KR102032162B1 - 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치 - Google Patents

회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유량조정조, 반응조, 처리수조를 포함하며 상기 하수처리공법은 원수 유입의 이젝터형 교반 장치를 활용하여 유기탄소원을 혐기공정과 무산소공정에 일정비율로 분배하여 탈질 반응을 극대화 하도록 한 회분식 유입수 이젝터형 장치와 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치를 제공하는 것으로서, 1Cycle의 운전이 진행되는 동안 순간적으로 발생될 수 있는 큰 부하변동에 보다 안정적으로 원수를 반응조 내에 유입시키기 위한 유량조정조; 상기 유량조정조에서 유입된 원수에 이젝터의 원리를 응용하여 유입된 원수를 유체 이젝터에 연결하고, 블로워의 배출구를 기체 이젝터 말단 상단부에 연결하여 고압의 공기가 좁은 벤츄리관을 통과하면서 생기는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 공기의 정압이 낮아지도록 하는 반응조;
상기 반응조로부터 유입된 원수를 처리하는 처리수조;를 포함하며, 상기 반응조 내부의 활성미생물이 가압 펌프에 의해 이젝터 내부로 분출하게 하여 이젝터 내부에서의 마이크로 버블과의 직접 접촉 믹싱으로 반응조 내 산소 포화도가 증가하고, 상기 유체 이젝터는 “
Figure 112019053493211-pat00004
” 형상의 유입 믹싱으로 원수 유입 말단부로부터 고속으로 분출된 원수는 흡인실 내에서 반응조의 미생물을 빨아들이면서 디퓨저(diffuser)의 단면축소부에 들어가고 흡인실 내부는 음압되어 다시 반응조 미생물을 빨아들이고, 상기 기체 이젝터는 상기 반응조 내부의 활성미생물이 가압 펌프에 의해 이젝터 내부로 분출하게 되어 유입된 마이크로 버블로 형성된 AIR를 공급받아, 호기상태의 조건을 만족하게 하며, 상기 기체 이젝터 내부에서의 마이크로 버블과 활성미생물의 직접 접촉 믹싱으로 반응조 내 산소 포화도를 증가시키며, 상기 반응조는 활성미생물량과 유기물량과의 비율, 폭기시간, 공기량의 설계의 조건, 수온, 및 PH를 포함하는 생육 환경 조건에 따라 영향을 받으며, 상기 반응조는 정화 처리하여 상징수만을 사이펀 기능의 흡입력을 이용하여 처리수조로 이송시킬 수 있는 디켄터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치에 관한 것이다.

Description

회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치{Plants For Advanced Treatment using Siphon phenomenon Sequencing Batch Reactor}
본 발명은 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1Cycle의 운전이 진행되는 동안 순간적으로 발생될 수 있는 큰 부하변동에 보다 안정적으로 원수를 반응조 내에 유입시키기 위한 유량조정조; 상기 유량조정조에서 유입된 원수에 이젝터의 원리를 응용하여 블로워의 배출구를 이젝터 말단 상단부에 연결, 고압의 공기가 좁은 벤츄리 관을 통과하면서 생기는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 공기의 정압이 낮아지도록 하는 반응조; 상기 반응조로부터 유입된 원수를 처리하는 처리수조;를 포함하는 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 회분식 오폐수처리시설은 오폐수를 유입시켜 생물학적 또는 화학적 반응을 시킨 후 발생되는 침전물(오니)을 침전시키고, 그 위로 고이는 처리수(상등수)를 뽑아 배출함으로서 오폐수를 정화 처리하고 있다.
일예로, 반응조로 유입되는 오폐수를 산기관 등을 작동시켜(폭기) 질산화와 탈질 처리를 하여 오니를 침전시킨 다음, 그 위로 고이는 상등수를 디켄터를 사용하여 배출함으로서 정화 처리하고 있다. 이때, 상기 디켄터는 오폐수를 처리하는 동안 발생되는 스컴(scum) 즉, 부유성 고형물이 빠져 나가지 않도록 위치시킴이 중요하다.
