KR20210010312A - 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템은 수처리 대상인 유입수가 유입되면, 수처리를 수행한 후, 유입수를 배출하며, 호기조, 무산소조 및 혐기조 중 적어도 호기조를 포함하는 반응조와, 상기 배출된 유입수가 유입되면, 유입된 유입수를 상징수와 활성슬러지로 분리시키는 침전조와, 상기 호기조 및 상기 침전조 중 어느 하나로부터 주입라인을 통해 유입되는 활성슬러지에 압력을 가하여 하이드로사이클론에 주입하는 가압펌프와, 상기 활성슬러지를 탈기하여 탈리액과 탈기된 슬러지로 분리하고, 상기 호기조 및 상기 침전조 중 적어도 하나에 연결된 제1 반송라인을 통해 상기 탈리액을 반송하고, 상기 반응조 중 적어도 하나에 연결된 제2 반송라인을 통해 상기 탈기된 슬러지를 반송하는 상기 하이드로사이클론을 포함한다.

Description

반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템{Water treatment system including conveying sludge degasser}
본 발명은 수처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템에 관한 것이다.
생물학적 수처리 공정에 있어 미생물 호흡에 필요한 산소 공급원으로 공기를 폭기하는 경우, 공기중 21%를 차지하는 산소는 물론 78%에 달하는 질소가 활성 슬러지에 과포기된다.
이에 따라, 슬러지 부피가 늘어나게 되어 침강성이 악화되고, 결국, 침전지에서는 고액 분리가 여의치 않은 현상이 발생한다.
한국등록특허 제1744451호 2017년 05월 31일 등록 (명칭: 반송라인에 활성슬러지 정제시스템을 두어 질소, 인 제거 효율과 처리 용량을 증대시킨 생물학적 영양염류 제거 하/폐수 처리방법 및 그 시스템)
본 발명의 목적은 활성 슬러지 내에 존재하는 과 포기된 공기를 탈기함에 있어서 주공정 흐름(Main Stream)이 아니라 주변 흐름(Side Stream)인 슬러지 반송 라인에 압력 강하를 통한 탈기 시스템을 적용하여 침강성 향상 및 부하율을 증대 시키고, 생물학적으로 질소/인을 처리하는 탈질/탈인 공정의 무산소조 및 혐기조 등의 반응기작에 부합하도록 분리 주입함에 따라 질소, 인 등의 제거효율을 향상시킬 수 있는 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템을 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 시스템은 수처리 대상인 유입수가 유입되면, 수처리를 수행한 후, 유입수를 배출하며, 호기조, 무산소조 및 혐기조 중 적어도 호기조를 포함하는 반응조와, 상기 배출된 유입수가 유입되면, 유입된 유입수를 상징수와 활성슬러지로 분리시키는 침전조와, 상기 호기조 및 상기 침전조 중 어느 하나로부터 주입라인을 통해 유입되는 활성슬러지에 압력을 가하여 하이드로사이클론에 주입하는 가압펌프와, 상기 활성슬러지를 탈기하여 탈리액과 탈기된 슬러지로 분리하고, 상기 호기조 및 상기 침전조 중 적어도 하나에 연결된 제1 반송라인을 통해 상기 탈리액을 반송하고, 상기 반응조 중 적어도 하나에 연결된 제2 반송라인을 통해 상기 탈기된 슬러지를 반송하는 상기 하이드로사이클론을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템은 상기 하이드로사이클론 내의 압력이 대기압 이하로 유지되도록 상기 가압펌프의 상기 압력을 제어하는 제어부를 더 포함한다. 상기 제어부는 상기 가압펌프를 제어하여 상기 하이드로사이클론으로 주입되는 상기 활성슬러지의 주입량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 하이드로사이클론으로부터 상기 제1 반송라인을 통해 반송되는 상기 탈리액의 유량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 하이드로사이클론으로부터 상기 제2 반송라인을 통해 반송되는 상기 탈기된 슬러지의 유량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 반응조는 유입라인을 통해 수처리 대상인 유입수가 유입되는 호기조;를 포함하며, 상기 활성슬러지가 주입되는 상기 주입라인은 상기 침전조에 연결되고, 상기 탈리액이 반송되는 상기 제1 반송라인은 상기 호기조 및 상기 침전조에 연결되고, 상기 탈기된 슬러지가 반송되는 상기 제2 반송라인은 상기 유입라인을 통해 상기 호기조에 연결되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 반응조는 유입라인을 통해 수처리 대상인 유입수가 유입되는 무산소조와, 상기 무산소조로부터 상기 유입수가 유입되는 호기조를 포함한다. 