KR200168714Y1

KR200168714Y1 - 바실러스 종 혼합균에 의한 하ㆍ폐수정화처리장치

Info

Publication number: KR200168714Y1
Application number: KR2019990014257U
Authority: KR
Inventors: 조연제; 정종수; 박일; 백성기; 성기문
Original assignee: 주식회사세일기술단
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2000-02-15
Also published as: KR19990014265U

Abstract

본 고안은 바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수 처리장치에 관한 것으로서, 특히 비니리덴 크로라이드계 섬유를 특수 망상구조로 만든 회전미생물접촉체에 바실러스 종 혼합균을 부착시켜 성장케 하는 회전미생물접촉조(13)와 폭기조(18)를 연계시켜 공기를 공급하면서 하·폐수를 처리하되, 상기 폭기조(18)에 들어가는 전체공기량의 60∼70%를 폭기조 제1실(18a)에 공급하고 나머지 20∼30%의 공기는 폭기조 제2실(18b) 및 폭기조 제3실(18c)에 각각 공급하고 약 5%정도는 상기 회전미생물접촉조(13)에 분할 공급하도록 된 것임을 그 특징으로 한 것으로서, 각종 시설 또는 가정 등에서 배출되는 하·폐수에 바실러스 종 혼합균을 접종하여 배양·증식시키면 함유된 오염물질인 유기물, 질소 및 인 등을 효과적으로 제거시킴과 더불어 발생되는 악취도 제거되는 장치로서 환경측면에서 보면 그 효과는 지대한 고안이라 볼 수 있으며, 경제적인 측면으로도 유용한 고안이다.

Description

바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수 정화처리창치{Bacteria group of bacillus spp in treating equipment for sewage and waste water}

본 고안은 바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수 정화처리장치에 관한 것으로서, 비니리덴 크로라이드계 섬유를 특수망상구조로 만든 회전미생물접촉체에 바실러스 종 혼합균을 부착시켜 성장케한후 폭기조에서 바실러스 종 혼합균을 활성화하는 조건으로서 공급되는 전체공기량을 3실로 구분된 폭기조 제1실에 60%이상을, 그 나머지를 폭기조 제2실, 폭기조 제3실 및 회전미생물접촉조에 미리 조정된 비율에따라 절감폭기가 되도록 하며, 바실러스 종 혼합균의 성장에 필요한 무기성활성제를 적당량 투입하고, 폭기조 제3실에서 회전미생물접촉조쪽으로 포자화된 폭기액을 가변적으로 순환이 이루어지도록 하며, 폭기조 제1실에는 침전지에 침전된 슬러지의 일부를 반송시켜 바실러스 종 혼합균의 농도를 일정하게 유지토록 하는데, 이러한 조건이 되면 바실러스 종 혼합균은 사상균체화→ 포자→ 발아→ 사상균체화의 생활환이 이루어지는 과정에서 기하급수적으로 분열·성장을 계속하여 고농도의 혼합균체로 우점배양됨으로서 하·폐수중에 함유되어 있는 유기물 및 영양염류인 인·질소 등이 다량으로 섭취되므로서 정화되어 깨끗한 물로 바뀌고, 또한 처리과정에서 발생되는 악취들은 바실러스 종 혼합균에 의하여 섭취되어 제거되므로 별도의 탈취설비가 필요없으며, 침전지에서는 고·액분리가 잘될뿐만 아니라, 슬러지 발생량이 현저하게 감소되는 등의 탈수효율이 뛰어나 처분할 슬러지 케이크량도 적어 그에따른 처리비용이 감소하는 바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수 정화처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 하. 폐수 정화처리장치에 관한 기술은 1976년 국내 최초로 건설된 청계천 하수처리장에서 부터 현재까지 전국에 건설된 하수처리장 및 폐수처리장들의 대부분은 표준활성화슬러지기술 및 그 응용기술로서 유기물과 부유물질만을 제거한후 1996년 1월 1일부터 수질방류기준에 질소 및 인을 제거할 수 있는 적합한 시설을 갖추도록 하였는바, 그러나 국내기술로서는 해결할 수 없어 선진해외기술인 A/O, A₂/O. Bardenpho, VIP, uct, SBR 등을 도입하여 건설을 하고 있는데, 이들 기술의 원리는 모두 질소를 질산화시킨후 무산소상태에서 탈기하는 방법으로 질소를 제거하며, 인은 혐기성상태를 만들어 인의 방출을 늘린다음 호기성상태로 전환시켜 미생물이 인을 과잉섭취케한 다음 그 슬러지를 처리하는 기술이다. 그러나, 이들의 기술들은 질소 및 인의 제거효율이 70∼80%정도이며, 수온, 수질 및 수량 변동에 민감하여 안정된 수질을 얻을 수 없다. 또한, 질소를 질산화시키는데 엄청난 동력이 소요될뿐만 아니라 공정이 복잡하여 시설의 운전에 고도의 기술을 요한다. 그리고, 각 공정에서 발생되는 악취를 제거하기 위한 시설을 별도로 설치해야 하며, 시설의 부식이 강하여 수명이 짧고, 이에 대한 시설의 유지비도 많이 드는등의 여러문제점이 있었다.

