KR20030041369A

KR20030041369A - 액상 폐기물의 자원재생 처리장치 및 그 처리장치로부터생산되는 농축대사물질

Info

Publication number: KR20030041369A
Application number: KR1020010072125A
Authority: KR
Inventors: 심재도
Original assignee: 주식회사 앤바이오
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2003-05-27
Also published as: JP2005034675A; KR100432298B1

Abstract

본 발명의 목적은 액상폐기물을 자원재생이 가능하도록 무취 정화처리하여 최종산물인 미생물 활성 농축대사물질을 동물의 음용수 또는 식물의 액비로 사용할 수 있도록 함과 더불어, 조기 정화처리를 위하여 폭기조의 구조를 개선하여 제조와 처리비용이 적게 들면서 효율이 높은 액상폐기물의 자원재생 처리장치와 미생물 활성 농축대사물질을 제공함에 있다.

이에 본 발명은, 원폐수가 유입되는 저류조와, 상기 저류조 내의 오폐수에 함유되어 있는 비닐이나 플라스틱 등의 협잡물질을 걸러내기 위한 스크린조, 내부에 폭기부를 구비하여 스크린조를 거친 폐수가 체류되면서 고형물의 분리 및 폭기처리가 이루어지고 호기, 혐기 및 무산소 상태를 유지하여 질소와 인을 제거시키는 순환반응조, 상기 스크린조와 순환반응조 사이에 설치되어 일정량의 오폐수를 순환반응조로 투입시키기 위한 침전계량조, 내부에 폭기부를 구비하여 상기 순환반응조를 거친 처리수를 폭기처리하고, 폭기처리된 거품을 직전의 조로 되돌리도록 된 폭기조, 상기 폭기조를 거친 처리수를 침전 방류시키기 위한 방류조를 포함하는 액상폐기물의 자원재생 처리장치와 그로부터 얻어지는 농축대사물질을 제공한다.

Description

액상 폐기물의 자원재생 처리장치 및 그 처리장치로부터 생산되는 농축대사물질{Recovery Treatment Equipment of wastewater and concentrated metabolic materials thereof}

본 발명은 폭기조를 이용한 액상폐기물의 자원재생 처리장치와 그 농축대사물질에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 액상폐기물을 처리하여 액비를 제조할 수 있도록 된 액상폐기물의 자원재생 처리장치와 그 농축대사물질에 관한 것이다.

최근들어 음식물, 매립지의 침출수, 인분 및 축산배설물에 의한 환경오염은 큰 사회문제가 되고 있으며, 이에 대한 처리기술의 개발이 요원한 실정이다.

일반적으로 알려져 있는 축산 폐기물을 위시한 유기질 폐액의 정화 및 액비처리방법으로는 활성오니법을 비롯한 장기폭기법, 일본에서 들여온 BMW법, 접촉산화법 및 살수여상법 등 여러가지 방법이 있으며, 상기한 방법들은 호기성 미생물균을 증식 배양시켜 상기 미생물이 유기질을 분해시키는 처리방법으로서, 오,폐수 중에 유입되는 부유물을 1차 침전조에서 제거하고, 일정한 용존산소를 유지시켜 호기성 미생물을 배양 증식시키기 위한 폭기조를 비롯하여 2차 침전조 등을 필요로 함으로서, 상기 오,폐수 처리를 위한 구조물이 대형화되고 처리시간이 길며 처리 구조가 복잡하게 되는 단점이 있다.

또한, 미생물에 의한 오,폐수의 생물학적 처리방법에 있어서는, 미생물이 일정한 용적안에서 일정시간 경과되어야 배양 번식되고 배양번식된 미생물은 오,폐수 중에 용해되어 있는 유기물을 분해, 발효, 산화시키는 공정으로서 처리과정에서 생성되는 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄 등에 의해 악취가 심하게 발생되며, 질소, 인 등의 영양염류의 제거효율이 낮아 부영양화를 유발하는 등 많은 문제점이 있다.

이러한 문제점으로 인하여, 유기질 폐액 특히 축사 등에서 배출되는 축산배설물을 처리하기 위해서는 구덩이에 배설물을 투입하여 자연분해시키거나, 통상의 정화장치 등을 통해 정화시켜 하천 등에 방류시키거나, 톱밥 등을 투입하여 퇴비화하는 방법이 보편적으로 사용되어져 왔었다.