여기서, 상기 활성슬러지가 주입되는 상기 주입라인은 상기 호기조에 연결되고, 상기 탈리액이 반송되는 상기 제1 반송라인은 상기 호기조 및 상기 침전조에 연결되고, 상기 탈기된 슬러지가 반송되는 상기 제2 반송라인은 상기 무산소조에 연결되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 반응조는 유입라인을 통해 수처리 대상인 유입수가 유입되는 혐기조와, 상기 유입라인 및 상기 혐기조로부터 상기 유입수가 유입되는 무산소조와, 상기 무산소조로부터 상기 유입수가 유입되는 호기조를 포함한다. 여기서, 상기 활성슬러지가 주입되는 상기 주입라인은 상기 호기조에 연결되고, 상기 탈리액이 반송되는 상기 제1 반송라인은 상기 호기조 및 상기 침전조에 연결되고, 상기 탈기된 슬러지가 반송되는 상기 제2 반송라인은 상기 혐기조 및 상기 무산소조에 연결되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 반응조는 유입라인을 통해 수처리 대상인 유입수가 유입되는 무산소조와, 상기 유입라인 및 상기 무산소조로부터 상기 유입수가 유입되는 혐기조와, 상기 혐기조로부터 상기 유입수가 유입되는 호기조와, 상기 호기조로부터 상기 유입수가 유입되는 침전조를 포함한다. 여기서, 상기 활성슬러지가 주입되는 상기 주입라인은 상기 호기조에 연결되고, 상기 탈리액이 반송되는 상기 제1 반송라인은 상기 호기조 및 상기 침전조에 연결되고, 상기 탈기된 슬러지가 반송되는 상기 제2 반송라인은 상기 무산소조 및 상기 혐기조에 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 수처리 시스템은 상기 침전조로부터 유입되는 활성슬러지를 탈기하여 탈리액 및 탈기된 슬러지로 분리하고, 상기 탈기된 슬러지를 상기 유입라인과 연결된 상기 외부반송라인으로 반송하는 외부탈기부를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 생물학적 수처리 공정에서 탈기 장치를 주처리흐름(Main Stream)이 아니라 주변흐름(Side Stream)인 반송 슬러지 라인에 적용하여 시설 규모를 줄이고 전력비용 등 유지관리비를 절감할 수 있다.
또한, 처리 수질 측면에서 농축액과 탈리액으로 분리, 반송하여 반응조에 유입시킴으로써 침강성 향상에 따른 반응조의 HRT(Hydraulic Retention Time)를 증대하여 처리용량 증가되며, 부유물(TSS) 및 총질소(T-N), 총인(T-P) 등 우수한 배출수 특성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템에서 탈기부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템에서 탈기부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템은 반응조(10), 침전조(20) 및 탈기부(100)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템은 선택적으로, 외부탈기부(200)를 더 포함한다.
먼저, 반응조(10)는 수처리를 위한 것이며, 호기조(11), 무산소조(12) 및 혐기조(13) 중 적어도 호기조(11)를 포함한다. 다른 말로, 반응조(10)는 기본적으로 호기조(11)를 포함하며, 선택적으로, 무산소조(12) 및 혐기조(13) 중 적어도 하나가 추가로 선택될 수 있다.
호기조(11)에서는 질산화, 인의 흡수 및 유기물의 분해가 이루어진다. 무산소조(12)에서는 탈질 반응을 통해 질소 성분(예컨대, 질산, 아질산)의 제거가 이루어진다. 혐기조(13)는 인의 방출을 위한 것이다.
반응조(10)는 수처리를 수행한 후, 유입수를 배출하며, 침전조(20)는 반응조(10)로부터 배출된 유입수가 유입되면, 유입된 유입수를 상징수와 활성슬러지로 분리시킨다.
