KR102502278B1

KR102502278B1 - 탈질 효율이 향상된 반류수 처리시스템

Info

Publication number: KR102502278B1
Application number: KR1020220098459A
Authority: KR
Inventors: 이동주
Original assignee: 주식회사 타 셋
Priority date: 2022-08-08
Filing date: 2022-08-08
Publication date: 2023-02-21

Abstract

본 발명은 탈질 효율이 향상된 반류수 처리시스템에 관한 것으로서, 반류수에 포함된 질소를 제거하기 위하여, 무산소조에서는 유기물공급포트로부터 유기물을 공급받아 반류수에 대한 탈질 반응이 진행되고, 질산화조에서는 무산소조에서 처리된 제1처리수 및 산소를 공급받아 제1처리수를 질산화하고, 질산화된 제1처리수의 일부를 다시 무산소조로 공급하며, 탈기조에서는 무산소조 및 질산화조에서의 처리수의 순환 공급에 따라 질산화조에서 처리된 제2처리수의 다른 일부를 수중믹서를 사용하여 상기 제2처리수의 기포를 제거하며, 침전조에서는 탈기조에서 처리된 제3처리수에 포함된 슬러지를 침전시켜, 최종적으로 반류수를 처리하는, 탈질 효율이 향상된 반류수 처리시스템에 관한 것이다.

Description

탈질 효율이 향상된 반류수 처리시스템 {Large Scale Recycle Water Treatment System with Improved Denitrification Efficiency}

축산 폐수와 같이 다양한 종류의 폐수를 처리하는 과정에 있어서, 잉여슬러지는 폐수를 중력 침강이나 약품 처리 방식으로 처리한 후에 남은 찌꺼기 덩어리를 의미한다. 이러한 잉여슬러지는 소화조에서 15 내지 30일 동안 미생물에 의한 생물 반응이 이루어지며, 이후에 탈수 과정을 거쳐 최종적으로 찌꺼기 및 탈수여액으로 분리되며, 이때 탈수여액이 반류수에 해당할 수 있다.

통상적으로 반류수에는 고농도의 유기물, 질소, 인 등이 포함되어 있다. 현재 반류수는 하수처리장으로 유입되어 하수와 병합되어 처리되고 있다. 한편, 하수처리장에서 처리하는 전체 질소 부하의 20% 가량이 하수와 병합된 반류수의 포함된 질소를 제거하기 위한 것이며, 따라서 하수처리장의 부하를 저감하기 위하여 반류수에 포함된 질소를 제거하기 위한 별도의 처리 설비가 요구되는 상황이다.

또한, 탈질을 위한 처리 설비에서 반류수를 비롯한 폐수에 포함된 질소를 제거(탈질)하기 위해서는 탄소원(유기물)이 필요하며, 탈질에 필요한 탄소원을 제공하기 위하여, 일반적으로 메탄올과 같은 별도의 유기물을 별도로 공급하여 탈질 반응을 유도한다. 따라서, 탈질 과정에서 별도의 탄소원을 공급해야 하기 때문에 처리 비용이 상승하는 문제점이 발생하게 된다.

한편, 유기물을 공급함에 있어서, 새로운 유기물을 별도로 공급하는 것이 아니라, 침전조에서 침전된 슬러지를 유기물로 사용하는 방법이 시도되었으나, 침전조의 직전 설비에 해당하는 종래의 탈기조에서는 탈기 효율이 충분하지 않아 Mixed Liquor Suspended Solids(MLSS)가 침전조로 유출되어, 질산화조에서의 적정 MLSS 유지가 어렵게되고, 궁극적으로 탈질 효율이 떨어지게 되고, 탈기 효율을 향상시키기 위하여 종래의 탈기조를 대형화하는 경우에는 스컴(Scum)이 발생하는 부가적인 문제점이 존재한다. 따라서, 상술한 문제점들을 종합적으로 개선할 수 있는 반류수 처리 시설에 대한 개발이 요구되는 상황이다.

