KR850002909Y1 - 수처리 장치 - Google Patents

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Description

수처리 장치

제1도는 본 고안의 기초로 되는 수처리장치의 기구적 구성 및 본 고안의 특징적 제어구성을 개략적으로 도시한 도면.

제2도는 본 고안의 원리를 설명하기 위한 필요산소 공급량과 유기물 부하량과의 관계를 도시한 그래프.

제3도는 유기물 부하변동에 따라 공급해야 할 산소함유 가스량을 결정하는 제어동작을 설명하기 위한 플로우다이어그램.

제4도는 유기물 부하변동에 대응하여 공급해야 할산 소함유가스량 및 순환수량을 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우다이어그램.

제5도는 본 고안의 다른 실시예의 원리를 설명하기 위한 그래프.

제6도는 제5도에 도시한 원리를 기초로한 제어동작을 설명하기 위한 플로우다이어그램.

제7도는 본 고안의 수처리장치의 제어부분의 하드웨어 구성을 도시한 도면.

제8도는 본 고안의 수처리장치에 있어서의 함유가스 공급장치의 변형예를 도시하기 위한 전체적 구성의 개략도.

제9도는 제8도의 산소함유가스 공급장치의 교반부분의 요부단면도.

제10도는 제9도의 x-x선의 단면도.

본 고안은 펌프에 의해 활성오니와 피처리수를 순환시킴과 동시에 산소함유가스를 수중에 공급하는 형태로, 폐수를 처리하는 수처리장치에 관한 것이다. 특히, 본 고안은 폐수에 포함된 유기물 부하량에 따라 공급해야 할 산소함유가스를 자동적으로 조정할 수 있는 수처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수처리장치는 활성오니를 포함하는 오수에 산소함유가스를 용해시켜 유기물중의 탄소를 탄산가스로 변화시켜서 부해화하여 대기로 방출한다. 따라서, 오수에 포함된 유기물이 많으면, 당연히 공급해야 할 산소 또는 산소함유가스도 증가한다. 활성오니가 수중에 충분히 용해된 산소를 이용하여 거기에 포함되는 탄소를 탄산가스화한다. 따라서, 수처리장치에 있어서, 우선, 산소를 효율적으로 수중에 용해시킬 필요가 있다. 그러나, 폭기조의 깊이가 얕은(예를 들어 4m)경우, 수중에 불어넣은 공기 또 산소는 10초정도 지나면 위로 올라오므로, 산소와 물이 접촉하는 시간이 극히 짧으며, 따라서, 수중에 녹는 산소량도 작다. 그 결과, 오수에 포함된 유기물이 많으면, 그를 분해하기에 충분한 산소를 공급할 수 없다.

한편, 수중에 용해하는 산소량은 압력에 비례하여 증사한다는 것은 헨리의 법칙에서 알려진 바이다. 따라서, 압력을 증대하는데, 폭기조의 깊이를 상당히 깊게 하는 것을 생각할 수 있고, 실제적으로 100m의 깊은 우물형 수처리장치가 이용된다. 또, 물에 대한 산소용해도를 높이기 위해서, 수중에 불어 넣는 기포의 직경을 작게 하면, 산소기포와 물의 접촉면적이 증가하므로 용해도가 높아진다. 예를 들어 100m의 깊은 우물형 폭기조에서는, 압력이 통상의 폭기조의 10배로 되므로 10배의 산소가 용해하게 된다. 게다가 산소함유가스, 예를 들어 공기를 공급오수에 불어넣어 공급하므로, 난류효과에 의해 산소기포가 상당히 작아진다. 예를 들어 1m/sec의 유속으로 물을 하강시키는 경우에, 난류효과가 발생하여 기포가 극히 미세하게 된다. 기포가 미세하게 됨과 동시에, 물과 기포의 접촉시간이 보다 길어지며, 따라서 산소용해도가 보다 높게 된다. 즉, 물에 대한 산소용해도를 상승시키기 위해서는, 압력을 높이고, 수중에 들어가는 기포의 직경을 작게 하고 접촉시간을 길게하면 좋다는 것이 알려져 있다.

본원 출원인이 출원전에 조사한 선행기술에 의하면, 예를 들어 1969년 11월 4일 오웬. 이. 브룩스외 몇명에게 허여된 미합중국 특허 제3,476,366호는 오수하강 경로로서의 내부관과 오수상승 경로로서의 외부관을 구비하고 상승유로로부터 펌프에 의해 물을 하강유로로 순환하는, 이와 같은 화학반응기의 기액접촉장치를 제시하고 있다. 처리해야 할 액에 대해서는 가스 가끊임없이 공급되고 있다. 또, 1974년 4월 16일에 리차드 이. 스피스에게 부여된 미합중국 특허 제3,804,255호도 기본적으로는 상기 미합중국 특허 제3,476,366호에 기재된 바와 같이, 펌프를 사용하여 물을 순환시킴과 동시에 물에 가스를 불어넣는 장치를 제시하고 있으며, 또 폐수처리를 주대상으로 하고 있다. 그러나 이들 미국특허는 어느 것도, 공급할 가스량을 처리할 물의 부하량에 따라 가변하는데 대한 어떤 제안도 되어 있지 않다.

또 한편, JAWWA(미국 물처리 협회잡지) 1971년 1월, 제63권 제6 내지 9페이지에 기재된 알. 이. 스피스가 쓴 "심수층 폭기법" 이라는 제목의 논문에 있어서는, 댐에 의한 심층폭기를 목적으로 한 장치가 제시되어 있다. 이 장치에서는, 펌프에 의한 물순환방식과, 산소용해도 상승을 목적으로 한 깊은 우물방식을 병용하고 있다. 그러나, 이 장치에 있어서도, 공급해야 할 산소함유가스량이 심층 유기물 부하상태에 따라 가변되지 않는다.

