KR20160101353A - 하폐수처리용 유동상 여재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하폐수 정화효율 및 탈취효율이 매우 높은 하폐수처리용 유동상 여재에 관한 것이다.

Description

하폐수처리용 유동상 여재{Fluidized bed filter media for wastewater treatment}
본 발명은 하폐수 정화효율 및 탈취효율이 매우 높은 하폐수처리용 유동상 여재에 관한 것이다.
일반적으로, 하폐수 처리방법에는 활성슬러지법과 살수여상법, 그리고 접촉산화법 등이 있는데, 살수여상법은 1차 침전지의 유출수를 미생물의 성장을 돕는 쇄석이나 플라스틱여재 등에 하폐수가 상부로부터 살수하여 유기물과 접촉시키는 고정상법에 의한 하폐수처리 방법이다.
살수여상법의 장점으로는 유기물의 부하 변동에 적응력이 높고 폭기시설이 필요하지 않기 때문에 시설비와 유지비가 절약되고, 슬러지 반송장치가 불필요하며, 슬러지 벌킹이 발생하지 않고, 시설의 가동이 간편하나 단점으로는 악취발생을 차단하기가 어려우며, 파리 및 해충의 서식처가 될 우려와 여재의 막힘 현상이 발생되기가 쉽고, 또한 여재의 양이 많으면 자체 중량에 의해 장치 구조가 불앙ㄴ정할 수 있다.
그리고, 활성슬러지법은 폭기조에서 공기에 의한 하폐수를 폭기하여 용존유기물질이 미생물에 의해 섭취되거나 분해된 유기물과 증식된 미생물이 침전지에서 침정되는데 이것을 슬러지라 한다.
이러한, 슬러지의 일부는 폭기조에 반송되며, 나머지 슬러지는 인출장치와 탈수 공정을 거쳐 퇴비화하거나 소각과 매립하는 방법으로 최종 폐슬러지를 처리하고 있다.
활성슬러지법은 처리효율이 좋아 현재에도 많이 활용되고 있으나, 소규모의 처리시설에 적용시켰을 경우엔 부하변동에 약하고 슬러지와 공기량 조정에 어려움이 많아 전문관리자를 필요로 하며, 또한 동력소모가 많고 슬러지 벌킹 등의 문제점이 야기되기도 한다.
이러한 살수여상법과 활성슬러지법의 처리 효율 등의 장점을 살린 접촉산화법이 있다.
접촉산화법은 접촉여재표면에 생성된 생물막을 하폐수에 접촉시키면서 동시에 폭기를 함으로서, 하폐수중의 증식된 미생물과 유기물 분해물을 제거시키는 방법이다.
그러나, 접촉산화법은 폭기조내에 균일한 폭기가 어렵고 부하변동 적응력이 낮아 많은 양의 하폐수 유입으로 접촉재가 부분적으로 폐쇄되어 처리효율이 떨어지는 단점이 있다.
접촉산화법의 여재는 통상 유동상 여재와 고정상 여재로 나뉘는데, 유동상 여재는 주로 플라스틱 원통형이나 스폰지 등으로 이루어지며, 이는 쉽게 부서지거나 유출구를 막는 단점이 있다.
그리고, 하폐수에 상기 유동상 여재를 투입할 경우, 상기 유동상 여재의 비중선택에 주위하여야 하는데, 비중이 너무 크면 유동되지 않음과 더불어 반응조 바닥에 가라 앉게 되고, 비중이 너무 적으면 하폐수 수면으로 떠올라 유동되지 않게 됨으로, 반응조 폭기에 따라 적절이 유동할 수 있는 비중을 선택함이 중요하다.
또한, 고정상 여재라면 HBC라는 현수 미생물 접촉포기 또는 섬모상 그 외 요구르트병 등이 있으나, 이들 또한 적치대 등의 시설물이 필요하고 작업이 용이하지 않다.
이러한 고정상 여재자체는 유동하지 않기 때문에 상기 고정상여재에 부착되는 미생물의 적절한 조절을 위해 수류를 이용하여 담체 표면에 전단력을 전달하여 부착 미생물이 과도하게 부착되지 않도록 하여야 한다.
이에 본 발명자는 유동상 여재의 장점 및 고정상 여재의 장점을 취하여 하폐수 정화효율 및 탈취효율이 매우 높은 하폐수처리용 유동상 여재를 제안하고자 한다.
국내등록특허공보 등록특허 제10-0887760호
본 발명은 하폐수 정화효율 및 탈취효율이 매우 높은 하폐수처리용 유동상 여재를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은
하폐수를 정화하기 위한 미생물이 서식하고, 내부에 복수의 우드칩과 복수의 스티로폼이 각각 수용되는 여재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하폐수처리용 유동상 여재를 제공한다.