본 발명은 탈질 효율이 향상된 반류수 처리시스템에 관한 것으로서, 반류수에 포함된 질소를 제거하기 위하여, 무산소조에서는 유기물공급포트로부터 유기물을 공급받아 반류수에 대한 탈질 반응이 진행되고, 질산화조에서는 무산소조에서 처리된 제1처리수 및 산소를 공급받아 제1처리수를 질산화하고, 질산화된 제1처리수의 일부를 다시 무산소조로 공급하며, 탈기조에서는 무산소조 및 질산화조에서의 처리수의 순환 공급에 따라 질산화조에서 처리된 제2처리수의 다른 일부를 수중믹서를 사용하여 상기 제2처리수의 기포를 제거하며, 침전조에서는 탈기조에서 처리된 제3처리수에 포함된 슬러지를 침전시켜, 최종적으로 반류수를 처리하는, 탈질 효율이 향상된 반류수 처리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는, 반류수 처리시스템으로서, 반류수유입포트로부터 반류수가 유입되고, 유기물공급포트로부터 유기물이 공급되며, 무산소 상태에서 상기 반류수에 대한 탈질 반응이 진행되는 무산소조; 제1공기압축기로부터 산소를 공급받고, 상기 무산소조로부터 상기 무산소조에서 처리된 제1처리수가 유입되고, 유입된 상기 제1처리수를 제1순환펌프를 통해 순환시켜 상기 제1처리수를 질산화 처리하고, 상기 질산화 처리된 제1처리수의 일부를 제2순환펌프를 통해 상기 무산소조에 공급하는 질산화조; 상기 질산화조로부터 탈질 반응에 의해 반류수에 포함된 질소가 제거된 제2처리수가 유입되고, 내부의 바닥면에 배치된 수중믹서의 동작에 의해 상기 제2처리수의 기포를 제거하는 탈기조; 및 상기 탈기조로부터 상기 탈기조에서 처리된 제3처리수가 유입되고, 상기 유입된 제3처리수에 포함된 슬러지를 침전시키는 침전조;를 포함하는, 반류수 처리시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 침전조는, 상기 침전조에서 침전된 슬러지의 일부를 슬러지반송펌프를 통해 상기 무산소조에 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 탈기조는, 내부공간을 포함하는 원통의 형상을 갖고, 상기 탈기조에 의해 형성된 내부공간의 측벽에는, 상기 탈기조의 높이 방향으로 연장되는 복수의 기포제거돌출벽이 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 수중믹서는, 구동부; 및 상기 구동부에 의해 회전하여 유체에 흐름을 부여하는 임펠러부;를 포함하고, 상기 탈기조에 유입된 질산화 처리된 제1처리수는 상기 임펠러부의 회전에 의해 흐름이 부여되고, 상기 흐름이 부여된 제2처리수에는 상기 복수의 기포제거돌출벽과의 충돌에 의해 와류가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 질산화조는, 상기 질산화조의 높이 방향으로 연장된 복수의 산소공급노즐;을 포함하고, 상기 산소공급노즐은, 상기 제1공기압축기 및 상기 제1순환펌프 각각으로부터 산소 및 상기 제1처리수를 공급받아 상기 질산화조에 수용된 제1처리수의 수중에 분사할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 반류수 처리시스템은, 폐수 전처리시스템;을 더 포함하고, 상기 폐수 전처리시스템은, 교반기를 포함하여 폐수유입포트로부터 유입된 폐수를 교반하는 응집조; 및 상기 응집조를 통과한 폐수에 대하여, 상측 및 하측 방향에서 순환수를 분사하여 상기 폐수의 수중에 부유하는 부유물을 상기 폐수의 표면 방향으로 상승시키고, 상기 상승된 부유물을 여과하는 부유슬러지제거장치;를 포함하고, 상기 순환수는 상기 부유슬러지제거장치를 통해 폐수에 포함된 부유물이 여과된 제4처리수에 해당할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 유기물공급포트는, 상기 부유슬러지제거장치와 연결되어 있고, 상기 무산소조에는 상기 유기물공급포트로부터 상기 부유슬러지제거장치를 통해 폐수에 포함된 부유물이 여과된 제4처리수가 상기 유기물로써 공급될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 폐수 전처리시스템은, 상기 부유슬러지제거장치로부터 상기 순환수를 공급받는 가압펌프; 상기 부유슬러지제거장치에 포함되고, 상기 가압펌프로부터 일부의 순환수를 공급받고, 상기 공급된 순환수를 상기 응집조를 통과한 폐수의 수중에서 하측 방향으로 분사하는 순환수공급노즐; 및 상기 가압펌프 및 제2공기압축기 각각으로부터 다른 일부의 순환수 및 산소를 공급받고, 산소가 포화된 순환수를 상기 응집조를 통과한 폐수의 수중에서 상측 방향으로 분사하는 가압탱크;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 침전조에서 침전된 슬러지를 슬러지반송펌프를 통해 탈질 반응이 이루어지는 무산소조에 유기물로써 공급하므로, 별도의 유기물 공급 없이도 반류수의 질소를 제거할 수 있고, 탈질에 필요한 비용을 저감할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 탈기조에 설치된 수중믹서를 통해 탈기조에 유입된 처리수의 기포를 제거하므로, 종래의 노즐을 이용한 탈기조에 비해 탈기 효율을 향상시킬 수 있고, 탈기조를 대형화할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 탈기조의 내부 벽면에는 복수의 기포제거돌출벽이 구비되어 있고, 수중믹서에 의해 형성되는 처리수의 흐름에는 상기 복수의 기포제거돌출벽에 의해 와류가 형성되므로 더욱 효과적으로 기포를 제거할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폐수 전처리시스템을 통해 폐수의 부유물이 여과된 제4처리수를 무산소조에 공급하는 유기물로 사용하여, 별도의 유기물의 공급 없이도 효율적으로 반류수를 탈질할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반류수 처리시스템의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈기조의 측면도 및 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중믹서의 동작에 따른 유체의 흐름을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈기조의 내부공간의 측벽에 구비되는 기포제거돌출벽의 다양한 형태들을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3 이상의 형태의 기포제거돌출벽이 구비되어 있는 탈기조의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 질산화조의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반류수 처리시스템에 포함되는 폐수 전처리시스템의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반류수 처리시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한다.

이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '~부', '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반류수 처리시스템(10000)의 구성을 개략적으로 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 반류수 처리시스템(10000)으로서, 반류수유입포트(120)로부터 반류수가 유입되고, 유기물공급포트(110)로부터 유기물이 공급되며, 무산소 상태에서 상기 반류수에 대한 탈질 반응이 진행되는 무산소조(100); 제1공기압축기(230)로부터 산소를 공급받고, 상기 무산소조(100)로부터 상기 무산소조(100)에서 처리된 제1처리수가 유입되고, 유입된 상기 제1처리수를 제1순환펌프(210)를 통해 순환시켜 상기 제1처리수를 질산화 처리하고, 상기 질산화 처리된 제1처리수의 일부를 제2순환펌프(220)를 통해 상기 무산소조(100)에 공급하는 질산화조(200); 상기 질산화조(200)로부터 상기 질산화 처리된 제1처리수의 다른 일부가 유입되고, 내부의 바닥면에 배치된 수중믹서(320)의 동작에 의해 상기 유입된 질산화 처리된 제1처리수의 기포를 제거하는 탈기조(300); 및 상기 탈기조(300)로부터 상기 탈기조(300)에서 처리된 제2처리수가 유입되고, 상기 유입된 제2처리수에 포함된 슬러지를 침전시키는 침전조(400);를 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 반류수 처리시스템(10000)은, 축산 폐수 등의 고농도 질소 폐수의 처리 과정에서 생성된 반류수에 포함된 질소 성분을 제거(탈질)하기 위한 시스템에 해당할 수 있다.

무산소조(100)는 반류수에 포함된 질소를 제거하는 역할을 수행하며, 구체적으로, 상기 무산소조(100)에는 반류수유입포트(120)를 통해 탈질의 대상이 되는 반류수가 유입되고, 유기물공급포트(110)를 통해 유기물이 공급되고, 무산소조(100)에서는 산소가 없거나 산소의 양이 제한된 조건에서 탈질 미생물에 의해 반류수에 포함된 질소성분이 제거된다.

