KR20030028443A

KR20030028443A - 횡치원통형 frp 오수처리시설(=정화조)

Info

Publication number: KR20030028443A
Application number: KR1020020060348A
Authority: KR
Inventors: 배종호
Original assignee: 배종호
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2003-04-08
Also published as: KR100496257B1

Abstract

강화플라스틱(=FRP) 횡치원통형 오수처리시설(=정화조)은 그 전체크기에 엄중한 제한을 받는 관계로 최소크기에서 최대처리능력을 발휘하도록 합리적 내부 구획이 매우 중요하다.

현수미생물접촉재(=HBC) 접촉폭기방법을 주된 처리방법으로 하는 FRP횡치원통형정화조는 처리효율이 높고 관리가 간편하며 제작원가도 낮아 근래에 공장제작 정화조의 주류를 점하게 되었으나 내부공간을 잘 활용하지 못하는 경우가 많았다.

또 값싼 혐기성 접촉재의 발달로 탈질도 용이하게 되어 HBC방법과 최적의 결합이 요구되고 있다.

본 발명은 횡치원통형 정화조내에 내압성이 우수한 좁고 긴 땅콩형 직육면체 HBC실을 형성하고 이 HBC실과 정화조 본체사이에 저류실, 탈질시 및 후처리실을 배치하여 공관활용을 극대화하고 후처리실의 질산화 오수를 탈질실로 순환시켜 값싸고 간단하나 질소 및 BOD,SS 제거 기능이 완벽한 정화조를 제공하고저 하는 것이다. 또 필요하면 응집제를 주입하거나 철접촉재를 충전하여 인도 제거할수 있도록 하였다.

Description

횡치원통형 FRP 오수처리시설(=정화조){Horizontal column type aerobic septic tank}

근래에 급속히 보급되고 있는 공장 제작 FRP 정화조는 원톨형동을 2개의 할구형 경판으로 막아 접합한 횡치원통형이 거의 전부이다.

주된 처리방법은 접촉폭기방법인데 접촉재는 실타래 모양의 현수미생물접촉재(=HBC)가 대부분이다. HBC는 자체 부피는 작고 미생물 부착량은 많으면서 미생물이 환상으로 부착하므로 내부에서 혐기성 소화가 일어나도 오니가 탈리하지 낳고 잉여 오니 발생량이 매우 작아 고정접촉재로서는 이상적이며 가격도 점차 하락하며 다른 처리방법을 압도하고 있다.

그런데 지금까지 횡치원통형 FBP 정화조는 원통형동을 수개의 원판형 격판으로 막아 여러개의 원통북(DRUM)형 독립실을 형성하고 이 독립실을 저류실, HBC실, 침전실등으로 이용하였다.

이때 HBC실의 경우 HBC실은 HBC걸이에 수직으로 걸어야 하므로 전체적으로는 직육면체공간을 차지하는데 HBC실은 원통형이므로 직육면체를 제외한 공간은 낭비되고 말았다. 또 깔때기형 침전실을 원통형동 내부에 형성하는 것이 대부분 이어서 여기서도 많은 공간이 낭비 되었다. 또 저류실의 길이가 짧아 락스등의 독성물질이 단락류로 직접 HBC실에 유입하여 생물학적 처리가 저해되는 경우가 많았다.

실용신안등록 202222호와 같이 횡치원통형 동내부에 좁고 긴 평판 직육면체 HBC실을 형성하면 공간낭비는 피할수 있으나 내압성이 약하여 경제성이 부족하고 하자 위험이 크다. 또 근래에 방류수질 규제가 엄격하여 BOD, SS 뿐만 아니라 질소(N)등의 영양 염류도 제거할 필요가 절실하다.

본 발명의 공간낭비가 거의 없고 구조가 간단하며 감싸면서도 BOD, SS, N 제거 기능이 완벽한 정화조를 구성하는 것이 그 목적이다.

