KR102075959B1

KR102075959B1 - 하수의 고도처리장치 및 그 고도처리방법

Info

Publication number: KR102075959B1
Application number: KR1020190089152A
Authority: KR
Inventors: 박용준; 전특환; 하루미 쿠사무라; 유키 요시다
Original assignee: 박용준; 전특환
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-02-12

Abstract

본 발명에 따른 하수의 고도처리 방법은, 처리 대상인 하수가 유입되는 정화조인 1차 정화부(10)와, 상면이 개방되는 콘크리트 박스(122)와, 그 콘크리트 박스(122)내에 수직으로 입설되는 것으로 다수의 타공홀(123)을 구비하는 복수 개의 유입 가속판(124)과, 상기 유입 가속판(124) 사이에 끼워지는 화산석(126)로 이루어져 1차 정화부(10)를 거친 유입수를 2차 정화하는 2차 정화부(12), 및 지면의 함몰 공사후 그 저면에 설치되는 차수막(140)과 그 차수막(140)의 상부에 설치되는 것으로 다수 개의 출수홀(H1)가 구비된 유입관(142) 및 상기 유입관(142)을 감싸는 제1 부직포(144)와, 다수 개의 유입홀(H2)가 구비된 출수관(146) 및 상기 출수관(146)을 감싸는 제2 부직포(148), 및 함몰 공사된 지면의 차수막(140)의 상면에서 유입관(142)과 출수관(146)을 포함하여 지면 높이 부근까지 매립되는 것으로 화산석을 포함하는 다공질 여재(145)로 이루어져 3차 정화하여 방출관(150)을 통해 방출하는 3차 정화부(14);를 포함하는 하수 고도 처리 장치내에서 수행되는 하수 고도처리 방법에 있어서, 별도의 배양 공정에 의하여 배양된 유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액이 소정의 비율로 혼합된 혼합액을 1차 정화부(10) 및 2차 정화부(12)에 투입하되, 1차 정화부(10)에는 처리수에 0.8 내지 1.2 질량퍼센트의 농도로, 2차 정화부(12)에는 처리수에 0.3 내지 0.7 질량퍼센트의 농도로 투입하고, 3차 정화부(14)에는 다공질 여재의 매립시에 최초 1회에 한하여 상기 혼합액을 분사하되, 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액은 유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비율이 1.5 ~ 3.5 : 1 : 1, 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액은1 : 1.5 ~ 3.5 : 1, 및 3차 정화부(14)에서 투입되는 혼합액은 1 : 1 : 1로 설정된 것을 특징으로 한다.

Description

하수의 고도처리장치 및 그 고도처리방법{Advanced sewage purification apparatus and the method therefor}

본 발명은 하수의 고도처리장치 및 그 고도처리방법에 관한 것으로 더 상세하게는 일체의 포기장치가 없이도 가정 또는 축산 폐수를 가리지 않고 고도수 처리가 가능하고 유입관이나 출수관의 막힘이 거의 없으며 유지보수의 편리성을 획기적으로 향상시킨 하수의 고도처리장치 및 그 고도처리방법에 관한 것이다.

화력발전소에서 연소하고 남은 석탄회(Coal fly ash)를 이용, 수산화나트륨(NaOH)으로 알칼리 처리를 하여 제올라이트화 한 다음 구형(Spherical type)으로 성형하여 오ㆍ하수 중의 중금속(P, Pb, Cd)과 암모니아성 질소를 제거하고, 이를 이용하여 오ㆍ하수처리시설 내에서 미생물을 키우는 담체로 이용하기 위한 복합기능까지 가지는 다공질 여재를 제공하기 때문에 활용에 다양성을 가지고 있는 복합 흡착제의 제조에 관한 연구가 진행되어 왔다.

대한민국 공개특허 2003-61720호에는 석탄회를 이용한 다공성 제올라이트 담체 제조기술과 이를이용한 암모니아성 질소·중금속 제거 및 미생물 증식을 위한 담체로의 활용방법이 개시되어 있다.