이상과 같이, 선행기술에 있어서는, 수중에 산소함유가스를 불어 넣는 동시에 펌프에 의해 물을 순환시키는 기술이 제시되어 있으나, 오수의 부하 또는 오탁량부하(즉, 수량 X유기물 농도)의 변동에 대한 산소함유가스를 가변화하는 것은 종래 어떠한 배려도 되어 있지 않았다. 따라서 유기물 부하가 과잉인 경우 필요한 공기(산소)량이 부족하고, 또 한편 유기물 부하가 적은 경우는 공기 또는 산소가 과잉된다. 전자의 경우는 유기물 분해가 불충분하게 되며 후자의 경우는 과폭기 현상을 초래하여 고액분리가 곤란하게 되어 모두 바람직하지 못한 현상을 발생한다. 종래는 일반적으로 펌프에 의한 양수유량 및 산소함유 가스 공급량은, 그 수처리장치의 최대처리부하를 기준으로 하여 일정량으로 미리 설정되어 있었다. 따라서, 오락부하에 상관없이 필요이상의 산소함유가스의 공급이 행해져서 가스공급을 위한 동력소비가 높아지게 되어 불경제적일 뿐만 아니라, 오탁부하가 대폭 저하한 상태가 오래 계속되면 산소가스 용존량이 과잉되어 활성오니가 자기소화하고, 상술한 바와 같이 운전을 계속할 수 없게 되거나 다음 정상운전재개에 문제를 일으킬 수 있

본 고안의 수처리장치는, 깊이방향으로 연장되도록 배치되어 폐수를 하강시키는 하강유로와, 상기 하강 유로에 인접하여 깊이방향으로 연장되도록 배치되어 상기 하강유로를 거쳐 공급되는 상기 폐수를 상승시키는 상승유로와, 상기 상승유로로부터 상기 하강유로로 상기 폐수를 순환시키기 위한 순환장치를 포함한다. 상기 하강유로에는 산소함유가스를 공급하기 위한 가스공급장치가 설치되어, 하강유로에 공급되는 폐수내에 산소함유가스를 불어넣은 다음 처리할 폐수에 포함된 유기물 부하에 상관하는 정보가 允竪품 취출된 유기물 부하에 상관하는 정보가 취출되고, 취출된 유기물 부하상관정보에 응답하여, 상기 산소함유가스의 공급량이 제어되어 그에 따라 유기물 부하량에 적당한 산소함유가스가 공급된다.

바람직한 실시예에서는 유기물 부하상관정보를 취출하기 위해, 상기 상승유로로부터 나오는 배기가스에 포함되는 탄산가스농도를 검출하는 장치가 설치된다. 상기 유기물부하 상관정도는 상기 탄산가스농도를 나타내는 정보이다. 또, 유기물부하 상관정보는 상기 산소가스 함유량을 나타내는 정보이다.

또, 바람직한 실시예에서는, 상기 순환장치에 의해 양수된 하강유로로 순환되는 물의 양은 미리 정해진 양으로 설정된다. 그리고, 공급되고 있는 산소함유 가스량이, 상기 예정순환수량에 대응하는 산소함유 가스량을 초과하였는지 판정된다. 상기 예정펌프 순환수량에 대응하는 산소함유가스를 초과한 경우, 상기 순환장치의 예정량을 초과한 순환수량을 이루도록 상기 순환수단이 제어된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 피처리수 또는 폐수에 포함되는 유기물 부하량이 직접 검출된다. 이 검출출력에 응답하여 유기물 부하량과 그에 대응하는 필요한 산소공급량 사이의 예정된 함수관계에 따라 필요한 산소공급량이 연산된다. 상기 함수관계는 미리 기억수단에 기억되어 있다. 상기 가스공급량 제어장치는 제어사이클마다 전번 데어사이클시의 산소함유가스 공급량과 상기 상관정보 취출장치로부터 취출한 정보를 비교하여 산소가스 공급량을 제어한다.

따라서, 본 고안의주괸 목적은, 폐수의 오탁량의 부하변동에 따라 공급할 산소함유가스량을 제어할 수 잇는 수처리장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 폐수의 오탁량의 부하변동에 따라 공급할 산소함유 가스량을 제어할 수 있는 동시에, 예정된 순환수량에 대응하는 산소함유가스량을 초과할 때 그를 판정하여 상기 예정된 순환수량을 증가할 수 있는 수처리장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 이런 목적 및 다른 목적, 특징, 형태 및 잇점은 첨부도면과 함께 이하 상세한 설명으로부터 한층 더 명백해질 것이다.

