KR102449538B1 - 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템 - Google Patents

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Abstract

지상에서 이동 가능한 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템으로서, 간소화되고 에너지 절감 효과가 우수한 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템이 개시된다. 본 발명은 일측으로 폐수 및 오수가 유입되는 유량조정조; 상기 유량조정조의 타측에 연결되고 상기 유입수에 함유된 용존성 유기물 및 부유물질을 플록으로 형성시키는 1차 화학반응조 및 응집조; 상기 1차 응집조를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 무산소조로 공급하고, 플록 및 고형물을 슬러지 저류조로 배출하는 1차 화학침전조; 상기 1차 화학침전조를 거친 처리수에 탄소원을 투입하여 탈질산화시키는 무산소조; 상기 무산소조를 거친 처리수에 함유된 유기물을 활성슬러지를 통해 제거하는 호기성 생물반응조; 상기 호기성 생물반응조를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 2차 화학반응조로 공급하고, 활성슬러지를 상기 슬러지 저류조로 배출하는 생물반응조 침전조; 상기 생물반응조 침전조를 거친 처리수에 잔류된 용존성 유기물 및 부유물질을 플록으로 형성시키는 2차 화학반응조 및 응집조; 상기 2차 응집조를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 방류수조로 공급하고, 플록 및 고형물을 상기 슬러지 저류조로 배출하는 2차 화학침전조; 및 상기 2차 화학침전조를 거친 처리수를 유입받아 외부로 방출시키는 방류수조;를 포함하되, 상기 각 조는 지상에서 이동 가능한 스키드 상에 설치되고, 상기 유량조정조, 상기 1차 화학반응조 및 응집조, 및 상기 1차 화학침전조는 전처리 공정을 이루고, 상기 무산소조, 상기 호기성 생물반응조 및 상기 생물반응조 침전조는 본처리 공정을 이루고, 상기 2차 화학반응조 및 응집조, 상기 2차 화학침전조 및 상기 방류수조는 후처리 공정을 이루고, 상기 각 조의 수위(water level)는, 조 사이 배관의 평균 유속이 0.3 내지 0.6 m/s일 때, 상기 전처리 공정을 이루는 각 조의 수위 100%에 대하여, 상기 본처리 공정을 이루는 각 조의 수위가 95.5 내지 98%이고, 상기 후처리 공정을 이루는 각 조의 수위가 91.5 내지 95%인 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템을 제공한다.

Description

폐수 및 오수 처리 패키지 시스템{A package system for treatment of wastewater}
본 발명은 폐수 및 오수 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템에 관한 것이다.
종래 전통적인 폐수 및 오수 처리시설은 터파기 공사, 철근 공사, 콘크리트 공사, 방수 공사 등 토목공사를 통하여 수조를 만든 후 기계·전기 공사가 단계별로 이루어져, 공사기간이 오래 걸렸으며, 외부 공사가 많아 날씨에 의한 영향과 이로 인한 비용이 증대되는 문제점이 있었다.
또한, 폐수 처리시설은 생산품의 종류에 따라 최적화 설계된 사이즈와 공정이 적용되나, 한번 시공된 처리시설의 경우, 공장 이전 등의 상황이 발생되면 반드시 처리시설을 새로 만들어야 하고, 기존 처리시설은 폐쇄되는 등 경제적으로 낭비되는 부분이 큰 문제가 있다.
이러한 전통적인 방식의 폐수 및 오수 처리시설의 문제를 근원적으로 해결하기 위해 모든 처리시설을 지상에 구현하여 설치 시 경제성과 함께 이동이 가능한 패키지 시스템이 고안되었다.
그러나, 지금까지 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템은 설비 구성 자체로 볼 때 기존 토목공사에 따른 시스템이 지상에 구현된 것 이상의 기술적 의미는 부족하였고, 따라서 보다 간소화되고 에너지를 절감할 수 있는 시스템 개발이 요구되고 있다.