대한민국 등록실용신안 20-0337077호에는 미생물 및 응집제를 이용한 하수의 고도처리 장치가 개시되어 있다. 상기 등록실용신안에 따르면 하수의 고도처리에 생물학적 방법과 화학적 처리방법을 병용하여 하수중의 질소 및 인의 제거율을 높이고 응집제 사용량을 줄이고 슬러지 발생량의 증가가 적게 한다. 또한, 혐기조와 호기조를 조합하여 생물학적 고도처리 공정을 구성하고 최종 침전지의 상징수는 혼화지에서 응집제와 혼합한 다음 응집지에서 응집되게 한 후에 마이크로 필터에서 고형물을 제거하고 방류시키고 상기 마이크로 필터는 공기세척을 하게 하고 제거된 고형물은 농축장치에서 최종 침전지의 잉여 슬러지와 함께 농축한 다음 탈수장치에서 탈수하여 탈수 케이크로 반출하게 한다.

하지만 상기와 같은 하수 고도처리 장치는 대형의 처리 시스템으로 이루어지므로 설치 면적 문제로 인하여 제약이 크다는 문제점이 있다.

한편, 처리 대상인 하수를 고도수 처리를 위해 공급할 때 그 유입관에 다수개의 홀을 형성하여 그 홀을 통해 처리 대상 공정으로 보내는 과정에서 그 홀이 슬러지등에 의하여 막힘이 발생하는 경우가 잦아 유지 보수의 대부분이 그러한 막힘 문제로 인한 것이라는 문제점이 있다. 또한, 처리 대상수의 처리 대상 오염물의 종류 및 양이 일정하지 않고 급격히 변하는 경우에는 실질적으로 하수 처리의 기능이 이루어지지 못하는 경우가 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유입관의 막힘 현상을 현저히 줄일 수 있고 처리 대상수의 처리 대상 오염물의 종류 및 양이 일정하지 않고 급격히 변하는 경우에도 하수 처리의 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 유지보수를 위한 시간 및 노력을 획기적으로 줄일 수 있는 하수의 고도처리장치 및 그 고도처리방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 하수의 고도처리 방법은,

처리 대상인 하수가 유입되는 정화조인 1차 정화부(10);

상면이 개방되는 콘크리트 박스(122)와, 그 콘크리트 박스(122)내에 수직으로 입설되는 것으로 다수의 타공홀(123)을 구비하는 복수 개의 유입 가속판(124)과, 상기 유입 가속판(124) 사이에 끼워지는 화산석(126)으로 이루어져 1차 정화부(10)를 거친 유입수를 2차 정화하는 2차 정화부(12); 및

지면의 함몰 공사후 그 저면에 설치되는 차수막(140)과 그 차수막(140)의 상부에 설치되는 것으로 다수 개의 출수홀(H1)가 구비된 유입관(142) 및 상기 유입관(142)을 감싸는 제1 부직포(144)와, 다수 개의 정화된 물 유입홀(H2)가 구비된 출수관(146) 및 상기 출수관(146)을 감싸는 제2 부직포(148), 및 함몰 공사된 지면의 차수막(140)의 상면에서 유입관(142)과 출수관(146)을 포함하여 지면 높이 부근까지 매립되는 것으로 화산석을 포함하는 다공질 여재(145)로 이루어져 3차 정화하여 방출관(150)을 통해 방출하는 3차 정화부(14);를 포함하는 하수 고도 처리 장치내에서 수행되는 하수 고도처리 방법에 있어서,

별도의 배양 공정에 의하여 배양된 유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액이 소정의 비율로 혼합된 혼합액을 1차 정화부(10) 및 2차 정화부(12)에 투입하되, 1차 정화부(10)에는 처리수에 0.8 내지 1.2 질량퍼센트의 농도로, 2차 정화부(12)에는 처리수에 0.3 내지 0.7 질량퍼센트의 농도로 투입하고, 3차 정화부(14)에는 다공질 여재의 매립시에 최초 1회에 한하여 상기 혼합액을 분사하되,

