KR20130033542A - 총인 제거효율이 향상된 하·폐수 고도처리장치 및 그 처리방법 - Google Patents

Abstract

응집제 사용량이 절감된 하·폐수 고도처리장치가 개시된다. 개시된 하·폐수 고도처리장치는 혐기조, 안정화조, 무산소조, 호기조 및 호기조의 외부에 별도로 설치되어 관로 또는 격벽으로 호기조와 연결되는 침지식 분리막조가 순차적으로 설치된 하·폐수 고도처리장치에 있어서, 상기 혐기조로 유입되는 원수 중의 총인의 농도를 측정하는 제1 인 센서; 인 성분과 반응하여 응집시키는 응집제를 저장하는 응집제 저장조; 상기 응집제를 상기 혐기조, 호기조 및 침지식 분리막조에 선택적으로 공급하기 위한 응집제 공급유닛; 및 상기 제1 인 센서에서 측정된 인 농도에 따라 공급되는 응집제의 양 및 공급 위치를 제어하는 제어유닛을 포함할 수 있다.

Description

총인 제거효율이 향상된 하·폐수 고도처리장치 및 그 처리방법{Advanced wastewater treatment apparatus for increasing removal efficiency of total phosphorous and treatment method thereof}

본 발명의 실시예는 수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방류 수질의 총인(T-P) 기준을 충족시킬 수 있도록 하기 위해 생물학적 인 제거 공정과 화학적 인 제거 공정을 결합하고, 이때 유입되는 원수의 인 농도에 따라 최적의 응집제 사용량과 응집제 공급장소를 결정하여 공급함으로써 총인 제거 효율을 향상시킨 하·폐수 고도처리장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.

하·폐수에 포함되어 있는 인과 질소가 처리되지 않고 방류되는 경우 하천과 호수의 부영양화를 일으켜 수자원 및 수생태계에 악영향을 미치게 된다.

인과 질소의 처리를 위하여 여러 가지 고도처리 방법들이 알려져 있는데, 대표적으로 A2/O(Anerobic-Anoxic-Oxic) 공법, UCT(University of cape town) 공정, MUCT(Modified UCT) 공정, VIP 공정(Virginia Polytech Institue) 공정 등의 생물학적 고도 처리 공정들이 있다. 이중 A2/O 공법이 일반적으로 널리 사용되고 있다.

A2/O 공법의 처리공정은 혐기조, 무산소조, 호기조 및 침전조를 포함하여 구성된다. 상기 혐기조에서는 미생물이 혐기성 조건에서 인을 용출(release)하여 유입수 내의 인을 방출시키는 역할을 한다. 그리고 무산소조에서는 탈질 및 유기물이 제거되고, 호기조는 유기물의 산화, 질산화, 인 축적이 일어난다. 또한, 침전조에서는 처리수와 미생물의 고액 분리가 이루어진다. 질소는 호기조에서 충분히 질산화 시킨 후 무산소조로 내부 반송을 하고, 유입하수내의 탄소원을 이용하여 질소 가스로 제거되며 인은 잉여슬러지를 적정처리한 후 폐기함으로써 제거하게 된다.

이중 상기한 생물학적 방법 중에 하나인 A2/O 공법은 폐슬러지의 인 함량이 높고, A/O 공법에 비해 탈질산화율이 우수하다. 단점은 최적 운전이 어렵고 안정적인 인처리를 기대하기 힘들다는 것이다.

국내에서 수계 오염을 방지하고 부영양화 및 적조를 예방하기 위해 법적으로 규제하고 있는 항목은 COD, BOD, SS, T-N, T-P 5개이며, 2013년까지 단계적으로 그 기준을 강화하고 있다. 특히 물에 포함되어 있는 인화합물의 총량인 총인(Total phosphorous, T-P), 즉 수질 오염과 부영양화의 주범인 조류의 성장을 돕는 총인(T-P) 등의 방류수질 기준이 강화된 것이다. 이에 따라 총인(T-P)은 2007년까지는 기준이 8 mg/L이하였으나, 2008년도부터는 4 mg/L로 강화되었으며, 2013년도부터는 수질기준을 더 강화하여 0.2 mg/L이하로 할 것이다.