구체적으로, 상기 반류수에는 암모니아(NH4)가 포함되어 있고, 무산소조(100)에서는 암모니아 자체에 대해서는 탈질 반응이 이루어지지 않고, 암모니아를 우선 질산화하고, 무산소조(100)에서는 질산화된 암모니아에 대한 환원 과정을 통해 질소화가 하기의 [식 1]에서와 같이 이루어진다.

[식 1]

더 구체적으로, 무산소조(100)에서는 유기물공급포트(110)를 통해 공급받는 유기물, 바람직하게는 메탄 혹은 메탄올이 질소화 과정에서의 전자공여체로 작용하여 하기의 [식 2]에서와 같이 탈질 반응이 이루어진다.

[식 2]

한편, 무산소조(100)에서 탈질 반응이 이루어지기 위하여 반류수에 포함된 암모니아를 질산화하기 위한 과정은 무산소조(100)로부터 무산소조(100)에서 처리된 제1처리수가 유입되는 질산화조(200)에서 수행한다.

상기 질산화조(200)에서는 무산소조(100)로부터 유입된 제1처리수에 포함된 암모니아가 호기성 미생물에 의해 질산화된다. 구체적으로, 상기 질산화조(200)에서는 두 종류의 호기성 미생물 별로 관여하는 두 단계의 과정을 통해 질산화 과정이 이루어진다.

첫 번째 단계는 하기의 [식 3]에서와 같이, 미생물 Nitrosomonas에 의해 암모니아가 아질산염으로 변환되며, 두 번째 단계는 하기의 [식 4]에서와 같이, 미생물 Nitrobacter에 의해 아질산염이 질산염으로 변환된다.

[식 3]

[식 4]

또한, 상기 질산화조(200)는 암모니아에 대한 질산화 반응이 호기성 미생물에 의해 효과적으로 이루어질 수 있도록 제1공기압축기(230)로부터 산소를 공급받으며, 더 구체적으로, 복수의 산소공급노즐(240)은 제1공기압축기(230)로부터 산소 및 제1순환펌프(210)로부터 질산화조(200)에 수용된 제1처리수를 공급받고, 상기 복수의 산소공급노즐(240)은 산소 및 제1처리수 혹은 질산화 처리된 제1처리수를 질산화조(200)의 수용된 제1처리수의 수중에 분사하여, 호기성 미생물에 의해 질산화 과정이 활발하게 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 상기 질산화조(200) 및 상기 산소공급노즐(240)의 구성에 대해서는 도 6 및 도 9에서 자세하게 설명하도록 한다.

이와 같이, 무산소조(100)에서는 유입된 반류수 및 유기물에 의해 탈질 반응이 발생되어 1 차적으로 질소가 제거되며, 1 차적으로 질소가 제거된 제1처리수는 상기 질산화조(200)로 유입되며, 질산화조(200)에서는 유입된 제1처리수에 산소를 공급하여 산호 포화도를 증가시키고, 이에 따라 제1처리수에 포함된 암모니아는 질산염으로 변환되며, 질산화 처리된 제1처리수(제2처리수(는 제2순환펌프(220)를 통해 다시 무산소조(100)로 유입되고, 무산소조(100)에서는 제2순환펌프(220)를 통해 유입된 질산화 처리된 제1처리수(제2처리수)에 대한 탈질 반응이 발생하게 된다. 즉, 본 발명의 무산소조(100) 및 질산화조(200) 사이에서는 처리수가 연속적으로 순환됨으로써 초기에 반류수유입포트(120)를 통해 유입된 반류수에 포함된 질소가 제거될 수 있다.

한편, 탈기조(300)에서는 질산화조(200)로부터 질산화 처리된 제1처리수, 바람직하게는 상술한 무산소조(100) 및 질산화조(200)의 연속적인 순환에 따라 질소가 제거된 반류수에 해당하는 제2처리수를 공급받는다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 탈기조(300)는 무산소조(100)로부터 질소가 제거된 반류수인 제2처리수를 공급받을 수도 있다. 상기 탈기조(300)는 유입된 제2처리수에 포함된 기포를 제거한다.

구체적으로, 상기 탈기조(300)의 내부 공간의 바닥면에는 수중믹서(320)가 설치되고, 수중믹서(320)가 구동됨에 따라 탈기조(300)에 수용된 제2처리수의 흐름이 발생하게 되고, 이에 따라 제2처리수에 포함된 기포가 제거될 수 있다. 한편, 상기 탈기조(300)의 구성 및 동작 방식에 대해서는 도 2 내지 도 6에 걸쳐 설명하도록 한다.

한편, 상기 침전조(400)는, 상기 침전조(400)에서 침전된 슬러지의 일부를 슬러지반송펌프(410)를 통해 상기 무산소조(100)에 공급할 수 있다.

구체적으로, 상기 탈기조(300)에서 제2처리수의 기포가 제거된 제3처리수는 침전조(400)로 유입되고, 상기 침전조(400)에서는 제3처리수에 포함된 슬러지를 침전시켜 처리한다. 즉, 상기 침전조(400)에서는 다양한 방식(중력식, 정전기식 등)을 통해 제3처리수에 포함된 슬러지(고형물)을 침전시키고, 슬러지가 침전된 제3처리수의 상등수는 반응조(600)로 유입되고, 침전된 슬러지는 슬러지반송펌프(410)를 통해 타 구성요소로 유입될 수 있다.

구체적으로, 슬러지반송펌프(410)는 침전조(400)를 통해 여과된 슬러지의 일부를 저류조(500)로 반송하고, 나머지는 다시 무산소조(100)에 공급한다. 즉, 본 발명에서는 반류수에 포함된 질소를 제거하기 위하여 전자공여체로 사용되는 유기물로써 유기물공급포트(110)를 통해 공급되는 유기물 외에 슬러지를 유기물로 사용하기 위하여, 침전조(400)를 통해 침전된 슬러지의 일부를 슬러지반송펌프(410)를 통해 무산소조(100)로 공급한다.