1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액은 유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비율이 1.5 ~ 3.5 : 1 : 1, 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액은1 : 1.5 ~ 3.5 : 1, 및 3차 정화부(14)에서 투입되는 혼합액은 1 : 1 : 1로 설정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하수 고도 처리 장치는 화산석(126)이 수납되는 것으로 물이 통과할 수 있는 그물망 형태의 쇠그물망(127) 및 그 쇠그물망(127)의 상단 양측에 쇠그물망 손잡이(128)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 하수의 고도처리 방법은 유입관의 막힘 현상을 현저히 줄이고 처리 대상수의 처리 대상 오염물의 종류 및 양이 일정하지 않고 급격히 변하는 경우에도 하수 처리의 기능을 수행할 수 있으며 유지보수를 위한 시간 및 노력을 획기적으로 줄인다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하수의 고도처리 방법이 이루어지는 고도처리장치의 구조중에서 1차 정화부(10)인 정화조와 2차 정화부(12)의 구조를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시한 장치의 작용 효과를 설명하기 위한 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하수의 고도처리 방법이 이루어지는 고도처리장치의 구조중에서 3차 정화부(14)의 구조를 도시한 단면도,
도 4는 도 3의 상측 단면도, 및
도 5는 유입관(142) 및 출수관(146)의 배치 및 최종 방류관(150)의 배치를 설명하기 위한 도면.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 하수의 고도처리 방법이 이루어지는 고도처리장치의 구조중에서 1차 정화부(10)인 정화조와 2차 정화부(12)의 구조를 사시도로써 나타내었다. 도 1을 참조하면, 도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 하수의 고도처리 방법이 이루어지는 고도처리장치는,

처리 대상인 하수가 유입되는 정화조인 1차 정화부(10)와,

상면이 개방되는 콘크리트 박스(122)와, 그 콘크리트 박스(122)내에 수직으로 입설되는 것으로 다수의 타공홀(123)을 구비하는 복수 개의 유입 가속판(124)과, 상기 유입 가속판(124) 사이에 끼워지는 화산석(126)으로 이루어져 1차 정화부(10)를 거친 유입수를 2차 정화하는 2차 정화부(12)를 포함하여 이루어진다.

도 2에는 도 1에 도시한 장치의 작용 효과를 설명하기 위한 단면도를 나타내었다. 도 2를 참조하면, 처리 대상인 하수가 유입되고 미생물에 의한 분해가 이루어지는 정화조인 1차 정화부(10)를 거쳐 2차 정화부(12)로 유입되면, 유입 가속판(124)에 구비되는 다수의 타공홀(123)을 통과하는 과정에서 유입수의 유속이 빨라지며 화산석(126)에 의하여 슬러지를 포함한 오염물이 걸러져 펌프(129)에 의하여 3차 정화부 이송파이프(130)를 통해 3차 정화부로 이동된다.

도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 하수의 고도처리 방법이 이루어지는 고도처리장치의 구조중에서 3차 정화부(14)의 구조를 단면도로써 나타내었으며, 도 4에 도 3의 상측 단면도를 나타내었다. 또한, 도 5에는 유입관(142) 및 출수관(146)의 배치 및 최종 방류관(150)의 배치를 나타내었다.

도 3을 참조하면. 3차 정화부(14)는 지면의 함몰 공사후 그 저면에 설치되는 차수막(140)과 그 차수막(140)의 상부에 설치되는 것으로 다수 개의 출수홀(H1)가 구비된 유입관(142) 및 상기 유입관(142)을 감싸는 제1 부직포(144)와, 다수 개의 정화된 물 유입홀(H2)이 구비된 출수관(146) 및 상기 출수관(146)을 감싸는 제2 부직포(148), 및 함몰 공사된 지면의 차수막(140)의 상면에서 유입관(142)과 출수관(146)을 포함하여 지면 높이 부근까지 매립되는 것으로 화산석을 포함하는 다공질 여재(145)로 이루어져 3차 정화하여 방출관(150)을 통해 방출하는 3차 정화부(14)를 포함하여 이루어진다.

차수막(140)은 처리 대상인 물이 지하수로 흘러들어가지 않도록 차단하는 역할을 한다. 유입관(142)에 형성된 다수 개의 출수홀(H1)을 통하여 방출되는 물은 자중에 의하여 아래로 스며 내려가고 이 과정에서 화산재를 포함하는 다공질 여재에 의하여 걸러지고 미생물에 의하여 분해된다. 제1 부직포(144)와 제2 부직포(148)은 화산재를 포함하는 다공질 여재(145)가 각각 유입관(142)에 형성된 출수홀(H1) 또는 출수관(146)에 형성된 다수 개의 정화된 물 유입홀(H2)로 스며들어가지 않도록 한다.

본 발명에 따르면 유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액을 혼합한 혼합액을 1차 정화부와 2차 정화부 및 3차 정화부에 서로 다른 비율로 투입되는 것을 핵심적인 기술 요소로 한다.