제1도는 본 고안의 기초인 수처리장치의 기계적인 구성 및 본 고안의 특징인 제어구성을 개략적으로 도시한 것이다. 이 수처리장치는 펌프순환 시스템을 이용한 깊은 우물형 폐수처를장치이다. 이런 형식의 수처리장치는, 기본적으로 깊이방향에 따라 배치되어, 공급되는 오수의 하강유로 A를 형성하는 내부관(2)과, 깊이방향에 따라 상기 내부관(2)을 포위하도록 배치되어 상승유로 B를 형성하는 외부관(4)을 포함한다. 이들 관은 모두 지중으로 깊게, 예를 들어 지중 100m에 매설된 상기 내부관(2)과 상기 외부관(4)은 그 저부에 있어서 연통된다. 상기 외부관(4)은 그 상부에 있어서 상기 외부관의 가로방향 크기보다 큰 폭을 갖는 탱크(6)에 연결되어 있다. 내부관(2)은 이 탱크(6)를 관통하여 탱크상방까지 연장된다. 상기 탱크(6)의 저부에는 가변용량형 펌프(8)가 연결되고, 이 펌프(8)를 거쳐 상기 내부관(2)으로 이루어지는 하강유로 A에 이르는 유로 C가 형성된다. 이로써 상승유로 B를 거쳐 상승한 물이 상기 가변용량형 펌프(8)에 의해 양수되어 유로 C를 거쳐 하강유로 A로 순환된다. 또, 상기 내부관(2)의 입구 또는 탱크(6)에는, 모두 도시하수등의 피처리수, 즉 폐수공급관(10)이 연결된다. 폐수가 공급관(10)을 거쳐서 내부관(2) 또는 탱크(6)로 공급된다. 내부관(2)과 외부관(4)사이를 활성오니를 포함하는 폐수가 흐르는 경우, 저항에 의해 예를 들어 하강유로 A와 상승유로사이에는 0.5 내지 7m의 레벨차가 형성되어 있으므로, 하강유로 A에 공급된 도시하수등의 폐수는, 하강유로 A 및 상승유로 B를 거쳐 순환된다. 필요하다면, 가변용량형 펌프(8)에 의해 하강유로 A에의 양수유량을 변경함으로써 상기 수두차의 조절을 기초로 하여 폐수의 순환속도를 변경할 수 있다. 이에 대해서는 나중 더욱 상세히 설명한다. 또, 상기 하강유로 A의 상부측에는 노즐(12)이 설치된다. 이 노즐(12)에는, 산소함유 가스흡기유로(14)를 거쳐 가변용량형 송풍기(16)에 연결된다. 이 가변용량형 송풍기(16)의 구동에 의해, 산소함유가스가 급기유로(14) 및 노즐(12)을 거쳐서 오수중에 공급된다. 공급된 산소함유가스는 오수중에 용해되고, 오수중에 포함된 유기물중 탄소를 탄산가스로 변화시킨다. 먼저 설명한 바와 같이, 이 실시예의 수처리장치는 하강유로 A와 상승유로 B와의 사이에 0.5 내지 7.0m의 레벨차가 두어진 100m수심을 갖는 깊은 우물형 稚낯梁÷堅때문에, 내부관(2) 및 외부관(4)의 저부압력은 극히 높고, 따라서 오수중에 공급된 산소함유가스가 잘 용해되고 또 송풍기(16) 및 노즐(12)을 통하여 산소함유가스가 취입됨과 동시에 펌프(8)에 의하여 순환되는 순환수의 유속에 의해 난류가 발생하고, 이 때문에 오수중에 공급된 가스의 기포가 극히 미세하게 된다. 따라서 물과의 접촉시간도 길어지며, 산소가 물에 아주 잘 녹는다.

상기 탱크(6)에 인접하여 고액분리장치(18)가 설치되어 이로써 활성오니와 정수로 분리된다. 정수는 그대로 후처리장치(20)로 공급되고, 또 활성오니는 오니제거기(33)에 의해 오니핏트(34)에 수집된다. 그리고 반송용 펌프(22)를 거치고 반송관(24)을 거쳐 하강유로 A로 공급됨과 동시에 잉여오니는 잉여오니 후처리장치(26)로 공급된다.

본 고안의 특징은 처리될 오수의 유기물 부하량에 따라 송풍기(16)를 거쳐서 오수중에 공급되는 산소함유가스량을 변화시키는 점에 있다. 그 목적으로, 유기물 부하량을 검출하기 위한 검출장치(28)와, 이 검출장치(28)의 검출출력에 응답하여, 검출된 유기물 부하량에 적합한 산소공급량을 연산하기 위한 제어기구(100)가 설치된다. 제어기구(100)는, 예정된 프로그램을 기초로 하여 필요한 산소함유가스 공급량을 연산하고, 그 연산치를 기초로 하여 가변용량형 송풍기(16)에 설치된 유량제어기구(16a)를 제어함 동시에 가변용량형 펌프(8)에 설치된 양수량 변경기구(8a)에도 제어신호를 부여한다. 본 고안의 특징인 유기물 부하량 검출수단(28)과 제어기구(100)사이의 설명은 이하 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안의 특징을 이루는 제어형태의 기본원리를 설명하기 위한 그래프이다. 일반적으로 유기물 부하량 x와, 필요한 산소 또는 공기공급량 A의 관계는 비례관계임이 알려져 있다. 즉, A=ax의 관계가 성립한다. 여기서 a는 물처리장치에 의하여 예정된 정수이며 상기 함수는 정해져 설정된다. 그러므로 어느 유기물 부하량을 x₀로 하면 상기 함수로부터 필요한 산소 또는 공기공급량 A₀가(ax₀)가 된다. 논리적으로는 상기함수에 따라 정확히 그 필요산소 또는 공기량이 구해지지만, 현실적으로는 공급하는 산소공급량은 어느 폭을 가지고 제어되므로 그에 대응하기 위하여 통상 필요한 산소 또는 공기공급량에는 어느 허용범위가 정해져 있다. 이상적인 값에서부터의 허용범위를 C라 하면 도시한 바와 같이 전체적인 허용범위는 A=ax의 직선을 끼여서 각각 A=ax+c와 A=ax-c의 두 직선의 사이가 된다. 따라서 처리되어야 할 오수에 함유된 유기물 부하를 정확히 검출하기만 하면 극히 미세하게 필요한 산소공급량을 제어할 수 있는 것이다. 유기물 부하량을 직접 검출하기 위하여 예를 들면 자외선 필터를 사용할 수가 있다. 그 상기 제2도에 표시된 A=ax의 함수를 미리 기억하여 두고 상기 자외선 필터를 투과한 광선에 의하여 조절되어 측정된 유기물 부하량에 따라 필요한 산소 또는 공기량이 연산 혹은 독출될 수 있다.

