KR20020082045A - 오,폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 숯과 활성탄의 흡착력을 이용하여 분산증식된 핀플록제거 및 용존의 미세한 불순물, 탁도, 색도가 제거되게 하므로서 보다 이상적인 오폐수의 처리가 이루어질 수 있도록 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 오폐수처리장치를 구성하되, 유입구(26)가 구성된 침전분리실(11)과 유량조정조(12), 제1,2접촉폭기조(13)(14), 침전실(15), 최종 폭기조(16), 흡착여과조(17) 및 배출구(32)가 형성된 소독, 방류조(18)를 차례로 구성하되, 상기 침전조(11)에는 직립설치된 분리판(37)(38)을 구성하고, 제1,2접촉폭기조(13)(14)에는 고정상미생물담체(45)(46)를 설치하고, 최종폭기실(16)에는 숯과 활성탄이 충진된 소통체(47)를 투입설치하고, 흡착여과조(17)에는 고정상 흡착여과제(48)를 각각 설치하여 유입구(16)로 유입된 오폐수가 배출구(32)쪽으로 이동하면서 정화처리되게 하여서 된 것이다.

Description

오,폐수 처리장치{Disposal device of wastewater}

본 발명은 유입유량변동폭이 크고, 고농도 유기물을 함유한 오수에 능동적이고 효과적인 처리를 위한 것으로서, 특히 숯과 활성탄의 흡착력을 이용하여 분산증식된 핀플록제거 및 용존의 미세한 불순물, 탁도를 제거토록 하므로서 보다 완벽한 오폐수의 처리가 이루어질 수 있도록 한 것이다.

오수란 액체성 또는 고체성의 더러운 물질이 섞여 있어 그 상태로는 사람의 생활이나 산업활동에 사용할 수 없는 물로써 사람의 일상생활과 관련하여 수세식 화장실, 목욕탕, 주방등에서 배출되는 것을 말하는데, 오수 내에 존재하는 더러운 물질은 거의가 유기물이다.

유기물은 고형물질과 용해성 물질로 구분되며, 이러한 오수내에 존재하는 유기물을 제거하여 맑은 물을 얻는 것이 오수처리시설의 주목적이라 할 수 있다.

오수처리시설의 처리방법에는 물리화학적 처리와 생물학적 처리가 있으며, 물리화학적 처리는 주로 오수처리시설의 전처리로 고형물 제거를 위해 생물학적 처리는 용해성 물질제거를 위하여 사용된다.

오,폐수처리를 위해 가장 널리 사용되는 생물학적 처리방법은 2차오염물질없이, 가장 경제적으로 사용가능한데 미생물의 종류에 따라 호기성 미생물과 혐기성 미생물로 구분된다.

오수처리에 있어 가장 주요한 위치를 점유하고 있는 호기성 미생물처리방법은 산소를 필요로 하는 미생물과 오수를 혼합하여, 미생물의 신진대사작용을 유도시켜, 용존유기물 및 영양물질을 제거시키는데, 초기의 소규모 오수처리시설 대부분은 부유성장식 미생물을 사용하는 활성슬러지법, 장기폭기방법이 많이 사용되고있다.

담체는 사용방법등의 발전으로 다양한 재질과 형상, 종류 또한 수십가지에 이르고 있는 실정이며, 소규모 오수처리시설의 전형적 형태는 오수를 침전분리시킨 후 담체가 충진된 접촉폭기조로 이송하여 산화분해시킨 후 침전조를 거쳐 발유하는 식이다.

이러한 소규모 오수처리시설은 유입유량 변동폭이 크고, 고농도 유기물을 발생시키며, 특히 생활계 오수, 학교급식시설, 음식점 등의 소규모 오수처리시설은 고농도의 유기물 유입으로 미생물의 과다증식에 의한 폐색현상이 초래되며, 미생물은 단단한 플럭을 형성하지 못하고 분산증식이 되기 쉬우며, 유입변동량 변동에 따른 충격부하로 부착된 미생물이 약한 충격에도 박리가 잘된다.

또한 분산증식 및 박리된 슬러지는 침강성이 불량하여 침전조의 기능상실을 유발케 하고, 따라서 맑은 처리수를 얻기가 힘들다.

따라서 유입유동량 변동폭이 크고, 고농도 유기물을 함유한 오수에 능동적이고 효과적이면서 안정적인 처리가 쉽게 이루어지지 못하게 되는 등의 문제가 있는 것이다.