[선행특허문헌]
- 한국 공개특허 제10-2000-0060839호(2000.10.16.)
- 한국 등록특허 제10-0572662호(2006.04.13)
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 지상에서 이동 가능한 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템으로서, 간소화되고 에너지 절감 효과가 우수한 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 일측으로 폐수 및 오수가 유입되는 유량조정조; 상기 유량조정조의 타측에 연결되고 상기 유입수에 함유된 용존성 유기물 및 부유물질을 플록으로 형성시키는 1차 화학반응조 및 응집조; 상기 1차 응집조를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 무산소조로 공급하고, 플록 및 고형물을 슬러지 저류조로 배출하는 1차 화학침전조; 상기 1차 화학침전조를 거친 처리수에 탄소원을 투입하여 탈질산화시키는 무산소조; 상기 무산소조를 거친 처리수에 함유된 유기물을 활성슬러지를 통해 제거하는 호기성 생물반응조; 상기 호기성 생물반응조를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 2차 화학반응조로 공급하고, 활성슬러지를 상기 슬러지 저류조로 배출하는 생물반응조 침전조; 상기 생물반응조 침전조를 거친 처리수에 잔류된 용존성 유기물 및 부유물질을 플록으로 형성시키는 2차 화학반응조 및 응집조; 상기 2차 응집조를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 방류수조로 공급하고, 플록 및 고형물을 상기 슬러지 저류조로 배출하는 2차 화학침전조; 및 상기 2차 화학침전조를 거친 처리수를 유입받아 외부로 방출시키는 방류수조;를 포함하되, 상기 각 조는 지상에서 이동 가능한 스키드 상에 설치되고, 상기 유량조정조, 상기 1차 화학반응조 및 응집조, 및 상기 1차 화학침전조는 전처리 공정을 이루고, 상기 무산소조, 상기 호기성 생물반응조 및 상기 생물반응조 침전조는 본처리 공정을 이루고, 상기 2차 화학반응조 및 응집조, 상기 2차 화학침전조 및 상기 방류수조는 후처리 공정을 이루고, 상기 각 조의 수위(water level)는, 조 사이 배관의 평균 유속이 0.3 내지 0.6 m/s일 때, 상기 전처리 공정을 이루는 각 조의 수위 100%에 대하여, 상기 본처리 공정을 이루는 각 조의 수위가 95.5 내지 98%이고, 상기 후처리 공정을 이루는 각 조의 수위가 91.5 내지 95%인 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템을 제공한다.
또한 상기 1차 화학침전조, 상기 생물반응조 침전조 및 상기 2차 화학침전조는 각각 상부에 경사판이 구비되고, 상부가 수평단면 기준으로 가로 및 세로 비가 0.8 내지 1.2인 장방형이고, 하부가 60° 이상 경사진 콘 형상이고, 유입수 배관이 상기 경사판 아래 중앙부에 구비된 정류통에 연통되고, 상기 정류통은 사각통 형상으로 유입수 유입 방향에 대하여 좌측, 우측 및 정면에 분사노즐이 설치되되, 상기 좌측 분사노즐 및 상기 우측 분사노즐의 구경은 상기 정면 분사노즐 구경의 1.5 내지 2.5배인 것을 특징으로 하는 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템을 제공한다.
또한 상기 슬러지 저류조는 에어리프트 펌프에 의해 슬러지를 탈수기로 이송하는 것을 특징으로 하는 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템을 제공한다.
또한 상기 1차 화학반응조 및 상기 2차 화학반응조에는 각각 알럼(황산알루미늄) 및 알루민산나트륨(NaAlO2)이 주입되고, 상기 1차 응집조 및 상기 2차 응집조에는 각각 음이온 응집제(A-POLYMER)가 주입되는 것을 특징으로 하는 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템을 제공한다.