제3도는 상술한 제2도의 기본원리를 실형하기 위한 플로우다이어그램이다. 이 플로우다이어그램을 통하여 본 고안의 기본원리를 보다 상세하게 설명한다. 이 설명에 앞서 우선 가변용량형 송풍기(16)(제1도)부터 현재 공급되고 있는 산소공급량을 A_p라 한다. 이 산소공급량 A_p는 전 사이클에 있어서 연산에 의하여 결정된 양이다. 물론 이 현재 산소공급량 A_p는 송풍기(16)로부터 직접 공급되고 있는 공급량을 실측한 값이라도 좋다. 이와 같은 상황을 가정한 후에 이하 상세하게 설명 磯

(1) 산소 또는 공기공급량이 너무 많은 경우

우선 스텝 S₁에 있어서 처리되어야 할 오수에 함유된 유기물 부하량이 자외선 필터를 투과한 광성에 의하여 검출된다. 그 검출치를 x₀라 한다. 다음에 스텝 S₂에 있어서 미리 메모리 예를 들면 독출전용 메모리에 기억된 A=ax의 함수로부터, 필요한 산소 또는 공기공급량 A₀가 연산된다. 다음에 스텝 S₃에서 현제의 산소 또는 공기공급량을 기억하는 기억장치에 기억된 공급량 A_p(이 양은 전술한 바와 같이, 통산 전사이클에 있어서 결정된 양이어도 좋고 풔현재 공급하고 있는 산소함유 가스공급량을 직접 검출하여 일시 기억된 양이라도 좋다)가 독출된다. 그리고 스텝 S₄에 있어서 현재의 공급산소 또는 공기량 A_p로 부터, 스텝 S₂에 있어서 결정된 필요한 산소공급량 A₀을 감산한 값이 허용범위 C보다도 큰지가 판단된다. 지금, 현재의 산소공급량이 과다한 경우를 가정하고 있으므로(A_p-A₀)는 C보다도 커서 프로그램은 다음 스텝 S₅로 진행한다. 스텝 S₅에서는 가변용량송풍기(16)를 거쳐서 공급하는 산소함유가스의 공급량을 1단계 낮춘다. 공기공급량을 1단계 낮춘 후 다음 스텝 S₆에 있어서 현재 공기량 기어장치에 기억된 정보를 소거하여 스텝 S₅에 있어서 결정된 새로운 공기량을 A_p로서 기억한다. 이와 같이 하여 공급해야할 필요한 산소 또는 공기량의 1제어사이클이 행해진다. 현재 공급하고 잇는 산소 또는 공기량이 대응하는 적당한 범위내로 들어갈 때까지 상기 제어사이클이 반복된다. 이 사이클이 반복될 때마다 현재의 공기공급량 A_p가 작아지므로 어느 사이클의 단계에 있어서 스텝 S₄에 있어서 (A_p-A₀)가 C보다 작게 된다. 따라서 프로그램은 이번에는 스텝 S₇으로 진행한다. 스텝 S₇에서는 스텝 S₄와는 반대로 (A₀-A_p)의 값이 C보다 큰지 판정된다. 현재의 공기공급량이 제2도에 표시된 허용범위내에 있으면 (A₀-A_p)는 C보다 작다. 따라서 스텝 S₇의 판단은 "아니오"로 되며, 다음 사이클의 시작으로 진행한다. 이와같이 하여 측정한 유기물 부하량에 대응하는 적절한 산소공급량이 되게 제어된다.

(2) 현재의 산소 또는 공기공급량이 너무 적은 경우

상기(1)에 있어서 가정한 경우와 같이 프로그램은 스텝 S₁으로부터 스텝S₄까지는 마찬가지로 진행한다. 그러나 스텝 S₄에 있어서, 이 예의 경우 현재 공급하고 있는 산소공급량이 너무 적은 경우를 가정하고 있으므로(A_p-A₀)는 C보다 작게 된다. 그 결과, 프로그램은 다음S₇으로 진행한다. 스텝 S₇에서는 스텝 S₄와는 역으로(A₀-A_p)가 C보다도 큰지가 판단된다. 현재 공급하고 있는 산소량이 적으므로 판단은 "예"이다. 따라서, 스텝 S₈에 있어서 가변용량 송풍기(16)를 거쳐서 공급하고 있는 산소함유가스의 공급량을 1단계 올린다. 그리고 다음 스텝 S₉에 있어서 전술한 스텝 S₆과 같은 동작이 행하여 진다. 즉 현재의 산소공급량을 기억하는 기억수단에 저장된 정보를 소거하고 새로 결정된 정보 A_p가 저장된다. 이와같이 하여 1 제어사이클이 행하여진다. 그리고 이 제어사이클이 반복될때마다 공기공급량이 그때마다 1단계 씩올려지므로 현재 산소공급량 A_p가 상승한다. 그 결과 어느 제어사이클의 스텝 S₇에 있어서 A₀-A_p가 C보다 작게 된다. 이것은 현재 산소공급량이 제2도의 허용범위내로 되도록 제어된 것을 의미한다.

(3) 현재 공급하고 있는 산소 또는 공기공급량이 정확히 측정한 유기물 부하량에 대응하는 필요한 산소공급량 A₀의 허용범위내에 있는 경우는, 전술한 (1) 및 (2)의 경우의 설명으로부터 명백한 바와 같이 스텝 S₁, S₂, S₃, S₄및 S₇의 과정을 진행하는 사이클이 반복된다.

