KR20050045957A - 오폐수 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오폐수 처리 시스템에 관한 것으로, 특히 가정하수, 공장폐수, 축산폐수등과 같은 오폐수가 침사조-탈질조-유량조정조-질산화조-침전조-고도처리조-슬러지분리조-소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 거치면서 오염물질이 안정적이고 신속하게 제거될 수 있도록 한 것이다.

Description

오폐수 처리 시스템{A waste water disposal plant}

본 발명은 오폐수 처리 시스템에 관한 것으로, 특히 가정하수, 공장폐수, 축산폐수등과 같은 오폐수가 침사조-탈질조-유량조정조-질산화조-침전조-고도처리조-슬러지분리조-소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 거치면서 오염물질이 안정적이고 신속하게 제거될 수 있도록 한 오폐수 처리 시스템에 관한 것이다.

현재 산업이 고도화됨에 따라 환경 오염의 심각성은 인간의 생존을 위협할 정도에 이르렀으며, 특히 가정하수, 공장폐수 축산폐수 등으로 인한 지하수, 하천 및 바다의 오염은 물론, 토양 오염도도 날로 심각해져가고 있어 사화문제화 되고 있으며, 그 문제를 해결하기 위하여 많은 연구개발과 투자가 이루어지고 잇는 실정이다.

상기의 수질 및 토양 오염을 최소화하기 위해서는 근본적으로 오염물질의 배출을 줄이는 것이 바람직하겠지만 사회가 고도화 산업화 되어감에 수질 및 토양에 악영향을 미치는 각종 오염물질의 발생은 불가피하게 되고 그에 따른 오염된 물로부터 오염물질을 즉시 제거하거나 해롭지 않게 처리하는 등의 적절한 오폐수 처리 조치가 필요 불가결하다.

상기와 같이 사회문제화 되고 있는 오폐수를 처리하는 종래의 방법은, 폐수 중에 포함된 상대적으로 큰 오염물을 균일한 크기의 구멍이 형성된 스크린으로 걸러내는 스크린공정과 물보다 무거운 오염물을 중력에 의해 분리시키는 침강분리등의 물리적 조작을 적용하여 오폐수 중에 포함된 부유물질과 침전물질을 일차적으로 제거하게 되는 것이며, 이차적으로는 응집제, 흡착제 및 살균제 등의 각종 화학약품을 사용하여 현탁 부유물을 응집 및 침강시키거나 흡착시키고 합성수지 병원균을 사멸시키는 등의 화학적 단위 공정과, 미생물의 작용에 의해 비 침강성 생분해 유기물을 분해하여 기체로 전환시키거나 부유물로 응집시켜 침강제거 하는 등의 생물학적 단위공정을 사용하며, 폐수 중에 포함된 유기물을 주로 제거한다.

이후 일명 고도 처리라고 하는 삼차처리를 하게 되고, 이는 앞서 언급한 일차 및 이차 처리에 언급된 여러 가지 물리적 수단과 단위 공정이 복합적으로 적용되며, 일차 및 이차 처리에서 쉽게 제거되지 않는 암모니아, 질소, 인등을 비롯한 각종 무기물과 중금속 및 합성유기물 등을 제거한다.

그리고 근래에 들어서는 상기의 오폐수처리 방법중 미생물의 작용에 의해 오폐수를 처리하는 방법이 널리 이용되고 있으며, 상기의 미생물을 이용한 오폐수 처리 방법도 부유상태의 미생물을 이용하는 활성 슬러지 공법 보다는 일정형태의 담체을 구비하고 이 담체상에 미생물을 배양시켜 각종 오염물질을 제거하는 방식이 하기에 설명될 장점으로 인해 널리 이용되고 있다.

상기의 미생물 담체를 이용한 생물막 여과 방식은 오페수가 생물막을 통과하면 미생물과 유기물이 상기 담체에 접촉되어 미생물은 더욱 증식되고 그리하여 오폐수 내 유기물이 제거되는 방식으로서, 미생물이 담체에 부착되어 생물막을 형성함으로 증식속도가 느린 미생물도 외부로 유출되지 않고 증식할 수 있어 외부로의 유출슬러지 발생량이 적고 미생물이 다양하게 출현하여, pH, 충격부하의 변동에 강하며 난분해성 물질의 분해력도 강하고 활성 슬러지 공정과는 달리 슬러지 부상 등의 현상이 없어 운전관리가 용이한 장점이 있었으며 목적에 따라 특정미생물을 담체에 고착시키거나 담체의 성분을 에너지원으로 공급할 수 있거나 오염물질의 응집을 도울 수 있도록 되어 있었다.

