KR102614473B1 - Mbr이 구비된 혼합형 하수처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디켄터 및 MBR을 혼합하여 하수를 처리하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혐기 및 호기공정이 이루어지는 반응조에서 하수를 처리한 후 상등수를 디켄터를 통하여 막분리조로 이송하고 막분리조에서 미생물을 통한 생물학적 처리 및 멤브레인필터를 통해 정화하여 외부로 배출하므로 매우 우수한 수질로 하수를 처리할 수 있으며 멤브레인필터의 수명을 증대할 수 있는 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 MBR을 통해 하수를 처리하는 혼합형 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혐기 및 호기공정이 이루어지는 반응조에서 하수를 처리한 후 상등수를 디켄터를 통하여 막분리조로 이송하고 막분리조에서 미생물을 통한 생물학적 처리 및 멤브레인필터를 통해 정화하여 외부로 배출하므로 매우 우수한 수질로 하수를 처리할 수 있으며 멤브레인필터의 수명을 증대할 수 있는 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에 관한 것이다.
단일의 반응조를 사용하여 유기물과 질소(N) 및 인(P)을 포함하는 하수, 오수, 축산폐수, 분뇨 등을 고도처리하는 회분식 처리시스템{SBR; Sequencing Batch Reactor}이 제안되어 있다. 이와 같은 회분식 처리시스템은 다른 생물학적 오폐수 처리시스템에 비해 설치면적이 작고, 공정이 단순하며, 시설비 및 운전비가 저렴하다는 등의 이유로 다양한 형태로 오폐수처리분야에 적용되고 있다. 예컨대, 등록특허공보 등록번호 제10-0378228호 "하폐수 처리장치"는 단일의 반응조에 바실러스속 세균을 배양해서 하폐수를 처리하는 기술을 제안하고 있다.
또한, 공개특허공보 공개번호 제10-2004-0006926호 내부순환형 연속회분식 반응장치를 이용한 하수처리방법"은 다목적조와 주반응조가 별도로 구비되고, 양 조 내의 물질교환을 위하여 자동이송장치, 내부액순환장치, 슬러지반송라인이 구비된 연속회분식 반응장치를 이용하는 하수처리방법에 있어서, 운전상황에 따라 내부액순환장치를 가동시켜 단계적으로 다목적조 내의 반응액을 주반응조로 이송시켜 탈질·탈인에 필요한 탄소원을 제공하고, 주반응조는 연속회분식 반응공정으로 운전되며, 다목적조는 주반응조의 운전공정 중 반응기에는 혐기조 또는 무산소조로 운전되고, 그 외의 시간에는 유량조절조로 운전되는 기술을 제안하고 있다.
한편 이와 같은 회분식 처리시스템에서 반응조에 수용된 물에서 상등수만을 배출하도록 하는 디켄터가 제안되어 사용되고 있다. 등록특허공보 등록번호 제10-0535379호에 의하면 수중 펌프가 구비된 하우징 유니트를 반응조 내에 위치시키고, 지면에 설치되어 하우징 유니트와 와이어로 접속되어 하우징 유니트를 상하로 이송시키는 위치 조절 유니트가 제안되었다. 그러나 이러한 와이어를 통한 하우징 유니트의 상하 이동은 반응조 내 수위 변화를 실시간으로 추종하지 못할 우려가 있었고, 또한, 크레인 형상의 위치 조절 유니트를 지상에 설치하는 것은 모든 구조물이 지중으로 매설되는 최근의 수처리 시설의 추세에 맞지 않는 문제가 있었다.
회분식을 이용한 수처리 방법에는 반응조 내에 미생물을 배양하여 들어온 원수를 정화하는 것이나, 디켄터를 통하여 상등수를 이송할 때에 미생물도 또한 반응조에서 유출되는 문제가 발생한다. 해당되는 반응조에서 다음의 원수가 유입되어 회분식으로 처리하고자 할 때에 미생물을 재차 배양하여 적정 농도가 될 때까지 기다려야 하며 수처리 시간이 지연되는 문제가 있었다.
더불어, 회분식으로 원수를 처리하여도 최종적으로 완벽히 정화처리되었다고 보기 어려우며, 생활용수 및 상수로 사용하기 위해서는 후속되는 공정을 거쳐 추가적인 정화처리가 필요하다. 추가적인 정화설비 설치로 인한 부피 및 비용증가가 불가피하며, 거치는 공정 수가 늘어남에 따라 최종 수처리에 소요되는 시간도 늘어난다.
따라서 회분식 공정을 이용하면서 수처리 시간에 소요되는 시간을 줄이고 높은 수질로 정화된 물을 획득할 수 있는 하수처리 시스템이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 유입되는 하수를 회분식으로 처리하는 반응조에서 혐기성공정 및 호기성공정이 이루어지며, 디켄터를 통해 상등수가 반응조에서 막분리조로 이송된 후 막분리조에서 미생물을 통한 생물학적 반응 및 멤브레인필터를 통하여 완벽하게 높은 수질로 정화처리하고 고액분리할 수 있는 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반응조 내에 구비되어 상등수를 이송하는 디켄터의 상부에 부력체가 구비되어 반응조의 수위를 따라 실시간으로 높이가 가변되므로 스컴의 발생량에 관계없이 스컴이 디켄터 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있는 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템을제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 디켄터가 반응조 내의 수위 변화를 따라 실시간으로 승강하되 상부 승강홀 및 하부승강홀이 가이드바에 끼워지고 상기 상부승강홀과 하부승강홀 사이에 형성된 균형홀이 가이드바에 지지되므로 물의 유입이나 폭기과정에도 디켄터가 흔들리지 않고 균형을 유지하여 안정적으로 승강할 수 있는 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 막분리조 내에서 미생물이 유출되는 것을 방지할 수 있으며 미생물을 고농도로 유지할 수 있는 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 막분리조에서 멤브레인필터를 통해 정화처리하므로 생물학적 상태와 관계없이 물의 수질이 일정한 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 멤브레인필터를 통해 세균이나 바이러스를 제거하여 별도의 소독공정을 최소화할 수 있으며, 소독 공정의 방해 요인으로 작용하는 입자가 포함되어 있지 않아 소독에 의한 세균 및 바이러스 제거 효과가 큰 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 유입되는 원수를 내부에 구비된 스크린(11)을 통해 협잡물을 걸러내는 스크린조(10); 상기 스크린조(10)에서 유입받는 물을 정화처리하는 반응조(30); 분리막을 통해 물을 고액분리하는 멤브레인필터(41)가 구비되어 상기 반응조(30)에서 유입받는 물을 MBR을 통해 정화처리하는 막분리조(40); 및 상기 반응조(30)에 설치된 수직방향의 가이드바(180)를 따라 승강하며, 상부에 반응조(30)의 수위를 따라 부유하는 부력체(110)가 구비되고, 상기 부력체(110)보다 낮은 위치에 있는 상등수를 내부로 유입하여 외부로 이송시키는 디켄터(100);를 포함하며, 상기 디켄터(100)는 상기 부력체(110)의 하부에 구비되며, 하부면이 개방된 상부하우징(120); 상기 상부하우징(120)의 내부에 삽입되며, 상기 상부하우징(120)보다 작은 크기로 형성되고, 상단이 상기 상부하우징(120)의 하단보다 높게 배치되며, 측벽이 상기 상부하우징(120)의 하단보다 하방으로 돌출되고, 상부면이 개방된 하부하우징(130); 상기 상부하우징(120)과 하부하우징(130)을 연결하는 결합브래킷(140); 및 상기 상부하우징(120)의 측면과 하부하우징(130)의 측면 사이의 이격된 틈으로 형성되며, 상부하우징(120)의 하단보다 낮은 위치의 반응조(30) 물이 하부하우징(130)의 상단을 월류하여 내부로 유입되는 유입구(150);를 더 포함하며, 하우하우징(130)의 상부면은 항상 개방된 상태를 유지하며; 상기 하부하우징(130)에는 수평방향으로 배치되는 판으로, 상기 상부하우징(120)보다 외부로 돌출되며, 상기 유입구(150)의 하부에 배치되고, 물과의 접촉면적을 확장하는 균형판(160);을 포함하며, 상기 스크린조(10)에는 상기 스크린(11)을 통해 걸러진 물을 상기 반응조(30)로 공급하며, 상기 반응조(30)의 수위를 따라 승강하는 볼탑게이트(34)에 의해 개폐되는 제1분배구(12); 및 상기 제1분배구(12)보다 더 높게 형성되며, 상기 스크린(11)을 통해 걸러진 물을 일시 저장하는 유량조정조(20)로 공급하는 제2분배구(13);를 포함한다.