다음으로, 도 2를 참조하면, 탈기부(100)는 반응조(10) 혹은 침전조(20)로부터 유입되는 활성슬러지를 탈기하기 위한 것이다. 이러한 탈기부(100)는 가압펌프(110), 하이드로사이클론(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
활성슬러지는 호기조(11) 혹은 침전조(20)로부터 배출되어 주입라인(IN)을 통해 하이드로사이클론(120)에 주입된다. 가압펌프(110)는 호기조(11) 혹은 침전조(20)와 하이드로사이클론(120) 사이에 개재되어 주입라인(IN)을 통해 유입되는 활성슬러지에 압력을 가하여 하이드로사이클론(120)에 주입한다.
하이드로사이클론(120)은 기본적으로, 주입된 활성슬러지를 탈기하여 탈리액과 탈기된 슬러지로 분리한다. 그리고 하이드로사이클론(120)은 호기조(11) 및 침전조(20) 중 적어도 하나에 연결된 제1 반송라인(R1)을 통해 탈리액을 반송한다. 또한, 하이드로사이클론(120)은 복수의 반응조(10: 11, 12, 13) 중 적어도 하나에 연결된 제2 반송라인(R2)을 통해 탈기된 슬러지를 반송한다.
제어부(130)는 하이드로사이클론(120) 내의 압력이 대기압 이하로 유지되도록 가압펌프(110)의 압력을 제어한다. 이는 하이드로사이클론(120) 내부에서 압력강하가 발생할 수 있도록 하기 위한 것이다.
불용성기체인 공기 중 N2, O2의 수중용해는 불용성 기체용해에 적용되는 'Henry의 법칙'과 '보일 샤를의 법칙이 적용될 수 있다.
[수학식 1]
수용액에서의 기체 용해도= *Kh × **Pg
*Kh: 기체 별 헨리상수
** Pg: 기체의 부분압
용해도는 가해진 압력과의 비례관계에 있음으로 압력을 줄이는 경우 그 만큼 기체의 용해도는 줄어들게 된다. 이러한 원리를 이용하여 대기압에서 폭기 상태를 거친 활성슬러지(MLSS: Mixed Liquor Suspended Solids)의 압력을 대기압 이하로 낮추면, 정해진 온도조건 아래 하향된 압력값에 따라 과포화된 공기 중의 N2 및 O2가 탈기된다. 이에 따라, 활성슬러지의 부피가 감소되어 침전성이 향상된 슬러지로 변환된다.
또한, 제어부(130)는 가압펌프(110)를 제어하여 하이드로사이클론(120)으로 주입되는 활성슬러지의 주입량을 제어할 수 있다. 그리고 제어부(130)는 하이드로사이클론(120)으로부터 제1 반송라인(R1)을 통해 반송되는 탈리액의 유량을 제어할 수 있다. 더욱이, 제어부(130)는 하이드로사이클론(120)으로부터 제2 반송라인(R2)을 통해 반송되는 탈기된 슬러지의 유량을 제어할 수 있다.
수처리에 적용되는 종래의 탈기방법은 크게 두 가지이며, 진공펌프를 이용한 감압방식과 초음파를 조사하여 탈기하는 방법으로 대별된다. 진공펌프 감압방식은 활성슬러지 호기조에서 침전조로 보내지는 주 공정라인에 활성슬러지 전체 발생량을 대상으로 탈기시스템을 구성함으로써 건설비 및 운영비의 경제성 및 외관, 소음 등 환경성 측면에서 적용에 제한이 따른다. 반면, 본 발명은 본 공정이 아닌 반송슬러지 라인에 시설되는 관계로 감압탱크 방식에 비해 적은 유량을 대상으로 시설됨으로 소규모 설비로 구성되며 운전이 용이하다.
초음파방식은 보다 깨끗한 수중의 탈기를 진행하는 방식이다. 활성슬러지에 초음파를 조사 하는 경우 초음파가 흡수, 산란되고 살균 효과가 발생하기 때문에 1차적으로 탈수기나 필터 등의 처리를 거쳐 슬러지가 배제된 정제 탈리액만을 대상으로 탈기가 수행하게 된다. 즉, 분리장치를 거친 것은 생물반응체가 아닌 슬러지가 제거된 탈리액으로써 반응에너지원으로서 유기 탄소원을 보충하는 목적으로 적용된다. 반면, 본 발명은 탈기된 슬러지가 무산소조에서 생물학적인 탈질을 주체적으로 촉진한다.