상기의 흐름도는 고도처리 시에 탄소원의 부족을 최소화한 공법이며 질산화 및 고도처리 공정중에서 미생물이 서식할 수 있도록 제공되는 여재와 이 여재에 생성되는 미생물막을 포함하는 미생물 담체는 가장 중요한 역할을 수행하는 것으로서, 이런 미생물 담체는 직육면체 또는 정육면체등과 같이 일정형상을 이루면서 접촉 폭기조 내의 유로를 고르게 할 수 있는 규칙적인 배열을 갖고 채워지게 된다.

이러한 종래의 미생물 담체는 이제까지 천연암석이나 인조 플라스틱형태의 여재가 제공되어 왔으며, 이로 인해 표면적이 적게 됨은 물론 표면 공극이 없게 되는 미생물 담체가 구성되는 것일 뿐 만 아니라 미생물과의 친화력이 작아 부착된 미생물이 이탈되는 탈리현상이 쉽게 일어나는 문제점이 발생 되었으며, 이렇게 여재상에서 쉽게 미생물이 박리되어 탈리됨으로 인해 미생물 배양에는 그 만큼 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었고, 또한 완전한 미생물 담체를 이루는 데도 많은 시간이 소요됨은 물론 배양된 미생물의 탈리로 인하여 양호한 폐수처리를 기대할 수 없는 것일 뿐만 아니라 질소와 인제거를 위한 고도처리에 문제점이 있었으며 미생물의 부착 및 배양이 쉽지 않아 그만큼 오폐수 처리효율도 떨어지게 되고 처리된 수질도 악화되기 쉬운 문제점이 있는 등 여러 가지 제반 문제점들이 발생되었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 가정하수, 공장폐수, 축산폐수등과 같은 오폐수가 침사조-탈질조-유량조정조-질산화조-침전조-고도처리조-슬러지분리조-소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 거치면서 오염물질이 안정적이고 신속하게 제거될 수 있도록 한 오폐수 처리 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 알콜을 축적하고 폐기되는 옥수수대분말이나 제지슬러지와 같은 폐자원으로 이루어진 미생물 담체를 이용함으로써, 생산원가 및 처리단가를 절감하고, 나아가서는 폐자원을 활용하여 환경친화적인 제품을 사용할 수 있도록 한 오폐수 처리 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 유량조정조 앞에 탈질조를 위치시킴으로서, 단소원의 부족을 최소화하여 탈질을 원활하게 유도하고 산소의 용존이 원활하게 이루어지게 하여 오폐수 효율이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있도록 한 오폐수 처리 시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은, 일정량의 오폐수를 공급받아 오폐수중에 함유된 각종 협잡물과 고형물등을 제거하는 침사조와,

상기 침사조를 거치면서 협잡물 및 고형물이 분리된 오폐수가 유입되면 내부에 형성된 교반기를 이용하여 오폐수에 함유된 질산화물을 교반 탈질시키는 탈질조와,

상기 탈질조를 통과한 오폐수가 내부로 유입되면 내부에 형성된 산기관을 이용하여 오폐수가 부패되는 것을 방지하고, 균일한 량으로 오폐수가 다음 장소로 이동할 수 있도록 이송펌프가 내부에 구비되는 유량조정조와,

상기 유량조정조의 이송펌프를 통해 일정량의 오폐수가 내부로 공급되면 내부에 형성된 제1미생물 담체를 이용하여 부유성 및 고착성 호기성 미생물을 증식시켜, 오폐수에 함유된 유기물질 및 질소성분을 1차 제거한 후, 유기물질 및 질소성분이 제거된 일부 오폐수는 탈질조로 반송하여 탈질을 유도하고, 나머지 오폐수는 침전조로 보내는 질산화조와,

상기 침전조를 거친 오폐수가 유입되면 내부에 형성된 제2미생물 담체를 이용하여 오폐수에 함유된 유기물질 및 질소성분을 2차 제거하는 고도처리조와,

상기 고도처리조를 통과한 오폐수가 내부로 유입되면 내부 중간에 형성된 분배관과 부상슬러지제거관을 이용하여 오폐수에 함유된 탈리슬러지와 오니를 분리 제거한 후, 분리된 탈리슬러지와 오니는 오니저류조로 보내는 슬러지분리조와,

상기 슬러지분리조를 통과한 오폐수가 유입되면 이를 살균 처리하여 정화된 물을 외부로 방출시키는 소독방류조와 같은 일련의 장치를 차례로 거치면서 오폐수가 정화 처리되게 하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템의 구성도 이고, 도2는 본 발명에 따른 미생물 담체의 구성도이다.