본 발명은 모든 설비가 스키드 상에 설치되어 지상에서 이동 가능한 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템으로서, 전처리 공정으로 유량조정조, 1차 화학반응조/응집조 및 1차 화학침전조, 본처리 공정으로 무산소조, 호기성 생물반응조 및 생물반응조 침전조, 후처리 공정으로 2차 화학반응조/응집조, 2차 화학침전조 및 방류수조로 구성하여 콤팩트한 공정 설계를 구현하면서도, 처리수의 평균 유속을 고려하여 각 조의 수위(water level)를 특정 범위로 조정함으로써 전체 공정을 자연 유하로 구현하여, 처리수 이송을 위한 동력을 감소시켜 에너지 절감 효과를 향상시킨, 이동성, 경제성 및 에너지 절감 효과를 겸비한 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템을 제공할 수 있다.
또한 경사판 침전조의 하부 구조, 정류통 및 분사노즐 구조를 특화하여 체류시간을 감소시키고, 슬러지 저류조로 배출 후 에어리프트 펌프를 이용하여 탈수기로 슬러지를 이송함으로써 에너지 절감 효과를 보다 극대화한 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템의 전체 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템을 설명하는 수리 계통도이다.
도 3은 본 발명의 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템이 적용된 레이아웃을 예시적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 1차 화학침전조(경사판 침전조) 하부에 구비된 정류통을 나타낸 평면도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였으며, 본 발명의 세부구성 방향은 도면을 기준으로 하여 설명한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템의 전체 공정도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템을 설명하는 수리 계통도이고, 도 3은 본 발명의 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템이 적용된 레이아웃을 예시적으로 나타낸 평면도이다. 도 2에서 수치는 수위(단위 : mm)를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템(100)은 유량조정조(110); 1차 화학반응조(121) 및 응집조(122); 1차 화학침전조(130); 무산소조(140); 호기성 생물반응조(150); 생물반응조 침전조(160); 2차 화학반응조(171) 및 응집조(172); 2차 화학침전조(180); 및 방류수조(190);를 포함한다.
본 발명에서 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템(100)을 구성하는 상기 각 조는 모든 설비가 스키드(191~193) 상에 설치되어 지상에서 이동 가능하여, 종래 폐수 처리시설 시공 후 이전 등의 상황 발생 시 기존 처리시설이 폐쇄되는 등의 문제를 근원적으로 해결할 수 있다.
도 3에서는 3개의 스키드 상에 상기 각 조를 콤팩트화하여 전체 시스템을 구현한 레이아웃을 예시적으로 나타내었다. 즉, 제1 스키드(191)에 유량조정조(110); 1차 화학반응조(121) 및 응집조(122); 1차 화학침전조(130); 및 무산소조(140);가 설치되고, 제2 스키드(192)에 호기성 생물반응조(150);가 설치되고, 제3 스키드(193)에 생물반응조 침전조(160); 2차 화학반응조(171) 및 응집조(172); 2차 화학침전조(180); 및 방류수조(190);가 설치되고, 상기 제1 스키드(191), 제2 스키드(192) 및 제3 스키드(193)를 대략 정방형으로 전체 시스템을 패키지화하여 구성할 수 있다. 이러한 본 발명에 따른 패키지 시스템(100)은 탱크 기반의 시설을 구축하여, 공기 단축, 설치비용 절감, 공장 내부에서 제작함으로써 계절적인 영향 없이 제작 가능하다.
본 발명에 따른 패키지 시스템(100)은 상기 유량조정조(110), 상기 1차 화학반응조(121) 및 응집조(122), 및 상기 1차 화학침전조(130)는 전처리 공정을 이루고, 상기 무산소조(140), 상기 호기성 생물반응조(150) 및 상기 생물반응조 침전조(160)는 본처리 공정을 이루고, 상기 2차 화학반응조(171) 및 응집조(172), 상기 2차 화학침전조(180) 및 상기 방류수조(190)는 후처리 공정을 이룬다.
