KR20040051785A - 하·폐수 처리 설비에서의 생물학 반응조를 위한기포포집재순환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순산소를 이용한 하·폐수 처리장치에 있어서 유입된 하·폐수

를 서식하는 미생물과 산소에 의해 분해하는 생물학 반응조의 포기조등에

사용할 수 있는 기포포집재순환 장치에 관한 것으로 반응조 구조체(100)와;

이 반응조 구조체(100) 내부 중간 상부에 설치되어 물에 용해되지 않고

상승하는 기포를 포집하여 주는 기포포집판(20)과;

이 기포포집판(20)의 어떤 지점에 수직 또는 하방으로 설치되어 순환되는

하·폐수나 원수를 반응조 구조체(100) 내부로 투입해주는 분사노즐(30)과;

이 분사노즐(30)을 통과하는 유체를 일정한 방향으로 유도하는 유도관(40)

과;

구조체(100) 내부 벽체의 기포포집판(20) 하방에 설치되어 용해되지 않고

상승하는 기포를 차단하여 기포포집판 안으로 유도하여 주는 헌치(70)와;

하·폐수의 원수와 반응조 구조체(100) 내부로부터의 순환수를 분사노즐

(30)을 통하여 일정한 세기와 속도로 유도관(40) 내부로 투입하여 주는 순환

펌프(50)와;

원수유입관(80)과;

반응조 구조체(100)하부와 순환펌프(50)를 연결하여 주는 배수관(51)과;

순환펌프(50)와 분사노즐(30)을 연결하여 주는 투입관(52)과;

반응조 외부에 설치되어 순산소를 생산해주는 순산소발생기(10)와;

산소를 반응조 내로 공급해주는 산소공급관(11)과;

필요에 따라 반응조 내 중간벽체등에 설치되어 혼합효율을 높여주고 오니

등의 침전을 방지하여 주는 수중믹서기(35)로 구성된다.

상기 관련 반응조 내부 설비는 용량에 따라 복수로 설치할 수 있다.

본 발명은 순산소를 이용하는 하·폐수의 생물학적 처리공정에 사용되는

포기조에서 순환펌프(50)를 이용하여 반응조 구조체(100) 내부의 유도관(40)

안으로 하·폐수를 일정한 속도이상으로 쏘아 줄 경우 유도관 내부에서 상당

한 속도의 수류하강이 일어나게 되고, 이 수류하강에 의하여 유도관 상단부

주변의 하·폐수와 하·폐수내에 기포상태로 존재하는 산소가 재유입되는 것

을 이용하여 반응조내에 기포포집판(20)을 적정한 높이에 설치하고, 기포를

이 기포포집판(20) 안으로 유도해 주기 위하여 벽체에 헌치(70)를 설치함으

로써 반응조에 한번 투입된 산소가 기포상태로 상승하여 수면에서 대기중으

로 방출되는 것을 원천적으로 차단하여 반응조 내에서의 산소 용해율과 이

용율을 현저히 증가시켜 처리효율을 매우 높게 하여 준다.

또한 기포포집판(20) 하부에서 용존산소의 포화농도를 상당히 높여줌으로

써 효율을 더욱 더 증가시켜 준다.

반응조 수심은 필요에 따라 조절할 수 있으며 산소의 전달율, 이용율을 극

대화 할 수 있어 하·폐수 내의 유기물과 영양염류등의 처리효율을 높임으로

써 설치비용, 운영비, 소요부지를 현격히 줄일수 있는 매우 유용한 발명인

것이다.

본 발명은 물에 용해되지 않고 상승하는 산소의 기포를 포집하여 재순환

이용하므로써 기체공급 장치의 용량을 줄일 수 있다.