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또한 본 발명의 상기 디켄터(100)는 컴프레셔로부터 공기를 공급받는 에어호스(121)를 더 포함하며; 상기 반응조(30)가 폭기과정 또는 침전과정시 상기 에어호스(121)를 통하여 디켄터(100) 내부로 공기를 공급시켜 디켄터(100) 내부를 에어층으로 형성하고 반응조(30)의 물이 디켄터(100) 내부로 유입되지 않도록 하며; 침전과정이 마무리된 후에 상기 에어호스(121)를 통하여 디켄터(100) 내부의 공기를 외부로 배출시켜 반응조(30)의 내부로 상등수가 유입되도록 한다.
또한 본 발명의 상기 디켄터(100)는 상기 부력체(110)에 배치되며, 반응조(30) 내에 수직으로 설치되어 디켄터(100)의 승강이동을 안내하는 가이드바(180)에 끼워지는 상부승강홀(112); 상기 하부하우징(130)에 배치되며, 상기 가이드바(180)에 끼워지는 하부승강홀(136); 및 상기 상부승강홀(112)과 하부승강홀(136)의 사이의 상기 균형판(160)에 형성되며, 상기 가이드바(180)에 지지되는 균형홀(161);을 더 포함한다.
또한 본 발명의 상기 결합브래킷(140)은 하부하우징(130)으로 갈수록 내측방향으로 경사지게 형성된다.
또한 본 발명의 상기 막분리조(40) 내의 물이 멤브레인필터(41)의 분리막을 통과하도록 이송력을 부가하는 필터펌프(42);를 더 포함한다.
본 발명에 따른 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템은 유입되는 하수를 회분식으로 처리하는 반응조에서 혐기성공정 및 호기성공정이 이루어지며, 디켄터를 통해 상등수가 반응조에서 막분리조로 이송된 후 막분리조에서 미생물을 통한 생물학적 반응 및 멤브레인필터를 통하여 완벽하게 높은 수질로 정화처리하고 고액분리할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 반응조 내에 구비되어 상등수를 이송하는 디켄터의 상부에 부력체가 구비되어 반응조의 수위를 따라 실시간으로 높이가 가변되므로 스컴의 발생량에 관계없이 스컴이 디켄터 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 디켄터가 반응조 내의 수위 변화를 따라 실시간으로 승강하되 상부 승강홀 및 하부승강홀이 가이드바에 끼워지고 상기 상부승강홀과 하부승강홀 사이에 형성된 균형홀이 가이드바에 지지되므로 물의 유입이나 폭기과정에도 디켄터가 흔들리지 않고 균형을 유지하여 안정적으로 승강할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 막분리조 내에서 미생물이 유출되는 것을 방지할 수 있으며 미생물을 고농도로 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 막분리조에서 멤브레인필터를 통해 정화처리하므로 생물학적 상태와 관계없이 물의 수질이 일정한 효과가 있다.
또한 본 발명은 멤브레인필터를 통해 세균이나 바이러스를 제거하여 별도의 소독공정을 최소화할 수 있으며, 소독 공정의 방해 요인으로 작용하는 입자가 포함되어 있지 않아 소독에 의한 세균 및 바이러스 제거 효과가 큰 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템의 흐름도.
도 2는 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 스크린조에서의 흐름을 간략히 표현한 것으로, (a)는 물이 제1분배구를 거쳐 제1반응조로 유입되는 상태도, (b)는 제1분배구가 볼탑게이트에 의해 폐쇄되어 물이 유량조정조로 유입되는 상태도.
도 3은 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 반응조가 침전공정을 완료한 후 디켄터가 상등수를 유입하는 상태를 간략히 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 디켄터를 나타낸 상면사시도.
도 5는 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 디켄터를 나타낸 저면사시도.
도 6은 도 4의 분리사시도.
도 7은 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 디켄터를 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 일실시예의 반응조와 막분리조의 형상을 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 다른 실시예의 반응조와 막분리조의 형상을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 스크린조에서의 흐름을 간략히 표현한 것으로, (a)는 물이 제1분배구를 거쳐 제1반응조로 유입되는 상태도, (b)는 제1분배구가 볼탑게이트에 의해 폐쇄되어 물이 유량조정조로 유입되는 상태도.
도 3은 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 반응조가 침전공정을 완료한 후 디켄터가 상등수를 유입하는 상태를 간략히 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 디켄터를 나타낸 상면사시도.
도 5는 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 디켄터를 나타낸 저면사시도.
도 6은 도 4의 분리사시도.