한편 한국등록특허 제1536985호는 오수가 유입되는 유량 조정조; 유입된 오수에 대한 반응, 교반 및 침전이 수행되는 회분식 반응조; 상기 유량 조정조에 유입된 오수의 량을 소정 레벨로 구분하여 측정한 레벨 측정 정보를 제어부에 전송하는 수위계; 유입된 오수량에 따라 일정한 비율로 회분식 반응조로 이송하도록 제어하는 제어부; 상기 회분식 반응조의 내측에서 대각선 방향으로 설치되는 수중 교반 장치; 제1송풍기 및 제2송풍기와 연결되어 회분식 반응조에 공기를 분사하는 산기 장치; 상기 수중 교반 장치와 연장된 선상의 일정 위치에 또는 상기 회분식 반응조 벽면 중 두면에 설치되며, 유선형 형상을 가지며, 상기 수중 교반 장치의 동작에 의해서 오수가 앞쪽으로 회전하게 되면서 수중 교반 장치들 사이에 위치한 산기 장치로부터 발생된 직선형 공기 줄기와 함께 와류 유선형 곡선면을 타고 와류형 공기 줄기로 변하도록 하여 초기 교반 효과를 극대화할 수 있고, 유입 원수의 유기탄소원을 활용 2차 탈질을 유도하여 질소 제거를 수행할 수 있는 와류 발생 장치; 상기 회분식 반응조 내에 미생물 서식을 용이하게 하는 접촉여재; 상기 회분식 반응조의 유입배관 전단인 회분식 반응조로 오수가 유입되는 부분에 설치되며, 낙차에 의해 기포가 발생되면 산소가 유입되어 초기 탈질 처리 효율이 감소되는 것을 방지하기 위하여 "ㄱ" 형상으로 꺽여 반응조의 바닥면으로 향하게 하여 낙차가 없도록 설치되는 분배관;으로 이루어져 있다.
그러나 상술한 종래 발명들은 산기관을 포함하고 있어 산소 포화도 등에 따른 효율이 낮아 용량이 커질 수밖에 없는 문제가 있다.
한국공개특허 제2002-0086777호 한국공개특허 제2014-0132258호 한국등록특허 제1032068호 한국등록특허 제1292736호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 유량조정조, 반응조, 처리수조를 포함하며 상기 하수처리공법은 원수 유입의 이젝터형 교반 장치를 활용하여 유기탄소원을 혐기 또는 무산소에 일정비율로 분배하여 탈질 반응을 극대화 하도록 한 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이젝터형 교반 장치를 통해 높은 분출 압력을 통해 믹싱과 교반효과를 극대화하여 역할을 수행하여 기존의 산기관 대비 효율을 극대화 되고 송풍이 용량을 소형화 할 수 있는 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 반응조에 영양원 공급으로 원활한 유기물 배양과 활성화를 이용함으로써 질소와 인 제거효율을 증대시키고 전체적인 유기물 이용효율을 극대화시키는데 그 목적이 있다.