여기서, 상기 여재의 내부에 각각 상기 우드칩 60 ~ 80 중량부, 상기 스티로폼 20 ~ 40 중량부가 수용되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 우드칩의 전후길이는 3 ~ 5mm이고, 상기 우드칩의 좌우길이는 2 ~ 3mm 이며, 상기 우드칩의 상하두께는 1 ~ 2mm인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 스티로폼의 외경크기는 10 ~ 15mm인 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 여재의 외경크기는 50 ~ 100mm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 여재는 복수의 섬모가 형성된 매쉬망으로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 하폐수 100부피비에 대하여 내부에 상기 스티로폼과 우드칩이 충진된 상기 여재가 10 ~ 15부피비로 충진되는 것이 바람직하다.
본 발명은 여재에 서식하는 미생물을 통해 하폐수를 보다 높은 효율로 정화할 수 있을 뿐만 아니라 상기 여재의 내부에 수용되는 우드칩을 통해 하폐수를 보다 높은 효율로 탈취시킬 수 있고, 나아가, 상기 우드칩과 함께 상기 여재의 내부에 수용되는 부상효과가 우수한 스티로폼을 통해 상기 우드칩, 상기 스티로폼과 함께 상기 여재가 하폐수에서 보다 원활히 부유할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 여재의 단면상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 2는 우드칩을 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 3은 폭기조의 내부로 유입된 하폐수에 여재가 부유하는 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
도 1은 여재의 단면상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
본 발명의 일실시예인 하폐수처리용 유동상 여재(10)의 내부에는 도 1에서 보는 바와 같이 복수의 우드칩(110)과 복수의 스티로폼(120)이 각각 수용되고, 상기 여재(10)에는 하폐수를 정화하기 위한 미생물이 서식한다.
상기 여재(10)는 하폐수를 정화하기 위한 미생물을 부착시켜 상기 미생물에 의해 유기오염물을 소화처리하여 정화시키는 HBC 여재로 이루어질 수 있다.
복수의 상기 우드칩(110)은 표면적이 넓고 충격부하에 강하며, 하폐수 탈취효과가 우수하다.
특히, 복수의 상기 우드칩(110)이 시간이 경과되면서 하폐수에 의해 부패되어 변형되는 것을 방지하기 위하여 복수의 상기 우드칩(110)은 수분에 강한 삼나무로 제조되는 것이 좋다.
복수의 상기 스티로폼(120)은 볼 형상 등 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 부상효과가 크고, 독성이 없어 인체에 무해하며, 자체부피의 95%이상 독립기포 구조로 공기를 함유하고 있어 무게가 가볍다는 이점이 있다.
다음으로, 도 1에서 보는 바와 같은 상기 여재(10)의 내부에 각각 상기 우드칩(110) 60 ~ 80 중량부와 상기 스티로폼(120) 20 ~ 40 중량부가 수용되는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 우드칩(110)이 60 중량부 미만으로 상기 여재(10)의 내부에 수용되는 경우에는 하폐수의 탈취효율이 저하되는 문제점이 있다.
상기 우드칩(110)이 80 중량부 초과로 상기 여재(10)의 내부에 수용되는 경우에는 하폐수의 탈취효율은 높아질 수 있겠으나, 필요 이상으로 상기 우드칩(110)을 낭비함과 더불어 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.
그리고, 상기 스티로폼(120)이 20 중량부 미만으로 상기 여재(10)의 내부에 수용되는 경우에는 상기 여재(10)의 부유력이 저하되어 상기 여재(10)가 하폐수 하부로 가라앉아 하폐수의 정화효율이 저하되는 문제점이 있다.
상기 스티로폼(120)이 40 중량부 초과로 상기 여재(10)의 내부에 수용되는 경우에는 상기 여재(10)의 부유력이 너무 커서 상기 여재(10)의 일부분이 하폐수의 수면위로 노출되어 하폐수의 정화효율이 저하되는 문제점이 있다.
도 2는 우드칩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
다음으로, 도 2에서 보는 바와 같은 상기 우드칩(110)의 전후길이(L2)는 3 ~ 5mm이고, 상기 우드칩(110)의 좌우길이(L1)는 2 ~ 3mm 이며, 상기 우드칩(110)의 상하두께(T)는 1 ~ 2mm인 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 우드칩(110)의 전후길이(L2)가 3mm 미만, 상기 우드칩(110)의 좌우길이(L1)는 2mm 미만 그리고 상기 우드칩(110)의 상하두께(T)가 1mm 미만으로 구성되는 경우에는 상기 우드칩(110)의 표면적이 좁아지므로 상기 우드칩(110)의 하폐수 탈취효율이 저하되는 문제점이 있다.
상기 우드칩(110)의 전후길이(L2)가 5mm 초과, 상기 우드칩(110)의 좌우길이(L1)는 3mm 초과 그리고 상기 우드칩(110)의 상하두께(T)가 2mm 초과로 구성되는 경우에는 상기 우드칩(110)의 표면적이 넓어지므로 상기 우드칩(110)의 하폐수 탈취효율은 높아질 수 있겠으나 필요 이상으로 상기 우드칩(110)을 크게 형성하게 되어 상기 우드칩(110)을 낭비함과 더불어 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.
다음으로, 도 1에서 보는 바와 같은 상기 스티로폼(120)의 외경크기는 10 ~ 15mm인 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 스티로폼(120)의 외경크기가 10mm 미만으로 형성되는 경우에는 상기 여재(10)의 부유력이 저하되어 상기 여재(10)가 하폐수 하부로 가라앉아 하폐수의 정화효율이 저하되는 문제점이 있다.
