KR20030082857A

KR20030082857A - 미생물 접촉산화법을 이용한 오폐수 처리방법 및 장치

Info

Publication number: KR20030082857A
Application number: KR1020020021360A
Authority: KR
Inventors: 이구섭
Original assignee: (주)한일이에스티
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-10-23
Also published as: KR100456346B1

Abstract

본 발명은 오ㆍ폐수 처리방법 및 장치에 관한 것으로서, 종래의 접촉산화법을 개선하여 유기물과 인 및 질소와 같은 영양염류의 제거효율을 극대화시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리장치에 있어서, 중계펌프장이나 집수정에 집수된 오ㆍ폐수를 유입하는 오ㆍ폐수유입관(11)이 형성된 유량조정조(10)와; 상단으로 상기 유량조정조(10)와 연결된 오ㆍ폐수이송관(211)이 형성되고, 하부에는 공기를 분출하여 유입된 오ㆍ폐수를 포기시키는 산기관(212)이 형성된 제1포기부(21)와, 상기 제1포기부(21)와 격벽(23)에 의해 분리되고, 격벽(23)의 하부에 포기된 오ㆍ폐수가 유입되는 유입공(231)이 형성되고, 유입된 오ㆍ폐수를 미생물에 의해 처리하기 위한 접촉재(221)가 형성된 제1접촉부(22)를 갖는 제1포기조(20)와; 상부에 상기 제1접촉부(22)에서 처리된 처리수가 유입되는 통과공(311)이 형성되고, 하부에 상기 통과공(311)을 통해 유입된 처리수를 포기시키는 산기관(312)이 형성된 제2포기부(31)와, 상기 제2포기부(31)와 격벽(33)에 의해 분리되고, 격벽(33)의 하부에는 포기된 처리수가 유입되는 유입공(331)이 형성되고, 유입된 처리수를 미생물에 의해 처리하기 위한 접촉재(321)가 형성된 제2접촉부(32)를 갖는 제2포기조(30)와; 상기 제2접촉부(32)와 연결된 처리수이송관(41)을 통해 이송된 처리수를 체류시켜 슬러지를 침강시키고, 상징수를 외부로 배출하는 배출관(42)을갖는 침전조(40); 및 상기 침전조(40)에서 침전된 슬러지를 인발하는 슬러지인발관(51)이 형성되고, 인발된 슬러지를 저류하여 농축후 별도의 슬러지농축조로 이송하는 슬러지저류조(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리장치를 제공한다.

또한 본 발명은 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리방법에 있어서, 중계펌프장이나 집수정에 집수된 오ㆍ폐수를 유량조정조(10)로 이송하는 유입단계(S1)와; 상기 유량조정조(10)의 오ㆍ폐수를 제1포기부(21)로 이송하여 과잉 포기시켜 유기물과 질소화합물을 산화시키는 1차포기단계(S2)와; 상기 1차포기시킨 오ㆍ폐수를 격벽(23)에 의해 분리된 제1접촉부(22)로 이송하여 접촉재(221)에 고정된 미생물에 의해 오ㆍ폐수 내에 함유되어 있는 유기물 제거 및 탈질을 유도하는 1차처리단계(S3)와; 상기 1차 처리된 처리수를 제2포기부(31)로 이송하여 포기시켜 처리수내에 잔존하는 유기물과 질소화합물을 산화시키는 2차포기단계(S4)와; 상기 2차포기한 처리수를 격벽(33)에 의해 분리된 제2접촉부(32)로 이송하여 접촉재(321)에 고정된 미생물에 의해 처리수 내에 함유되어 있는 잔여 유기물 제거 및 탈질을 유도하는 2차처리단계(S5)와; 상기 2차처리된 처리수를 침전조(40)로 이송한 후 체류시켜 슬러지를 침강시키고, 상징수를 외부로 배출하고, 침전된 슬러지는 인발하여 슬러지저류조(50)로 이송하는 배출단계(S6)를 포함함을 특징으로 하는 미생물 접촉산화법을 이용한 오폐수 처리방법을 제공한다.

Description

미생물 접촉산화법을 이용한 오폐수 처리방법 및 장치{The sewage and waste water treatment method and it's plant by microorganism contact oxidation}

본 발명은 오ㆍ폐수 처리방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 생활 오수나 산업 폐수를 처리하기 위한 방법 중 하나인 미생물 접촉산화법을 개선하여 오ㆍ폐수의 처리효율을 극대화시킬 수 있도록 한 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리방법 및 장치에 관한 것이다.