본 발명은 1Cycle의 운전이 진행되는 동안 순간적으로 발생될 수 있는 큰 부하변동에 보다 안정적으로 원수를 반응조 내에 유입시키기 위한 유량조정조; 상기 유량조정조에서 유입된 원수에 이젝터의 원리를 응용하여 유입된 원수를 유체 이젝터에 연결하고, 블로워의 배출구를 기체 이젝터 말단 상단부에 연결하여 고압의 공기가 좁은 벤츄리관을 통과하면서 생기는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 공기의 정압이 낮아지도록 하는 반응조; 상기 반응조로부터 유입된 원수를 처리하는 처리수조;를 포함하며, 상기 반응조 내부의 활성미생물이 가압 펌프에 의해 기체 이젝터 내부로 분출하게 하여 기체 이젝터 내부에서의 마이크로 버블과의 직접 접촉 믹싱으로 반응조 내 산소 포화도가 증가하고, 상기 유체 이젝터는 “
Figure 112019078131442-pat00012
” 형상의 유입 믹싱으로 원수 유입 말단부로부터 고속으로 분출된 원수는 흡인실 내에서 반응조의 미생물을 빨아들이면서 디퓨저(diffuser)의 단면축소부에 들어가고 흡인실 내부는 음압되어 다시 반응조 미생물을 빨아들이고, 상기 기체 이젝터는 상기 반응조 내부의 활성미생물이 가압 펌프에 의해 이젝터 내부로 분출하게 되어 유입된 마이크로 버블로 형성된 AIR를 공급받아, 호기상태의 조건을 만족하게 하며, 상기 기체 이젝터 내부에서의 마이크로 버블과 활성미생물의 직접 접촉 믹싱으로 반응조 내 산소 포화도를 증가시키며, 상기 반응조는 활성미생물량과 유기물량과의 비율, 폭기시간, 공기량의 설계의 조건, 수온, 및 PH를 포함하는 생육 환경 조건에 따라 영향을 받으며, 상기 반응조는 정화 처리하여 상징수만을 사이펀 기능의 흡입력을 이용하여 처리수조로 이송시킬 수 있는 디켄터를 포함한다.
상기 유량조정조로부터 유입되는 원수를 상기 반응조에서 이젝터를 활용하여 교반(혐기 및 유입) →포기(일부 유입)→교반(무산소 및 유입)→포기를 반복 운전 반응 과정에서 원수에 포함된 유기탄소원을 반응조 내의 혐기공정, 무산소공정에 각각 9:1의 일정비율로 분배하여 탈질 반응을 극대화한다.
상기 유량조정조는 유입될 수 있는 시간 최대 유입량과 배출 간격 그리고 1cycle당 배출되는 배출량을 고려하여 상기 유량조정조 누적량의 계산값을 제어부에 전송하여 원수 유입에 과부하가 걸리지 않도록 제어한다.
상기 반응조의 포기를 위해 블로워의 배출구를 이젝터 말단 상단부에 연결하고, 고압의 공기가 상기 이젝터 말단 상단부의 좁은 벤츄리관을 통과하면서 생기는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 공기의 정압이 낮아지게 되는 것을 특징으로 한다.
상기 반응조의 원수펌프 말단부에 유체 이젝터형 교반장치를 연결하고, 유입되는 유기탄소원과 반응조 활성미생물을 혼합하여 유기물 분해 및 1차 탈질 반응을 수행 후 호기상태의 반응조에 기체 이젝터로 마이크로 버블의 AIR 공급과 영양원 공급으로 활성미생물의 원활한 배양 및 활성화로 유기물의 흡착작용, 산화, 및 동화 작용에 따라 유해유기물을 제거한다.
상기 반응조는 활성미생물의 직접 접촉 믹싱으로 반응조 내 산소 포화도를 증가시켜 장방형이고, 유효수심은 3M~ 5M, 폭과 길이의 비는 1:3.5인 용량을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 반응조 포기를 위한 산기관을 사용하지 않고 이젝터의 원리를 응용하여, 블로워의 배출구를 이젝터 말단 상단부에 연결, 고압의 공기가 좁은 벤츄리 관을 통과하면서 생기는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 공기의 정압이 낮아지게 하여 교반효과를 극대화 할 수 있다.
