KR20190129213A

KR20190129213A - 일체형 질소 및 인 처리시스템

Info

Publication number: KR20190129213A
Application number: KR1020180053507A
Authority: KR
Inventors: 이주영; 김형석; 박수현; 노주원
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2019-11-20

Abstract

본 발명은 일체형 질소 및 인 처리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 점유면적을 최소화할 수 있고 구조가 간결, 단순하면서도 질소 및 인을 동시에 효과적으로 제거할 수 있고, 대기시간 없이 질소 및 인의 제거과정을 정확하고 원활하게 수행할 수 있고 처리유량을 증가시킬 수 있는 일체형 질소 및 인 처리시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 일체형 질소 및 인 처리시스템에 있어서, 유입된 폐용수 중에 포함된 질소 및 인의 제거과정이 수행되는 제1 처리실이 형성된 제1 처리부; 상기 제1 처리부의 하부에 배치되고 내부에 형성된 완충실과 상기 제1 처리실 사이에 연결되는 제1 처리액유동관이 구비된 완충공간부; 상기 완충공간부의 하부에 배치되고 인의 제거과정이 수행되는 제2 처리실이 형성되고 상기 제1 처리부 및 상기 완충공간부와 연결되는 제2 처리액유동관이 구비된 제2 처리부; 상기 제1 처리부의 내부에 설치되어 폐용수의 교반작용을 수행하는 교반장치; 상기 제1 처리부에 호기성 조건이 형성되도록 공기를 공급하는 공기공급장치; 및 상기 제2 처리실에 내장되는 인제거용 미디어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

일체형 질소 및 인 처리시스템{ONE BODY TYPE NITROGEN AND PHOSPHORUS REMOVAL SYSTEM}

본 발명은 일체형 질소 및 인 처리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 점유면적을 최소화할 수 있고 구조가 간결, 단순하면서도 질소 및 인을 동시에 효과적으로 제거할 수 있고, 대기시간 없이 질소 및 인의 제거과정을 정확하고 원활하게 수행할 수 있고 처리유량을 증가시킬 수 있는 일체형 질소 및 인 처리시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 농작물의 노지재배는 일정 시기에 국한되어 있는 반면, 생활수준은 나날이 높아져 신선 농산물에 대한 수요는 연중 지속되고 있는 것이 현실이고, 근래 이상기온이 빈번히 발생하면서 국내 농산물 수급과 물가 변동에 대한 불확실성이 커지고 있다.

이에 따라, 이상기온에 따른 불확실성을 줄이고, 소비자들의 연중 수요를 충족하기 위한 방안으로 시설원예산업이 점차 확대되고 있으며 다양한 연구개발이 진행되고 있다.

예를 들면 시설원예는 유리온실이나 비닐하우스 등의 원예시설 내부에 구성한 재배지에 작물을 식재하고, 작물의 재배에 이상적인 온도, 습도, CO₂ 등의 조건을 유지하도록 환경을 관리하면서 재배과정을 수행하게 된다.

그리고, 시설원예는 주로 양액을 이용하여 식물을 재배하게 되는데, 양액을 식물로 이동시키기 위하여 상토, 암면, 피트모스, 질석, 코코피트 등 고형 배지에 식물을 심고, 배지에 양액을 공급하여 식물을 재배하는 방법을 이용하고 있다.

양액은 물에 비료 등을 녹인 용액으로서, 식물의 재배에 이용된 양액은 일부 또는 전부를 방류하게 되는데, 폐양액에는 질소 및 인 성분을 다량 함유하고 있으므로 심각한 수질 오염을 초래하는 단점이 있다.

이에 따라 폐양액에 포함되는 질소 및 인 성분의 처리를 위한 다양한 방안이 연구되고 있다. 예컨대, 하폐수처리장 등의 시설에서 이용하고 있는 질소 및 인 처리시스템을 적용할 수 있지만 이하와 같은 여러 가지 문제점을 가지고 있다.

종래 질소 및 인 처리시스템은 하폐수처리장 등과 같은 대규모 처리에 맞게 연구된 시스템으로서 이러한 시설은 구조가 복잡하여 과도한 시설투자비가 소요되므로 원예시설에 맞지 않은 근본적인 한계점이 있다.