근래에 들어 산업의 급속한 발달과 인구증가로 인하여 수질오염이 매우 심각해지고 있는데, 상기 수질오염의 주범으로는 오ㆍ폐수 내에 함유되어 있는 유기물을 포함하여 질소 및 인과 같은 영양염류를 들 수 있다. 특히, 하천이나 호수에 영양염류의 유입량이 크게 증가되면서 상수원이 급속하게 오염되고 있으며, 그에 따라 오ㆍ폐수 내에 존재하는 영양염류의 처리기술 개발과 배출규제 강화 등이 요구되고 있다.

오ㆍ폐수 내에 존재하는 유기물과 질소 및 인과 같은 영양염류의 처리방법으로는 물리적 처리방법과 생물학적 처리방법 및 화학적 처리방법이 알려져 있으며, 현재 대부분 생물학적 처리방법을 이용하여 오ㆍ폐수를 처리하고 있다.

상기 생물학적 처리방법에는 미생물이 존재하는 슬러지를 이용하여 오ㆍ폐수를 처리하는 활성슬러지법이 있으며, 상기 활성슬러지법은 통상적으로 유입된 오ㆍ폐수를 포기조로 이송하여 포기(aeration)시킨 후 침전조로 이송하여 침전시키되, 침전된 슬러지는 포기조로 반송시키고 상징수는 방류하는 방법으로서는 유기물이 많은 오ㆍ폐수처리에 적합하다.

그러나, 활성슬러지법은 부하변동에 따른 대처가 어렵고, 유기 오ㆍ폐수 내에 질소 및 인의 함량이 높을 경우 질소 및 인제거 효율이 저조한 문제점을 가지고 있다.

그에 따라 상기 활성슬러지법을 개량한 접촉산화법이 공지되어 있는바, 상기 접촉산화법은 포기조 내에 미생물이 고정된 접촉재를 넣어 포기시킴으로서 오ㆍ폐수를 처리하는 방법이다.

도 1에 종래 일반적으로 사용되는 접촉산화법에 의한 오ㆍ폐수 처리장치의 개략도를 나타내었으며, 도시된 도면에서 보는 바와 같이 종래 오ㆍ폐수 처리장치는 통상의 중계펌프장이나 집수정에 집수된 오ㆍ폐수를 유입하는 오ㆍ폐수유입관(111)이 형성된 유량조정조(110)와; 상기 유량조정조(110)와 연결된 오ㆍ폐수이송관(121)이 형성되고, 하단에는 외부의 블로아에서 공급되는 공기를 분출하여 유입된 오ㆍ폐수를 포기시키는 산기관(122)이 형성되고, 오ㆍ폐수와 접촉되는 미생물이 고착된 접촉재(123)를 갖는 포기조(120)와; 상기 포기조(120)와 연결된 처리수이송관(131)이 형성되고, 처리수이송관(131)을 통해 이송된 처리수를 체류시켜 슬러지를 침강시키고, 상징수를 외부로 배출하는 배출관(132)을 갖는 침전조(130); 및 상기 침전조(130)에서 침전된 슬러지를 인발하는 슬러지인발관(141)이 형성되고, 인발된 슬러지의 일부를 상기 포기조(120)로 반송시키는 슬러지반송관(142)이 형성되고, 잔량의 슬러지는 슬러지농축조로 이송하여 폐기하는 슬러지저류조(140)를 포함한다.

이와 같은 구성을 갖는 오ㆍ폐수 처리장치를 이용한 오ㆍ폐수 처리방법은 중계펌프장이나 집수정에 집수된 오ㆍ폐수를 오ㆍ폐수유입관(111)을 통해 유량조정조(110)로 이송하는 유입단계와; 상기 유량조정조(110)의 오ㆍ폐수를 오ㆍ폐수이송관(121)을 통해 접촉재(123)가 내장된 포기조(120)로 이송시킨 후 포기시킴과 동시에 접촉재(123)에 부착된 미생물에 의해 정화처리시키는 포기단계와; 포기된 처리수를 침전조(130)로 이송하여 처리수에 함유되어 있는 슬러지를 침전시키는 침전단계와; 침전된 슬러지의 일부는 슬러지반송관(142)을 통해 포기조(120)로 반송하고, 일부는 슬러지저류조(140)로 이송하여 폐기시키고, 정화처리된 상징수는 배출관(132)을 통해 배출하는 배출단계로 구성된다.

상기 포기단계를 위한 포기조(120)는 도시된 바와 같이 하단부에 산기관(122)이 형성되어 있으며, 상부에는 미생물이 고정된 접촉재(123)가 형성된다. 상기 산기관(122)에는 외부의 블로아를 통해 연속적으로 공기가 공급되어 포기조(120)내에서 포기가 일어나게 된다. 포기가 이루어지면 오ㆍ폐수는 접촉재(123)에 고착된 미생물과 접촉하게 되고, 오ㆍ폐수 내에 함유되어 있는 유기물은 산화되게 된다.

