KR20220167421A - 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 기존의 산화구 하수 고도처리장치가 사람이 직접 수동방식으로, 센싱하고, 운영하면서, 자연적인 하수순환구조와 무산소 탈질반응, 호기성 질산화반응을 유도하여 고도처리를 하기 때문에, 유동적인 하수유입량과 수질상태에 따른 자동제어가 안되고, 대응속도가 늦어, 질산화가 낮고, 이로 인해 산화구 고도처리효율이 떨어지는 문제점과, 여전히 큰 덩어리의 슬러지가 절삭가 안된 채, 수중 상태에서 둥둥 떠다니기 때문에 소화미생물과의 접촉시, 소화 미생물의 먹이가 되는 기질의 비표면적이 감소하여 슬러지 분해가 안되고, 미생물접촉분위기에 따른 미생물활성화율이 떨어지는 문제점과, 최종침전조의 슬러지에서 발생되는 CO2가스, N2가스로 인한 슬러지 팽화현상의 문제점을 개선하고자, 혐기성조(10), 산화구(20), 최종 침전조(30)에다가 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100), 부표형 상층교반모듈(200), 프로펠러형 하층교반모듈(300), 수중슬라이드형 수질감지센서모듈(400), 스마트제어부(500)가 더 포함되어 구성됨으로서, 수질을 실시간으로 측정한 후, 수질상태에 따라 하수유입량과, 부표형 상층교반모듈의 분사속도, 분사시간, 침수깊이와, 프로펠러형 하층교반모듈의 회전속도, 회전시간, 그리고, 최종침전조의 구동주기를 조절하여, 용존산소 농도, MLSS농도, 반송슬러지율을 기준설정치에 맞게 자동제어시킬 수 있어, 기존에 비해 산화구 고도처리효율을 80% 향상시킬 수 있고, 프로펠러형 하층교반모듈에서 생성되는 하수 하층의 유속과, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 스크린망을 통한 슬러지스크린절삭효과로 인해, 수중에 둥둥 떠다니는 큰 덩어리의 슬러지가 절삭되어 잘게 나누어져서 소화 미생물의 먹이(기질, Substrate)가 되는 슬러지의 비표면적(Specific Surface Area)을 증가시켜 슬러지 분해가 용이하게 할 수 있고, 이로 인해 기존에 비해 미생물접촉분위기 활성화율을 1.5배~2배로 높일 수 있으며, 스마트제어부의 제어하에 무산소 산화구를 통한 루프회전과 호기조 산화구를 통한 루프회전을 길게 반복하여 순환시킬 수 있어, 긴 미생물슬러지 체류시간을 갖도록 분위기를 형성하여, 냄새가 없고, 암모니아의 질산화를 80% 향상시킬 수 있으며, 슬러지에서 발생되는 CO2가스, N2가스로 인해, 최종 침전조의 슬러지부피가 부풀어올라 슬러지가 웨어를 넘는 슬러지 팽화현상을 기존에 비해 70% 이하로 낮출 수 있는 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Description
본 발명은 기존의 산화구 고도처리장치에다가 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과를 갖도록 개선하고, 개량한 새로운 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하수처리는 유기물질(BOD)을 처리하는데 주안점을 두고 설계되어 있으나, 현재 산업발달과 인구증가, 다양한 오염물질의 배출 그리고 하천과 호수의 주오염원인 영양염류의 질소 및 인의 유입량이 증가하면서 하천과 호수의 오염이 심각한 실정에 있으며, 이에 따라 상기 영양염류의 질소 및 인을 규제하는 개정법이 시행되고 있으며, 질소 및 인을 보다 효율적으로 처리할 수 있는 고도의 하수 처리기술이 요구된다.
고도의 하수 처리기술 중 하나인 산화구(Oxidation Ditch) 공법은 원형 또는 타원형의 유속로 구성되고, 기계식 포기장치가 구성된다.
산화구는 일반적으로 긴 체류시간 및 긴 고형물 체류시간(SRT)의 장기포기식으로 운전된다.
이같이 종래의 산화구 하수 고도처리장치는 호기성 상태에서만 유입된 하수를 처리하도록 되어 있어, 탈질을 이룰 수 있는 혐기성 조건이 없기 때문에 질소 및 인의 처리가 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
또한, 대형설비가 필수적이고, 이에 따른 막대한 비용이 소요됨으로써 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 처리효율 및 안정성 면에서도 큰 효과를 기대하기 어렵고, 또한 약품사용에 따른 수질오염을 초래하는 문제점이 있으며, 특히 재래식 산화구 공법은 산화구의 구조물이 특이해서 질소 및 인을 제거할 수 있는 처리방법으로 변형이 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인이 출원하여 등록한 특허등록 제10-0415831호("산화구 하수 고도처리장치")와, 특허등록 제10-1539290호("에어레이터를 이용한 하수고도처리장치 및 하수고도처리방법")가 제시된 바 있으나, 이는 수동방식으로, 사람의 힘으로 일일이 혐기조, 무산소 산화구, 호기성 산화구, 최종침전지에 수질측정센서를 담가서 체크하고, 이에 따라 수동으로 하수 유입량과 하수배출량을 조절한 후, 자연적인 하수순환구조와 무산소 탈질반응, 호기성 질산화반응을 유도하면서 고도처리를 하기 때문에 질산화 반응이 낮고, 이로 인해 산화구 고도처리효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 여전히 큰 덩어리의 슬러지가 절삭가 안된 채, 수중 상태에서 둥둥 떠다니기 때문에 소화미생물과의 접촉시, 소화 미생물의 먹이가 되는 기질의 비표면적이 감소하여 슬러지 분해가 안되고, 미생물접촉분위기에 따른 미생물활성화율이 떨어지는 문제점이 발생되었다.
그리고, 무엇보다 슬러지 팽화의 원인이 되는 사상 유기체(사상균) 발생, 큰 덩어리의 슬러지, 슬러지에서 발생되는 CO2가스, N2가스로 인해, 슬러지부피가 부풀어올라 처리장 규모에 비해 작은 최종침전조와 혹은 부족한 반송슬러지 비율은 최종침전조에서 슬러지가 웨어를 넘는 문제점이 발생되었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 수질을 실시간으로 측정한 후, 수질상태에 따라 하수유입량과, 부표형 상층교반모듈의 분사속도, 분사시간, 침수깊이와, 프로펠러형 하층교반모듈의 회전속도, 회전시간, 그리고, 최종침전조의 구동주기를 조절하여, 용존산소 농도, MLSS농도, 반송슬러지율을 기준설정치에 맞게 자동제어시킬 수 있고, 프로펠러형 하층교반모듈에서 생성되는 하수 하층의 유속과, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 스크린망을 통한 슬러지스크린절삭효과로 인해, 수중에 둥둥 떠다니는 큰 덩어리의 슬러지가 절삭되어 잘게 나누어져서 소화 미생물의 먹이(기질, Substrate)가 되는 슬러지의 비표면적(Specific Surface Area)을 증가시켜 슬러지 분해가 용이하게 할 수 있으며, 스마트제어부의 제어하에 무산소 산화구를 통한 루프회전과 호기조 산화구를 통한 루프회전을 길게 반복하여 순환시킬 수 있는 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치는
하수유입관을 통해 유입되는 하수와, 후단의 최종침전조로부터 반송되는 미생물 슬러지를 믹서기로 혼합하여 혐기성 상태를 유지하는 혐기성조(10)와,
일측이 혐기성조와 관으로 연결되고, 타측이 최종 침전조와 하수처리관으로 연결되며, 중간 구획벽에 의해 2계열 1조씩 모두 4계열 2조로 하여 무산소 산화구(21)와 호기성 산화구(22)로 이루어져 유입된 하수를 무산소 상태와 호기성 상태에서 처리하는 산화구(20)와,
산화구에 의해 처리된 하수를 고액분리시키는 최종 침전조(30)로 구성되는 산화구 고도처리장치에 있어서,
상기 산화구 고도처리장치는
상기 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 양팔 직립구조로 펼쳐서 복수개로 형성되어, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시키는 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100)과,
양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 전단 일측 또는 후단 일측에 위치되고, 유속상에 부유한 상태에서 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈을 통해 슬러지스크린절삭된 슬러지와 하수쪽에 공기를 공급하여 심층포기와 동시에, 하수와 미생물슬러지를 수중 상층 교반시키는 부표형 상층교반모듈(200)과,
무산소 산화구와 호기성 산화구의 하수 수중에 형성되고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 하수와 미생물슬러지를 수중 하층 교반시키는 프로펠러형 하층교반모듈(300)과,
부표형 상층교반모듈 일측 또는 최종 침전조 일측에 위치되어, 하수 수중에 슬라이드식으로 내려가 현재 하수의 질산염, 암모니아, 그리고 pH(수소 이온 농도), 온도, 수심, 압력을 측정하는 수중슬라이드형 수질감지센서모듈(400)과,
혐기성조, 산화구, 최종침전조, 부표형 상층교반모듈, 프로펠러형 하층교반모듈, 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 전반적인 동작을 제어하여, 수질을 실시간으로 측정한 후, 수질상태에 따라 부표형 상층교반모듈의 분사속도, 분사시간, 침수깊이와, 프로펠러형 하층교반모듈의 회전속도, 회전시간, 그리고, 최종침전조의 구동주기를 조절하여, 용존산소 농도, MLSS농도, 반송슬러지율을 기준설정치에 맞게 자동제어시키는 스마트제어부(500)가 더 포함되어 구성됨으로서 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리방법은
양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈을 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 양팔 직립구조로 펼쳐서 슬라이드식으로 결합시켜 형성시키는 단계(S10)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 하수 유입펌프를 구동시켜, 하수유입관을 통해 혐기성조로 하수가 유입되도록 하고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 혐기조이송펌프를 구동시켜, 반송슬러지 이송관을 통해 최종 침전조의 저부에 침전된 미생물 슬러지가 혐기성조 내부로 유입되도록 하는 단계(S20)와,
혐기성조에서 혼합된 하수 및 슬러지가 무산소 산화구로 이송되는 단계(S30)와,
탈질을 유도하기 위해 무산소 산화구에 설치된 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈은 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 양팔 직립구조로 펼쳐서 복수개로 형성되어, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시키는 단계(S40)와,
탈질을 유도하기 위해 무산소 산화구에 설치된 프로펠러형 하층교반모듈은 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 하수와 미생물슬러지를 수중 하층 교반시키는 단계(S40)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 수중슬라이드형 수질감지센서모듈이 구동되어, 무산소 산화구의 슬러지(MLSS) 농도를 센싱시킨 후, 무산소 산화구의 탈질화를 통해 기준 설정치의 슬러지(MLSS) 농도에 유지되도록 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈을 구동제어시키는 단계(S50)와,
탈질이 이루어진 하수가 유입유속 바플을 통해 호기성 산화구로 유입되도록 하고, 그 유입된 하수는 스마트제어부의 제어신호에 따라 호기성 산화구 내부에 설치된 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100), 부표형 상층교반모듈(200)을 구동시켜, 공기와 하수가 접촉되도록 하여 호기성 상태의 유지가 되도록 제어하는 단계(S60)와,
양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100)을 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에서 탈착시키는 단계(S70)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 호기성 산화구 측으로 유입된 하수를 다시 내부반송펌프의 구동에 의해 무기성 산화구로 반송시키는 단계(S80)와,
호기성 산화구에서 고도처리가 된 하수는 스마트제어부의 제어신호에 따라 하수처리관을 통해 최종 침전조로 송출시키는 단계(S90)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 최종 침전조로 송출된 하수는 상기 최종 침전조에서 청등수와 슬러지의 고액분리가 이루어지게 되고, 상기 청등수는 방류되고 슬러지는 침전지 반송펌프에 의해 반송슬러지 이송관을 통해 혐기성조로 반송되며 잉여슬러지는 잉여슬러지 펌프에 의해 잉여슬러지 이송관을 통해 농축조로 이송되어 탈수 처리되는 단계(S100)로 이루어짐으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는
첫째, 수질을 실시간으로 측정한 후, 수질상태에 따라 하수유입량과, 부표형 상층교반모듈의 분사속도, 분사시간, 침수깊이와, 프로펠러형 하층교반모듈의 회전속도, 회전시간, 그리고, 최종침전조의 구동주기를 조절하여, 용존산소 농도, MLSS농도, 반송슬러지율을 기준설정치에 맞게 자동제어시킬 수 있어, 이로 인해, 기존에 비해 산화구 고도처리효율을 80% 향상시킬 수 있다.
