KR20070039057A - 강하고 에너지 효율적인, 생물학적 (폐수) 처리 방법 및리액터 - Google Patents

Abstract

폭기식 수처리는 연속으로 결합된 리액터 및 부유 탱크를 이용하고 물의 활성 슬러지를 이용하여 실행되며 폭기 수단에서의 작은 기포들이 상기 활성 슬러지에 포집되어, 그 활성 슬러지의 일부 또는 모두가 부유 탱크로 인도된다. 상기 방법을 실행하기 위한 리액터(1) 및 부유 탱크(36)에는 하나 이상의 폭기 수단(19,20,21,22)이 제공된다. 본 발명의 다수의 방법들 및 설계들은, 본 발명이 어떻게 현존하는 폐수 처리 방치에 포함되어 사용되는 지의 방법을 포함한다.

Description

강하고 에너지 효율적인, 생물학적 (폐수) 처리 방법 및 리액터{PROCESS AND REACTOR FOR INTENSIFIED AND ENERGY-EFFICIENT, BIOLOGICAL (WASTE)-WATER TREATMENT}

본 발명의 기술 분야는 하나 이상의 리액터에서, 사용 또는 재사용하기 위한 목적의 폐수 또는 오수의 연속적 또는 간헐적인 폭기 방식의, 생물학적 처리에 관한 것이다.

일부 용어들은 다음과 같이 사용된다:

리액터

이하의 모든 명세서에서, 용어 "리액터"는 그의 상부가 개방되었는지(예컨대, 폐수 처리 플랜트의 폐수지(池)) 또는 폐쇄(예컨대, 공통의, 산업용 용기)되었는지에 관계없이, 하나 이상의 반응 과정을 겪는 임의의 용기로서 넓게 이해되어야 한다. 리액터는 다수의 리액터들 및 다른 탱크들이 연속적으로 결합되어, 내용물들이 하나의 리액터 또는 탱크에서 다른 리액터 또는 탱크로 이동할 수 있는 리액터 플랜트의 부분으로 될 수 있다.

루프 리액터

유사하게, 용어 "루프 리액터"는 폐수 처리를 위한 잘 알려져 있는 루프 리액터 및 임의의 종류의 루프 용기를 포함하지만 그것들로 제한되지 않고, 루프를 통해 리액터 내용물을 추진하기 위한 알려져 있는 임의의 수단을 사용할 수 있는, 루프 타입의 임의의 리액터로서 넓은 의미로 이해되어야 한다. 루프 리액터는, 루프의 어떤 부분도 루프의 다른 부분에 의해 둘러싸여 있지 않다는 것을 의미하는, 외부 타입으로 될 수 있다. 또한, 반대로, 루프의 일부가 루프의 다른 부분에 의해 둘러싸여 있음을 의미하는 내부 타입으로 될 수 있다. 이는 특히, 소위 '하강부'가 소위 '상승관'에 의해 완전하게 둘러싸이거나 또는 그 반대인, 수직의 루프 리액터로 잘 알려져 있다. 하강부에 의해 둘러싸인 내부 루프 리액터는 하나 이상의 내부 상승관을 사용할 수 있고, 둘러싸인 상승관을 갖는 내부 루프 리액터가 하나 이상의 내측 하강부를 사용할 수 있다. 하나 이상의 상승관 또는 하강부를 사용함에 의해 리액터에서의 루프들의 병렬의 결합이 제공된다.

루프 통로

루프 리액터는 평균적인 내부 길이를 가지며, 리액터 내용물들은 루프를 통한 평균 이동 속도를 가진다. 평균 속도가 평균적인 루프 리액터의 내부 길이를 커버하는 이동으로 인도할 때, 하나의 루프 통로가 생성되게 된다. 폭기되는 액체의 경우, 이는 용어 "루프 통로"를 정의하는 액체의 평균 속도이다.

액체-액체 이젝터

액체-액체 이젝터들은 모티브 유체로서 액체가 사용되고 액체가 흡입 유체인 이젝터들이다.

활성 슬러지

활성 슬러지는 고농도의 살아있는, 미생물체총량을 가진 슬러지이다. 종종 폐수 처리 시에 사용되며 그 후 처리 과정의 일부로서 폐수에 첨가된다. 다음, 활성 슬러지는 처리된 폐수에서 거두어지며, 이로써 슬러지(의 적어도 일부)가 재사용된다. 활성 슬러지의 사용은 생물학적 수처리를 행하는 하나의 방법이다.

부유된, 특정 물질에서의 기포 포집

부유된, 특정 물질 및 기포들을 포함하는 액체의 기포들의 상승 속도가 특정 물질의 존재에 의해 감소될 때, 기포들이 부유된, 특정 물질에 포집된다고 말한다.

다수의 생물학적 물질 교체 또는 여러 종류들의 물질 생성 과정들에서, 공기 또는 다른 가스들의 기포들이 통상 수용액으로 도입되거나 또는 나타나게 된다.

일부 상황들에서, 교체 또는 생성 과정의 제한 요소는 사용된 기포들의 제거이다.

이 상황은, 루프 리액터의 루프에 설치된 원심 분리기가 반응 액체로부터의 기포들의 완전 또는 부분적인 제거를 실행하도록 사용되는, 유럽 특허 EP 0 510 010호에 알려져 있다.

다른 상황들에서, 교체 또는 생성 과정의 제한 요소는 액체 자체의 산소 소비 용량이다.

이는 수처리용 활성 슬러지의 통상적인 사용의 경우에 발생될 수 있다.

활성 슬러지를 사용하는 수처리는 폭기가 있는 기간 및 폭기가 없는 기간을 교대로 하여 실행될 수 있다. 이를 통해, 암모늄, 질산염, 및 유기 결합 질소의 질화 작용이 폭기 기간에 얻어질 수 있는 한편, 비폭기 기간 중에는 질산염의 탈질소 반응 및 질산염의 기체 질소로의 반응이 얻어질 수 있다.

폭기 및 비폭기 기간 사이의 상기한 절환의 단점은 -활성 슬러지의 통상적인 사용에 있어서- 시간 당 물의 입방 미터 당으로 이루어지는 처리의 정도로서 측정될 때, 느린 과정으로 된다는 점이다.

본 발명은 연속적 또는 간헐적으로 폭기되는, 생물학적 수처리의 속도가 증가될 수 있는 방법을 제공한다.

이는 리액터에서의 (산소가 농축된 공기 또는 산소 비농축 공기를 사용하여) 연속적 또는 간헐적으로 폭기되는 수처리를 위한 본 발명의 방법에 의해 성취되며, 상기 방법에서, 상기 리액터는 부유 탱크에 연속적으로 결합되며, 상기 리액터에 포함된 물은, 연속적 또는 간헐적인 모드로 광범위하게 폭기되어 리액터에서 부유 탱크로 통과되며, 많은 활성 슬러지를 포함함으로써 폭기 수단에서의 작은 기포들이 물에 활성 슬러지로 포집되어, 상기 부유 탱크에서 활성 슬러지의 일부 또는 모두의 부유를 일으키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 방법을 실행하기 위한 리액터에 관한 것으로, 상기 리액터는 물의 광범위한 폭기를 위한 수단을 포함한다. 상기 리액터, 폭기 수단, 및 부유 탱크는 상기 방법을 실행하기에 적절한 임의의 종류로 될 수 있다.

본 발명은, 통상의 활성 슬러지의 농도보다 어느 정도 높은 농도로 폐수 처리에 사용되는 경우, 폐수 처리 플랜트에서, 작은 기포들을 매우 효율적으로 포집하는 것으로 알려진, 본 명세서에 기재된 활성 슬러지의 능력의 발견에 기초하고 있다.