또한 본 발명은 반응조 내부의 활성미생물이 가압 펌프에 의해 이젝터 내부로 분출하게 되어 유입된 AIR는 마이크로 버블로 반응조내 활성미생물에 AIR를 공급 호기상태의 조건을 만족하게 되며 이젝터 내부에서의 마이크로 버블과의 직접 접촉 믹싱으로 반응조내 산소 포화도는 기존의 산기관 대비 효율이 월등하여 용량을 소형화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 교반기와 유압 펌프를 통해 간헐유입 및 배출로 운전되기 때문에 1Cycle의 운전이 진행되는 동안 큰 부하변동에 보다 안정적으로 원수를 반응조 내에 유입시키고, 유입될 수 있는 시간최대유입량과 배출간격 그리고 1 cycle당 배출되는 배출량을 고려하여 그 차인 누적량을 저류시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 반응조 내의 이젝터를 활용하여 유기탄소원을 혐기, 무산소(9:1)에 일정비율로 분배하여 탈질 반응을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 반응조의 원수펌프 말단부에 믹싱 유체 이젝터형 교반장치를 연결 유입 유기탄소원과 반응조의 활성미생물을 혼합하여 유기물 분해 및 1차 탈질 반응을 수행 후 호기상태의 반응조에 블로워(B)로 AIR 공급(마이크로 버블 공급)과 영양원 공급으로 활성미생물(A)의 원활한 배양 및 활성화로 유기물의 흡착작용, 산화, 동화 등의 작용에 따라 효과적으로 유해유기물을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고도처리 장치의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유량 조정조를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반응조를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 처리수조를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기체 이젝터의 세부 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유체 이젝터의 세부 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반응공정을 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 고도처리 장치의 전체적인 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유량 조정조를 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반응조를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 처리수조를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 유량 조정조(1), 반응조(혐기조 및 호기조 및 무산소조)(2), 처리수조(3), 슬러지 저류조(4) 등으로 구성된다.
본 발명에 따른 수처리시설은 유기물 및 질소 및 인을 동시에 제거할 수 있는 유입믹싱교반방식의 생물학적 고도처리공법을 사용한다.
유량조정조(1)는 1Cycle의 운전이 진행되는 동안 순간적으로 발생될 수 있는 큰 부하변동에 보다 안정적으로 원수를 반응조(2) 내에 유입시키기 위한 구성이다.
예를 들어 유량조정조(1)는 교반기(11)와 유압 펌프(12)를 통해 간헐유입 및 배출로 운전되기 때문에 1Cycle의 운전이 진행되는 동안 큰 부하변동에 보다 안정적으로 원수를 반응조(2) 내에 유입시키고, 유입될 수 있는 시간최대유입량과 배출간격 그리고 1 cycle당 배출되는 배출량을 고려하여 그 차인 누적량을 저류할 수 있도록 한다.
또한, 원수의 유입량에 따른처리 효율향상을 위해 자동 제어되는 장치로 수위계(A,B,C)가 설치되어 원수의 유입량에 따라 저수위(A 수위계 위치),중수위(B 수위계 위치),고수위(C 수위계 위치)로 구분되어 레벨측정정보를 제어부에 전송하여 원수 유입에 과부하가 걸리지 않도록 제어할 수 있다.
반응조(2)는 상기 유량조정조(1)에서 유입된 원수에 이젝터의 원리를 응용하여 유입된 원수를 유체 이젝터에 연결하고, 블로워의 배출구를 기체 이젝터 말단 상단부에 연결, 고압의 공기가 좁은 벤츄리관을 통과하면서 생기는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 공기의 정압이 낮아지도록 한다.
본 발명은 단일 반응조(2) 내에서 유체 이젝터(21), 순환펌프(22), 디켄터(23), 기체 이젝터(24) 등을 통해 포기 및 교반 공정에 의한 하수고도처리기술로 유기물(BOD), 부유물질(SS), 질소(T-N), 인(T-P)제거 공법으로서, 유입되는 하수를 유입되는 하수를 반복 운전 반응〈교반(혐기 및 유입) →포기(유입)→교반(무산소 및 유입) →포기〉→침전→방류 3단계의 주기적인 순환을 통해 처리하는 공법을 제공한다.