둘째, 프로펠러형 하층교반모듈에서 생성되는 하수 하층의 유속과, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 스크린망을 통한 슬러지스크린절삭효과로 인해, 수중에 둥둥 떠다니는 큰 덩어리의 슬러지가 절삭되어 잘게 나눠져 소화 미생물의 먹이(기질, Substrate)가 되는 슬러지의 비표면적(Specific Surface Area)을 증가시켜 슬러지 분해가 용이하게 할 수 있다.
셋째, PGA형 스크린망의 PGA(Poℓy-γ-gℓutamic acid)가 스크린망에 통과되어 슬러지스크린절삭된 슬러지 표면에 카르복실기 그룹의 음이온을 부착 또는 첨가시키는 효과를 얻을 수가 있어, 카르복실기 그룹의 음이온 부착 또는 첨가된 슬러지가 양이온 미생물과 흡착이 잘 되도록 할 수 있고, 이로 인해, 미생물접촉분위기 활성화율을 기존에 비해 1.5배~2배로 높일 수 있다.
넷째, 스마트제어부의 제어하에 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 통해 무산소 산화구의 유속을 0.25～0.35m/sec의 속도로 일방향 루프회전시키고, 부표형 상층교반모듈의 구동을 통해 호기조 산화구의 하수를 0.25～0.35m/sec의 속도로 일방향 루프회전시킨 후, 24시간~60시간이라는 미생물슬러지 체류시간을 갖도록 분위기를 형성하여, 냄새가 없고, 암모니아의 질산화를 80% 향상시킬 수 있으며, 슬러지에서 발생되는 CO2가스, N2가스로 인해, 최종 침전조의 슬러지부피가 부풀어올라 슬러지가 웨어를 넘는 슬러지 팽화현상을 기존에 비해 70% 이하로 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치(1)의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 3은 본 발명에 따른 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 PGA형 스크린망을 통과한 슬러지가 슬러지스크린절삭되면서, 슬러지표면에 카르복실기 그룹의 음이온 부착 또는 첨가되는 것을 도시한 일실시예도,
도 5는 본 발명에 따른 지지프레임몸체가 산화구 바닥면에 지지프레임몸체용 보강철근, 콘크리트 타설, 앙카볼트를 통해 일체화되어 형성되는 것을 도시한 일실시예도,
도 6은 본 발명에 따른 부표형 상층교반모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 8은 본 발명에 따른 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부가 4채널분사하는 것을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 프로펠러형 하층교반모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 11은 본 발명에 따른 수중슬라이드형 수질감지센서모듈이 하수의 수중에 슬라이드식으로 내려가 하수의 수중에 멀티센서부가 위치되는 것을 도시한 일실시예도,
도 12는 본 발명에 따른 멀티센서부의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 13은 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 14는 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 15는 본 발명에 따른 스마트제어부의 제어신호에 따라 하수 유입펌프를 구동시켜, 하수유입관을 통해 혐기성조로 하수가 유입되도록 하고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 혐기조이송펌프를 구동시켜, 반송슬러지 이송관을 통해 최종 침전조의 저부에 침전된 미생물 슬러지가 혐기성조 내부로 유입되는 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈이 무산소 산화구와 호기성 산화구의 상류 일측, 하류 일측에서 양팔 직립구조로 펼쳐서 복수개로 형성되어, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 17은 본 발명에 따른 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈을 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에서 탈착시키고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 최종 침전조로 송출된 하수는 상기 최종 침전조에서 청등수와 슬러지의 고액분리가 이루어지게 되고, 상기 청등수는 방류되고 슬러지는 침전지 반송펌프에 의해 반송슬러지 이송관을 통해 혐기성조로 반송되며 잉여슬러지는 잉여슬러지 펌프에 의해 잉여슬러지 이송관을 통해 농축조로 이송되어 탈수 처리되는 것을 도시한 일실시예도,
도 18은 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리방법의 구체적인 동작과정을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치(1)의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 3은 본 발명에 따른 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 PGA형 스크린망을 통과한 슬러지가 슬러지스크린절삭되면서, 슬러지표면에 카르복실기 그룹의 음이온 부착 또는 첨가되는 것을 도시한 일실시예도,
도 5는 본 발명에 따른 지지프레임몸체가 산화구 바닥면에 지지프레임몸체용 보강철근, 콘크리트 타설, 앙카볼트를 통해 일체화되어 형성되는 것을 도시한 일실시예도,
도 6은 본 발명에 따른 부표형 상층교반모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 8은 본 발명에 따른 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부가 4채널분사하는 것을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 프로펠러형 하층교반모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 11은 본 발명에 따른 수중슬라이드형 수질감지센서모듈이 하수의 수중에 슬라이드식으로 내려가 하수의 수중에 멀티센서부가 위치되는 것을 도시한 일실시예도,
도 12는 본 발명에 따른 멀티센서부의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 13은 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 14는 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 15는 본 발명에 따른 스마트제어부의 제어신호에 따라 하수 유입펌프를 구동시켜, 하수유입관을 통해 혐기성조로 하수가 유입되도록 하고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 혐기조이송펌프를 구동시켜, 반송슬러지 이송관을 통해 최종 침전조의 저부에 침전된 미생물 슬러지가 혐기성조 내부로 유입되는 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈이 무산소 산화구와 호기성 산화구의 상류 일측, 하류 일측에서 양팔 직립구조로 펼쳐서 복수개로 형성되어, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 17은 본 발명에 따른 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈을 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에서 탈착시키고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 최종 침전조로 송출된 하수는 상기 최종 침전조에서 청등수와 슬러지의 고액분리가 이루어지게 되고, 상기 청등수는 방류되고 슬러지는 침전지 반송펌프에 의해 반송슬러지 이송관을 통해 혐기성조로 반송되며 잉여슬러지는 잉여슬러지 펌프에 의해 잉여슬러지 이송관을 통해 농축조로 이송되어 탈수 처리되는 것을 도시한 일실시예도,
도 18은 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리방법의 구체적인 동작과정을 도시한 순서도.