그러나, 구덩이에 의한 자연분해는 지하수 오염의 원인이 되고, 상기한 통상의 정화장치에 의해 오폐수를 정화시킨 정화수를 하천 등에 방류시키는 방법의 경우에는 방류수질까지의 정화에 장시간을 요하여 비효율적이고 정화장치의 관리소홀로 인해 미처리된 오폐수를 방류시키는 경우가 발생되었으며, 또한, 오폐수를 무단으로 방류하는 경우가 발생되는 등 오폐수처리로 인하여 축산농가의 업무를 가중시켜 왔었다.

특히, 액비제조용 BMW공법(일본특허 제2504364호)은 그 처리과정이 복잡하여 최종 생산품을 만드는데 150일이나 걸리며 처리장치의 비효율로 초기 공사비가 많이 투입되고 폭기방법의 비효율로 분뇨혼합보다는 뇨만을 처리하는 공정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 부영양화의 원인이 되는 질소와 인을 감소하여 액상 폐기물의 정화효율을 향상시키고 그 무취화한 처리수를 활성미생물과 영양물이 풍부한 액비로 제조할 수 있도록 된 액상 폐기물의 자원재생 처리장치와 그 농축대사물질을 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은, 폭기조의 구조를 개선하여 제조와 유지비용이 적게 들면서 정화효율을 높인 액상 폐기물의 자원재생 처리장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액상 폐기물 자원재생 처리장치를 도시한 개략적인 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 처리장치에서 폭기조를 도시한 일부 절개 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 처리장치를 도시한 개략적인 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 도 2의 A-A선 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 처리장치의 공기분산기를 도시한 개략적인 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 처리장치를 포함하는 액상폐기물의 자원재생 시스템을 도시한 개략적인 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 저류조 20 : 스크린조

21 : 스크린망 22 : 펌프

30 : 침전계량조 31 : 차단판

40 : 순환반응조 41 : 폭기관

42 : 유입공 43 : 산포공

44 : 거품투입관 45 : 유입관

46 : 되돌림관 47 : 가스배출관

48 : 슬러지배출관 50a,50b,50c,50d : 폭기조

60 : 방류조 61 : 유입부

62 : 배출부 63 : 격막

64 : 유통로 65 : 배출관

71 : 월류관 80 : 공기분산기

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유기질 폐액을 수용하는 폭기조와 순환반응조, 폭기조 내에 수직설치되고 하부에 유기질 폐액의 유입홀이 형성되어 내부로 유입되는 유기질폐액을 폭기처리하여 생성된 거품을 제거하기 위한 폭기관, 폭기관 상부에 설치되고 폭기관 하부로 연장되어 폭기관 하부에서 유기질 폐액을 폭기시키기 위한 공기분산기를 포함한다.

또한, 본 발명은 단일의 폭기조가 다수개 직렬 또는 병렬로 연결되어 액상폐기물을 처리할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 처리효율을 향상시키기 위하여 폭기조 내부에 미생물 부착용 접촉여재(또는 담체)를 충진시킨 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1과 도 3은 본 발명에 따른 처리장치를 도시한 개략적인 측면도와 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 처리장치에서 폭기조를 도시한 일부 절개 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 처리장치를 포함하는 액상 폐기물의 자원재생 시스템을 도시한 개략적인 도면이다.

상기한 도면에 의하면, 본 발명은 화장실이나 축산폐수, 공장폐수, 쓰레기 침출수 등의 원폐수가 유입되는 저류조(10)와, 저류조(10) 내의 오폐수에 함유되어 있는 비닐이나 플라스틱 등의 협잡물질을 걸러내기 위한 스크린조(20), 스크린조(20)를 거친 오폐수가 체류되면서 고형물의 분리 및 폭기처리가 이루어지고 호기, 혐기 및 무산소 상태를 유지하여 질소와 인을 제거시키는 순환반응조(40), 스크린조(20)와 순환반응조(40) 사이에 설치되어 순환반응조(40)로 투입되는 오폐수를 계량하기 위한 침전계량조(30), 상기 순환반응조(40)를 거친 1차처리수를 폭기처리하기 위한 폭기조(50a,50b,50c,50d) 및, 폭기조를 거친 처리수를 침전 방류시키기 위한 방류조(60)를 포함하여 이루어진다.

상기 스크린조(20)는 내부에 스크린망(21)이 구비되며, 스크린망(22)은 이물질의 분리와 더불어 원폐수에 포함된 분뇨 등의 고형물을 스크린의 메쉬크기에 맞춰 잘게 부숴주는 역할을 수행하게 된다.