도 7은 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 디켄터를 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 일실시예의 반응조와 막분리조의 형상을 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템에서 다른 실시예의 반응조와 막분리조의 형상을 나타낸 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템은 회분식과 분리막을 이용하여 유입된 하수, 오수, 축산폐수, 분뇨 등을 정화처리하는 시스템에 관한 것으로,
상기 스크린조(10)에서 유입받는 물을 SBR을 통해 정화처리하는 반응조(30);
분리막을 통해 물을 고액분리하는 멤브레인필터(41)가 구비되어 상기 반응조(30)에서 유입받는 물을 MBR을 통해 정화처리하는 막분리조(40); 및
상기 반응조(30)에 설치된 수직방향의 가이드바(180)를 따라 승강하며, 상부에 반응조(30)의 수위를 따라 부유하는 부력체(110)가 구비되고, 상기 부력체(110)보다 낮은 위치에 있는 상등수를 내부로 유입하여 외부로 이송시키는 디켄터(100);를 포함하며,
상기 디켄터(100)는
상기 부력체(110)의 하부에 구비되며, 하부면이 개방된 상부하우징(120);
상기 상부하우징(120)의 내부에 삽입되며, 상기 상부하우징(120)보다 작은 크기로 형성되고, 상단이 상기 상부하우징(120)의 하단보다 높게 배치되며, 측벽이 상기 상부하우징(120)의 하단보다 하방으로 돌출되고, 상부면이 개방된 하부하우징(130);
상기 상부하우징(120)과 하부하우징(130)을 연결하는 결합브래킷(140); 및
상기 상부하우징(120)의 측면과 하부하우징(130)의 측면 사이의 이격된 틈으로 형성되며, 상부하우징(120)의 하단보다 낮은 위치의 반응조(30) 물이 하부하우징(130)의 상단을 월류하여 내부로 유입되는 유입구(150);를 더 포함하며,
하우하우징(130)의 상부면은 항상 개방된 상태를 유지하며;
상기 하부하우징(130)에는 수평방향으로 배치되는 판으로, 상기 상부하우징(120)보다 외부로 돌출되며, 상기 유입구(150)의 하부에 배치되고, 물과의 접촉면적을 확장하는 균형판(160);을 포함한다.
하수를 처리하기 위해 이용되는 회분식 반응조는 원수를 연속적으로 유입받지 않고 1회 처리량만큼의 원수량을 받아서 일정시간동안 배출없이 계류시켜 처리한 후 배출하는 방법이다. 반응조(30)는 원수의 유출입이 없는 정지상태에서 미생물을 이용하여 수처리하는 시설이다. 반응조(30)에 1회 처리분량의 원수를 넣고 처리한 후 다음 공정으로 유출시킨다. 하나의 공정이 끝나고 순차적으로 다음 공정으로 진행된다.
반응조(30) 내에서 산소가 풍부한 환경에서 하수를 처리하는 호기성공정 및 산소가 없는 환경에서 유기물질을 분해하는 혐기성공정을 수행함으로써 하수를 정화한다.
반응조(30)에서 호기성공정과 혐기성공정을 한 후에 디켄터(100)를 통해 막분리조(40)로 물을 이송하되, 상기 디켄터(100)에는 물속에서 상승하는 부력체(110)가 상부에 배치되어 있어 반응조(30)의 수위를 실시간으로 추종하며, 디켄터(100) 내부로 물이 유입되는 유입구(150)가 상기 부력체(110)의 하부에 형성됨으로써 반응조(30) 내부에서 도 3과 같이 층별로 형성되는 스컴, 상등수, 처리수 및 슬러지 중에서 유입구(150)가 상등수 층에 위치하게 되어 상등수만을 외부로 이송시킬 수 있다.
특히 스컴은 상등수보다 위에 위치하며 유입되는 원수의 종류에 따라 높게 일어날 수도 있으나, 본 발명은 제일 상부에 위치하는 부력체(110)의 부력에 의하여 스컴의 영향이 매우 적으므로 디켄터(100) 내부로 스컴이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 부력체(110)의 외형을 상부하우징(120)이나 하부하우징(130)보다 크게 하여, 스컴을 디켄터(100)에서 밀어내어 상부하우징(120)의 하단을 지나 하부하우징(130)의 상단을 월류하여 디켄터(100)로 유입되는 물이 상등수만이 되도록 하여 막분리조(40)로 상등수를 이송한다.
디켄터(100)를 통해 반응조(30) 내의 상등수가 막분리조(40)로 이송되고, 막분리조(40)에서 생물반응을 통해 정화처리되고 세균 및 바이러스 등과 같은 오염물질이 멤브레인필터(41)를 통과하면서 걸러져 고액분리된다.
막분리조(40)에서 정화 대상이 되는 물을 고도로 정화 가능한 멤브레인필터(41)로 정화함으로써 상수 및 생활용수로 사용하기에 적절한 상태로 물을 배출하므로 추가적인 처리공정이 거의 필요하지 않으며 신속하게 물을 공급할 수 있다.
본 발명에서 SBR 및 MBR 공정을 접목하여 하수를 처리한다. SBR(Sequential Batch Reactor)은 일련의 배치(batch) 방식으로 하수를 처리하는 하수처리 공정이다. SBR은 일정한 주기로 하수 처리 단계를 실행하며, 이러한 단계는 순차적으로 배치 방식으로 진행된다. 각 배치 단계는 하수의 유입, 혼합, 산소 공급, 혐기성 및 혼합, 침전, 이산화탄소 퇴출 등의 단계로 구성되며, 이러한 단계를 통해 유기물 분해, 질소 및 인 제거, 물질 침전 등의 하수 처리가 이루어진다.
더불어 MBR(Membrane Bio-Reactor)은 하수처리 공정에서 막을 사용하여 생물 반응기와 여과 과정을 결합한 공정이다. MBR은 생물 반응기에서 생물학적 처리를 수행하면서 동시에 막을 통해 고형물과 미생물을 분리한다. 분리막은 미세한 구멍이나 섬유로 이루어져 있어서 물을 통과시키면서 미생물과 고형물은 분리막에 남게 된다.
본 발명은 스크린조(10)로 유입되는 하수를 '원수'로 칭하나, 스크린조(10) 이후 단계에서의 하수는 처리 정도에 따라 원수에 가깝거나 방류수에 가깝게 될 수 있기에, 이를 세세하게 구별하지 않고 스크린조(10) 이후 단계에서의 하수를 '물'로 칭한다.
그리고 본 발명에서 스크린조(10)의 물이 반응조(30)로 유동하여 혐기처리와 호기처리되어 정화되며, 디켄터(100)를 통해 반응조(30)에서 막분리조(40)로 이송된다. 막분리조(40)에서 멤브레인필터(41)를 통해 정밀여과된 후 최종적으로 공급될 수 있으며, 또는 막분리조(40) 이후에 슬러지저류조, 살균처리조, 방류수조, 여과수조 등을 더 구비하여 수처리할 수 있다. 막분리조(40) 이후의 단계는 통상의 기술자에 의해 추가적으로 더 차용될 수 있으며 이러한 단계는 공지된 것이므로 설명을 생략한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템은 하수를 SBR(Sequencing Batch Reactor) 공법과 MBR(Membrane Bio-Reactor) 공법을 이용하여 하수를 처리하는 시스템으로서, 처리대상의 원수가 유입되는 스크린조(10)와, 상기 스크린조(10)에서 물을 유입받는 유량조정조(20) 및 반응조(30)와, 상기 반응조(30)에서 물을 유입받는 막분리조(40) 및 상기 반응조(30) 내부의 물을 외부로 이송하는 디켄터(100)를 포함한다.