본 고안은 종래의 표준활성화 슬러지기술 및 그 응용기술 등이 처리하지 못한 질소 및 인의 제거와 최근 도입되고 있는 선진해외기술인 질소 및 인의 제거기술의 복잡한 공정·고가의 시설비 및 시설유지비가 많이 소요되는데 비하여 제거효율은 기대할 정도가 못되므로 이러한 점을 보완하여 유기물 및 부유물질 제거는 물론 질소 및 인까지도 경제적이고 효율적으로 제거하고, 또한 각 처리과정에서 발생하는 각가지 악취물질을 제거하는 탈취설비에 대한 대책도 해결하며, 특히 유기성 산업폐수, 가정하수, 분뇨 및 축산폐수처리 등에 탁훨한 바살러스 종 혼합균에 의한 하·폐수정화처리장치를 제공하는데에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안 바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수처리장치의 구성관계를 나타낸 공정도,

도 2는 본 고안 회전미생물접촉조, 폭기 및 유량조정조 부분의 공기공급상태를 나타낸 공정도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1:유입관, 2:스크린조,

3:조목스크린, 4:유량조정조 유입관,

5:유량조정조, 6:유량조정조 공기공급관,

7:원수이송펌프, 8:원수이송관,

9:세목스크린, 10:유량분배조 유입관,,

11:유량분배조, 12:회전미생물접촉조 유입관,

13:회전미생물접촉조, 14:회전미생물접촉조 공기공급관,

15:계량조 유입관, 16:계량조,

17:폭기조유입관, 18:폭기조,

18a:폭기조 제1실, 18b:폭기조 제2실, 18c:폭기조 제3실,

19:폭기조 공기공급관, 19a:폭기조 제1실 공기공급관,

19b:폭기조 제2실 공기공급관, 19c:폭기조 제3실 공기공급관,

20:폭기액순환펌프, 21:폭기액순환관,

22:침전조 유입관, 23:침전조,

24:반송슬러지펌프, 25:반송슬러지관,

26:잉여슬러지펌프, 27:잉여슬러지관,

28:슬러지농축조, 29:방류조 유입관,

30:방류조, 31:방류관,

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 장치는 유기성산업폐수, 가정하수, 분뇨 및 축산폐수를 정화처리함에 있어서, 비니리덴 크로라이드계 섬유를 특수망상구조로 만든 회전미생물접촉체에 바실러스 종 혼합균을 부착시켜 성장케 하는 회전 미생물접촉조와 폭기조를 연계시켜 공기를 공급하면서 하·폐수를 처리하되, 상기 폭기조에 들어가는 전체공기량의 60∼70%를 폭기조 제1실에 공급하고 나머지 20∼30%의 공기는 폭기조 제2실 및 폭기조 제3실에 각각 공급하고 약 5%정도는 상기 회전미생물접촉조에 분할 공급하도록 된 특징이 있다.

또, 본 고안의 다른 특징으로는 상기 회전미생물접촉조는 생물화학적산소요구량(BOD)의 부하에 따라 대수가 결정되며, 병렬로 설치되도록 함에 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수처리장치의 구성관계를 나타낸 공정도이며, 도 2는 본 고안 회전미생물접촉조, 폭기 및 유량조정조 부분의 공기공급상태를 나타낸 공정도이다.

본 고안 바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수 정화처리장치가 적용된 전반적인 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 스크린조(2), 유량조정조(5), 유량분배조(11) , 회전미생물접촉조(13), 폭기조(18), 침전조(23), 슬러지농축조(28), 방류조(30)등으로 구성되어 있다.

부연하면, 유입관(1)을 통해 스크린조(2)로 원수가 유입되며, 스크린조(2)내에 설치된 조목스크린(3)으로 원수에 함유된 비교적 큰 부유물질을 제거한후 유량조정조(5)에서 세목스크린(9)으로 원수가 공급되는데, 이때 원수이송관(8)을 통해 공급되도록 연결되며 유량분배조(11)는 유량분배조 유입관(12)에 의해, 회전미생물접촉조(13)는 회전미생물접촉조 유입관(12)에 의하여, 계량조(16)는 계량조 유입관(15)에 의하여, 폭기조(18)는 폭기조 유입관(17)에 의하여 침전조(23)는 침전조 유입관(22)에 의하여, 슬러지농축조(28)는 잉여슬러지관(27)에 의하여, 방류조(30)는 방류조 유입관(29)에 의하여 공급되도록 연결되어 있다.