일반적으로, 약 4kg의 활성 슬러지가 입방 미터의 폐수에 사용된다. 본 발명의 방법에서, 활성 슬러지의 최적의 농도는 슬러지의 특성에 따라 결정되며, 또한 전체 처리 과정의 설계 및 폐수의 성격에 따라 다르지만, 물 입방 미터 당 40-100kg 사이의 활성 슬러지의 슬러지 농도 또는 그 근처가 가장 유익한 것으로 될 것이다.

물 입방 미터 당 활성 슬러지의 증가된 량은 물의 산소소비능력을 증가시켜서, 증가된 폭기 강도가 사용되어 수처리를 가속화할 수 있게 된다. 유사하게, 물 입방 미터 당 활성 슬러지의 증가된 량은 임의의 비폭기 기간 중에 발생하는 탈질소 과정을 가속화한다.

이들 과정의 속도의 가속은 리액터 체적의 입방 미터 당으로 보다 높은 수처리 능력을 제공하여, 예상되는 리액터들의 수 및/또는 사이즈를 감소시킴으로써 수처리 플랜트의 건설 비용 및 이들의 유지 비용을 절감할 수 있게 한다.

부유 탱크에서 모든 슬러지가 부유하는 것은 아니지만, 부유의 효과는, 루프 리액터로부터의 물, 슬러지 및 기포들의 입구 아래의 깊이에서, 부유 탱크로의 (조정된) 폭기를 통해 증가 및 조정 가능하다. 이러한 폭기는, 후술하는 바와 같이, 공기가 공급되는 하나 이상의 액체-액체 이젝터들을 이용함에 의해 가장 잘 행해지게 된다.

부유된 슬러지는 부유 탱크의 상부로부터 (예컨대, 램프 또는 컨베이어 벨트 상에서 또는 펌핑을 통해) 배출될 수 있다.

이와 같이 거두어진 슬러지의 소량 또는 다량이 리액터에서 재사용될 수 있다.

본 발명에 따른 바람직한 방법에서, 물과 활성 슬러지를 리액터에서 부유 탱크로 인도하는 도관은 그 내부 또는 그의 안쪽으로 공기가 공급되는 액체-액체 이젝터를 포함하며 -상기 모티브 액체 및 흡입 액체 사이의 상호 작용에 의해- 그 공기를 활성 슬러지 내에 포집되는 작은 기포들로 세분하게 되며, 따라서 상기 이젝터는 본 발명에 따라 폭기 수단으로서 작용한다. 상기 이젝터는, 리액터에서 도관으로 직접 인도되는 물과 슬러지의 완전한 유동을, 이젝터로의 흡입 유체로서, 수용한다.

이젝터를 이용하는 장점은 부유될 슬러지로 작은 기포들을 매우 균일하고 효과적으로 분포시키게 되는 점이다.

본 발명에 따른 다른 바람직한 방법에서, 상기 리액터는 루프 리액터이고, 상기 루프 리액터에 사용되는 폭기 기포들은 소형으로서 그 기포들이 적어도 폭기의 일 지점에서 물의 활성 슬러지에 포집되어 상기 루프 리액터의 적어도 대부분을 통한 물의 통과 중에 포집된채 유지되거나 또는 상기 루프 리액터의 적어도 대부분을 통한 물의 통과 중에 일부 기포들이 물에 남게되도록 적어도 물로부터 느리게 이탈된다.

루프 리액터 내의 슬러지에 기포들을 포집하는 장점은 물에서의 감소된 기포 상승 속도로 인해, 물에 의해 흡수되는 산소의 kg 당으로 사용된 에너지 량으로서 측정되는, 폭기의 에너지 소비가 감소된다는 점이다.

외측 또는 내측의, (적어도 하나의 하강부 및 적어도 하나의 상승관을 사용하는)수직 루프 리액터에서, 에너지 소비의 감소는 기포의 감소된 상승 속도에 의해 상승관에서의 물, 슬러지 및 기포의 결합 밀도가 하강부에서의 그들의 밀도와 다르게 작게 됨으로써, 루프를 통한 물의 추진을 위한 에너지 소비가 감소되는 점에서 성취된다.

수평 루프 리액터(예컨대, 주위로 물이 순환하는 중앙 벽을 가지며, 이로써 외측 루프 리액터로 되는 용기)에서, 에너지 소비의 감소는 물의 기포의 보유 시간 증가를 통해 성취되며, 기포들이 물의 표면에 도달하기 전에, 물에 더 많은 산소를 제공할 시간을 얻게 된다.

또 하나의, 본 발명에 따른 바람직한 방법에서, 상기 루프 리액터는 수직으로 되어 있고, 상기 루프 리액터 내부의 활성 슬러지에 포집된 작은 기포들은 도관을 통해 통과된 물과 활성 슬러지와 함께 부유 탱크로 인도된다.

루프 리액터를 수직으로 할 때의 장점은, 물이 루프 리액터의 상부에 도달할 때가지, 작은 기포들이 슬러지에 포집되어 유지됨을 보장하기가 더욱 용이하게 되는 점이다. 또한, 이로써 루프 리액터에서와 같은 동일 농도의 포집된 기포들을 갖는 슬러지가 부유 탱크로 인도되도록 하여, 제일 먼저 언급한 이젝터의, 바람직한 과정을 필요없게 한다.

본 발명에 따른 또 다른 바람직한 방법에서, 각각의 루프 통과에 있어서, 상기 루프 통과 중에 루프 리액터의 물이 활성 슬러지가 소비하는 것보다 적은 산소를 공급하게 된다.

이것의 장점은 다량으로 슬러지에 포집된 작은 기포들이 슬러지 내에서 더욱 정착하게 되어, 기포들이(물의 적은 체적 당 기포들이 충분하게 작은 수일 때) 물과 그에 부유된 활성 슬러지를 산소 주입된 모자이크 공간 및 산소가 없는 영역으로 분할한다. 이로써, 물에서의 질화 작용 및 탈질소 반응이 그 과정에 포함된 질소 화합물에 대한 매우 짧은 확산/대류 경로들을 갖는 경우에도 하나의 동일 리액터에서 동시에 발생하게 된다.

따라서, 질화 작용 및 탈질소 반응을 공간적(예컨대, 두 개의 연결된 리액터들 각각에 하나 씩으로) 또는 연대순으로(덴마크 크루거 A/S사의 바이오디니트로 과정의 경우) 분리할 필요가 없게 된다.

이로써 수처리를 더욱 가속화하고, 또한 수처리 플랜트의 건설 및 그의 작동을 간단화하게 된다.

바이오디니트로 과정에서는, 통상적으로 두 개의 연결된 리액터들의, 하나의 리액터 또는 두 개의 리액터 모두에서의 용해된 질산염 및 암모늄의 측정에 기초하여, 여러 가지의 동작 모드들 사이의 시프트를 단축 또는 지연함에 의해 질화 작용 및 탈질소 반응 사이의 상호 작용을 최적화하는 반면에, 본 명세서에서 개시된 바람직한 과정에서는 리액터의 다른 동작 모드들 사이의 시프트들에 대한 어떠한 요구도 없이- 상기 리액터의 폭기 속도를 조절하는, 매우 간단한 방법을 이용하여 단지 하나의 리액터에서의 측정에 의해 상기 상호 작용을 최적화할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 또 다른 바람직한 방법에서, 기포들은 물 밖으로 분리되며 루프 리액터에 설치된, 사이클론 분리기가 바람직한, 원심 분리기 통과 중의 그의 활성 슬러지는 물과 슬러지로부터 사용된 기포들의 제거를 개선시키게 된다.