하수가 본 발명의 시스템으로 유입되면 먼저 스크린조(10)로 유입되는데, 상기 스크린조(10)에는 협잡물 및 토사물을 필터링하는 스크린(11)이 구비된다. 원수(하수)에 포함된 협잡물 및 토사물이 상기 스크린(11)에 걸려져 후속공정에 구비된 기계장치의 마모 및 폐쇄로 인한 처리기능 저하 등을 예방한다.
상기 스크린(11)에 필터링된 원수는 유량조정조(20) 또는 반응조(30)로 공급된다. 상기 스크린조(10)에는 원수가 반응조(30)로 공급되는 제1분배구(12)와 유량조정조(20)로 공급되는 제2분배구(13)가 스크린(11)의 후단에 형성된다. 여기서 후단이란 하수처리 흐름에서 뒤이어 이어지는 방향을 의미한다.
도 2를 참고하여, 상기 제2분배구(13)는 상기 제1분배구(12)의 높이보다 더 위로 높이 돌출되게 형성된다. 따라서 스크린조(10)로 유입되는 원수는 제2분배구(13)보다 제1분배구(12)로 먼저 빠져나가 반응조(30)로 공급되며, 원수가 상기 제1분배구(12)의 배출용량보다 초과하는 유량으로 스크린조(10)로 유입되면 스크린조(10)의 수위가 점차 높아진다. 스크린조(10)의 수위가 설정된 높이보다 높게 형성되면 도 2(b)와 같이 스크린조(10)의 물이 제2분배구(13)를 통하여 유량조정조(20)로 공급된다. 즉, 상기 제2분배구(13)는 오버플로우로 기능하게 되는 것이다.
물이 제1분배구(12)를 통해 반응조(30)의 처리용량보다 더 많이 공급되면 반응조(30)의 수위가 점차 상승한다. 상기 반응조(30)에는 수위를 따라 승강하는 볼탑게이트(34)가 구비되어, 반응조(30)의 수위가 설정된 한계치에 이르면도 2(b)와 같이 상기 볼탑게이트(34)가 작동하여 제1분배구(12)의 하단을 폐쇄한다.
정리하면, 원수가 스크린조(10)로 유입되면 도 2(a)와 같이 스크린(11)에 의해 협잡물 및 토사물이 필터링된 후 제1분배구(12)를 통해 반응조(30)로 공급되되, 상기 제1분배구(12)의 처리용량보다 많은 양이 공급되거나 또는 반응조(30)의 수위가 상승하여 볼탑게이트(34)에 의해 제1분배구(12)가 폐쇄된 경우, 도 2(b)와 같이 스크린조(10)의 수위가 상승하여 제2분배구(13)로 오버플로우되어 유량조정조(20)로 공급된다. 상기 유량조정조(20)로 공급된 물은 유량조정조(20)에 설치된 유량조정펌프(21)를 통하여 재차 반응조(30)로 공급된다. 이때 유량조정펌프(21)의 가동은 반응조(30)의 수위를 고려하여야 하며 반응조(30)의 동작 및 수위에 여유가 있을 시에 유량조정조(20)의 물이 반응조(30)로 공급된다. 원수가 안정적으로 반응조(30)로 유입될 때에는 상기 유량조정펌프(21)가 항시 가동될 필요가 없어 전력소비를 저감할 수 있으며, 유입되는 원수의 유량이 급격히 변화할 때에 스크린조(10)의 원수가 유량조정조(20)로 유입되므로 유량조정펌프(21)의 가동을 최소화할 수 있다.
따라서 제1분배구(12)를 반응조(30)의 수위에 대응하여 볼탑게이트(34)가 폐쇄하며, 제2분배구(13)가 제1분배구(12)보다 높게 형성되어 오버플로우 기능을 하고, 제1분배구(12) 및 반응조(30)의 처리용량을 넘어선 물이 제2분배구(13)를 통해 유량조정조(20)로 공급되게 하여, 스크린조(10)로 유입되는 원수유량의 시간적 변동을 흡수하고 균등하게 함으로써, 유입유량의 변동이 큰 소규모 마을 하수처리시설에도 적용하여 하수를 안정적으로 처리할 수 있고 후속 공정의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1를 참고하여 제1분배구(12)를 통해 반응조(30)로 유입된 물은 혐기성공정을 통해 정화처리된다. 상기 반응조(30)는 혐기적 환경으로 물 내의 유기물과 질소를 제거한다. 반응조(30) 내에 설치된 교반기(32)가 동작하여 혐기공정 동안 산소의 공급없이 반응조(30) 내부가 교반되며, 탈질박테리아에 의해 질산성 질소가 최종적으로 질소가스로 방출되어 제거된다.
또한 반응조(30)는 혐기공정 뿐만 아니라 블로워(33)를 통해 반응조(30)를 폭기시키며 산소가 공급되어 호기공정을 수행한다. 호기공정은 블로워(33)를 통해 반응조(30) 내에 호기적 환경을 조성하여 물을 정화처리하는 공정이다. 호기공정을 통하여 유기물과 인을 제거한다. 반응조(30) 내에 혐기공정과 호기공정이 수행되어 물의 처리효율을 높이되, 혐기공정과 호기공정의 수행시간, 조건 등은 물의 처리효율을 고려하여 설정될 수 있다.
먼저 스크린조(10)에서 물이 반응조(30)로 공급되면 반응조(30)에서 교반기(32)가 동작하여 혐기공정을 수행하고, 혐기공정이 완료된 이후에 블로워(33)가 동작하여 반응조(30) 내부를 폭기시켜 미생물과 유기물의 혼합효과를 높인다. 반응조(30) 내의 미생물은 유기물을 산화, 분해하고 질소와 인(P)이 제거된다.
반응조(30)에서 혐기공정과 호기공정이 이루어지고 폭기과정이 마무리되면 교반기(32) 및 블로워(33)의 동작이 중지되며, 침전과정을 수행한다. 침전과정은 물 속의 슬러지를 중력 침강시키는 과정이다.
침전과정이 완료되면 반응조(30) 내의 물은 도 3과 같이 최상층부터 최하층까지 스컴, 상등수, 처리수, 슬러지로 층층히 구분되는데, 이때 스컴은 거품과 같이 수면에 부유하는 불순물을 의미하며, 상등수는 정화처리수준이 높은 물을 의미하고, 처리수는 상등수에 비해 정화처리가 불완전한 물을 의미하며, 슬러지는 중력 침강된 이물질을 의미한다.
여기서 상등수만 추출하여 다음 저류조인 막분리조(40)로 이송시키기 위해 디켄터(100)가 도 3과 같이 반응조(30) 내에 구비되고, 디켄터(100)를 통하여 반응조(30)의 상등수를 막분리조(40)로 이송한다.