이와 같은 구성을 통해 본 발명에서는 반류수에 포함된 질소를 제거하기 위하여 별도의 유기물을 외부에서 공급하지 않아도 되므로, 반류수 처리에 대한 비용을 절감할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈기조(300)의 측면도 및 평면도를 개략적으로 도시한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탈기조(300)는, 내부공간을 포함하는 원통의 형상을 갖고, 상기 탈기조(300)에 의해 형성된 내부공간의 측벽에는, 상기 탈기조(300)의 높이 방향으로 연장되는 복수의 기포제거돌출벽(310)이 구비될 수 있다.

구체적으로 도 2의 (A)는 상술한 탈기조(300)의 측단면도를 개략적으로 도시한다. 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 탈기조(300)는 내부공간이 형성되어 있고, 내부공간의 측벽에는 복수의 기포제거돌출벽(310)이 구비되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 4 개의 기포제거돌출벽(310)이 상기 내부공간의 측벽에 동일한 간격으로 구비되어 있으나, 기포제거돌출벽(310)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 상기 복수의 기포제거돌출벽(310)은 수중믹서(320)의 동작에 따라 형성되는 유체(제2처리수)의 흐름을 변화시켜 더욱더 효과적으로 제2처리수에 포함된 기포가 제거될 수 있도록 한다.

한편, 상기 탈기조(300)의 내부공간의 바닥면에는 수중믹서(320)가 설치될 수 있다. 상기 수중믹서(320)가 설치되는 바닥면의 위치는 수중믹서(320)에 의해 형성되는 제2처리수의 흐름이 기포제거돌출벽(310)에 충돌될 수 있는 소정의 위치에 해당할 수 있다.

도 2의 (B)는 상술한 탈기조(300)의 평면도를 개략적으로 도시한다. 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 상기 탈기조(300)는 원통형태의 형상을 가질 수 있고, 탈기조(300)의 지름(c)은 4 내지 5 미터에 해당할 수 있으며, 바람직하게는 4.5 미터에 해당할 수 있으며, 상기 탈기조(300)의 높이는 7 내지 9 미터에 해당할 수 있으며, 바람직하게는 8 미터에 해당할 수 있다. 한편, 상기 탈기조(300)에 구비된 기포제거돌출벽(310)의 너비(b) 및 두께(a)는 다양한 수치 실험을 통해 결정될 수 있으며, 이에 대해서는 도 3에서 자세하게 설명하도록 한다.

또한, 도 2의 (A)에서는 기포제거돌출벽(310)의 높이가 상기 탈기조(300)의 높이보다 작은 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 기포제거돌출벽(310)의 높이는 상기 탈기조(300)의 높이와 동일할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중믹서(320)의 동작에 따른 유체의 흐름을 개략적으로 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수중믹서(320)는, 구동부(321); 및 상기 구동부(321)에 의해 회전하여 유체에 흐름을 부여하는 임펠러부(322);를 포함하고, 상기 탈기조(300)에 유입된 질산화 처리된 제1처리수는 상기 임펠러부(322)의 회전에 의해 흐름이 부여되고, 상기 흐름이 부여된 제2처리수에는 상기 복수의 기포제거돌출벽(310)과의 충돌에 의해 와류가 형성될 수 있다.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 수중믹서(320)는 구동부(321) 및 임펠러부(322)를 포함한다. 상기 구동부(321)는 모터를 포함하고, 모터의 회전축의 일단에는 상기 임펠러부(322)가 체결되어 있고, 이에 따라, 구동부(321)의 동작에 따라 상기 임펠러부(322)가 소정의 방향으로 회전하게 된다.

상기 임펠러부(322)는 구동부(321)의 동작에 따른 에너지를 유체에 전달하여 유체에 흐름이 형성되도록 한다. 상기 임펠러부(322)의 블레이드 형상은 유체의 흐름을 효율적으로 부여하기 위하여 종래의 다양한 형상 가운데 어느 하나의 형상에 해당할 수 있다.

한편, 상기 수중믹서(320)의 가로 및 세로의 길이는 각각 60 내지 80 센티미터에 해당할 수 있고, 바람직하게는 가로 및 세로 모두 70 센티미터에 해당할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수중믹서(320)의 동작에 따라 탈기조(300)에 수용된 유체(제2처리수)는 소정의 방향으로 흐름이 부여되며, 흐름이 부여된 유체는 상기 탈기조(300)에 구비된 기포제거돌출벽(310)에 충돌함에 따라 와류가 발생할 수 있다. 즉, 기포제거돌출벽(310)은 수중믹서(320)에 의한 제2처리수의 흐름에 와류를 발생시킴으로써, 제2처리수에 포함된 기포가 와류에 의해 효율적으로 제거될 수 있도록 한다.

종래의 탈기조(300)에서는 수용된 유체의 기포를 제거하기 위하여 노즐을 사용하였다. 그러나 이러한 종래의 탈기조(300)에서는 상술한 본 발명의 수중믹서(320) 방식에 비해 탈기 효율이 떨어지게 되고, 탈기 효율을 향상시키기 위하여 탈기조(300)를 대형화하는 경우에는 스컴(Scum)이 발생하는 문제점이 존재한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 수중믹서(320)를 사용하여 탈기하는 방식을 통해서 탈기조(300)를 대형화하더라도 스컴의 발생량을 억제할 수 있으며, 기포제거돌출벽(310)의 너비(b) 및 두께(a)의 경우에는 하기의 [표 1]에서와 같이, 실험을 통해 스컴의 발생을 최소화할 수 있는 최적의 수치를 도출하였다.