또한, 폭기조 제3실(18c)에서 폭기액순환펌프(20)에 의하여, 유량분배조(11)로 연결되는 폭기액순환관(21)은 포자화된 폭기액의 순환용이며, 침전지(23)에서 반송슬러지펌프(24)에 의하여 계량조(16)로 이어지는 반송슬러지관(25)은 반송슬러지의 이송을 위한 것이다.

또한, 회전미생물접촉조(13)의 처리를 경유한 하·폐수는 폭기조(18)에서 제처리된 후 침전조(23)에 유입되어 고·액분리된후 상징액은 방류조(30)를 거쳐 방류관(31)을 통해 방류된다.

회전미생물접촉조(13) 및 폭기조(18)에 대해서는 폭기조용송풍기(32a)에서 회전미생물접촉조 공기공급관 및 폭기조 공기공급관(14)(19)에 의하여 공기를 공급하는데, 이때 폭기조 제1실(18a)에는 폭기조 제1실 공기공급관(19a)에 의하여 전체 공기공급량의 60∼70%를 집중적으로 공급하고, 폭기조 제2실(18b)에는 폭기조 제2실 공기공급관(19b)에 의하여 전체공기공급량의 20∼30%를 공급하고, 폭기조 제3실(18 c)에는 폭기조 제3실 공기공급관(19c)에 의하여 5∼10%를 가변적으로 공급하고, 다공섬유를 매체로 하는 회전미생물접촉조(13)에는 부유물질의 침적을 방지할 정도의 공기만을 공급한다.

유량조정조(5)에는 별도의 유량조정용송풍기(32b)로서 유량조정조 공기공급관(6)에 의하여 유량조정조(5) 체적당 0.015m³/분의 공기를 공급하는데, 이는 유량조정조(5)내에서 원수의 부패방지와 부유물질의 침강을 방지하며 원수의 수질을 균등하게 하는 역할을 한다.

실제로 바실러스 종 혼합균을 배양하여 우점화시킨 본 고안 장치를 운전조업한 결과에 의하면, 위에서 언급한 바와 같은 조건을 유지하였을 경우에 가장 처리효율이 양호하였다.

또한, 도 1에 의하면 유량조정조(5)와 유량분배조(11)사이에 세목스크린(9)를 설치하여 원수중에 함유되어 있는 미세한 부유물질까지 제거시킨후 회전미생물접촉조(13)에 정량적으로 이송할 수 있도록 구성되어 있다. 회전미생물접촉조(13)에서는 미생물접촉체가 회전되면서 조안의 유입 하·폐수속의 침적상태와 대기중에 있어서의 공기의 공급을 교대로 반복하면서 왕성한 미생물의 생육을 도모하도록 구성되어 있다.

상술한 본 고안에 의한 것은 유량과 수질에 의하여 산정된 대수만큼을 병렬로 배치한 제1회전미생물접촉조(13a)와 제2회전미생물접촉조(13b)의 다공조직체로 구성된 회전미생물접촉조(13)에서 망상으로 접착형성된 균상체를 접촉조중에서 4∼8rpm정도로 회전시키면 균상체에 바실러스 종 혼합균이 부착하여 대수성장을 하면서 고밀도화되어 연속적으로 유입되는 하·폐수중에 함유된 오염물질을 흡착분해하는 장치이다.

균상체가 특수망상구조이므로 부착된 바실러스 종 혼합균에 대한 산소공급능력이 탁훨하기 때문에 단위 용적당 아주 높은 유기물부하를 감당할 수 있다.

회전미생물접촉조(13)를 거친 처리수는 폭기조 제1실(18a)에서 바실러스 종 혼합균은 가장 왕성하게 증식되면서 유기물 및 영양염류를 최대한으로 섭취하여 영양원으로 이용되면서 깨끗한 물로 정화된 후 폭기조 제2실(18b)로 유입된다.

상기 폭기조 제2실(18b)에서는 성장 및 증식이 필요한 유기물 및 영양염류가 갑자기 부족한 빈 영양상태로 전환되는 중간과정으로서 바실러스 종 혼합균은 자신의 생존을 위하여 포자를 형성할 준비를 한다. 즉, 막대세포로 이어진 실모양의 사상체들은 악조건하에서 강한 저항성을 가지는 세포1개당 1개의 포자를 형성하기 시작하는데, 이때 용존산소가 존재하면 포자형성이 늦어지므로 공기공급량을 급격히 줄여 용존산소를 O.1㎖/ℓ이하가 되도록 조절한다. 이 단계가 포자화 되기위한 준비단계이다.

