KR20210072466A - 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미생물에게 공기 중의 산소를 원활하게 공급하고 반응조의 내부를 호기조와 혐기조와 무산소조로 구획하며 공기의 주입과 중단을 통해 호기성 및 무산소 조건을 조성하는 SBR 형태로 부유 및 부착미생물에 의한 유기물 분해 반응, 인 방출과 인 흡수 반응, 질산화와 탈질화 반응이 원활하고 활발하게 일어날 수 있도록 하여 오폐수에 포함된 유기물과 질소와 인을 효과적으로 제거할 수 있는 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 내저부에 미생물이 투입되는 반응조; 상기 반응조의 좌측 내저부에 처리대상수인 원수를 유입하는 원수유입관; 상기 반응조의 좌측 내저부에 공기를 공급하는 공기공급관; 상기 반응조의 내저부에서 내상부까지 복수 개의 가이드패널이 상하로 간격을 두고 상향 경사진 각도로 지그재그 형태를 이루도록 배치되어 상기 반응조의 내저부를 혐기조로 구획하고 상기 반응조의 좌측 내부와 우측 내부를 무산소조로 구획하며 상기 반응조의 중간측 내부를 호기조로 구획하며 상기 미생물이 표면에 부착되고 하부면을 통해 상기 공기를 상기 호기조 내에서 지그지그 형태로 상향 이동시키는 접촉여재; 상기 반응조의 좌측 상부에 설치되어 상기 원수가 상기 가이드패널에 의해 상기 혐기조와 상기 호기조를 차례대로 통과하면서 유기물과 질소와 인이 제거된 처리수를 외부로 배출하는 처리수배출수단; 및상기 반응조의 내저부에 침전되는 슬러지를 외부로 배출하는 슬러지배출관;을 포함하는 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치를 기술적 요지로 한다.

Description

산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치{Wastewater treatment system using attached and growth microorganism with optimized oxygen efficiency}

본 발명은 오수, 하수, 폐수 등을 포함하는 처리 대상수인 원수에 포함된 유기물과 질소와 인을 효과적으로 제거할 수 있는 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속 회분식 공법(SBR, Sequence Batch Reactor)은 단일의 회분식 반응조를 이용하여 오폐수를 소규모로 고도 처리하는 공법 중의 하나로서, 유입공정(fill process), 반응공정(react process), 침전공정(settle process), 배출공정(draw process) 및 휴지공정(idle process)을 수행하여 유기물과 질소(N)와 인(P)이 제거된 처리수를 배출하는 공법이다.

즉, 회분식 반응조에 유기물과 질소와 인을 다량으로 함유하고 있는 원수를 유입시키고 미생물을 투입하고 공기를 공급하거나 차단하면서 시간에 따라 반응공정과 침전공정과 배출공정 및 휴지공정을 차례대로 수행하면 인 방출, 인 섭취, 유기물 분해 반응, 질산화 반응 및 탈질화 반응이 일어나면서 유기물과 질소와 인을 제거한 처리수를 외부로 배출하게 된다.

이러한 연속 회분식 공법을 적용하여 오폐수에 포함된 유기물과 질소와 인을 제거하기 위해 다양한 구조를 가진 오폐수 처리 장치들이 개발되어 사용되고 있다.

한편, 종래의 연속 회분식 공법을 적용한 오폐수 처리 장치는 일정용량을 가지고 미생물이 내부에 투입되는 반응조와, 반응조의 일측에 연결되는 원수유입관과, 반응조의 내부에 수직이 아닌 각도로 경사진 복수 개의 패널이 서로 일정 간격을 두고 배치되는 접촉여재와, 패널의 하단에 설치되어 공기를 공급하는 공기산기관과, 반응조의 타측 상부에 설치되는 처리수배출수단으로 구성되어 있다. 즉, 패널의 표면에 미생물이 부착되고 패널의 표면을 타고 공기가 상방으로 공급되면서 원수에 포함된 유기물과 질소와 인이 제거되도록 한 구조이다.