Description

하·폐수 처리 설비에서의 생물학 반응조를 위한 기포포집재순환장치 {Bubble Arresting and Recycling Method and Facilities for Biological Reactors of Wastewater Treatment Plants}

기존의 하수나 유기성 폐수의 생물학적 처리방법(활성슬러지공법)은 포기

조의 수심이 통상 4∼5m로 소요부지가 넓고 투입되는 공기의 용해율이

5∼10% 정도로 낮아 시설비와 운영비 등 경제적인 측면과 처리효율 및 포기

조의 용적등 기술적인 측면에서도 매우 비효율적으로 운영되고 있다.

현재의 활성슬러지공법은 그 효율을 높이기 위하여 포기조에 접촉제등을

설치하는 등의 시도를 하고 있으며 어느정도 효율의 상승을 기대할수 있으나

아직 미흡하고 시간의 경과에 따른 미생물의 탈리 현상등으로 안정적인 처리

에 문제가 있으며, 산소전달율 및 이용율등에 많은 개선 여지가 있다.

심층 순산소 포기방식도 이러한 점을 개선하고 효율을 높이기 위하여 포기

조에 순산소를 이용하고 포기조 높이를 높여 처리하고 있으나 처리효율을 더

욱 개선하는 것이 요구되고 있다.

본 발명은 순산소를 이용한 하·폐수 처리장치에 있어서, 반응조의 수심을

필요에 따라 조절하여 설치하고, 이 반응조 내에 기포포집판(20)과 헌치(70)

를 설치하여 반응조내에서 상승하는 산소 기포를 포집하고, 순환펌프(50)와

분사노즐(30)을 이용하여 하·폐수를 유도관(40)내로 일정한 속도이상으로

쏘아 줌으로써 유도관(40) 상단부 주변의 하·폐수와 함께 산소 기포를 유도

관(40) 내로 재순환 이용할 수 있게 함으로써 산소용해율 및 이용율을 극대

화시키며 MLSS 농도를 높게 유지할수 있어 하·폐수내의 유기물과 영양염류

등의 처리효율을 획기적으로 개선하여 반응조의 용적을 최소화하고 소요부지

를 현격히 줄일수 있다.

따라서 설치비용과 운영비등을 상당히 줄일수 있는 우수한 기술이며,

하·폐수를 재래 시설보다 더 효율적으로 처리할 수 있도록 발명된 것이다.

본 출원의 목적은 하·폐수처리장치의 생물학 반응조(포기조)에 있어서

기포포집판(20), 분사노즐(30), 유도관(40), 순환펌프(50)등을 이용하여 반

응조 내에서 용존산소의 포화농도를 높게 유지하므로써 종래의 방식보다 산

소 전달율 및 이용율을 극대화시켜 처리능력을 개선한 기술을 제공하는 것이

다.

종래의 하·폐수 처리장치는 유기물 제거와 영양염류등 제거에 있어서 그

효율이 아주 낮아 비경제적인 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 기포포집재순환장치를 설치하여 용존산소의 포화농도를

높게 유지하고 물에 용해되지 않고 상승하는 기포를 포집하여 재순환 이용함

으로써 산소의 용해율 및 이용율을 극대화시켜서 각종 하·폐수의 유기물 및

영양염류의 제거 효율이 아주 높은 생물학 반응조(포기조)를 제공하는 데 있

다.

다시말하면, 반응조의 용적당 처리효율을 높임으로써 그에 따른 설치비용,

운영비, 소요부지를 현격히 줄일 수 있는 매우 유용한 하·폐수 처리장치를

제공하는데 있다.

도 1 은 본 발명인 기포포집재순환장치를 이용한 설치 개략 구성도.

<도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 순산소발생기 20 : 기포포집판

30 : 분사노즐 35 : 수중믹서기

40 : 유도관 50 : 순환펌프

51 : 배수관 52 : 투입관

70 : 헌 치 80 : 원수유입관

100 : 반응조 구조체

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 하·폐수처리장치에 있어서 유입된 하·폐수를 미생물과 산소에

의해 분해하는 생물학반응조등에 사용할 수 있는 기포포집 재순환장치에 관

한 것으로 반응조 구조체(100)와;

이 반응조 구조체(100) 내부 중간 상부에 설치되어 물에 용해되지 않고 상

승하는 기포를 포집하여 주는 기포포집판(20)과;