상기 반응조(30)에서 침전과정을 통해 가라앉은 슬러지는 반응조(30)에 설치된 슬러지펌프(31)에 의하여 슬러지저류조로 유입된다.
그리고, 반응조(30)의 상등수를 디켄터(100)를 통해 막분리조(40)로 이송할 시에 그 이송시간을 길게 한다. 그 이유는 상기 반응조(30)가 침전과정이 이루어져 물의 수질별로 층층히 나누어진 안정적인 상태이므로, 침전된 고형물이 부유되어 상등수를 오염시키는 것을 방지하기 위함이다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 디켄터(100)는 반응조(30) 내에 구비된다. 상기 반응조(30)의 디켄터(100)는 막분리조(40)로 물을 이송하는 기능을 수행한다. 이때, 디켄터(100)는 반응조(30)의 상등수만 추출하여 이송한다.
디켄터(100)는 반응조(30)의 수위를 따라 상하 이동하도록 구비되며, 스컴의 아래층에 형성된 상등수를 내부로 유입받는다.
상기 디켄터(100)는 반응조(30)의 수위를 따라 부유하기 위해 상부에 부력체(110)가 구비된다. 상기 부력체(110)는 공기, 가스, 부유물 등 물보다 비중이 더 낮은 물질로 형성되거나 또는 내장될 수 있다. 상기 부력체(110)의 부피는 반응조(30) 내의 물의 밀도, 염도 등의 조건에 따라서 다양하게 형성될 수 있다. 상기 부력체(110)는 모든 면이 밀폐된 면으로 이루어지며 물이 내부로 유입되지 않는다.
부력체(110)가 반응조(30)의 수면에 부유하므로, 상기 부력체(110)의 하부에 형성되는 유입구(150)로 스컴이 디켄터(100) 내부로 유입되지 않으며 스컴의 아래층에 위치한 상등수가 디켄터(100) 내부로 유입된다. 즉, 부력체(110)는 상부가 스컴의 위치에 해당하고, 하부가 스컴보다 밑에 위치하며, 상기 유입구(150)는 스컴의 아래층에 형성되는 상등수에 위치한다. 부력체(110)는 측면으로 상부하우징(120)과 하부하우징(130)보다 커서 스컴이 유입구(150)에서 멀어지도록 한다.
상기 부력체(110)의 하부에는 상부하우징(120)과 하부하우징(130)이 구비된다. 상기 상부하우징(120)은 내부가 중공이고 하부면이 개방되며, 하부하우징(130)은 상부면이 개방된다.
상기 하부하우징(130)은 내부가 중공이며 그 크기는 상부하우징(120)의 크기보다 작아, 하부하우징(130)이 상부하우징(120)의 개방된 하부면으로 속으로 삽입된다. 상기 하부하우징(130)의 상단이 상부하우징(120)의 하단보다 높게 배치되도록 한다.
하부하우징(130)의 일부 또는 전부가 상부하우징(120)의 내부에 수용되고 상기 하부하우징(130)의 측면이 상부하우징(120)의 측면과 이격된 틈이 형성된다. 상부하우징(120)의 측면과 하부하우징(130)의 측면이 이격된 틈으로 반응조(30)의 상등수가 내부로 유입되는데 이 틈을 유입구(150)로 지칭한다.
상기 상부하우징(120)과 하부하우징(130)은 결합브래킷(140)을 통하여 상호 결합된다. 상기 결합브래킷(140)은 상부하우징(120)의 하단과 하부하우징(130)의 측면을 연결하되 상기 유입구(150)를 완전히 밀폐하지 않는다. 본 발명의 일실시예에 의한 결합브래킷(140)은 상기 상부하우징(120) 및 하부하우징(130)의 네 모서리에 위치하나 상기 유입구(150)를 다 막지 않고 유입구(150)의 개방률을 적당하게 확보할 수 있으면 다양하게 위치할 수 있다.
상부하우징(120)이 하부하우징(130)보다 더 큰 크기로 형성되므로 상기 결합브래킷(140)이 하부하우징(130)으로 갈수록 경사지게 형성된다. 즉, 결합브래킷(140)은 상부하우징(120)에서 아래로 갈수록 내측방향으로 경사진다.
반응조(30)의 상등수가 상부하우징(120)의 하단과 같거나 낮은 위치에서 상기 유입구(150)를 통해 디켄터(100) 내부로 유입되면 상부하우징(120)의 내측면 및 하부하우징(130)의 외측면을 따라 상등수가 상승하며, 하부하우징(130)의 상단(절곡벽(137))을 월류하여 상기 하부하우징(130)의 내부로 유입된다. 이때, 상기 하부하우징(130) 측면의 상단은 내측을 향해 절곡된 절곡벽(137)으로 형성된다. 유입구(150)를 통해 디켄터(100) 내부로 유입되는 물이 상기 절곡벽(137)의 굴곡을 따라 하부하우징(130)의 내측으로 쉽게 넘어갈 수 있다.
상기 하부하우징(130)의 내부에는 물을 흡입하여 외부로 토출하는 이송펌프(170)가 구비되고 상기 이송펌프(170)의 토출구쪽에는 펌프관(131)이 구비된다. 상기 펌프관(131)은 길이가 신축되는 자바라 형상으로 이루어질 수 있으며 반응조(30)의 수위를 따라 승강하는 디켄터(100)에 대응하여 유연하게 펌프관(131)의 길이가 조절될 수 있다. 상기 펌프관(131)에는 펌프밸브(132)가 구비되어 펌프관(131)을 개폐할 수 있다. 상기 펌프관(131)의 개방은 이송펌프(170)의 동작시에 이루어진다.
상기 펌프관(131)은 하부하우징(130)의 외부로 연장되어 물이 외부로 이송된다. 상기 유입구(150)로 물이 들어오고 절곡벽(137)을 넘어서 하부하우징(130) 내부로 유입된 물이 상기 이송펌프(170)와 배출관(133)을 통해 다음 단계의 처리를 위해 외부로 이송되는 것이다. 이때, 이송펌프(170)는 반응조(30)의 물을 막분리조(40)로 물을 이송한다. 이송펌프(170)의 흡입력은 반응조(30) 내부의 안정된 침전상태를 저해하지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 이송펌프(170)를 가동하기 위해 전력을 공급하는 전원케이블(134)이 외부에서 연장되어 이송펌프(170)로 접속된다. 상기 전원케이블(134)의 길이는 디켄터(100)가 승강하는 범위를 고려하여 팽팽하지 않고 여유분을 두는 것이 좋다.
상기 디켄터(100)는 반응조(30)의 수위를 따라 실시간으로 승강하되, 상기 부력체(110)는 수면을 부유하며 유입구(150)는 수면 아래에 침강된다. 더욱 엄밀하게는 상기 유입구(150)가 스컴의 아래층에 형성된 상등수 층에 침강된다.