먼저, 유산균은 예컨대 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 또는 락토바실러스 플란타럼 또는 이들의 혼합을 사용할 수 있다. 락토바실러스 카제이는 락토바실러스(Lactobacillus)속의 혐기성 미생물로서 주로 치즈 생산에 이용된다. 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)는 인간의 장이나 입에서 발견되는 락토바실러스(Lactobacillus)속의 혐기성 미생물로서 우유와 치즈에서 분리되었다. 프로바이오틱스(probiotics)인 락토바실러스 카제이는 막대기 모양의 간균으로 그람 양성이고, 운동성이 없으며, 산이나 열에 강하다. 또한 락토바실리러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus)의 성장에 도움을 주며, 탄수화물을 분해시키는 효소인 아밀라아제(amylase)를 생산한다.

유해균의 대표적인 균은 대장균, 식중독균, 포도상구균들로서 이들은 장내의 부패를 촉진하여 노화가 빨리 일어나게 하고 발암물질을 생산한다, 이러한 장내세균은 섭취하는 음식물, 생활환경, 스트레스 등에 의해 영향을 받으며 질병의 발생과는 밀접한 관계가 있다. 예를 들면 육류의 섭취가 많은 서양인들은 채소류의 섭취가 많은 동양인들보다 대장암 발생이 높다. 락토바실러스나 비피더스균과 같이 장내 유익균을 계속 유지시켜주면 이들은 장내에서 젖산 및 초산을 생성하여 장내의 pH를 산성으로 유지시키고 부패성 세균의 증식을 억제하는 역할을 한다.

다음으로, 방선균은 예컨대 바실루스 세레우스(Bacillus cereus)를 사용할 수 있다. 바실루스 세레우스(Bacillus cereus)는 그람 양성균이며 호기성 세균이고 대형 간균이다. 사슬 형태로 배열하고 편모가 존재하기 때문에 운동성이 있다.

이 미생물들은 어떤 종류의 음식물이든 빠르게 분해한다. 일반적으로 음식물이 분해되는 데 7일이 걸리는데, 음식물 쓰레기 1kg당 미생물 복합제 30g을 뿌렸더니 3일 만에 분해됐다. 또한 냄새의 원인인 암모니아와 황화수소도 90%가량 줄었다.

분해 산물에 옥태분말 등을 섞어 만든 퇴비를 분석한 결과, 유기물 함량이 48.22%로 시판 중인 가축분 퇴비(42.76%)보다 높아 활용도가 충분한 것으로 확인됐다.

다음으로, 광합성세균은 예컨대 로도슈도모나스 캡슐라타(Rhodopseudomonas capsulata)를 사용할 수 있다. 통상 농축산에 활용되고 있는 홍색 무유황 광합성세균의 균종은 16종이나 되고 균종에 따라 항균물질생성능력이나 악취제거능력이 각기 다르며 같은 균종이라도 사용하는 배지에 따라 그 효과가 다르게 나타내고 있다. 본 발명에서 광합성 세균으로 적용될 수 있는 로도슈도모나스 캡슐라타는 홍색 무유황 세균의 균종으로 로도슈도모나스 아시도필라(Rhodopseudomonas acidophila), 로도슈도모나스 겔라티온사(Rhodopseudomonas gelationsa), 및 로도슈도모나스 팔루 스트리스(Rhodopseudomonas palustris)와 같이 항균물질 생성능력과 악취제거 능력이 뛰어난 균주들이다.

본 발명에 따른 하수의 고도처리 방법에서는 별도의 배양 공정에 의하여 배양된 유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액이 소정의 비율로 혼합된 혼합액을 1차 정화부(10) 및 2차 정화부(12)에 투입하되, 1차 정화부(10)에는 처리수에 0.8 내지 1.2 질량퍼센트의 농도로, 2차 정화부(12)에는 1차 정화부(10)에서보다 낮은 농도인 0.3 내지 0.7 질량퍼센트의 농도로 투입한다. 3차 정화부(14)에는 다공질 여재의 매립시에 최초 1회에 한하여 상기 혼합액을 분사의 방법으로 투입한다.

2차 정화부(12)에서는 유입 가속판(124)에 구비되는 타공홀(123)을 통과하는 과정에서 유속이 빨라짐으로써 미생물에 폭기와 같은 장치를 설치하지 않고도 세균에 공급되는 산소가 증가하게 되어 세균의 농도를 1차 정화부(10)에 비하여 줄일 수 있어 배양액 투입에 따른 비용을 최소화할 수 있다.

