KR20210048867A

KR20210048867A - 수평회전형 탈질장치 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 시스템

Info

Publication number: KR20210048867A
Application number: KR1020190133075A
Authority: KR
Inventors: 김현규; 윤용수
Original assignee: 김현규; 윤용수
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2021-05-04
Also published as: KR102348789B1

Abstract

본 발명은 수평회전형 탈질장치에 관한 것으로, 탈질조(20)에 수평 설치되는 샤프트(21); 샤프트(21)를 회전시키는 모터(22); 샤프트(21)에 결합되며, 샤프트(21)와 연동되어 회전하는 회전프레임(23); 회전프레임(23)의 내부에 설치되며, 탈질미생물이 부착되는 미생물접촉재(24); 회전프레임(23)의 외측에 설치되며, 회전프레임(23)과 연동되어 탈질조(20)에 침적된 슬러지를 상부로 이송·분산시키는스크레이퍼(25)를 포함한다.
이에 따라, 수평회전형 탈질장치의 기능성 및 사용성을 상대적으로 향상시킬 수 있다.

Description

수평회전형 탈질장치 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 시스템 {HORIZONTAL ROTATION TYPE DENITRIFICATION DEVICE AND SEWAGE/WASTEWATER HIGH CLASS TREATMENT SYSTEM USING IT}

본 발명은 수평회전형 탈질장치 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하폐수의 탈질효율을 높임과 아울러 하폐수를 효율적으로 처리할 수 있는 수평회전형 탈질장치 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 탈질(脫窒)은 질산염의 환원에 의해 질소를 분해하는 생물학적 환원 현상을 말한다.

특히 하폐수 속에 포함되어 있는 유기질소화합물은 질화작용에 의해 아질산을 거쳐 질산으로 변화하지만, 이들은 수중의 용존산소가 부족하면 환원균의 일종인 탈질미생물 또는 탈질균의 작용을 받아 질소가스가 되어 수중에서 방출됨으로써 탈질이 이루어진다.

이러한 탈질은 탈질조의 내부에 수용 설치되는 하폐수 탈질장치에 의해 구현된다.

종래의 하폐수 탈질장치는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 모터(미도시)에 의해 회전되는 축(1)이 탈질조(2)의 내부에 수직으로 설치되고, 축(2)의 상측 및 하측에는 각각 다수 개의 플레이트(3a, 3b)가 방사 형태로 배치되어 프레임(4)에 의해 고정된다.

그리고 플레이트(3a, 3b) 사이에는 다수 개의 미생물접촉재(5)가 수직으로 설치된다.

이와 같은 구성의 하폐수 탈질장치는 등록특허공보 제10-0994137호에 개시되어 있다.

그러나 위와 같은 하폐수 탈질장치는 하폐수의 탈질과정에서 슬러지가 탈질조(2)의 바닥에 침적됨으로 인해, 탈질조(2) 내부의 미생물 농도를 균일하게 유지하기 어렵다는 문제점이 있다.

이는 결국, 하폐수 탈질장치의 기능성 및 사용성을 저하시키는 결과를 초래한다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 탈질조 내부의 미생물 농도를 균일하고 안정적으로 유지시킬 수 있는 수평회전형 탈질장치 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 시스템을 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수평회전형 탈질장치는, 탈질조에 수평 설치되는 샤프트; 상기 샤프트를 회전시키는 모터; 상기 샤프트에 결합되며, 상기 샤프트와 연동되어 회전하는 회전프레임; 상기 회전프레임의 내부에 설치되며, 탈질미생물이 부착되는 미생물접촉재; 상기 회전프레임의 외측에 설치되며, 상기 회전프레임과 연동되어 상기 탈질조에 침적된 슬러지를 상부로 이송·분산시키는 스크레이퍼를 포함하여 구성되는 데 그 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따른 수평회전형 탈질장치를 이용한 하폐수 고도처리 시스템은, 유량조정조; 상기 유량조정조와 연통 설치되며, 수평회전형 탈질장치가 구비되는 탈질조; 상기 탈질조와 연통 설치되는 분리막생물반응조를 포함하며, 상기 수평회전형 탈질장치는 상기 탈질조에 수평 설치되는 샤프트; 상기 샤프트를 회전시키는 모터; 상기 샤프트에 결합되며, 상기 샤프트와 연동되어 회전하는 회전프레임; 상기 회전프레임의 내부에 설치되며, 탈질미생물이 부착되는 미생물접촉재; 상기 회전프레임의 외측에 설치되며, 상기 회전프레임과 연동되어 상기 탈질조에 침적된 슬러지를 상부로 이송·분산시키는 스크레이퍼로 이루어지는 데 그 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따른 수평회전형 탈질장치는 스크레이퍼를 통해 탈질조의 바닥에 침적된 슬러지를 탈질조의 전 영역으로 골고루 이송·분산시킴으로 인해, 탈질조 내부의 미생물 농도가 균일하고 안정적으로 유지되어 하폐수의 탈질효율을 극대화시킬 수 있다.