상기 침전계량조(30)는 내부에 차단판(31)이 지그재그식으로 수직설치되어 순환반응조(40)로 투입되는 오폐수의 유입량을 일정하게 유지시키며, 스크린조(20)의 연결관을 통해 유출되는 오폐수가 차단판(31)에 부딪혀 일단 감속되어 일정유속으로 순환반응조(40)에 투입될 수 있도록 되어 있다. 그리고 저류조(10)와는 바이패스관으로 연결되어 순환반응조(40) 투입 분량 이외의 오폐수는 저류조(10)로 다시 돌려보내는 구조로 되어 있다.

상기 순환반응조(40)는 침전계량조(30)와 연결되어 침전계량조(30)로부터 배출되는 오폐수가 상부를 통해 유입되고, 질소와 인의 효율적 제거를 위하여 호기, 혐기 및 무산소 상태를 유지할 수 있는 일정두께의 슬러지층을 두었으며, 하부 일측에는 침적된 잉여 슬러지를 배출처리하기 위한 에어리프트장치(도시되지 않음)가 설치된다.

본 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 탱크(70)에 설치되는 데, 탱크(70) 내부에는 격벽이 수직설치되어 각 조를 구분시키게 되며, 각 격벽에는 월류관(71)이 설치되어 오폐수를 다음 조로 이동시키게 되고, 침전계량조(30)를 시점으로 오폐수의 흐름을 따라 순환반응조(40), 제1폭기조(50a), 제2폭기조(50b), 제3폭기조(50c), 제4폭기조(50d) 및, 방류조(60)가 차례로 설치된다.

물론, 폭기조(50a,50b,50c,50d)의 설치개수에 관하여 유기질 폐액의 성상에 따라 본 실시예보다 적거나 더욱 많은 폭기조가 설치될 수 있으며, 폭기조가 많으면 많을수록 오폐수의 정화율이 높아지고 처리수의 질이 높아지겠지만 경제성 등으로 바람직하게는 2~5기, 더욱 바람직하게는 4기로써 액비로 사용할 수 있을 정도의충분한 활성 미생물과 식물에 필요한 영양소를 갖는 처리수를 얻을 수 있다.

여기서 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 폭기조는 내부에 액상 폐기물을 분해시키는 미생물이 담지되는 접촉 여재(51)가 장입된 구조로 되어 있다.

접촉 여재(51)의 설치는 폭기조 내부에 직접 채워넣을 수 있으며, 이와 달리 접촉 여재(51)가 채워진 별도의 격자구조의 함체(도시되지 않음)를 폭기조 내부 일정 위치에 설치할 수 있다.

또한, 상기 순환반응조(40)와 폭기조(50a,50b,50c,50d) 내부에는 오폐수를 폭기처리하기 위한 폭기부가 설치된다.

먼저, 순환반응조(40)에 설치된 폭기부부터 살펴보면, 상기 폭기부는 순환반응조(40) 내부에 수직설치되고 하단에는 측면을 따라 오폐수가 유입되는 유입공(42)이 형성된 폭기관(41)과, 폭기관(41) 저면에 설치되어 폭기관 내부로 공기를 분산시켜 거품을 발생시키기 위한 공기분산기(80), 폭기관(41) 상단 외주면을 따라 형성되어 폭기된 피처리액을 순환반응조(40) 내로 산포환원시키기 위한 산포공(43), 폭기관(41) 상단에 연결설치되고 외측으로 연장되어 순환반응조(40)에서 발생된 거품을 순환반응조(40)로 재투입시키기 위한 거품투입관(44)을 포함한다.

여기서 상기 유입공(42)의 형성위치는 순환반응조(40)의 바닥면에서 일정간격 이격되어 형성되는 데, 이는 순환반응조(40) 바닥에 슬러지층이 일정두께로 침전되어 있기 때문으로, 상기 유입공(42)이 슬러지층 위로 노출되므로 오폐수의 원활한 유입이 가능하다.

고형물에 의해 일정두께로 형성되는 슬러지층은 호기, 혐기 및 무산소 상태를 유지하면서 질소와 인을 효율적으로 제거하게 된다.

상기 공기분산기(80)는 에어를 기포로 분산시키기 위한 것으로, 폭기관(41) 상부를 통해 폭기관(41) 하부로 투입되는 에어공급관(81)과 연결설치되고, 에어공급관(81)은 에어를 발생시키기 위한 송풍기(82)와 연결된다.

이에 따라 공기분산기(80)의 설치구조를 단순화시킬 수 있게 되는 데, 에어공급관(81)이 개방되어 있는 각 조의 상부공간을 통해 하향설치됨으로써 순환반응조(40)나 각 침전조(50)의 저면을 통해 에어공급관이 관통설치되는 종래구조와 비교하여 에어공급관과 각 조와의 설치공정이나 기밀유지수단이 필요없게 된다.