그러면, 다양한 수처리 공법에 따른 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 설명하기로 한다. 구체적으로, 본 발명의 탈기부(100)는 ① 활성슬러지공법 ② 질소처리를 위한 AO공법 ③ 질소 및 인 동시처리를 위한 혐기조 및 무산소조 배열의 A2O공법 ④ 질소 및 인 동시처리를 위한 무산소조 및 혐기조 배열의 A2O공법에 적용될 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템을 활성슬러지공법에 적용한 실시예에 대해서 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 반응조(10)는 호기조(11)임을 알 수 있다. 호기조(11)에는 유입라인(IF)을 통해 수처리 대상인 유입수가 유입되며, 침전조(20)에는 호기조(11)로부터 유입수가 유입된다. 침전조(20)는 유입된 유입수를 상징수와 활성슬러지로 분리시킨다. 특히, 활성슬러지는 하부에 침전된다.
하이드로사이클론(120)으로 활성슬러지가 주입되는 주입라인(IN)은 침전조(20)에 연결된다. 침전조(20)의 하부에 침전된 활성슬러지는 가압펌프(110)에 의해 하이드로사이클론(120)에 주입된다.
그러면, 하이드로사이클론(120)은 주입된 활성슬러지를 탈기하여 탈리액과 탈기된 슬러지로 분리한 후, 제1 반송라인(R1)을 통해 탈리액을 반송하고, 제2 반송라인(R2)을 통해 탈기된 슬러지를 반송한다. 이때, 탈리액이 반송되는 제1 반송라인(R1)은 호기조(11) 및 침전조(20)에 연결된다. 또한, 탈기된 슬러지가 반송되는 제2 반송라인(R2)은 호기조(11)에 연결된다.
제어부(130)는 복수의 센서(미도시)를 이용하여 주입라인(IN)을 통해 주입되는 활성슬러지의 MLSS 및 DO(Dissolved Oxygen), 제1 반송라인(R1)을 통해 반송되는 탈리액의 MLSS 및 제2 반송라인(R2)을 통해 반송되는 슬러지의 MLSS 및 DO를 포함하는 수질 지표를 측정할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 복수의 센서(미도시)를 이용하여 호기조(11)의 산소농도 및 NO3농도를 포함하는 수질 지표를 측정할 수 있다. 따라서 제어부(130)는 측정된 수질 지표에 따라 하이드로사이클론(120)으로 주입되는 활성슬러지의 주입량, 제1 반송라인(R1)을 통해 반송되는 탈리액의 유량 및 제2 반송라인(R2)을 통해 반송되는 탈기된 슬러지의 유량 및 폐기하는 슬러지의 유량을 제어할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템을 질소처리를 위한 AO공법에 적용한 실시예에 대해서 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 반응조(10)는 무산소조(12) 및 호기조(11)로 구성된다. 무산소조(12)에는 유입라인(IF)을 통해 수처리 대상인 유입수가 유입되며, 호기조(11)에는 무산소조로부터 유입수가 유입된다. 침전조(20)에는 호기조(11)로부터 유입수가 유입된다. 침전조(20)는 유입된 유입수를 상징수와 활성슬러지로 분리시킨다. 특히, 활성슬러지는 하부에 침전된다.
하이드로사이클론(120)으로 활성슬러지가 주입되는 주입라인(IN)은 호기조(11)에 연결된다. 호기조(11)의 활성슬러지는 가압펌프(110)에 의해 하이드로사이클론(120)에 주입된다.
그러면, 하이드로사이클론(120)은 주입된 활성슬러지를 탈기하여 탈리액과 탈기된 슬러지로 분리한 후, 제1 반송라인(R1)을 통해 탈리액을 반송하고, 제2 반송라인(R2)을 통해 탈기된 슬러지를 반송한다. 이때, 탈리액이 반송되는 제1 반송라인(R1)은 호기조(11) 및 침전조(20)에 연결된다. 또한, 탈기된 슬러지가 반송되는 제2 반송라인(R2)은 무산소조(12)로 연결된다. 따라서 탈기된 슬러지는 무산소조(12)에 제공되어, 질소성분을 제거하는 목적에 이용된다.