하강부 및 상승관(그중 하나가 하나 이상의 루프의 일부분으로 될 수 있음)을 갖는 수직 리액터 루프에서, 상기 원심 분리기가 상승관의 상부로서 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 바람직한 방법에서, 상기 원심형 분리기는 사이클론 분리기이며 사이클론 분리기의 내측에 나선형으로 배치된 라멜라를 가지며, 물과 슬러지는 상기 라멜라들 사이의 공간들 내측으로 이동함에 의해 사이클론 분리기를 통해 길이방향으로 이동하며 동시에 회전하게 된다.

상기 라멜라의 장점은 고농도의 활성 슬러지에서 물과 슬러지로부터 기포들의 분리를 향상시킨다는 점이다.

본 발명에 따른 또 다른 바람직한 방법에서, 물과 그의 활성 슬러지의 폭기는 루프 리액터의 하나 이상의 액체-액체 이젝터들로 또는 그들의 내측으로의 공기의 입구에 의해 실행된다. 상기 이젝터 또는 이젝터들은 본 발명에 따른 폭기 수단으로서 작용한다.

상기 액체-액체 이젝터들의 사용의 장점은 슬러지에 포집되기에 충분히 작은 기포들의 대규모 생산이 가능하게 된다는 것이다.

상기 바람직한 방법은 모든 물이 매번 루프 통과를 위해 이젝터 또는 이젝터들을 통해 인도될 때, 상기 이젝터 또는 이젝터들이 효율적으로 리액터 루프의 일부로 되는 경우에 특히 유익하다. 이로써 기포들이 매우 효과적으로 모든 슬러지로 확산되어 진다.

하강부 및 상승관(그중 하나의 부분이 하나 이상의 루프에 공통으로 될 수 있음)을 갖는 수직 리액터 루프의 경우, 상기 이젝터 또는 이젝터들은 상기 하강부 및 상승관 사이의 상부 연결을 구성할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 또 다른 바람직한 방법에서, 감소된 농도의 활성 슬러지 또는 활성 슬러지가 전혀 없는 물은, 물과 함께 리액터에서 액체 펌프로 직접 인도되는 모티브 유체로서 상기한 액체-액체 이젝터들 모두 또는 그 중 하나로 물을 펌핑하는 액체 펌프로 부유 탱크 밖으로 통과된다.

상기 바람직한 방법의 장점으로서 상기 이젝터 또는 이젝터들의 모티브 유체의 활성 슬러지의 농도 감소는 상기 이젝터 또는 이젝터들에서의 기포 형성의 질을 개선하며, 활성 슬러지의 농도 감소는 액체 펌프에 의해 야기되는 손상에 대해 미생물을 더 양호하게 보호하는 것으로 판명되었다.

본 발명에 따른 또 다른 바람직한 방법에서, 감소된 농도의 활성 슬러지를 갖는 물은 부유 탱크에서 연속적 또는 간헐적으로 폭기되는, 후속의 수처리 탱크, 즉 후속의 수처리 리액터로 통과된다.

상기 바람직한 방법의 장점은 맨 처음 언급한 리액터, 즉 물과 슬러지를 부유 탱크로 통과시키는 리액터에서 불충분하게 길러진 활성 슬러지 없이도 물의 더욱 완전한 처리가 가능하다는 점이다.

본 발명에 따른 또 다른 바람직한 방법에서, 감소된 농도의 활성 슬러지를 갖는 물은 부유 탱크에서 슬러지 침전 탱크로 보내져서, 침전된 슬러지의 일부가 맨 처음 언급한 리액터, 즉 물과 슬러지를 부유 탱크로 통과시키는 리액터로 인도 또는 이송할 수 있다.

상기 침전은, 부유 탱크에서 부유에 의해 모든 슬러지가 제거되지 않고(일부 침전되어 있고) 부유 탱크에서 액체 펌프 및/또는 후속의 수처리 탱크로 물의 통과가 가능한 경우, 물에서 잔존하는 슬러지의 제거를 위해 필요하다.

어떤 경우이든, 물은 부유 탱크 밖으로 인도되어야 하고, 상기 물에 활성 슬러지가 남아 있으면, 이 슬러지는 물을 적절하게 처리할 수 있도록 물에서 분리되어야 한다.

상기 두 개의 최종으로 언급한 본 발명에 따른 방법들은, 감소된 농도의 활성 슬러지를 갖는 물이 후속의 수처리 탱크를 통해 슬러지 팀전 탱크로 인도되도록, 결합될 수 있다.

이로써 상기 두 개의 탱크들은 통상적인 설계의 완전한 수처리 플랜트로서 동일 방식으로 작동하게 된다.

두 개의 탱크들이 이미 건설되었다면, 본 발명은 증가된 수처리 속도 및 동시적인 질화 작용 및 탈질소 반응 및 물에 의해 흡수되는 산소 kg당 에너지 소비가 감소되는 여분의 리액터를 갖는 전통적인 수처리 플랜트를 제공하게 된다. 이로써 투자 비용 및 작동 비용의 양면에서 저렴하고, 기존의 수처리 플랜트의 전체 용량을 증가시키게 된다.

본 발명에 따른 또 다른 바람직한 방법에서, 부유 탱크로 물을 통과시키는 리액터는 (상기한 바람직한 방법들 중 다른 것에서와 같은) 루프 리액터이고, 처리될 새로운 물은 비폭기되는 또는 연속적 또는 간헐적으로 폭기되는 선행의 수처리 탱크 또는 리액터로 인도되고, 이로부터 모티브 유체로서 루프 리액터의 액체-액체 이젝터 또는 이젝터들로 물을 펑핑하는 액체 펌프로 진행된다.

이러한 선행의 수처리 탱크의 장점은 잘 알려져 있고 (선행의 수처리 탱크가 비폭기일 때) 인 화합물의 변환 및 (선행의 수처리 탱크가 폭기할 때) 임의의 용해된 독성 가스 및/또는 휘발성 액체의 제거를 포함한다.

또한, 루프 리액터로의 물의 직접적인 통과가 없는 선행의 수처리 탱크는 버퍼 탱크로서 사용될 수 있음으로써, 처리될 새로운 물의 유입량 변화가 완화되어, 루프 리액터로의 물의 더욱 균일한 유입을 제공하게 된다. 본 발명에 따른 바람직한 방법에서 상기 선행의 수처리 탱크는, 상기 선행의 수처리 탱크에서의 물의 유동이 상기 탱크에서 루프 리액터로의 직접적인 유동이 아니라 워터 펌프 및 이젝터/이젝터들을 통해 발생하는 사실로 인해 상기한 버퍼 탱크로서 작용할 수 있게 된다. 상기 선행의 수처리 탱크의 활성 슬러지의 농도가 영 또는 루프 리액터보다 낮을 경우, 액체 펌프의 루프 리액터 자체에서의 물이 아닌 다른 물을 이용하는 장점들은 바람직한 방법들의 제공에 있어서 전술한 바와 같다.

상기한 바람직한 방법은 부유 탱크에서 액체 펌프로 물을 통과시키는 바람직한 방법과 결합될 수 있다.

이로써, 상기 선행의 수처리 탱크에서 펌프로 유동하는 수량 및 부유 탱크에서 펌프로 유동하는 수량 사이의 비율이 조정 가능한 점에서, 제어 옵션이 형성된다.