한편, 본 발명은 상기 유입공(42)을 통해 오폐수가 폭기관(41)으로 유입되면서 순환반응조(40) 내에서 회전류를 일으키도록 되으며, 이를 위해 폭기관(41) 측면에 형성되는 다수개의 유입공(42)에 각각 오폐수 유입관(45)을 연결설치하고, 상기 유입관(45)의 끝단이 수평면에 대해 시계 또는 반시계방향으로 직각절곡된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이 폭기관(41)의 외주면을 따라 모두 4개의 유입공(42)을 90도 간격으로 형성하고, 각 유입공(42)에는 위에서 언급한 바와 같이 직각절곡되거나 원호형태로 만곡형성된 유입관(45)을 시계 또는 반시계방향으로 배치하여 연결설치한다.

따라서 오폐수가 유입관(45)을 통해 폭기관(41) 내부로 유입되는 과정에서 순환반응조(40) 내부에는 유입관(45)의 입구쪽을 향하는 회전류가 발생되며, 이 회전류에 의해 폭기처리되는 오폐수의 유입이 가속되고, 슬러지의 유입이 원활하게되어 폭기효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 폭기조(50a,50b,50c,50d)에 설치되는 폭기부를 살펴보면 순환반응조(40)에 설치되는 폭기부와 동일한 구조로 되어 있으며, 단지 도 1에 도시된 바와 같이 폭기관(41)에 형성되는 유입공(42)과 유입공(42)에 설치되는 유입관(45)이 폭기조(50a,50b,50c,50d) 저면에 근접하여 위치하고 있다는 것과, 폭기관(41) 상부에는 해당 폭기조 직전의 폭기조나 순환반응조 상부로 연장되는 되돌림관(46)이 설치되어 폭기된 거품을 바로 직전의 조로 송출하는 구조가 다를 뿐이다.

한편, 제1폭기조(50a)에서 제4폭기조(50b)로 진행할수록 처리수 내의 오염물질 양은 점점 줄어들게 되며, 이에 따라 오염물질 처리량을 제4폭기조에서 제1폭기조로 갈수록 늘릴 필요성이 있다.

이를 위해 본 발명의 처리장치는 상기 각 폭기조(50a,50b,50c,50d)의 되돌림관(46)은 폭기조 저면으로부터의 높이가 상대적으로 상이하며, 오폐수의 이동라인을 따라 단계별로 높아지는 구조를 이룬다.

즉, 제1폭기조(50a)의 폭기관에 설치된 되돌림관(46)의 높이보다 제2폭기조(50b)의 폭기관에 설치된 되돌림관의 높이가 더 높으며, 제2폭기조(50b)의 폭기관에 설치된 되돌림관의 높이보다는 제3폭기조(50c)의 폭기관에 설치된 되돌림관의 높이가 더 높고, 이런식으로 되돌림관의 높이는 상승되어 마지막 제4폭기조(50d)의 폭기관에 설치된 되돌림관의 높이가 가장 높은 구조로 되어 있다.

이와같이 되돌림관(46)의 높이차를 둠으로써 각 폭기조(50a,50b,50c,50d)에서 폭기처리되어 되돌림관(46)을 통해 직전의 조로 배출되는 데 소요되는 시간이 되돌림관의 높이만큼 달라지게 되고(되돌림관의 높이가 낮으면 처리시간은 빨라지게 된다), 이러한 처리시간의 차이는 오염물질 처리의 효율성을 향상시키는 결과를 가져온다. 이에 대해서는 후술한다.

또한, 각 폭기관(41)은 상단에 별도의 가스배출관(47)에 연결설치되어 오폐수 폭기시 발생되는 가스를 배출시키도록 되어 있다.

여기서 본 장치는 공기분산기(80)로 연결되는 에어공급관(81)이 상기 가스배출관(47) 내부를 통하여 설치되는 구조를 취함으로써, 가스배출관(47)이 에어공급관(81)의 지지체 역할을 수행하도록 하여 에어공급관(81)의 장착력을 높이고 이에 따라 에어공급관(81) 하단에 장착되는 공기분산기(80) 또한 별도의 지지구조 없이도 지지강성을 확보할 수 있게 된다.