이상과 같은 제3도의 플로우다이어그램에 의하여, 제2도에 표시한 유기물 부하량과 그에 대응하는 필요 산소공급량 예의 제어형태가 이해될 것이다. 이와 같은 본 고안의 기본적 구성에 의하면 예를 들어 유기물 부하량이 대단히 작고 궁극적으로는 "0"으로 된 경우, 그에 따라서 필요한 산소공급량도 0이 되어 송풍기의 구동을 정지시킬 수도 있다.

제2도 및 제3도를 참조하여 설명한 상기 기본적 구성에서는 가변용량형 펌프(8)를 거쳐서 하강유로 A로 순환되는 수량을 예정된 큰 수량 W가 되게 설정하였다. 환언하면, 상기 설명에서는 하강유로에 공급하는 산소함유 가스량과 펌프를 거쳐서 순환시키는 수량과의 관계를 특히 고려할 필요가 없도록 순환수량을 큰 값 W로 설정하였다. 그러나 일반적으로는 공급해야 할 공기량 A와 순환수량 W와의 관계는 기액비(A/W 또는 A/A+W)가 0.2보다, 바람직하게는 0.16보다 작게할 필효가 있다. 왜냐하면 이 값보다 기액 胄크게 되면 크록킹 현상이 생겨 안정한 기액 2상흐름이 얻어지지 않기 때문이다. 그래서 상기 기액비를 고려하여, 필요한 산소공급량에 따라서 순환수량을 단계적으로 제어하는 것도 생각된다. 그래서 다시 제2도를 참조하여 순환수량의 제어에 관한 원리를 설명한다. 우선 초기순환수량을 W_i으로 하여 A/(A+W₁)=0.16이 되게 산소공급량 A까지의 범위를 상기 초기순환수량 W₁으로 설정한다. 그리고 A/(A+W₁)=0.16을 초과하면 순환해야 할 수량을 1단계 올려서 W₂로 설정한다. 이 순환수량이 W₁부터 W₂에의 변경은 가변용량펌프(8)를 직접 제어하여 가변해도 좋고, 또는 펌프(8)를 복수개 설치해도 좋으며 필요한 산소공급량의 변화에 따라서 단계적으로 복수개의 가변용량펌프 각각을 순차 구동하도록 제어해도 좋다. 이상과 같이하여 기액비를 미리 고려하여 그 기액비를 제어사이클마다 연산하여 순환수량을 단계적으로 증감할 수가 있다.

제4도는 제2도를 참조하여 설명한 공기량 및 순환수량을 제어하는 제어방법을 설명하기 위한 플로우다이어그램이다. 기본적으로는 제3도에서 설명한 필요한 공기 또는 산소공급량을 결정하는 스텝 S₁내지 S₉까지는 동일하다.

(1) 측정한 유기물 부하량 x₀에 대하여 현재 과잉산소 또는 공기 A_α(제2도)가 공급되고 있는 경우를 가정한다. 이 경우에는 그때까지의 제어에 따라 공급되고 있는 순환수량은 W₃인 것을 제2도로부터 알 수 있다. 이와 같은 조건일 때에 어떻게 산소공급량을 감소시키는 동시에 순환수량을 감소시키느냐에 대하여 제4도를 참조로 하여 설명한다. 실제로 공급되고 있는 공기량이 과다한 경우이므로 상기 제3도 설명의 (1)의 경우의 설명에 따라 스텝 S₁부터 스텝 S₆沮痔프로그램이 순차로 행하여진다. 그리고 스텝 S₆이후, 이번에 스텝 S₁₁에 있어서 현재 공급하고 있는 순환수량을 기억한 기억장치로부터 그 기억한 현재 순환수량 W가 독출된다. 지금의 예의 경우, W는 W₃이다. 다음에 스텝 S₁₂에 있어서 A/(A+W)가 연산되어 그 연산된 값이 0.06보다 작은지가 판정된다. 지금의 예의 경우 W는 상술한 바와 같이 W₃이지만 A는 이미 스텝 S₆에 있어서 A_α로부터 1단계 내려져서 A_α0로 되어 있다. 그리고 그 1단계 내려진 값 A_α0/(A_α0+W₃)는 0.06보다 작다. 따라서 프로그램은 스텝 S₁₂부터 스텝 S₁₃으로 진행하게 된다. 그리고 스텝 S₁₃에 있어서, 순환수량 W가 1단계 내려져서 수량이 W₂로 된다. 그리고 스텝 S₁₄에 있어서 기억장치에 저장되어 있던 전번 순환수량 W₈가 소거되어 새로 결정된 순환수량 W₂가 그 기억장치에 저장된다. 이와 같이 하여 순환수량이 1단계 내려져 새로운 정보가 기억된 후, 다시 스텝 S₁₁및 S₁₂로 진행하고 같은 조작이 반복된다. 이 경우는 스텝 S₁₂에 있어서는 이제는 W는 W₂값이고 A는 상술한 A_α0인 것에 유의하여야 한다. 그 결과 A_α0/(A_α0+W₂)는 0.06보다 커지므로 스텝 S₁₂는 "아니오"로 되어 1 제어사이클이 종료한다. 이와 같이 하여 우선 공급하여야 할 공기량이 1단계 내려진 후 그 내려진 공기량에 대응하는 순환수량이 설정된다. 다음 제어사이클에서 공기공급량이 다시 1단계 내려지면 그에 따라 대응하는 순환수량이 결정되는 것은 상술한 플로우를 반복하는 것에 의하여 용이하게 달성된다.