상기 선행의 수처리 탱크에서의 물이, 물로부터 원하는 정도로 제거될, 비교적 고농도의 물질들을 가진다면, 이에 대응하게 감소된 상기 선행의 수처리 탱크에서의 물의 유동이 사용될 수 있어서, 상기 물질들의 루프 리액터로의 공급 속도가 너무 높지 않게 원하는 정도로 유지된다.

반대로, 상기 선행의 수처리 탱크에서의 물이 낮은 농도의 상기 물질을 가지면, 상기 선행의 수처리 탱크에서의 물의 빠른 유동이 사용될 수 있어서, 루프 리액터로의 물질의 공급 속도가 이 상황에서도 원하는 레벨로 유지된다.

이상적으로, 상기 선행의 수처리 탱크에서 펌프로 유동하는 수량 및 부유 탱크에서 펌프로 유동하는 수량 사이의 비율은, 상기 선행의 수처리 탱크에서의 낮은 물 레벨이 그 탱크에서 펌프로의 물의 유동의 감소로 인도하는 한편, 상기 선행의 수처리 탱크에서의 물의 고레벨이 그 탱크에서 펌프로의 물의 유동을 증가시키도록 유도하는 경우를 제외하면, 루프 리액터의 물의 질을 측정하는 물질 농도계로부터의 측정 결과에 기초하여 온-라인 제어된다. 상기 선행의 수처리 탱크의 물 레벨은 임의의 적절한 잘 알려져 있는 기술로 측정될 수 있다.

액체-액체 이젝터가 부유 탱크 또는 루프 리액터에서 부유 탱크로 인도하는 도관의 폭기 수단으로서 사용되면, 상기 이젝터에서 사용되는 모티브 유체는 상기 선행의 수처리 탱크에서가 아니라 루프 리액터 및/또는 부유 탱크 자체 만의 물로 된다. 이로써, 상기 선행의 수처리 플랜트에서의 물은 루프 리액터를 통해 인도되지 않게 된다. 따라서, 상기 선행의 수처리 탱크에서의 모든 물이 루프 리액터에서 처리될 것이다.

또한, 하나 이상의 액체-액체 이젝터들이 루프 리액터에서 폭기 수단/폭기 수단들로서 사용되면, 상기 이젝터들에 대한 모티브 워터용으로 두 개의 액체 펌프들을 사용할 필요가 있어서, 상기 선행의 수처리 탱크에서의 물이, 부유 탱크 또는 루프 리액터에서 부유 탱크로 인도하는 도관 내의 이젝터의 모티브 유체로서 사용되는 루프 리액터 및/또는 부유 탱크에서의 물과 혼합되지 않는다.

본 발명에 따른 하나 이상의 바람직한 방법들에서, 루프 리액터에서 재사용되는 활성 슬러지의 일부 또는 일부 만이 상기 선행의 수처리 리액터의 물에 첨가되어 액체 펌프를 통해 루프 리액터의 액체-액체 이젝터 또는 액체-액체 이젝터들로 이송됨에 의해 공급된다.

상기 선행의 수처리 리액터의 물에 첨가되는 활성 슬러지는, 사용되는, 부유 탱크, 또는 사용되는, 침전 탱크, 또는 이들 둘다에서 거두어질 수 있다.

수처리 플랜트의 일련의 탱크들에서 마지막으로 거두어진 활성 슬러지를 재사용할 때, 본 발명에서 사용될 수 있는 통상의 실시예는 상기 일련의 제1 (리액터) 탱크 또는 탱크들(하나 이상으로 병렬 세팅된 경우)로 재사용된 슬러지 모두를 복귀하도록 통과시키는 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 방법에서, 제1 탱크(상기 선행의 수처리 리액터)에서의 물과 슬러지의 통과가 루프 리액터의 액체-액체 이젝터 또는 액체-액체 이젝터들을 통해 발생할 때, 활성 슬러지가 재사용되도록 더욱 양호하게 분할되어, 슬러지의 일부 만이 제1 탱크의 물에 첨가되고, 슬러지의 나머지는 루프 리액터의 물에 직접 첨가된다.

상기 선행의 수처리 리액터에서 물 입방 미터 당 사용되는 활성 슬러지가, 예컨대 20kg이지만, 이는 물 입방 미터 당 통상적으로 4kg의 활성 슬러지 만을 갖는 선행의 수처리 리액터에 비교할 때, 약 5배로 수처리 용량을 증가시킬 것이다.

이로써, 상기 선행의 수처리 리액터는, 본 발명을 이용하도록 재설계된 플랜트에서, 본 발명의 사용을 통해 플랜트의 나머지에서 얻어지는 수처리 용량 증가를 이용하기에 충분하도록 증가된 그의 수처리 용량을 가진다.

상기한 바람직한 방법들은 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 주어진 수처리 설비가 각각의 바람직한 방법의 설명에서의 의미와 일치하는 바람직한 과정들의 조합을 사용하거나 그들 모두를 사용할 수 있다. 어떠한 조합도 상기한 임의의 리액터 또는 탱크 각각에 설치되어 이러한 리액터들 또는 탱크들의 조합의 일부 또는 그 리액터들 또는 탱크들 중 다수 또는 그들 모두의 일부로 될 수 있다.

본 발명을 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다 :

도1은 본 발명에 따른 내측 루프 리액터의 실시예를 축을 따라 도시한 길이방향 단면도,

도2는 도1의 A-A선의, 본 발명에 따른 내측 루프 리액터의 실시예의 단면도,

도3은 도1의 B-B선의, 본 발명에 따른 내측 루프 리액터의 실시예의 단면도

도4는 본 발명에 따라 이용 가능한 부유 탱크의 실시예를 축을 따라 도시한 길이방향 단면도,

도5는 본 발명에 따른 루프 리액터에서 사용 가능한 설계의 액체-액체 이젝터의 실시예를 축을 따라 도시한 길이방향 단면도,

도6은 도5의 C-C선의 액체-액체 이젝터의 단면도, 및

도7은 본 발명에 따른 루프 리액터를 포함하는 수처리 플랜트의 실시예의 플로우 챠트이다.

축방향의 길이방향 단면도로 도1에 도시된 본 발명에 따른 내측 루프 리액터(1)의 실시예는 외측 용기 벽(2) 및 상기 벽과 함께, 상부가 개방된, 원통형 반응 용기(즉, 리액터)를 형성하는 인접한 하부 벽(3)을 가진다. 내측의 원통형 관(4)은 리액터(1) 내에 내측 상승관(upcomer)(5)을 형성하며, 이로써 물, 슬러지 및 기포는 반드시 상승관(5)에서 위쪽으로만 이동하게 된다. 내측 상승관(5)을 둘러싸는 환상의 원통형 공간(6)은 루프 리액터(1)내의 하강 수단을 형성하며, 이로써 물, 슬러지 및 기포는 하강부(6)에서 반드시 아래쪽으로만 이동하게 된다. 외측 하강부(6) 및 내측 상승관(5)은 내측 관(4)의 자유단에서 서로 연결된다. 내측 관(4)의 상단부는 사이클론 분리기(8)로 되도록 설계된다. 사이클론 분리기(8)는 내측의 원통형 코어(9)를 가지며, 그 둘레에서 물, 슬러지 및 기포가 물과 슬러지로부터 기포를 분리하는 중에 상방으로 이동(즉, 나선형 이동)을 계속하면서 회전한다. 사이클론 분리기(8) 아래에서, 내부 코어(9)는 절두-원추형 연장부(10)에 의해 경사져 있다.