따라서, 강화되는 총인 수질기준을 충족할 수 있는 하·폐수 고도처리장치, 처리방법 등이 필요하다. 이를 위해 생물학적 처리공정과 화학적 처리공정을 결합한 다양한 하·폐수 고도처리장치가 제안되고 있다.

일예로 대한민국 특허등록 제10-1027719호는 총인〔T-P〕제거효율 향상을 위한 기존 침전지 개량형 하수고도처리장치 및 방법에 관한 것으로, 제1침전지 및 제2침전지와, 상기 제1침전지 및 제2침전지에 설치되어 슬러지의 침전을유도하는 경사판모듈과, 최초유입되는 피처리수의 유입 및 상기 제1침전지 및 제2침전지 사이에서 피처리수의 유동을 제어하는 밸브모듈과, 상기 제1침전지 및 제2침전지에 각각 연결되는 약품처리부와, 상기 약품처리부와 상기 제1침전지 및 제2침전지를 연결하는 이송관과, 상기 밸브모듈을 제어하는 제어모듈을 포함하여 구성되고, 상기 제어모듈은 상기 밸브모듈을 제어하여, 피처리수를 상기 제1침전지에 유입시켜 슬러지를 침전시키고, 슬러지가 침전된 1차처리수를 상기 약품처리부에 유입시키며, 약품처리된 약품처리수를 상기 제2침전지에 유입시키는 하수고도처리장치를 개시하고 있다.

대한민국 특허등록 제10-1027719호

본 발명의 실시예들은 총인 제거를 위한 추가적인 설비 없이 생물학적 인 제거와 화학적 인 제거 공정을 병행하고, 이때 유입되는 원수의 인 농도에 따라 최적의 응집제 사용량과 응집제 공급장소를 결정하여 공급함으로써 총인 제거 효율을 향상시켜 강화되는 총인 방류 수질 기준을 총족할 수 있도록 한 하·폐수 고도처리장치 및 그 처리방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 하·폐수 고도처리장치는, 혐기조, 안정화조, 무산소조, 호기조 및 호기조의 외부에 별도로 설치되어 관로 또는 격벽으로 호기조와 연결되는 침지식 분리막조가 순차적으로 설치된 하·폐수 고도처리장치에 있어서,

상기 혐기조로 유입되는 원수 중의 총인의 농도를 측정하는 제1 인 센서인 센서;

인 성분과 반응하여 응집시키는 응집제를 저장하는 응집제 저장조;

상기 응집제를 상기 혐기조, 호기조 및 침지식 분리막조에 선택적으로 공급하기 위한 응집제 공급유닛; 및

상기 제1 인 센서에서 측정된 인 농도에 따라 응집제 공급량 및 공급 위치를 제어하는 제어유닛을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 하·폐수 고도처리장치에 있어서, 상기 응집제 공급유닛은 응집제 저장조에 저장된 응집제를 혐기조, 호기조 및 침지식 분리막조로 펌핑하기 위한 공급 펌프와, 상기 응집제 저장조와 침지식 분리막조를 연결하는 제1 연결라인과, 상기 공급 펌프의 후단 측과 상기 호기조를 연결하는 제2 연결라인과, 상기 공급 펌프의 전단 측과 상기 혐기조를 연결하는 제3 연결라인과, 상기 제1, 제2 및 제3 연결 라인에 각각 설치되어 응집제가 공급 및 차단되도록 개폐되는 제1, 제2 및 제3 밸브를 포함할 수 있다.

또한, 발명의 실시예에 따른 상기 하·폐수 고도처리장치는, 상기 침지식 분리막조에서 유출되는 생산수 중의 총인의 농도를 측정하는 제2 인 센서를 더욱 포함할 수 있다.

또한, 발명의 실시예에 따른 상기 하·폐수 고도처리장치는, 상기 무산소조 내의 활성 슬러지를 혐기조로 반송하는 제1 반송라인과, 상기 침지식 분리막조 내의 활성슬러지를 안정화조로 반송하는 제2 반송라인을 더욱 포함할 수 있다.