포기조(120) 내부에 형성되는 미생물이 고정된 접촉재(123)로는 하니컴(honey com)이나 다공성 세라믹볼, HBC를 주로 사용하고 있으며, 근래에는 접촉면적이 높아 처리효율이 높은 HBC 접촉재를 주로 사용하고 있다.

이러한 오ㆍ페수 처리방법은 포기조(120) 내에 형성된 접촉재(123)에 고착된 미생물의 증식으로 인하여 포기조(120) 내의 미생물량이 많아지므로 처리효율이 기존 활성슬러지방법에 비하여 향상될 뿐만 아니라 접촉재(123)를 이용함으로서 잉여 슬러지량이 적어짐으로서 슬러지 처리에 의한 비용절감을 볼 수 있다.

그러나 상기한 오ㆍ폐수 처리방법에 있어서, 포기에 의해 접촉재(123) 전체에 미세기포가 공급됨에 따라 미생물이 접촉재(123)에서 탈리되는 현상이 발생하여 극대화된 영양염류의 처리효율을 얻을 수 없으며, 질소 및 인의 제거효율이 매우 낮다는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 접촉산화법을 개선하여 유기물과 인 및 질소와 같은 영양염류의 제거효율을 극대화시킬 수 있도록 한 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 미생물 접촉산화법에 의한 오폐수 처리장치의 개략도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오폐수 처리장치의 개략도.

도 3은 도2에 도시한 포기조의 확대도.

도 4는 본 발명에 따른 오폐수 처리과정을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유량조정조

11 : 오폐수유입관

20 : 제1포기조

21 : 제1포기부 211 : 오폐수이송관 212 : 산기관

22 : 제1접촉부 221 : 접촉재 23 : 격벽

231 : 유입공 24 : 슬러지이송펌프 241 : 슬러지이송관

30 : 제2포기조

31 : 제2포기부 311 : 통과공 312 : 산기관

32 : 제2접촉부 321 : 접촉재 33 : 격벽

331 : 유입공 34 : 슬러지반송펌프 341 : 슬러지반송관

40 : 침전조

41 : 처리수이송관 42 : 배출관 43 : 중앙관

44 : 여과층 45 : 스크래퍼

50 : 슬러지저류조

51 : 슬러지인발관

S1 : 유입단계 S2 : 1차포기단계 S3 : 1차처리단계

S4 : 2차포기단계 S5 : 2차처리단계 S6 : 배출단계

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리방법에 있어서,

중계펌프장이나 집수정에 집수된 오ㆍ폐수를 유량조정조로 이송하는 유입단계와;

상기 유량조정조의 오ㆍ폐수를 제1포기부로 이송하여 과잉 포기시켜 유기물과 질소화합물을 산화시키는 1차포기단계와;

상기 1차포기시킨 오ㆍ폐수를 격벽에 의해 분리된 제1접촉부로 이송하여 접촉재에 고정된 미생물에 의해 오ㆍ폐수 내에 함유되어 있는 유기물 제거 및 탈질을 유도하는 1차처리단계와;

상기 1차 처리된 처리수를 제2포기부로 이송하여 포기시켜 처리수내에 잔존하는 유기물과 질소화합물을 산화시키는 2차포기단계와;

상기 2차포기한 처리수를 격벽에 의해 분리된 제2접촉부로 이송하여 접촉재에 고정된 미생물에 의해 처리수 내에 함유되어 있는 잔여 유기물 제거 및 탈질을 유도하는 2차처리단계와;

상기 2차처리된 처리수를 침전조로 이송한 후 체류시켜 슬러지를 침강시키고, 상징수를 외부로 배출하고, 침전된 슬러지는 인발하여 슬러지 저류조로 이송하는 배출단계를 포함함을 특징으로 하는 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리방법을 제공한다.

또한 상기한 오ㆍ폐수 처리방법을 보다 효과적으로 달성하기 위하여 본 발명은 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리장치에 있어서,

중계펌프장이나 집수정에 집수된 오ㆍ폐수를 유입하는 오ㆍ폐수유입관이 형성된 유량조정조와;

상단으로 상기 유량조정조와 연결된 오ㆍ폐수이송관이 형성되고, 하부에는 공기를 분출하여 유입된 오ㆍ폐수를 포기시키는 산기관이 형성된 제1포기부와, 상기 제1포기부와 격벽에 의해 분리되고, 격벽의 하부에 포기된 오ㆍ폐수가 유입되는 유입공이 형성되고, 유입된 오ㆍ폐수를 미생물에 의해 처리하기 위한 접촉재가 형성된 제1접촉부를 갖는 제1포기조와;