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도1은 본 발명의 전체 평면도

도2는 본 발명의 전체 측단면도

도3은 본 발명의 전체 정단면도

도4는 본 발명의 도1에서 HBC실 마구리외판이 1개인 경우의 평단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호설명〉

1. 정화조 본체

1A : 동

1B : 경판(2개)

2. 접촉폭기실(=HBC실)의 외판

2A : (2개) HBC실 파형외판(다수 블록 외판)

2B : (1∼2개) HBC실 마구리외판(단일 볼록 외판)

3. HBC실 내부 격판

3A : 제1내부 격판

3B : 제2내부 격판

3C : 제3내부 격판

4. 후처리실 격판

5. 저류실, 탈질실 격판

6. 기타 격판

7. HBC실

7A : 제1 HBC실

7B : 제2 HBC실

7C : 제3 HBC실

7D : 제4 HBC실

8. 저류실

9. 탈질실

10. 후처리실

11. 개구부

12. 이송 펌프관

13. 순환관

14. 맨홀

15. 유입관

16. 순환관

17. 공기관

원통형동(1A)의 양단을 할구형경판(IB)2개로 막은 횡치원통형 정화조의 본체(1)의 내부에 긴 HBC실 파형(다수볼록형) 외판(2A) 1 또는 2개의 HBC실 마구리 외판(2A)을 접합하여 전체적으로는 폭이 좁고 길이가 긴 땅콩형 직육면체 HBC실(7)을 형성한다.

HBC실(7)을 정화조 경판(1B)와 접합하지 않을경우 도(1A)와 같이 마구리 외판(2B)이 2개 된다.

HBC실(7)의 한쪽마구리 외판을 생략하고 정화조 경판(1B)에 직접 접합 할 경우 도(4)와 같이 되어 HBC실(7) 마구리 외판(2B)가 1개면 된다. 이 경우 HBC실(7)에 속하는 정화조 경판(1B)에는 HBC를 걸기 곤란하여 공간이 낭비되며 정화조 점검하자수리 순환관의 배치 등에는 다소 불리하다. 소형정화조의 경우 불가피한 경우도 있다.

HBC실(7) 외판(2)의 하부와 동(1A)의 하부만 접합하여도 HBC실(7)이 형성되나, HBC실(7) 외판(2)와 동(1A)의 상부도 접합하는 것이 정화조 동(1A)의 강도 구조면에서 크게 좋다.

파형외판(2A) 사이의 간격이 가장 좁은곳끼리 개구부(11)이 있는 수개의 HBC실(7) 내부격판(3)(3A,3B등)을 접합하여 HBC실(7)을 HBC1실(7A), HBC2실(7B)등 수개의 HBC실(7)로 분할한다.

HBC실(7) 내부 격판(3)은 단순히 HBC실(7)을 분할하는것만이 아니라 파형 HBC실(7) 외판(2A)를 지지하는 중요한 역할을 한다. HBC실(7) 외판(2A)을 평판으로 하지 않고 바깥쪽(=정화조 본체쪽)으로 볼록하게 하는 것은 HBC실(7)과 저류실(8) 탈질실(9)간에 수위차가 발생하더라도 HBC실(7) 외판(2)이 충분한 강도를 가져 파괴되지 않도록 하기 위함이다.

유량조정형 정화조는 항상 HBC실(7)과 후처리실(10)의 수위가 저류실(8) 탈질실(9)의 수위보다 높고 특히 최초담수시나 매년 청소시에 수위차가 매우 크게 되어 볼록한 HBC실(7) 외판(2A,2B)는 HBC실(7)의 수압을 지탱하는데 매우 중요하다.

정화조 상부에 홀을 채우고 콘크리트를 타설하면 정화조동(1A)은 상하로 수축변형이 되는데 정도가 심하면 파괴된다.

HBC실(7) 외판(2)과 정화조 동(1A)을 상부도 접합하면 HBC실(7) 외판(2)가 정화조동의 상부를 지탱하는데 HBC실(7) 외판(2)이 평판이면 쉽게 압축좌굴되나 파형이면 좌굴 강도가 크게 증가 하는 것이다.

이렇게 HBC실(7)을 형성하면 정화조는 HBC실(7)내부공간과 HBC실(7)과 정화조 본체 사이의 외부공간으로 구분된다.