그의 하단부에서, 사이클론 분리기(8)는 네 개의 나선형으로 배열된 안내판들(11,12,13,14)에 의해 물, 슬러지 및 기포를 사이클론 분리기(8)로 인도하는 네 개의 장방형 입구(15,16(도1에 도시 안됨),17,18(도1에 도시 안됨))를 통해 배향시키게 된다. 이로써, 물, 슬러지 및 기포는 사이클론 분리기(8)로의 그들의 경로에 서 회전 속도 성분이 주어진다. 도1에, 안내판(11)의 (도1의 절단 면에서의) 도입 에지 및 (도1의 절단 면 뒤의) 상부면, 안내판(12)의 (도1의 절단 면 뒤의) 하부면 및 (도1의 절단 면의) 종결 에지, 및 안내판(13)의 (도1의 절단 면의) 도입 에지 및 안내판(14)의 종결 에지가 나타나 있다. 상기 입구(15)는 안내판(11)의 도입 에지, 안내판(14)의 종결 에지, 내측 관(4), 및 코어(9)에 의해 형성된 장방형 영역으로 구성되는 반면에, 상기 입구(17)는 안내판(13)의 도입 에지, 안내판(12)의 종결 에지, 내측 관(4), 및 코어(9)에 의해 형성된 장방형 영역으로 구성된다. 이와 대응하게, 도면에 도시 안된 입구(16)는 안내판(12)의 도입 에지, 안내판(11)의 종결 에지, 내측 관(4), 및 코어(9)에 의해 형성된 장방형 영역으로 구성되는 반면에, 도면에 도시 안된 입구(18)는 안내판(14)의 도입 에지, 안내판(13)의 종결 에지, 내측 관(4), 및 코어(9)에 의해 형성된 장방형 영역으로 구성된다.

하나의 바람직한 방법에 대해 상기한 바와 같이, 라멜라들(lamellae)이 제공된 사이클론 분리기(8)를 갖는 것이 바람직한 경우, 상기 라멜라들은 내측 관(4)의 내부에서 안쪽으로 향하는 그들의 연장부가 사이클론 분리기(8)의 코어(9)까지 연장되지 않는 차이를 가진 채로 안내판들(11,12,13,14)과 유사하게 고안될 수 있다.

사이클론 분리기(8)의 상단부에서, 네 개의 공기-흡입 가능한 액체-액체 이젝터(19,20,21,22(도1에 도시 안됨))가 장착된다. 상기 액체-액체 이젝터로 모티브 유체 및 공기를 인도하는 관은 도시되지 않았으며; 도5 및 6을 참조하기 바란다. 상기 액체-액체 이젝터(19,20,21,22)는 루프 리액터(1)의 상승관(5) 및 하강부(6) 사이의 물, 슬러지 및 기포에 대한 상부 연결부를 구성한다. 도1에서, 이젝터(19) 의 액체용 흡입구(23)가 도면의 절단 면에 도시되며, 도면의 절단 면 뒤에 이젝터(19)의 다른 부분이 도시되고, 이젝터(20)는 도면의 절단 면 뒤에 도시되며, 이젝터(21)의 액체용 흡입구(25)는 도면의 절단 면에 도시된다. 이젝터(21)의 나머지는, 이젝터(22)의 모든 부분과 같이, 도면의 절단 면 앞쪽에 제공된다.

그의 상부에서, 사이클론 분리기(8)는 기포 및/또는 기포에서 유리된 사용된 공기를 철회시키기 위한 수직 관(32)으로 인도하는 절두 원추형 경사부(31)에 의해 한정되어 있다.

루프 리액터(1)의 하강부(6)로 하방으로 연장하는 관(33)으로 된, 활성 슬러지용 입구 부재 및 상기 관(33) 위의 깔때기 모양 부분(34)이 도면의 절단 면 뒤에 도시된다.

루프 리액터(1)는 수처리 플랜트에 사용되는 것과 동일한 크기를 갖는 것으로 이해하기 바란다.

루프 리액터(1)의 작동 중에, 액체-액체 이젝터(19,20,21,22)에는 하나 이상의 액체 펌프들로부터 모티브 유체, 및 폭기 속도를 제어하는 스로틀 밸브를 통해 흡입되는 공기가 공급된다. 상기 이젝터(19,20,21,22)는 물과 슬러지를 루프 리액터(1)의 상승관(5)에서 루프 리액터(1)의 하강부(6)로 펌핑한다. 또한, 상기 이젝터(19,20,21,22)는 그들에 의해 흡입된 공기를 물과 슬러지가 유동하는 이젝터(19,20,21,22)를 통해 균일하게 분포되는 소형의 기포들로 적절하게 분배한다.

또한, 루프 리액터(1)의 작동 중에, 슬러지 및 기포를 가진 일부 물이 하강부(6)에 그의 입구를 가진 출구 부재(35)를 통해 루프 리액터(1)의 외부로 통과된 다.

루프 리액터(1)의 작동에 있어서 아주 중요한 부분은 아니지만 상승관(5)의 단면 형상은 사이클론 분리기(8)의 하부에서 원형이다. 예컨대, 정방형 및 장방형을 포함하는, 예컨대 다각형 등의 다른 단면 형상들도 가능하다. 유사하게, 상승관(5)의 단면적은 사이클론 분리기(8)의 하부에서 사이클론 분리기(8)의 내측과 동일하지 않다.

루프 리액터(1)의 하강부(6)의 형상은 반드시 환상의- 원통형을 가질 필요는 없고, 그의 외벽(2)도 꼭 원통형으로 될 필요는 없다. 외벽(2)은 정방형 및 장방형을 포함하는, 예컨대 다각형 등의 다른 단면 형상으로 될 수 있다. 또한, 루프 리액터는 사이클론 분리기(8)및 이젝터(19,20,21,22)를 포함하여, 그의 작동에 있어서 요구되는 모든 것이 장비된 하나 이상의 내측 관(4)을 사용함에 의해 더 넓게 될 수 있다. 완전하게 장비된 이러한 다수의 관들(4)은 동일 깊이로 되지만 충분하게 넓은 하강부(6) 내에서 다른 위치들에 배치될 수 있고 하나의 공동의 하강부(6)내에 상승관들(5)의 병렬 결합으로 구성될 수 있다.

또한, 이젝터(19,20,21,22)의 수는 고정되지 않는다. 반드시 사이클론 분리기(8)에서 인도되는 정확히 네 개의 이젝터들로 될 필요는 없고, 또는 하나 이상의 내측 관(4)의 사용의 경우에 각각의 사이클론 분리기(8)가 꼭 필요한 것은 아니다. 하나의 사이클론 분리기(8)에서 이젝터들의 수는 네 개 미만, 네 개, 또는 네 개 초과로 될 수 있다.

이젝터들(19,20,21,22)(네개가 사용되는 경우)이 사이클론 분리기(8)에서 바 깥쪽으로 정확하게 수평으로 배향될 필요도 없다. 이 방향은 상방으로 경사질 수 있고, 이젝터들을 통과한 물, 슬러지 및 기포가 사이클론 분리기(8)에서 바깥쪽 및 상방으로도 이동할 수 있다. 하방으로의 경사는 덜 유익하게 된다.

또한, 출구 부재(35)는 하강부(6)에 그의 입구를 가질 필요는 없다. 상기 입구는 루프 리액터의 어느 곳이나 원심 분리기 및 이젝터들에도 배치될 수 있다.