본 발명은 이러한 종래의 제반 문제점을 시정하고자 유입오수의 부하변동(유량, 농도)에 강하고, 핀플록제거가 가능하도록 거대비표면적을 가진 활성탄과 숯을 이용한 흡착, 여과기술을 도입하여 오수의 원인이 되는 물속의 유기물, 냄새, 색도제거는 물론 질소와 인의 제거까지 처리할 수 있는 고성능의 오수처리장치를 제공하고자 하는 것이다.

또한 본 발명은 최종 침전조를 지난 오수의 고도처리를 위하여 최종폭기실을 추가구성하고, 상기 최종폭기실 내부에 원형다공성PP(폴리프로필렌)망으로 된 담체를 충전하되, 상기 망 내부를 상하 구분하여 일측에는 숯을, 타측에는 입자상의 활성탄을 충진한다.

이때 최종폭기실에 투입되는 담체의 량은 최종폭기실 용적의 약30%정도 충진하여 유동상담체로 활용하며, 상기 원형의 담체는 사각판 지지대에 고정시켜 흡착여과조의 흡착여과제로 사용한다.

상기 담체에 투입되는 숯과 활성탄은 다공성 발포체 및 고흡수성 물질로 입자하나하나에 잘 발달된 무수한 미세공으로 이루어진 탄소집합체 이며, 또한 상기 미세공은 상호연결되는 무수한 통로로 구성되며 넓은 내부표면적을 갖고 있다.

이 표면적이 상대분자크기에 따른 세공 크기의 적합성과 함께 숯과 활성탄의 생명인 흡착능력을 좌우하게 되며, 그 무수한 구멍표면에 미생물이 살기 쉽고 붙은 미생물은 그 곳을 근거로 유기물 제거균주, 질산화-탈질균주 그리고 인축적균주를 형성하여 오수와 접촉하면서 유기물, 질소, 인을 산화분해시킨다.

또한 이 무수한 구멍은 모두 안팎이나 아래위로 통해 있어서 물이나 공기가 통하기 쉽고 또한 물이 공기와 접촉되는 면적이 넓어 그만큼 큰 흡착력을 갖게 된다.

이러한 숯과 활성탄의 흡착력을 이용하여 오수내의 미처리된 잔류유기물과 부유물을 완벽하게 처리함으로 우수한 수처리가 가능토록 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유입구를 통하여 들어온 오,페수가 침전분리조에서 유수분리판을 거치면서 고형물 및 유분, ABS(계면활성제)를 효과적으로 구분분리함으로, 유량조정조로 유입될때 유입부하를 최대한 줄이도록 하였다.

특히 기름성분이 물속에 분해되기 위하여 상당한 체류시간이 요구되며 폭기조로 유입된 기름성분에 의한 부하변동이 상당히 커 오수처리에 효과적인 처리기술은 제공되고 있지 못한 실정이다.

따라서 본 발명은 유량조정조로 유입되기 직전의 침전분리조에 구성된 유수분리판을 이용하여 기름 및 고형물을 분리침전시킨 후, 유량조정조로 유입되게 하고 다시 계량장치에 의해 일정한 유량을 폭기조로 이송하여 주므로 부하변동의 충격을 최소화 하였다.

또한 제1접촉폭기실 및 제2접촉폭기실에는 고정상미생물담체를, 최종폭기실에는 유동상 미생물담체를 설치하여 능동적으로 호기성균의 번식에 의하여 산화효율을 높이고, 접촉폭기조에서 충분히 산화된 오,폐수를, 흡착여과조로 유입시켜 잔류유기물을 활성슬러지를 제거함으로 고도의 처리를 기할 수 있는 오,폐수처리장치를 제공하고자 한다.

상기 처리장치는 현장에서 설치시공할 수 있는 콘크리트제의 것으로부터, 수송설치가능한 소규모 오폐수처리시설에 이르기까지 적용할 수 있다.