상기 디켄터(100)의 승강이동을 안내하는 가이드바(180)가 반응조(30) 내에 설치되고, 상기 가이드바(180)에 끼워지는 승강홀이 디켄터(100)에 구비된다. 승강홀은 그 위치에 따라 상부승강홀(112)과 하부승강홀(136)로 나누어진다.
상기 상부승강홀(112)은 상부결합대(111)에 형성되며, 상기 상부결합대(111)는 부력체(110)의 외표면에 결합된다. 상기 상부결합대(111)의 상단에는 인양공(113)이 형성되며 하부에 상부승강홀(112)이 형성된다. 상기 인양공(113)에 기중기를 체결하여 디켄터(100)를 인양할 수 있도록 하며, 상기 상부승강홀(112)은 가이드바(180)에 끼워져서 디켄터(100)가 좌우 요동치는 것을 방지하고 안정적으로 승강동작이 이루어지도록 한다.
그리고 하부하우징(130)의 하단에 하부결합대(135)가 수평방향으로 결합되고, 상기 하부결합대(135)에 하부승강홀(136)이 형성된다. 상기 하부결합대(135)가 하부하우징(130)의 저면에 수평으로 배치되는 반면, 상부결합대(111)는 부력체(110)의 측면에 수직방향으로 배치된다.
디켄터(100)의 상,하부에 각각 형성된 상부승강홀(112)과 하부승강홀(136)이 가이드바(180)에 끼워져서 디켄터(100)의 상,하부를 가이드바(180)에 지지되므로 디켄터(100)가 반응조(30)의 수위를 따라 승강할 시에 그 자세를 안정적으로 유지할 수 있다.
더불어, 상기 하부하우징(130)에는 수평방향으로 배치된 균형판(160)이 구비된다. 상기 균형판(160)은 상기 상부하우징(120)보다 외부로 돌출되며, 물과 접촉되는 면적을 확장함으로써 수평유지하는데에 더욱 안정적이다.
상기 균형판(160)에는 균형홀(161)이 형성되어 상기 가이드바(180)와 지지된다. 상기 상부승강홀(112) 및 하부승강홀(136)은 내측 홀로 가이드바(180)를 견고하게 감싸며, 상기 상부승강홀(112) 및 하부승강홀(136)의 사이에 배치된 균형홀(161)은 가이드바(180)에 지지됨으로써 디켄터(100)가 반응조(30)의 수위를 따라 승강하면서 전복되지 않고 안정적으로 수평을 유지하도록 한다.
디켄터(100)는 상등수를 흡입하여 외부로 토출하면서 하부하우징(130)의 내측 하부에 이물질 등의 슬러지가 쌓이게 되는데, 이러한 슬러지를 배출하기 위해 배출관(133)이 구비된다. 상기 배출관(133)은 이송펌프(170)가 동작할 시에는 폐쇄되어 있어 물이 배출관(133)을 통해 디켄터(100) 내부로 유입되지 않으며, 슬러지가 디켄터(100) 내부에 어느 수준 이상 퇴적되면 배출관(133)을 열어 배출시킨다. 디켄터(100) 내부의 슬러지를 배출할 때에는 상기 인양공(113)에 기중기를 연결하여 반응조(30) 외부로 빼낸 후에 이루어질 수 있다.
상기 디켄터(100)의 유입구(150)가 수면 아래로 침강되어 있으므로 반응조(30) 내의 물이 유입구(150)를 통해 유입된다. 반응조(30)에서 혐기공정과 호기공정이 수행될 때에 블로워와 교반기가 동작하여 이물질 등의 슬러지가 물 속에서 부유한다. 이러한 슬러지는 침전과정이 수행되는 동안 하부로 가라앉는데, 침전과정 전에 부유하는 슬러지가 디켄터(100) 내부로 유입되는 것을 차단하여야 한다.
따라서 본 발명의 디켄터(100)는 침전과정이 완료되기 전까지 내부공간을 공기로 충진하여 반응조(30) 내의 물이 디켄터(100) 내부로 유입되는 것을 차단한다. 디켄터(100) 내부로 공기를 충진하기 위해 외부의 공기를 컴프레셔(미도시)를 통해 디켄터(100) 내부로 공급하는 에어호스(121)가 구비된다. 상기 에어호스(121)는 디켄터(100) 내부에 접속되며, 승강하는 디켄터(100)를 따라서 길이가 가변될 수 있는 자바라 형상으로 구비된다.
상기 에어호스(121)에는 공기를 디켄터(100) 내부로 공급하기 위한 공급밸브(122)와, 디켄터(100) 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 배출밸브(123)가 구비된다. 상기 공급밸브(122)와 배출밸브(123)는 개폐되도록 제어된다.
반응조(30)가 혐기공정과 호기공정이 수행되고 침전과정이 완료되기 전에 반응조(30) 내의 물이 디켄터(100) 내부로 유입되는 것을 막기 위해 공급밸브(122)를 개방하여 디켄터(100) 내부로 공기를 충진하되 유입구(150)를 통해 공기가 배출되기까지 충진한다. 작업자는 공급밸브(122)를 개방하여 디켄터(100) 내부를 공기로 충진하면서 유입구(150)로 기포가 올라오는 것을 확인하면 디켄터(100) 내부가 공기로 다 충진된 것을 알 수 있다. 이 후 공급밸브(122)를 폐쇄하여 공기의 충진을 중단한다.
디켄터(100) 내부가 공기로 충진되어 에어층이 형성된 상태에서 반응조(30)에서 혐기공정과 호기공정이 진행되며 이후 침전과정까지 완료될 때까지 반응조(30)의 물이 디켄터(100) 내부로 유입되지 않는다.
그리고 침전과정이 완료된 후 반응조(30) 내의 물이 층층히 나누어지며 그 중 상등수를 디켄터(100) 내부로 유입시키기 위하여 폐쇄되어 있던 배출밸브(123)를 개방하여 디켄터(100) 내부에 충진된 공기를 외부로 배출한다.
디켄터(100) 내부의 공기가 에어호스(121)에 구비된 배출밸브(123)를 통해 외부로 배출되면서 반응조(30) 내의 상등수가 디켄터(100) 내부로 유입되고 이송펌프(170)가 동작하여 외부(막분리조(40))로 이송된다.
본 발명에 따른 하수처리 시스템은 후속 처리단계에서 분리막을 이용하는 MBR(Membrane bio-Reator) 방식을 채택한다. 막분리조(40) 내의 미생물 농도를 높게 유지하여 유기물, 질소성분 등을 처리하며 또한 분리막에 의해 부유물질, 미생물 등을 제거함으로써 고액분리한다.
도 1을 참고하여 막분리조(40)는 디켄터(100)를 통해 반응조(30)로부터 상등수를 유입받아 분리막인 멤브레인필터(41)를 이용해 고액분리하고 정밀여과한다.
상기 디켄터(100)의 펌프관(131)이 막분리조(40)로 향하여 배치되어 디켄터(100)가 흡입한 반응조(30)의 상등수는 막분리조(40)로 유입된다.