이에 따라, 수평회전형 탈질장치의 기능성 및 사용성을 보다 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 탈질장치를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 수평회전형 탈질장치를 이용한 하폐수 고도처리 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 수평회전형 탈질장치를 도시한 측면도,
도 4는 도 3의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 수평회전형 탈질장치의 다른 실시예를 도시한 측면도,
도 6은 도 5의 단면도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 수평회전형 탈질장치 및 이를 이용한 하폐수 고도처리 시스템을 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 수평회전형 탈질장치를 이용한 하폐수 고도처리 시스템은 유량조정조(10); 유량조정조(10)와 연통 설치되는 탈질조(20); 유량조정조(10) 및 탈질조(20)와 연통 설치되는 분리막생물반응조(MBR, membrane bioreactor)(30); 분리막생물반응조(30)와 연통 설치되는 슬러지저류조(40)를 포함하여 구성된다.

유량조정조(10)는 원수(하폐수)의 유량을 조정하여 탈질조(20)로 이송시키는 역할을 한다. 즉, 유량조정조(10)는 원수를 저장하고, 그 중 일정량을 탈질조(20)로 이송시킨다.

이러한 유량조정조(10)에는 원수를 내부로 유입시키기 위한 유입배관(P1), 내부에 저장되어 있는 원수를 탈질조(20)로 이송시키기 위한 이송배관(P2)이 연결 설치된다.

한편, 유량조정조(10)로는 공지된 다양한 형태의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.

탈질조(20)의 내부에는 수평회전형 탈질장치(D)가 구비되며, 이러한 수평회전형 탈질장치(D)를 통해 하폐수의 탈질 기능을 간편하고 효율적으로 수행할 수 있게 된다.

수평회전형 탈질장치(D)는 탈질조(20)의 내부에 구비되어 있는 지지대(S)에 의해 안정적으로 지지된다.

그리고 수평회전형 탈질장치(D)는 탈질조(20)에 수평 설치되는 샤프트(21); 샤프트(21)를 회전시키는 모터(22); 샤프트(21)에 결합되며, 샤프트(21)와 연동되어 회전하는 회전프레임(23); 회전프레임(23)의 내부에 설치되며, 탈질미생물이 부착되는 미생물접촉재(24); 회전프레임(23)의 외측에 설치되며, 회전프레임(23)과 연동되는 스크레이퍼(Scraper)(25)를 포함하여 구성된다.

수평회전형 탈질장치(D)는 위와 같은 구성적 특징에 의해 탈질 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 즉, 회전프레임(23)과 연동하여 미생물접촉재(24)가 회전하는 동안 미생물접촉재(24)에 부착되어 있는 미생물에 의한 부착성장공법과 탈질조(20) 내부의 원수에 부유하고 있는 고농도 미생물에 의한 부유성장공법을 함께 이용하여 탈질 효율을 향상시킬 수 있다.

회전프레임(23)은 원형 또는 다각형 구조를 가지며, 미생물접촉재(24)는 미생물의 부착을 극대화시킬 수 있도록 방사형 또는 그물형으로 직조된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

특히 스크레이퍼(25)는 회전프레임(23)과 연동되어 회전되고, 이에 따라 탈질조(20)에 침적된 슬러지를 걷어내어 탈질조(20)의 상부로 이송하여 전 영역으로 골고루 분산시킴으로써 하폐수의 탈질 효율을 극대화시킬 수 있다.