그러나 패널의 설치 구조에 따라 패널 간의 사이 공간이 상하 경사진 방향으로 개방된 형태가 되므로 공기산기관을 통해 공기를 주입하면 공기가 대부분 수중을 수중을 통해 수면 위로 그대로 날아가게 된다.

그러면 미생물에게 공기방울을 직접적으로 공급하지 못하며, 또한 산소효율이 떨어지면서 미생물에 의한 유기물 제거, 질산화 및 인 섭취 반응이 원활하게 일어나지 않게 됨으로써 원수에 포함된 질과 인이 제대로 제거되지 않고 에너지효율이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 미생물에게 산소를 원활하게 공급하고 반응조의 내부를 호기조와 혐기조와 무산소조로 조절하여 미생물에 의한 유기물 분해, 인 방출, 질산화, 탈질화 및 인 흡수 반응을 원활하고 활발하게 일어날 수 있는 오폐수 처리 장치의 개발이 필요하다.

대한민국 공개특허공보 제10-1999-0015325호, 1999.03.05.자 공개. 미국 등록특허공보 제07008539호, 2006.03.07.자 등록.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 미생물에게 공기(산소)를 원활하고 효율적으로 공급하고, 반응조의 내부를 호기조와 무산소조 및 혐기조로 구획하여 미생물에 의한 유기물 분해 반응, 질산화 및 탈질화 반응 및 인 방출 및 흡수반응을 원활하고 활발하게 일어날 수 있도록 하여 오폐수에 포함된 유기물과 질소와 인을 효과적으로 제거할 수 있는 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치는 내저부에 미생물이 투입되는 반응조; 상기 반응조의 좌측 내저부에 처리대상수인 원수를 유입하는 원수유입관; 상기 반응조의 좌측 내저부에 공기를 공급하는 공기공급관; 상기 반응조의 내저부에서 내상부까지 복수 개의 가이드패널이 상하로 간격을 두고 상향 경사진 각도로 지그재그 형태를 이루도록 배치되어 상기 반응조의 내저부를 혐기조로 구획하고 상기 반응조의 좌측 내부와 우측 내부를 무산소조로 구획하며 상기 반응조의 중간측 내부를 호기조로 구획하며 상기 미생물이 표면에 부착되고 하부면을 통해 상기 공기를 상기 호기조 내에서 지그지그 형태로 상향 이동시키는 접촉여재; 상기 반응조의 우측 상부에 설치되어 상기 원수가 상기 가이드패널에 의해 상기 혐기조와 상기 호기조 및 상기 무산소조를 차례대로 통과하면서 유기물과 질소와 인이 제거된 처리수를 외부로 배출하는 처리수배출수단; 및 상기 반응조의 내저부에 침전되는 슬러지를 외부로 배출하는 슬러지배출관;을 포함할 수 있다.

상기 가이드패널은 홀수층에 배치되는 제1가이드패널과, 상기 제1가이드패널의 사이인 짝수층에 배치되는 제2가이드패널로 구성되고, 상기 제1가이드패널은 상기 원수의 흐름방향을 따라 좌단에서 우단으로 갈수록 상향 경사지게 설치되고 전단과 후단 및 좌단이 상기 반응조의 전측과 후측 및 좌측 내벽에 각각 밀착되며 우단이 상기 반응조의 타측 내벽에 이격되면서 제1상승유로를 형성하고, 상기 제2가이드패널은 상기 원수의 흐름방향을 따라 우단에서 좌단으로 갈수록 상향 경사지게 설치되고 전단과 후단 및 우단이 상기 반응조의 전측과 후측 및 우측 내벽에 각각 밀착되며 좌단이 상기 반응조의 좌측 내벽에 이격되면서 제2상승유로를 형성할 수 있다.

상기 반응조의 내저부에 설치되어 상기 원수와 상기 미생물과 상기 공기를 교반하는 교반수단;을 더 포함할 수 있다.