또한, 발명의 실시예에 따른 상기 하·폐수 고도처리장치는, 상기 응집제는 황산알루미늄, 황산제1철, 황산제2철, 염화제2철, 염화알루미늄, 폴리황산알루미늄, 폴리황산규산알루미늄, 폴리수산화염화규산알루미늄, 폴리염화알루미늄, 암모늄명반, 알루민산나트륨 및 염화구리로 이루어진 군에서 선택된 1종을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 하·폐수 고도처리장치에 있어서, 상기 제1 인 센서는 혐기조와 연결된 유입관로 또는 혐기조 내에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 하·폐수 고도처리장치에 있어서, 상기 제2 인 센서는 침지식 분리막조와 연결된 유출관로 또는 침지식 분리막조 내에 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 하·폐수 고도처리방법은, 혐기조, 안정화조, 무산소조, 호기조 및 호기조의 외부에 별도로 설치되어 관로 또는 격벽으로 호기조와 연결되는 침지식 분리막조가 순차적으로 설치된 하·폐수 고도처리장치를 이용한 고도처리방법에 있어서, (a) 원수를 혐기조, 안정화조, 무산소조, 호기조 및 침지식 분리막조에 순차적으로 유입하여 처리하는 단계; (b) 원수 중의 총인의 농도를 인 센서로 측정하여 측정된 인 농도에 따라 응집제 공급량과 공급위치를 결정하는 단계; 및 (c) 상기 결정된 응집제 공급량과 응집제 공급위치에 따라 응집제를 혐기조, 호기조 및 침지식 분리막조에 선택적으로 공급하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 하·폐수 고도처리방법은, 상기 무산소조로부터 반송된 반송 슬러지는 혐기조에서 처리되고, 침지식 분리막조로부터 반송된 반송 슬러지는 안정화조에서 처리될 수 있다.

본 발명의 실시예는 유입되는 원수의 총인 농도를 측정하고, 측정된 인 농도에 따라 인 성분과 반응하여 응집시키는 응집제를 최적의 공급량으로 응집제 투여가 필요한 반응조에 선택적으로 공급한다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 추가적인 설비 없이 생물학적 방법인 인 제거와 병행하여 응집제를 주입하여 화학적인 방법으로 인을 제거하므로 총인 제거효율이 향상되고 이에 따라 강화되는 총인 방류 수질 기준을 충족시킬 수 있다.

또한, 총인 제거 효율이 향상되어 과량의 응집제를 사용하지 않아도 되므로 응집제 사용량을 감소시킬 수 있어 하·폐수 처리비용을 절감할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하·폐수 고도처리장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하·폐수 고도처리장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 하·폐수 고도처리장치(100)는 음용수, 오/폐수, 산업 폐수 등을 정화 처리하기 위한 수처리 장치에 적용될 수 있다.

예를 들면, 하·폐수 고도처리장치는 기본적으로 정화 처리되지 않은 처리수(이하에서는 편의 상 "원수"라 한다)가 생물학적인 방법인 활성 슬러지법으로 슬러지 내의 미생물군이 혐기성 조건에서 인을 용출하고 호기성 조건하에서 슬러지 내의 유기성 물질을 분해하는 과정을 통하여 인축적 미생물이 인을 과잉섭취하는 현상을 이용하여 소모하고 최종적으로 고농도의 인을 함유한 잉여 슬러지를 폐기함으로써 폐수 내의 인이 제거된다.

이러한 하·폐수 고도처리장치는 혐기조, 안정화조, 무산소조, 호기조 및 호기조의 외부에 별도로 설치되어 관로 또는 격벽으로 호기조와 연결되는 침지식 분리막조가 순차적으로 설치되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

상기에서, 혐기조(10)는 처리 대상이 되는 원수가 유입되어 원수 의 유기물이 휘발성 지방산으로 변환되고 인축적 미생물(phophorus storage microorganism)이 유기물을 PHB(poly-β-hydroxybutyrate)로 저장하는 과정에서 세포 내에 있는 폴리포스페이트가 오르토인산염(orthophosphate)으로 변환되어 방출된다. 이에 따라 혐기조 내의 유기물은 감소되고 인산염인(PO₄-P)이 증가한다. 혐기조(10)는 무산소조(30)와 제1 반송라인(R1)을 통해 연결되어 있으며, 무산소조(30)로부터 활성슬러지를 반송받아 처리한다.