상부에 상기 제1접촉부에서 처리된 처리수가 유입되는 통과공이 형성되고, 하부에 상기 통과공을 통해 유입된 처리수를 포기시키는 산기관이 형성된 제2포기부와, 상기 제2포기부와 격벽에 의해 분리되고, 격벽의 하부에는 포기된 처리수가 유입되는 유입공이 형성되고, 유입된 처리수를 미생물에 의해 처리하기 위한 접촉재가 형성된 제2접촉부를 갖는 제2포기조와;

상기 제2접촉부와 연결된 처리수이송관을 통해 이송된 처리수를 체류시켜 슬러지를 침강시키고, 상징수를 외부로 배출하는 배출관을 갖는 침전조; 및

상기 침전조에서 침전된 슬러지를 인발하는 슬러지 인발관이 형성되고, 인발된 슬러지를 저류하여 농축후 별도의 슬러지농축조로 이송하는 슬러지저류조를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리장치를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리방법 및 처리장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오ㆍ폐수 처리장치의 개략도이고, 도3은 도2에 도시한 포기조의 확대도로서, 도시된 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 정화처리장치는: 중계펌프장이나 집수정에 집수된 오ㆍ폐수를 유입하는 유량조정조(10)와; 상기 유량조정조(10)로부터 유입된 오ㆍ폐수를 포기시키는 제1포기부(21)와, 상기 제1포기부(21)에서 포기된 오폐수를 접촉재(221)에 고정된 미생물에 의해 처리하는 제1접촉부(22)를 갖는 제1포기조(20)와; 상기 제1접촉부(22)에서 처리된 처리수를 포기시키는 제2포기부(31)와, 상기 제2포기부(31)에서 포기된 오ㆍ폐수를 접촉재(321)에 고정된 미생물에 의해 처리하는 제2접촉부(32)를 갖는 제2포기조(30)와; 상기 제2접촉부(32)에서 처리된 처리수를 체류시켜 슬러지를 침강시키고, 상징수를 외부로 배출하는 침전조(40); 및 상기 침전조(40)에서 침전된 슬러지를 인발하여 저류하는 슬러지저류조(50)를 포함한다.

먼저 유량조정조(10)는 도면에 도시하지는 않았으나 통상의 중계펌프장이나 집수정에서 집수한 오ㆍ폐수가 오ㆍ폐수유입관(11)을 통해 유입되는 곳으로서, 오ㆍ폐수의 유량변동을 제어하기 위하여 설치된다. 오ㆍ폐수는 통상의 스크린(도면에 도시하지 않음)을 통해 스크리닝한 후 유량조정조(10)로 유입하는 것이 좋다.

유량조정조(10)로 유입된 오ㆍ폐수는 제1포기조(20)로 이송되는데, 본 발명에 따른 제1포기조(20)는 제1포기부(21)와 제1접촉부(22)가 격벽(23)에 의해 분리된 형태를 갖는다.

제1포기부(21)에는 일측 상단에 유량조정조(10)와 연결된오ㆍ폐수이송관(211)이 형성되고, 하부에는 공기를 분출하여 유입된 오ㆍ폐수를 포기시키는 산기관(212)이 형성된다. 상기 제1포기부(21)에서 오ㆍ폐수를 포기시키면 제1포기부(21)내에서 부유성장하는 활성슬러지와 오ㆍ폐수가 혼합되게 되는데, 이 혼합 과정을 통해 오ㆍ폐수 내에 함유되어 있는 유기물이 분해되고, 질소화합물의 질산화되게 된다.

또, 제1접촉부(22)에는 상기 제1포기부(21)와 분리하기 위해 형성된 격벽(23)의 하부에 제1포기부(21)에서 포기된 오ㆍ폐수가 유입될 수 있는 유입공(231)이 형성되고, 유입된 오ㆍ폐수를 미생물에 의해 처리하기 위한 접촉재(221)가 형성된다. 상기 접촉재(221)에 고정된 미생물은 제1포기부(21)에서 포기된 오ㆍ폐수에 존재하는 용존산소만을 이용하여 유기물을 제거하고 탈질을 유도한다.

본 발명에서는 제1포기부(21)에서 포기된 오폐수가 자연스럽게 제1접촉부(22)로 유입될 수 있도록 격벽(23)의 하부에 유입공(231)을 형성하였다. 또한 제1포기조를 제1포기부와 제1접촉부로 구분하여 제1포기부에서만 포기를 실시하고 제1접촉부(22)에서는 포기를 실시하지 않음으로서 종래 포기에 의한 미생물의 탈리현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 탈질을 유도하여 질소제거효율을 높일 수 있도록 하였다.