상기 반복 운전 반응공정을 구체적으로 설명하면 도 7에 도시된 바와 같다.
1) 1차 유입 교반: 원수가 유입되는 기간동안 하수가 반응조 내의 미생물과 접촉하면서 반응조의 수면까지 채워지며 교반을 통해 혐기조건이 조성된다.
· ATP → ADP + PO4 3 - - P + E
· NO3 - - N → N2 ↑
· 유입 BOD + E → PHB in CELL
2) 유입 반응 : 반응공정 기간동안에는 포기가 이루어지는데, 반응공정을 호기성 상태로 유지하여 유기물은 물론 질소의 산화 및 인의 흡수를 동시에 도모할 수 있다.
· NH₃+ - N → NO₂- - N → NO₃- - N
· PHB in CELL + O₂→ CO₂ + H₂O + E
· ADP + E → ATP + CELL 합성(Luxury Uptake)
3) 2차 유입 교반 : 반응공정을 통해 얻어진 질산성 질소화합물을 미생물과 교반 공정을 통해 무산소 조건을 조성하여 질소의 탈질을 가속화 시킨다.
· NO3 - - N → N2 ↑
4) 반응 : 유입 하수 중의 잔류 질소가스를 제거하고 최종침전시 인용출을 방지한다.
5) 침전 : 혼합액의 고액분리 단계로서 슬러지 반송이 따로 없이 침전된 슬러지가 그대로 다음
반응에 참여하게 된다.
6) 배출 : 침전기간 동안 분리된 상등액이 배출된다
도 5의 B와 같이, 블로워의 배출구를 기체 이젝터 말단 상단부에 연결, 고압의 공기가 좁은 벤츄리관을 통과하면서 생기는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 공기의 정압이 낮아지게 된다.
상기 반응조(2) 내부의 활성미생물이 가압 펌프에 의해 이젝터(21, 24) 내부로 분출하게 하여 이젝터 내부에서의 마이크로 버블과의 직접 접촉 믹싱으로 반응조(2) 내 산소 포화도가 증가한다.
상기 활성미생물이 양호하게 배양되었을 경우 산화력과 침강분리성이 뛰어난 floc을 형성시켜 양질의 처리수를 방류할 수 있다.
본 실시예에 따른 폐수의 고도화 처리 장치에서 반응조 내의 반복 운전 반응공정 중 유기탄소원의 비율 분배에 따른 특성을 비교한 실험데이터이다.
아래 표 1은 수온 : 18℃, MLSS : 3200㎎/ℓ, DO : 2~3 조건에서 실시예는 유기탄소원을 반응조 내의 1차 유입 60~80분, 2차 유입 6~9분 동안 1, 2차 유입을 9:1로 분배하여 공급되었고, 비교예 1은 연속하여 유입시켰으며, 비교예 2는 1, 2차 유입을 5:5로 분배하였다.
구분 실시예 비교예 1 비교예 2
항목＼측정치 SBR 유입수 SBR 방류수 SBR 유입수 SBR 방류수 SBR 유입수 SBR 방류수
COD (㎎/L) 230 3.6 235 4.9 257 8.5
T-N (㎎/L) 76.536 9.450 75.427 13.859 79.496 19.073
NH₃-N(㎎/L) 46.854 0699 49.051 0.950 47.052 4.244
NO 3 -N (㎎/L) - 6.6 - 12.167 - 14.854
위 표 1에서 보는 바와 같이, 반응조 내의 반복 운전 반응공정 중 유기탄소원의 비율 분배에 따른 특성을 비교한 결과, 본 발명의 실시예가 비교예 1, 2에 비해 본 실시예에 따른 오폐수의 고도 처리 공법(유기탄소원의 비율 분배에 따른 특성)의 COD, T-N, NH₃-N 및 NO3 -N 제거효율이 월등히 좋은 평가결과를 나타낸 것이다.