무산소조(30)에서는 무산소 조건에서 미생물이 유기물을 분해할 때 자유산소 대신 NO₃ 분자 내의 결합산소를 최종 전자 수용체로 이용함으로써 질산성 질소를 질소 가스로 환원시켜 폐수로부터 질소를 제거한다.

안정화조(20)는 혐기조(10)과 무산소조(30) 사이에 배치되며, 침지식 분리막조(50)과 제2 반송라인(R2)를 통해 연결되어 있어 침지식 분리막조(50)로부터 반송 슬러지가 유입된다. 안정화조(20)는 반송 슬러지를 균일하게 혼합하고 원수 또는 혐기조로부터 유기물을 공급받아 반송 슬러지 내 용존산소를 효율적으로 감소시킨다. 침지식 분리막조(50)에는 공기 블로잉으로 인해 용존산소가 높아진 상태이므로 반송 슬러지 내 용존산소 함량이 높다. 이에 안정화조(20)를 통해 용존산소 농도를 저감하여 무산소조(30)에서의 용존산소 영향을 차단함으로써 탈질 효율을 안정적으로 유지하는 역할을 한다.

호기조(40)는 상기 무산소조(30)에서 탈질이 된 원수가 유입되어 호기 상태에서 일부 유기물을 제거하고 질산화를 일으키며 미생물 체내에 원수 중의 인을 과다하게 흡수하는 탈인 과정이 일어난다.

침지식 분리막조(50)은 침지식 분리막을 통해 슬러지 함유 고형물질과 처리수로 고액 분리가 이루어진다. 최종적으로 침지식 분리막조(50)에서 인 함유 잉여 슬러지가 배출됨으로써 인이 제거된다. 또한 각 반응조의 미생물 농도 유지를 위한 안정화조(20)로의 슬러지의 반송도 이루어진다.

상기에서, 혐기조(10), 안정화조(20), 무산소조(30), 호기조(40), 침지식 분리막조(30)의 각 반응조는 관로 등을 통해 서로 연통된다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 하·폐수 고도처리장치(100)는 생물학적인 인 제거 공정과 화학적인 인 제거 공정을 함께 병행하여 유입되는 원수의 인 농도에 따라 인 성분과 반응하여 응집시키는 응집제의 최적 사용량과 공급위치를 결정하여 공급할 수 있는 구성으로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 하·폐수 고도처리장치(100)는 기본적으로, 제1 인 센서(TP1)과, 응집제 저장조(60)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

상기 제1 인 센서(TP1)은 혐기조(10)로 유입되는 원수 중의 총인의 농도를 측정하기 위한 것이다. 이때 제1 인 센서(TP1)은 혐기조와 연결된 유입관로 또는 혐기조(10) 내에 설치될 수 있다. 제1 인 센서(TP1)은 원수 중의 총인의 농도를 검출하고 그 검출신호를 뒤에서 더욱 설명될 제어유닛(80)으로 출력한다.

응집제 저장조(60)는 인 성분과 반응하여 응집시키는 응집제를 저장하기 위한 것이다. 이때 응집제는 인 성분과 반응하여 응집시킬 수 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 무기 응집제, 유기 응집제, 고분자 응집제 등이 가능하다. 대표적으로, 황산알루미늄, 황산제1철, 황산제2철, 염화제2철, 염화알루미늄, 폴리황산알루미늄, 폴리황산규산알루미늄, 폴리수산화염화규산알루미늄, 폴리염화알루미늄, 암모늄명반, 알루민산나트륨, 염화구리 등이 가능하다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 제1 인 센서(TP1)에서 측정된 원수 중의 인 농도에 따라 응집제 저장조(60)에 저장된 응집제가 뒤에서 더욱 설명될 제어유닛(80)의 작동 제어를 통해 응집제 공급유닛(70)으로부터 각 반응조에 선택적으로 공급될 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 생물학적 인 제거와 화학적 인 제거의 동시 작용에 의해 인이 제거된다. 즉, 탈인을 위한 추가적인 설비 없이 강화된 방류수 수질 기준을 충족하기 위해, 제1 인 센서(TP1)에서 측정된 원수 중의 인 농도에 따라 요구되는 최적의 공급량으로 침지식 분리막조(50), 호기조(40) 또는 혐기조(10)에 선택적으로 인 제거를 위한 응집제를 투입하여 종래의 A2/O공정에서 부족한 인 제거율을 보완한다.