그리고, 각 폭기부에 설치되는 공기분산기(80)는 폭기관(41)을 통해 수직하향설치되는 에어공급관(81) 끝에 연결설치되어 공기를 분산시키기 위한 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이 중앙에 홀이 형성되어 에어공급관(81)이 끼워지도록 된 포러스블럭(83)으로 이루어져, 에어공급관(81) 하단에 형성된 홀(84)을 통해 토출되는 공기가 포러스블럭(83)의 미세기공을 통해 폭기관(41) 내로 분산되면서 오폐수를 폭기시키도록 되어 있다.

포러스블럭(83)은 상단과 하단에 밀착되는 플레이트(85)와 에어공급관(81)에 형성된 수나사에 체결되어 상단 플레이트(85)를 가압하는 너트(86)에 의해 조여져 에어공급관(81)에 연결된다.

상기 방류조(60)는 폭기조(50) 상부에 연결된 월류관(71)을 통해 최종 배출수를 공급받아 방류처리하기 위한 것으로, 방류조(60) 내부는 중앙에 격막(63)이 설치되어 처리수 유입부(61)와 처리수 배출부(62)로 이분되며, 격막(63) 하단은 처리수가 유통될 수 있도록 방류조(60) 저면과 일정 간격의 유통로(64)를 이루는 한편, 방류조의 배출부(62)측 상단에는 최종 처리된 액비를 배출시키기 위한 배출관(65)이 설치된 구조로 되어 있다.

따라서 폭기조(50)에서 최종 처리된 처리수는 격막(63)에 의해 구분된 방류조의 유입부(61)로 유입되어 저면의 유통로(64)를 통해서만 배출부(62)로 나가게 되므로 월류관(71)을 통해 유입된 처리수가 바로 방류조(60)에서 배출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 순환반응조(40) 또는 각 폭기조(50)에 설치되는 폭기관(41)의 설치개수에 관해서는 한 개만을 설치하는 구조 이외에 수조의 크기나 원폐수 유입량, 처리시간 등을 복합적으로 고려하여 두 개나 그 이상 설치하는 구조도 가능하다. 도 6은 상기 순환반응조와 각 폭기조에 두 개의 폭기관이 각각 설치되어 있음을 예시하고 있다.

이와같이 폭기관의 개수를 늘려 각 조 내에 적절한 위치에 배치하는 경우, 오염물질 제거효율을 높일 수 있음은 당연하다 할 것이다.

이하 본 고안의 일실시예에 따른 처리장치의 작용에 대해 설명한다.

본 발명의 처리장치는 분뇨, 축산폐수, 쓰레기침출수 등의 유기질 폐액을 침전계량조(30)로부터 순환반응조(40)로 받아 각 폭기조(50)로 진행시키는 과정에서순환반응조(40)와 각 폭기조(50a,50b,50c,50d)에 설치된 폭기관(41)에서 폭기하여 생성된 유기물을 포함하는 거품을 해당 조의 바로 직전 조로 되돌려 순환처리함으로써, 호기성 상태에서 생물처리의 분해속도를 증가시키기 때문에 폭기조(50)내의 현탁성 오수 중에 존재하는 고형 유기물을 될 수 있는 한 조기에 연속으로 자동적으로 제거하여 용존산소율이 높은 액비를 최종 제조할 수 있게 된다.

저류조(10)로 모아진 원폐수는 원폐수공급관을 통해 스크린조(20) 상부로 유입되며, 스크린조(20)에 설치된 스크린망(21)을 통과하면서 거칠고 큰 찌꺼기, 강물이나 오폐수에 포함되어 있는 폐비닐 등의 협잡물질이 일차로 걸러지게 되고, 스크린망의 메쉬크기만큼 잘게 부서지게 된다.

스크린망(21)을 통과한 오폐수는 펌프(22)의 작동에 따라 송출관을 통해 침전계량조(30)로 보내지게 되고, 상기 침전계량조(30)는 일정량의 오폐수를 순환반응조(40)로 투입시키게 되며, 나머지는 바이패스관을 통해 다시 저류조(10)로 돌려보내게 된다.

이와같이 오폐수는 순환반응조(40) 상부로 유입되어 순환반응조(40) 내부에 일정 수면 높이로 채워지게 되고, 오폐수에 포함되어 있는 슬러지는 순환반응조(40) 저면에 천천히 가라앉게 되는 데, 침전되는 슬러지는 에어리프트 펌프(도시되지 않음)의 작동에 따라 순환반응조(40) 하부에 설치된 슬러지배출관(48)을 통해 별도의 슬러지농축조(도시되지 않음)로 배출처리된다.

그리고, 순환반응조(40) 내의 오폐수는 폭기관(41) 하단에 위치하고 있는 공기분산기(80)의 에어레이션에 의해 폭기관(41) 하단에 형성되어 있는 유입공(42)을통해 폭기관(41) 내부로 유입되어 폭기된다.