먼저, 본 발명에서 설명되는 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치는 기존의 산화구 고도처리장치를 개선하고, 개량한 것으로서,
첫째, 프로펠러형 하층교반모듈에서 생성되는 하수 하층의 유속과, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 스크린망을 통한 슬러지스크린절삭효과로 인해, 수중에 둥둥 떠다니는 큰 덩어리의 슬러지가 절삭되어 잘게 나눠져 소화 미생물의 먹이(기질, Substrate)가 되는 슬러지의 비표면적(Specific Surface Area)을 증가시켜 슬러지 분해가 용이하게 할 수 있다는 점과,
둘째, 수질을 실시간으로 측정한 후, 수질상태에 따라 하수유입량과, 부표형 상층교반모듈의 분사속도, 분사시간, 침수깊이와, 프로펠러형 하층교반모듈의 회전속도, 회전시간, 그리고, 최종침전조의 구동주기를 조절하여, 용존산소 농도, MLSS농도, 반송슬러지율을 기준설정치에 맞게 자동제어시킨다는 점과,
셋째, PGA형 스크린망의 PGA(Poℓy-γ-gℓutamic acid)가 스크린망에 통과되어 슬러지스크린절삭된 슬러지 표면에 카르복실기 그룹의 음이온을 부착 또는 첨가시키는 효과를 얻을 수가 있어, 카르복실기 그룹의 음이온 부착 또는 첨가된 슬러지가 양이온 미생물과 흡착이 잘 되도록 한 점과,
넷째, 스마트제어부의 제어하에 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 통해 무산소 산화구의 유속을 0.25～0.35m/sec의 속도로 일방향 루프회전시키고, 부표형 상층교반모듈의 구동을 통해 호기조 산화구의 하수를 0.25～0.35m/sec의 속도로 일방향 루프회전시킨 후, 24시간~60시간이라는 미생물슬러지 체류시간을 갖도록 분위기를 형성한 점이 기존의 산화구 고도처리장치와는 큰 차이점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치(1)의 구성요소를 도시한 일실시예도에 관한 것으로, 이는 혐기성조(10), 산화구(20), 최종 침전조(30)에다가, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100), 부표형 상층교반모듈(200), 프로펠러형 하층교반모듈(300), 수중슬라이드형 수질감지센서모듈(400), 스마트제어부(500)가 포함되어 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 혐기성조(10)에 관해 설명한다.
상기 혐기성조(10)는 하수유입관을 통해 유입되는 하수와, 최종침전조로부터 반송되는 미생물 슬러지를 믹서기로 혼합하여 혐기성 상태를 유지하는 역할을 한다.
이는 하수를 혐기성조로 유입시키는 하수 유입펌프(11)가 구성되고, 유입되는 하수와 미생물 슬러지를 혼합하는 믹서기(12)가 포함되어 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 산화구(20)에 관해 설명한다.
상기 산화구(20)는 일측이 혐기성조와 관으로 연결되고, 타측이 최종 침전조와 하수처리관으로 연결되며, 중간 구획벽에 의해 2계열 1조씩 모두 4계열 2조로 하여 무산소 산화구(21)와 호기성 산화구(22)로 이루어져 유입된 하수를 무산소 상태와 호기성 상태에서 처리하는 역할을 한다.
이는 중간 구획벽에 의해 2계열 1조씩 모두 4계열 2조로 하여 무산소 산화구와 호기성 산화구로 분리 구성된다.
그리고 산화구의 일측으로 하수유입관이 연결되어 있으며, 타측으로는 하수처리관이 연결되어 있는 것으로서, 상기 하수처리관은 무산소 산화구와 호기성 산화구로부터 합류하여 최종 침전조(30)와 연결된다.
상기 무산소 산화구(21)는 서로 연속적으로 통하는 2계열을 1조로 구성된다.
상기 무산소 산화구(21)와 호기성 산화구(22)사이의 구획벽에는 유입유속 바플(23)이 구성된다.
여기서, 유입유속 바플(23)은 프로펠러 구조로 이루어져, 무산소 산화구에서 호기성 산화구쪽으로 흐르는 유속에 의해 자연회전되면서, 무산소 산화구의 하수를 호기성 산화구쪽으로 흘러 보낸다.
그리고 호기성 산화구(22)는 상기 유입유속 바플의 근접위치에 내부반송펌프(22a)가 구성된다. 여기서, 내부반송펌프(22a)는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 호기성산화구에 있는 하수를 무산소 산화구쪽으로 반송시키는 역할을 한다.
전체 산화구 고도처리시스템 구조에서 산화구의 전방측에 위치하는 혐기성조 는 내부에 믹서기를 포함하여 구성되고, 최종 침전조의 슬러지 배출관으로부터 분기된 반송슬러지 이송관(33)은 상기 혐기성조와 연결된다.
다음으로, 본 발명에 따른 최종 침전조(30)에 관해 설명한다.
상기 최종 침전조(30)는 산화구에 의해 처리된 하수를 고액분리시키는 역할을 한다.
여기서, 최종 침전조의 하부측으로 배출되는 슬러지는 슬러지 배출관 및 반송슬러지 이송관(33)을 통해 산화구의 하수유입관 측으로 합류되도록 구성되어 있고, 잉여슬러지는 잉여슬러지 이송관(34)을 통해 농축조로 이송되어 탈수 처리되며, 청등수는 방류되도록 구성된다.
그리고, 혐기조이송펌프(31) 및 잉여슬러지 펌프(32)가 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100)에 관해 설명한다.
상기 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100)은 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 양팔 직립구조로 펼쳐서 복수개로 형성되어, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시키는 역할을 한다.
이는 도 3에 도시한 바와 같이, 슬라이드형 지지프레임(110), 스크린망지지바(120), PGA형 스크린망(130)으로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 슬라이드형 지지프레임(110)에 관해 설명한다.
상기 슬라이드형 지지프레임(110)은 두개가 하나의 세트로 이루어져, 산화구 바닥면에 부착고정된 채 직립의 일자형상으로 형성되어, 스크린망지지바가 레일홈을 따라 슬라이드 삽입되도록 안내하면서 외부로 이탈되지 않도록 스크린망지지바를 탄력성있게 지지하는 역할을 한다.
이는 지지프레임몸체(111), 안내레일날개부(112)로 구성된다.
상기 지지프레임몸체(111)는 장방향의 길이방향을 따라 형성되어, 각 기기를 지지해주는 역할을 한다. 그리고, 하단 일측에 일자형 고정지지대(111a)가 일체형으로 형성된다. 여기서, 일자형 고정지지대(111a)는 1차로 콘크리트 매설되고, 2차로 앙카볼트에 의해 지지된다.
이는 산화구 바닥면에 부착고정된다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 산화구 바닥면을 일정깊이로 파낸 후, 지지프레임몸체용 보강철근을 배근하고, 그 배근한 지지프레임몸체용 보강철근 상(上)에 지지프레임몸체를 거치 후 고정시킨다.
그리고, 브라켓몸체 위치부위에 콘크리트를 타설하여 콘크리트로 1차 고정시킨다.
이어서, 산화구바닥면에 앙카볼트를 박아서 지지프레임몸체의 일자형 고정지지대를 2차로 한번 더 고정시킨다.
상기 지지프레임몸체는 일측에 일측에 안내레일날개부가 일체형으로 형성된다.
이처럼, 본 발명에 따른 지지프레임몸체는 산화구 바닥면에 보강철근, 콘크리트타설, 앙카볼트를 통해 단단하게 부착고정되어, 장시간 고도처리를 해도 흐르는 하수의 힘과 슬러지의 충돌에도 부서지거나 넘어지지 않고 정위치 형성시킬 수가 있다.
상기 안내레일날개부(112)는 날개형상으로 형성되어, 스크린망지지바가 안내레일홈을 따라 슬라이드 삽입되도록 안내하면서 외부로 이탈되지 않도록 지지하는 역할을 한다.
이는 스크린망지지바가 봉형상구조이기 때문에 이에 대응되는 봉형상구조로 형성되어 구성된다.
여기서, 안내레일날개부의 형상은 사용목적과 형태에 따라 삼각, 사각, 원형 등 여러 다양한 형상으로 형성된다.
둘째, 본 발명에 따른 스크린망지지바(120)에 관해 설명한다.
상기 스크린망지지바(120)는 PGA형 스크린망을 양방향에서 탄력성있게 지지하면서, 슬라이드형 지지프레임에 슬라이드 안내되면서 결합된다.
이는 길이방향을 따라 형성되는 봉형상으로 형성된다. 그리고, 사용목적과 형태에 따라 다양한 형상으로 형성된다.
그리고, 상기 스크린망지지바는 금속합금, 합성플라스틱 중 어느 하나가 선택되어 형성된다.
셋째, 본 발명에 따른 PGA형 스크린망(130)에 관해 설명한다.
상기 PGA형 스크린망(130)은 두께가 0.05mm~0.5mm이고, PGA(Poly-γ-glutamic acid)가 코팅된 고탄소강선을 가로방향과 세로방향으로 겹쳐서 1cm~10cm의 크기를 갖는 스크린망을 형성시킨 후, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시키는 역할을 한다.
이는 사각구조로 형성되어, 스크린망지지바와 일체형구조 또는 탈부착구조로 형성된다.
상기 PGA(Poly-γ-glutamic acid)는 신소재로서 식물(콩)을 발효시켜 생성된 수백만 달톤(Da)의 분자량을 가진 음이온성 유기고분자이다.
분자구조는 화학식 1과 같이, 카르복실기 그룹의 음이온으로 이루어져 있어, 스크린망에 통과되어 슬러지스크린절삭된 슬러지 표면에 카르복실기 그룹의 음이온을 부착 또는 첨가시키는 효과를 얻을 수가 있다.
이때, 1회성만으로는 음이온 부착 또는 첨가가 힘들 수 있으므로, 산화구에 복수개의 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈을 형성시킴으로서, 카르복실기 그룹의 음이온 부착 또는 첨가시키는 확률을 높일 수가 있다.
이로 인해, 카르복실기 그룹의 음이온 부착 또는 첨가된 슬러지가 양이온 미생물과 흡착이 잘 되도록 할 수 있어, 미생물접촉분위기 활성화율을 기존에 비해 1.5배~2배로 높일 수 있다.
상기 슬러지스크린절삭이라는 것은 도 4에 도시한 바와 같이, 두께가 0.05mm~0.5mm이고, PGA(Poly-γ-glutamic acid)가 코팅된 고탄소강선이 탄력성을 유지한 채, 기다리고 있으면, 흐르는 하수의 힘에 의해 함께 흐르는 하수에 포함된 슬러지가 1cm~10cm의 크기를 갖는 스크린망에 의해 잘라지거나 깎이는 현상을 말한다. 즉, 절삭칼날 효과와 같은 기능을 갖는다.