특히, 종래 질소 및 인 처리시스템은 질소 제거를 위한 질소제거장치와, 인의 제거를 위한 인제거장치를 개별적으로 갖추어야 하므로 점유공간의 증가에 따라 넓은 토지가 요구됨에 따라 온실과 같이 한정된 공간 내부에 설치하는 것이 불가능하고, 질소제거장치와 인제거장치 사이에 폐용수의 이송을 위해 배관이나 펌프 등을 설치하여야 하므로 구조가 복잡하여 시설비 및 유지보수비의 상승을 초래하는 단점이 있다.

또한, 종래 질소 및 인 처리시스템은 폐양액을 인제거장치에 투입하여 인 제거과정을 수행하는 시간동안 질소제거장치에서 폐양액의 질소 제거과정이 완료되더라도 이송이 불가능하여 대기하고 있어야 하는 대기시간이 요구되므로 신규한 폐양액의 처리시에 불편함이 초래되고 원활한 흐름처리가 불가능한 한계점이 있다.

한국등록특허 제10-0542458호 "유기성 하.폐수의 질소.인 처리 장치 및 그 방법 그리고 그 운전방법" 한국등록특허 제10-0410896호 "유기물,질소,인의 고도처리를 위한 간헐 폭기 탈수여액 연속 주입방법"

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 점유면적을 최소화할 수 있고 구조가 간결, 단순하면서도 질소 및 인을 동시에 효과적으로 제거할 수 있도록 한 일체형 질소 및 인 처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 대기시간 없이 질소 및 인의 제거과정을 정확하고 원활하게 수행할 수 있고 처리유량을 증가시킬 수 있도록 한 일체형 질소 및 인 처리시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 일체형 질소 및 인 처리시스템에 있어서, 유입된 폐용수 중에 포함된 질소 및 인의 제거과정이 수행되는 제1 처리실이 형성된 제1 처리부; 상기 제1 처리부의 하부에 배치되고 내부에 형성된 완충실과 상기 제1 처리실 사이에 연결되는 제1 처리액유동관이 구비된 완충공간부; 상기 완충공간부의 하부에 배치되고 인의 제거과정이 수행되는 제2 처리실이 형성되고 상기 제1 처리부 및 상기 완충공간부와 연결되는 제2 처리액유동관이 구비된 제2 처리부; 상기 제1 처리부의 내부에 설치되어 폐용수의 교반작용을 수행하는 교반장치; 상기 제1 처리부에 호기성 조건이 형성되도록 공기를 공급하는 공기공급장치; 및 상기 제2 처리실에 내장되는 인제거용 미디어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 상기 인제거용 미디어부의 상부에 폐용수가 등분포되게 분출되도록 상기 제2 처리액유동관에 연결되는 분사수단; 및 상기 인제거용 미디어부의 삽입 및 제거를 위해 상기 제2 처리부에 형성되는 미디어도어부를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 처리액유동관의 유입부 접속위치는 상기 제1 처리부의 바닥면으로부터 상기 제1 처리실의 유효 체적에 대해 1/10의 체적을 갖는 지점에 형성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 상기 제1 처리액유동관에 설치되어 흐름을 단속하는 제1 제어밸브; 상기 제2 처리액유동관에 설치되어 흐름을 단속하는 제2 제어밸브; 상기 제1 처리부의 바닥면에 접하여 접속되는 제1 배출라인과, 상기 제1 배출라인에 설치되는 제1 배출밸브를 구비한 제1 배출부; 상기 완충공간부의 바닥면에 접하여 접속되는 제2 배출라인과, 상기 제2 배출라인에 설치되는 제2 배출밸브를 구비한 제2 배출부; 상기 제2 처리부의 바닥면에 접하여 접속되는 제3 배출라인과, 상기 제3 배출라인에 설치되는 제3 배출밸브를 구비한 제3 배출부; 및 상기 완충실 및 상기 제2 처리실 내부로 폐용수의 원활한 유동을 위해 설치되는 벤트부재를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 상기 제1 처리액유동관과 상기 제2 처리액유동관 사이에 연결되는 바이패스라인; 및 상기 바이패스라인에 설치되는 제3 제어밸브를 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 벤트부재는 상기 제1 처리액유동관에 하단이 접속되고 상단이 상기 제1 처리부보다 높은 위치에 있도록 형성된 공기빼기배관으로 구성되는 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 제1 제어밸브, 상기 제2 제어밸브, 상기 제1 내지 제3 배출밸브는 밸브체와, 상기 밸브체의 개폐동작을 수행하는 밸브구동부를 구비한 자동제어밸브로 구성될 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 상기 제1 처리부, 상기 완충공간부 및 상기 제2 처리부의 내부에 각각 설치되어 수위를 감지하는 수위감지수단; 및 상기 수위감지수단으로부터 인가되는 신호에 따라 상기 제1 제어밸브, 상기 제2 제어밸브, 상기 제1 내지 제3 배출밸브의 개폐동작을 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템에 의하면, 단일의 통체에 제1 처리부, 완충공간부, 제2 처리부가 일체로 구성되고, 그 내부에 교반장치, 공기공급장치 및 인제거용 미디어부가 유기적으로 구비됨에 따라 정화시스템의 전체적 구조를 간결, 단순화 할 수 있어서 설비비의 감소와 유지보수성을 향상시킬 수 있고, 점유면적을 최소화할 수 있어서 온실과 같은 협소한 공간에 효과적으로 설치하여 운용할 수 있다.