이러한 스크레이퍼(25)는 슬러지를 걷어낼 수 있는 고리형 구조를 가지며, 회전프레임(23)의 둘레를 따라 복수 개 배치됨과 아울러 회전프레임(23)에 착탈 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

또한 수평회전형 탈질장치(D)는 모터(22)에 의한 회전프레임(23)의 회전속도 조절을 통해 미생물접촉재(24)에 부착되어 있는 미생물의 막두께를 조절함으로써 미생물의 부착상태를 제어한다.

한편, 스크레이퍼(25)는 부분적인 교체가 가능하도록 회전프레임(23)의 길이방향을 따라 연속적으로 다수 개 설치되거나 또는 그 설치가 용이하도록 회전프레임(23)의 전체 길이를 완전히 커버할 수 있는 정도의 길이를 가진 것을 적용할 수 있으며, 미설명 도면부호 P3는 탈질조(20) 내부의 부유상미생물 농도를 증가시키기 위하여 탈질조(20)의 바닥에 침적된 슬러지를 상부로 재투입하기 위한 내부연결관(P3)을 도시한 것이다.

분리막생물반응조(30)는 탈질조(20)로부터 이송배관(P4)을 통해 탈질된 처리수를 이송받아 유기물을 제거함과 아울러 질산화를 유도한 후 고액 분리하는 역할을 수행한다.

이러한 분리막생물반응조(30)는 막분리 공정을 적용한 것으로서, 분리막의 세공크기와 막표면 전하에 따라 원수 중에 존재하는 처리대상물을 완벽하게 산화, 분리, 제거할 수 있다.

그리고 본 발명은 탈질조(20)에서의 탈질 효율을 극대화하기 위하여 분리막생물반응조(30)로부터 반송배관(P5)을 통해 반송되는 반송수를 유량조정조(10)로 적절한 내부 반송비에 의한 유량으로 반송하여 유량조정조(10)에서 탈질에 적합한 산소농도인 0.5ppm 이하로 조정 후 탈질조(20)로 공급하고, 일부는 배출배관(P6)을 통해 배출된다.

10 : 유량조정조 20 : 탈질조
21 : 샤프트 22 : 모터
23 : 회전프레임 24 : 미생물접촉재
25 : 스크레이퍼 30 : 분리막생물반응조

Claims

탈질조(20)의 내부에 설치되어, 탈질 기능을 수행하는 수평회전형 탈질장치에 있어서,
상기 탈질조(20)에 수평 설치되는 샤프트(21);
상기 샤프트(21)를 회전시키는 모터(22);
상기 샤프트(21)에 결합되며, 상기 샤프트(21)와 연동되어 회전하는 회전프레임(23);
상기 회전프레임(23)의 내부에 설치되며, 탈질미생물이 부착되는 미생물접촉재(24);
상기 회전프레임(23)의 외측에 설치되며, 상기 회전프레임(23)과 연동되어 상기 탈질조(20)에 침적된 슬러지를 상부로 이송·분산시키는 스크레이퍼(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평회전형 탈질장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스크레이퍼(25)는 상기 회전프레임(23)의 둘레를 따라 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 수평회전형 탈질장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 스크레이퍼(25)는 상기 회전프레임(23)에 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 수평회전형 탈질장치.
청구항 1에 있어서,
상기 모터(22)에 의한 상기 회전프레임(23)의 회전속도 조절을 통해 상기 미생물접촉재(24)에 부착되어 있는 미생물의 막두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 수평회전형 탈질장치.
유량조정조(10);
상기 유량조정조(10)와 연통 설치되며, 수평회전형 탈질장치가 구비되는 탈질조(20);
상기 탈질조(20)와 연통 설치되는 분리막생물반응조(30)를 포함하며,
상기 수평회전형 탈질장치는,
상기 탈질조(20)에 수평 설치되는 샤프트(21); 상기 샤프트(21)를 회전시키는 모터(22); 상기 샤프트(21)에 결합되며, 상기 샤프트(21)와 연동되어 회전하는 회전프레임(23); 상기 회전프레임(23)의 내부에 설치되며, 탈질미생물이 부착되는 미생물접촉재(24); 상기 회전프레임(23)의 외측에 설치되며, 상기 회전프레임(23)과 연동되어 상기 탈질조(20)에 침적된 슬러지를 상부로 이송·분산시키는 스크레이퍼(25)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수평회전형 탈질장치를 이용한 하폐수 고도처리 시스템.