상기 스티로폼(120)의 외경크기가 15mm 초과로 형성되는 경우에는 상기 여재(10)의 부유력이 너무 커서 상기 여재(10)의 일부분이 하폐수의 수면위로 노출되어 하폐수의 정화효율이 저하되는 문제점이 있다.
다음으로, 도 1에서 보는 바와 같은 상기 여재(10)의 외경크기는 50 ~ 100mm인 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 여재(10)의 외경크기가 50mm 미만으로 형성되는 경우에는 후술할 폭기조(도 3의 100)내에 저장되는 하폐수의 저장량에 비해 필요 이상의 많은 개수의 상기 여재(10)가 하폐수에 부유하게 됨과 더불어 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.
상기 여재(10)의 외경크기가 100mm 초과로 형성되는 경우에는 후술할 폭기조(도 3의 100)내에 저장되는 하폐수의 저장량에 비해 상기 여재(10)의 개수가 너무 적어 미생물을 통한 하폐수의 정화효율이 저하되는 문제점이 있다.
도 3은 폭기조의 내부로 유입된 하폐수에 여재가 부유하는 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 도 1 및 도 3에서 보는 바와 같이 상기 여재(10)는 복수의 섬모(140)가 형성된 매쉬망(130)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 여재(10)는 직물, 나일론 등의 섬유재질의 상기 매쉬망(130)으로 이루어질 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 헝겊, 종이 등 다양한 재질로 이루어질 수 있음은 물론이다.
특히, 직물, 나일론 등의 섬유재질로 이루어진 상기 매쉬망(130)의 표면에는 복수의 상기 섬모(140)가 형성될 수 있다.
복수의 상기 섬모(140)로 인해 상기 매쉬망(130)에 보다 많은 수의 미생물이 부착되어 서식할 수 있다.
그리고, 복수의 상기 섬모(140)가 형성된 상기 매쉬망(130) 내에 상기 우드칩(110)과 상기 스티로폼(120)이 수용된 상태로 상기 매쉬망(130)의 전측과 후측에 와이어, 고무줄, 실 등의 줄부재가 묶음고정될 수 있다.
다음으로, 도 3에서 보는 바와 같이 하폐수는 폭기조(100)의 내부로 유입될 수 있다. 상기 폭기조(100) 내부 하측에는 상기 폭기조(100) 내부로 유입된 하폐수로 공기를 공급하여 폭기시키는 산기관(200)이 구비될 수 있다.
그리고, 도 3에서 보는 바와 같이 하폐수에서 상기 우드칩(110)과 상기 스티로폼(120)이 충진된 상기 여재(10)가 보다 더욱 원활하게 부유하면서 하폐수를 정화시킬 수 있도록 하기 위하여 하폐수 100부피비에 대하여 상기 스티로폼(120)과 상기 우드칩(110)이 충진된 상기 여재(10)가 10 ~ 15부피비로 충진되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 상기 여재(10)에 서식하는 미생물을 통해 하폐수를 보다 높은 효율로 정화할 수 있을 뿐만 아니라 상기 여재(10)의 내부에 수용되는 상기 우드칩(110)을 통해 하폐수를 보다 높은 효율로 탈취시킬 수 있고, 나아가, 상기 우드칩(110)과 함께 상기 여재(10)의 내부에 수용되는 부상효과가 우수한 상기 스티로폼(120)을 통해 상기 우드칩(110), 상기 스티로폼(120)과 함께 상기 여재(10)가 하폐수에서 보다 원활히 부유할 수 있는 효과가 있다.
10; 여재, 110; 우드칩,
120; 스티로폼.

Claims (7)

  1. 하폐수를 정화하기 위한 미생물이 서식하고, 내부에 복수의 우드칩과 복수의 스티로폼이 각각 수용되는 여재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하폐수처리용 유동상 여재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 여재의 내부에 각각 상기 우드칩 60 ~ 80 중량부, 상기 스티로폼 20 ~ 40 중량부가 수용되는 것을 특징으로 하는 하폐수처리용 유동상 여재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 우드칩의 전후길이는 3 ~ 5mm이고, 상기 우드칩의 좌우길이는 2 ~ 3mm 이며, 상기 우드칩의 상하두께는 1 ~ 2mm인 것을 특징으로 하는 하폐수처리용 유동상 여재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스티로폼의 외경크기는 10 ~ 15mm인 것을 특징으로 하는 하폐수처리용 유동상 여재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 여재의 외경크기는 50 ~ 100mm인 것을 특징으로 하는 하폐수처리용 유동상 여재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 여재는 복수의 섬모가 형성된 매쉬망으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하폐수처리용 유동상 여재.
  7. 제 1항에 있어서,
    하폐수 100부피비에 대하여 내부에 상기 스티로폼과 우드칩이 충진된 상기 여재가 10 ~ 15부피비로 충진되는 것을 특징으로 하는 하폐수처리용 유동상 여재.
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