여기서, 일반적으로 1차 화학·응집 침전처리 후 1차 처리수조와 1차 처리수 이송펌프를 구성하고, 생물반응조 처리 후, 2차 처리수조와 2차 처리수 이송펌프를 구성하여 폐수 및 오수를 이송하나, 본 발명에서는 수리계산을 통해 이송펌프 없이 자연 유하로 이송이 가능하도록 하여 동력을 절감할 수 있는 방안을 구체적인 수치로써 명확히 제시한다.
즉, 본 발명에서는 상기 각 조의 수위(water level)를 설계함에 있어, 조 사이 배관 기준으로 평균 유속이 0.3 내지 0.6 m/s일 때, 상기 전처리 공정을 이루는 각 조의 수위 100%에 대하여, 상기 본처리 공정을 이루는 각 조의 수위가 95.5 내지 98%이고, 상기 후처리 공정을 이루는 각 조의 수위가 91.5 내지 95%로 설계할 경우 전체 공정을 자연 유하로 구현하여, 처리수 이송을 위한 동력을 감소시켜 에너지 절감 효과를 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 이때, 처리 용량과 안정적인 자연 유하 이송을 더욱 감안한 바람직한 설계 기준은 평균 유속이 0.4 내지 0.5 m/s일 때, 상기 전처리 공정을 이루는 각 조의 수위 100%에 대하여, 상기 본처리 공정을 이루는 각 조의 수위가 96 내지 97.5%이고, 상기 후처리 공정을 이루는 각 조의 수위가 92 내지 94.5%로 설계하는 것이다.
상기 유량조정조(110)는 일측으로 폐수 및 오수가 유입되어 저장되는 조로서, 통상 2 내지 12시간의 체류시간을 두며, 폐수 및 오수를 저장하였다가, 원폐수 이송펌프(111)를 통하여 1차 화학반응조(121)로 이송하도록 한다.
유량조정조(110) 하부에는 산기관을 배치하여 유입된 폐수 및 오수를 균질하게 혼합시켜 주면서 부패하지 않도록 공기를 투입시킬 수 있다.
한편, 원폐수 이송펌프(111)에 인버터를 이용한 PID 제어(Proportional Integral Derivative Control) 기술을 적용하여, 펌프가 정량에 맞춰서 운전됨으로써 전력비가 절감되도록 유량 제어가 가능하도록 할 수 있으며, 이때, 원폐수 양에 따라 후술하는 알럼(황산알루미늄) 주입 펌프 및 음이온 응집제(A-POLYMER) 주입 펌프가 PID 제어로 양 조절이 되도록 함으로써, 동력 및 약품비를 절감할 수 있다. 상기 알럼(황산알루미늄)은 응집제로서, 폐수 및 오수에 주입 시 폐수 및 오수에 함유된 유기물을 응집시키는 역할을 하고, 상기 음이온 응집제(A-POLYMER)는 상기 알럼(황산알루미늄)을 통하여 1차 응집된 유기물을 조대화하는 역할을 한다.
다른 한편, 폐수 및 오수가 유량조정조(110)로 저장되기 전에 폐수 및 오수에 함유된 이물질을 스크린을 통해 분리 처리할 수 있도록 오토바 스크린이 설치함으로써, 폐수 및 오수에 함유된 이물질을 분리한 후, 낙차를 이용하여 유량조정조(110)로 저장되도록 할 수 있다.
상기 1차 화학반응조(121) 및 응집조(122)는 상기 유량조정조(110)의 타측에 연결되어 유입수에 함유된 용존성 유기물 및 부유물질을 플록으로 형성시킨다.
상기 1차 화학반응조(121)는 예컨대, 10분 이상, 바람직하게는 15 내지 40분의 체류시간을 가질 수 있고, 알럼(황산알루미늄) 주입을 통하여, 원폐수 및 오수에 함유된 유기물을 1차 응집시킨다. 이때 알루민산나트륨(NaAlO2)은 pH 센서와 자동 연동하여, pH를 중성으로 조정되도록 하여 주입될 수 있다. 1차 화학반응조(121)의 교반기(1211)는 150 내지 300 rpm으로 급속 교반하는 것이 바람직하다. 상기 알루민산나트륨(NaAlO2)은 pH를 높이는 역할을 하는 약품으로, 종래 사용되었던 수산화나트륨(NaOH)을 대체한다.