상기 반응조의 상부에 설치되어 일광을 차단하는 차양판;을 더 포함할 수 있다.

상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.

먼저, 반응조의 내부에 구비된 접촉여재가 복수 개의 가이드패널이 상하 간격을 두고 지그재그 형태로 배치된 형태로 구성되어 공기를 유실 없이 그 표면에 부착된 미생물에게 효과적으로 공급할 수 있으므로 미생물에 의해 유기물과 질소와 인의 제거 효율을 극대화할 수 있다.

그리고 복수 개의 가이드패널의 배치 형태에 따라 반응조의 내부를 혐기조, 호기조 및 무산소조로 기능하도록 구획 가능함에 따라 혐기조에 원수가 유입시키고 공기를 공급하면 유기물이 제거되고 질산화 반응 및 인 흡수 반응이 일어나게 되고, 공기의 공급을 중단하면 침전의 시간을 가지고 무산소 조건을 가지면서 탈질화를 거쳐 유기물, 질소 및 인을 제거함으로써 미생물에 의한 유기물 제거 효율, 질산화와 탈질화 반응에 따른 질소 제거 효율 및 인 방출과 인 흡수 반응에 따라 인 제거 효율을 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치의 수직 단면도이다.
도 3은 발명의 바람직한 실시예에 따른 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치를 이용한 오폐수 처리 공정을 도시한 순서도이다.

본 발명은 하수, 오수, 폐수 등을 포함하는 오폐수에 포함된 유기물과 질소와 인을 제거하기 위한 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명에 따른 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치는 미생물에게 공기를 원활하게 공급하고 반응조의 내부를 호기조, 무산소조 및 혐기조로 구획하여 미생물에 의한 유기물 분해 반응, 인 방출, 인 흡수, 질산화 반응 및 탈질화 반응이 원활하고 활발하게 일어날 수 있도록 하여 오폐수에 포함된 유기물과 질소와 인을 효과적으로 제거할 수 있는 것이 큰 특징이다.

이러한 특징은 반응조의 내부에 미생물이 표면이 부착되는 접촉여재가 설치되고 접촉여재가 상하 간격을 두고 지그재그 형태를 이루면서 배치되는 복수 개의 패널로 구성되어 반응조의 내부가 혐기조와 호기조와 무산소조로 구획되고 공기가 패널의 표면을 따라 지그재그 형태를 그리면서 미생물에 공급됨으로써 달성될 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산소효율이 최적화된 부착 및 미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치 및 이를 이용한 오폐수 처리 공정을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산소효율이 최적화된 부착 및 미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 반응조(10), 원수유입관(20), 공기공급관(30), 교반수단(40), 접촉여재(50), 처리수배출수단(60) 및 슬러지배출관(70)으로 구성될 수 있다.

먼저, 상기 반응조(10)는 처리 대상수인 원수를 일정량 저장할 수 있도록 일정용량의 저수공간을 가지고 원수에 포함된 유기물과 질과 인을 제거할 수 있도록 미생물이 내저부로 투입된다.

다음으로, 상기 원수유입관(20)은 반응조(10)의 좌측 내부에 수직으로 설치되고 단부에 뚫린 출수구가 반응조(10)의 좌측 내저부에 이르는 길이로 구성되어 원수를 반응조(10)의 좌측 내저부로 유입시킨다.

여기서 원수유입관(20)은 원수를 저장된 저수지나 저장조와 연결되고 원수유입관(20) 상에는 원수를 압송하는 펌프가 연결되어 펌프의 작동에 따라 원수를 압송하여 반응조(10)의 좌측 내저부로 유입시킨다.

그리고 원수유입관(20)에는 사용자의 조작에 따라 원수의 유입을 조절하는 밸브가 구비될 수 있다. 따라서 펌프의 구동을 제거하고 밸브를 조작함에 따라 원수유입관(20)을 통한 반응조(10)로의 원수 유입을 조절할 수 있다.