도2는 도1에 도시된 루프 리액터의 A-A선의 단면도이다. 참조 부호 2는 루프 리액터(도1에서 (1))의 외벽을 나타내며, 참조 부호 4는 내측 관을 나타내며(상기 단면은 사이클론 분리기(도1에서 (8)를 통해 취해진다), 참조 부호 9는 사이클론 분리기의 코어를 나타낸다. 도2의 절단 면 아래에, 안내판들(11,12,13,14)의 상부면들은, 제한되어 있는, 입구들(15,16,17,18)의 위치들로서, 도시되어 있고, 이 실시예의 도입 에지들 각각이 다른 안내판들 중 하나의 종결 에지 바로 아래에 배치됨으로써, 상기 입구들이, 도시된 바와 같이, 상기 안내판들의 종결 에지들 및 그들의 도입 에지들로 되어 있다. 도면의 절단 면에서, 상기 액체-액체 이젝터(19,20,21,22) 및 그들 각각의 액체용 흡입구(23,24,25,25)(이 흡입구들은 도면에서 입구(15,16,17,18) 각각의 부분 위에 일치되게 직접 배치되어 있다) 및 이젝터 출구들(27,28,29,30)의 부분들이 도시되어 있다. 참조 부호 33은 활성 슬러지용 입구 관을 나타내며, 참조 부호 35는 하강부(6)에서의 물, 슬러지 및 기포용 출구 부재를 나타내고 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 액체-액체 이젝터에 모티브 유체 및 공기를 인도하는 관들이 도시되지 않았으며; 도5 및 6을 참조하기 바란다.

상기 액체-액체 이젝터(19,20,21,22)의 배치는 루프 리액터(도1에서 (1))의 하강부(6)의 상부에서의 물, 슬러지 및 기포에 대해 약한 회전 운동을 부여하게 된다. 이로써 입구 관(33)에서 활성 슬러지를 공급하여, 상기 활성 슬러지가 내측 관(4) 주위의 물과 슬러지와 함께 이동함으로써 상기 상기 액체-액체 이젝터(19,20,21,22)로부터의 물, 슬러지 및 기포로 효과적으로 혼합될 수 있도록 충분하게 산포된다.

도3은 도1에 도시된 루프 리액터의 B-B선의 단면도이다. 참조 부호 2는 루프 리액터(도1에서 (1))의 외벽을 나타내며, 참조 부호 4는 내측 관(도1에서 사이클론 분리기(8) 아래 부분)을 나타내며, 참조 부호 35는 하강부(6)에서의 물, 슬러지 및 기포용 출구 부재를 나타내고 있다.

도4는 본 발명에 따라 사용되는 부유(浮遊) 탱크(36)의 일 실시예의 축방향의 길이방향 단면도이다. 상기 부유 탱크(36)는 외벽(37) 및 인접한 하부 벽(61) 및 루프 리액터(도1에서 (1))로부터의 물, 슬러지 및 기포에 대한 입구 부재(35)(도1 내지 3에서의 출구 부재(35)와 동일)를 가진다. 또한, 상기 부유 탱크(36)는 활성 슬러지가 없거나 또는 감소된 농도의활성 슬러지를 갖는 물의 출구 부재(38) 및 이젝터(도1 및 2에서의 (19,20,21,22))의 모티브 유체로서 이용되며 활성 슬러지가 없거나 또는 감소된 농도의활성 슬러지를 갖는 물의 다른 출구 부재(39)를 가진다.

상기 출구 부재(38)에는 그 출구 부재(38)를 통한 유속을 조절하기 위한 스로틀 밸브 또는 알려진 임의의 다른 조절 장치가 제공된다. 이로써 루프 리액터(도 1에서 (1))로의 주어진 속도의 물의 유동에서 루프 리액터(도1에서 (1))에 있는 수량을 제어하게 된다.

또한, 루프 리액터(도1에서 (1))의 이젝터(도1 및 2에서의 (19,20,21,22))의설계와 다소간 유사하지만 이들보다 소형으로 설계된 하나 이상의 공기-공급 액체-액체 이젝터들이 바람직한, 하나 이상의 폭기 수단(도면에 도시 안됨)이 부유 탱크의 하부, 바람직하게는 입구 부재(35)의 아래에 배치된다. 이는 활성 슬러지의 부유를 향상시켜서 입구 부재(35)에서 출구 부재(38,39)로 이동하는 활성 슬러지 량을 감소시킨다.

상기 부유 탱크(36)는 루프 리액터(도1에서 (1))보다 약간 높게 되어 상기 부유 탱크의 상부 슬러지 표면이 상기 부유 탱크(36)의 슬러지에 갇힌 기포들 때문에 루프 리액터(도1에서 (1))의 수면 위에 있게 될 가능성이 있다.

도5는 본 발명에 따른 루프 리액터에서 사용되는 액체-액체 이젝터의 실시예의 축방향의 길이 방향 단면도이다. 이 도면에는 그의 절단 면 만이 도시되어 있다.

바람직하게도, 상기 루프 리액터(도1에서 (1))의 액체-액체 이젝터들은 동일한 설계로 되어 있다. 상기 도면은, 일례로, 이젝터(20)를 나타내고 있다. 참조 부호 40은 입구(55)를 통해 액체-액체 이젝터(20)로 공기가 도입되는, 공기 흡입을 위한 관형 입구 부재를 나타낸다. 참조 부호 41은 모티브 유체(물과 통상 일부 활성 슬러지-상기 모티브 유체는 통상 액체 펌프에서 공급될 수 있지만 루프 리액터(도1에서 (1))보다 이젝터의 수압 레벨이 높은 경우 용기로부터 공급될 수 있다)용 관형 입구 부재를 나타낸다. 상기 관형 부재(41)는 노즐 구멍(42)에서 종결된다. 도면에서, 상기 관형 부재(41)는관형 부재(40) 보다 길게 도시되어 있다. 이는 도면들에서만 도시된 것이고, 실제 두 개의 부재들은 도면에 도시된 것보다 더 연장될 수 있다. 이젝터(20)는 사이클론 분리기(도1에서 (8))로부터의 물 및 슬러지의 흡입구(24)를 가진다. 도면에서, 상기 이젝터(20)는 깔때기형 입구(43)를 가지며, 바람직하게 이젝터의 관형 중간부(44)와 원활하게 결합되며, 상기 흡입구(24)의 단면적보다 작은 상기 중간부(44)의 단면적을 형성한다. 이러한 깔때기형 입구(43)는 이젝터(20)에 사이클론 분리기(도1에서 (8))에서의 유동 속도보다 높은 내부 유동 속도를 채용함에 의해 유익하게 된다. 상기 이젝터(20)의 관형 중간부(44)는 이젝터의 혼합 영역을 포함한다. 상기 이젝터(20)의 이젝터 출구(28)는 상기 상기 흡입구(24)보다 큰 단면적을 가지며 바람직하게 매끄럽게 설계된 단부에, 루프 리액터(도1에서 (1))의 하강부(도1에서 (6))로 유출되기 전에 물, 슬러지 및 기포의 속도를 감소시키기 위한 목적으로 작용하는 점차적으로 넓어지는 출구(45)가 배치되어, 이젝터(20)의 펌핑 효율을 증가시킨다.

도6은 도5의 C-C선의, 도5의 이젝터의 단면도이다. 절단 면의 뒤에, 출구(45)의 외측면, 입구(43)의 내측면, 및 노즐 구멍(42)이 도시되어 있다. 절단 면에, 흡입구(24), 관형 공기 입구 부재(40) 및 관형 모티브 유체 입구 부재(41)가 도시되어 있다.