한편, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 하·폐수 고도처리장치(100)는 응집제 공급유닛(70)과 제어유닛(80)을 더 포함하고 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 응집제 공급유닛(70)은 응집제 저장조(60)에 저장되어 있는 응집제를 각 반응조로 공급하기 위한 것이다.

상기 응집제 공급유닛(70)은 응집제 저장조(60)에 저정된 응집제를 각 반응조로 펌핑하기 위한 공급펌프(P1)을 포함하고 있다.

그리고, 상기 응집제 공급유닛(70)은 응집제 저장조(60)와 침지식 분리막조(50)를 연결하는 제1 연결라인(L1)과, 상기 공급 펌프(P1)의 후단 측과 상기 호기조(40)를 연결하는 제2 연결라인(L2)과, 상기 공급 펌프(P1)의 전단 측과 상기 혐기조(10)를 연결하는 제3 연결라인(L3)이 구비된다.

여기서, 상기 제1 연결라인(L1)에는 제1 밸브(V1)이 설치되고, 제2 연결라인(L2)에는 제1 밸브(V2)가 설치되며, 제3 연결라인(L3)에는 제3 밸브(V3)가 설치된다.

본 실시예에서, 상기 제어유닛(80)은 하·폐수고도처리장치(100)의 제반 작동을 제어하기 위한 것으로서, 보다 구체적으로는 응집제 공급유닛(70)을 통해 공급되는 응집제의 공급량과 공급위치를 제어하기 위한 것이다.

즉, 상기 제어유닛(80)은 제1 인 센서(TP1)으로부터 출력된 검출신호에 따라 제어 신호를 인가하여 제1 밸브(V1), 제2 밸브(V2)와 제3 밸브(V3)의 개폐를 제어한다.

이 경우, 상기 제어유닛(80)은 밸브(V1, V2, V3) 개폐의 작동에 필요한 설정시간 또는 작동 스위치 신호에 따른 각종 데이터 값의 로직을 저장하고 있는 통상적인 메모리부(도면에 도시되지 않음)에 의해서 하·폐수고도처리장치(100)의 전반적인 작동을 제어한다.

따라서, 제1 밸브(V1), 제2 밸브(V2)와 제3 밸브(V3)는 제어유닛(80)에 의해 개폐 여부, 개폐 정도, 개폐 시간이 결정되고, 이로써 응집제의 투여량, 투여되는 반응조가 결정된다.

예를 들어, 제3 밸브(V3)가 제어유닛(80)에 의해 개폐되는 경우 응집제는 제3 연결라인(L3)을 따라 침지식 분리막조(50)로, 제2 밸브(V2)가 개폐되는 경우 응집제는 제2 연결라인(L2)을 따라 호기조(40)로, 제1 밸브(V1)이 개폐되는 경우 응집제는 제1 연결라인(L1)을 따라 혐기조(10)로 공급된다.

이때 하나의 밸브를 개폐하거나 복수의 밸브를 개폐하여 선택적으로 응집제를 반응조에 공급할 수 있으며, 제1 인 센서(TP1)로부터 출력되는 원수 중의 인 농도에 따라 응집제를 최적의 공급량으로 공급하기 위해 각 밸브의 개폐 정도, 개폐 시간을 제어한다.

본 발명의 실시예에서, 제어유닛(80)은 제어 신호를 제3 밸브(V3)에 인가하여 이를 개방하여 응집제가 제3 연결라인(L3)을 따라 침지식 분리막조(50)에 우선적으로 공급되도록 한다.