도 1 : 본 발명 장치의 개략구성도

도 2 : 본 발명 장치의 평면구성도

도 3 : 본 발명 장치에 사용되는 유동상 미생물 담체의 구성도

도 4 : 본 발명 장치에 사용되는 고정상 흡착여과제의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10)--오폐수처리장치(11)--침전분리실

(12)--유량조정조(13)--제1접촉폭기조

(14)--제2접촉폭기조(15)--침전실

(16)--최종폭기실(17)--흡착여과조

(18)--소독방류조(26)--유입구

(37)(38)--분리판(39)(40)--공기공급장치

(45)(46)--미생물담체(47)--소통체

(48)--고정흡착여과제

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에서 제공하고자 하는 오폐수처리장치(10)의 개략구성도로서,분리침전실(11)과 유량조정조(12) 및 제1접촉폭기조(13), 제2접촉폭기조(14), 침전실(15), 최종폭기실(16), 흡착여과조(17), 소독방류조(18)가 순차적으로 구성되어 있고, 이들 세부적 구성은 아래와 같다.

침전분리실(11) 일측에 오,폐수등이 유입되게 하는 유입구(26)가 설치되어 있고, 내면에는 고형물 및 기름, 계면활성제를 제거할 수 있는 유수분리판(37)(38)이 설치되어 있고, 상부에는 가스발생시 외부로 배출시킬 수 있는 배기구(44)가 구성되어 있다.

침전분리실(11) 후방에는 유량조정조(12)를 구성하되, 칸막이(19)를 통하여 서로 구획되게 하되, 상기 분리침전실(11)과 유량조정조(12)는 유입구(27)를 통하여 상통된다.

상기 유량조정조(12) 일측에는 항상 일정한 량의 처리수가 폭기조로 이송될 수 있게 하는 계량장치(33)가 설치되어 있다.

유량조정조(12) 후방에는 제1접촉폭기조(13) 및 제2접촉폭기조(14)를 구성하되, 칸막이(20)(21)를 통하여 서로 구획되어 있다.

이때 칸막이(20)로 구획된 유량조정조(12)와 제1접촉폭기조(13)는 계량장치 (33)를 통하여 연결되고, 칸막이(21)로 구획된 제1접촉폭기조(13) 및 제2접촉폭기조(14)는 오수유입구(28)가 설치되어 있고, 각 접촉폭기조(13)(14) 내에는 공기공급장치(39)(40)와 고정상미생물담체(45)(46)가 각각 설치되어 있다.

상기 고정상미생물담체(45)(46)는 도 3에서와 같이 구성되어 있다.

즉 폴리프로필렌 재질로 통망(100)을 구성하되, 망(100)의 내부를 격판(103)으로 분리구성하여 일측에는 숯(102)을 충진하고, 타측에는 입자상의 활성탄(101)을 충전하여 오폐수의 처리가 효과적으로 이루어질 수 있게 구성한다.

또한 상기 고정상미생물담체(45)(46)는 호기성 미생물에 의한 접촉산화의 효과를 극대화하기 위하여 표면적 1.2㎡/m, 직경50mm의 규격으로 구성하되, 약10cm간격 종횡방향으로 충진되어 있다.

제2접촉폭기조(14) 후방에는 침전실(15)을 구성하되, 제2접촉폭기조(14)와는 칸막이(22)로 구획되어 있고, 상기 칸막이(22)에는 유입구(29)를 설치하여 상통하게 한다.

상기 침전실(15) 상부에는 부상부유물과 저부의 퇴적슬러지를 인발이송할 수 있게 구성된 에어리프트(Air Lift)장치(34)(35)가 각각 설치되어 있고, 또한 유입부에는 정류판(49)을 유출부에는 월유언(50)이 설치되어 있다.

침전실(15) 후방에는 최종폭기실(16)이 구성되면서 칸막이(23)로 구획되게 하되, 이송관(51)으로 연결되고, 상기 최종폭기실(16)에는 처리수의 폭기효과를 높이기 위하여 직경5cm전후인 원통형의 소통체(47)가 유동상으로 무질서하게 충진되어 있다.

최종폭기실(16) 후방에는 흡착여과처리를 하기 위한 흡착여과조(17)가 설치되면서 칸막이(24)로 구획되고, 유입구(30)를 통하여 상통하게 구성되어 있다.

또한 상기 흡착여과조(17)내에는 흡착여과를 주목적으로 하기 위한 고정흡착여과제(48)를 사각고정판(200)에 고정설치하고, 또한 고정흡착여과제(48)의 재생을 위한 공기공급관(42)을 설치하여, 오수의 흐름과 반대의 방향인 상방향으로 폭기되게 설치하였으며 상부에는 공기공급관(42)에 의하여 탈리된 슬러지를 제거하기 위한 슬러지 이송장치(43)를 설치하여 흡착여과조(17)의 사용을 연장토록 하였다.