본 발명에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템에 의하면, 제1 및 제2 처리부와 제1 및 제2 처리액유동관을 이용한 유기적인 폐용수의 흐름을 통해 다단으로 정화과정을 수행할 수 있어서 대기시간 없이 질소 및 인의 제거효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 완충공간부의 완충기능을 활용하여 폐용수의 처리에 편의성을 향상시킬 수 있고 폐용수의 처리유량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템을 설명하기 위한 개략적인 모식도,
도2는 도1의 일 부분을 확대하여 나타낸 모식도,
도3은 도1의 B부 확대 단면도
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템의 변형예를 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도4에 의거하여 상세히 설명하고, 에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템을 설명하기 위한 개략적인 모식도이고, 도2는 도1의 일 부분을 확대하여 나타낸 모식도이다.

도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 점유면적을 최소화할 수 있고 구조가 간결, 단순화할 수 있도록 단일 몸체로 구성한 점에 특징이 있는 것으로서, 제1 처리부(1), 완충공간부(2) 및 제2 처리부(3)가 단일의 통체로 구성되어 있고, 이 단일의 통체에 교반장치(4), 공기공급장치(5), 및 인제거용 미디어부(6)가 구비되어 있다.

제1 처리부(1)는 최초 유입되는 폐양액과 같은 폐용수 중에 포함된 질소 및 인 성분의 제거과정이 수행되는 구성요소로서, 내부에 폐용수의 수용을 위한 공간인 제1 처리실(12)이 마련되도록 통체로 형성되어 있다.

그리고, 제1 처리부(1)는 폐용수(폐양액)가 유입되도록 상부에 배치되는 유입라인(14a)과 이 유입라인(14a)에 설치되어 폐용수의 유입을 단속하는 유입밸브(14b)를 구비된 유입부(14)와, 통체의 바닥면에 접하여 접속되는 제1 배출라인(16a)과 이 제1 배출라인(16a)에 설치되는 제1 배출밸브(16b)를 구비한 제1 배출부(16)가 구비되어 있다.

한편, 제1 처리부(1)의 제1 처리실(12)은 폐양액이 유입되어 침전에 의한 화학적 방법과 생물학적 방법의 동시 기작으로 질소 및 인이 제거과정이 수행되면 하층 부위에 비중에 의해 가라앉아 슬러지 형태로 존재하는 복합균주(박테리아)를 포함하는 복합균주층(h2)과, 이 복합균주층의 상측에 위치하도록 상등되는 1차 처리수로 이루어진 1차 처리수층(h1)으로 나누어져 존재하게 되고, 제1 처리실(12)의 1차 처리수는 2차 정화를 위해 완충공간부(2)로 배출하게 된다. 이후, 제1 처리부(1)에는 잔류하는 복합균주층의 체적에 대해 일정 체적비가 되도록 폐양액을 재유입하면서 1차 처리과정을 반복적으로 수행하게 된다.

여기서, 복합균주는 질소 및 인의 제거 특성이 우수하다면 특별한 제한 없이 선택하여 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 본 출원인에 의해 개발, 출원되어 작물재배용 폐양액의 질소 및 인의 제거 특성이 우수하다는 것이 실험적으로 검증된 dellovibrio, Ignavibacterium, Dokdonella 를 포함하는 질산염과 인산염 제거용 복합균주(기탁번호: KCTC18589P)를 적용한다.

