KR200352739Y1 - 하수처리용 나선형 반원통여재 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하수처리용 나선형 반원통여재에 관한 것으로, 그 목적은 접촉산화법에 사용되는 접촉여재로서 유기성 폐수의 처리에서 미생물들이 부착하여 성장할 수 있는 면적을 보다 향상시키고, 폐수의 흐름과 공기의 유통이 원활하여 포기조에서 호기성상태의 유지가 쉬우며, 슬러지의 부착유지량이 크고 견고하게 부착하여 슬러지의 급격한 박리현상을 방지할 수 있는 나선형 반원통여재를 제공함에 있다.

본 고안은 유량조정조, 폭기조, 침전조, 방류조로 이루어져 오.폐수를 정화처리하는 하수처리장치의 폭기조내에서 정화처리에 필요한 미생물이 부착 및 서식하는 공간을 형성하도록 격자형 구조로써 다단으로 적층되어 접촉여재층을 구성하는 접촉여재에 있어서, PE재질의 반원통형으로 길이방향으로 길게 연장되는 한편, 돌출부와 요입부가 교호되어 주름진 나선형으로 형성되고, 상기 돌출부와 요입부에 다수의 통기공이 구비된 나선형 반원통여재에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

하수처리용 나선형 반원통여재{Bio-Media for sewerage}

본 고안은 하수처리용 나선형 반원통여재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기성 폐수의 처리에서 미생물들이 부착하여 성장할 수 있는 면적을 보다 향상시킨 접촉여재로서 PE재질로 구성된 나선형 원통여재에 관한 것이다.

기존의 부착성 생물막을 이용한 처리법을 살펴보면, 부착증식공정으로 알려진 부착성 생물막법은 반응조내의 불활성매체에 미생물을 부착하여 폐수내의 유기무질을 산화시키고 가스나 세포조직으로 전화하는 공법이다.

이러한 부착성 생물막법의 대표적인 회전원판법(RBC)은 원판의 표면에 부착되어 있는 막형태의 미생물에 의해 하수를 처리하는 방법으로, 생물막은 외측으로부터 부착액막, 호기성 생물막, 혐기성 생물막으로 구성되어 있으며, 활성을 잃어 버린 미생물막은 전단력에 의하여 탈리되어 최종침전지에서 침전제거 된다. 이때 폐수가 생물막과 접촉하는 시간은 짧지만 일단 폐수중의 유기물이 생물막에 부착되면 막이 탈리할 때까지의 시간이 길기 때문에 유기물의 산화시간도 표준활성슬러지법 보다 상당히 길다.

또한, 접촉포기법은 포기조내에 접촉재를 충진시켜 표면에 부착된 미생물의 작용에 의해 폐수를 처리하는 방법으로 이때 필요한 산소는 포기장치에 의해 반응조내에서 공급된다. 한편, 접촉재에 부착된 미생물에 의해서 접촉재 사이의 폐쇄현상이 발생하기 쉽기 때문에 역세척장치를 설치할 필요가 있다.

이와 같이 현재 개발되어 있는 접촉산화법은 여재가 대부분 접촉재 외부에 부착된 호기성균과 내부에 부착된 혐기성균의 대사작용이 상호반응하기 때문에 오수의 처리에서 슬러지증식에 의한 폐쇄현상, 가교, 박리, 탈리가 잘 일어나는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 그 목적은 접촉산화법에 사용되는 접촉여재로서 유기성 폐수의 처리에서 미생물들이 부착하여 성장할 수 있는 면적을 보다 향상시키고, 폐수의 흐름과 공기의 유통이 원활하여 포기조에서 호기성상태의 유지가 쉬우며, 슬러지의 부착유지량이 크고 견고하게 부착하여 슬러지의 급격한 박리현상을 방지할 수 있는 나선형 반원통여재를 제공함에 있다.