이 외부공간의 이용방법은 여러 가지를 생각 할 수 있으나 2개의 후처리실 격판(4)을 사용하여(도 4의 경우 1개) 최종 HBC실(7)과 개구부(11)로 연통된 후처리실(10)을 형성하고 나머지 공간은 적당한 곳에 저류 탈질실 격판(5)을 써서 저류실(8) 탈질실(9)로 구분한다. 격판(5)가 반드시 필요한 것은 아니다.

탈질실(9)에는 적당한 값싼 접촉재를 충전한다. 격판(5)가 없어도 접촉재 충전부분은 탈질실(9) 충전하지 않은 부분은 저류실(8)의 역할을 한다.

저류탈질실 격판(5)이외에도 적당한 위치에 기타 격판(6)을 1개또는 수개를 써서 저류실(8) 또는 탈질실(9)를 적당히 분할하면 처리효율이 높아지며 특히 저류실(8)의 분할은 유분리 등의 효과가 크다. 그러나 격판의 수가 증가 할수록 제작원가가 증가한다.

후처리실(10)은 통상 침전실로 불리우나 적당한 접촉재를 쓰면 처리효율을 개선할수 있으므로 후처리실로 부르는 것이다.

HBC 처리수는 SS함량이 극히 낮아 각종 접촉재의 충전이 가능한 것이다.

특히 철접촉재를 쓰면 BOD, N을 동시에 제거하는 재 탈질효과와 더불어 인(P)을 제거하는 효과도 얻을수 있다. 인(P)은 최종 HBC실(7)에 소량의 금속염(명반,염철등)을 연속적으로 주입하여 제거 할수도 있다.

탈질실(9)에서 HBC1실(7A)실로의 오수 이송은 이송관(12)에 의하는데 그냥관으로 연결 할수도 있으나 이송관(12)의 끝을 HBC실(7) 상부로 연장하고 압축공기관(17)을 삽입하여 기포 펌프관으로 하면 HBC실(7)의 수위를 저류,탈질실(9)의 수위 보다 높게 유지함으로서 유량조정의 목적을 달성하고 HBC1실의 폭기도 겸할수 있다.

후처리실(10)의 오니 이송을 겸한 순환은 순환관(13)에 의하는데 순환관(13)은 후처리실(10)과 저류실(8)간의 수위차에 의해 자연순환 되도록 할수도 있고 압축공기관(17)을 써서 기포펌프를 형성하여 강제 순환 시킬수도 있다.

질소 규제가 엄하면 이송펌프관(12)과 연계한 자연순환방식이 질소 제거율을 높일수 있으나 질소 규제가 아주 엄하지는 않을 경우 야간에만 강제 순환 시키는 것이 간단하고 확실하다. 이 경우 순환관(13)에는 다수의 구멍을 뚫어 순환수와 저류실(8)의 원 오수가 잘 섞이게 하는 것이 중요하다.

순환관(13)의 입구는 후처리실(10)의 바닥에 위치하게 하여 오니를 흡출하게 하고 스컴 흡출 분기관은 후처리실(10)표면 가까이 위치하게 하여 부상 스컴을 흡출하게 한다. 스컴 흡출 분기관이 반드시 필요한 것은 아니다.

본 발명의 작동은 다음과 같다.

원 오수 유입관(15)를 통해 유입된 오수는 일차 오니를 저류실(8)에 남겨놓고 후처리실(10)에서 반송 순환되는 질산화수와 혼합되어 탈질실(9)로 들어간다.

원 오수의 유기물(BOD)과 순환 질산화수의 질산성질소(NO₃-N)는 탈질실 접촉재표면에 서식하는 탈질균의 작용으로 결합되어 질소는 대기중으로 방출되고(=탈질) 일부는 탈질균의 체세포로 합성된 다음 박리되어 탈질실(9)바닥에 저류된다.

탈질실(9)에는 탈질균 이외에 메탄균등 혐기성 미생물도 서식하여 바닥에 저류된 유기물과 탈질균을 소화함으로써 이들의 용량을 감소시킨다.