도7은 본 발명에 따른 루프 리액터를 포함하는 수처리 플랜트의 실시예의 플로우 시트를 나타내고 있다. 참조 부호 46은 선행의 수처리 리액터를 나타내며, 참 조 부호 47은 루프 리액터(1) 및 부유 탱크(36)를 둘러싸는 후속의 수처리 리액터를 나타낸다. 참조 부호 35는 루프 리액터(1)에서 부유 탱크(36)로 물, 슬러지 및 기포를 인도하는 도관을 나타내며, 참조 부호 38은 부유 탱크(36)에서 후속의 수처리 리액터(47)로 물, 슬러지 및 기포를 인도하는 도관 또는 구멍을 나타내며, 참조 부호 39는 이젝터의 모티브 유체로서 사용되며 부유 탱크(36)에서의, 그 내부의 일부 슬러지와 물의 출구를 나타낸다. 참조 부호 48은 루프 리액터(1)의 이젝터 또는 이젝터들(도1 및 2에서의 (19,20,21,22))로 모티브 유체를 공급하는 액체 펌프를 나타낸다. 상기 펌프(48)는 도관(56)을 통해 부유 탱크(36)에서의, 그 내부의 일부 슬러지와 물을 수용하고 또한 관(57)을 통해 선행의 수처리 리액터(46)에서의 슬러지와 물을 수용한다. 참조 부호 49는 부유 탱크(36)의 하부의 하나 이상의 공기-공급 이젝터에서 모티브 유체로서 사용되도록 부유 탱크(36)에서만, 그 내부의 일부 슬러지와 물이 공급되는 다른 유체 펌프를 나타낸다. 참조 부호 50은 후속의 수처리 리액터(47)에서 침전 탱크(51)로 물과 슬러지를 통과시키는 도관을 나타낸다. 일부 거두어진 슬러지는 도관 또는 (종래 기술에 알려진 임의의 적절한 종류의) 이송 수단(52)에 의해 루프 리액터(1)및 선행의 수처리 리액터(46)로 통과된다. 두 개의 분리된 도관 또는 이송 수단(52)을 이용함으로써, 선행의 수처리 리액터(46)로 통과된 상기 수거된 슬러지는 루프 리액터(1)로 통과된 수거된 슬러지의 구성과 다른 구성으로 될 수 있다 - 예컨대 부유 탱크에서만의 슬러지 또는 침전 탱크에서만의 슬러지 또는 그들 사이의 평범한 비율이 루프 리액터(1)로 통과된 슬러지에서와 다르게 된다. 상기 플랜트에서 처리된 물이 도관(53)을 통해 선행의 수처리 리 액터(46)로 통과되며, 처리된 물은 도관(54)을 통해 침전 탱크로 통과된다.

기술이 알려진 임의의 종류의 밸브들이 선행의 수처리 리액터(46)및 부유 탱크(36)에서, 각각 워터 펌프(48)로의 물의 유동을 제어하도록 도관(56) 및/또는 (57)에 제공될 수 있다.

도면에서, 잉여 슬러지의 회수(60)는 부유 탱크 및 침전 탱크에서 발생되는 것으로 되어 있다. 적은 슬러지가 제거되면, 상기 제거는 침전 탱크만으로부터 행해지도록 배열될 수 있다.

참조 부호 58은 루프 리액터(1)의 이젝터들(도1 및 2에서의 (19,20,21,22))로 공기를 통과시키는 도관을 나타낸다. 바람직하게, 루프 리액터(1)로의 공기 유동의 제어를 위해 알려진 기술의 임의 종류의 밸브가 도관(58)에 제공된다.

참조 부호 59는 부유 탱크(36)의 하부의 하나 이상의 액체-액체 이젝터로 공기를 통과시키는 도관을 나타낸다. 상기 이젝터 또는 이젝터들의 깊이 위치는 유익하게도 도관(59)의 공기 펌프를 포함하게 된다. 도관(59)에 공기 펌프가 제공되면, 부유 탱크(36)의 폭기 속도는 공기 펌프에 의해 실행되는 펌핑 작업의 조정을 통해 조정할 수 있게 된다.

본 발명의 구체적인 도시 및 설명을 위해, 다음을 참조하기 바란다:

본 발명에 따른 루프 리액터를 포함하는 수처리 플랜트 및 적어도 부유 탱크 및 후속의 수처리 리액터 및 침전 탱크의 탱크들이 작동을 개시하면, 주로 후속의 수처리 리액터의 활성 슬러지의 확산으로서 생물학적 수처리의 초기 작업이 실행되며, 슬러지가 침전 탱크에서 거두어지고 거두어진 슬러지를 후속의 수처리 리액터 로 복귀시킨다. 이 과정 중에, 물은 루프 리액터 및 부유 탱크를 바이패스하여, 직접 후속의 수처리 리액터로 인도될 수 있다. 활성 슬러지의 농도가 침전 탱크에서의 효과적인 침전을 위한 상한을 넘기 전에, 슬러지의 루프 리액터로의 통과가 시작된다.

슬러지의 루프 리액터로의 초기의 통과 중에, 루프 리액터로의 물의 유동을 폐쇄 또는 적어도 제한함으로써, 루프 리액터 외부로의 활성 슬러지의 유동을 완전 차단하거나 또는 적어도 매우 제한된 유동으로 하는 한편, 루프 리액터의 활성 슬러지의 농도를 증가시키는 것이 유익하게 된다.

루프 리액터의 활성 슬러지의 농도가 충분하게 높을 때, 루프 리액터를 바이패싱하는 물의 유동을 폐쇄함으로써, 후속의 수처리 리액터로의 계속되는 모든 물의 유동이 루프 리액터 및 부유 탱크를 통해 발생된다. 유사하게, 이 시점에서 후속의 수처리 리액터로 직접 통과하는 슬러지를 차단할 수 있다.

작동 개시 중에, 선행의 수처리 리액터도 사용하게 되면(예컨대, 잘 알려진 크루거의 바이오데니포 A/S), 상기한 모든 작동 개시 작업들이 여전히 유효하게 될 것이다. 바람직하게, 상기 선행의 수처리 리액터는, 선행의 수처리 리액터가 없는 플랜트에서의 작동의 개시에 대해 상기한 바와 같이, 플랜트로의 모든 물의 유동을 수용하여 이를 후속의 수처리 리액터또는 루프 리액터로 통과시키도록, 개시점에서부터 바로 작동하게 된다. 루프 리액터가 초기에 바이패스되면, 거두어진 슬러지 모두 또는 일부가 선행의 수처리 리액터로 통과되어 이를 통해 후속의 수처리 리액터로 유동될 수 있다.

본 발명의 가장 바람직한 실시예

적어도 폐수 처리를 위해 본 발명을 이용할 때, 본 발명의 가장 바람직한 실시예는, 만일 루프 리액터에서 매우 높은 농도의 활성 슬러지가 채용된다면, 상기 설명한 모든 바람직한 실시예들을 이용하는 것으로 간주된다. 사이클론 분리기에서의 라멜라의 이용은, 물에서의 활성 슬러지의 약간 낮은 농도의 사용, 및 활성 슬러지의 불충분한 부유의 경우에만 연관되는 분리기로 물을 인도하는 도관 및/또는 부유 탱크에서의 폭기 수단의 사용에 의해, 생략될 수 있다.

특허청구의 범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 실시예들에 더하여, 이하의 실시예들도 바람직하다:

I. 공기 기포들이 부유 탱크 내, 바람직하게는 부유 탱크로 물과 슬러지를 통과시키는 리액터에서의 물의 입구 아래에 배치된 폭기 수단에 의해 부유 탱크로 도입되는 방법.

II. 활성 슬러지가 부유 탱크의 상단부에서, 부유 탱크로 물과 슬러지를 통과시키는 리액터로 통과되는 방법.

III. 활성 슬러지가 없거나 또는 감소된 농도의 활성 슬러지를 갖는 물이 부유 탱크의 하부의 출구 및 리액터 및/또는 부유 탱크 및/또는 리액터를 부유 탱크에 연결하는 도관의 하나 이상의 액체-액체 이젝터들로 진행하는 액체 펌프를 포함하는 도관을 통해 부유 탱크 외부로 통과되며, 상기 물이 이젝터 또는 이젝터들의 모티브 유체로서 작용하는 방법.

