KR200163341Y1

KR200163341Y1 - 맥반석및활성탄함유입방형부유접촉여재를이용한연속배치반응식에너지절약형오수정화조

Info

Publication number: KR200163341Y1
Application number: KR2019990012989U
Authority: KR
Inventors: 노영재
Original assignee: 노영재
Priority date: 1999-07-03
Filing date: 1999-07-03
Publication date: 2000-02-15

Abstract

본 고안은 오폐수 처리를 위한 정화조의 개발에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 부유고형물(SS) 및 비오디(BOD)처리에만 국한 되어있는 종래기술에 비해 질소, 인과 같은 영양염류의 3차처리에 주안점을 둔 공정의 개발로서 미생물의 고농도화를 통한 처리조의 소형화, 슬러지 발생량을 감소시킬 수 있는 운전제어방법 개발, 동력비용 절감 그리고 운전 및 보수를 용이하게 하는 합병정화조의 개발에 관한 것이다. 이를 위하여 본 고안은 최종 침전조의 슬러지를 혐기조로 반송할 때와 질화조의 처리수를 탈질조로 반송할 때 별도의 펌프를 이용하는 방식이 아닌 용존산소 공급용 송풍기를 이용하여 에어 리프트(air lift) 방식으로 오수를 이송시키는 단계, 혐기성조에서 체류시간을 조절하여 침전조에서 반송된 슬러지를 액화시켜 질소(N), 인(P)의 처리에 유용한 탄소원인 휘발성지방산(Volatile Fatic Acid)을 공급함으로써 질소(N), 인(P) 처리효율을 높이도록 하는 단계, 탈질조 및 질화조에서는 맥반석 및 활성탄을 함유한 폴리 에스테르 원사와 6개의 복합원사로 제조된 다공성 입방형(Cubic Type) 부유여재를 이용하여 미생물밀도(12,000 - 15,000㎎/ℓ)를 높이고 질화균 및 탈질균을 선택적으로 포획하여 질소와 인을 제거함으로써 폐수의 부영양화를 방지하고 고부하 및 충격부하에서도 슬러지 팽화없이 처리효율을 높이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

맥반석 및 활성탄 함유 입방형 부유 접촉여재를 이용한 연속배치반응식 에너지 절약형 오수 정화조{A Sequential Batch Reactor type tank, which use cubic type floating material containing elvan and ativated carbon for purifying sewage}

본 고안은 오수처리 정화조에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 하수의 부영양화를 해결하면서 슬러지 발생량을 감소시키고 오수처리의 고효율로 정화조를 소형화하는 것에 관한 것이다. 우리나라에서 하루에 배출되는 오폐수의 발생량은 2,390만 m³에 달하고 있으며 이중에 생활오수가 62.7%를 차지하고 있다. 따라서 환경부에서는 하수처리효과를 제고하기 위하여 하수종말 처리장과 하수관거 보급을 확대하고 또한 배출원 현장에서 오수를 처리할 수 있는 발생원 처리개념을 도입하여 합병정화조 설치정책을 제도화하였다. 이러한 합병정화조의 제도화는 하수종말처리장과 하수관거의 불충분한 공급, 오수발생량과 부하량의 증가, 오수중 생활 잡배수가 차지하는 비중의 증가, 생활수준향상에 따른 화장실의 수세화 등 우리나라의 수질환경을 종합해 볼 때 필수적인 제도이다. 따라서 많은 기업에서 합병정화조의 개발이 수행되었고 계속적인 후발 기술개발업체가 등장할 것으로 예상된다. 현재까지의 기술개발동향은 침전분리형 접촉산화법 및 혐기, 호기 처리법으로 이루어진 2차시설로 부유고형물(Suspended Solid)과 생물학적 산소요구량(Biological Oxygen Demand) 기준에 적합한 오수처리에만 국한되어 왔기 때문에 엠엘에스에스(Mixed Liquid Suspended Solid)가 낮아(2500∼3000㎎/ℓ) 처리속도가 늦는 단점이 있다. 최근에는 질소(N), 인(P)에 의한 하천의 부영양화가 문제점으로 대두되어 부유고형물(Suspended Solid) 및 비오디(Biological Oxygen Demand) 처리에만 주안점을 둔 대책을 수정해 질소, 인의 처리를 위한 3차 처리대책을 강화하고 있다.

