급로에서 분기된 보조산소공급로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 이동프레임은,
    작동실린더에 의해 상기 외부회전축을 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 하수처리시스템.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 회전구동부는,
    상기 내부회전축과 외부회전축을 동일한 방향으로 또는 반대방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 하수처리시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회전구동부는,
    상기 내부회전축과 외부회전축의 회전속도를 다르게 회전시키는 것을 특징으로 하는 하수처리시스템.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007145706A (ja) * 2005-11-07 2007-06-14 Nippon Steel Corp 不定形耐火物の混練方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3210877B2 (ja) * 1997-02-28 2001-09-25 中国塗料株式会社 撹拌装置及び撹拌装置を備えたタンク
KR20140134905A (ko) * 2013-05-15 2014-11-25 유인섭 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치
KR20170009155A (ko) * 2015-07-15 2017-01-25 공주대학교 산학협력단 고농도 질소 함유 반류수의 질소제거 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007145706A (ja) * 2005-11-07 2007-06-14 Nippon Steel Corp 不定形耐火物の混練方法
KR101566240B1 (ko) * 2015-03-04 2015-11-05 김유학 에어레이션 임펠러 및 이를 포함하는 수처리용 교반기

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