(2) 다음에, 현재 공급하고 있는 산소 또는 공기공급량이 유기물 부하량 X₀에 대하여 필요한 공급산소량의 허용범위보다도 적은 A_β인 경우를 가정한다.

이 경우는 상술한 제3도의 동작의 (2)의 제어사이클, 즉 스텝 S₁, S₂, S₃, S₄, S₇, S₈및 S₉까지의 스텝이 행하여진다. 그리고 스텝 S₉이후에 전술한 스텝 S₁₁과 같은 요령으로 기억장치에 저장된 현재 순환수량 W가 독출된다. 제2도로부터 알 수 있는 바와 같이 현재 순환수량은 W₁이다. 그리고 스텝 S₁₆에 있어서 A/(A+W)가 연산되어 그 연산된 값이 0.6보다도 작은지가 판정된다. A는 상술한 스텝 S₈에 있어서 공기공급량이 1단계 올려져 그 결과 필요한 허용범위내의 값 A_β0로 되어 있는 것으로 한다. 따라서 A/(A+W)=A_β0/(A_β0+W₁)으로 된다. 이 값은 제2도의 위치관계로 부터 명백한 바와 같이 0.16보다 높은 값이다. 따라서 S₁₆으로부터 프로그램은 S₁₇으로 진행하고 스텝 S₁₇에서는 순환수량 W가 1단계 올려진다. 즉 순환수량이 W₂가 되게 제어된다. 그리고 스텝 S₁₈에 있어서 기억장치에 저장되어 있던 전번 순환수량 W이 소거되어서 새로 순환수량 W₂가 저장된다. 그후 스텝 S₁₅및 S₁₆에서 같은 조작이 반복되어 A/(A+W)가 0.16보다 작게 되어서 비로소 1제어사이클이 종료한다.

물론, 유기물 부하량 X₀에 대하여 현재 공급하고 있는 산소공급량이적정한 허용범위내에 있는 경우에는 스텝 S₁`S₂, S₃, S₄및 S₇을 경유하여 1제어사이클이 종료하는 것은 명백하다.

제5도는 본 고안의 다른 실시예의 기본원리를 성명하기 위한 그래프이다. 제2도의 실시예의 경우는 유기물 부하량을 직접 측정하여 그에 대응하는 필요한 산소공급량을 직접 연산하여 구하고 있는데 대하여, 제5도의 실시예에서는 유기물 부하량을 직접 측정하지 않고 간접적으로 유기물 부하량에 상관하는 상승유로 B를 거쳐서 배출되는 배기가스의 산소농도 또는 탄산가스농도(이하 편의상 산소농도의 예에 대하여 설명한다)를 측정하고 그것을 유기물 부하에 상관하는 정보로서 취출하여 필요한 산소공급량을 구한다. 그 목적으로 제1도에서의 유기물 부하량 검출장치(28)로 산소가스 농도계를 사용한다. 그리고 탱크(6)의 상부는 상승유로부터 배출되는 가스를 밀폐하도록 뚜껑(30)이 설치된다. 이 뚜껑(30)에 관(32)을 거쳐 탱크(6)의 상방으로 배출된 배기가스가 대기로 배출되는 동시에 그 일부가 산소가스 농도계(28)에 부여된다. 이와 같이 하여 산소가스 농도계(28)는 상승유로 B를 거쳐 배출된 배기가스에 함유된 산소가스의 농도를 측정한다. 배기가스에 함유된 탄산가스를 측정하는 경우는 산소가스 농도계(28) 대신에 탄산가스 농도계를 사용할 수 聆습물론이다.

제5도의 그래프도 기본적으로는 제2도의 그래프와 같이, 세로축에는 필요한 산소 또는 공기공급량, 가로축에는 유기물 부하량을 각각 취하고 있다. 그리고 유기물 부하에 대한 필요한 산소공급량의 함수로서 직선 L₁의 함수관계가 성립한다. 그러나 이 실시예에서는 직접 유기물 부하량을 측정하는 것이 아니고 그 변수로 되는 것은 배기가스에 함유된 산소농도이다. 발기가스에 함유된 산소농도의 변화는 원점을 중심으로 한 회전방향으로 취해진다. 직선 L₂는 배기가스에 포함되는 산소농도의 최대허용치 예를 들면 배기가스중의 산소가 15%나 있는 것을 표시하고 직선 L₃는 배기가스에 함유된 산소농도의 최대허용치, 예를들어 배기가스에 함유된 산소가 5%밖에 없는 경우를 표시한다. 그리고 직선 L₂와 L₃로 둘러싸인 사선영역에 유기물 부하에 대한 필요한 산소공급량이 존재하게 제어한다. 보다 상세하게 설명하면, 우선 전제로서 지금 공급되고 있는 산소량을 A₁으로 한다. 그리고 그때의 상태에 있어서 상승유로를 거쳐 배출되는 가스중에 포함된 산소농도가 측정된다. 그때의 배기가스중에 함유된 산소농도가 최소 허용량보다도 훨씬 작은 값에 있는 것으로 한다. 그 배기가스에 함유된 산소농도의 최소 허용치보다도 작은 값에 대한 직선을 L₅라 하면 산소공급량 A₁을 나타내는 가로축에 평행한 선과 상기 직선 L₅와의 교점 A가 현재의 산소공급량과 유기물 부하량과의 관계를 나타내는 점이다. 제5도에 표시한 바와 같이 이점 A는 허용범위에서 벗어나 있으므로 공기공급량을 A₁부터 A₂로 1단계 상승시켜서 점 A₀의 허용범위까지 상승시킬 필요가 있다. 순환수량의 관계에 대하여는 제2도에 있어서 설명한 방법과 동일하다. 지금의 예의 경우 산소공급량을 1단계 올려도 순환수량 W₂의 범위내이므로 순환수량의 제어는 필요하지 않다. 그러나 만약 현재의 산소 공급량이 A₂라고 하고, 그때의 배기가스에 함유된 산소농도가 최소허용치 이하이고 예를 들면 직선 L₅로 표시되는 배기가스 산소농도로 하면 현재의 산소공급량과 유기물 부하를 나타내는 상태는 점 B로 표시된다. 이 경우도 전술한 점 A의 경우와 같은 요령으로 공기공급량을 A₂로부터 A₃로 1단계 상승시킬 필요가 있다. 그러나 이때에는 더욱 산소공급량의 증대에 따라서 기액비의 일정관계가 무너지기 때문에 순환수량도 W₂로부터 W₃로 1단계 상승시킬 필요가 있다는 것을 제5도로부터 알 수 있다.