제1 인 센서(TP1)로부터 출력되는 원수 중의 인 농도에 따라 제어유닛(80)은 제어 신호를 인가하여 선택적으로 제1 밸브(V1) 및/또는 제2 밸브(V)를 개폐하여 혐기조 또는 호기조로 응집제가 공급되도록 한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 침지식 분리막조(50)로부터 유출되는 유출라인에 침지식 분리막조(50)로부터 유출되는 처리수 중의 총인의 농도를 측정하는 제2 인 센서(TP2)를 더 포함하고 있다.

상기 제2 인 센서(TP2)를 통해 유출되는 처리수 중의 총인 농도를 측정하고 그 검출신호를 제어유닛(80)으로 출력한다. 이때 제2 인 센서(TP2)는 침지식 분리막조(50)와 연결된 유출관로 또는 침지식 분리막조(50) 내에 설치될 수 있다.

제2 인 센서(TP2)를 통해 유출되는 처리수가 총인 방류 수질기준을 충족하는지 검출한 후 배출할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 유입되는 원수의 총인 농도를 측정하고, 이에 따른 최적의 공급량으로 응집제 투여가 필요한 반응조에 선택적으로 공급한다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 추가적인 설비 없이 생물학적 방법인 탈인 공정과 병행하여 응집제를 주입하여 화학적인 방법으로 인을 제거하므로 총인 제거효율이 향상되고 이에 따라 강화되는 총인 방류 수질 기준인 2 mg/L 이하 수준으로 충족시킬 수 있다.

또한, 총인 제거 효율이 향상될 뿐만 아니라 최적 양의 응집제를 사용하여 과량의 응집제를 사용하지 않아도 되므로 응집제 사용량을 감소시킬 수 있어 하·폐수 처리비용을 절감할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 하·폐수고도처리장치(100)를 이용한 하·폐수고도처리방법을 도 1을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 처리대상이 되는 원수를 혐기조(10)로 유입하여 처리한다. 혐기조(10)에서는 혐기성 조건 하에서 인축적 미생물에 의해 유기물 제거와 인 방출이 이루어진다. 상기 혐기조(10)는 무산소조(30)로부터 활성 슬러지를 반송받아 처리한다.

이때 혐기조(10)로 유입되는 원수 중의 총인의 농도는 제1 인 센서를 이용하여 측정된다.

다음으로, 혐기조(10)에서 처리된 원수는 안정화조(20)로 유입되어 처리된다. 안정화조(20)에서는 침지식 분리막조(50)에서 유입된 반송 슬러지와 혐기조(10)로부터 유입된 활성 슬러지를 균일하게 혼합하고 원수 또는 혐기조로부터 유기물을 공급받아 반송 슬러지 내 용존산소를 효율적으로 감소시킨다.

이어서, 안정화조(20)에서 처리된 원수는 무산소조(30)로 유입되어 무산소 조건에서 미생물에 의해 탈질이 이루어진다.

다음으로, 무산소조(30)에서 처리된 원수는 호기조(40)로 유입되어 호기 상태에서 유기물 제거, 질산화, 탈인 과정이 이루어진다.

이이서, 호기조(40)에서 처리된 원수는 침지식 분리막조(50)로 유입되어 침지식 분리막을 통해 슬러지 함유 고형물질과 처리수로 고액 분리가 이루어진다. 최종적으로 침지식 분리막조(50)에서 인 함유 잉여 슬러지가 배출됨으로써 인이 제거된다.

본 발명의 실시예에서, 제1 인 센서를 통해 검출된 원수 중의 총인 농도는 제어유닛(80)으로 출력된다.

제어유닛(80)은 사전에 프로그램되어 있는 운전모드에 따라 검출된 총인 농도에 따른 최적의 응집제 공급량과 응집제가 공급되어야할 반응조를 결정한다.

이렇게 결정된 응집제 사용량과 공급위치에 따라 응집제는 혐기조(10), 호기조(40) 및 침지식 분리막조(50)에 선택적으로 공급된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 원수 중의 측정된 인 농도에 따라 인 성분과 반응하여 응집시키는 응집제를 최적의 공급량으로 응집제 투여가 필요한 반응조에 선택적으로 공급될 수 있다.