다음으로, 상기 공기공급관(30)은 반응조(10)의 좌측에 수직으로 설치되어 반응조(10)의 좌측 내저부로 산소를 포함한 공기를 공급한다.

이때 공기공급관(30)에는 사용자의 조작에 따라 공기의 공급을 조절하는 밸브가 구비될 수 있다. 따라서 밸브의 조작에 따라 공기공급관(30)을 통해 반응조(10)로 공급되는 공기를 조절할 수 있다.

여기서 공기공급관(30)의 하단에는 반응조(10)의 전후 폭과 대응되는 길이를 가진 공기배출관(31)이 반응조(10)의 전후 방향을 따라 연결된다. 그리고 공기배출관(31)의 일측에는 길이방향을 따라 복수 개의 공기배출공(31a)이 일정간격으로 형성된다.

따라서 공기공급관(30)을 통해 공급되는 공기는 공기배출관(31)의 길이방향을 따라 반응조(10)의 전후로 전개된 후 공기배출공(31a)을 통해 반응조(10)의 좌측 내저부에 배출되면서 공기를 반응조(10)의 내저부 전체에 균일하게 공급할 수 있다.

다음으로, 상기 교반수단(40)은 반응조(10)의 우측 내부에 관통 설치되어 구동에 따라 반응조(10)의 내부에서 회전되면서 원수와 공기와 미생물을 교반한다.

즉, 교반수단(40)은 원수에 포함된 유기물과 질과 인이 원활하게 제거될 수 있도록 원수에 미생물이 고르게 분포되도록 원수를 혼합한다.

이때 교반수단(40)은 반응조(10)의 평면 면적 크기에 따라 복수 개로 구성되고 복수 개가 일정간격으로 설치될 수 있다.

다음으로, 상기 접촉여재(50)는 반응조(10)의 내부에 설치되어 반응조(10)의 내부를 혐기조(11)와 호기조(12)와 무산소조(13)로 구획하고 표면에 원수에 포함된 유기물과 질소와 인을 제거하는 미생물이 부착되며 공기를 반응조(10)의 내저부에서 내상부로 상향 이동시켜 미생물에게 공급한다.

즉, 접촉여재(50)는 반응조(10)의 내저부에서 내상부까지 복수 개의 가이드패널(51)이 상하 간격을 두고 상향 경사진 각도를 유지하면서 지그재그 형태로 배치된 구조를 가진다.

여기서 가이드패널(51)은 원수에 의해 부식되지 않고 원수에 독성을 내품지 않고 원수에 의해 폐색되지 않는 콘크리트, 플라스틱, 금속 등의 재질로 이루어진다.

한편 가이드패널(51)은 홀수층에 배치되는 제1가이드패널(51a)과, 제1가이드패널의 사이인 짝수층에 배치되는 제2가이드패널(51b)로 구분된다.

단, 제1가이드패널(51a)은 원수의 흐름방향을 따라 좌단에서 우단으로 갈수록 상향 경사지게 설치되고 전단과 후단 및 좌단이 반응조(10)의 전측 내벽과 후측 내벽및 좌측 내벽에 각각 밀착되며 우단이 반응조(10)의 타측 내벽에 이격되면서 제1상승유로(52)를 형성한다. 이때 제1가이드패널(51a)의 좌단에는 원수유입관(20)과 공기공급관(30)이 수직으로 관통하는 관통홀이 각각 형성된다.

그리고 제2가이드패널(51b)은 원수의 흐름방향을 따라 우단에서 좌단으로 갈수록 상향 경사지게 설치되고 전단과 후단 및 우단이 반응조(10)의 전측 내벽과 후측 내벽 및 우측 내벽에 각각 밀착되며 좌단이 반응조(10)의 좌측 내벽에 이격되면서 제2상승유로(53)를 형성한다.