[표 1]

위의 실험에서는 상기 탈기조(300)에 설치된 수중믹서(320)의 출력 및 가동 시간을 동일하게 유지하고, 상기 탈기조(300)에 구비된 복수의 기포제거돌출벽(310)의 너비(b) 및 두께(a)를 가변하여, 탈기조(300)에 수용된 제2처리수에 대한 탈기과정에서 생성되는 스컴의 양을 측정하였다. 상기 [표 1]에서는 탈기 과정에서 스컴의 발생이 거의 없는 경우를 5로 하고, 매우 많이 발생하는 경우를 1로 표시하였다. 상기 [표 1]에 기재된 실험결과를 참고하면, 상기 기포제거돌출벽(310)의 두께(a)는 3T 내지 5T, 너비(b)는 75 내지 125 밀리미터임이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 기포제거돌출벽(310)의 두께(a)가 4T, 너비(b)가 100 밀리미터인 경우에 스컴이 가장 적게 발생하는 것을 실험적으로 확인할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈기조(300)의 내부공간의 측벽에 구비되는 기포제거돌출벽(310)의 다양한 형태들을 개략적으로 도시한다.

도 4의 (A)에 도시된 기포제거돌출벽(310)은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 기본 형태(타입 1)의 형상을 갖는 기포제거돌출벽(310)에 해당하고, 도 4의 (B)에 도시된 기포제거돌출벽(310.1)은 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 너비의 중간지점이 기설정된 각도(예를 들어 135도)로 꺾인 형태(타입 2)의 형상을 갖는 기포제거돌출벽(310.1)에 해당하며, 도 4의 (C)에 도시된 기포제거돌출벽(310.2)은 타입 2의 기포제거돌출벽(310.1)에서 굴절된 방향으로 연장된 구조물이 추가되어 있는 형상을 갖는 기포제거돌출벽(310.2)에 해당한다.

도 4의 (A)에 도시된 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 두께(a)는 3T 내지 5T, 너비(b)는 75 내지 125 밀리미터에 해당하나, 바람직하게는 두께(a)는 4T, 너비(b)는 100 밀리미터에 해당할 수 있으며, 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 높이(h)는 상기 탈기조(300)의 높이에 해당하는 8 미터에 해당하거나, 혹은 8 미터 미만에 해당할 수 있다.

도 4의 (B)에 도시된 타입 2의 기포제거돌출벽(310.1)의 두께(a')는 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 두께(a)와 동일하며, 굴절된 일측 변의 절반의 길이(b')는 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 너비(b)의 절반보다 길고, 굴절된 타측 변의 절반의 길이는 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 너비(b)의 절반에 해당할 수 있으며, 상기 타입 2의 기포제거돌출벽(310.1)의 높이(h)는 상기 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 높이(h)와 동일할 수 있다.

도 4의 (C)에 도시된 타입 3의 기포제거돌출벽(310.2)의 두께(a")는 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 두께(a)와 동일하며, 굴절된 일측 변의 절반의 길이(b")는 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 너비(b)의 절반보다 길고, 굴절된 방향으로 추가적으로 연장된 구조물의 길이(d)는 상기 굴절된 일측 변의 절반의 길이(b")보다 짧을 수 있으며, 상기 타입 3의 기포제거돌출벽(310.2)의 높이(h)는 상기 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 높이(h)와 동일할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 수중믹서(320)에 의해 흐름이 부여되는 유체(제2처리수)에 와류를 효과적으로 형성함과 동시에 탈기조(300)를 대형화하더라고 스컴의 발생을 더욱 효과적으로 억제하기 위하여 타입 1의 기포제거돌출벽(310) 외에도 타입 2 및 타입 3의 기포제거돌출벽(310)을 도출하였고, 하기의 [표 2]에서와 같이, 각 타입 별로 탈기에 따른 스컴의 상대적인 발생 정도를 실험을 통해 측정하였다.

[표 2]

위의 실험에서는 상기 탈기조(300)의 설치된 수중믹서(320)의 출력 및 가동 시간을 동일하게 유지하고, 타입 1의 기포제거돌출벽(310)의 두께(a)는 4T, 너비(b)는 100 밀리미터, 높이(h)는 8 미터로 하였고, 타입 2의 기포제거돌출벽(310.1)의 두께(a')는 4T, 굴절된 일측 변의 절반의 길이(b')는 54.5 밀리미터, 높이(h)는 8 미터로 하였고, 타입 3의 기포제거돌출벽(310.2)의 두께(a")는 4T, 굴절된 일측 변의 절반의 길이(b")는 54.5 밀리미터, 연장된 구조물의 길이(d)는 48 밀리미터, 높이(h)는 8 미터로 하였다.

상기 [표 2]에서는 상술한 사양을 갖는 타입 1의 기포제거돌출벽(310)을 구비하였을 때 탈기 과정에서 발생하는 스컴의 발생 정도를 기준으로, 상술한 사양을 갖는 타입 2의 기포제거돌출벽(310.1) 및 타입 3의 기포제거돌출벽(310.2) 각각을 구비하였을 때 탈기 과정에서 발생하는 스컴의 발생 정도를 표시하였다. 상기 [표 2]에 기재된 실험결과를 참조하면, 타입 2의 기포제거돌출벽(310.1) 및 타입 3의 기포제거돌출벽(310.2)을 구비하였을 때, 타입 1의 기포제거돌출벽(310)보다 탈기 과정에서 스컴이 덜 발생하였으나, 타입 2의 기포제거돌출벽(310.1) 및 타입 3의 기포제거돌출벽(310.2)을 비교하였을 때는 스컴의 발생 정도의 큰 차이는 나타나지 않았다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 탈기조(300)의 내부 공간의 측벽에 구비되는 복수의 기포제거돌출벽(310)은 타입 2 또는 타입 3의 형상을 가짐으로써 더욱 효과적으로 스컴의 발생을 억제할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3 이상의 형태의 기포제거돌출벽(310, 310.1 및 310.2)이 구비되어 있는 탈기조(300)의 평면도를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 탈기조(300)에는 도 4에서 상술한 3 가지 형태의 기포제거돌출벽(310, 310.1 및 310.2) 가운데 어느 하나의 기포제거돌출벽이 복수의 개수로 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 탈기조(300)에는 도 4에서 상술한 3 가지 형태의 기포제거돌출벽(310, 310.1 및 310.2) 가운데 2 이상의 형태의 기포제거돌출벽 복수 개가 구비될 수 있으나, 바람직하게는 도 5에 도시된 바와 같이, 도 5에 도시된 바와 같이, 상술한 3 가지 형태의 기포제거돌출벽(310, 310.1 및 310.2) 모두가 구비될 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 탈기조(300)에는 타입 1의 기포제거돌출벽(310)이 2 개, 타입 2의 기포제거돌출벽(310.1)이 1 개 및 타입 3의 기포제거돌출벽(310.2)이 1 개, 총 4 개의 기포제거돌출벽(310, 310.1 및 310.2)이 상기 탈기조(300)에 등간격으로 구비될 수 있으며, 이때, 상기 탈기조(300)에 구비되는 4 개의 기포제거돌출벽(310, 310.1 및 310.2)의 순서는 도 5에 한정되지 아니하고 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 타입 1의 기포제거돌출벽(310)은 이웃하지 않고, 서로 마주보는 위치에 구비될 수도 있다.