10...혐기조 20...안정화조
30...무산소조 40...호기조
50...침지식 분리막조 60...응집제 저장조
70...응집제 공급유닛 80...제어유닛
TP1, TP2...인 센서
P1...공급 펌프
L1, L2, L3...연결라인
V1, V2, V3...밸브

Claims (9)

1. 혐기조, 안정화조, 무산소조, 호기조 및 호기조의 외부에 별도로 설치되어 관로 또는 격벽으로 호기조와 연결되는 침지식 분리막조가 순차적으로 설치된 하·폐수 고도처리장치에 있어서,
   상기 혐기조로 유입되는 원수 중의 총인의 농도를 측정하는 제1 인 센서;
   인 성분과 반응하여 응집시키는 응집제를 저장하는 응집제 저장조;
   상기 응집제를 상기 혐기조, 호기조 및 침지식 분리막조에 선택적으로 공급하기 위한 응집제 공급유닛; 및
   상기 제1 인 센서에서 측정된 인 농도에 따라 응집제 공급양 및 공급 위치를 제어하는 제어유닛
   을 포함하는 응집제 사용량이 절감된 하·폐수고도처리장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 응집제 공급유닛은,
   응집제 저장조에 저장된 응집제를 혐기조, 호기조 및 침지식 분리막조로 펌핑하기 위한 공급 펌프와,
   상기 응집제 저장조와 침지식 분리막조를 연결하는 제1 연결라인과,
   상기 공급 펌프의 후단 측과 상기 호기조를 연결하는 제2 연결라인과,
   상기 공급 펌프의 전단 측과 상기 혐기조를 연결하는 제3 연결라인과,
   상기 제1, 제2 및 제3 연결 라인에 각각 설치되어 응집제가 공급 및 차단되도록 개폐되는 제1, 제2 및 제3 밸브
   를 포함하는 하·폐수고도처리장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 침지식 분리막조에서 유출되는 생산수 중의 총인의 농도를 측정하는 제2 인 센서를 더욱 포함하는 하·폐수고도처리장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 무산소조 내의 활성슬러지를 혐기조로 반송하는 제1 반송라인과,
   상기 침지식 분리막조 내의 활성슬러지를 안정화조로 반송하는 제2 반송라인
   을 더욱 포함하는 하·폐수고도처리장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 응집제는 황산알루미늄, 황산제1철, 황산제2철, 염화제2철, 염화알루미늄, 폴리황산알루미늄, 폴리황산규산알루미늄, 폴리수산화염화규산알루미늄, 폴리염화알루미늄, 암모늄명반, 알루민산나트륨,및 염화구리로 이루어진 군에서 선택된 1종인 하·폐수고도처리장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 인 센서는 혐기조와 연결된 유입관로 또는 혐기조 내에 설치되는 것인 하·폐수고도처리장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 인 센서는 침지식 분리막조와 연결된 유출관로 또는 침지식 분리막조 내에 설치되는 것인 하·폐수고도처리장치.
8. 혐기조, 안정화조, 무산소조, 호기조 및 호기조의 외부에 별도로 설치되어 관로 또는 격벽으로 호기조와 연결되는 침지식 분리막조가 순차적으로 설치된 하·폐수 고도처리장치를 이용한 고도처리방법에 있어서,
   (a) 원수를 혐기조, 안정화조, 무산소조, 호기조 및 침지식 분리막조에 순차적으로 유입하여 처리하는 단계;
   (b) 원수 중의 총인의 농도를 인 센서로 측정하여 측정된 인 농도에 따라 응집제 사용량과 응집제 공급위치를 결정하는 단계; 및
   (c) 상기 결정된 응집제 사용량과 응집제 공급위치에 따라 응집제를 혐기조, 호기조 및 침지식 분리막조에 선택적으로 공급하는 단계
   를 포함하는 하·폐수 고도처리방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 무산소조로부터 반송된 반송 슬러지는 혐기조에서 처리되고, 침지식 분리막조로부터 반송된 반송 슬러지는 안정화조에서 처리되는 하·폐수 고도처리방법.
   
   

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