또한 종래에는 오수이송 수단으로 별도의 펌프를 사용하여 왔으나 펌프를 이용한 슬러지의 이송은 유지관리를 어렵게 하고 과부하시 그 처리 효율도 낮게 한다.

기존의 대표적인 시판 합병정화조 제조업체는 주식회사동성실업의 케이 디 에이취 에스 티(KDHST), 주식회사서울 정화개발의 침지형 막분리 합병정화조 및 동양 에스 엠 씨(SMC) 오수정화조 등이 있으며 주식회사한미가 자연정화법을, 주식회사천지가 에이취 비 씨(HBC) 공법을 이용한 합병정화조 생산계획을 세우고 있으나 이들 기술은 부유고형물(SS) 및 비오디(BOD) 처리에만 주안점을 두고 있는 실정이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 혐기성조(2), 탈질조(3), 비오디(BOD)제거조(4), 질화조(5) 및 최종 침전조(6)로 구성된 연속배치반응식(Seguential Batch Reactor Type) 타입 에너지 절약형 오수 3차처리 합병정화조를 개발하는 데 본 고안의 목적이 있다. 이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 질소(N), 인(P)과 같은 영양염류의 처리에 주안점을 둔 공정을 개발하고, 슬러지 발생량을 줄여 비용절감과 운전 및 유지를 용이하게 하며, 고효율의 정화를 하기 위해서 미생물의 고농도화를 통하여 과부하, 충격부하에서도 처리효율을 높이고 처리조를 소형화 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 합병정화조의 구조를 나타낸 단면도

도 2는 본 합병정화조의 구조를 나타낸 정면도

도 3는 맥반석(A) 및 활성탄(B) 함유 큐빅형 부유 접촉여재

＜도 1의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1. 에프알피(FRP) 탱크 2. 혐기성조

3. 탈질조 4. 비오디(BOD) 제거조

5. 질화조 6. 침전조

7. 오수 배출구 8. 오수 유입구

9. 세목 스크린 10. 월류 웨어

11. 슬러지 이송관 12. 탈질조 이송관

13. 질화조 이송관 14. 고액분리기

15, 16 맨홀

본 고안의 합병정화조는 혐기성조(2), 탈질조(3), 비오디(BOD)제거조(4), 질화조(5) 및 최종침전조(6)로 구성된 연속배치반응식(Seguential Batch Reactor Type) 에너지 절약형 오수 3차처리조로서 오수처리효율이 정상상태에 도달한 후 첫단계로 위에서 1/3 되는 곳에 위치한 침전조의 오수 배출구(7)에서 상등수를 방류시키면서 하부의 침전오니를 에어 리프트(air lift)방식에 의해서 파이프(11)를 통해 혐기성조(2)로 반송한다. 다음 질화조(5)의 오수를 레벨 컨트롤러(level controller)에 의해 1/3 만큼을 탈질조(3)로 에어 리프트(air lift)방식에 의해 반송하고 1/3은 침전조(6)로 이송된다. 다음 비오디(BOD)제거조(4)에서 질화조(5)로 1/3, 탈질조(3)에서 비오디(BOD)제거조(4)로 1/3씩 오수의 이송을 단계적으로 행하고 비오디(BOD)제거조(4) 및 질화조(5)를 2시간 동안 송풍기로 폭기한다. 상기와 같은 처리절차는 계속해서 반복하도록 중앙 콘트롤 시스템에 의한 자동제어시스템에 의하여 행하여지고, 또한 연속배치반응식(SBR Type) 폐수처리흐름을 이용해 과부하에 대한 처리효율을 높여 유량변동에 적절히 대응할 수 있을 뿐 아니라 균일하고 높은 처리효율을 얻는다.