이와 같이, 도 5에 도시된 탈기조(300)의 구성을 통해 도 3에서 상술한 바와 같이, 타입 1의 기포제거돌출벽(310)으로만 구성된 탈기조(300)와 비교하여, 더욱 효과적으로 와류를 발생시킬 수 있고, 이에 따라 스컴의 발생을 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 질산화조(200)의 구성을 개략적으로 도시한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 질산화조(200)는, 상기 질산화조(200)의 높이 방향으로 연장된 복수의 산소공급노즐(240);을 포함하고, 상기 산소공급노즐(240)은, 상기 제1공기압축기(230) 및 상기 제1순환펌프(210) 각각으로부터 산소 및 상기 제1처리수를 공급받아 상기 질산화조(200)에 수용된 제1처리수의 수중에 분사할 수 있다.

구체적으로, 상기 질산화조(200)에서는 상기 무산소조(100)로부터 유입된 제1처리수에 포함되어 있는 암모니아가 호기성 미생물을 통해 질산화된다. 상기 질산화조(200)에서는 호기성 미생물에 의한 질산화 과정이 활발하게 이루어질 수 있도록 복수의 산소공급노즐(240)을 통해 질산화조(200)에 수용된 유체(제1처리수)에 산소가 포화될 수 있도록 한다.

더 구체적으로 상기 산소공급노즐(240)은 제1공기압축기(230)로부터 압축된 산소를 공급받고, 제1순환펌프(210)로부터 질산화조(200)에 수용된 제1처리수 또는 질산화조(200)에서 질산화 처리된 제1처리수를 공급받아, 압축된 산소 및 제1처리수를 함께 질산화조(200)에 수용된 제1처리수의 수중에 토출한다. 이를 통해 질산화조(200)에 수용된 제1처리수에 호기성 미생물이 질산화하는데 필요한 산소를 충분히 공급할 수 있고, 따라서 제1처리수에 포함된 암모니아를 질산화 과정이 효과적으로 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반류수 처리시스템(10000)에 포함되는 폐수 전처리시스템(2000)의 구성을 개략적으로 도시한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 반류수 처리시스템(10000)은, 폐수 전처리시스템(2000);을 더 포함하고, 상기 폐수 전처리시스템(2000)은, 교반기(2120)를 포함하여 폐수유입포트(2110)로부터 유입된 폐수를 교반하는 응집조(2100); 및 상기 응집조(2100)를 통과한 폐수에 대하여, 상측 및 하측 방향에서 순환수를 분사하여 상기 폐수의 수중에 부유하는 부유물을 상기 폐수의 표면 방향으로 상승시키고, 상기 상승된 부유물을 여과하는 부유슬러지제거장치(2200);를 포함하고, 상기 순환수는 상기 부유슬러지제거장치(2200)를 통해 폐수에 포함된 부유물이 여과된 제4처리수에 해당할 수 있다.

구체적으로, 상기 반류수 처리시스템(10000)은 공급받은 폐수에 슬러지를 제거하기 위한 폐수 전처리시스템(2000)을 추가적으로 포함한다. 상기 폐수 전처리시스템(2000)은, 폐수유입포트(2110)로부터 폐수가 내부 공간에 유입되고, 수직으로 설치된 교반기(2120)의 동작에 의해 폐수에 포함된 입자들을 응집시키는 응집조(2100)를 포함한다. 도 7에서는 도시하지 않았으나, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 응집조(2100)에는 상기 응집조(2100)에 수용된 폐수의 입자들이 용이하게 응집될 수 있도록 별도의 응집제가 공급될 수도 있다.

한편, 상기 응집조(2100)의 내부 공간에는 도 7에 도시된 바와 같이, 내부 공간의 바닥면의 소정의 위치에 제1격벽(2130)이 구비될 수 있으며, 상기 제1격벽(2130)은 응집조(2100)의 높이보다 낮은 높이를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1격벽(2130)은 교반기(2120)의 운동에 따라 응집된 플록(Floc)이 응집조(2100)와 연결되어 있는 부유슬러지제거장치(2200)로 유입되지 않도록 물리적으로 차단하는 역할을 수행할 수 있다.

즉, 상기 제1격벽(2130)에 의해 응집조(2100)에서 응집된 플록은 차단되고, 상기 제1격벽(2130)에 대하여 범람한 폐수가 상기 응집조(2100)의 하단에 구비된 포트를 통해서 상기 부유슬러지제거장치(2200)의 내부로 유입될 수 있다.

상기 부유슬러지제거장치(2200)는 상기 응집조(2100)를 통과한 폐수(응집된 플록이 제거된 폐수)에 대하여 해당 폐수에 부유하는 물질들을 여과하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 상기 부유슬러지제거장치(2200)는 유입된 폐수의 하측 및 상측에서 순환수를 분사하여, 폐수 내부의 부유물에 운동성을 부여하여 수중에 부유하거나, 바닥면에 가라앉아 있는 부유물들이 폐수의 수면으로 상승하도록 한다.