2차 정화부(12)에 구비되는 화산석(126)은 화산석 알갱이들의 집합체로 이루어지며 그 화산석 알갱이들의 표면에는 미세한 구멍들이 다수 형성되어 있어 미생물이 살아가거나 증식될 수 있는 공간을 제공할 뿐만 아니라 정화조를 통하여 유입되는 물속의 슬러지를 걸러주어 이후의 3차 정화부(14)에서 막힘현상이 발생하는 것을 줄여주는 효과도 있다.

정기적인 유지보수로서 2차 정화부(12)로부터 화산석(126)을 탈거하여 세척하여 재투입하면 이후의 공정에서 막힘 현상이 현저히 줄어든다. 상기 하수 고도 처리 장치에는 화산석(126)이 수납되는 것으로 물이 통과할 수 있는 그물망 형태의 쇠그물망(127) 및 그 쇠그물망(127)의 상단 양측에 쇠그물망 손잡이(128)을 더 포함할 수 있다. 사용자는 쇠그물망(127)에 구비된 쇠그물망 손잡이(128)를 사용하여 보다 용이하게 탈거하는 것이 가능하고 그물망 형태의 쇠그물망(127)은 물로 이물질을 제거하는 과정에서 화산석 알갱이들이 외부로 빠져나오는 것을 방지할 수 있다.

3차 정화부(14)는 지면의 함몰 공사후 그 저면에 설치되는 차수막(140)과 그 차수막(140)의 상부에 다수 개의 출수홀(H1)가 구비된 유입관(142)을 설치하고 유입관(142)의 하부로서 실질적으로 차수막(140)의 상면 부근에는 다수 개의 정화된 물 유입홀(H2)가 구비된 출수관(146)이 설치되며, 유입관(142)은 제1 부직포(144)에 의하여 감싸지고, 출수관(146)은 제2 부직포(148)에 의하여 감싸진다. 제1 부직포(144) 및 제2 부직포(148)은 다공질 여재가 각각 출수홀(H1)와 유입홀(H2)로 스며드는 것을 방지한다. 또한, 3차 정화부(14)는 차수막의 상면부터 유입관(142)과 출수관(146)을 포함하여 지면 높이 부근까지 매립되는 화산석과 같은 다공질 여재(145)가 구비된다.

2차 정화부(12)로부터 공급되는 물은 유입관(142)의 출수홀(H1)을 거쳐 다공질 여재(145)를 따라 스며 내려가는 과정에서 미생물들에 의하여 분해되면서 정화된다. 정화된 물은 출수관(146)의 유입홀(H2)과 방출관(150)을 거쳐 외부로 방류된다.

또한, 본 발명에 따른 하수의 고도처리 방법에서는 1차 정화부(10)에서는 방선균 및 광합성 세균의 비율을 동일하게 1로 설정한 상태에서 유산균의 상대적인 비율을 변화시키면서 전체적인 하수 정화 능력을 비교 평가하였고, 2차 정화부(12)에서는 유산균 및 광합성 세균의 비율을 동일하게 1로 설정한 상태에서 방선균의 상대적인 비율을 변화시키면서 전체적인 하수 정화 능력을 비교 평가하였다.

[실시예 1]

■ 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액 ■

유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비율 1.5 : 1 : 1로 설정

■ 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액 ■

유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비 1 : 2.5 : 1로 설정

[실시예 2]

■ 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액 ■

유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비율 2.5 : 1 : 1로 설정

■ 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액 ■

[실시예 3]

■ 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액 ■

유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비율 3.5 : 1 : 1로 설정

■ 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액 ■

[실시예 4]

■ 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액 ■

■ 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액 ■

유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비 1 : 1.5 : 1로 설정

[실시예 5]

■ 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액 ■

■ 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액 ■

[실시예 6]

■ 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액 ■

■ 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액 ■

유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비 1 : 3.5 : 1로 설정

[비교예 1]

■ 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액 ■

유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비율 1 : 1 : 1로 설정

■ 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액 ■

[비교예 2]

■ 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액 ■

유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비율 4 : 1 : 1로 설정

■ 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액 ■

[비교예 3]

■ 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액 ■

■ 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액 ■

유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비 1 : 1 : 1로 설정

[비교예 4]