따라서 본 발명은 상기 이젝터(21, 24)를 활용하여 교반(혐기 및 유입) →포기(일부 유입)→교반(무산소 및 유입)→포기를 반복 운전 반응 과정에서 유기탄소원을 반응조 내의 혐기공정, 무산소공정에 각각 9:1의 일정비율로 분배하여 탈질 반응을 극대화할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 반응조(2) 내부의 활성미생물이 가압 펌프에 의해 기체 이젝터(24) 내부로 분출하게 되어 유입된 AIR는 마이크로 버블로 반응조(2)내 활성미생물에 AIR를 공급 호기상태의 조건을 만족하게 되며 이젝터(21, 24) 내부에서의 마이크로 버블과의 직접 접촉 믹싱으로 조내 산소 포화도는 기존의 산기관 대비 효율이 월등하여 용량을 소형화 할 수 있다.
상기 반응조(2)의 포기를 위해 블로워(B)의 배출구를 이젝터 말단 상단부에 연결하고, 고압의 공기가 상기 이젝터 말단 상단부의 좁은 벤츄리관을 통과하면서 생기는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 공기의 정압이 낮아지게 된다.
또한, 상기 반응조(2) 내부의 활성미생물이 가압 펌프에 의해 기체 이젝터 내부로 분출하게 되어 유입된 마이크로 버블로 형성된 AIR를 공급받아, 호기상태의 조건을 만족하게 하며, 상기 기체 이젝터 내부에서의 마이크로 버블과 활성미생물의 직접 접촉 믹싱으로 반응조(2) 내 산소 포화도를 증가시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기체 이젝터의 세부 구성을 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이 반응조(2)의 원수펌프 말단부에 믹싱 유체 이젝터형 교반장치를 연결된 유입 유기탄소원과 반응조(2)의 활성미생물을 혼합하여 유기물 분해 및 1차 탈질 반응을 수행 후 호기상태의 반응조(2)에 블로워(B)로 AIR 공급(마이크로 버블 공급)과 영양원 공급으로 활성미생물(A)의 원활한 배양 및 활성화로 유기물의 흡착작용, 산화, 동화 등의 작용에 따라 유해유기물을 제거하며, 유기물량과 활성미생물량과의 비율, 폭기시간, 공기량 등의 설계 조작상의 조건, 수온, PH 등의 생육 환경사의 조건에 따라 영향을 받는다.
또한, 2차 교반 탈질조를 운영 유입원수의 10%를 받아 나머지 고도처리를 수행하게 된다.
상기 반응조(2)는 활성미생물의 직접 접촉 믹싱으로 반응조(2) 내 산소 포화도를 증가시켜 장방형이고, 유효수심은 3M~ 5M, 폭과 길이의 비는 1:3.5인 용량을 갖는다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 이젝터의 세부 구성을 보여주는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 “
Figure 112019053493211-pat00002
” 형상의 유입 믹싱 이젝터(예 : 유체 이젝터)를 통해 원수 유입 말단부로부터 고속으로 분출된 제1(원수; C)는 흡인실 내에서 제2유체(반응조 미생물; D)를 빨아들이면서 디퓨저(diffuser)의 단면축소부에 들어간다. 따라서 흡인실 내부는 음압되어 다시 제2유체(반응조 미생물)를 빨아들이게 된다.
양 유체(C, D)는 단면축소부에서 혼합되었다가 단면확대부를 지나서 분출한다. 양 유체(C, D)가 혼합할 때 제1유체가 가지고 있던 운동에너지는 혼합유체 전체의 운동에너지를 얻고, 단면 확대부에서 속도가 저하됨에 따라 압축되게 된다.
따라서 제2유체(D)는 흡인실에서의 압력보다 높은 압력을 얻게 되고 흡인실 또는 2유체(D)가 존재하는 장소의 압력보다 고압의 장소로 용이하게 배출할 수 있다.
