KR20050050842A - 격벽에 의한 조분리와 내부반송을 이용한 산화구시설의고도처리개선 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하폐수로부터 영양염류를 제거하는 방법으로, 기존의 산화구에 수개의 격벽을 삽입시켜 조를 분할하여 폭기구간을 제한함으로써 호기조 및 무산소조,혐기성조를 만든 후, 유입수를 혐기조로 유입시킴으로써 탈질 및 탈인을 유도하는 공정으로서, 미생물의 성장 및 흡착에 유리한 여재를 사용함으로써 반응을 극대화시켜 처리효율이 향상되고, 산화구와 이차침전지를 그대로 사용함으로써 기존시설물의 사용을 그대로 사용할 수 있는 하폐수의 고도처리방법에 관한 것이다.

Description

격벽에 의한 조분리와 내부반송을 이용한 산화구 시설의 고도처리개선 방법 및 장치{A TREATMENT PROCESS AND AN APPARATUS OF OXIDATION DITCH RETROFITTING FOR BIOLOGICAL NUTRIENT REMOVAL USING DITCH SEPARATION AND INTERNAL RECYCLING}

본 발명은 기존의 산화구로 유입되는 하수내의 질소 및 인의 제거효율을 향상하는 방법에 관한 것으로, 산화구내에 격벽을 설치함으로써 반응조를 호기조, 무산소조 및 혐기조로 분할하고, 반응조에 미생물의 성장과 흡착을 돕는 여재를 사용함으로써 미생물의 반응성을 향상시켜 질산화, 탈질 및 탈인반응효율을 향상시키는 산화구의 고도처리 개선을 위한 처리방법에 관한 것이다.

하수 중의 오염물질은 유기물과 질소와 인등의 영양염류로 크게 분류되는데 기존의 산화구는 유기물을 주된 처리대상으로 설계되어 하수내의 질소와 인의 상당부분은 제거되지 못하고 수계로 방류되고 있는 실정이며, 이로 인해 하천 및 호수의 부영양화현상과 해양에서 적조현상의 원인이 되므로 하수내의 영양염류인 질소와 인을 충분히 제거하여야 한다.

산화구의 고도처리 개선을 위한 처리공정에 관한 연구는 덴마크의 크루거(Kruger)사가 개발한 바이오데니포(Bio-denipho) 및 바이오데니트로(Bio-denitro)등이 있다.

그러나 기존에 개발된 산화구의 고도처리공정은 아래와 같은 문제점을 가지고 있다.

1) 산화구의 고도처리공정은 하수내의 영양염류 제거를 위해 질산화와 탈질 및 탈인을 위해 2지의 산화구를 연결하여 하나의 시스템으로 운전되는 구조로서, 하나의 산화구에 문제발생 및 정기검진등을 위해 1지의 운전을 중단할 경우 고도처리시스템이 중단될 수 밖에 없는 구조이다.

2) 기존 산화구의 고도처리를 위한 시스템을 구성하기 위해, 2지의 산화구를 연결하기 위해서는 기존의 토목구조물에 손상을 주지 않을 수 없고, 특히 인의 제거를 위해서는 전단에 혐기조를 별도로 설치해야 되는 문제점을 가지고 있다.

3) 기존 산화구 2지를 연결하여 운전할 경우, 대부분의 산화구에 기설치된 표면폭기기(Surface aerator)에 유로변경시 부하가 가해져 운전이 중단되거나 폭기가 중단될 수 있는 큰 위험성을 가지고 있다. 이를 극복하기 위해서는 기설치된 표면폭기기를 제거하고 공기공급장치를 신설해야 되는데, 이는 기존 시설물의 활용이 떨어지게 된다.

본 발명은 상기에 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 하수 고도처리를 위한 기술의 추가적인 개발없이 기존 시설물을 최대한 활용하고 산화구를 각 지별로 운전하여 여러가지 원인에 의한 사고에 대비할 수 있다. 또한, 조분리를 통해 하수내의 유기물과 질소, 인을 동시에 제거할 수 있고 각 반응조에 미생물 성장에 유리한 여재를 사용함으로써 처리효율의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명은 기존에 운영중인 산화구시설이 유기물제거에 목적을 두고 설치되어 수계의 부영양화 주요원인물질인 질소와 인 등의 영양염류제거를 원활히 이루지 못하므로, 산화구시설을 하폐수의 고도처리시설로 개선하는데 있어서,

1) 산화구를 격벽에 의해 혐기조, 무산소조, 호기조로 분리하는 방법

2) 산화구 내의 슬러지를 내부반송하여 질소를 제거하는 방법

3) 분리된 각 조에 여재를 투입하여 오염물질의 제거효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 산화구시설의 고도처리개선방법과 그 장치이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 있어서, 장기폭기법으로 설계되어 운전중인 기존의 산화구(도 2) 내부에 격벽을 설치하여 조를 분리함으로써(도 1) 질소제거를 위한 질산화 및 탈질반응이 일어날 수 있도록 하고, 인의 제거를 위한 미생물의 인 방출(Release)과 과잉섭취(Luxury uptake)반응이 일어날 수 있는 환경을 제공한다.