특히, 폐양액의 재유입시에 제1 처리부(1)에서 복합균주층(h2)의 체적과 폐양액의 체적의 비율은 1 대 9일 경우 최적의 제거 효율이 발휘됨을 실험적으로 검증할 수 있었는 바, 제1 처리부(1)의 내부에 폐양액을 가득 채울 경우 복합균주층(h2)과 유입되는 폐양액의 체적 비율이 최적 조건으로 조성되도록 하는 것이 중요하다.

이를 위해, 상기 제1 처리액유동관(7)의 유입부의 접속위치는 제1 처리부(1)의 바닥면으로부터 제1 처리실의 전체 체적(유효 전체 체적;h)에 대해 1/10의 체적을 갖는 지점에 형성됨으로써 1차 처리과정을 수행한 제1 처리부(1)의 1차 처리수층(h1)을 방류할 경우 적정 비율의 복합균주 층이 잔류하게 되어 별도로 서로간의 체적비율을 조절하지않아도 되므로 처리과정의 정확성과 작업성을 향상시킬 수 있다.

완충공간부(2)는 제1 처리부(1)에 의해 1차 처리된 폐용수인 1차 처리수가 유입, 수용되는 완충탱크의 기능을 수행하는 구성요소로서, 펌프와 같은 강제 압송장치를 구비하지 않더라도 자연스럽게 낙차에 의해 이송되도록 제1 처리부(1)의 하부에 배치되고 내부에 폐용수의 수용을 위한 공간인 완충실(22)이 형성되어 있다.

그리고, 완충공간부(2)는 완충실(22)과 제1 처리실(12)이 서로 연통되도록 제1 처리액유동관(7)이 설치되어 있고, 이 제1 처리액유동관(7)으로 유동되는 흐름을 단속하는 제1 제어밸브(72)가 설치되어 있다. 또한 완충공간부(2)는 슬러지의 배출을 위해 바닥면에 접하여 접속되는 제2 배출라인(26a)과 이 제2 배출라인(26a)에 설치되는 제2 배출밸브(26b)를 구비한 제2 배출부(26)가 구비되어 있다.

한편, 제2 처리부(3)는 완충공간부(2)의 하부에 배치되어 인의 제거과정이 수행되는 구성요소로서, 내부에 폐용수의 수용을 위한 공간인 제2 처리실(32)이 마련되도록 완충공간부(2)의 하부에 일체로 형성되는 통체로 구성되어 있다.

상기 제2 처리부(3)는 완충실(22)과 제2 처리실(32)이 서로 연통되도록 제2 처리액유동관(8)이 설치되어 있고, 이 제2 처리액유동관(8)으로 유동되는 흐름을 단속하는 제2 제어밸브(82)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 제2 처리부(3)는 처리과정의 수행을 통해 정화된 용수를 배출하기 위해 바닥면에 접하여 접속되는 제3 배출라인(36a)과, 이 제3 배출라인(36a)에 설치되는 제3 배출밸브(36b)를 구비한 제3 배출부(36)가 구성되어 있다.

한편, 도3은 도1의 B부 확대 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 제2 처리부(3)는 인제거용 미디어부(6)의 삽입 및 제거를 위해 제2 처리부(3)에 형성되는 미디어도어부가 구성되어 있다. 이 미디어도어부는 신규한 미디어의 투입을 위해 제2 처리부(3)의 상측 측면에 형성된 투입구에 설치되는 투입용 미디어도어(37)와, 사용 완료된 미디어를 제거를 위해 제2 처리부(3)의 하측 측면에 형성된 배출구에 설치되는 배출용 미디어도어(38)로 구성되어 있다. 여기서, 투입용 미디어도어(37)와 배출용 미디어도어(38)는 제2 처리부(3)에 형성된 연결프랜지(33)에 가스켓과 같은 기밀부재(39)가 개재된 상태로 체결되고 손잡이(37b,38b)가 형성된 판상부재(37a,38a)로 구성되되, 판상부재는 내부의 관찰시 투시가 가능하도록 투명창으로 형성되어 있다.