이 기포포집판(20)의 어떤 지점에 수직 또는 하방으로 설치되어 순환되는

하·폐수나 원수를 반응조 구조체(100) 내부로 고속으로 투입해 주기위한

분사노즐(30)과;

이 분사노즐(30)을 통과하는 유체를 일정한 방향으로 유도하는 유도관(40)

과;

구조체(100) 내부 벽체의 기포포집판(20) 하방에 설치되어 용해되지 않고

상승하는 기포를 차단하여 기포포집판 안으로 유도하여 주는 헌치(70)와;

하·폐수의 원수와 반응조 구조체(100) 내부로부터의 순환수를 분사노즐

(30)을 통하여 일정한 세기와 속도로 유도관(40) 내부로 투입하여 주는 순환

펌프(50)와;

원수유입관(80)과;

반응조 구조체(100)하부와 순환펌프(50)를 연결하여 주는 배수관(51)과;

순환펌프(50)와 분사노즐(30)을 연결하여 주는 투입관(52)과;

반응조 외부에 설치되어 순산소를 생산해주는 순산소발생기(10)와;

산소를 반응조 내로 공급해주는 산소공급관(11)과;

필요에 따라 반응조 내 중간벽체등에 설치되어 혼합효율을 높여주고 오니

등의 침전을 방지하여 주는 수중믹서기(35)로 구성된다.

상기 관련 반응조 내부설비는 용량에 따라 복수로 설치할 수 있다.

따라서, 반응조 내 하·폐수 및 용해되지 않고 상승하는 산소 기포를 포집

하여 유도관(40) 내로 재유입, 반복 순환시켜 반응조 내에서 산소의 용해율

및 혼합효율을 높임으로써 처리효율을 극대화 시켜 준다.

기포포집판(20) 하부에서 용존산소의 포화농도를 상당히 높임으로써 효율

을 더욱 더 증가시켜 준다.

반응조 수심은 필요에 따라 조절할수 있으며, 반응조 내 산소의 농도를 높

게 유지하고 산소의 전달율, 이용율을 극대화 할 수 있어 하·폐수내의 유기

물과 영양염류등의 처리효율을 높임으로써 설치비용, 운영비, 소요부지를 현

격히 줄일 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면

다음과 같다.

도면1은 본 발명인 기포포집재순환장치의 설치 예를 보여주는 생물학 반응

조(포기조)의 단면도이다.

하·폐수의 원수는 원수유입관(80)을 통해 반응조 구조체(100) 외부에 설

치되는 순환펌프(50)에 연결되고, 반응조 하부의 하·폐수와 미생물과 산소

의 혼합수는 배수관(51)을 통해 순환펌프(50)에 연결되어 혼합되고 투입관

(52)을 통해 반응조 구조체(100) 내부로 투입된다.

미생물들의 호흡등에 사용되는 산소는 반응조 구조체(100) 외부에 설치된

순산소발생기(10)에서 생산되어 산소공급관(11)을 통하여 공급된다.

반응조 구조체(100)내에는 공급된 산소의 기포가 수면으로 상승하는 것을

차단하여 주는 기포포집판(20)이 설치되고, 투입관(52)을 통해 공급되는

하·폐수를 일정 속도 이상으로 반응조 구조체(100)내로 쏘아주기 위한 분사

노즐(30)이 이 기포포집판(20)의 어떤 지점에 수직 또는 하방으로 설치되며,

분사노즐(30)을 통해 고속으로 투입된 하·폐수를 일정한 방향으로 유도하기

위한 유도관(40)이 설치된다.

반응조 구조체(100)의 벽체에는 벽체를 따라 상승하는 산소의 기포들을

기포포집판(20) 안으로 유도해 주는 헌치(70)가 설치되며, 수심이 깊어 오니

등이 바닥에 침전되는 것이 염려될 경우에는 이를 방지해 주고 혼합효율을

더욱 높여주기 위하여 수중믹서기(35)를 설치할 수 있다.