이러한 제1가이드패널(51a)과 제2가이드패널(51b)의 형태와 배치에 따라 반응조(10)의 좌측 내저부로 유입된 원수는 반응조(10)의 내저부를 따라 좌측에서 우측으로 수평 이동한 후 우측에서 좌측으로 및 좌측에서 우측으로 반복하는 상향 경사진 방향으로 지그재그 형태를 그리면서 제1상승유로(52)와 제2상승유로(53)를 통과하여 반응조(10)의 내저부에서 내상부로 이동하는 유동흐름을 가진다.

따라서 반응조(10)의 내저부에 투입된 미생물은 원수의 유동흐름에 의해 반응조(10)의 내저부에서 내상부로 자연스럽게 이동하면서 제1가이드패널(51a)과 제2가이드패널(51b)의 표면에 부착될 수 있다.

그리고 제1가이드패널(51a)과 제2가이드패널(51b)의 형태와 배치에 따라 반응조(10)의 내저부를 혐기조(11)로 기능하도록 구획하고, 반응조(10)의 중간측 내부를 호기조(12)로 기능하도록 구획하며, 반응조(10)의 좌측 내부와 우측 내부를 무산소조(13)로 기능하도록 구획하고, 공기주입을 중단하고 교반수단(40)으로 교반함에 따라 무산소조 조건이 극대화되도록 한다.

다음으로, 상기 처리수배출수단(60)은 반응조(10)의 우측 상부에 설치되어 원수가 반응조(10)의 내부에 구획된 혐기조(11)를 통과한 후 호기조(12)와 무산소조(13)를 반복하여 통과하면서 유기물과 질과 인이 제거된 상태인 처리수를 외부로 배출한다.

이때 처리수배출수단(60)은 반응조(10)의 우측 상부에 위치한 상태에서 원수의 수면 아래로 잠입하여 처리수를 유인하여 외부로 배출할 수 있도록 승강 운동 가능한 구조를 가진다.

따라서 처리수배출수단(60)은 반응조(10)의 우측 상부에 위치하다가 처리수의 배출이 필요한 상황시 하강 운동하면서 원수의 수면 아래로 잠입하여 처리수를 외부로 배출하고 하강 운동하여 반응조(10)의 내부에서 원수의 수면 아래로 잡임하여 처리수를 외부로 배출할 수 있다.

여기서 처리수배출수단(60)은 처리수에 포함된 부유성 물질 등을 포함하는 스컴(scum)을 배제하기 위해 중간부에 처리수가 통과하는 처리수통과공이 형성되어 처리수를 스컴이 분리된 상태로 배출할 수 있다.

마지막으로, 상기 슬러지배출관(70)은 반응조(10)의 내저부에 연통되게 설치되어 반응조(10)의 내저부에 잔존하는 잉여슬러지를 외부로 배출한다.

이때 슬러지배출관(70)에는 슬러지 배출시에만 슬러지배출관(70)이 개방되도록 사용자의 조작에 따라 슬러지의 배출을 조절하는 밸브가 설치된다.

한편, 반응조(10)의 상부에는 반응조(10)를 향해 조사되는 직사광선을 차단하는 차양막(미도시)이 설치될 수 있다.

즉, 직사광선을 차단하지 않으면 녹조 및 이끼가 번성하여 우점종이 되면서 반응조(10) 내부의 원수에 부유하는 미생물과 수면과 근접한 가이드패널(51)의 표면에 부착된 미생물의 활동을 억제시켜 원수에 포함된 유기물과 질과 인의 제거가 원활하지 않게 된다.

따라서 차양막을 통해 반응조(10)로 향하는 일광을 차단함으로써 원수에 부유하는 미생물과 수면에 근접한 가이드패널(51)의 표면에 부착된 미생물을 직사광선으로부터 보호할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산소효율이 최적화된 부착미생물공법을 적용한 오폐수 처리 공정(S100)은 도 3에 도시된 바와 같이 원수 유입 공정(S10), 혐기화 공정(S20), 호기화 공정(S30), 침전 공정(S40), 산소 재공급 공정(S50), 재침전 및 배출 공정(S60)으로 구성될 수 있다.