이때, 제1접촉부(22)에서는 포기를 실시하지 않음으로 그 하부에는 부유물질과 활성슬러지 및 부유성 미생물 플록의 자연스런 침전이 일어나게 되며, 침전물은 제1포기조(20) 하단에 적체되게 된다.

따라서 제1포기조(20) 하단에는 적체된 슬러지의 일부를 슬러지저류조(50)로 배출하기 위한 슬러지이송펌프(24)와 슬러지이송관(241)을 더 구비하도록 하는 것이 바람직하다.

제1접촉부(22)에서 처리된 처리수는 제2포기조(30)로 이송되는데, 본 발명에 따른 제2포기조(30)는 제1포기조(20)와 유사한 제2포기부(31)와 제2접촉부(32)가 격벽(33)에 의해 분리된 형태를 갖는다.

이때, 제2포기조(30)는 제1포기조(20)에서 처리한 처리수에 잔존하는 유기물과 질소 등의 제거를 유도하여 오ㆍ폐수 내에 함유되어 있는 영양염류의 처리효율을 극대화시킬 수 있도록 하기 위해 형성한 것이다.

상기 제2포기부(31)에는 상부에 제1접촉부(22)에서 처리된 처리수가 유입되는 통과공(311)이 형성되고, 하부에 상기 통과공(311)을 통해 유입된 처리수를 포기시키는 산기관(312)이 형성된다. 이때, 제2포기부(31)로 유입된 처리수를 포기시키면 제2포기부(31)내에서 부유성장하는 활성슬러지와 처리수가 혼합되게 되고, 이 과정에서 처리수 내에 잔존하는 유기물이 분해되고, 질소화합물의 질산화되게 된다.

또, 제2접촉부(32)에는 제2포기부(31)와 분리하기 위해 형성된 격벽(33)의 하부에 제2포기부(31)에서 포기된 처리수가 유입될 수 있는 유입공(331)이 형성되고, 유입된 처리수를 미생물에 의해 처리하기 위한 접촉부(321)가 형성된다. 상기 접촉재(321)에 고정된 미생물은 제2포기부(31)에서 포기된 오ㆍ폐수에 존재하는 용존산소만을 이용하여 처리수 내에 잔존하는 잔량의 유기물을 제거하고, 탈질을 유도하게 된다.

이때, 제2접촉부(32)에서도 제1접촉부(22)와 마찬가지로 포기를 실시하지 않음에 따라 하부에 부유물질과 활성슬러지 및 부유성 미생물 플록의 자연스런 침전이 일어나게 되며, 침전물은 제2포기조(30) 하단에 적체되게 된다.

따라서, 제2포기조(30) 하단에는 적체된 슬러지를 제1포기부(21)로 반송하기 위한 슬러지반송펌프(34)와 슬러지반송관(341)을 더 구비하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1포기조(20) 및 제2포기조(30)에 형성된 접촉재(221,321)로는 통상의 것을 다양하게 적용할 수 있으나 본 발명에서는 그 처리효율이 높은 HBC 접촉재를 사용하였다.

제2접촉부(32)에서 처리된 처리수는 처리수이송관(41)을 통해 침전조(40)로 이송되는데, 상기 침전조(40)는 이송된 처리수를 체류시켜 슬러지를 침강시키고, 상징수를 외부로 배출하는 배출관(42)을 갖는다.

본 발명에서는 인의 제거효율을 높일 목적으로 침전조(40)에 처리수를 이송받는 중앙관(43)과, 상기 중앙관(43) 주연으로 인흡착제가 내장된 여과층(44)을 더 형성하였다. 중앙관(43)으로 이송된 처리수는 하부로 밀려나와 여과층(44)을 상향류로 자연통과하게 되는데, 이 과정에서 처리수에 함유되어 있는 슬러지가 침강되며, 처리수에 함유되어 있는 인이 여과층(44)을 통과하는 과정에서 흡착 제거되게 된다.

이와 같이 함으로서 인흡착제에 의한 인의 제거효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 여과층(44)에 의한 여과기능을 병행하게 됨으로서 정화처리 효율을 높일 수 있게 된다. 상기 여과층(44)으로는 통상의 여과층을 사용하여 형성할 수 있다.

또한 본 발명에서는 침전조(40)의 바닥면에 침전된 슬러지를 긁어모아 슬러지인발관(51)을 통해 인발시키기 위한 슬러지 스크래퍼(45)가 설치되는데, 본 발명에서는 일반적으로 사용되는 중앙 구동형 슬러지 스크래퍼(45)를 설치하였다.