다음은 폭기조 제3실(18c)에서는 슬러지가 침강되지 않을 정도만큼의 공기를 공급하면서 바실러스 종 혼합균에 대하여 최악의 생활환경을 조성하므로서 남아있는 사상체를 모두 포자화시킨다. 그런데 포자화 과정에서 특이할만한 현상이 일어나는데, 포자화가 되면서 포자주변에 점착물질이 생성되어 포자가 서로 엉켜 붙으면서 주위의 부유물질 등을 함께 부착시켜 응집덩어리가 점점 커지면서 비중도 늘어나므로 다음공정인 침전지(23)에서 고액분리가 뚜렷하게 이루어진다.

또한, 포기조 제3실(18c)에서는 회전미생물접촉조(13)에서 유실되는 바실러스 종 혼합균의 보충을 위하여 폭기액순환펌프(20)로서 유량분배조(11)로 유입량 대비 50∼200% 정도를 가변적으로 계속 보낸다. 이렇게 함으로써 망상구조에 부착된 바실러스 종 혼합균의 농도를 일정하게 유지시켜 줄 수 있다.

포자화되면서 형성된 응집덩어리인 슬러지는 침전조(23)로 유입되면서 빠르게 고·액이 분리되며 상징액은 방류조(30)를 거쳐 방류관(31)을 통해 방류되고, 침강된 슬러지중 일부는 반송슬러지펌프(24)에 의하여 계량조(16)로 유입량 대비 50∼200%정도를 가변적으로 계속 보내는데, 이는 폭기조 제1실(18a)에서의 바실러스 종 혼합균을 1O⁷∼1O¹¹개/㎖ 정도로 고농도를 유지시켜야만 안정된 처리를 계속할 수 있기 때문이며, 나머지 슬러지는 잉여슬러지펌프(26)에 의하여 슬러지농축조(28)로 이송되어 농축된 후 별도의 탈취설비에 의하여 처리된다.

이와같이 본 고안 특수망상구조로 형성된 회전미생물접촉조와 폭기조로 구성된 하폐수 정화처리장치는 처리해야할 하·폐수를 차례로 유입시켜 회전미생물접촉체에 부착된 바실러스 종 혼합균과 접촉케 하므로서 일차 처리되고 미처리된 오염물질은 폭기조(18)에서 완벽하게 제거시키고, 또 특수망상구조로 된 형성된 회전미생물접촉조(13)는 폐수와 대기중을 회전하면서 산소를 공급받으며, 회전미생물접촉조 (13)내의 부유물질 침적을 방지하기 위하여 소량의 공기를 주입하고, 3개의 실로 구성된 폭기조(18)에 공급되는 전체공기량의 60∼70%는 폭기조 제1실(18a)에 공급하고, 폭기조 제2실(18b)에는 20%정도를 남는 공기는 폭기조 제3실(18c)과 회전미생물접촉조 (13)에 공급하고, 폭기액의 순환은 폭기조 제3실(18c)에서 유량분배조(11)로 유입량대비 50∼200%를 가변적으로 실시하며, 침전지(23)에서 계량조(16)로 유입량대비 50∼200%를 가변적으로 반송하는 것을 특징으로 한다.

이상 상술한 바와 같이 본 고안에 의한 처리는 각종 시설 도는 가정 등에서 배출되는 하폐수에 바실러스 종 혼합균을 접종하여 배양·증식시키면 함유된 오염물질인 유기물, 질소 및 인등을 효과적으로 제거시킴과 더불어 발생되는 악취도 제거되는 장치로서 환경측면에서 보면 그 효과는 지대한 고안이라 볼 수 있으며, 경제적인 측면으로도 유용한 고안이다.

Claims

유기성산업폐수, 가정하수, 분뇨 및 축산폐수를 정화처리함에 있어서, 비니리덴 크로라이드계 섬유를 특수 망상구조로 만든 회전미생물접촉체에 바실러스 종혼합균을 부착시켜 성장케 하는 회전미생물접촉조(13)와 폭기조(18)를 연계시켜 공기를 공급하면서 하·폐수를 처리하되, 상기 폭기조(18)에 들어가는 전체공기량의 60∼70%를 폭기조 제1실(18a)에 공급하고 나머지 20∼30%의 공기는 폭기조 제2실(18b) 및 폭기조 제3실(18c)에 각각 공급하고 약 5%정도는 상기 회전미생물접촉조(13)에 분할 공급하도록 된 것임을 특징으로 한 바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수정화처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 회전미생물접촉조(13)는 생물화학적산소요구량의 부하에 따라 대수가 결정되며, 병렬로 설치되고 상기 폭기조(18)는 세 개의 실로 구분되되, 공기는 차등공급되도록 한 것임을 특징으로 한 바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수정화처리장치.