즉, 송풍기(82)를 구동하게 되면, 에어공급관(81)으로 에어가 공급되고, 에어공급관(81) 하단에 연결되어 있는 공기분산기(80)를 통해 공기가 폭기관(41) 저면에서 분산되게 된다.

따라서 공기는 공기분산기(80)의 포러스블럭에 형성된 구멍을 통해 분산되어 나옴으로서 폭기관(41) 내부에는 미세한 기포가 발생하여 상승하게 되고, 미세 기포 표면에는 오폐수의 유기질 오염물이 부착돼 있다.

이와같이 폭기에 의해 생성된 거품은 그 표면에 유기질 오물이 부착되며, 이 거품은 폭기관(41)의 상단으로 올라가 폭기관(41) 상단에 설치된 거품투입관(44)을 통해 순환반응조(40)의 수면위로 재투입된다. 이때 거품의 일부는 폭기관(41) 상부에 형성된 산포공(43)을 통해 빠져나와 순환반응조(40)로 산포환원된다.

여기서, 상기 폭기관(41)의 유입공(42)에 설치된 유입관(45)에 의해 오폐수는 순환반응조(40) 내에서 일방향으로 회전하게 되는 데, 그 이유는 유입공(42)이 폭기관(41)의 접선에 대해 수직으로 배치되어 있음에 비해, 유입관(45)의 입구는 폭기관(41)의 접선방향을 향하기 때문으로, 오폐수가 폭기관(41)의 접선방향으로 진입해 들어감으로써 순환반응조(40) 내의 오폐수는 유입관(45)의 입구쪽을 향하는 회전류가 발생되는 것이다.

따라서 이 회전류에 의해 폭기처리되는 오폐수의 유입이 가속되고, 슬러지의 유입이 원활하게 된다.

한편, 순환반응조(40)의 상등수는 격벽에 설치된 월류관을 통해제1폭기조(50a)로 보내지게 되며, 제1폭기조(50a)에 설치된 폭기관(41) 내에서 다시 폭기처리된다.

제1폭기조(50a)의 폭기관(41) 내에서 폭기되어 폭기관(41) 상부로 올라온 거품은 폭기관(41) 상부에 설치된 되돌림관(46)을 따라 바로 직전의 순환반응조(40)로 다시 공급된다.

그리고, 제2폭기조(50b)와 제3폭기조(50c) 및 제4폭기조(50d) 또한 제1폭기조(50a)와 마찬가지 과정을 거쳐 오폐수를 폭기처리하게 되며 각 조의 폭기관(41) 상부에 설치된 되돌림관(46)을 통해 바로 직전의 폭기조(50)로 폭기처리된 오폐수를 순환시키게 된다.

또한, 오폐수 폭기시 발생되는 가스는 폭기관(41)과 상부에서 연결된 가스배출관(47)을 통해 빠져나가게 된다.

여기서 제1폭기조(50a)의 폭기관에 설치된 되돌림관(46)의 높이가 다른 되돌림관에 비해 낮기 때문에 보다 짧은 시간내에 제1폭기조(50a) 내의 오염물질이 부착된 처리수를 순환반응조(40)로 보낼 수 있게 되고, 제1폭기조(50a)에서 다른 폭기조(50b,50c,50d)에 비해 상대적으로 많은 오염물질을 처리할 수 있게 되는 것이다.

따라서 다른 폭기조(50b,50c,50d)로 유입되는 처리수의 오염물질 함유량에 비해 제1폭기조(50a)내의 처리수에 많은 오염물질이 포함되어 있으나, 위에서와 같이 처리량도 상대적으로 늘어남에 따라 원활한 처리가 이루어질 수 있게 된다.

이러한 작용은 제2폭기조(50b), 제3폭기조(50c) 및 제4폭기조(50d)에서도 동일하게 진행되는 데, 즉 되돌림관(46)의 높이차이만큼의 처리시간이 늘어나게 되어 해당 조로 넘어온 처리수에 포함되어 있는 오염물질의 양에 맞춰 처리작업이 이루어져 폭기효율을 최대화시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 과정에서 폭기조(50a,50b,50c,50d) 내에서는 오폐수 폭기처리와 동시에 호기성미생물에 의한 분해작용이 이루어지게 된다.