IV. 감소된 농도의 활성 슬러지를 갖는 물이 연속적으로 또는 간헐적으로 폭 기되는 후속의 수처리 리액터로 물을 인도하는 도관 또는 구멍을 통해 부유 탱크 외부로 통과되는 방법.

V. 감소된 농도의 활성 슬러지를 갖는 물이, 상기 방법 IV에서 언급된 후속의 수처리 리액터를 통해 물을 침전 탱크로 인도하여, 침전된 슬러지 일부 또는 모두가 부유 탱크로 물을 통과시키는 리액터로 통과되도록 하는 도관을 통해 부유 탱크 외부로 통과되는 방법.

VI. 부유 탱크로 물을 통과시키는 리액터가 루프 리액터이고, 활성 슬러지를 포함하는, 폭기 또는 폭기 안된, 선행의 수처리 탱크 또는 리액터에서의 물을, 액체 펌프를 포함하며 루프 리액터의 하나 이상의 액체-액체 이젝터들로 향하는 도관을 통해 인도하며, 상기 물이 이젝터 또는 이젝터들의 모티브 유체로서 작용하는 방법.

VII. (예컨대 상기 방법 II, V, VI에서의) 루프 리액터로 통과된 활성 슬러지의 일부가 선행의 수처리 리액터를 통해 통과되어, 상기 슬러지가 선행의 수처리 리액터의 물에 부유되며 상기 도관 및 액체 펌프를 통해 루프 리액터의 액체-액체 이젝터 또는 액체-액체 이젝터들로 통과되는 한편, 루프 리액터로 통과된 활성 슬러지의 나머지 부분은 액체-액체 이젝터들로 직접 통과되는 방법.

Claims (12)

1. 리액터에서 연속적 또는 간헐적으로 폭기되는 수처리를 행하는 방법에 있어서, 상기 리액터는 부유 탱크에 연속적으로 결합되며, 상기 리액터에 포함된 물은, 연속적 또는 간헐적인 모드로 광범위하게 폭기되어 리액터에서 부유 탱크로 통과되며, 많은 활성 슬러지를 포함함으로써 폭기 수단에서의 작은 기포들이 물에 활성 슬러지로 포집되어, 상기 부유 탱크에서 활성 슬러지의 일부 또는 모두의 부유를 일으키는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 물과 활성 슬러지를 리액터에서 부유 탱크로 인도하는 도관은 그 내부 또는 그의 안쪽으로 공기가 공급되는 액체-액체 이젝터를 포함하며 모티브 액체 및 흡입 액체 사이의 상호 작용에 의해 그 공기를 활성 슬러지 내에 포집되는 작은 기포들로 세분하게 되며 상기 이젝터는 리액터에서 도관으로 직접 인도되는 물과 슬러지의 완전한 유동을, 이젝터로의 흡입 유체로서, 수용하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 리액터는 루프 리액터이고, 상기 루프 리액터에 사용되는 폭기 기포들은 소형으로서 그 기포들이 적어도 폭기의 일 지점에서 물의 활성 슬러지에 포집되어 상기 루프 리액터의 적어도 대부분을 통한 물의 통과 중에 포집된채 유지되거나 또는 상기 루프 리액터의 적어도 대부분을 통한 물의 통 과 중에 일부 기포들이 물에 남게되도록 적어도 물로부터 느리게 이탈됨을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 루프 리액터는 수직으로 되어 있고, 상기 루프 리액터 내부의 활성 슬러지에 포집된 작은 기포들은 상기 도관을 통해 통과된 물과 활성 슬러지와 함께 부유 탱크로 인도되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제3항 또는 4항에 있어서, 각각의 루프 통과에 있어서 상기 루프 통과 중에 물의 활성 슬러지에 의해 사용되는 것보다 적은 산소를 물이 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제3항 또는 5항에 있어서, 각각의 루프 통과에 있어서 모든 리액터의 물이 물로부터 기포들 중 대부분 또는 모두의, 일부 또는 전부를 분리하기 위한, 사이클론 분리기가 바람직한, 원심형 분리기로 통과되며, 상기 분리된 기포들이 물의 표면 또는 리액터 루프의 외부로 인도되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 원심형 분리기는 사이클론 분리기이고, 상기 사이클론 분리기는 그의 도입부 또는 그의 전체에 그의 외측 벽의 내측 표면 상에 장착된 다수의 나선형으로 배열된 라멜라들을 가지며, 물과 슬러지는 상기 라멜라들 사이의 공간들 내측으로 이동함에 의해 사이클론 분리기를 통해 길이방향으로 이동하며 동 시에 회전함을 특징으로 하는 방법.
8. 제3항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 액체-액체 이젝터들 내측으로 또는 이젝터들로 공기를 도입함에 의해 루프 리액터로 공기가 공급되어, 모티브 액체 및 이젝터 또는 이젝터들 내측의 흡입 액체 사이의 상호 작용에 의해 상기 공기가 기포들로 세분됨을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 이젝터 또는 이젝터들은 루프 리액터를 통해 슬러지 및 기포들을 가진 물을 추진하는 구동력을 생성함을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항에 따른 방법을 실행하기 위한 리액터(1)에 있어서, 상기 리액터(1)에 포함되어 도관(35)을 통해 리액터(1)에서 부유 탱크(36)로 통과되는 물은 많은 활성 슬러지를 포함함으로써 폭기 수단(19,20,21,22)에서의 작은 기포들이 물의 활성 슬러지에 포집되어, 상기 부유 탱크(36)에서의 활성 슬러지의 일부 또는 모두의 부유를 일으키게 됨을 특징으로 하는 리액터(1).
11. 제10항에 있어서, 루프 리액터(1)는 적어도 하나의 하강부(6) 및 적어도 하나의 상승관(5)을 포함하고 이들은 상승관의 하부(7)의 단부 및 상승관(5)의 상부(19,20,21,22)의 단부에서 서로 연결되며, 사이클론 분리기(8)는, 상승관(5)을 통해 상방으로 통과하는 모든 물이 상승관(5) 내측의 위쪽으로의 그의 경로상에서 상기 사이클론 분리기(8)를 통과하도록, 상승관(5)의 상부 절반부, 바람직하게는 상부측 1/4로 되는 방식으로 통합되어 있음을 특징으로 하는 리액터(1).
12. 제11항에 있어서, 상기 폭기 수단은 이젝터(19,20,21,22)의 모티브 유체용 입구(42) 근방 또는 주위에 배치되어 점차적으로 넓어지는 출구(45)에서 종결하는 공기 입구(55)를 포함하고, 상기 이젝터(19,20,21,22)는 루프 리액터(1)의 상승관(5)에서의 활성 슬러지를 포함하는 물을 루프 리액터(1)의 하강부(6)로 펌핑하며, 바람직하게 상기 이젝터(19,20,21,22)에 의해 상승관(5) 및 하강부(6) 사이의 상부 연결부를 구성하지만, 이젝터(19,20,21,22)의 출구(27,28,29,30)는 상기 하강부(6)의 물에 완전하게 잠기는 것을 특징으로 하는 리액터(1).

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