상기 1cm~10cm의 크기를 갖는 스크린망은 규칙적으로 일정한 크기의 단일망으로 형성되거나, 또는 1cm~10cm의 다양한 크기가 혼합된 혼합망으로 형성된다.
이처럼, 슬라이드형 지지프레임(110), 스크린망지지바(120), PGA형 스크린망(130)으로 이루어진 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100)은 슬라이드식 부착방식으로 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 설치되어, 슬러지스크린절삭시키다가, 전체 고도처리시간 중 3시간~5시간이 지나면, 크레인을 통해 슬라이드식 탈착방식으로, 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에서 탈착시킨다.
그 이유는 일정한 사이즈로 잘게 절삭된 슬러지가 미생물과 접촉되어, 흐르는 하수의 힘을 따라 둥둥 떠다니면서 소화미생물의 먹이가 되어, 슬러지 분해가 용이해 지도록 하고, PGA형 스크린망에 PGA(Poly-γ-glutamic acid) 코팅액을 분사시켜, 카르복실기 그룹의 음이온 부착 또는 첨가효율을 높이도록 하기 위함이다.
다음으로, 본 발명에 따른 부표형 상층교반모듈(200)에 관해 설명한다.
상기 부표형 상층교반모듈(200)은 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 전단 일측 또는 후단 일측에 위치되고, 유속상에 부유한 상태에서 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈을 통해 슬러지스크린절삭된 슬러지와 하수쪽에 공기를 공급하여 심층포기와 동시에, 하수와 미생물슬러지를 수중 상층 교반시키는 역할을 한다.
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 부표몸체(210), 수중상층교반기(220)로 구성된다.
상기 부표몸체(210)는 부표형상으로 형성되어, 유속상에 부유한 상태로 유지한 채, 각 기기를 지지하는 역할을 한다.
이는 원통드럼형상의 부표로 구성되고, 두개의 부표가 세트를 이루며, 총 2개세트, 또는 4개세트로 형성된다.
이처럼, 본 발명에서는 부표몸체가 유속상에 부유한 상태로 있기 때문에 수중상층교반이 필요로 하는 무산소 산화구 또는 호기조 산화구 어디에든지 이동할 수 있고, 별도의 거치수단을 통해 특정위치에 정위치될 수 있다.
상기 수중상층교반기(220)는 부표몸체 일측에 고정된 채, 수중 상층에 사선방향으로 형성되어, 수중 상층의 슬러지와 하수쪽에 공기를 공급하여 심층포기와 동시에, 하수와 미생물슬러지를 수중 상층 교반시키는 역할을 한다.
이는 공기공급송풍기(221), 공기유입구(222), 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부(223)로 구성된다.
상기 공기공급송풍기(221)는 외부의 공기를 흡입하여 공기자동밸브를 통해 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부로 공기를 공급하는 역할을 한다.
상기 공기유입구(222)는 공기공급송풍기로부터 공급되는 공기를 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부로 전달시키는 역할을 한다.
이는 벤츄리관이 내부공간에 형성된다.
상기 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부(223)는 공기공급송풍기를 통해 공급되는 에어를 이용하여 수중 상층의 슬러지와 하수쪽에 공기를 분사시키는 역할을 한다.
이는 이젝터본체(223a), 미들형 벤츄리노즐부(223b), 4채널 벤츄리노즐부(223c)로 구성된다.
상기 이젝터본체(223a)는 외압으로부터 각 기기를 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 길이방향을 갖는 긴 봉형상으로 형성된다.
그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 이젝터본체의 헤드 끝단에 공기유입구가 연결되어 형성되고, 헤드 하단인 내부공간방향으로 미들형 벤츄리노즐부가 형성되며, 미들형 벤츄리노즐부 하단에 4채널 벤츄리노즐부가 형성된다.
상기 미들형 벤츄리노즐부(223b)는 이젝터본체의 헤드 하단인 내부공간에 길이방향을 따라 벤츄리구조로 형성되어, 공기공급송풍기를 통해 공급되는 에어를 벤츄리효과로 속도를 빠르게 하여, 4채널 벤츄리노즐부로 전달시키는 역할을 한다.
상기 4채널 벤츄리노즐부(223c)는 미들형 벤츄리노즐부의 하단에 일체형으로 연결되고, 4개의 벤츄리관을 가지는 노즐로 형성되어, 미들형 벤츄리노즐부로부터 전달된 에어를 4개의 벤츄리관으로 나누어 4개의 노즐에서 4채널방식으로 분사시키는 역할을 한다.
이처럼, 이젝터본체(223a), 미들형 벤츄리노즐부(223b), 4채널 벤츄리노즐부(223c)로 이루어진 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부(223)가 구성됨으로서, 수중 상층의 슬러지와 하수쪽에 한방향이 아닌 4방향인 4채널 방식으로 에어를 공급시켜 줄 수 있어, 심층부위까지 포기할 수 있고, 하수와 미생물슬러지를 수중 상층 교반율을 기존에 비해 1.5배~2배 향상시킬 수가 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 프로펠러형 하층교반모듈(300)에 관해 설명한다.
상기 프로펠러형 하층교반모듈(300)은 무산소 산화구와 호기성 산화구의 하수 수중에 형성되고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 하수와 미생물슬러지를 수중 하층(下層) 교반시키는 역할을 한다.
이는 도 9에 도시한 바와 같이, 일자형 프로펠러지지부(310), 프로펠러구동모터(320), 프로펠러부(330)로 구성된다.
상기 일자형 프로펠러지지부(310)는 일자형으로 형성되어, 프로펠러구동모터와 프로펠러부를 수중의 특정위치에 정위치되도록 지지해주는 역할을 한다.
상기 프로펠러구동모터(320)는 일자형 프로펠러지지부에 의해 지지되면서, 프로펠러부쪽으로 회전동력을 전달시키는 역할을 한다.
이는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동된다.
상기 프로펠러부(330)는 무산소 산화구와 호기성 산화구의 하수 수중에 형성되어, 프로펠러구동모터로부터 회전력을 전달받아 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 하수와 미생물슬러지를 수중 하층 교반시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 수중슬라이드형 수질감지센서모듈(400)에 관해 설명한다.
상기 수중슬라이드형 수질감지센서모듈(400)은 부표형 상층교반모듈 일측 또는 최종 침전조 일측에 위치되어, 하수 수중에 슬라이드식으로 내려가 현재 하수의 질산염, 암모니아, 그리고 pH(수소 이온 농도), 온도, 수심, 압력을 측정하는 역할을 한다.
이는 도 10에 도시한 바와 같이, 센서몸체(410), 센서용상하액츄에이터(420), 슬라이드바(430), 멀티센서부(440)로 구성된다.
상기 센서몸체(410)는 길이방향의 봉형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 지지프레임에 의해 지지된다.
센서몸체는 상단 헤드부 일측에 수질측정연산제어부가 형성되고, 수질측정연산제어부 하단 일측에 센서용상하액츄에이터가 형성되며, 센서용상하액츄에이터 하단일측에 슬라이드바가 형성되고, 슬라이드바 하단 일측에 멀티센서부가 형성된다.
상기 센서용상하액츄에이터(420)는 센서몸체의 상단 일측에 위치되어, 슬라이드바를 상하왕복운동시키는 힘을 생성시키는 역할을 한다.
이는 입력단자 일측이 스마트제어부와 연결되어, 스마트제어부의 제어신호에 구동된다.
상기 슬라이드바(430)는 센서용상하액츄에이터 하단 일측에 위치되어, 센서용상하액츄에이터로부터 상하왕복운동의 힘을 전달받아 상하방향으로 슬라이드된다.
이는 도 11에 도시한 바와 같이, 하수의 수중에 슬라이드식으로 내려가 하수의 수중에 멀티센서부가 위치되도록 지지해준다.
상기 멀티센서부(440)는 슬라이드바 하단에 위치되어, 슬라이드바의 상하왕복운동에 따라 상하방향으로 슬라이드되면서 산화구의 하수 수중 또는 최종 침전조의 하수 수중에 위치하여, 하수의 질산염, 암모니아, 그리고 pH(수소 이온 농도), 온도, 수심, 압력을 측정하는 역할을 한다.
이는 도 12에 도시한 바와 같이, 원통형의 센서몸체(441)로 이루어지고, 센서몸체에 질산염을 측정하는 질산염측정센서(442)와, 암모니아를 측정하는 암모니아센서(443)와, pH(수소 이온 농도)를 측정하는 pH센서(444)와, 하수의 수심온도를 측정하는 수심온도센서(445)와, 하수에 주입된 공기(산소)주입량을 센싱하는 용존산소센서(446)와, 산화구에 유입된 하수의 높이 및 최종침전조의 하수의 높이를 측정하는 수위센서(447)와, 하수의 압력을 측정하는 압력센서(448)가 구성된다.
즉, 질산염측정센서(442)와 암모니아센서(443)가 동일선상의 구조를 이루며 센서몸체의 하단부 일측에 형성되고, 센서몸체의 중단부 일측에 pH센서(444)와 수심온도센서(445)가 형성되며, pH센서 상단 일측에 공기주입 측정센서(446)가 형성되고, 용존산소센서 윗단인 센서몸체의 상단부 일측에 수위센서(447)가 형성되며, 수위센서 상단 일측에 슬러지 농도를 측정하는 슬러지농도센서(448)가 형성된다.
여기서, 슬러지농도센서(448)는 투과광 방식으로 측정되는 것으로, 광원과 검출기가 하나의 모듈로 구성된다. 슬러지농도 측정범위는 0~15,000mg/ℓ이고, 수심은 0~10m이며, 오니계면은 10,000mg/ℓ이상이고, 광원은 LED소자로 이루어지고, 검출기는 실리콘 오토셀로 이루어져 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 스마트제어부(500)에 관해 설명한다.