탈질실(9)의 오수는 이송펌프관(12)을 통해 HBC실(7)에 유입된다. 이송펌프관(12)은 수직관 다음 수평관이 접속되는 "ㄱ"형 보다 수평관 다음 수직관이 접속되는 "ㄴ"형 펌프관(12)의 출구를 HBC1실(7) 수중에 있게 하면 이송, 유량조정과폭기를 겸하며 공기관 고장시 자연이송도 가능하게 된다.

HBC실(7)에는 공지의 방법대로 실타래 모양의 HBC를 걸고 공기를 불어넣어 탈질실(9)에서 이송되어온 오수의 잔류 BOD를 철저히 제거하고 암모니아성 질소를 질산성질소(NO₃-N)로 산화시킨다.

최종 HBC실(7)의 오수는 하부의 개구부를 통해 후처리실(10)로 유입되어 일부는 순환관(13)을 통해 저류실(8)또는 탈질실(9)로 순환하고 일부는 그냥 또는 재 탈질작용을 받은후 최종 유출관(16)을 통해 유출된다.

본 발명의 횡치원통형 정화조는 그 내부공간을 100% 활용함과 동시에 그 구조가 매우 튼튼한 것이 결정적 특장이다.

내부공간을 100%활용하기 위한 기술은 실용신안등록 및 등록 유지 결정 202222호가 있었으나 내부 강도 구조가 취약한 것이 문제였다.

본 발명은 HBC실(7) 외판(2)을 적당히 볼록하게 하여 HBC실(7)의 내압에 견딤은 물론 동(1A)의 상부에서 작용하는 토압에도 충분히 대항 할 수 있게 한 것이다.

HBC실(7)을 볼록하게 함으로써 그 볼록한 부분이 낭비되는듯한 인상을 줄수 있으나 수평으로 볼록한 것은 HBC를 수직으로 거는데 지장이 없어 낭비가 아니다.

본 발명은 수직으로 볼록하여 HBC를 걸수 없던 동(1A)과 종래 HBC사이에서 낭비되던 공간을 저류실(8), 탈질실(9) 후처리실(10) 등으로 활용한 것이다. 저류실(8)이 좁고 길어 단락류에 의한 독성물질의 탈질실(9) HBC실(7) 침입이 없고 탈질실(9)이 좁고 길어 특별히 교반하지 않더라도 탈질접촉재와 오수의 접촉이 오수의 흐름만으로 충분히 이루어 진다.

본 발명에 의한 탈질은 값싼 탈질접촉재를 사용하면 사실상 추가비용이 없이 질소를 제거할 뿐 아니라 유기물과 부유물도 더욱 철저히 제거한다.

저류탈질실 격판(5)과 기타격판(6)의 개구부(11)는 격판 중단과 하단에 2개 설치하여 중단의 제구부는 유분리 기능을 담당하고 하단의 개구부는 정화조 청소시 오니 및 오수가 유통되게 하여 청소를 편리하게 한다.

"L"형 이송펌프관(12)은 이송,폭기,유량조정을 겸할 뿐 아니라 공기 공급이 중단되면 저류,탈질실(9)의 수위가 HBC실(7)보다 높아져 이송 작용은 계속되므로 매우 편리하다. 후처리실(10)에 적당한 접촉재를 충전하여 질소와 유기물 및 인까지 추가로 제거할수도 있다.

정화조 하자시 맨홀(14)를 통해 정화조 내부로 용이하게 출입하여 하자를 수리 할수 있는 것도 장점이다. 종래 HBC실 동이 파괴되면 HBC실 내부로 들어갈수 없어 매우 곤란하였다.

Claims

횡치원통형 정화조의 본체(1)의 내부에 2개의 HBC실 파형(=다수볼록형) 외판(2A)과 1∼2개의 HBC실 마구리외판(2B)를 접합하여 전체적으로는 좁고 긴 다수 볼록(=땅콩형) 직육면체 HBC실(7)을 형성하되, 파형 외판간 간격이 가장좁은 오목부끼리 개구부(11)가 있는 수개의 HBC실 내부 격판(3)(3A,3B등)을 접합하여 HBC실(7)을 수개의 HBC실(7A,7B등)로 분할한 횡치원통형정화조.