본 발명은 더욱 효과적으로 오폐수가 처리하기 위해서는 침사조(100), 탈질조9200), 유량조정조(300), 질산화조(400), 침전조(600), 고도처리조(700), 슬러지분리조(800), 소독방류조(900), 오니저류조(110), 제1,2미생물 담체(500)(510)가 기본적으로 구성되며, 침사조(100)-탈질조(200)-유량조정조(300)-질산화조(400)-침전조(600)-고도처리조(700)-슬러지분리조(800)-소독방류조(900)와 같은 일련의 기기를 차례로 거치면서 오폐수가 정화 처리된다.

여기서, 오폐수를 처리하기 위해 본 발명에 사용되는 침사조(100), 탈질조(200), 유량조정조(300), 질산화조(400), 침전조(600), 고도처리조(700), 슬러지분리조(800), 소독방류조(900), 오니저류조(110)의 기기 하나 하나를 독립적 살펴보면 통상 사용되는 기술 내용이므로 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 본 발명은 하나 하나의 기기 자체를 권리로서 보호받고자 하는 것은 아니고, 침사조-탈질조-유량조정조-질산화조-침전조-고도처리조-슬러지분리조-소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 거치면서 오폐수가 정화 처리되게 하는 일련의 시스템을 권리로써 보호받고자 함을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템은 일정량의 오폐수를 공급받아 오폐수중에 함유된 각종 협잡물과 고형물등을 제거하는 침사조(100)와, 상기 침사조(100)를 거치면서 협잡물 및 고형물이 분리된 오폐수가 유입되면 내부에 형성된 교반기(210)를 이용하여 오폐수에 함유된 질산화물을 교반 탈질시키는 탈질조(200)와, 상기 탈질조(200)를 통과한 오폐수가 내부로 유입되면 내부에 형성된 산기관(310)을 이용하여 오폐수가 부패되는 것을 방지하고, 균일한 량으로 오폐수가 다음 장소로 이동할 수 있도록 이송펌프(320)가 내부에 구비되는 유량조정조(300)와, 상기 유량조정조(300)의 이송펌프(320)를 통해 일정량의 오폐수가 내부로 공급되면 내부에 형성된 제1미생물 담체(500)를 이용하여 부유성 및 고착성 호기성 미생물을 증식시켜 오폐수에 함유된 유기물질 및 질소성분을 1차 제거한 후, 유기물질 및 질소성분이 제거된 일부 오폐수는 탈질조(110)로 반송하여 탈질을 유도하고, 나머지 오폐수는 침전조(600)로 보내는 질산화조(400)와, 상기 침전조(400)를 거친 오폐수가 유입되면 내부에 형성된 제2미생물 담체(510)를 이용하여 오폐수에 함유된 유기물질 및 질소성분을 2차 제거하는 고도처리조(700)와, 상기 고도처리조(700)를 통과한 오폐수가 내부로 유입되면 내부 중간에 형성된 분배관(810)과 부상슬러지제거관(820)을 이용하여 오폐수에 함유된 탈리슬러지와 오니를 분리 제거한 후, 분리된 탈리슬러지와 오니는 오니저류조(110)로 보내는 슬러지분리조(800)와, 상기 슬러지분리조(800)를 통과한 오폐수가 유입되면 이를 살균 처리하여 정화된 물을 외부로 방출시키는 소독방류조(900)와 같은 일련의 장치를 차례로 거치면서 오폐수가 정화 처리되도록 구성된다.

상기한 제1,2미생물 담체(500)(510)는 세라믹 접촉여재, 섬모상여재, 스테인레스망으로 하나의 모듈을 이루고 있으며, 세라믹 접촉여재 20-50중량%, 섬모상여재 40중량%, 스테인레스망 10%의 비율로 구성된다.

이러한 세라믹 접촉여재는 고령토 30-60중량%, 옥수수대분말 20-50중량%, 소성패각분말 5-10중량%의 일정비율로 혼합되고, 혼합된 것은 700-1000℃에서 1-3시간 소성하여 성형된다.