상기 스크래퍼(45)는 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진자라면 용이하게 설치할 수 있으므로 상세한 구조와 작동관계에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기 침전조(40)에서 침전된 슬러지는 슬러지저류조(50)로 이송되는 데, 상기 슬러지저류조(50)는 침전된 슬러지를 인발하는 슬러지인발관(51)이 형성되고, 인발된 슬러지를 저류하여 농축후 별도의 슬러지농축조(도면에 도시하지 않음)로 이송하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 오ㆍ폐수 처리장치는 종래의 접촉산화법에 의한 오ㆍ폐수 처리장치를 개선하여 포기조를 제1포기조(20)와 제2포기조(30)로 나누어 형성함으로서 오ㆍ폐수 내에 함유되어 있는 유기물이나 질소 및 인과 같은 영양염류의 제거효율이 극대화될 수 있도록 하였다.

특히, 각각의 포기조(20,30)는 포기부(21,31)와 접촉부(22,32)로 분획하여 포기부(21,31)에서만 오ㆍ폐수를 포기시키고, 접촉부(22,32)에서는 오ㆍ폐수를 포기시키지 않음으로서, 종래 포기에 의한 접촉재로부터의 미생물 탈리현상을 방지함과 동시에 질소화합물의 질산화과정과 탈질 과정이 효율적으로 일어날 수 있어 오ㆍ폐수 처리효율을 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 포기조(20,30)는 포기부(21,31)에서 부유성장 미생물을 이용하여 오ㆍ폐수를 처리함과 동시에 접촉부(22,32)에서 고착된 미생물을 이용하여 오ㆍ폐수를 처리할 수 있도록 함으로서, 미생물 관리가 용이하며 오ㆍ폐수의 부하변동에 유연하게 대처할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 종래의 오ㆍ폐수 처리장치에서 사용되는 침전조(40)를 개선하여 처리수를 이송받는 중앙관(43)과, 상기 중앙관(43) 주연으로 인흡착제가 내장된 여과층(44))을 더 포함하도록 함으로서 인의 제거효율을 극대화시킬 수 있도록 하였다.

위와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 오ㆍ폐수 처리장치를 이용한 오ㆍ폐수 처리방법을 보다 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 오ㆍ폐수 처리과정을 나타낸 도면으로서, 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 본 발명에 따른 오ㆍ폐수 처리방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 먼저 중계펌프장이나 집수정에 집수된 오ㆍ폐수를 유량조정조(10)로 이송하는 유입단계(S1)를 거치게 된다. 이때, 오ㆍ폐수를 유량조정조(10)로 이송하는 과정에서 통상의 방법으로 스크린(도면에 도시하지 않음)을 이용하여 스크리닝한 후 오ㆍ폐수를 이송하는 것이 바람직하다.

이와 같이 유량조정조(10)로 유입된 오ㆍ폐수는 제1포기조(20)의 제1포기부(21)로 이송되게 된다. 즉, 상기 유량조정조(10)의 오ㆍ폐수를 제1포기부(21)로 이송하여 포기시켜 유기물과 질소화합물을 산화시키는 1차포기단계(S2)를 거치게 된다.

이 1차포기단계(S2)에서 오ㆍ폐수는 제1포기부(21)내에 함유되어 있는 활성슬러지와 혼합되게 되며, 오ㆍ페수 내에 함유되어 있는 유기물은 활성슬러지에 의해 분해되고, 암모니아 등의 질소화합물은 질산화균에 의하여 아질산염을 거쳐 질산성질소로 산화되게 된다.

이때, 상기 제1포기부(21)는 단위용적당 부하량을 최대화시키기 위하여 활성슬러지의 농도를 약 2000∼4000mg/ℓ로 유지시키는 것이 바람직하며, 이는 통상의 활성슬러지 계측기(SM)를 설치하여 필요량 이상으로 활성슬러지의 농도가 증가되면 슬러지의 일부를 슬러지이송펌프(24)와 슬러지이송관(241)을 이용하여 슬러지저류조(50)로 배출시킨다.

상기 1차포기시킨 오ㆍ폐수는 격벽(23)에 의해 분리된 제1접촉부(22)로 이송하여 접촉재(221)에 고정된 미생물에 의해 오ㆍ폐수 내에 함유되어 있는 유기물 제거 및 탈질을 유도하는 1차처리단계(S2)를 거치게 된다.

이 1차처리단계(S2)에서는 미생물이 유기물을 분해 할 때 산소대신 상기 1차포기단계(S1)에서 산화된 질산화물을 사용하면서 질산염이 질소 가스로 변화되어 탈질이 이루어지게 된다.