상기 막분리조(40)는 디켄터(100)를 통해 받은 반응조(30)의 상등수를 미생물의 생물학적 반응을 이용해 정화처리하며, 막분리조(40) 내에 구비된 분리막인 멤브레인필터(41)의 분리막을 통과하게 하여 세균, 바이러스, 슬러지 등의 오염물질을 물로부터 고액분리한다.
상기 멤브레인필터(41)의 분리막은 정밀여과(MF: Microfiltration) 또는 한외여과(UF: Ultrafiltration) 등이 차용될 수 있다. 그리고 본 발명의 일실시예는 막분리조(40)에 멤브레인필터(41)를 침지하여 막분리를 행하는 방식인 침지형으로 도면에 도시하였으나, 이 외에도 다른 실시예로서 펌프를 통해 물을 분리막으로 가압 이송시켜 고액 분리하는 방식도 적용될 수 있다. 또한 분리막을 구성하는 모듈의 형태에 따라 중공사막, 나권형, 평판형, 관형 형태의 분리막이 차용될 수 있으며 본 발명에서 멤브레인필터(41)의 분리막 형태는 어느 하나로 제한하지 않는다.
반응조(30)에서 상등수가 막분리조(40)로 이송되면 멤브레인필터(41)와 연결된 필터펌프(42)가 막분리조(40) 내의 물에 이송력을 부가하고 물이 필터펌프(42)의 이송력을 따라 멤브레인필터(41)의 분리막을 통과하는 유동력을 가진다.
멤브레인필터(41)의 분리막 공극은 정화된 수질의 목표에 따라 여러 크기로 형성될 수 있다.
물이 멤브레인필터(41)의 분리막을 통과하여 고액분리된 후 막분리조(40)의 외부로 배출되어 생활용수 및 상수로 공급하거나, 또는 추가적인 정화공정이 수행될 수 있다. 멤브레인필터(41)를 통해 고도로 정화처리되었으므로, 목표하는 최종적인 수질 기준에 따라 추가적으로 행하는 정화공정이 최소화된다.
상기 멤브레인필터(41)에서 고액분리하는 대상인 물은 반응조(30)에서 이미 처리된 상등수이므로, 멤브레인필터(41)에 가해지는 부하가 최소화되며 사용수명과 교체주기가 증대되어 관리편의성이 향상된다.
멤브레인필터(41)의 분리막에 어느 수준 이상으로 슬러지(고액분리된 고체)가 누적되면 이를 세정하는 과정을 수행할 수 있다. 공기압으로 분리막의 표면에 누적된 슬러지를 씻어내거나, 차아염소산, 구연산 등의 화학물로 슬러지를 제거하거나, 또는 물의 유동방향을 역방향으로 가하여 슬러지를 제거할 수 있다.
도 8 및 도 9는 반응조(30)와 막분리조(40)의 형상을 사시도로 나타낸 것이다. 도 8 및 도 9에서 디켄터(100)의 형상은 간략히 나타내었다. 멤브레인필터(41)의 형상은 도 8에 도시된 바와 같이 다수의 분리막이 일체로 형성된 형상일 수도 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 분리막의 묶음들이 서로 이격되어 물이 이격된 틈 사이로 유입되게 할 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참고하여 본 발명의 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템을 이용한 하수처리 순서를 살펴보면, 먼저 처리 대상이 되는 원수가 스크린조(10)로 유입되고 스크린(11)에 의해 협잡물 및 토사물이 걸러진다.
스크린(11)에 걸러진 물이 제1분배구(12)를 통해 반응조(30)로 유입되고 반응조(30)의 수위가 상승된다. 이때, 스크린조(10)로 유입되는 유량이 급격히 증가하여 제1분배구(12)의 배출용량보다 더 크게 되면 스크린조(10)의 수위가 상승하며, 스크린조(10)의 수위가 제2분배구(13)의 높이까지 상승하면 유량조정조(20)로 물의 일부가 유입된다. 또는, 반응조(30)의 수위가 어느 수준 이상으로 상승하면 볼탑게이트(34)가 제1분배구(12)를 폐쇄하여 스크린조(10)의 수위가 상승되며, 그 수위가 제2분배구(13)까지 상승하면 제2분배구(13)를 통해 유량조정조(20)로 유입된다. 상기 유량조정조(20)로 유입된 물은 반응조(30)의 처리용량에 여유가 있을 시에 유량조정펌프(21)를 통해 반응조(30)로 공급된다.
반응조(30)의 수위가 상승하면 반응조(30)에 구비된 디켄터(100)가 그 수위를 따라 상승하는데 디켄터(100)의 상부승강홀(112), 하부승강홀(136) 및 균형홀(161)이 가이드바(180)에 지지되고 균형판(160)이 물과 접촉하는 면적을 확장하므로 디켄터(100)의 승강동작이 안정적이고 균형을 이룬다.
상기 반응조(30)에서 혐기공정과 호기공정이 이루어지되, 혐기공정이 수행되면서 교반기(32)가 동작하고, 호기공정이 수행되면서 블로워(33)가 동작한다. 이후 침전과정이 수행되는데 침전공정이 완료되기 전에 반응조(30) 내의 물이 디켄터(100) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 공급밸브(122)를 개방하고 에어호스(121)를 통하여 디켄터(100) 내부에 공기를 충진한다. 이때 배출밸브(123)와 펌프밸브(132)는 폐쇄된 상태이다. 작업자는 디켄터(100) 내부에 공기를 충진하다가 유입구(150)를 통해 기포가 올라오는 것을 확인하여 디켄터(100) 내부가 다 충진된 것을 알 수 있다. 이후 공급밸브(122)를 폐쇄하여 공기충진을 중지한다.
침전과정이 완료되면 상등수를 디켄터(100) 내부로 유입시키기 위하여 배출밸브(123)를 개방하여 디켄터(100) 내부의 공기를 외부로 배출한다. 공기를 충분히 배출한 후 배출밸브(123)를 잠그고, 유입구(150)를 통해 상등수가 디켄터(100) 내부로 유입된다. 그리고 상기 펌프밸브(132)를 개방하고 이송펌프(170)를 가동하여 반응조(30) 내의 상등수를 막분리조(40)로 공급한다.
상기 반응조(30)의 수위가 감소함에 따라 디켄터(100)도 가이드바(180)의 안내를 따라 하강한다. 상기 디켄터(100)가 승강할 시에 에어호스(121) 및 펌프관(131)이 그 높이에 맞게 신축될 수 있다.
반응조(30)에 침전된 슬러지는 슬러지펌프(31)를 통하여 슬러지조류조로 배출된다.
반응조(30)의 상등수가 디켄터(100)를 거쳐 막분리조(40)로 이송된 후, 필터펌프(42)를 가동하여 막분리조(40) 내의 물이 멤브레인필터(41)의 분리막을 통과하게 한다. 필터펌프(42)가 막분리조(40)의 물을 정화처리되도록 흡입하고 막분리조(40)의 외부로 배출한다.