교반장치(4)는 제1 처리부(1)의 내부에 설치되어 폐용수의 교반작용을 수행하는 구성요소로서, 교반작용을 통해 탈질반응과 같은 화학적 반응 등을 효과적으로 수행하기 위해 마련된 것으로, 회전축(41a)상에 복수의 블레이드(41b)가 설치된 교반부(41)와, 이 교반부(41)를 회전시키도록 회전축(41a)에 접속되는 교반모터(42)를 구비한 통상의 교반기로 구성되어 있다.

공기공급장치(5)는 제1 처리부(1)에 호기성 조건이 형성되도록 공기를 공급하는 구성요소로서, 공기를 원활하게 공급할 수 있다면 특별한 제한 없이 다양하게 구성할 수 있지만, 수질분야에서 공기를 기포 형태로 폭기 하도록 구성한 산기 장치를 대표적으로 적용하여 구성할 수 있다. 여기서 산기 장치는 공기를 공급하는 송풍기(51)와, 이 송풍기(51)로부터 공급되는 공기를 이용하여 기포상태로 분산시키는 산기관(52) 등이 구비된 것으로, 수질분야에서 통상적으로 사용되는 장치이므로 세부 구성에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

인제거용 미디어부(6)는 제2 처리실(32)의 내장되는 미디어로 형성되는 층으로서, 1차 처리된 폐용수에 포함된 인을 제거하는 작용을 수행한다.

여기서, 미디어(Media)는 폐용수에 포함된 인과 효과적으로 반응하여 침전물을 형성하는 철 이온, 칼슘 이온, 알루미늄 이온 등을 포함하는 고형물로서 다양한 종류와 형태로 형성된 것을 제한 없이 선택하여 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 산화알루미늄(Al₂O₃), 삼산화이철(산화제이철, Fe₂O₃), 산화칼슘(CaO) 등을 포함하는 광산 폐기물이나 제올라이트, 석회석 등을 반죽, 성형한 후 소성하여 펠릿 형태로 형성한 것을 적용한다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 인제거용 미디어부(6)의 상부에 폐용수를 등분포되게 분출시키기 위해 설치되는 분사수단(91)이 구성되어 있다.

분사수단(91)은 제2 처리액유동관(8)에 연결되는 인제거용 미디어부(6)의 상부에 배치되는 분사배관(91a)과, 이 분사배관(91a)에 설치되는 복수의 분사노즐(91b)로 구성되어 있다.

이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템의 작용을 간략하게 설명한다.

온실과 같은 원예시설에서 식물의 재배에 이용된 폐양액이 제1 처리부(1)로 유입되면 교반장치(4) 및 공기공급장치(5)를 작동시켜 질소를 제거하는 통상의 탈질반응이 수행되도록 하게 되면 탈질반응 과정에서 생성된 중탄산염에 의한 pH가 상승됨에 따라 화학적 침전이 발생 된다.

그리고, 협기성 조건에서 폐양액에 포함된 유기물을 섭취, 제거하던 복합균주는 공기공급장치(5)의 작동에 따른 산기관(52)의 폭기 작용으로 공기가 공급되면 호기성 조건이 되므로 인을 과잉섭취하게 되고 이에 따른 침전이 이루어져 인의 생물학적 제거과정이 수행된다.

전술한 바와 같이 폐양액이 제1 처리부(1)에 유입되어 1차 처리과정을 거치게 되면 침전에 의한 화학적 방법으로 질소가 제거되고, 생물학적 방법의 동시 기작으로 슬러지에 인산염이 포함되도록 고형물화 할 수 있어서 인을 제거할 수 있지만 1차 처리수에는 여전히 다량의 인이 존재하게 되므로 후술되는 바와 같은 2차 처리과정을 거치게 된다.

전술한 바와 같이 1차 처리과정이 완료되어 제1 제어밸브(72)를 개방하게 되면 별도의 펌핑동작이 수행하지 않더라도 낙차에 의해 제1 처리액유동관(7)을 통해 제1 처리부(1)의 1차 처리수가 배출되어 완충공간부(2)에 채워지게 된다. 이때, 제1 처리액유동관(7)은 제1 처리부(1)의 바닥면으로부터 제1 처리실(12)의 전체 체적(유효 전체 체적)에 대해 1/10의 체적을 갖는 지점에 접속되어 그 접속부위 하측으로 복합균주층(h3)이 잔류하게 되므로 제1 처리부(1)에 폐양액을 가득 채울 경우 폐양액과 복합균주 층과의 생물학적 적정 제거비율이 자동적으로 조절되므로 처리과정의 정확성과 작업성을 향상시킬 수 있다.