다음에, 유기물 부하량과 산소공급량의 관계에 있어서 현재의 상태가 산소공급량이 과다인 경우를 가정한다. 산소공급량이 과다인 경우는 따라서 상승유로를 거쳐서 배출되는 가스에 포함되는 산소농도도 예정 최대허용치 예를 들어 15보다 많아진다. 지금 공급하고 있는 산소량을 A₃라 하고 그때의 배기가스에 함유된 산소농도가 예를 들어 직선 L₄로 표시되는 양이라 하면, 현재 산소공급량과 유기물 부하의 상태는 산소공급량 A₃를 나타내는 가로축에 평행한 선과 직선 L_A痼교점 C로 표시된다. 따라서 이 경우에는 공기공급량을 우선 A₃에서 A₂로 1단계 내려 허용범위에 있는 점 C₀까지 내릴 필요가 있다. 이때 아울러 순환수량도 W₃에서 W₂로 내리지 않으면 안된다. 점 D의 경우에는 산소공급량을 1단계 내리는데 그치고 순환수량은 그대로 유지하면 좋음을 알 수 있다.

제6도는 제5도에서 설명하 기본원리를 실현하기 위한 플로우다이어그램의 일실시예를 표시한 것이다. 이해를 용이하게 하기 위하여 제5도에 표시한 값 및 신호를 사용하여 구체예로서 설명한다.

(1)현재의 상태가 점 A에 있는 경우

이때는 전술한 바와 같이 필요한 제어는 산소공급량을 1단계 올리는 것이다. 우선 스텝 S₃₁에 있어서 배기가스에 포함된 산소농도를 측정한다. 스텝 S₃₂에 있어서 그 측정된 배기가스에 함유된 산소농도를 O₂로서 기억장치에 일시적으로 저장한다. 그리고 스텝 S₃₃에 있어서 그 측정된 값 O₂와 미리 기억장치에 기억되어 있는 허용최대농도 O_2MAX와의 차가 연산되어서 그 연산된 값의 정·부가 판단된다. 제5도로부터 명백한 바와 같이 점 A는 최소허용직선 L₃보다도 훨씬 작은 직선 L₅상에 있으므로 상기 차는 당연이 "부"로 된다. 따라서 프로그램은 다음 스텝 S₃₄로 진행한다. 스텝 S₃₄에서는 이번에는 스텝 S₃₁에서 측정한 산소농도 O₂와 허용최소농도 O_2MIN의 차가 연산되고 그 차의 정·부가 판정된다. 배기가스 O₂농도는 상술한 L₅상에 있으므로 역시 상기 차도 또 "부"이다. 따라서 프로그램은 스텝 S₃₅로 진행한다. 스텝 S₃₅에서 공기량이 1단계 올려져 A₁에서 A₂로 된다. 스텝 S₃₆에서는, 현재 산소공급량을 기억하는 기억장치에 기억된 현재 산소공급량, 이 경우 A₁이 소거되어서 새로이 A₂가 기억된다. 그후 스텝 S₃₇에 있어서 현재 순환수량 W가 독출된다. 현재 순환수량은 제5도부터 명백한 바와 같이 W₂이다.

다음 스텝 S₃₈에 있어서 A(A+W)가 연산되어서 그 연산된 값이 0.16보다 작은지가 판단된다. 이번 예의 경우, A/(A+W)=A₂/(A₂+W₂)이고, 그것은 제5도로부터도 명백한 바와 같이 0.6보다 작다. 따라서 프로그램은 스텝 S₃₈로 부터 다음 제어사이클을 위해 스텝 S₃₁로 돌아온다. 이와 같이 하여 1제어사이클에 있어서 점 A가 허용범위내에 있는 A₀로 되도록 제어된다.