막분리조(40)에서 배출된 물은 최종적으로 생활용수 또는 상수로 공급되거나, 목표한 수질에 따라 살균 등 추가적인 정화공정이 더 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템은 하수를 SBR 공법과 MBR 공법을 이용하여 더욱 맑은 수질의 물로 정화처리할 수 있으며, 막분리조(40) 내의 미생물이 멤브레인필터(41)의 분리막에 걸러지므로 외부로 배출되지 않고 막분리조(40) 내에 잔류하여 막분리조(40) 내의 미생물 농도를 높은 수준으로 유지할 수 있다.
또한 디켄터(100)가 반응조(30) 내의 수위를 실시간으로 추종하여 별도의 승강장치를 구비할 필요가 없으며 가이드바(180)의 안내를 따라 안정적인 승강동작이 가능하다.
더불어, 막분리조(40)에서 멤브레인필터(41)를 통해 물을 정화처리하므로 생물학적 상태와 관계없이 물의 수질이 일정하다.
10:스크린조 11:스크린 12:제1분배구 13:제2분배구
20:유량조정조 21:유량조정펌프
30:반응조 31:슬러지펌프 32:교반기 33:블로워 34:볼탑게이트
40:막분리조 41:멤브레인필터 42:필터펌프
100:디켄터
110:부력체 111:상부결합대 112:상부승강홀 113:인양공
120:상부하우징 121:에어호스 122:공급밸브 123:배출밸프
130:하부하우징 131:펌프관 132:펌프밸브 133:배출관
135:하부결합대 136:하부승강홀 137:절곡벽
140:결합브래킷 150:유입구 160:균형판 161:균형홀
170:이송펌프 180:가이드바
20:유량조정조 21:유량조정펌프
30:반응조 31:슬러지펌프 32:교반기 33:블로워 34:볼탑게이트
40:막분리조 41:멤브레인필터 42:필터펌프
100:디켄터
110:부력체 111:상부결합대 112:상부승강홀 113:인양공
120:상부하우징 121:에어호스 122:공급밸브 123:배출밸프
130:하부하우징 131:펌프관 132:펌프밸브 133:배출관
135:하부결합대 136:하부승강홀 137:절곡벽
140:결합브래킷 150:유입구 160:균형판 161:균형홀
170:이송펌프 180:가이드바
Claims (6)
- 유입되는 원수를 내부에 구비된 스크린(11)을 통해 협잡물을 걸러내는 스크린조(10);
상기 스크린조(10)에서 유입받는 물을 정화처리하는 반응조(30);
분리막을 통해 물을 고액분리하는 멤브레인필터(41)가 구비되어 상기 반응조(30)에서 유입받는 물을 MBR을 통해 정화처리하는 막분리조(40); 및
상기 반응조(30)에 설치된 수직방향의 가이드바(180)를 따라 승강하며, 상부에 반응조(30)의 수위를 따라 부유하는 부력체(110)가 구비되고, 상기 부력체(110)보다 낮은 위치에 있는 상등수를 내부로 유입하여 외부로 이송시키는 디켄터(100);를 포함하며,
상기 디켄터(100)는
상기 부력체(110)의 하부에 구비되며, 하부면이 개방된 상부하우징(120);
상기 상부하우징(120)의 내부에 삽입되며, 상기 상부하우징(120)보다 작은 크기로 형성되고, 상단이 상기 상부하우징(120)의 하단보다 높게 배치되며, 측벽이 상기 상부하우징(120)의 하단보다 하방으로 돌출되고, 상부면이 개방된 하부하우징(130);
상기 상부하우징(120)과 하부하우징(130)을 연결하는 결합브래킷(140); 및
상기 상부하우징(120)의 측면과 하부하우징(130)의 측면 사이의 이격된 틈으로 형성되며, 상부하우징(120)의 하단보다 낮은 위치의 반응조(30) 물이 하부하우징(130)의 상단을 월류하여 내부로 유입되는 유입구(150);를 더 포함하며,
하우하우징(130)의 상부면은 항상 개방된 상태를 유지하며;
상기 하부하우징(130)에는 수평방향으로 배치되는 판으로, 상기 상부하우징(120)보다 외부로 돌출되며, 상기 유입구(150)의 하부에 배치되고, 물과의 접촉면적을 확장하는 균형판(160);을 포함하며,
상기 스크린조(10)에는
상기 스크린(11)을 통해 걸러진 물을 상기 반응조(30)로 공급하며, 상기 반응조(30)의 수위를 따라 승강하는 볼탑게이트(34)에 의해 개폐되는 제1분배구(12); 및
상기 제1분배구(12)보다 더 높게 형성되며, 상기 스크린(11)을 통해 걸러진 물을 일시 저장하는 유량조정조(20)로 공급하는 제2분배구(13);를 포함하는
MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 디켄터(100)는 컴프레셔로부터 공기를 공급받는 에어호스(121)를 더 포함하며;
상기 반응조(30)가 폭기과정 또는 침전과정시 상기 에어호스(121)를 통하여 디켄터(100) 내부로 공기를 공급시켜 디켄터(100) 내부를 에어층으로 형성하고 반응조(30)의 물이 디켄터(100) 내부로 유입되지 않도록 하며;
침전과정이 마무리된 후에 상기 에어호스(121)를 통하여 디켄터(100) 내부의 공기를 외부로 배출시켜 반응조(30)의 내부로 상등수가 유입되도록 하는;
MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 디켄터(100)는
상기 부력체(110)에 배치되며, 반응조(30) 내에 수직으로 설치되어 디켄터(100)의 승강이동을 안내하는 가이드바(180)에 끼워지는 상부승강홀(112);
상기 하부하우징(130)에 배치되며, 상기 가이드바(180)에 끼워지는 하부승강홀(136); 및
상기 상부승강홀(112)과 하부승강홀(136)의 사이의 상기 균형판(160)에 형성되며, 상기 가이드바(180)에 지지되는 균형홀(161);을 더 포함하는
MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 결합브래킷(140)은 하부하우징(130)으로 갈수록 내측방향으로 경사지게 형성되는
MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 막분리조(40) 내의 물이 멤브레인필터(41)의 분리막을 통과하도록 이송력을 부가하는 필터펌프(42);를 더 포함하는
MBR이 구비된 혼합형 하수처리 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020230074053A KR102614473B1 (ko) | 2023-06-09 | 2023-06-09 | Mbr이 구비된 혼합형 하수처리 시스템 |
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| KR1020230074053A KR102614473B1 (ko) | 2023-06-09 | 2023-06-09 | Mbr이 구비된 혼합형 하수처리 시스템 |
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- 2023-06-09 KR KR1020230074053A patent/KR102614473B1/ko active IP Right Grant
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| GRNT | Written decision to grant |