상기 1차 응집조(122)는 예컨대, 10분 이상, 바람직하게는 15 내지 40분의 체류시간을 가질 수 있고, 음이온 응집제(A-POLYMER) 주입을 통하여, 1차 화학반응조(121)에서 응집된 유기물을 조대화하는 역할을 한다. 1차 응집조(122)의 교반기(1221)는 예컨대, 50 내지 100 rpm으로 완속 교반하는 것이 바람직하다.
상기 1차 화학침전조(130)는 상기 1차 응집조(122)를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 무산소조(140)로 공급하고, 플록 및 고형물을 슬러지 저류조(194)로 배출하는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 1차 화학침전조(130)는 상부에 경사판(131)이 구비되고, 상부가 수평단면 기준으로 가로(L1) 및 세로(L2) 비가 0.8 내지 1.2인 장방형이고, 하부 경사각(θ)이 60° 이상 경사진 콘 형상으로 구비될 수 있다.
전통적인 침전조의 경우, 통상 3 내지 5시간의 체류시간을 가지나, 본 발명에서는 경사판(131)을 이용하여, 수면적 부하율을 높여서 체류시간을 30분 내지 1시간으로 단축시킬 수 있다. 나아가, 동력비 및 경제성을 고려하여, 하부를 60° 이상의 경사진 콘 형상으로 설계하여, 별도의 침전조 스크래퍼 및 감속기를 사용하지 않아도 공정 운전이 가능하도록 설계되었다. 또한 침전조(130) 형상을 정방형 내지 정방형에 가까운 장방형으로 설치되도록 함으로써, 기존 원통형에 비해 설치 자유도가 높고 스키드 상에 보다 콤팩트한 설치가 가능하도록 할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 경사판 침전조(130) 하부에 고액분리 효율을 보다 향상시키기 위한 정류통(132) 구조가 채용된다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에서 1차 화학침전조(경사판 침전조) 하부에 구비된 정류통을 나타낸 평면도이다.
즉, 도 4를 참조하면, 경사판 침전조(130)로의 유입수 배관(1324)이 경사판(131) 아래 중앙부에 구비된 정류통(132)에 연통되고, 상기 정류통(132)은 사각통 형상으로 유입수 유입 방향에 대하여 좌측 분사노즐(1321), 우측 분사노즐(1322) 및 정면 분사노즐(1323)이 설치되되, 상기 좌측 분사노즐의 구경(Ф1) 및 상기 우측 분사노즐의 구경(Ф2)은 상기 정면 분사노즐의 구경(Ф3)의 1.5 내지 2.5배, 바람직하게는 1.8 내지 2.2배로 설계되어, 폐수 및 오수의 유입 속도를 감소시킴으로써 처리 효율을 높이되, 사각통 형상의 침전조(130) 구조와 유입수의 흐름 방향을 고려하여 정류통(132)에서 유입수 흐름 방향의 분사노즐 구경(Ф3)을 상대적으로 작게 설계함으로써, 균등하게 유입수 흐름이 형성되도록 할 수 있다.
상기 1차 화학침전조(130)에서 형성된 플록 및 고형물은 슬러지 저류조(194)로 배출 후 탈수기(195)로 이송되는데, 일반적으로 슬러지 반송 펌프는 별도로 설치하나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 슬러지 저류조(194)로 배출 후 탈수기(195)로 슬러지를 이송하기 위한 에어리프트 펌프를 설계하여, 동력비 절감을 통해 경제성을 더욱 향상시키도록 할 수 있다.