먼저, 원수 유입 공정(S10)은 슬러지배출관(70)의 밸브를 폐쇄한 상태에서 원수유입관(20)의 밸브를 개방하여 원수를 반응조(10)에 유입시키는 공정이다.

그러면 반응조(10)의 내부에는 원수가 저수되고, 원수의 내부에는 미생물이 존재하게 된다. 그리고 미생물은 접촉여재(50)를 구성하는 가이드패널(51)의 배치 구조에 따라 반응조(10)에 구획된 혐기조(11)와 호기조(12)에 존재하게 된다.

이때 가이드패널(51)의 하부 표면에는 공기 공급에 따라 호기성 미생물이 우점종을 이루며 가이드패널(51)의 상부 표면에는 무산소 미생물이 우점종을 이루는 바이오필림을 형성하게 된다.

다음으로, 상기 혐기화 공정(S20)은 원수 유입 공정(S10)을 통해 반응조(10)의 내부에 원수가 유입된 상태를 대략 1~2시간 동안 그대로 방치하여 산소가 없는 혐기조건을 유지하는 공정이다.

그러면 혐기조(11)와 호기조(12)의 내부에 존재하는 미생물은 원수에 포함된 유기물을 소량으로 분해하여 제거하게 된다. 그리고 혐기조(11)와 호기조(12)의 내부에 존재하는 미생물은 혐기조건에 따라 유기물의 분해를 통해 유기산을 섭취하여 인(P)을 소량으로 방출하게 된다.

다음으로, 상기 호기화 공정(S30)은 공기공급관(30)의 밸브를 개방하여 반응조(10)의 내저부에 공기를 대략 2~4시간 동안 공급하여 무산소 조건에서 호기조 조건으로 전환하는 공정이다.

단, 혐기조(11)는 반응조(10)의 내저부로 공급된 공기가 접촉여재(50)의 가이드패널(51)을 따라 상향 이동함에 따라 혐기화 공정(S20)에서와 같이 혐기조건을 그대로 유지할 수 있다.

그러면 반응조(10)의 내저부에 공급된 공기 중의 산소는 접촉여재(50)의 가이드패널(51)의 하부면을 타고 상향 지그재그 형태를 그리면서 이동하여 미생물에게 산소를 공급하게 되고, 잉여 공기 중의 산소는 부유 미생물에게 제공하여 호기성 미생물의 활성도를 높이게 된다.

이때 혐기조(11)와 호기조(12)에 존재하는 미생물은 원수에 포함된 유기물을 다량으로 분해하여 제거하게 된다. 그리고 호기조(12)에 존재하는 미생물은 호기조건에 따라 산소를 소비하면서 원수에 포함된 인을 대량으로 흡수하여 제거하게 된다.

또한 호기조(12)에 존재하는 미생물은 원수에 포함된 질소화합물(유기질소 및 암모니윰)을 질산염이온으로 전환하는 질산화 반응이 일어나도록 한다.

다음으로, 상기 침전 공정(S40)은 공기공급관(30)의 밸브를 폐쇄하여 반응조(10)로의 공기 공급을 중단한 후 대략 2~3시간 동안 방치하여 원수에 포함된 슬러지를 침전시키고 호기조건에서 무산소조건으로 전환하는 공정이다.

그러면 혐기조(11)와 호기조(12)에 존재하는 미생물은 원수에 포함된 유기물을 소량으로 분해하여 제거하게 된다. 그리고 호기조(12)에 존재하는 미생물은 무산소 미생물로 빠르게 전환하여 질산염의 환원 공정으로 인한 기체상태의 질소분자가 되는 탈질화 반응을 유도하여 원수에 포함된 질소를 제거하게 된다.