도 1 은 본 고안에 따른 여재의 구성을 나타낸 사시도

도 2 는 본 고안에 따른 여재의 구성을 나타낸 정면도

도 3 은 본 고안에 따른 여재가 설치된 하수처리장치의 구성을 나타낸 예시도

도 4 내지 도 7은 유기물 및 SS의 처리결과를 나타낸 그래프

도 8 내지 도 11은 N,P의 처리결과를 나타낸 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 유량조정조 (2) : 제 1 폭기조

(3) : 제 2 폭기조 (4) : 침전조

(5) : 방류조 (6) : 접촉여재층

(7) : 스크린 (10) : 나선형 반원통여재

(11) : 돌출부 (12) : 요입부

(13) : 통기공

상기와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 고안은 유량조정조, 폭기조, 침전조, 방류조로 이루어져 오.폐수를 정화처리하는 하수처리장치의 폭기조내에서 정화처리에 필요한 미생물이 부착 및 서식하는 공간을 형성하도록 격자형 구조로써 다단으로 적층되어 접촉여재층을 구성하는 접촉여재에 있어서, PE재질의 반원통형으로 길이방향으로 길게 연장되는 한편, 돌출부와 요입부가 교호되어 주름진 나선형으로 형성되고, 상기 돌출부와 요입부에 다수의 통기공이 구비된 나선형 반원통여재에 관한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안에 따른 여재의 구성을 나타낸 사시도를, 도 2 는 본 고안에 따른 여재의 구성을 나타낸 정면도를, 도 3 은 본 고안에 따른 여재가 설치된 하수처리장치의 구성을 나타낸 예시도를 도시한 것으로, 본 고안의 나선형 반원통여재는 폐수지를 재활용한 PE재질의 반원통형으로서 돌출부(11)와 요입부(12)가 교호되어 주름관을 형성하게 되고, 상기 돌출부(11)와 요입부(12)가 일정각도로 기울어지도록 형성되어 나선형을 형성하게 되며, 공기의 원활한 유통을 위한 다수의 통기공(13)이 돌출부(11)와 요입부(12)에 형성되어 있다. 이때 상기 통기공(13)의 크기가 개수는 하수처리장치의 하수처리규격에 따라 결정된다.

상기 반원통여재(10)가 설치되는 하수처리장치는 유량조정조(1), 제 1 포기조(2), 제 2 포기조(3), 침전조(4), 방류조(5)가 순차적으로 위치한 구조로서 구성되고, 상기 제 1,2 포기조(2,3)에 내부에 다수의 반원통여재가 적층되게 된다. 이때 상기 반원통여재는 저면부 즉, 개구된 부분이 아래방향을 향하도록 설치되게 된다.

상기 반원통여재(10)는 적층시 가로방향 또는 세로방향으로서 다수개의 반원통여재가 등간격을 이루도록 나란히 배열설치되고, 그 상부에 기 설치된 반원통여재와 직교하는 방향으로서 다수개의 반원통여재가 등간격을 이루도록 나란히 설치되는 구조가 반복되어 접촉여재층(6)을 구성하게 된다.

도면 중 미설명부호 7 는 스크린이다.

상기와 같이 구성된 나선형 반원통여재(10)가 제 1 폭기조(2)와 제 2 폭기조(3)내에 다단으로 적층되어 접촉여재층(6)을 구성하게 되고, 이때 반원통형상의 여재(10)가 뒤집힌 상태 즉 상방향으로 볼록한 상태를 유지하도록 적층되므로 안정된 적층구조를 유지하게 되며, 여재와 여재 사이에 공기와 하수의 흐름을 원활하게 할 수 있는 충분한 공간을 형성하게 된다.

한편, 접촉여재층이 구비된 제 1 폭기조(2)로 유량조정조(1)의 하수가 유입되면, 제 1 폭기조(2)에 구비된 폭기노즐로부터 산소가 공급되고, 공급된 산소가 공기방울형태로 부상하여 접촉여재층(6)과 접하며 접촉여재층의 내부로 순환되어 접촉여재층의 내부에 하수와 공기의 흐름을 원활하게 함으로서 호기성상태의 유지를 쉽게 한다.

한편, 여재는 반원형 단면을 구비하는 한편, 돌출부와 요입부가 형성된 나선형으로서 미생물이 부착되어 성장할 수 있는 면적이 보다 커지게 되고, 돌출부와 요입부에 형성된 통기공에 의해 미생물의 활착과 성장을 향상시켜 하수처리효율을 높일 수 있게 되며, 접촉재 외부에 부착된 호기성균과 내부에 부착된 혐기성균의 대사작용이 상호반응하기 때문에 슬러지증식에 의한 폐쇄현상, 가교, 박리, 탈 리가 잘 일어나는 단점이 보완할 수 있게 된다.