상기 무산소조(140)에서는 폐수 및 오수의 질소 처리 공정이 수행되며, 상기 1차 화학침전조(130)를 거친 처리수에 탄소원을 투입하여 탈질산화시키며, 무산소 상태에서 폐수에 함유된 질산성 질소(NO3-N)를 순차적으로 아질산성 질소(NO2-N) 및 질소(N2)로 탈진산화시켜 질소를 처리하게 된다. 무산소조(140)에서는 무산소 상태 유지를 위해 교반기만 포함될 수 있다.
상기 호기성 생물반응조(150)에서는 상기 무산소조(140)를 거친 처리수에 함유된 유기물을 활성슬러지(활성오니)를 통해 제거하는 공정이 수행된다.
이때, 질소 제거율 향상을 위해 조 하부에 공기 공급을 위한 멤브레인 타입의 산기관이 배치될 수 있고, 슬러지 반송펌프를 통하여 2Q 이상의 유량을 반송시키도록 설계할 수 있다.
또한 생물반응조(150)의 폭기를 위한 블로워는 전술한 바와 같은 인버터 및 PID 제어가 적용될 수 있고, 바람직하게는 조 내에 설치되는 용존산소량(DO)계가 2 ㎎/ℓ 이상일 경우 자동으로 송풍 속도가 저하되도록 하여 동력비를 더욱 절감하도록 설계할 수 있다.
상기 생물반응조 침전조(160)는 상기 호기성 생물반응조(150)를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 2차 화학반응조(171)로 공급하고, 활성슬러지를 상기 슬러지 저류조(194)로 배출하는 역할을 한다.
본 발명에서 생물반응조 침전조(160)는 그 구조에 있어 전술한 1차 화학침전조(130)와 동일하며, 다만, 기능 면에서 상기 1차 화학침전조(130)에서는 화학슬러지를 침전시키나, 생물반응조 침전조(160)에서는 활성슬러지를 침전시키는 차이가 있다.
또한 전술한 1차 화학침전조(130)와 마찬가지로, 생물반응조 침전조(160)는 통상 3 내지 5시간의 체류시간을 가지나, 본 발명에서는 경사판(161)을 이용하여, 수면적 부하율을 높여서 체류시간을 30분 내지 1시간으로 단축시킬 수 있고, 동력비 및 경제성을 고려하여, 하부를 60° 이상의 경사진 콘 형상으로 설계하여, 별도의 침전조 스크래퍼 및 감속기를 사용하지 않아도 공정 운전이 가능하도록 설계되었고, 침전조(160)에서 형성된 슬러지의 통상 반송 펌프는 별도로 설치하나, 본 발명에서는 슬러지 저류조(194)로 배출 후 탈수기로 슬러지를 이송하기 위한 에어리프트 펌프를 설계하여, 동력비 절감을 통해 경제성을 더욱 향상시키도록 할 수 있다.
상기 2차 화학반응조(171) 및 응집조(172)는 상기 생물반응조 침전조(160)를 거친 처리수에 잔류된 용존성 유기물 및 부유물질을 플록으로 형성시키며, 기능 및 구조적으로 전술한 상기 1차 화학반응조(121) 및 응집조(122)와 동일하다.
즉, 상기 2차 화학반응조(171)는 예컨대, 10분 이상, 바람직하게는 15 내지 40분의 체류시간을 가질 수 있고, 알럼(황산알루미늄) 주입을 통하여, 유입수에 함유된 유기물을 1차 응집시킨다. 이때 알루민산나트륨(NaAlO2)은 pH 센서와 자동 연동하여, pH를 중성으로 조정되도록 하여 주입될 수 있다. 2차 화학반응조(171)의 교반기(1711)는 150 내지 300 rpm으로 급속 교반하는 것이 바람직하다.
또한 상기 2차 응집조(172)는 예컨대, 10분 이상, 바람직하게는 15 내지 40분의 체류시간을 가질 수 있고, 음이온 응집제(A-POLYMER) 주입을 통하여, 2차 화학반응조(171)에서 응집된 유기물을 조대화하는 역할을 한다. 2차 응집조의 교반기(1721)는 예컨대, 50 내지 100 rpm으로 완속 교반하는 것이 바람직하다.