흡착여과조(17) 후방에는 소독, 방류조(18)가 설치되면서 칸막이(25)로 구획되고, 동시에 유입구(31)를 통하여 서로 상통하게 구성한다.

상기 소독, 방류조(18) 내에는 소포장치(36)를 구성하였으며, 상부 일측에는 방류관(32)을 설치하여 처리된 처리수가 최종방류되게 하여서 된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명하면 아래와 같다.

즉 유입구(26)로 유입된 오폐수는 침전분리실(11)을 통과하게 되며, 이때 침전분리실(11)에 병렬로 설치된 분리판(37)(38)을 거치면서 앞쪽에 설치된 분리판(37)에서는 물보다 비중이 큰 부유물, 즉 침전성 고형물이 중력에 의해 가라앉게 된다.

고형물의 침강분리와 동시에 오수체류에 의한 혐기성 분해가 일어나지 않도록 하면서 오니부유물 상등수로 나뉘어지며, 상등수만 뒷쪽분리판(38)쪽으로 이동된다.

뒷쪽분리판(38)으로 이동한 오폐수는 다시 물보다 비중이 가벼운 유기물이 분리제거되게 한다.

즉 뒷쪽분리판(38)을 거치면서 부상분리에 의한 오폐수의 현탁성 부유물의 비중이 물보다 작은 유기물 특히 기름류와 계면활성제가 비중이 가벼워 표면에 떠오르므로 분리처리된다.

상기에서와 같이 침전분리실(11)에서 오,폐수가 물리적 1차 처리에 의한 침강, 부상분리를 거친후 유량조정조(12)로 자연유하식에 의해 유입된다.

유량조정조(12)로 유입된 피처리수는 종래의 소규모 오수처리시설 대부분이 접촉폭기조로 오,폐수를 유입시킬때 자연유하식 방법을 주로 사용하여 오,폐수가 유입되는 시간대에만 접촉폭기조로 오수가 유입되어, 유량변동 및 부하변동에 의하여 접촉폭기조 내의 호기성 미생물의 성장에 충격부하를 초래하였다.

그러나 본 발명에서는 오,폐수이송펌프인 에어리프트(Air Lift)를 이용한 계량장치(33)를 사용하여 오,폐수를 24시간 균등량이 지속적으로 접촉폭기조로 유입시켜 유량 및 부하변동을 최소화하도록 하였다.

계량장치(33)에 의해 접촉폭기조로 유입된 피처리수는 제1접촉폭기조(13)에서 호기성 미생물에 의한 산화분해를 시작하게 되며, 공기공급관(39)으로 분사되는 공기와 고정상미생물담체(45)의 충전층에 의하여 산소공급이 원활하여 미생물 생성에 최적의 조건을 형성한다.

이어서 제2접촉폭기조(14)내에서도 제1접촉폭기조(13)과 마찬가지로 폭기, 산화분해가 이루어진 후 침전실(15)내에 공급되어 2차처리가 이루어지게 된다.

2차처리된 피처리수는 침전실(15)의 유입부에 구성된 정류판(49)과 유출부에 구성된 월유언(50)에 의해 항상 등유속을 유지하게 된다.

또한 침전실(15)에 침전되는 슬러지와 부상되는 슬러지는 에어리프트를 통하여 주기적으로 청소하여 주므로서 침전실(15) 내에서 부패되는 것을 방지하게 된다.

침전실(15)를 지난 피처리수는 이송관(51)을 통하여 최종폭기실(16)로 유입되면서 유동상 소통체(47)내에 채워진 활성탄과 숯에 의해 유기물, 색도 및 냄새까지 흡착여과된다.

이때 숯과 활성탄이 채워진 소통체(47)는 최종폭기실(16) 내부를 순환하면서 오폐수와 빈번한 접촉을 유도하는데, 활성탄과 숯의 무수한 구멍은 모두 안팎으로 서로 통해있어 물과 공기가 통과하기 쉬우며 물이 공기와 접촉되는 면적이 넓어 그만큼 높은 처리효율을 기대할 수 있다.