상기 스마트제어부(500)는 혐기성조, 산화구, 최종침전조, 부표형 상층교반모듈, 프로펠러형 하층교반모듈, 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 전반적인 동작을 제어하여, 수질을 실시간으로 측정한 후, 수질상태에 따라 부표형 상층교반모듈의 분사속도, 분사시간, 침수깊이와, 프로펠러형 하층교반모듈의 회전속도, 회전시간, 그리고, 최종침전조의 구동주기를 조절하여, 용존산소 농도, MLSS농도, 반송슬러지율을 기준설정치에 맞게 자동제어시키는 역할을 한다.
이는 마이크로프로세서로 구성된다.
즉, 도 13에 도시한 바와 같이, 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 질산염측정센서(442)가 연결되어, 질산염을 측정한 센싱신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 암모니아센서(443)가 연결되어, 암모니아를 측정한 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 pH센서(444)가 연결되어, pH(수소 이온 농도)를 측정한 센싱신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 수심온도센서(445)가 연결되어, 하수의 수심온도를 측정한 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 용존산소센서(446)가 연결되어, 하수에 주입된 공기(산소)주입량을 센싱하는 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 수위센서(447)가 연결되어, 산화구에 유입된 하수의 높이 및 최종침전조의 하수의 높이를 측정하는 센싱신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 압력센서(448)가 연결되어, 하수의 압력을 측정하는 센싱신호가 입력되며, 출력단자 일측에 혐기성조의 하수 유입펌프가 연결되어, 혐기성조쪽으로 하수를 유입시키도록 하수 유입펌프(11)쪽으로 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 혐기성조의 믹서기(12)가 연결되어, 최종침전조로부터 반송되는 미생물 슬러지와 유입되는 하수가 혼합되도록 믹서기쪽으로 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 내부반송펌프(22a)가 연결되어, 호기성산화구에 있는 하수를 무산소 산화구쪽으로 반송시키도록 내부반송펌프쪽으로 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 혐기조이송펌프(31)가 연결되어, 최종 침전조의 슬러지 배출관으로부터 분기된 반송슬러지를 혐기조로 이송시키도록 혐기조이송펌프쪽으로 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 잉여슬러지 펌프(32)가 연결되어, 잉여슬러지 이송관을 통해 잉여슬러지가 농축조로 이송되도록 잉여슬러지 펌프쪽으로 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 부표형 상층교반모듈의 공기공급송풍기(221)가 연결되어, 외부의 공기를 흡입하여 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부로 공기를 공급하도록 공기공급송풍기쪽으로 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 프로펠러형 하층교반모듈의 프로펠러구동모터(320)가 연결되어, 무산소 산화구와 호기성 산화구의 하수 수중에서 수로와 유속을 형성시키면서, 하수와 미생물슬러지를 수중 하층 교반시키도록 프로펠러 구동모터쪽으로 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 센서용상하액츄에이터(420)가 연결되어, 멀티센서부와 슬라이드바를 상하왕복운동시키는 힘을 생성시키도록 센서용상하액츄에이터쪽으로 출력신호를 출력시키도록 구성된다.
상기 스마트제어부(500)는 도 14에 도시한 바와 같이, 용존산소농도조절제어부(510), 반송슬러지재순환조절제어부(520), MLSS농도조절제어부(530), 산화구 맞춤형 순환루프제어부(540)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 용존산소농도조절제어부(510)에 관해 설명한다.
상기 용존산소농도조절제어부(510)는 하수 수중의 용존산소를 센싱하면서, 기준설정치를 벗어나면 부표형 상층교반모듈의 구동을 제어시켜 하수 수중의 용존산소 농도를 기준설정치에 맞게 조절시키는 역할을 한다.
즉, 호기성 산화구의 하수 수중에 필요한 산소농도의 조절은 부표형 상층교반모듈의 수중상층교반기의 수중 잠김을 조절해줌으로서 가능하다.
수중상층교반기가 많이 잠길수록 수중으로의 산소공급은 적어진다.
수중상층교반기의 잠김은 부표몸체와 수중상층교반기 사이에 설치된 수중잠김깊이조절부를 통해 조절할 수가 있다.
정상적인 작동하에 호기성 산화구의 하수 수중의 용존산소 농도는 0.5mg/ℓ~2.0mg/ℓ가 되어야 하는데, 이 수치는 수중상층교반기가 호기성 산화구 4.5m 상류부근에서 측정한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 평면도상에서 바라본 호기성 산화구의 우측편을 상류로 보고, 중간부위를 중류, 좌측편을 하류로 본다.
상기 호기성 산화구의 하수 수중의 용존산소 농도가 2.0mg/ℓ보다 높다면 부표형 상층교반모듈의 동력을 낭비하고 있는 것이고, 농도가 0.5mg/ℓ보다 낮다면 수중상층교반기의 수중잠김깊이를 조절하여, 처음보다 하수 수중에 30cm~60cm 더 잠기도록 조절한다.
이때, 수중상층교반기가 수중속에 적당히 잠기도록 하여 호기성 산화구안에 있는 하수에 포함된 슬러지, 또는 미생물 슬러지가 호기성 산화구 바닥에 침전되지 않도록 설정한다.
또한 수중잠김깊이조절부를 통해 한번에 바로 수중에 깊게 잠기지 않고, 30cm~60cm간격으로 수중에 천천히 잠기도록 설정한다. 본 발명에 따른 부표형 상층교반모듈의 수중상층교반기의 최저 잠김 허용수치~최고 잠김 허용수치는 하수의 수면을 기준으로 50cm~200cm로 설정된다.
둘째, 본 발명에 따른 반송슬러지재순환조절제어부(520)에 관해 설명한다.
상기 반송슬러지재순환조절제어부(520)는 입력되는 최종침전조의 수위를 센싱한 센싱신호가 기준설정치를 넘게되면, 최종침전조 상부의 청등수를 처리조로 방류시키고, 최종침전조 하부측의 슬러지를 혐기조로 이송과 함께, 농축조 이송로 이송시켜 반송슬러지를 재순환조절하여 기준설정치에 맞게 조절시키는 역할을 한다.
이는 최종침전조의 슬러지층이 쌓이고, 슬러지로부터 CO2가스, N2가스가 상승하여 침전웨어를 넘치는 것을 방지한다.
즉, 최종침전조의 슬러지층이 쌓이고, 슬러지로부터 CO2가스, N2가스가 상승하여 침전웨어를 넘을 것 같으면 슬러지 반송율을 높이도록 한다.
이때, 현재 반송슬러지량의 측정은 다음의 수학식 1과 같이 연산한다.
여기에서, Q는 유입하수량(m3/hr)이고, q1은 설정된 처음 반송슬러지량(m3/hr)이며, SVF는 반송슬러지량 용량지수를 나타낸다.
여기서, SVF는 30분간의 슬러지 침전도 시험후에 슬러지가 차지하는 용량지수를 의미한다.
일예로, 30분간의 침전후 1000mℓ 비커에 슬러지 고형물이 600mℓ를 차지하고 있다면 SVF = 600mℓ/1000mℓ =0.6이 된다.
본 발명에 따른 반송슬러지재순환조절제어부에서는 SVF가 증가됨에 따라 슬러지 반송비율도 증가시켜 주도록 설정한다.
즉, 유입하수량 2 Q ∼ 3 Q, 설정된 처음 반송슬러지량, 반송슬러지량 용량지수에다가, 실시간 측정된 최종침전조의 수위센싱신호를 기반으로, 기준으로 설정된 슬러지 반송비율(1)보다 0.8~0.9에 이르면, 바로 슬러지 배출관 오픈, 침전조반송펌프 구동, 잉여슬러지펌프 구동제어로, 미생물슬러지 혐기조 이송과, 잉여슬러지 농축조 이송을 통해 반송슬러지를 재순환조절시킨다.
이처럼, 본 발명에 따른 반송슬러지재순환조절제어부를 통해, 입력되는 최종침전조의 수위를 센싱한 센싱신호가 기준범위를 넘게되면, 최종침전조를 자동구동시켜, 상부의 청등수를 처리조로 방류시키고, 하부측의 슬러지를 슬러지 배출관 오픈, 침전조반송펌프 구동, 잉여슬러지펌프 구동제어로, 미생물슬러지 혐기조 이송과, 잉여슬러지 농축조 이송을 통해 반송슬러지를 재순환조절시킴으로서, 최종침전조의 슬러지층이 상승하여 침전웨어를 넘치는 현상을 70% 이하로 낮출 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 MLSS농도조절제어부(530)에 관해 설명한다.
상기 MLSS농도조절제어부(530)는 슬러지농도센서로부터 전달되는 호기성산화구의 하수 수중에 있는 슬러지농도가 기준설정치보다 높으면, 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 제어하여 용존산소를 낮추고, 슬러지농도가 기준설정치보다 낮으면, 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 제어하여, 호기성 산화구의 질산화 반응을 높여, 슬러지농도를 기준설정치에 맞도록 조절시키는 역할을 한다.
여기서, MLSS농도의 기준설정치는 호기성 산화구의 슬러지(MLSS) 농도로서 3,500 ㎎/ℓ ∼ 6,000 ㎎/ℓ로 설정된다.
상기 MLSS(Mixed Liquor suspended solids)는 호기성 산화구 내의 현탁고형물(suspended solid, SS) 농도를 말한다. 이는 대부분 미생물과 미생물로 분해되지 않는 부유물질로 구성된다. 미생물이 먹고 살려면 유기오염물질을 먹고 에너지로 성장한다. MLSS는 이 미생물의 양이다.
이것을 F/M비, 즉 Food 대 미생물 비율이다.