이후, 제2 제어밸브(82)를 개방하게 되면 별도의 펌핑동작이 수행하지 않더라도 낙차에 의해 완충공간부 내부에 1차 처리수가 제2 처리액유동관(8)을 통해 이동되고 분사배관(91a)으로 유입된 후 분사노즐(91b)을 통해 인제거용 미디어부(6)의 상부에 고르게 분출된다.

이와 같이 1차 처리수가 분출되어 인제거용 미디어부(6)를 구성하는 미디어(61)와 접속되는데, 이 미디어는 철이온(Fe²⁺, Fe³⁺)과 칼슘이온(Ca²⁺)을 다량 함유하고 있어서 인이온과 결합함으로써 인이 제거되는 2차 처리과정이 수행되므로 정화품질을 보다 향상시킬 수 있어서 수질오염을 감소할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 변형예를 설명하되, 전술한 제1 실시예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 도면상 도시 및 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다.

도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템의 변형예를 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.

도4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 유입된 폐용수 중에 포함된 질소 및 인의 제거과정이 수행되는 제1 처리실(12)이 형성된 제1 처리부(1), 제1 처리부(1)의 하부에 배치되고 내부에 형성된 완충실(22)과 제1 처리실(12) 사이에 연결되는 제1 처리액유동관(7)이 구비된 완충공간부(2), 완충공간부(2)의 하부에 배치되고 인의 제거과정이 수행되는 제2 처리실(32)이 형성되고 제1 처리부(1) 및 완충공간부(2)와 연결되는 제2 처리액유동관(8)이 구비된 제2 처리부(3), 제1 처리부(1)의 내부에 설치되어 폐용수의 교반작용을 수행하는 교반장치(4), 제1 처리부(1)에 호기성 조건이 형성되도록 공기를 공급하는 공기공급장치(5)를 구비하되, 현장조건에 따라 제1 처리부(1)에서 수행되는 1차 처리과정이 완료된 후 1차 처리수가 완충공간부(2)를 경유하지 않고 제2 처리부(3)로 이동, 유입된 후 2차 처리과정이 연이어 수행되도록 구성한 점에 특징이 있다.

이를 위해 본 발명의 변형예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 제1 처리액유동관(7)과 제2 처리액유동관(8) 사이에 연결되는 바이패스라인(92)과, 바이패스라인(92)에 설치되는 제3 제어밸브(93)가 더 구성되어 있다.

그리고, 본 발명의 변형예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 완충실(22) 및 제2 처리실(32) 내부로 폐용수의 원활한 유동을 위해 설치되는 벤트부재(94)가 구성되어 있다.

상기 벤트부재(94)는 완충실(22) 및 제2 처리실(32) 내부에 채워진 공기압에 의해 폐용수의 유입이 불량해지게 되는 현상을 막기 위한 공기빼기 기능을 수행하는 것으로, 본 실시예에서는 도4에 도시된 바와 같이 제1 처리액유동관(7)에 하단 부분이 접속되고 상단이 제1 처리부(1)보다 높은 위치에 있도록 형성된 공기빼기배관으로 구성되어 있다.

이와 같이 벤트부재(94)로서 공기빼기배관을 제1 처리액유동관(7)에 설치하게 되면, 완충실(22) 및 제2 처리실(32)과 각각 별도로 벤트부재를 설치하지 않고 단일의 벤트부재로도 양쪽(완충실(22) 및 제2 처리실(32))의 공기빼기가 가능하므로 일체형 질소 및 인 처리시스템을 보다 간결, 단순화할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템은 수처리과정을 자동적으로 수행할 수 있도록 제1 처리부(1), 완충공간부(2) 및 제2 처리부(3)에 각각 설치되어 수위를 감지하는 수위감지수단(미도시)과, 이 수위감지수단으로부터 인가되는 신호 및 사용자가 입력부(조작스위치나 버튼 등, 미도시)를 통해 입력한 설정신호에 따라 제1 및 제2 제어밸브(72,82)와, 제1 내지 제3 배출밸브(16b,26b,36b)의 개폐동작을 제어하는 제어부(미도시)가 더 구성될 수 있다.