최종폭기실(16)을 거친 피처리수는 흡착여과조(17)로 유입되어 흡착여과재 (48) 상부에서 하부로 접촉하면서 활성탄과 숯의 미세한 구멍을 통과하면서 흡착여과가 이루어지게 되므로 보다 탁월한 정화를 기대할 수 있게 된다.

활성탄과 숯의 미세구멍은 흡착과 여과를 하면서 무수한 표면적에 잉여미생물 및 유기물이 부착되는데, 흡착여과조 저부에 공기공급관(42)을 설치하여 물의 흐름반대방향인 아래쪽으로부터 윗쪽으로 공기를 분사시킴으로서 잉여미생물 및 유기물이 박리된다.

박리된 잉여미생물 및 유기물은 상부의 슬러지 이송장치(43)에 의하여 유량조정조(12)로 이송처리되도록 하여 활성탄과 숯의 재생 및 수명을 연장시킬 수 있다.

흡착여과조(17)를 통하여 고도처리된 처리수는 소독, 방류조(18)를 거쳐 자연유하식에 의한 배출구(32)를 통하여 방류되며 이때 방류되는 방류수는 화장실의 세정수, 수목의 살포수등으로 재활용이 가능하다.

이상과 같이 본 발명은 호기성 미생물에 의한 산화분해의 처리효율 극대화 및 활성탄과 숯을 조합한 흡착여과재의 흡착여과로 우수한 오폐수의 처리가 가능하며 부유물의 발생이 극도로 작고, 처리된 오폐수를 중수로로 활용가능하다.

또한 본 발명 오폐수의 처리장치는 유입구로 유입된 오폐수가 침전분리실, 유량조정조, 제1,2접촉폭기조, 침전실, 최종폭기실, 흡착여과조, 소독방류조의 순서로 구성되어 있고, 침전분리실에는 고형물이나 유분 및 계면활성제의 침강, 부상분리가 가능한 분리판이 있고, 제1,2폭기조에는 고정상미생물담체를 투입하고, 최종폭기조에는 유동상 미생물 담체인 소통체가 충진되어 있으며, 흡착여과조에는 숯과 활성탄을 조합한 흡착여과제를 두었으며, 흡착여과제 저부에는 공기공급장치를, 상부에는 이송장치를 구성하여 흡착여과제의 사용수명을 연장시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명은 유입되는 오폐수의 변동을 최소화할 수 있게 하고, 많은 량의 미생물 증식이 가능하며 산화분해력이 높아 오폐수를 효과적으로 정화시킬수 있으며 흡착여과에 의한 색도, 탁도, 냄새까지 처리할 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 오폐수처리장치를 구성함에 있어서, 유입구(26)가 구성된 침전분리실(11)과 유량조정조(12), 제1,2접촉폭기조(13)(14), 침전조(15), 최종폭기조(16), 흡착여과조(17) 및 배출구(32)가 형성된 소독, 방류조(18)를 차례로 구성하되, 상기 침전분리실(11) 내에는 직립상태로 구성된 분리판(37)(38)을 설치하고, 제1,2폭기조(13) (14)에는 고정상미생물담체(45)(46)를 충진하고, 최종폭기조(16)에는 유동상미생물담체와 같은 소통체(47)를 충진하고, 흡착여과조(17) 내에는 고정흡착여과제(48)를 설치하되, 흡착여과조(17)에 구성된 고정흡착여과제(48) 저부에는 물흐름반대방향인 하부에서 상부로 공기를 분사시킬 수 있는 공기공급관(42)를 구성하고, 상부에는 탈리된 슬러지를 유량조정조(12)로 반송하기 위한 슬러지 이송장치(43)를 설치하여서 됨을 특징으로 하는 오폐수의 정화장치.
2. 제1항에 있어서, 미생물담체(45)(46)는 폴리프로필렌 재질로 다공성 망(100)을 구성하되, 상기 망(100) 내부는 격판(103)으로 구획되게 한 다음, 일측에는 숯(102)을, 타측에는 입자상 활성탄(101)을 충진하여서 됨을 특징으로 하는 오폐수정화처리장치.
3. 제1항에 있어서, 흡착여과조(17) 내에 구성된 고정흡착여과제(48)는 미생물담체와 같은 구성의 소통체를 사각고정판(200)에 가지런하게 고정설치하여 사용케함을 특징으로 하는 오폐수정화처리장치.