다음으로, 상기 산소 재공급 공정(S50)은 공기공급관(30)의 밸브를 개방하여 반응조(10)의 내저부에 공기를 대략 2~4시간동안 다시 공급하여 무산소조건에서 호기조건을 전환하는 공정이다.

이때 혐기조(11)와 호기조(12)에 존재하는 미생물 중에서 원수에 포함된 유기물을 소비하지 않은 미생물은 아직 남아 있는 유기물, 질산화 및 인흡수를 통해 유기물, 총질소 및 총인을 제거하게 된다. 그리고 잉여슬러지를 제거하여 총인을 제거하게 된다.

마지막으로, 상기 재침전 및 배출 공정(S60)은 공기공급관(30)의 밸브를 폐쇄하여 공기 공급을 중단한 상태에서 반응조(10)의 우측 내부에 구획된 무산소조(13)에서 유기물과 질소 및 인이 제거된 처리수를 처리수배출수단(60)을 통해 외부로 배출하는 공정이다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

100: 오폐수 처리 장치
10: 반응조
11: 혐기조
12: 호기조
13: 무산소조
20: 원수유입관
30: 공기공급관
31: 공기배출관
31a: 공기배출공
40: 교반수단
50: 접촉여재
51: 가이드패널
51a: 제1가이드패널
51b: 제2가이드패널
52: 제1상승유로
53: 제2상승유로
60: 처리수배출수단
70: 슬러지배출관
A: 공기
M: 미생물

Claims (4)

1. 내저부에 미생물이 투입되는 반응조;
   상기 반응조의 좌측 내저부에 처리대상수인 원수를 유입하는 원수유입관;
   상기 반응조의 좌측 내저부에 공기를 공급하는 공기공급관;
   상기 반응조의 내저부에서 내상부까지 복수 개의 가이드패널이 상하로 간격을 두고 상향 경사진 각도로 지그재그 형태를 이루도록 배치되어 상기 반응조의 내저부를 혐기조로 구획하고 상기 반응조의 좌측 내부와 우측 내부를 무산소조로 구획하며 상기 반응조의 중간측 내부를 호기조로 구획하며 상기 미생물이 표면에 부착되고 하부면을 통해 상기 공기를 상기 호기조 내에서 지그지그 형태로 상향 이동시키는 접촉여재;
   상기 반응조의 우측 상부에 설치되어 상기 원수가 상기 가이드패널에 의해 상기 혐기조와 상기 호기조 및 상기 무산소조를 차례대로 통과하면서 유기물과 질소와 인이 제거된 처리수를 외부로 배출하는 처리수배출수단; 및
   상기 반응조의 내저부에 침전되는 슬러지를 외부로 배출하는 슬러지배출관;을 포함하는 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드패널은
   홀수층에 배치되는 제1가이드패널과, 상기 제1가이드패널의 사이인 짝수층에 배치되는 제2가이드패널로 구성되고,
   상기 제1가이드패널은
   상기 원수의 흐름방향을 따라 좌단에서 우단으로 갈수록 상향 경사지게 설치되고 전단과 후단 및 좌단이 상기 반응조의 전측과 후측 및 좌측 내벽에 각각 밀착되며 우단이 상기 반응조의 타측 내벽에 이격되면서 제1상승유로를 형성하고,
   상기 제2가이드패널은
   상기 원수의 흐름방향을 따라 우단에서 좌단으로 갈수록 상향 경사지게 설치되고 전단과 후단 및 우단이 상기 반응조의 전측과 후측 및 우측 내벽에 각각 밀착되며 좌단이 상기 반응조의 좌측 내벽에 이격되면서 제2상승유로를 형성하는 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 반응조의 내저부에 설치되어 상기 원수와 상기 미생물과 상기 공기를 교반하는 교반수단;을 더 포함하는 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 반응조의 상부에 설치되어 일광을 차단하는 차양판;을 더 포함하는 산소효율이 최적화된 부착 및 부유미생물공법을 적용한 오폐수 처리 장치.

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