적절한 수준의 F/M비를 유지할 때 미생물은 많은 음식을 소비할 수 있다.
MLSS가 너무 높으면, 벌킹과 산화구 고도처리장이 과부하되고, 하수 수중 상부에 두꺼운 거품이 생성된다. 이때 MLSS농도조절제어부에서는 용존산소를 낮추어 질산화률 감소에 따른 슬러지 침강성 불량을 방지한다.
MLSS가 너무 낮으면 하수에 유기오염물이 충분이 제거되지 않은 것으로 보아, MLSS농도조절제어부에서는 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 제어하여, 호기성 산화구의 질산화 반응을 높여, 슬러지농도를 기준설정치에 맞도록 조절시킨다.
여기서, MLSS가 너무 낮을때 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈의 구동 제어는 다음과 같다.
즉, 1차로 부표형 상층교반모듈의 수중상층교반기의 수중 잠김을 조절한 후, 모터회전속도를 높여 수중내의 용존산소농도를 높인다.
2차로, 프로펠러형 하층교반모듈의 프로펠러구동모터 회전속도를 높여서, 하수 하층의 유속을 높여, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 스크린망에 슬러지스크린절삭되는 슬러지절삭율을 높이도록 구동시킨다.
이때, 슬러지절삭율이 높아지면, 큰 덩어리의 슬러지가 절삭되어 잘게 나누어져서 소화 미생물의 먹이(기질, Substrate)가 되는 슬러지의 비표면적(Specific Surface Area)이 증가하여 분해가 용이하게 할 수 있고, 이로 인해 기존에 비해 미생물접촉분위기를 통한 미생물활성화율을 80% 향상시킬 수 있다.
넷째, 본 발명에 따른 산화구 맞춤형 순환루프제어부(540)에 관해 설명한다.
상기 산화구 맞춤형 순환루프제어부(540)는 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 통해 무산소 산화구의 유속을 0.25～0.35m/sec의 속도로 일방향 루프회전시키고, 부표형 상층교반모듈의 구동을 통해 호기조 산화구의 하수를 0.25～0.35m/sec의 속도로 일방향 루프회전시킨 후, 24시간~60시간이라는 미생물슬러지 체류시간을 갖도록 분위기를 형성시키는 역할을 한다.
이로 인해, 무산소 산화구를 통한 루프회전과 호기조 산화구를 통한 루프회전을 수질상태에 따라 24시간~60시간동안 맞춤형 순환루프방식으로 순환시킬 수 있어, 24시간~60시간이라는 미생물슬러지 체류시간를 형성하여, 냄새가 없고, 암모니아의 질산화를 80% 향상시킬 수 있으며, 슬러지에서 발생되는 CO2가스, N2가스로 인해, 최종 침전조의 슬러지부피가 부풀어올라 슬러지가 웨어를 넘는 슬러지 팽윤현상을 기존에 비해 70% 이하로 낮출 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
도 18은 본 발명에 따른 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리방법의 구체적인 동작과정을 도시한 순서도에 관한 것이다.
먼저, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈을 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 양팔 직립구조로 펼쳐서 슬라이드식으로 결합시켜 형성시킨다(S10).
즉, 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 일체형으로 형성된 슬라이드형 지지프레임에 PGA형 스크린망을 탄력성있게 지지하는 스크린망지지바가 슬라이드 안내되면서 결합된다.
이때, 무산소 산화구와 호기성 산화구에는 하수가 유입되기 전이거나, 또는 바닥면에 슬러지만 남겨있는 상태이므로, 크레인을 통해 슬라이드식으로 결합시켜 형성시킬 수 있다.
다음으로, 도 15에 도시한 바와 같이, 스마트제어부의 제어신호에 따라 하수 유입펌프를 구동시켜, 하수유입관을 통해 혐기성조로 하수가 유입되도록 하고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 혐기조이송펌프를 구동시켜, 반송슬러지 이송관을 통해 최종 침전조의 저부에 침전된 미생물 슬러지가 혐기성조 내부로 유입되도록 한다(S20).
이 유입된 하수와 미생물 슬러지는 혐기성조 내부의 믹서기로 혼합되어 혐기성 상태의 유지가 이루어지게 되는 것이며, 이로인해 미생물 슬러지에 존재하는 POLY-P 미생물이 혐기성상태에서 인을 토해내게 됨은 물론 유입하수의 유기탄소원을 조기에 흡착시키게 되고, 또한 사상균 발생을 억제하게 된다.
여기서, 반송되는 미생물 슬러지는 하수량의 60 ∼ 100 %까지 반송하여 유입원수와 혼합됨으로써 다음 단계인 무산소 산화구에서 탈질을 추구하는데 보다 효과적으로 작용하게 된다.
다음으로, 혐기성조에서 충분히 혼합된 하수 및 슬러지는 무산소 산화구로 이송된다(S30).
이때, 무산소 산화구에서는 무산소 상태에서 탈질을 행하게 된다.
다음으로, 탈질을 유도하기 위해 무산소 산화구에 설치된 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈은 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 양팔 직립구조로 펼쳐서 복수개로 형성되어, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시킨다(S40).
다음으로, 탈질을 유도하기 위해 무산소 산화구에 설치된 프로펠러형 하층교반모듈은 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 하수와 미생물슬러지를 수중 하층 교반시킨다(S40).
이는 산소 공급없이 하수와 미생물슬러지를 수중 하층에서 교반시키고, 회전속도는 스마트제어부의 제어신호에 따라 5 ∼ 50 rpm으로 운행된다.
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 수중슬라이드형 수질감지센서모듈이 구동되어, 무산소 산화구의 슬러지(MLSS) 농도를 센싱시킨 후, 무산소 산화구의 탈질화를 통해 기준 설정치의 슬러지(MLSS) 농도에 유지되도록 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈을 구동제어시킨다(S50).
이때, 무산소 산화구의 슬러지(MLSS) 농도가 3,500 ㎎/ℓ ∼ 6,000 ㎎/ℓ로 유지되도록 구동된다.
즉, 스마트제어부의 MLSS농도조절제어부(530)에서는 슬러지농도센서로부터 전달되는 호기성산화구의 하수 수중에 있는 슬러지농도가 기준설정치보다 높으면, 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 제어하여 용존산소를 낮추고, 슬러지농도가 기준설정치보다 낮으면, 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 제어하여, 호기성 산화구의 질산화 반응을 높여, 슬러지농도를 기준설정치에 맞도록 조절시킨다.
상기 MLSS가 너무 높으면, 벌킹과 산화구 고도처리장이 과부하되고, 하수 수중 상부에 두꺼운 거품이 생성된다. 이때 MLSS농도조절제어부에서는 용존산소를 낮추어 질산화률 감소에 따른 슬러지 침강성 불량을 방지한다.
MLSS가 너무 낮으면 하수에 유기오염물이 충분이 제거되지 않은 것으로 보아, MLSS농도조절제어부에서는 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 제어하여, 호기성 산화구의 질산화 반응을 높여, 슬러지농도를 기준설정치에 맞도록 조절시킨다.
여기서, MLSS가 너무 낮을때 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈의 구동 제어는 다음과 같다.
즉, 1차로 부표형 상층교반모듈의 수중상층교반기의 수중 잠김을 조절한 후, 모터회전속도를 높여 수중내의 용존산소농도를 높인다.
2차로, 프로펠러형 하층교반모듈의 프로펠러구동모터 회전속도를 높여서, 하수 하층의 유속을 높여, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 스크린망에 슬러지스크린절삭되는 슬러지절삭율을 높이도록 구동시킨다.
이때, 슬러지절삭율이 높아지면, 큰 덩어리의 슬러지가 절삭되어 잘게 나누어져서 소화 미생물의 먹이(기질, Substrate)가 되는 슬러지의 비표면적(Specific Surface Area)이 증가하여 분해가 용이하게 할 수 있고, 이로 인해 기존에 비해 미생물접촉분위기를 통한 미생물활성화율을 80% 향상시킬 수 있다.
이때, 무산소 산화구에서 질산성질소(NO3-N)을 탈질시키도록 분위기를 형성시킨다.
즉, 무산소 산화구의 특징은 무산소 산화구의 구조물 옹벽이 호기성 산화구의 구조물 통벽사이로 유입유속 바플을 사용하여 탈질된 하수가 호기성 산화구로 유입되는 것이 보다 용이하게 이루어지도록 구성한 것이며, 스마트 제어부의 제어에 따라 호기성 산화구에서 무산소 산화구로 하수가 월류되는 현상을 막아 효율의 극대화를 도모한 것으로서, 무산소 산화구 측으로 이송된 하수는 무산소 산화구를 통과하는 동안 하수에 잔존하는 질산성질소(NO3-N)을 탈질시키게 된다.
다음으로, 탈질이 이루어진 하수가 유입유속 바플을 통해 호기성 산화구로 유입되도록 하고, 그 유입된 하수는 스마트제어부의 제어신호에 따라 호기성 산화구 내부에 설치된 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100), 부표형 상층교반모듈(200)을 구동시켜, 공기와 하수가 접촉되도록 하여 호기성 상태의 유지가 되도록 제어한다(S60).
여기서, 상기 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100), 부표형 상층교반모듈(200)가 상류 일측, 하류 일측에 따라 하수의 원활한 흐름과 충분한 공기량의 공급이 이루어지게 되는 것이다.
이때, DO 농도는 3 ∼ 5 ㎎/ℓ로 자동 유지된다.
상기 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100)은 도 16에 도시한 바와 같이, 무산소 산화구와 호기성 산화구의 상류 일측, 하류 일측에서 양팔 직립구조로 펼쳐서 복수개로 형성되어, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시킨다.