이때, 제1 및 제2 제어밸브(72,82)와, 제1 내지 제3 배출밸브(16b,26b,36b)는 그 개폐동작을 제어신호에 따라 자동적으로 수행할 수 있도록 자동제어밸브로 구성된다. 여기서 자동제어밸브는 밸브바디의 내부에 볼과 같은 개폐부재가 내장된 밸브체와, 이 밸브체의 볼에 구동력을 인가하여 개폐동작을 수행하는 밸브구동부가 구비된 것으로, 공지된 자동제어밸브 중에서 선택하여 적용할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 일체형 질소 및 인 처리시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

상기한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

1:제1 처리부
2:완충공간부
3:제2 처리부
4:교반장치
5:공기공급장치
6:인제거용 미디어부
7:제1 처리액유동관
8:제2 처리액유동관
91:분사수단
92:바이패스라인
93:제3 제어밸브

Claims

일체형 질소 및 인 처리시스템에 있어서,
유입된 폐용수 중에 포함된 질소 및 인의 제거과정이 수행되는 제1 처리실이 형성된 제1 처리부;
상기 제1 처리부의 하부에 배치되고 내부에 형성된 완충실과 상기 제1 처리실 사이에 연결되는 제1 처리액유동관이 구비된 완충공간부;
상기 완충공간부의 하부에 배치되고 인의 제거과정이 수행되는 제2 처리실이 형성되고 상기 제1 처리부 및 상기 완충공간부와 연결되는 제2 처리액유동관이 구비된 제2 처리부;
상기 제1 처리부의 내부에 설치되어 폐용수의 교반작용을 수행하는 교반장치;
상기 제1 처리부에 호기성 조건이 형성되도록 공기를 공급하는 공기공급장치; 및
상기 제2 처리실에 내장되는 인제거용 미디어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 질소 및 인 처리시스템.
제1항에 있어서,
상기 인제거용 미디어부의 상부에 폐용수가 등분포되게 분출되도록 상기 제2 처리액유동관에 연결되는 분사수단; 및
상기 인제거용 미디어부의 삽입 및 제거를 위해 상기 제2 처리부에 형성되는 미디어도어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 질소 및 인 처리시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 처리액유동관의 유입부 접속위치는 상기 제1 처리부의 바닥면으로부터 상기 제1 처리실의 유효 체적에 대해 1/10의 체적을 갖는 지점에 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 질소 및 인 처리시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 처리액유동관에 설치되어 흐름을 단속하는 제1 제어밸브;
상기 제2 처리액유동관에 설치되어 흐름을 단속하는 제2 제어밸브;
상기 제1 처리부의 바닥면에 접하여 접속되는 제1 배출라인과, 상기 제1 배출라인에 설치되는 제1 배출밸브를 구비한 제1 배출부;
상기 완충공간부의 바닥면에 접하여 접속되는 제2 배출라인과, 상기 제2 배출라인에 설치되는 제2 배출밸브를 구비한 제2 배출부;
상기 제2 처리부의 바닥면에 접하여 접속되는 제3 배출라인과, 상기 제3 배출라인에 설치되는 제3 배출밸브를 구비한 제3 배출부;
상기 완충실 및 상기 제2 처리실 내부로 폐용수의 원활한 유동을 위해 설치되는 벤트부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 질소 및 인 처리시스템.
제4항에 있어서,
상기 제1 처리액유동관과 상기 제2 처리액유동관 사이에 연결되는 바이패스라인; 및
상기 바이패스라인에 설치되는 제3 제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 질소 및 인 처리시스템.
제4항에 있어서,
상기 벤트부재는 상기 제1 처리액유동관에 하단이 접속되고 상단이 상기 제1 처리부보다 높은 위치에 있도록 형성된 공기빼기배관으로 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 질소 및 인 처리시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 제어밸브, 상기 제2 제어밸브, 상기 제1 내지 제3 배출밸브는 밸브체와, 상기 밸브체의 개폐동작을 수행하는 밸브구동부를 구비한 자동제어밸브로 구성되고,
상기 제1 처리부, 상기 완충공간부 및 상기 제2 처리부의 내부에 각각 설치되어 수위를 감지하는 수위감지수단; 및
상기 수위감지수단으로부터 인가되는 신호에 따라 상기 제1 제어밸브, 상기 제2 제어밸브, 상기 제1 내지 제3 배출밸브의 개폐동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 질소 및 인 처리시스템.