접촉 여재(51)에 부착된 미생물은 처리수에 포함되어 있는 피처리물 중 일부를 섭취하여 새로운 세포를 형성하고, 일부는 미생물의 활동을 위한 에너지로 소모된다. 또한, 기타의 생분해성 물질은 미생물의 체외 세포 분비물에 의해 보다 섭취가 용이한 저분자로 가수분해되며 유기질소나 유기성 인 또한 암모늄 이온이나 용해성 인으로 가수분해된다.

이러한 과정을 따라 제4폭기조(50d)를 거친 최종 처리수는 상부 월류관(71)을 통해 방류조(60)의 처리수 유입부(61)로 보내지게 되고, 격막(63) 하부의 유통로(64)를 통해 처리수 배출부(62)로 유입되어 처리수배출부쪽에 설치된 배출관(65)을 통해 배출된다.

이렇게 배출관(65)을 통해 나오는 최종 처리수는 농축대사물질로서 다단계의 폭기조(50)를 거치면서 표 1에 도시된 바와 같이 충분한 용존산소를 얻게 되어 고도의 액비로 유용하다.

용존산소율 비교

유입수	순환반응조	1차폭기조	3차폭기조	최종처리수
2.8	8.2	8.9	9.1	9.5
2.2	8.1	8.9	9.4	9.8
2.7	8.7	9.3	9.6	10.1
2.6	9.1	10.0	10.4	10.6
3.2	9.8	10.4	10.8	11.0
2.0	8.1	8.8	9.4	9.7
2.3	8.8	9.5	9.9	10.3
1.4	8.6	9.4	9.7	10.0
2.5	8.3	9.3	9.8	10.1
2.6	8.7	9.3	9.6	10.2
1.8	8.6	9.2	9.8	10.2
4.4	9.1	9.6	10.0	10.7
4.8	9.4	9.8	9.9	10.7
5.1	9.5	9.7	10.2	10.7
4.0	9.2	9.4	9.8	10.4
3.3	8.7	9.6	9.7	10.3
4.6	8.8	9.3	9.7	10.2
4.7	8.9	9.6	10.2	10.5
4.2	8.7	9.3	10.1	10.4
2.7	8.1	9.9	10.0	10.1
4.2	7.4	8.1	10.4	10.6
2.1	6.5	7.9	8.1	9.3
4.5	6.1	7.9	8.7	9.2
4.1	6.5	7.5	8.2	9.2
4.1	7.0	8.1	8.5	9.2
3.8	7.2	8.3	8.7	9.3

상기 표 1에 나타난 것과 같이, 유입수의 용존산소율이 순환반응조(40)와 각 폭기조를 거치면서 높아지는 것을 확인할 있으며, 최종 처리수인 농축대사물질의 용존산소율은 9 mg/ℓ이상인 것을 알 수 있다.

원액과 농축대사물질의 비료성분 및 수질검사 비교 결과 (단위: mg/ℓ)

성분	K	Ca	Mg	Fe	Cl^-	Mn	Zn	Cu	BOD	COD	SS	T-N	T-P
원액	329.2	24.1	9.85	0.463	217.2	0.082	불검출	불검출	2000	1100	1000	1300	58
농축대사물질	219.5	23.72	6.26	0.209	156.3	0.014	불검출	불검출	15.3	87.1	16.5	130.3	8.9

성분	NH₃-N	NO₂-N	NO₃-N	전기전도도(㎛mhos/cm)	SO₄ ^2-	일반세균(cfu/ml)	살모넬라(/250ml)	대장균군(cfu/ml)	방선균(cfu/ml)
원액	1228	0.02	0.4	3.2	87.5	5,700,000	불검출	10⁸	0
농축대사물질	113.71	13.8	1.927	1945	72.7	1,300,000	불검출	불검출	560,000

상기 표 2에서 확인할 수 있듯이 원액에는 비료성분은 충분하나 다른 오염물질이 존재하며 본 발명의 처리장치를 거쳐 최종적으로 배출되는 농축대사물질은 처리수질의 상태가 양호함과 함께 식물에 필요한 영양소가 고르게 분포되어 있어 연작장해나 화학비료에 의한 토양의 산성화를 방지할 수 있다. 또한, 호기성 처리과정으로 인하여 미생물이 활성화하여 항균작용과 항충작용을 하는 방선균이 다량 포함되어 있어 식물재배에 있어서 농약을 사용하지 않고 그 효력을 발휘할 수 있는 장점이 있으며, 동물의 음용수로 첨가할 경우 호기성 미생물의 활성으로 질병에 강한 효과가 있다.