상기 2차 화학침전조(180)는 상기 2차 응집조(172)를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 방류수조(190)로 공급하고, 플록 및 고형물을 상기 슬러지 저류조(194)로 배출하는 역할을 한다.
본 발명에서 2차 화학침전조(180)는 그 기능 및 구조에 있어 전술한 1차 화학침전조(130)와 동일하다.
또한 상기 1차 화학침전조(130)와 마찬가지로, 2차 화학침전조(180)는 통상 3 내지 5시간의 체류시간을 가지나, 본 발명에서는 경사판(181)을 이용하여, 수면적 부하율을 높여서 체류시간을 30분 내지 1시간으로 단축시킬 수 있고, 동력비 및 경제성을 고려하여, 하부를 60° 이상의 경사진 콘 형상으로 설계하여, 별도의 침전조 스크래퍼 및 감속기를 사용하지 않아도 공정 운전이 가능하도록 설계되었고, 침전조(180)에서 형성된 슬러지의 통상 반송 펌프는 별도로 설치하나, 본 발명에서는 슬러지 저류조(194)로 배출 후 탈수기(195)로 슬러지를 이송하기 위한 에어리프트 펌프를 설계하여, 동력비 절감을 통해 경제성을 더욱 향상시키도록 할 수 있다.
상기 방류수조(190)는 상기 2차 화학침전조(180)를 거친 처리수를 유입받아 외부로 방출시키는 역할을 한다.
본 발명에서 방류수조(190)는 30분 이상, 바람직하게는 30분 내지 80분의 체류시간을 가지며, 최종적으로 처리된 처리수를 방류수 이송펌프(1901)를 통하여 방류시킨다. 이때, 조 하부에 산기관을 통하여 공기가 공급되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 슬러지 저류조(194)는 상기 1차 화학침전조(130), 상기 생물반응조 침전조(160) 및 2차 화학침전조(180)로부터 배출되는 슬러지가 이송 저장되는 조로서, 전술한 바와 같이, 에어리프트 펌프를 통하여, 이송된 화학 침전 슬러지 및 생물반응조 잉여슬러지를 저장 및 탈수를 위한 슬러지 교반탱크로 이송하는 기능을 한다. 상기 슬러지 저류조(194)에는 하부에 산기관이 설치되어 교반 및 공기 공급이 가능하도록 할 수 있다.
상기 슬러지 교반탱크에서는 슬러지와 소석회(Ca(OH)2), 양이온 응집제(C-POLYMER) 등이 주입되어, 교반기를 이용하여 슬러지를 믹싱 및 조대화시킬 수 있고, 상기 탈수기(195)는 상기 슬러지 교반탱크에서 조대화된 슬러지를 탈수 및 케이크화하여 최종 반출하게 된다. 여기서, 상기 소석회는 슬러지 중 부유물질(SS) 함량이 낮은 경우 주입되어, 슬러지를 조대 플록화하는 역할을 하고, 상기 양이온 응집제(C-POLYMER)는 슬러지를 조대 플록화하여 원활한 탈수가 진행되도록 하기 위해 주입되는 약품이다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 발명의 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템
110 : 유량조정조 111 : 원폐수 이송펌프
121 : 1차 화학반응조 1211 : 1차 화학반응조의 교반기
122 : 1차 응집조 1221 : 1차 응집조의 교반기
130 : 1차 화학침전조 131, 161, 181 : 경사판
132 : 정류통 140 : 무산소조
150 : 호기성 생물반응조 160 : 생물반응조 침전조
171 : 2차 화학반응조 1711 : 2차 화학반응조의 교반기
172 : 2차 응집조 1721 : 2차 응집조의 교반기
180 : 2차 화학침전조 190 : 방류수조
1901 : 방류수 이송펌프 191~193 : 스키드
194 : 슬러지 저류조 195 : 탈수기
L1 : 침전조의 가로 길이 L2 : 침전조의 세로 길이