도 3과 같이 침사지(9)와 유량조정조(10)를 거친 유입수는 유입분배조(11)를 통해 혐기조(12)로 유입되며 혐기조(12)내의 미생물은 유입수의 유기물을 이용하여 인제거 기작 중 인의 방출을 수행한 후, 무산소조(13)로 유입되게 된다. 무산소조(13)에서는 유입수내의 유기물을 이용하여 호기조(14)에서 유입되는 질산성질소를 탈질시켜 질소를 제거한다. 탈질반응을 수행한 후, 호기조(14)로 유입된 유입수는 잔존하고 있는 유기물을 산화시키며 유기성질소와 암모니아성 질소를 질산성질소로 전환시키고 하수내의 인을 과잉섭취함으로써 제거하게 되어, 유입수내의 유기물, 질소 및 인을 비롯한 오염물질을 제거하게 된다.

호기조(14)에서 질산화된 질산성질소를 탈질하기 위해서 탄소원이 필요하는데, 외부 탄소원을 이용하지 않고 하수내의 유기물을 탄소원으로 이용하기 위해서는 질산성질소의 내부반송이 필요하다. 따라서, 산화구내의 호기조(14)에서 무산소조(13)로 슬러지를 내부반송함으로 질소제거를 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 산화구의 고도처리개선 장치 중 여재의 상세도를 도 5와 6에 나타내었다. 유입수내의 오염물질을 제거함에 있어, 충분한 미생물의 확보는 오염물질 제거효율을 높여주므로, 분리된 각 조에 여재를 투입한다. 여재는 도 5의 유동상 여재(18) 또는 도 6의 고정상 여재(19)를 사용하고, 각 처리시설의 여건에 맞게 여재의 투입여부, 여재의 종류 및 투입량을 조절할 수 있다.

본 발명에 의하면 기존 산화구의 고도처리를 위한 개선시 기존시설물을 최대한 이용할 수 있고, 하수내의 영양염류 처리효율이 향상되므로, 다음과 같은 효과를 나타낼 수 있다.

1) 산화구에 격벽을 삽입하여 혐기조, 무산소조, 호기조로 조를 분리함으로써 미생물의 질산화, 탈질, 탈인 환경을 제공함으로써 유기물 및 질소,인의 제거효율이 증대되어 기존의 재래식 산화구를 하수의 고도처리시스템으로 개선할 수 있다.

2) 추가적인 침전지의 설치 및 기존 산화구의 토목구조물에 영향을 미치지 않고 기존 시설물의 재활용도가 높아 공사비가 크게 절감된다.

3) 각각의 산화구별로 고도처리 개선이 가능하므로, 1지의 고장 및 정기검진 시에도 연속적인 하수의 고도처리가 가능하다.

4) 체류시간이 24∼48시간으로 설계되어 있는 산화구에 고도처리를 적용함으로써 체류시간을 8∼16시간으로 단축시켜 추가적인 시설의 증설없이 용량증설 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 격벽을 이용하여 조분리로 고도처리에 이용가능한 개선된 산화구를 나타낸 모식도이고,

도 2는 기존기술인 재래식 산화구를 나타낸 모식도이고,

도 3과 4는 본 발명에 따른 고도처리를 위한 산화구시설내에서의 고도처리개선 방법에 따라 간략하게 나타낸 공정도이며,

도 5와 6은 본 발명에 따른 각 반응조의 충분한 미생물 확보를 위해 유동상과 고정상 방식으로 여재를 적용하는 상세도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 --- 혐기조 2 --- 무산소조

3 --- 호기조 4 --- 여재

5 --- 표면폭기기 6 --- 격벽

7 --- 교반기 8 --- 기존 재래식 산화구

9 --- 침사지 10 --- 유량조정조

11 --- 유입분배조 12 --- 혐기조

13 --- 무산소조 14 --- 호기조

15 --- 침전조 16 --- 소독시설

17 --- 슬러지처리시설 18 --- 유동상 여재

19 --- 고정상 여재

Claims (3)

1. 본 발명은 기존에 설치된 산화구시설을 하수의 고도처리를 위한 시설로 개조하는데 있어서, 기존에 설치되어 가동 중인 산화구내부에 격벽(6)을 설치하여 산화구를 혐기조(1), 무산소조(2), 호기조(3)로 분리하고 조 분리된 산화구시설내의 슬러지를 내부반송하여 하수내의 유기물과 영양물질을 동시에 제거하는 산화구의 고도처리개선방법.
2. 침사지(9); 유량조정조(10); 혐기조(12); 무산소조(13); 호기조(14); 침전지(15); 슬러지처리시설(17)을 포함하되 미생물을 충분히 확보시켜 오염물질제거효율을 증가하기 위해 유동상여재(18) 및 고정상여재(19)를 이용하는 것을 특징으로 하는 하수의 고도처리개선 장치.
3. 장기폭기법을 이용하는 산화구의 체류시간을 단축시켜 반응조의 증축없이 하수처리 용량증대효과를 가져오는 산화구의 고도처리개선방법.