그리고 고도처리조(700)에 내장된 제2미생물 담체(510)는 질산화조(400)에 내장된 제1미생물 담체(500) 보다 담채 충진량이 50-100% 많게 하여 더욱 효과적으로 유기기물질 및 질소성분이 제거될 수 있도록 하였다.

이와 같이 구성된 미생물 담체(500)(510)상에는 다량의 호기성 미생물 및 탈질 미생물이 흡착되어 미생물 막이 형성되며, 그 막이 형성되는 상부 호기성층에서는 유기 오염물의 호기성 산화와 질산화가 일어나서 유기물질을 제거하게 되고, 하부 혐기성층과 기공내부에 존재하는 미생물에 의하여 혐기성산화와 탈질화반응이 일어나서 질소성분을 효과적으로 제거할 수 있도록 하였다.

또한, 제1,2미생물 담체(500)(510)에 산업 쓰레기가 이용됨으로서, 산업 쓰레기 처리가 자율적이고도 적극적으로 이루어지게 되어 쓰레기의 처리 문제를 해결할 수 있게 되는 것임은 물론 미생물 담체로서 산업 쓰레기를 이용하게 되어 본 발명의 오폐수 처리시스템의 제조 및 처리단가도 절감되는 것임과 동시에 폐자원의 재활용이라는 환경친화적인 제품을 이루게 되는 것이다.

또한, 산업 쓰레기로 이루어지는 본 발명의 제1,2미생물 담체(500)(510)는 그 미생물의 친화력을 증대시키면서 배양 속도가 증가되어 그 만큼 미생물막 형성시간이 단축되는 것임과 동시에 일단 형성된 미생물 막은 그 미생물 부착성능이 우수하여 미생물이 박리되어 떨어져 나가는 탈리현상을 방지하게 되고, 이로서 오페수 처리효율을 극대화 될 수 있도록 구성된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명을 사용하기 위해서는 먼저 침사조(100) 내부로 오폐수가 유입되면 오폐수에 함유된 크고 작은 부유물질은 물론 토사류 등의 협잡물 및 고형물이 제거된다.

침사조(100)에서 일차적으로 협잡물 및 고형물 등이 분리된 오폐수는 이차적으로 탈질조(200)로 유입되게 되는데, 이 탈질조(200) 내부로 유입된 오폐수는 교반기(210)를 통하여 탈질된다.

탈질조(200)를 통하여 탈질된 오폐수가 유량조정조(300) 내부에 유입되면 산기관(310)은 오폐수가 부패 되는 것이 방지하고, 이송펌프(320)는 오폐수를 분해할 수 있는 적정량을 질산화조(400)에 펌핌하게 된다.

유량조정조(300)의 이송펌프(320)를 통해 일정량의 오폐수가 질산화조(400) 내부로 공급되면 제1미생물 담체(500)는 부유성 및 고착성 호기성 미생물을 증식시켜, 오폐수에 함유된 유기물질 및 질소성분을 1차 제거한 후, 유기물질 및 질소성분이 제거된 일부 오폐수는 탈질조(200)로 반송하여 탈질을 유도하고, 나머지 오폐수는 침전조(600)로 보내게 된다.

즉, 제1미생물 담체(500)상에는 다량의 호기성 미생물 및 탈질 미생물이 흡착되어 미생물 막이 형성되어 있다. 따라서 그 막이 형성되는 상부 호기성층에서는 유기 오염물의 호기성 산화와 질산화가 일어나서 유기물질이 제거되고, 하부 혐기성층과 기공내부에 존재하는 미생물에 의해 혐기성산화와 탈질화반응이 일어나서 질소성분이 제거되는 것이다.

한편, 침전조(6000를 거친 오폐수가 고도처리조(700) 내부로 유입되면 이 고도처리조(700) 내부에는 상기 제1미생물 담체(500) 보다 제2미생물 담체(510)가 50-100% 정도 담체 충진량이 많기 때문에 오폐수에 함유된 유기물질 및 질소성분은 더욱 효과적으로 제거된다.

그리고 고도처리조(700)를 통과한 오폐수가 슬러지분리조(800) 내부로 유입되면 분배관(810은 오폐수에 함유된 탈리슬러지와 오니를 분리 제거한다. 분리되면서 부상된 탈리슬러지와 오니는 부상슬러지제거관(820)을 통하여 오니저류조(110)로 보내진다.