본 발명은 이상과 같이 효율적인 액상폐기물의 처리 및 자원재생장치를 제공하는 것을 알 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 액상폐기물의 자원재생 처리장치에의하면, 식물필수영양소가 다량 함유된 농축대사물질의 고효율 액비를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 폭기효율을 극대화시켜 미처리되는 오염물질의 양을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 공기분산기의 공기 공급구조를 개선하여 공기분산기의 설치나 교체, 정비시 소요되는 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 오폐수를 순환반응조 내에서 회전시킴에 따라 폭기처리되는 오폐수의 양을 증대시키고 슬러지의 유입을 가속시켜 많은 양의 오폐수를 적은 용량으로도 처리할 수 있게 된다.

Claims

원폐수가 유입되는 저류조와,

상기 저류조 내의 오폐수에 함유되어 있는 비닐이나 플라스틱 등의 협잡물질을 걸러내기 위한 스크린조,

바닥에 호기, 혐기 및 무산소 상태를 유지할 수 있는 일정두께의 슬러지층이 침적되며, 하부 일측에는 침적된 잉여 슬러지를 배출처리하기 위한 에어리프트장치가 설치되고, 내부에는 수직설치되고 하단에는 측면을 따라 오폐수가 유입되는 유입공이 형성된 폭기관과, 폭기관 저면에 설치되어 폭기관 내부로 공기를 분산시켜 거품을 발생시키기 위한 공기분산기, 폭기관 상단 외주면을 따라 형성되어 폭기된 피처리액을 순환반응조 내로 산포환원시키기 위한 산포공, 폭기관 상단에 연결설치되고 외측으로 연장되어 폭기조에서 발생된 거품을 순환반응조로 재투입시키기 위한 거품투입관, 폭기관 상부를 통해 폭기조 하부로 투입되어 공기분산기에 연결되는 에어공급관 및, 에어공급관에 연결설치되는 송풍기를 포함하는 폭기부를 구비하여 스크린조를 거친 오폐수가 체류되면서 고형물의 분리 및 폭기처리가 이루어지고 호기, 혐기 및 무산소 상태를 유지하여 질소와 인을 제거시키기 위한 순환반응조,

상기 스크린조와 순환반응조 사이에 설치되어 일정량의 오폐수를 순환반응조로 투입시키기 위한 침전계량조,

내부에 폭기부를 구비하여 상기 순환반응조를 거친 처리수를 폭기처리하고, 폭기처리된 거품을 직전의 조로 되돌리도록 된 폭기조,

상기 폭기조를 거친 처리수를 침전 방류시키기 위한 방류조

를 포함하는 액상폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 폭기조가 적어도 둘 이상 구비되어 직렬로 연결설치된 것을 특징으로 하는 액상폐기물 자원재생 처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 폭기조에 설치되는 폭기부는 폭기조 내부에 수직설치되고 하단에는 측면을 따라 오폐수가 유입되는 유입공이 형성된 폭기관과, 폭기관 저면에 설치되어 폭기관 내부로 공기를 분산시켜 거품을 발생시키기 위한 공기분산기, 폭기관 상단 외주면을 따라 형성되어 폭기된 피처리액을 폭기조 내로 산포환원시키기 위한 산포공, 폭기관 상단에 연결설치되고 직전 단계의 조로 연장되어 폭기조에서 발생된 거품을 순환반응조 또는 직전의 폭기조로 되돌리기 위한 되돌림관, 폭기관 상부를 통해 폭기조 하부로 투입되어 공기분산기에 연결되는 에어공급관 및, 에어공급관에 연결설치되는 송풍기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상폐기물 자원재생 처리장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 폭기관은 외주면을 따라 다수의 유입공이 형성되며, 각 유입공에는 끝단이 직각절곡된 유입관이 시계 또는 반시계방향으로 배열되어 수평설치되어, 오폐수에 회전류를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는 액상폐기물의 자원재생 처리장치.
제 4 항에 있어서, 상기 유입관은 원호형태로 만곡형성된 것을 특징으로 하는 액상폐기물의 자원재생 처리장치.
제 3 항에 있어서, 상기 되돌림관은 처리수의 이동을 따라 각 폭기조 저면으로부터의 높이가 단계별로 높이지도록 된 것을 특징으로 하는 액상폐기물의 자원재생 처리장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 폭기관이 각 조에 2개 이상씩 설치된 것을 특징으로 하는 액생폐기물 자원재생 처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 폭기조 내부에 미생물 부착용 접촉여재가 더욱 장입된 것을 특징으로 하는 액상 폐기물의 자원재생 처리장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 액상폐기물 자원재생 처리장치의 방류조를 거쳐 방류되는 농축대사물질.