따라서 이젝터를 활용하여 믹싱은 물론 분출과 함께 교반의 역할을 수행하게 된다.
한편 연속회분식 반응조(2)에서의 상징수 배출장치는 수면에 형성되는 스컴층이 배출되지 않도록 하여야 하고, 동시에 침전된 슬러지의 유출도 되지 않도록 하기 위해 토출구의 수중 높이가 적정하여야 하고, 토출 유속도 적정하여야 한다.
이는, 반응조(2) 내의 미생물이 유출되는 것을 방지하며, 정화 처리된 상징수 만을 안정적으로 배출시키기 위함이다.
상기 반응조(2)는 정화 처리하여 상징수만을 사이펀(Siphon) 기능의 흡입력을 이용하여 처리수조(3)로 이송시킬 수 있는 디켄터를 더 포함한다.
즉 사이펀 원리에 의해 상기 디켄터의 유입구를 통해 유입통로로 상등수가 유입되며, 이와 같이 유입된 상등수는 유출통로로 이동되어 유출구에 연결된 배출관을 통해 배출된다.
상기 처리수조(3)는 유입 펌프(31), 교반기(32), 유체 이젝터(33), 기체 이젝터(34), 순환 펌프(35) 등으로 구성되며 상기 반응조(2)로부터 유입된 원수를 처리하는 조이다.
본 발명에 따른 회분식 유입수 이젝터형 장치와 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치는 모니터링 시스템과 송수신하며, 가동 시간에 따른 고도처리 장치의 각 부품의 평균 수명에서 예측 가능한 수명 시간을 추측하고, 각 부품의 교체시기를 미리 관리자에게 알려주어 관리한다.
또한 상기 고도처리 장치의 각 부품은 주위 온도에 따라 수명이 바뀔 수 있어 각 부품의 온도와 가동 시간을 기록하고 교환 기준 시간을 맞춰 적당한 시기에 개별적으로 교체시기를 관리한다.
예를 들어 상기 반응조(2)는 활성미생물량과 유기물량과의 비율, 폭기시간, 공기량의 설계의 조건, 수온, 및 PH를 포함하는 생육 환경 조건에 따라 영향을 받기 때문이다.
따라서 고도처리 장치의 부품들의 가동 상태를 상시 입력하고 누적 계산하여 메모리에 저장한다. 그리고 제어장치의 메모리에 기록을 읽어 현재까지의 가동 누적 값 데이터와 비교하고 교환 기준에 도달한 부품을 모니터 화면에 표시한다.
복수개의 고도처리 장치를 관리하다가 예상치 못한 것으로 도중에 특정 고도처리 장치를 새로운 부품으로 교체하지 않으면 안될 경우에는 개별 고도처리 장치 및 각 부품에 대한 일련 번호를 붙여 개별 관리하는 것으로, 개별 고도처리 장치 및 각 부품의 누적 기록 데이터를 재설정하고 교체한 개별 고도처리 장치 및 각 부품의 기록 데이터를 참고하여 적절한 교체시기를 제시하고, 모니터링 시스템의 모니터 화면에서 교체시기가 도래한 부품을 교체하거나 표시하여 교체를 지시한다.