이와 같은 접촉여재층이 구비된 제 1,2 폭기조를 순차적으로 거치며 처리된 하수는 침전조와 방류조를 거쳐 방류하게 된다.

상기와 같이 구성된 나선형 반원통여재가 적용된 Plot plant 운전에서 수리학적 체류시간을 6hr으로 고정하고, 유입수량 15㎥/d, 접촉재 충전량 68m/㎥을 일정하게 유지한 후 포기강도를 2, 3, 3.5, 5, 7.5㎥/㎥·hr으로 변화를 주면서 처리효율을 실험하였다.

분석에 필요한 모든 시료는 1일 3회 각 반응조의 유출수에서 채수하여 1일 시료로 하였다. 각 분석항목별 측정방법은 환경오염공정시험법(수질편)에 준하여 측정하였다. 그리고 미생물량 측정은 반응조내에 설치해 둔 일정한 길이의 bio module을 채취하여 표면에 부착되어 있던 미생물을 증류수로 수회 체척하고, 용액내에 함유된 미생물을 여과하여 103~105℃에서 충분히 건조시킨 후 데시케이터에서 냉각하여 무게를 측정하였다. 따라서 총미생물량은 부착미생물량과 부유미생물량의 합으로 측정하였다.

도 4 내지 도 7은 유기물 및 SS의 처리결과를 나타낸 것으로, 포기강도가 2㎥/㎥·hr에서 7㎥/㎥·hr로 증가함에 따라 반응조의 COD 제거효율은 32%에서 82%로 향상되었으며, BOD 제거효율은 포기강도를 3.5㎥/㎥·hr이상으로 공급해 주었을 때 반응조에서 80%이상 증가하였다. 따라서 유기물질의 효율적인 제거효과를 얻기 위해서는 조바닥에 침전슬러지가 생기지 않고 균일한 혼합이 가능하도록 포기강도를 3㎥/㎥·hr 이상으로 공급해주어야 한다.

도 8 내지 도 11은 N,P의 처리결과를 나타낸 것으로, 질소, 인성분의 제거율은 공기공급량의 변화에 상관없이 매우 낮지만 특허 TKN, NH₃-N의 제거율이 낮은 것으로 나타났다. 포기강도 3.5㎥/㎥·hr일 때 TKN의 유입농도 22.4mg/l에서 반응조에서 15.4mg/l의 유출수로서 31%의 제거율을 나타내었으며, 공기공급량을 2배로 높였을 경우, 처리효율은 48%로 증가하여 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.

포기강도에 따른 유기물질 및 N,P의 제거효과에 대해서 검토한 결과, 포기강도를 7㎥/㎥·hr로 유지하였을 때 제거효율이 제일 좋았으며, 이에 따라서 반응조내의 최소 용존산소 농도를 2.5mg/l 이상 유지할 필요가 있는 것을 알 수 있다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안은 PE재질의 나선형 반원통여재를 이용하여 유기성 폐수의 처리에서 미생물들이 부착하여 성잘할 수 있는 면적을 보다 향상시키고, 폐수의 흐름과 공기의 유통을 원활하게 하여 포기조에서 호기성상태의 유지가 쉽고, 슬러지의 부착유지량이 크고 견고하게 부착되어 슬러지의 급격한 박리현상에 의한하수처리효율의 저하를 방지할 수 있으며, 현재 유기물질을 제거하는 생물학적 처리법으로 활성슬러지법과 접촉산화법을 적용하고 있는 오수처리장, 하수처리장, 그리고 유기성 폐수를 처리하는 폐수처리장의 공법을 대체할 수 있는 한편, 처리효율과 운전관리상의 이점을 가질 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 유량조정조, 폭기조, 침전조, 방류조로 이루어져 오.폐수를 정화처리하는 하수처리장치의 폭기조내에서 정화처리에 필요한 미생물이 부착 및 서식하는 공간을 형성하도록 격자형 구조로써 다단으로 적층되어 접촉여재층을 구성하는 접촉여재에 있어서,

   PE재질의 반원통형으로 길이방향으로 길게 연장되는 한편, 돌출부와 요입부가 교호되어 주름진 나선형으로 형성되고, 상기 돌출부와 요입부에 다수의 통기공이 구비된 것을 특징으로 하는 하수처리용 나선형 반원통여재.