Ф1 : 좌측 분사노즐의 구경 Ф2 : 우측 분사노즐의 구경
Ф3 : 정면 분사노즐의 구경

Claims (4)

  1. 일측으로 폐수 및 오수가 유입되는 유량조정조;
    상기 유량조정조의 타측에 연결되고 상기 유입수에 함유된 용존성 유기물 및 부유물질을 플록으로 형성시키는 1차 화학반응조 및 응집조;
    상기 1차 응집조를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 무산소조로 공급하고, 플록 및 고형물을 슬러지 저류조로 배출하는 1차 화학침전조;
    상기 1차 화학침전조를 거친 처리수에 탄소원을 투입하여 탈질산화시키는 무산소조;
    상기 무산소조를 거친 처리수에 함유된 유기물을 활성슬러지를 통해 제거하는 호기성 생물반응조;
    상기 호기성 생물반응조를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 2차 화학반응조로 공급하고, 활성슬러지를 상기 슬러지 저류조로 배출하는 생물반응조 침전조;
    상기 생물반응조 침전조를 거친 처리수에 잔류된 용존성 유기물 및 부유물질을 플록으로 형성시키는 2차 화학반응조 및 응집조;
    상기 2차 응집조를 거친 처리수를 고액분리하여 상징수를 방류수조로 공급하고, 플록 및 고형물을 상기 슬러지 저류조로 배출하는 2차 화학침전조; 및
    상기 2차 화학침전조를 거친 처리수를 유입받아 외부로 방출시키는 방류수조;
    를 포함하되,
    상기 각 조는 지상에서 이동 가능한 스키드 상에 설치되고,
    상기 유량조정조, 상기 1차 화학반응조 및 응집조, 및 상기 1차 화학침전조는 전처리 공정을 이루고, 상기 무산소조, 상기 호기성 생물반응조 및 상기 생물반응조 침전조는 본처리 공정을 이루고, 상기 2차 화학반응조 및 응집조, 상기 2차 화학침전조 및 상기 방류수조는 후처리 공정을 이루고,
    상기 각 조의 수위(water level)는, 조 사이 배관의 평균 유속이 0.3 내지 0.6 m/s일 때, 상기 전처리 공정을 이루는 각 조의 수위 100%에 대하여, 상기 본처리 공정을 이루는 각 조의 수위가 95.5 내지 98%이고, 상기 후처리 공정을 이루는 각 조의 수위가 91.5 내지 95%인 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템으로서,
    상기 1차 화학침전조, 상기 생물반응조 침전조 및 상기 2차 화학침전조는 각각 상부에 경사판이 구비되고, 상부가 수평단면 기준으로 가로 및 세로 비가 0.8 내지 1.2인 장방형이고, 하부가 60° 이상 경사진 콘 형상이고,
    유입수 배관이 상기 경사판 아래 중앙부에 구비된 정류통에 연통되고, 상기 정류통은 사각통 형상으로 유입수 유입 방향에 대하여 좌측, 우측 및 정면에 분사노즐이 설치되되, 상기 좌측 분사노즐 및 상기 우측 분사노즐의 구경은 상기 정면 분사노즐 구경의 1.8 내지 2.2배인 것을 특징으로 하고,
    상기 1차 화학침전조, 상기 생물반응조 침전조 및 2차 화학침전조로부터 각각 상기 슬러지 저류조로의 배출은 에어리프트 펌프에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1차 화학반응조 및 상기 2차 화학반응조에는 각각 알럼(황산알루미늄) 및 알루민산나트륨(NaAlO2)이 주입되고, 상기 1차 응집조 및 상기 2차 응집조에는 각각 음이온 응집제(A-POLYMER)가 주입되는 것을 특징으로 하는 폐수 및 오수 처리 패키지 시스템.
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