제어부(130)는 복수의 센서(미도시)를 이용하여 주입라인(IN)을 통해 주입되는 활성슬러지의 MLSS 및 DO, 제1 반송라인(R1)을 통해 반송되는 탈리액의 MLSS 및 제2 반송라인(R2)을 통해 반송되는 슬러지의 MLSS 및 DO를 포함하는 수질 지표를 측정할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 복수의 센서(미도시)를 이용하여 호기조(11)의 산소농도 및 NO3농도를 포함하는 수질 지표를 측정할 수 있다. 따라서 제어부(130)는 측정된 수질 지표에 따라 하이드로사이클론(120)으로 주입되는 활성슬러지의 주입량, 제1 반송라인(R1)을 통해 반송되는 탈리액의 유량 및 제2 반송라인(R2)을 통해 반송되는 탈기된 슬러지의 유량 및 폐기하는 슬러지의 유량을 제어할 수 있다.
한편, 외부탈기부(200)는 침전조(20)로부터 유입되는 활성슬러지를 탈기하여 탈리액 및 탈기된 슬러지로 분리하고, 탈기된 슬러지를 유입라인(IF)에 연결된 외부반송라인(R3)을 통해 무산소조(12)로 반송한다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템을 질소 및 인 동시처리를 위한 혐기조 및 무산소조 배열의 A2O공법에 적용한 실시예에 대해서 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 반응조(10)는 혐기조(13), 무산소조(12) 및 호기조(11)를 포함하며, 혐기조(13), 무산소조(12) 및 호기조(11) 순서로 배열된다.
혐기조(13)에는 유입라인(IF)을 통해 수처리 대상인 유입수가 유입되고, 무산소조(12)에는 유입라인(IF) 및 혐기조(13)로부터 유입수가 유입되고, 호기조(11)에는 무산소조(12)로부터 유입수가 유입된다. 또한, 침전조(20)에는 호기조(11)로부터 유입수가 유입된다. 침전조(20)는 유입된 유입수를 상징수와 활성슬러지로 분리시킨다. 특히, 활성슬러지는 하부에 침전된다.
하이드로사이클론(120)으로 활성슬러지가 주입되는 주입라인(IN)은 호기조(11)에 연결된다. 호기조(11)의 활성슬러지는 가압펌프(110)에 의해 하이드로사이클론(120)에 주입된다.
그러면, 하이드로사이클론(120)은 주입된 활성슬러지를 탈기하여 탈리액과 탈기된 슬러지로 분리한 후, 제1 반송라인(R1)을 통해 탈리액을 반송하고, 제2 반송라인(R2)을 통해 탈기된 슬러지를 반송한다. 이때, 탈리액이 반송되는 제1 반송라인(R1)은 호기조(11) 및 침전조(20)에 연결된다. 또한, 탈기된 슬러지가 반송되는 제2 반송라인(R2)은 혐기조(13) 및 무산소조(12)로 연결된다. 따라서 탈기된 슬러지는 혐기조(13) 및 무산소조(12)에 제공된다.
제어부(130)는 복수의 센서(미도시)를 이용하여 주입라인(IN)을 통해 주입되는 활성슬러지의 MLSS 및 DO, 제1 반송라인(R1)을 통해 반송되는 탈리액의 MLSS 및 제2 반송라인(R2)을 통해 반송되는 슬러지의 MLSS 및 DO를 포함하는 수질 지표를 측정할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 복수의 센서(미도시)를 이용하여 호기조(11)의 산소농도 및 NO3농도를 포함하는 수질 지표를 측정할 수 있다. 따라서 제어부(130)는 측정된 수질 지표에 따라 하이드로사이클론(120)으로 주입되는 활성슬러지의 주입량, 제1 반송라인(R1)을 통해 반송되는 탈리액의 유량 및 제2 반송라인(R2)을 통해 반송되는 탈기된 슬러지의 유량 및 폐기하는 슬러지의 유량을 제어할 수 있다.