이후 슬러지분리조(800)를 통과한 오폐수가 소독방류조(900)로 유입되면 이 소독방류조(900)는 오폐수를 최종적으로 살균 처리하고, 살균 처리 정화된 물은 외부로 방출시키는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 가정하수, 공장폐수, 축산폐수등과 같은 오폐수가 침사조-탈질조-유량조정조-질산화조-침전조-고도처리조-슬러지분리조-소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 거치면서 오염물질이 안정적이고 신속하게 제거되는 것이다.

또한, 알콜을 축적하고 폐기되는 옥수수대분말이나 제지슬러지와 같은 폐자원으로 이루어진 미생물 담체를 이용함으로써, 생산원가 및 처리단가를 절감하고, 나아가서는 폐자원을 활용하여 환경친화적인 제품을 제공할 수 있는 것이다.

또한, 유량조정조 앞에 탈질조가 위치되어 있기 때문에 탄소원의 부족을 최소화하여 탈질을 원활하게 유도하고 산소의 용존이 원활하게 이루어짐으로 오폐수 처리 효율이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 이루어질 수 있는 것임을 밝혀둔다.

도1은 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템의 구성도,

도2는 본 발명에 따른 미생물 담체의 구성도.

(도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100 ; 침사조 110 ; 오니저류조

200 ; 탈질조 210 ; 교반기

300 ; 유량조정조 310 ; 산기관

320 ; 이송펌프 400 ; 질산화조

500 ; 제1미생물 담체 510 ; 제2미생물 담체

600 ; 침전조 700 ; 고도처리조

800 ; 슬러지분리조 810 ; 분배관

820 ; 부상슬러지제거관 900 ; 소독방류조

Claims (3)

1. 일정량의 오폐수를 공급받아 오폐수중에 함유된 각종 협잡물과 고형물등을 제거하는 침사조(100)와;

   상기 침사조(100)를 거치면서 협잡물 및 고형물이 분리된 오폐수가 유입되면 내부에 형성된 교반기(210)를 이용하여 오폐수에 함유된 질산화물을 교반 탈질시키는 탈질조(200)와;

   상기 탈질조(200)를 통과한 오폐수가 내부로 유입되면 내부에 형성된 산기관(310)을 이용하여 오폐수가 부패되는 것을 방지하고, 균일한 량으로 오폐수가 다음 장소로 이동할 수 있도록 이송펌프(320)가 내부에 구비되는 유량조정조(300)와;

   상기 유량조정조(300)의 이송펌프(320)를 통해 일정량의 오폐수가 내부로 공급되면 내부에 형성된 제1미생물 담체(500)를 이용하여 부유성 및 고착성 호기성 미생물을 증식시켜 오폐수에 함유된 유기물질 및 질소성분을 1차 제거한 후, 유기물질 및 질소성분이 제거된 일부 오폐수는 탈질조(110)로 반송하여 탈질을 유도하고, 나머지 오폐수는 침전조(600)로 보내는 질산화조(400)와;

   상기 침전조(400)를 거친 오폐수가 유입되면 내부에 형성된 제2미생물 담체(510)를 이용하여 오폐수에 함유된 유기물질 및 질소성분을 2차 제거하는 고도처리조(700)와;

   상기 고도처리조(700)를 통과한 오폐수가 내부로 유입되면 내부 중간에 형성된 분배관(810)과 부상슬러지제거관(820)을 이용하여 오폐수에 함유된 탈리슬러지와 오니를 분리 제거한 후, 분리된 탈리슬러지와 오니는 오니저류조(110)로 보내는 슬러지분리조(800)와;

   상기 슬러지분리조(800)를 통과한 오폐수가 유입되면 이를 살균 처리하여 정화된 물을 외부로 방출시키는 소독방류조(900)와 같은 일련의 장치를 차례로 거치면서 오폐수가 정화 처리되게 하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1,2미생물 담체(500)(510)는 고령토 30-60중량%, 옥수수대분말 20-50중량%, 소성패각분말 5-10중량%의 비율로 혼합 성형된 세라믹 접촉여재 20-50중량%, 섬모상여재 40중량%, 스테인레스망 10%의 비율로 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 고도처리조(700)에 내장된 제2미생물 담체(510)는 질산화조(400)에 내장된 제1미생물 담체(500) 보다 담채 충진량이 50-100% 많은 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.