이를 위하여, 상기 폐수 전처리시스템(2000)은, 상기 부유슬러지제거장치(2200)로부터 상기 순환수를 공급받는 가압펌프(2250); 상기 부유슬러지제거장치(2200)에 포함되고, 상기 가압펌프(2250)로부터 일부의 순환수를 공급받고, 상기 공급된 순환수를 상기 응집조(2100)를 통과한 폐수의 수중에서 하측 방향으로 분사하는 순환수공급노즐(2210); 및 상기 가압펌프(2250) 및 제2공기압축기(2270) 각각으로부터 다른 일부의 순환수 및 산소를 공급받고, 산소가 포화된 순환수를 상기 응집조(2100)를 통과한 폐수의 수중에서 상측 방향으로 분사하는 가압탱크(2260);를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 가압펌프(2250)는 상기 부유슬러지제거장치(2200)를 통해 폐수가 여과된 순환수를 공급받고, 상기 순환수의 일부를 가압탱크(2260)에 공급하고, 나머지를 상기 순환수공급노즐(2210)에 공급한다.

한편, 상기 가압탱크(2260)는 제2공기압축기(2270)로부터 압축 산소를 제공받고, 상기 가압펌프(2250)로부터 공급받은 순환수 및 상기 제2공기압축기(2270)로부터 공급받은 압축 산소를 상기 부유슬러지제거장치(2200)의 바닥면에서 상측으로 분사한다. 이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 가압탱크(2260)로부터 공급되는 순환수 및 산소가 분사될 수 있도록 밸브 혹은 별도의 노즐이 상기 부유슬러지제거장치(2200)의 내부 공간의 바닥면에 구비될 수 있다.

반면에, 상기 순환수공급노즐(2210)은 상기 부유슬러지제거장치(2200)의 내부에 수직하게 설치되어 있고, 상기 가압펌프(2250)로부터 공급받은 순환수 및 외부로부터 유입되는 공기를 상기 부유슬러지제거장치(2200)의 하측 방향으로 분사한다. 도 7에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 별도의 공기압축기가 구비되어 있고, 상기 순환수공급노즐(2210)은 상기 별도의 공기압축기로부터 압축된 산소를 공급받을 수도 있다.

이와 같이, 상기 부유슬러지제거장치(2200)에서는 가압탱크(2260)로부터 바닥면에서 상측 방향으로 분사되는 순환수 및 순환수공급노즐(2210)로부터 하측방향으로 토출되는 순환수에 의해 유입된 폐수에 포함된 부유성이 있는 물질들이 수면으로 부유할 수 있도록 한다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 부유슬러지제거장치(2200)는 제2격벽(2220)이 구비되어 있고, 상기 제2격벽(2220)을 통해 상기 가압탱크(2260) 및 상기 순환수공급노즐(2210)에 의해 운동성이 부여된 부유물이 상기 폐수의 수면 방향으로 용이하게 상승할 수 있도록 한다.

이어서, 상기 부유슬러지제거장치(2200)의 구비된 부유슬러지이송부(2230)는 컨베이어벨트와 같이 이송벨트를 소정의 방향으로 회전시키고, 이에 따라 상승된 부유물은 상기 부유슬러지이송부(2230)의 이송벨트를 따라 상기 소정의 방향으로 이동되고, 결과적으로 상기 부유슬러지이송부(2230)의 일측에 구비된 슬러지여과부에 부유물이 수집될 수 있다. 구체적으로, 상기 부유슬러지이송부(2230)는 상기 부유슬러지제거장치(2200)의 상측에 배치되고, 상기 부유슬러지이송부(2230)의 이송벨트는 반시계 방향으로 회전함에 따라, 위로 떠오르고자 하는 성질을 갖는 부유물이 상기 슬러지여과부에 수집될 수 있도록 한다.

한편, 상기 슬러지여과부를 통해 수집된 부유물(슬러지)은 상기 슬러지배출포트(2280)로 배출되어 처리되고, 상기 부유슬러지제거장치(2200)에서 부유물이 제거된 폐수(제4처리수)의 일부는 상기 가압펌프(2250)로 공급되어, 상술한 바와 같이 순환수로써 상기 부유슬러지제거장치(2200)로 유입된 폐수의 부유물이 수면 방향으로 상승하도록 하는데 사용된다.

또한, 상기 부유슬러지제거장치(2200)에서 부유물이 제거된 폐수(제4처리수)의 나머지는 도 1에서 상술한 유기물공급포트(110)로 공급되며, 이는 무산소조(100)에서 반류수의 질소를 제거하기 위한 유기물에 해당할 수 있다. 이에 대해서는 도 8에서 상세하게 설명하도록 한다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 폐수 전처리시스템(2000)은 청수공급펌프(2290)를 더 포함하고, 상기 청수공급펌프(2290)는 외부의 물을 상기 가압펌프(2250)로 공급하여 부유물이 거의 없는 물을 가압탱크(2260) 및 순환수공급노즐(2210)을 통해 상기 부유슬러지제거장치(2200)로 유입된 폐수의 수중에 공급할 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반류수 처리시스템(10000)의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 유기물공급포트(110)는, 상기 부유슬러지제거장치(2200)와 연결되어 있고, 상기 무산소조(100)에는 상기 유기물공급포트(110)로부터 상기 부유슬러지제거장치(2200)를 통해 폐수에 포함된 부유물이 여과된 제4처리수가 상기 유기물로써 공급될 수 있다.

도 8에 도시된 도면은 본 발명의 반류수 처리시스템(10000)의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한다. 상술한 '발명의 배경이 되는 기술'항목에서 기재한 바와 같이, 반류수에 포함된 질소를 제거하기 위해서는 탄소를 포함하는 유기물이 필수적으로 요구되며, 종래의 방법에서는 질소를 제거하기 위하여, 메탄과 같은 별도의 유기물을 외부로부터 공급받아 질소를 제거하고 있다.