한편, 외부탈기부(200)는 침전조(20)로부터 유입되는 활성슬러지를 탈기하여 탈리액 및 탈기된 슬러지로 분리하고, 탈기된 슬러지를 유입라인(IF)에 연결된 외부반송라인(R3)을 통해 혐기조(13) 및 무산소조(12)로 반송한다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템을 질소 및 인 동시처리를 위한 무산소조 및 혐기조 배열의 A2O공법에 적용한 실시예에 대해서 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반송 슬러지 탈기 장치를 포함하는 수처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 반응조(10)는 무산소조(12), 혐기조(13) 및 호기조(11)를 포함하며, 무산소조(12), 혐기조(13) 및 호기조(11) 순으로 배열된다.
무산소조(12)에는 유입라인(IF)으로부터 수처리 대상인 유입수가 유입되고, 혐기조(13)에는 유입라인(IF) 및 무산소조(12)로부터 유입수가 유입되고, 호기조(11)에는 무산소조(12)로부터 유입수가 유입된다. 또한, 침전조(20)에는 호기조(11)로부터 유입수가 유입된다. 침전조(20)는 유입된 유입수를 상징수와 활성슬러지로 분리시킨다. 특히, 활성슬러지는 하부에 침전된다.
하이드로사이클론(120)으로 활성슬러지가 주입되는 주입라인(IN)은 호기조(11)에 연결된다. 호기조(11)의 활성슬러지는 가압펌프(110)에 의해 하이드로사이클론(120)에 주입된다.
그러면, 하이드로사이클론(120)은 주입된 활성슬러지를 탈기하여 탈리액과 탈기된 슬러지로 분리한 후, 제1 반송라인(R1)을 통해 탈리액을 반송하고, 제2 반송라인(R2)을 통해 탈기된 슬러지를 반송한다. 이때, 탈리액이 반송되는 제1 반송라인(R1)은 호기조(11) 및 침전조(20)에 연결된다. 또한, 탈기된 슬러지가 반송되는 제2 반송라인(R2)은 무산소조(12) 및 혐기조(13)에 연결된다. 따라서 탈기된 슬러지는 무산소조(12) 및 혐기조(13)에 제공된다.
제어부(130)는 복수의 센서(미도시)를 이용하여 주입라인(IN)을 통해 주입되는 활성슬러지의 MLSS 및 DO, 제1 반송라인(R1)을 통해 반송되는 탈리액의 MLSS 및 제2 반송라인(R2)을 통해 반송되는 슬러지의 MLSS 및 DO를 포함하는 수질 지표를 측정할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 복수의 센서(미도시)를 이용하여 호기조(11)의 산소농도 및 NO3농도를 포함하는 수질 지표를 측정할 수 있다. 따라서 제어부(130)는 측정된 수질 지표에 따라 하이드로사이클론(120)으로 주입되는 활성슬러지의 주입량, 제1 반송라인(R1)을 통해 반송되는 탈리액의 유량 및 제2 반송라인(R2)을 통해 반송되는 탈기된 슬러지의 유량 및 폐기하는 슬러지의 유량을 제어할 수 있다.
한편, 외부탈기부(200)는 침전조(20)로부터 유입되는 활성슬러지를 탈기하여 탈리액 및 탈기된 슬러지로 분리하고, 탈기된 슬러지를 유입라인(IF)에 연결된 외부반송라인(R3)을 통해 무산소조(12) 및 혐기조(13)로 반송한다.