이때, PGA형 스크린망의 PGA(Poℓy-γ-gℓutamic acid)가 스크린망에 통과되어 슬러지스크린절삭된 슬러지 표면에 카르복실기 그룹의 음이온을 부착 또는 첨가시키는 효과를 얻을 수가 있어, 카르복실기 그룹의 음이온 부착 또는 첨가된 슬러지가 양이온 미생물과 흡착이 잘 되도록 할 수 있고, 이로 인해, 미생물접촉분위기 활성화율을 기존에 비해 1.5배~2배로 높일 수 있다.
그리고, 부표형 상층교반모듈(200)은 무산소 산화구와 호기성 산화구의 상류 일측, 하류 일측에서 유속상에 부유한 상태에서 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈을 통해 슬러지스크린절삭된 슬러지와 하수쪽에 공기를 공급하여 심층포기와 동시에, 하수와 미생물슬러지를 수중 상층 교반시킨다.
이때, 스마트제어부에서는 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100), 부표형 상층교반모듈(200)을 구동시킨 후, 수중슬라이드형 수질감지센서모듈(400)을 구동시켜, 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 용존산소센서로부터, 하수에 주입된 공기(산소)주입량을 센싱하는 센싱신호를 입력받아, DO농도가 3 ∼ 5 ㎎/ℓ에 이르면, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100), 부표형 상층교반모듈(200)의 구동을 스톱시킨다.
다음으로, 도 17에 도시한 바와 같이, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100)을 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에서 탈착시킨다(S70).
이는 슬라이드식 부착방식으로 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 설치되어, 슬러지스크린절삭시키다가, 전체 고도처리시간 중 3시간~5시간이 지나면, 크레인을 통해 슬라이드식 탈착방식으로, 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에서 탈착시킨다.
일정한 사이즈로 잘게 절삭된 슬러지가 미생물과 접촉되어, 흐르는 하수의 힘을 따라 둥둥 떠다니면서 소화미생물의 먹이가 되어, 슬러지 분해가 용이해 지도록 하고, PGA형 스크린망에 PGA(Poly-γ-glutamic acid) 코팅액을 분사시켜, 카르복실기 그룹의 음이온 부착 또는 첨가효율을 높이도록 하기 위함이다.
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 호기성 산화구 측으로 유입된 하수를 다시 내부반송펌프의 구동에 의해 무기성 산화구로 반송시킨다(S80).
이때 반송량은 유입하수량의 2 Q ∼ 3 Q로 하고, 호기성 산화구의 슬러지(MLSS) 농도는 3,500 ㎎/ℓ ∼ 6,000 ㎎/ℓ로 유지되도록 설정된다.
상기 호기성 산화구 측으로 유입된 하수가 다시 내부반송펌프의 구동에 의해 유입유속 바플을 통해 무기성 산화구로 반송되도록 하는 것은 호기성 산화구에 유입된 하수에 잔존할 수 있는 잔류 질소(NO3 -N) 및 유기물을 보다 효과적으로 처리 및 제거하는 것과 탈질시 필요한 유기탄소원을 추가 공급시키는데 그 목적이 있다.
다음으로, 호기성 산화구에서 고도처리가 된 하수는 스마트제어부의 제어신호에 따라 하수처리관을 통해 최종 침전조로 송출시킨다(S90).
여기서, 호기성 산화구에서 고도처리가 된다는 것은 충분한 질산화 및 미생물의 활성화, 미생물 보유량으로 인해, 고도처리가 되는 것을 말하고, 호기성 산화구의 슬러지(MLSS) 농도는 3,500 ㎎/ℓ ∼ 6,000 ㎎/ℓ로 유지되고, DO 농도는 3 ∼ 5 ㎎/ℓ로 유지되는 것을 말한다.
끝으로, 도 17에 도시한 바와 같이, 스마트제어부의 제어신호에 따라 최종 침전조로 송출된 하수는 상기 최종 침전조에서 청등수와 슬러지의 고액분리가 이루어지게 되고, 상기 청등수는 방류되고 슬러지는 침전지 반송펌프에 의해 반송슬러지 이송관을 통해 혐기성조로 반송되며 잉여슬러지는 잉여슬러지 펌프에 의해 잉여슬러지 이송관을 통해 농축조로 이송되어 탈수 처리된다(S100).
즉, 스마트제어부의 반송슬러지재순환조절제어부(520)에서는 입력되는 최종침전조의 수위를 센싱한 센싱신호가 기준설정치를 넘게되면, 최종침전조 상부의 청등수를 처리조로 방류시키고, 최종침전조 하부측의 슬러지를 혐기조로 이송과 함께, 농축조 이송로 이송시켜 반송슬러지를 재순환조절하여 기준설정치에 맞게 조절시킨다.
1 : 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치
10 : 혐기성조
20 : 산화구
30 : 최종 침전조
100 : 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈
200 : 부표형 상층교반모듈
300 : 프로펠러형 하층교반모듈
400 : 수중슬라이드형 수질감지센서모듈
500 : 스마트제어부
10 : 혐기성조
20 : 산화구
30 : 최종 침전조
100 : 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈
200 : 부표형 상층교반모듈
300 : 프로펠러형 하층교반모듈
400 : 수중슬라이드형 수질감지센서모듈
500 : 스마트제어부
Claims (8)
- 하수유입관을 통해 유입되는 하수와, 후단의 최종침전조로부터 반송되는 미생물 슬러지를 믹서기로 혼합하여 혐기성 상태를 유지하는 혐기성조(10)와,
일측이 혐기성조와 관으로 연결되고, 타측이 최종 침전조와 하수처리관으로 연결되며, 중간 구획벽에 의해 2계열 1조씩 모두 4계열 2조로 하여 무산소 산화구(21)와 호기성 산화구(22)로 이루어져 유입된 하수를 무산소 상태와 호기성 상태에서 처리하는 산화구(20)와,
산화구에 의해 처리된 하수를 고액분리시키는 최종 침전조(30)로 구성되는 산화구 고도처리장치에 있어서,
상기 산화구 고도처리장치는
상기 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 양팔 직립구조로 펼쳐서 복수개로 형성되어, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시키는 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100)과,
양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈의 전단 일측 또는 후단 일측에 위치되고, 유속상에 부유한 상태에서 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈을 통해 슬러지스크린절삭된 슬러지와 하수쪽에 공기를 공급하여 심층포기와 동시에, 하수와 미생물슬러지를 수중 상층 교반시키는 부표형 상층교반모듈(200)과,
무산소 산화구와 호기성 산화구의 하수 수중에 형성되고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 하수와 미생물슬러지를 수중 하층 교반시키는 프로펠러형 하층교반모듈(300)과,
부표형 상층교반모듈 일측 또는 최종 침전조 일측에 위치되어, 하수 수중에 슬라이드식으로 내려가 현재 하수의 질산염, 암모니아, 그리고 pH(수소 이온 농도), 온도, 수심, 압력을 측정하는 수중슬라이드형 수질감지센서모듈(400)과,
혐기성조, 산화구, 최종침전조, 부표형 상층교반모듈, 프로펠러형 하층교반모듈, 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 전반적인 동작을 제어하여, 수질을 실시간으로 측정한 후, 수질상태에 따라 부표형 상층교반모듈의 분사속도, 분사시간, 침수깊이와, 프로펠러형 하층교반모듈의 회전속도, 회전시간, 그리고, 최종침전조의 구동주기를 조절하여, 용존산소 농도, MLSS농도, 반송슬러지율을 기준설정치에 맞게 자동제어시키는 스마트제어부(500)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100)은
두개가 하나의 세트로 이루어져, 산화구 바닥면에 부착고정된 채 직립의 일자형상으로 형성되어, 스크린망지지바가 레일홈을 따라 슬라이드 삽입되도록 안내하면서 외부로 이탈되지 않도록 스크린망지지바를 탄력성있게 지지하는 슬라이드형 지지프레임(110)과,
PGA형 스크린망을 양방향에서 탄력성있게 지지하면서, 슬라이드형 지지프레임에 슬라이드 안내되면서 결합되는 스크린망지지바(120)와,
두께가 0.05mm~0.5mm이고, PGA(Poℓy-γ-gℓutamic acid)가 코팅된 고탄소강선을 가로방향과 세로방향으로 겹쳐서 1cm~10cm의 크기를 갖는 스크린망을 형성시킨 후, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시키는 PGA형 스크린망(130)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기 부표형 상층교반모듈(200)은
부표형상으로 형성되어, 유속상에 부유한 상태로 유지한 채, 각 기기를 지지하는 부표몸체(210)와,
부표몸체 일측에 고정된 채, 수중 상층에 사선방향으로 형성되어, 수중 상층의 슬러지와 하수쪽에 공기를 공급하여 심층포기와 동시에, 하수와 미생물슬러지를 수중 상층 교반시키는 수중상층교반기(220)로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치.
- 제3항에 있어서, 상기 수중상층교반기(220)는
외부의 공기를 흡입하여 공기자동밸브를 통해 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부로 공기를 공급하는 공기공급송풍기(221)와,
공기공급송풍기로부터 공급되는 공기를 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부로 전달시키는 공기유입구(222)와,
공기공급송풍기를 통해 공급되는 에어를 이용하여 수중 상층의 슬러지와 하수쪽에 공기를 분사시키는 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부(223)로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치.