1 : 유량 조정조
2 : 반응조
3 : 처리수조
4 : 슬러지 저류조
21 : 유체 이젝터
22 : 순환펌프
23 : 디켄터
24 : 기체 이젝터
31 : 유입 펌프
32 : 교반기
33 : 유체 이젝터
34 : 기체 이젝터
35 : 순환 펌프

Claims (6)

1Cycle의 운전이 진행되는 동안 순간적으로 발생될 수 있는 큰 부하변동에 보다 안정적으로 원수를 반응조 내에 유입시키기 위한 유량조정조;
상기 유량조정조에서 유입된 원수에 이젝터의 원리를 응용하여 유입된 원수를 유체 이젝터에 연결하고, 블로워의 배출구를 기체 이젝터 말단 상단부에 연결하여 고압의 공기가 좁은 벤츄리관을 통과하면서 생기는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 공기의 정압이 낮아지도록 하는 반응조;
상기 반응조로부터 유입된 원수를 처리하는 처리수조;를 포함하며,
상기 반응조 내부의 활성미생물이 가압 펌프에 의해 기체 이젝터 내부로 분출하게 하여 기체 이젝터 내부에서의 마이크로 버블과의 직접 접촉 믹싱으로 반응조 내 산소 포화도가 증가하고,
상기 유체 이젝터는 “
Figure 112019078131442-pat00013
” 형상의 유입 믹싱으로 원수 유입 말단부로부터 고속으로 분출된 원수는 흡인실 내에서 반응조의 미생물을 빨아들이면서 디퓨저(diffuser)의 단면축소부에 들어가고 흡인실 내부는 음압되어 다시 반응조 미생물을 빨아들이고,
상기 기체 이젝터는 상기 반응조 내부의 활성미생물이 가압 펌프에 의해 이젝터 내부로 분출하게 되어 유입된 마이크로 버블로 형성된 AIR를 공급받아, 호기상태의 조건을 만족하게 하며, 상기 기체 이젝터 내부에서의 마이크로 버블과 활성미생물의 직접 접촉 믹싱으로 반응조 내 산소 포화도를 증가시키며,
상기 반응조는 활성미생물량과 유기물량과의 비율, 폭기시간, 공기량의 설계의 조건, 수온, 및 PH를 포함하는 생육 환경 조건에 따라 영향을 받으며, 상기 반응조는 정화 처리하여 상징수만을 사이펀 기능의 흡입력을 이용하여 처리수조로 이송시킬 수 있는 디켄터를 포함하며,
상기 유량조정조로부터 유입되는 원수를 상기 반응조에서 이젝터를 활용하여 교반(혐기 및 유입) →포기(일부 유입)→교반(무산소 및 유입)→포기를 반복 운전 반응 과정에서 원수에 포함된 유기탄소원을 반응조 내의 혐기공정, 무산소공정에 각각 9:1의 일정비율로 분배하여 탈질 반응을 극대화하는 것을 특징으로 하는 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 유량조정조는 유입될 수 있는 시간 최대 유입량과 배출 간격 그리고 1cycle당 배출되는 배출량을 고려하여 상기 유량조정조 누적량의 계산값을 제어부에 전송하여 원수 유입에 과부하가 걸리지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치
청구항 1에 있어서,
상기 반응조의 포기를 위해 블로워의 배출구를 기체 이젝터 말단 상단부에 연결하고, 고압의 공기가 상기 기체 이젝터 말단 상단부의 좁은 벤츄리관을 통과하면서 생기는 빠른 공기의 흐름으로 인하여 공기의 정압이 낮아지게 되는 것을 특징으로 하는 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치
청구항 1에 있어서,
상기 반응조의 원수펌프 말단부에 유체 이젝터형 교반장치를 연결하고, 유입되는 유기탄소원과 반응조 활성미생물을 혼합하여 유기물 분해 및 1차 탈질 반응을 수행 후 호기상태의 반응조에 기체 이젝터로 마이크로 버블의 AIR 공급과 영양원 공급으로 활성미생물의 원활한 배양 및 활성화로 유기물의 흡착작용, 산화, 및 동화 작용에 따라 유해유기물을 제거하는 것을 특징으로 하는 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치
청구항 1에 있어서,
상기 반응조는 활성미생물의 직접 접촉 믹싱으로 반응조 내 산소 포화도를 증가시켜 장방형이고, 유효수심은 3M~ 5M, 폭과 길이의 비는 1:3.5인 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 회분식 유입수 이젝터형 장치 및 사이펀식 배출을 이용한 고도처리 장치
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