■ 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액 ■

■ 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액 ■

유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비 1 : 4 : 1로 설정

위에서와 같은 조건에서의 하수 처리 능력등의 비교 평가에는 분뇨 처리 능력 능력과 악취 제거 능력 및 슬러지에 의한 막힘이나 미생물 추가 보충을 위한 유지 보수 주기를 중점적으로 평가하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

	분뇨 처리 능력	슬러지	악취제거 능력	개체수 변동	비고
실시예1	◎	○	◎	◎
실시예2	◎	◎	◎	◎
실시예3	○	◎	◎	○
실시예4	◎	◎	○	◎
실시예5	◎	◎	◎	◎
실시예6	◎	◎	◎	○
비교예1	○	△	◎	○	슬러지 증가
비교예2	◎	◎	◎	△	개체수 문제
비교예3	◎	◎	△	○	악취문제
비교예4	◎	◎	◎	△	개체수 문제

표 1을 참조하면, 분뇨 처리 능력 능력은 2차 정화부(12)를 거쳐 3차 정화부(14)로 넘어가는 물을 채취하고 채취된 물의 탁도를 측정하여 ◎는 매우 투명한 상태, ○는 미세한 탁도가 있는 상태, △은 상당히 탁도가 진행된 상태, ×는 오염이 심하고 탁도가 높은 상태로 나타내었다.

슬러지 상태는 2차 정화부(12)의 화산석(126)을 3개월에 1회 탈거하여 육안으로 관찰하여 ◎는 매우 깨끗한 상태, ○는 약간 오염된 상태, △은 상당히 오염된 상태, ×는 오염이 심한 상태로 나타내었다.

악취 제거 능력은 일반인 50명에 대하여 악취를 감지하는지 여부를 문진하여 ◎는 누구도 전혀 악취를 못느끼는 상태, ○는 5명 미만으로 약간의 악취를 느끼는 상태, △은 5명을 초과하여 약간의 악취를 느끼는 상태, ×는 20명을 초과하여 약간의 악취를 느끼거나 5명을 초과하여 심한 악취를 느끼는 상태로 나타내었다.

개체수 변동은 1차 정화부(10)와 2차 정화부(12)로부터 추출된 물을 현미경으로 관찰하여 유산균과 방선균 및 광합성 세균중의 어느 것이 드물게 발견되는지를 평가하여 ◎는 어느 하나의 균이 발견되지 않는 부분이 10개소중 어느 하나도 없이 고르게 분포되어 있는 상태, ○는 어느 하나의 균이 발견되지 않는 부분이 10개소중 3개소 미만인 상태, △은 어느 하나의 균이 발견되지 않는 부분이 10개소중 5개소 미만인 상태, ×는 어느 하나의 균이 발견되지 않는 부분이 10개소중 5개소를 초과하는 상태로 나타내었다.

비교 평가 결과, 1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액은 유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비율을 1.5 ~ 3.5 : 1 : 1로 설정하고, 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액은 1 : 1.5 ~ 3.5 : 1로 설정하며, 3차 정화부(14)에서 투입되는 혼합액은 1 : 1 : 1로 설정하는 것이 바람직하다.

1차 정화부(10)의 혼합액에서 유산균과 방선균 및 광합성세균의 비율을 1.5 : 1 : 1 미만으로 설정하면 슬러지 발생이 증가하여 2차 정화부(14)의 세척 주기가 2 ~ 3 개월/회로 짧아지는 현상이 발생하여 유지 보수 비용이 증가하는 문제가 발생하였고, 3.5 : 1 : 1 초과로 설정하면 방선균과 광합성 세균의 개체수가 급격하게 줄어듬으로써 유입되는 오염물에 대하여 유연하게 대처하지 못하고 실질적으로 하수 처리 기능이 50% 정도로 저하되는 문제가 발생하였다.