본 고안을 공정별로 설명하면, 침전조(6)의 슬러지를 혐기조(2)로, 또 질화조(5)의 오수를 탈질조(3)로 반송시키는 것을 별도의 펌프를 이용하지 않고 용존산소공급용 송풍기를 이용하여 에어 리프트(air lift)방식으로 이송시키며, 최종 침전조에서 발생한 슬러지는 혐기성조로 반송하여 적절한 체류시간으로 액화시킴으로써 질소(N)와 인(P)의 처리에 유용한 탄소원인 휘발성지방산(VFA)을 효과적으로 공급하여 탈질조(3)에서 질산성 질소의 처리효율을 높이고 비오디(BOD)와 질소(N) 및 인(P)의 수지를 맞추며 슬러지 발생량을 절반으로 감소시킨다. 질소(N)와 인(P)은 조류(藻類)(Algous)의 영양염류가 되고 이는 산소(O₂)의 고갈을 유발시키므로 이로 인하여 일어나는 하수의 부영양화를 방지하기 위하여 질화조에서는 암모니아성 질소를 질산성 질소로 만들어(NH₃-N→NO₃-N) 탈질조로 이송하고, 탈질조에서는 질산성 질소를 처리한다(NO₃-N→N₂). 또한 이 때 필요한 질화균과 탈질균을 확보하기 위하여 질화조 및 탈질조에서는 질화균과 탈질균이 선택적으로 포획될 수 있도록 특정 크기의 담체를 사용하며, 이 담체는 폴리에스테르 원사와 6개의 복합원사에 활성탄 및 맥반석을 코팅한 것으로 고농도의 미생물(12,000 - 15,000mg/ℓ)을 포획시킬 수 있는 다공성 구조의 장점을 갖고 있어 고부하 및 충격부하에서도 슬러지 팽화없이 오수처리가 가능하다.

미설명 부호 1은 에프알피(FRP) 탱크이고, 8은 오수 유입구, 9는 세목 스크린, 10은 월류 웨어, 13은 질화조 이송관, 14는 고액분리기이며 15, 16은 맨홀이다.

본 고안은 최종 침전조의 슬러지를 혐기조로 이송하는 경우 와 질화조에서 탈질조로의 처리수이송을 별도의 펌프를 이용하는 방식이 아닌 용존산소공급용 송풍기를 이용하는 오수이송방법으로 별도의 펌프가 필요 없어 운전유지가 용이하며 설치비용이 저렴하다. 혐기성조에서 슬러지를 액화시켜 질소(N)와 인(P)을 처리하는데 유용한 탄소원인 휘발성지방산(VFA)를 공급함으로써 최근 하천의 부영양화로 인한 하천오염의 원인이 되는 질소(N)와 인(P)의 처리효율을 높여 환경오염을 방지하고 슬러지 발생량을 1/2로 줄인다.

또한 맥반석 및 활성탄을 함유한 다공성 여재를 사용하여 미생물의 고농도화(12,000 - 15,000mg/l)로 고부하 및 충격부하에서도 슬러지 팽화없이 처리효율을 높이고 처리조의 소형화와 에너지 절약이 가능하다. 이와 같은 3차오폐수처리 연속배치식(SBR)정화조는 기존 2차처리시설을 3차처리시설로 보완하고자 할 경우에도 적용 가능하다.

Claims

폐수처리 정화조에 있어서, 혐기성조(2), 탈질조(3), 비오디(BOD)제거조(4), 질화조(5) 및 침전조(6)로 이어지는 연속배치반응식(Sequential Batch React-or type)정화조를 구성하며, 오수처리 효율이 정상상태에 도달한 후 첫 단계로 침전조의 상등수를 방류시키면서 그 하부의 침전오니를 혐기성조(2)로 반송할 때와 질화조(5)에서 탈질조(3)로 오수를 이송할 때 용존 산소공급용 송풍기를 이용한 에어 리프트(air lift)방식에 의하여 이송시키고, 혐기조(2)에서는 침전조(6)로부터 반송된 슬러지를 체류시간을 조절하여 액화시켜서 슬러지양을 감소시키고 탈질조(3)에서 필요로 하는 탄소원인 휘발성지방산(Volatile Fatic Acid)을 공급하여 질소(N)와 인(P)의 처리율을 높이며, 또한 질화조(5)와 탈질조(3)에서는 질화균과 탈질균을 선택적으로 포획하고 미생물밀도를 높여 고부하, 충격부하에서 처리효율을 높일 수 있도록, 담체로서 맥반석과 다공성 활성탄이 코팅된 입방체(Cubic)형 부유 접촉여재를 사용하는 것을 특징으로 하는 맥반석과 활성탄 함유 입방형(Cubic Type) 부유여재를 이용한 연속배치반응식 에너지 절약 오수정화조.