이때, 본 발명에서는 접촉재(221)에 직접적인 포기를 실시하지 않으므로 종래 포기에 의한 미생물의 탈리현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 탈질을 유도하여 질소제거효율을 높일 수 있게 된다.

상기 1차 처리된 처리수는 제2포기부(31)로 이송하여 포기시켜 처리수내에잔존하는 유기물과 질소화합물을 산화시키는 2차포기단계(S4)를 거치게 된다. 이 단계에서는 제2포기부(31)내에 함유되어 있는 활성슬러지에 의해 처리수 내에 함유되어 있는 잔량의 유기물이 분해되고, 잔량의 질소화합물이 질산화 된다.

상기 2차포기된 처리수는 격벽(33)에 의해 분리된 제2접촉부(32)로 이송하여 접촉재(321)에 고정된 미생물에 의해 처리수 내에 함유되어 있는 잔여 유기물 제거 및 탈질을 유도하는 2차처리단계(S5)를 거치게 된다. 이 2차처리단계(S5)에서 접촉재(321)에 고정된 미생물은 제2포기부(31)에서 포기된 오폐수에 존재하는 용존산소만을 이용하여 처리수 내에 잔존하는 잔량의 유기물을 제거하고, 탈질을 유도하게 된다.

이때, 상기 제2접촉부(32)에서는 포기를 실시하지 않음으로 하부에 부유물질과 활성슬러지 및 부유성 미생물 플록의 자연스런 침전이 일어나게 되며, 침전물은 제2포기조(30) 하단에 적체되게 된다. 이렇게 적체된 슬러지는 슬러지반송펌프(34)와 슬러지반송관(341)을 이용하여 제1포기부(21)로 반송한다.

상기 2차처리된 처리수는 침전조(40)로 이송한 후 체류시켜 슬러지를 침강시키고, 상징수를 외부로 배출하고, 침전된 슬러지는 인발하여 슬러지저류조(50)로 이송하는 배출단계(S6)를 거치게 된다.

본 발명에 따르면 처리수를 체류시키는 과정에서 처리수가 중앙관(43)으로 이송된 후 중앙관(43) 주연으로 인흡착제가 내장된 여과층(44))을 상향류로 자연통과 될 수 있도록 하여 인흡착제의 의한 인의 제거효율이 극대화될 수 있도록 하였다.

이때, 상기 배출단계(S6)에서 상징수는 배출관(42)을 통해 그대로 하천에 방류될 수도 있으나, 별도의 처리과정(화학적 또는 물리적처리과정)을 더 거친 후 방류될 수도 있다. 이는 본 발명에 따른 오ㆍ폐수 장치를 설치하는 과정에서 상황에 따라 적절히 대처하여 설치한다.

침강된 슬러지는 슬러지인발관(51)을 통해 슬러지저류조(50)로 이송하며, 상기 슬러지저류조(50)로 이송된 슬러지는 농축후 별도의 슬러지농축조(도면에 도시하지 않음)로 이송하여 폐기하게 된다.

본 발명에 따른 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리장치의 오ㆍ폐수 처리효율을 확인하기 위하여 도 1에 도시한 종래의 미생물 접촉산화법에 의한 오ㆍ폐수 처리장치와 도 2에 도시된 본 발명에 따른 오ㆍ폐수 처리장치에 BOD 200mg/ℓ, 부유물질(SS) 160mg/ℓ, 총질소(T-N) 70mg/ℓ, 총인(T-P) 8mg/ℓ의 농도를 갖는 오ㆍ폐수를 통과시켜 처리한 후 처리수의 BOD, 부유물질, 총질소, 총인 농도를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	종래의 오폐수 처리장치	본 발명에 의한 오폐수 처리장치
구분	BOD(mg/ℓ)	SS(mg/ℓ)	T-N(mg/ℓ)	T-P(mg/ℓ)	BOD(mg/ℓ)	SS(mg/ℓ)	T-N(mg/ℓ)	T-P(mg/ℓ)
유입수	100.7	107.6	32.1	3.5	100.7	107.0	32.1	3.5
처리수	15.0	15.0	15.0	2.0	6.8	6.0	7.8	1.0
처리효율	85.1	86.0	51.9	42.9	93.2	94.4	75.0	71.4

상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 오ㆍ폐수 처리장치의 경우 종래 오ㆍ폐수 처리장치에 비하여 처리효율이 크게 향상된 것을 확인 할 수 있으며, 특히 질소와 인의 제거효율이 크게 증진된 것을 확인할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 종래의 접촉산화법을 개선하여 유기물과 인 및 질소와 같은 영양염류의 제거효율을 극대화시킬 수 있도록 한 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리방법 및 장치를 제공하는 유용한 발명이다.