다음으로, 2차 정화부(12)의 혼합액은 유산균과 방선균 및 광합성세균의 비율을 1 : 1.5 : 1 미만으로 설정하면 악취 발생이 증가하고, 유산균과 광합성 세균에 대한 방선균의 비율을 1 : 3.5 : 1 초과하여 설정하면 광합성 세균의 개체수가 급격하게 줄어듬으로써 유입되는 오염물에 대하여 유연하게 대처하지 못하고 악취발생 빈도가 증가하며 실질적으로 하수 처리 기능이 50% 정도로 저하되는 문제가 발생하였다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하수 고도처리방법은 처리 대상인 하수가 유입되는 정화조인 1차 정화부(10)와, 상면이 개방되는 콘크리트 박스(122)와, 그 콘크리트 박스(122)내에 수직으로 입설되는 것으로 다수의 타공홀(123)을 구비하는 복수 개의 유입 가속판(124)과, 상기 유입 가속판(124) 사이에 끼워지는 화산석(126)으로 이루어져 1차 정화부(10)를 거친 유입수를 2차 정화하는 2차 정화부(12), 및 지면에 설치되는 3차 정화부(14)를 포함하는 하수 고도 처리 장치내에서 미생물에 의한 하수 고도 처리를 수행하며 유산균과 방선균 및 광합성 세균의 혼합액을 각 단계별로 다른 농도 및 비율로 투여하여 분뇨 처리와 악취제거를 행하고 그 유지 보수의 부담이 적을뿐만 아니라 편리하다.

따라서, 본 발명에 따른 하수의 고도처리 방법은 유입관의 막힘 현상을 현저히 줄이고 처리 대상수의 처리 대상 오염물의 종류 및 양이 일정하지 않고 급격히 변하는 경우에도 하수 처리의 기능을 수행할 수 있으며 유지보수를 위한 시간 및 노력을 획기적으로 줄인다.

10 : 1차 정화부
12 : 2차 정화부
122 : 콘크리트 박스 123 : 타공홀
124 : 유입 가속판 126 : 화산석
127 : 쇠그물망 128 : 쇠그물망 손잡이
129 : 펌프 130 : 3차 정화부 이송 파이프
14 : 3차 정화부
140 : 차수막 H1 : 출수홀
142 : 유입관 144 : 제1 부직포
145 : 다공질 여재
146 : 출수관 H2 : 정화된 물 유입홀
148 : 제2 부직포
150 : 방출관

Claims

처리 대상인 하수가 유입되는 정화조인 1차 정화부(10);
상면이 개방되는 콘크리트 박스(122)와, 그 콘크리트 박스(122)내에 수직으로 입설되는 것으로 다수의 타공홀(123)을 구비하는 복수 개의 유입 가속판(124)과, 상기 유입 가속판(124) 사이에 끼워지는 화산석(126)으로 이루어져 1차 정화부(10)를 거친 유입수를 2차 정화하는 2차 정화부(12); 및
지면의 함몰 공사후 그 저면에 설치되는 차수막(140)과 그 차수막(140)의 상부에 설치되는 것으로 다수 개의 출수홀(H1)가 구비된 유입관(142) 및 상기 유입관(142)을 감싸는 제1 부직포(144)와, 다수 개의 유입홀(H2)가 구비된 출수관(146) 및 상기 출수관(146)을 감싸는 제2 부직포(148), 및 함몰 공사된 지면의 차수막의 상면에서 유입관(142)과 출수관(146)을 포함하여 지면 높이 부근까지 매립되는 것으로 화산석을 포함하는 다공질 여재(145)로 이루어져 3차 정화하여 방출관(150)을 통해 방출하는 3차 정화부(14);를 포함하는 하수 고도 처리 장치내에서 수행되는 하수 고도처리 방법에 있어서,
별도의 배양 공정에 의하여 배양된 유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액이 소정의 비율로 혼합된 혼합액을 1차 정화부(10) 및 2차 정화부(12)에 투입하되, 1차 정화부(10)에는 처리수에 0.8 내지 1.2 질량퍼센트의 농도로, 2차 정화부(12)에는 처리수에 0.3 내지 0.7 질량퍼센트의 농도로 투입하고, 3차 정화부(14)에는 다공질 여재의 매립시에 최초 1회에 한하여 상기 혼합액을 분사하되,
1차 정화부(10)에서 투입되는 혼합액은 유산균과 방선균 및 광합성 세균의 배양액의 중량비율이 1.5 ~ 3.5 : 1 : 1, 2차 정화부(12)에서 투입되는 혼합액은1 : 1.5 ~ 3.5 : 1, 및 3차 정화부(14)에서 투입되는 혼합액은 1 : 1 : 1로 설정된 것을 특징으로 하는 하수의 고도 처리 방법.
제1항에 있어서,
화산석(126)이 수납되는 것으로 물이 통과할 수 있는 그물망 형태의 쇠그물망(127) 및 그 쇠그물망(127)의 상단 양측에 쇠그물망 손잡이(128)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수의 고도 처리 방법.