하·폐수는 순환펌프(50)와 분사노즐(30)에 의해 유도관(40) 내로 고속으

로 쏘아지고 산소공급관(11)을 통해 공급된 산소의 기포들은 분사노즐(30)

아래의 전단구역을 통과하면서 잘게 잘라져 미세기포가 되어 하·폐수와

미생물들과 고속으로 혼합되게 된다.

이 산소의 미세기포들과 하·폐수와 미생물들이 거의 완벽하게 혼합된

혼합액은 유도관(40)을 통해 반응조 구조체(100)의 바닥으로 이동되었다가

다시 상승하게 된다.

이때 유도관 상단 주변의 혼합액이 상당한 속도로 유도관(40)내로 빨려 들

어가며, 기포포집판(20) 아래로 상승하면서 크기가 커진 산소의 기포들도

유도관(40)내로 재유입되어 분사노즐(30) 아래의 전단구역에서 다시 미세하

게 잘라져 반응조 구조체(100)의 바닥쪽으로 재순환된다.

이러한 과정중에서 반응조 구조체(100)내로 한번 투입된 산소는, 기포상태

로는 소실되는 일이 없이 충분히 하·폐수중에 용해되어 거의 전량 미생물들

의 호흡에 사용되며 순환펌프(50)와 분사노즐(30)에 의한 강력한 수류는 혼

합효율을 최대로 높여 하·폐수 중의 유기물과 영양염류와 미생물 및 산소와

의 반응효율을 높여 처리효율이 높게 증가될 수 있는 것이다.

따라서 본 발명인 기포포집재순환장치는 용해되지 않고 기포로 상승하는

산소의 대부분을 포집하여 재이용할 수 있게 함으로써 산소용해율과 이용률

을 극대화시켜 각종 하·폐수의 유기물과 영양염류를 재래시설보다 더 효율

적으로 처리할 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 기체포집판(20), 분사노즐(30),

유도관(40), 헌치(70) 및 순환펌프(50)등을 설치하여 산소 전달율 및 이용율

을 높임으로써 보다 효율적인 유기물 및 영양염류의 제거를 도모할 수 있으

며, 따라서 반응조 용적을 최소화함으로써 설치비용, 운영비, 소요부지등을

현격히 줄일 수 있다.

하·폐수 내의 유기물 및 영얌염류를 보다 효율적으로 처리할 수 있으므

로, 처리효율에 대한 신뢰성 및 운용 편의성을 향상시킬 수 있는 매우 유용

한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 하·폐수처리장치에 있어서 유입된 하·폐수를 미생물과 산소에 의해 분해

   하는 생물학 반응조 (포기조)등에 사용할 수 있는 기포 포집 재순환 장치에

   관한 것으로

   반응조 구조체(100) 내부 중간에 설치되어 물에 용해되지 않고 상승하는

   기포를 포집하여 주는 기포포집판(20)과;

   기포포집판(20)의 어떤 지점에 수직 또는 하방으로 설치되는 분사노즐(30)

   과;

   이 분사노즐(30)을 통과하는 유체를 일정한 방향으로 유도하는 유도관

   (40)과;

   구조체(100) 내부 벽체의 기포포집판(20) 하방에 설치되어 용해되지 않고

   상승하는 기포를 기포포집판(20) 안으로 유도해 주는 헌치(70)와;

   분사노즐(30)을 통하여 하·폐수의 원수와 순환수를 일정한 속도 이상으로

   투입해주는 순환펌프(50)로 구성되는 기포포집재순환 방법 및 그 장치.
2. 상기 청구항 1에 있어서 반응조 내부의 용량에 따라 기포포집판(20)과

   분사노즐(30), 유도관(40), 순환펌프(50), 헌치(70)등을 복수로 설치하는 것

   을 특징으로 하는 기포포집재순환방법 및 그 장치
3. 상기 청구항 1, 2를 이용한 하·폐수의 처리방법 및 그 장치