Claims

미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리장치에 있어서,

중계펌프장이나 집수정에 집수된 오ㆍ폐수를 유입하는 오ㆍ폐수유입관(11)이 형성된 유량조정조(10)와;

상단으로 상기 유량조정조(10)와 연결된 오ㆍ폐수이송관(211)이 형성되고, 하부에는 공기를 분출하여 유입된 오ㆍ폐수를 포기시키는 산기관(212)이 형성된 제1포기부(21)와, 상기 제1포기부(21)와 격벽(23)에 의해 분리되고, 격벽(23)의 하부에 포기된 오ㆍ폐수가 유입되는 유입공(231)이 형성되고, 유입된 오ㆍ폐수를 미생물에 의해 처리하기 위한 접촉재(221)가 형성된 제1접촉부(22)를 갖는 제1포기조(20)와;

상부에 상기 제1접촉부(22)에서 처리된 처리수가 유입되는 통과공(311)이 형성되고, 하부에 상기 통과공(311)을 통해 유입된 처리수를 포기시키는 산기관(312)이 형성된 제2포기부(31)와, 상기 제2포기부(31)와 격벽(33)에 의해 분리되고, 격벽(33)의 하부에는 포기된 처리수가 유입되는 유입공(331)이 형성되고, 유입된 처리수를 미생물에 의해 처리하기 위한 접촉재(321)가 형성된 제2접촉부(32)를 갖는 제2포기조(30)와;

상기 제2접촉부(32)와 연결된 처리수이송관(41)을 통해 이송된 처리수를 체류시켜 슬러지를 침강시키고, 상징수를 외부로 배출하는 배출관(42)을 갖는 침전조(40); 및

상기 침전조(40)에서 침전된 슬러지를 인발하는 슬러지인발관(51)이 형성되고, 인발된 슬러지를 저류하여 농축후 별도의 슬러지농축조로 이송하는 슬러지저류조(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제2포기조(30)에는 하부에 침전된 슬러지를 제1포기부(21)로 반송하기 위한 슬러지반송펌프(34)와 슬러지반송관(341)이 형성되고, 제1포기조(20)에는 하부에 침전된 슬러지의 일부를 슬러지저류조(50)로 이송하기 위한 슬러지이송펌프(24)와 슬러지이송관(241)이 형성됨을 특징으로 하는 미생물 접촉산화법에 의한 오ㆍ폐수 처리장치
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 침전조(40)가: 제2접촉부(32)로부터 처리된 처리수를 처리수이송관(41)을 통해 이송받는 중앙관(43)과, 상기 중앙관(43) 주연으로 인흡착제가 내장된 여과층(44)을 더 포함하되, 중앙관(43)에서 이송된 처리수가 여과층(44)을 상향류로 통과되도록 한 것을 특징으로 하는 미생물 접촉산화법에 의한 오ㆍ폐수 처리장치.
청구항 3에 있어서, 상기 제1접촉부(22) 및 제2접촉부(32)의 접촉재(221,321)가 HBC임을 특징으로 하는 미생물 접촉산화법에 의한 오ㆍ폐수 처리장치.
미생물 접촉산화법을 이용한 오ㆍ폐수 처리방법에 있어서,

중계펌프장이나 집수정에 집수된 오ㆍ폐수를 유량조정조(10)로 이송하는 유입단계(S1)와;

상기 유량조정조(10)의 오ㆍ폐수를 제1포기부(21)로 이송하여 과잉 포기시켜 유기물과 질소화합물을 산화시키는 1차포기단계(S2)와;

상기 1차포기시킨 오ㆍ폐수를 격벽(23)에 의해 분리된 제1접촉부(22)로 이송하여 접촉재(221)에 고정된 미생물에 의해 오ㆍ폐수 내에 함유되어 있는 유기물 제거 및 탈질을 유도하는 1차처리단계(S3)와;

상기 1차 처리된 처리수를 제2포기부(31)로 이송하여 포기시켜 처리수내에 잔존하는 유기물과 질소화합물을 산화시키는 2차포기단계(S4)와;

상기 2차포기한 처리수를 격벽(33)에 의해 분리된 제2접촉부(32)로 이송하여 접촉재(321)에 고정된 미생물에 의해 처리수 내에 함유되어 있는 잔여 유기물 제거 및 탈질을 유도하는 2차처리단계(S5)와;

상기 2차처리된 처리수를 침전조(40)로 이송한 후 체류시켜 슬러지를 침강시키고, 상징수를 외부로 배출하고, 침전된 슬러지는 인발하여 슬러지저류조(50)로 이송하는 배출단계(S6)를 포함함을 특징으로 하는 미생물 접촉산화법을 이용한 오폐수 처리방법.