- 제4항에 있어서, 상기 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부(223)는
외압으로부터 각 기기를 보호하고 지지하는 이젝터본체(223a)와,
이젝터본체의 헤드 하단인 내부공간에 길이방향을 따라 벤츄리구조로 형성되어, 공기공급송풍기를 통해 공급되는 에어를 벤츄리효과로 속도를 빠르게 하여, 4채널 벤츄리노즐부로 전달시키는 미들형 벤츄리노즐부(223b)와,
미들형 벤츄리노즐부의 하단에 일체형으로 연결되고, 4개의 벤츄리관을 가지는 노즐로 형성되어, 미들형 벤츄리노즐부로부터 전달된 에어를 4개의 벤츄리관으로 나누어 4개의 노즐에서 4채널방식으로 분사시키는 4채널 벤츄리노즐부(223c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기 스마트제어부(500)는
입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 질산염측정센서(442)가 연결되어, 질산염을 측정한 센싱신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 암모니아센서(443)가 연결되어, 암모니아를 측정한 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 pH센서(444)가 연결되어, pH(수소 이온 농도)를 측정한 센싱신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 수심온도센서(445)가 연결되어, 하수의 수심온도를 측정한 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 용존산소센서(446)가 연결되어, 하수에 주입된 공기(산소)주입량을 센싱하는 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 수위센서(447)가 연결되어, 산화구에 유입된 하수의 높이 및 최종침전조의 하수의 높이를 측정하는 센싱신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 압력센서(448)가 연결되어, 하수의 압력을 측정하는 센싱신호가 입력되며, 출력단자 일측에 혐기성조의 하수 유입펌프가 연결되어, 혐기성조쪽으로 하수를 유입시키도록 하수 유입펌프(11)쪽으로 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 혐기성조의 믹서기(12)가 연결되어, 최종침전조로부터 반송되는 미생물 슬러지와 유입되는 하수가 혼합되도록 믹서기쪽으로 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 내부반송펌프(22a)가 연결되어, 호기성산화구에 있는 하수를 무산소 산화구쪽으로 반송시키도록 내부반송펌프쪽으로 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 혐기조이송펌프(31)가 연결되어, 최종 침전조의 슬러지 배출관으로부터 분기된 반송슬러지를 혐기조로 이송시키도록 혐기조이송펌프쪽으로 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 잉여슬러지 펌프(32)가 연결되어, 잉여슬러지 이송관을 통해 잉여슬러지가 농축조로 이송되도록 잉여슬러지 펌프쪽으로 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 부표형 상층교반모듈의 공기공급송풍기(221)가 연결되어, 외부의 공기를 흡입하여 벤츄리형 4채널 공기분사이젝터부로 공기를 공급하도록 공기공급송풍기쪽으로 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 프로펠러형 하층교반모듈의 프로펠러구동모터(320)가 연결되어, 무산소 산화구와 호기성 산화구의 하수 수중에서 수로와 유속을 형성시키면서, 하수와 미생물슬러지를 수중 하층 교반시키도록 프로펠러 구동모터쪽으로 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 수중슬라이드형 수질감지센서모듈의 센서용상하액츄에이터(420)가 연결되어, 멀티센서부와 슬라이드바를 상하왕복운동시키는 힘을 생성시키도록 센서용상하액츄에이터쪽으로 출력신호를 출력시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기 스마트제어부(500)는
하수 수중의 용존산소를 센싱하면서, 기준설정치를 벗어나면 부표형 상층교반모듈의 구동을 제어시켜 하수 수중의 용존산소 농도를 기준설정치에 맞게 조절시키는 용존산소농도조절제어부(510)와,
입력되는 최종침전조의 수위를 센싱한 센싱신호가 기준설정치를 넘게되면, 최종침전조 상부의 청등수를 처리조로 방류시키고, 최종침전조 하부측의 슬러지를 혐기조로 이송과 함께, 농축조 이송로 이송시켜 반송슬러지를 재순환조절하여 기준설정치에 맞게 조절시키는 반송슬러지재순환조절제어부(520)와,
슬러지농도센서로부터 전달되는 호기성산화구의 하수 수중에 있는 슬러지농도가 기준설정치보다 높으면, 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 제어하여 용존산소를 낮추고, 슬러지농도가 기준설정치보다 낮으면, 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 제어하여, 호기성 산화구의 질산화 반응을 높여, 슬러지농도를 기준설정치에 맞도록 조절시키는 MLSS농도조절제어부(530)와,
프로펠러형 하층교반모듈의 구동을 통해 무산소 산화구의 유속을 0.25～0.35m/sec의 속도로 일방향 루프회전시키고, 부표형 상층교반모듈의 구동을 통해 호기조 산화구의 하수를 0.25～0.35m/sec의 속도로 일방향 루프회전시킨 후, 24시간~60시간이라는 미생물슬러지 체류시간을 갖도록 분위기를 형성시키는 산화구 맞춤형 순환루프제어부(540)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치.
- 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈을 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 양팔 직립구조로 펼쳐서 슬라이드식으로 결합시켜 형성시키는 단계(S10)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 하수 유입펌프를 구동시켜, 하수유입관을 통해 혐기성조로 하수가 유입되도록 하고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 혐기조이송펌프를 구동시켜, 반송슬러지 이송관을 통해 최종 침전조의 저부에 침전된 미생물 슬러지가 혐기성조 내부로 유입되도록 하는 단계(S20)와,
혐기성조에서 혼합된 하수 및 슬러지가 무산소 산화구로 이송되는 단계(S30)와,
탈질을 유도하기 위해 무산소 산화구에 설치된 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈은 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에 양팔 직립구조로 펼쳐서 복수개로 형성되어, 흐르는 하수의 힘과 함께 유입되는 하수에 포함된 슬러지를 스크린망에 통과시켜 슬러지스크린절삭시키는 단계(S40)와,
탈질을 유도하기 위해 무산소 산화구에 설치된 프로펠러형 하층교반모듈은 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 일측방향으로 흘러가는 수로와 유속을 형성시키면서, 하수와 미생물슬러지를 수중 하층 교반시키는 단계(S40)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 수중슬라이드형 수질감지센서모듈이 구동되어, 무산소 산화구의 슬러지(MLSS) 농도를 센싱시킨 후, 무산소 산화구의 탈질화를 통해 기준 설정치의 슬러지(MLSS) 농도에 유지되도록 부표형 상층교반모듈과 프로펠러형 하층교반모듈을 구동제어시키는 단계(S50)와,
탈질이 이루어진 하수가 유입유속 바플을 통해 호기성 산화구로 유입되도록 하고, 그 유입된 하수는 스마트제어부의 제어신호에 따라 호기성 산화구 내부에 설치된 양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100), 부표형 상층교반모듈(200)을 구동시켜, 공기와 하수가 접촉되도록 하여 호기성 상태의 유지가 되도록 제어하는 단계(S60)와,
양팔펼침형 슬러지스크린절삭모듈(100)을 무산소 산화구와 호기성 산화구 상에서 탈착시키는 단계(S70)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 호기성 산화구 측으로 유입된 하수를 다시 내부반송펌프의 구동에 의해 무기성 산화구로 반송시키는 단계(S80)와,
호기성 산화구에서 고도처리가 된 하수는 스마트제어부의 제어신호에 따라 하수처리관을 통해 최종 침전조로 송출시키는 단계(S90)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 최종 침전조로 송출된 하수는 상기 최종 침전조에서 청등수와 슬러지의 고액분리가 이루어지게 되고, 상기 청등수는 방류되고 슬러지는 침전지 반송펌프에 의해 반송슬러지 이송관을 통해 혐기성조로 반송되며 잉여슬러지는 잉여슬러지 펌프에 의해 잉여슬러지 이송관을 통해 농축조로 이송되어 탈수 처리되는 단계(S100)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리방법.
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| KR1020210075903A KR102595488B1 (ko) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 슬러지스크린절삭효과·수중 상하층교반효과·산화구 맞춤형순환루프제어효과로 이루어진 쓰리이펙트형 뉴산화구 고도처리장치 및 방법 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116177719A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-05-30 | 湖南先导洋湖再生水有限公司 | 一种调节污水处理系统中缺氧池反应环境的方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002001382A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-08 | Toshiba Corp | 溶存酸素計測制御装置 |
| KR100415831B1 (ko) | 2003-10-09 | 2004-01-28 | 아태수기엔지니어링 주식회사 | 산화구 하수 고도처리장치 |
| KR20050024465A (ko) * | 2005-01-18 | 2005-03-10 | 주선미 | 산소공급과 부유물 포집이 용이한 수질정화용 불로워장치 |
| KR101539290B1 (ko) | 2015-01-13 | 2015-07-24 | 아태수기엔지니어링(주) | 공기공급·교반용 에어레이터, 이를 이용하는 하수, 폐수, 하천, 호소의 고도처리장치 및 고도처리방법 |
| KR102172981B1 (ko) * | 2020-06-02 | 2020-11-04 | 주식회사 모리트 | 스마트 하폐수 처리 운영시스템 |
-
2021
- 2021-06-11 KR KR1020210075903A patent/KR102595488B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002001382A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-08 | Toshiba Corp | 溶存酸素計測制御装置 |
| KR100415831B1 (ko) | 2003-10-09 | 2004-01-28 | 아태수기엔지니어링 주식회사 | 산화구 하수 고도처리장치 |
| KR20050024465A (ko) * | 2005-01-18 | 2005-03-10 | 주선미 | 산소공급과 부유물 포집이 용이한 수질정화용 불로워장치 |
| KR101539290B1 (ko) | 2015-01-13 | 2015-07-24 | 아태수기엔지니어링(주) | 공기공급·교반용 에어레이터, 이를 이용하는 하수, 폐수, 하천, 호소의 고도처리장치 및 고도처리방법 |
| KR102172981B1 (ko) * | 2020-06-02 | 2020-11-04 | 주식회사 모리트 | 스마트 하폐수 처리 운영시스템 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116177719A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-05-30 | 湖南先导洋湖再生水有限公司 | 一种调节污水处理系统中缺氧池反应环境的方法及系统 |
| CN116177719B (zh) * | 2023-04-27 | 2023-12-15 | 湖南先导洋湖再生水有限公司 | 一种调节污水处理系统中缺氧池反应环境的方法及系统 |
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