한편, 앞서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
10: 반응조 11: 호기조
12: 무산소조 13: 혐기조
20: 침전조 100: 탈기부
110: 가압펌프 120: 하이드로사이클론
130: 제어부 200: 외부탈기부

Claims (5)

  1. 수처리 시스템에 있어서,
    수처리 대상인 유입수가 유입되면, 수처리를 수행한 후 유입수를 배출하되, 유입수에 대한 탈질 반응을 통해 질소 성분을 제거하는 무산소조 및 인의 방출을 위한 혐기조 중에 적어도 하나를 포함하고, 상기 무산소조 및 혐기조 중에 하나로부터 유입되는 유입수에 대한 질산화, 인의 흡수 및 유기물의 분해가 이루어지는 호기조를 포함하는 반응조;
    상기 배출된 유입수가 유입되면, 유입된 유입수를 상징수와 활성슬러지로 분리시키는 침전조;
    상기 호기조 및 상기 침전조 중 어느 하나로부터 주입라인을 통해 유입되는 활성슬러지에 압력을 가하여 하이드로사이클론에 주입하는 가압펌프;
    상기 활성슬러지를 탈기하여 탈리액과 탈기된 슬러지로 분리하고, 상기 호기조 및 상기 침전조 중 적어도 하나에 연결된 제1 반송라인을 통해 상기 탈리액을 반송하고, 상기 무산소조 및 상기 혐기조 중 적어도 하나에 연결된 제2 반송라인을 통해 상기 탈기된 슬러지를 반송하는 상기 하이드로사이클론; 및
    상기 가압펌프를 제어하여 상기 하이드로사이클론으로 주입되는 활성슬러지의 주입량을 제어하고, 상기 하이드로사이클론으로부터 상기 제1 반송라인을 통해 반송되는 상기 탈리액의 유량을 제어하고, 상기 하이드로사이클론으로부터 상기 제2 반송라인을 통해 반송되는 상기 탈기된 슬러지의 유량을 제어하되,
    상기 하이드로사이클론 내의 압력이 대기압 이하로 유지되도록 상기 가압펌프의 상기 압력을 제어하여, 상기 활성슬러지는 대기압에서 폭기 상태를 거친 상기 활성슬러지의 압력을 대기압 이하로 낮추어 과포화된 공기 중의 N2 및 O2가 탈기되어 상기 활성슬러지의 부피가 감소되어 침전성이 향상된 슬러지로 변환되고,
    복수의 센서를 이용하여 상기 주입라인을 통해 유입되는 활성슬러지의 MLSS 및 DO, 상기 제1 반송라인을 통해 반송되는 탈리액의 MLSS 및 DO를 포함하는 수질 지표와, 상기 호기조의 산소농도 및 NO3농도를 포함하는 수질 지표를 측정하고,
    상기 측정된 수질 지표에 따라 상기 하이드로사이클론으로 주입되는 활성슬러지의 주입량, 상기 제1 반송랑인을 통해 반송되는 탈리액의 유량 및 상기 제2 반송라인을 통해 반송되는 탈기된 슬러지의 유량 및 폐기하는 슬러지의 유량을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 수처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반응조는
    유입라인을 통해 수처리 대상인 유입수가 유입되는 무산소조; 및
    상기 무산소조로부터 상기 유입수가 유입되는 호기조;를 포함하며,
    상기 활성슬러지가 주입되는 상기 주입라인은 상기 호기조에 연결되고,
    상기 탈리액이 반송되는 상기 제1 반송라인은 상기 호기조 및 상기 침전조에 연결되고,
    상기 탈기된 슬러지가 반송되는 상기 제2 반송라인은 상기 무산소조에 연결되는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반응조는
    유입라인을 통해 수처리 대상인 유입수가 유입되는 혐기조;
    상기 유입라인 및 상기 혐기조로부터 상기 유입수가 유입되는 무산소조; 및
    상기 무산소조로부터 상기 유입수가 유입되는 호기조;를 포함하며,
    상기 활성슬러지가 주입되는 상기 주입라인은 상기 호기조에 연결되고,
    상기 탈리액이 반송되는 상기 제1 반송라인은 상기 호기조 및 상기 침전조에 연결되고,
    상기 탈기된 슬러지가 반송되는 상기 제2 반송라인은 상기 혐기조 및 상기 무산소조에 연결되는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반응조는
    유입라인을 통해 수처리 대상인 유입수가 유입되는 무산소조;
    상기 유입라인 및 상기 무산소조로부터 상기 유입수가 유입되는 혐기조; 및
    상기 혐기조로부터 상기 유입수가 유입되는 호기조;를 포함하며,
    상기 활성슬러지가 주입되는 상기 주입라인은 상기 호기조에 연결되고,
    상기 탈리액이 반송되는 상기 제1 반송라인은 상기 호기조 및 상기 침전조에 연결되고,
    상기 탈기된 슬러지가 반송되는 상기 제2 반송라인은 상기 무산소조 및 상기 혐기조에 연결되는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침전조로부터 유입되는 활성슬러지를 탈기하여 탈리액 및 탈기된 슬러지로 분리하고, 상기 탈기된 슬러지를 상기 유입라인과 연결된 외부반송라인으로 반송하는 외부탈기부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
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