이와 같이, 종래의 기술에서는 유기물을 별도로 구입해야 하기 때문에 반류수를 비롯한 하수를 처리하는데 있어서 처리 비용이 상승하는 문제점이 존재한다. 따라서 본 발명에서는 처리 비용을 절감하기 위하여 유기물을 외부가 아닌 처리 시설에 유입되는 폐수를 유기물의 소스로 사용하고자 하는 것이며, 단순히 별도의 처리 없이 폐수를 유기물로 사용하는 경우에 폐수에 포함된 이물질에 의해 장비가 쉽게 고장나거나, 탈질이 효율적으로 이루어지지 않는 문제점이 존재하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 도 7에서 상술한 폐수 전처리시스템(2000)을 통해 유입된 폐수를 전처리하고, 전처리된 폐수(제4처리수)를 유기물로써 상기 무산소조(100)에 공급하여 메탄과 같은 별도의 유기물을 외부에서 조달하는 것이 아니라, 자체적으로 유기물을 공급함으로써 처리 비용을 절약할 수 있는 효과를 발휘할 수 있는 것이다.

또한, 무산소조(100)에서 반류수를 탈질하는데 있어서 다량의 유기물을 필요로 하므로, 반류수에 포함된 질소의 농도가 높은 경우에 상기 폐수 전처리시스템(2000)을 통해 공급되는 유기물(제4처리수) 만으로는 반류수의 탈질에 필요한 유기물의 양을 충족하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 침전조(400)에서 여과된 슬러지를 추가적인 유기물로써 사용하게 된다. 따라서, 침전조(400)에서 여과된 슬러지는 슬러지반송펌프(410)로 공급되고, 상기 슬러지반송펌프(410)는 공급받은 슬러지의 일부를 상기 무산소조(100)로 공급하여, 상기 무산소조(100)에서 반류수의 탈질에 필요한 유기물을 충분하게 공급할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 반류수 처리시스템(10000)의 침전조(400)에서 슬러지가 침전되고 남은 상등수는 반응조(600)로 유입될 수 있고, 반응조(600)에서 처리된 상등수는 공공에서 운영하는 일반적인 하수처리장으로 유입될 수도 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

반류수 처리시스템으로서,
반류수유입포트로부터 반류수가 유입되고, 유기물공급포트로부터 유기물이 공급되며, 무산소 상태에서 상기 반류수에 대한 탈질 반응이 진행되는 무산소조;
제1공기압축기로부터 산소를 공급받고, 상기 무산소조로부터 상기 무산소조에서 처리된 제1처리수가 유입되고, 유입된 상기 제1처리수를 제1순환펌프를 통해 순환시켜 상기 제1처리수를 질산화 처리하고, 상기 질산화 처리된 제1처리수의 일부를 제2순환펌프를 통해 상기 무산소조에 공급하는 질산화조;
상기 질산화조로부터 탈질 반응에 의해 반류수에 포함된 질소가 제거된 제2처리수가 유입되고, 내부의 바닥면에 배치된 수중믹서의 동작에 의해 상기 제2처리수의 기포를 제거하는 탈기조; 및
상기 탈기조로부터 상기 탈기조에서 처리된 제3처리수가 유입되고, 상기 유입된 제3처리수에 포함된 슬러지를 침전시키는 침전조;를 포함하고,
상기 탈기조는,
내부공간을 포함하는 원통의 형상을 갖고,
상기 탈기조에 의해 형성된 내부공간의 측벽에는,
상기 탈기조의 높이 방향으로 연장되는 복수의 기포제거돌출벽이 구비되어 있고,
상기 수중믹서는,
구동부; 및
상기 구동부에 의해 회전하여 유체에 흐름을 부여하는 임펠러부;를 포함하고,
상기 탈기조에 유입된 질산화 처리된 제1처리수는 상기 임펠러부의 회전에 의해 흐름이 부여되고, 상기 흐름이 부여된 제2처리수에는 상기 복수의 기포제거돌출벽과의 충돌에 의해 와류가 형성되는, 반류수 처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 침전조는,
상기 침전조에서 침전된 슬러지의 일부를 슬러지반송펌프를 통해 상기 무산소조에 공급하는, 반류수 처리시스템.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 질산화조는,
상기 질산화조의 높이 방향으로 연장된 복수의 산소공급노즐;을 포함하고,
상기 산소공급노즐은,
상기 제1공기압축기 및 상기 제1순환펌프 각각으로부터 산소 및 상기 제1처리수를 공급받아 상기 질산화조에 수용된 제1처리수의 수중에 분사하는, 반류수 처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 반류수 처리시스템은,
폐수 전처리시스템;을 더 포함하고,
상기 폐수 전처리시스템은,
교반기를 포함하여 폐수유입포트로부터 유입된 폐수를 교반하는 응집조; 및
상기 응집조를 통과한 폐수에 대하여, 상측 및 하측 방향에서 순환수를 분사하여 상기 폐수의 수중에 부유하는 부유물을 상기 폐수의 표면 방향으로 상승시키고, 상기 상승된 부유물을 여과하는 부유슬러지제거장치;를 포함하고,
상기 순환수는 상기 부유슬러지제거장치를 통해 폐수에 포함된 부유물이 여과된 제4처리수에 해당하는, 반류수 처리시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 유기물공급포트는,
상기 부유슬러지제거장치와 연결되어 있고,
상기 무산소조에는 상기 유기물공급포트로부터 상기 부유슬러지제거장치를 통해 폐수에 포함된 부유물이 여과된 제4처리수가 상기 유기물로써 공급되는, 반류수 처리시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 폐수 전처리시스템은,
상기 부유슬러지제거장치로부터 상기 순환수를 공급받는 가압펌프;
상기 부유슬러지제거장치에 포함되고, 상기 가압펌프로부터 일부의 순환수를 공급받고, 상기 공급된 순환수를 상기 응집조를 통과한 폐수의 수중에서 하측 방향으로 분사하는 순환수공급노즐; 및
상기 가압펌프 및 제2공기압축기 각각으로부터 다른 일부의 순환수 및 산소를 공급받고, 산소가 포화된 순환수를 상기 응집조를 통과한 폐수의 수중에서 상측 방향으로 분사하는 가압탱크;를 더 포함하는, 반류수 처리시스템.