(2) 현재의 상태가 점 B에 있는 경우

이경우는 산소공급량을 1단계 올리는 동시에 순환수량도 1단계 올릴 필요가있다. 산소 공급량을 1단계 올릴때거지의 조작은 상술한 (1)의 경우와 같이 스텝 S₃₁로부터 스텝 S₃₈까지를 진행함으로써 행해진다. 스텝 S₃₈에서 행해지는 연산 A/(A+W)은 이예의 경우 A₃/(A₃+W₂)이다. 이 값은 명백하게 0.16보다 크게 되어 있으므로 스텝 S₃₈의 판단은 "아니오"로 된다. 따라서 프로그램은 스텝 S₃₉로 진행하고 스텝 S₃₈에 있어서 순환수량을 1단계 올려서 W₂로부터 W₃로 한다. 그후 스텝 S₄₀에 있어서 기억장치에 기억되어 있던 그때까지의 순환수량을 1단계 올려서 W₂로부터 W₃로 한다. 그후 스텝 S₄₀에 있어서 기억장치에 기억되어 있던 그때까지의 순환수량 W, 이번 예의 경우 W₂가 소거되어 새로 설정된 순환수량 W₃가 기억장치에 저장된다. 그후 다시 스텝 S₃₇로 돌아와서 현재의 W가 독출된다. 현재의 W는 직전의 스텝 S₄₀에 있어서 W₂부터 W₃로 갱신되어 있으므로 이번에 독출된 순환수량 W는 W₃로 된다. 그리고, 스텝 S₃₈에 있어서 이번에는 A/(A+W)=A₃/(A₃+W₃)로 되므로 당연히 그 값은 0.16보다도 작게 되어 그 판단은 "예"로 된다. 이와같이 하여 산소공급량과 그에 필요한 순환수량이 제어된다.

(3)현재의 상태가 점 C에 있는 경우

이 경우는 현재 공급하고 있는 산소량이 과다한 경우이다. 스텝 S₃₁, S₃₂및 S₃₃까지의 스텝은 상기(1)에서 표시한 경우와 같다. 스텝 S₃₃에 있어서 (O₂-O_2MAX)는 이번에는 정으로 된다. 왜냐하면 배기가스에 함유된 산소의 측정치 O₂는 O_2MAX를 나타내는 직선 L₂보다 훨씬 큰 값을 표시하는 직선 L₄상에 있기 때문이다. 따라서 프로그램은 스텝 S₃₃로부터 S₄₁로 진행한다. 그리고 스텝 S₄₁에 있어서 현재 공기량 A₃로부터 1단계 내려져서 A₂로 된다. 스텝 S₄₂에서는 기억장치에 저장되어 잇던 그때까지의 공기공급량 A₂가 소거되어 새로 설정된 공급량 A₂가 기억장치에 저장된다. 그리고 스텝 S₄₃에 있어서 현재의 순환수량 W가 독출된다. 현재의 순환수향 W는 이번예의 경우 W₃이다. 그리고 스텝 S₄₄에 있어서 A/(A+W)가 연산되지만 이번 예의 경우에는 A/A+W=A₂/(A₂+A₃)이고 이것이 0.06보다 작은지가 판단된다. 순환수량은 W₃그대로인데 대하여 공기공급량은 A₃로부터 A₂로 내려져 있으므로 그 연산한 값은 당연히 0.06보다 작게된다. 따라서 프로그램은 다음 스텝 S₄₅로 진행하고 스텝 S₄₅에 있어서 순환수량 W가 1단계 내려져서 W₃로부터 W₂로 강하한다. 그리고 스텝 S₄₆에 있어서 기억장치에 저장되어 있던 그때까지의 순환수량 W₃가 소거되어서 새로 순환수량 W₂가 기억장치에 저장된다. 그후 스텝 S₄₃로 돌아가서 다시 기억장치로부터 현재의 순환수량이 독출된다. 스텝 S₄₆에 있어서 새로이 설정한 순환수량 W₂가 기억되어 있으므로 이번에 독출되는 순환수량 W는 W₂이다. 따라서 다음 스텝 S₄₄에서는 A/(A+W)은 A₂/(A₂+W₂)로 되며 이 값은 당연히 0.06보다 큰 값이므로 스텝 S₄₄의 판단은 "아니오"로 된다. 이와 같이 하여 필요한 산소공급량이 1단계 내려지는 동시에 순환수량도 1단계 내려진다.

(4)현재의 상태가 점D에 있는 경우

이 경우에는 상기 (3)과 같이 스텝 S₃₁, S₃₂, S₃₃, S₄₁, S₄₂, S₄₃및 S₄₄까지가 행해진다. 그리고 스텝 S₄₄에서는 A/(A+W)은 A₃/(A₃+W₃)가 되므로 그 연산치는 당연히 0.06보다 큰 값으로 되기 때문에 스텝 S₄₄의 판단은 "아니오"로 된다. 이와 같이 하여 이 예의 경우에는 단지 공기공급량을 1단계 내리는데 그친다.

(5) 현재의 상태가 점 E₁에 있는 경우

이 예의 경우에는 배기가스에 함유된 산소농도의 검출치가 극히 낮은 경우, 따라서 산소공급량을 간지 1단계 상승시키는 것만으로는 부족한 경우를 표시한다. 기본적으로는 상기 (1) 및 (2)의 스텝을 반복하는데 불과한 것임을 쉽게 이해될 것이다. 우선 점 E₁에서부터 E₂로 상승할 때는 상기(2)의 경우의 동작에따라 공기공급량을 1단계 올리는 동시에 순환수량도 1단계 올려진다. 그리고 다음의 제어사이클에 있어서 점 E₂로부터 E₃로 상승되어 이때는 상술한 (1)의 동작에 따라 공기공급량의 1단계 상승만이 행해진다. 이어서 점 E₃로부터 E₄로의 이행도 역시 상술한 (1)의 동작이 행하여진다. 이와 같이 하여 3회의 제어사이클이 반복된 결과 유기물 부하에 대한 필요한 산소공급량 및 순환수량이 결정된다.

제6도의 실시예에서는 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하고 그 산소농도를 기준으로 하여 필요한 공기공급량 및 순환수량을 제어해 나가는 순서를 표시하였지만 전술한 바와 같이 배기가스에 함유된 탄산가스농도를 검출하고 그것을 기초로 하여 필요한 산소공급량 및 순환수량을 제어할 수도 있다. 이 경우 스텝 S₃₁에서 O₂농도를 측정하는 대신에 탄산가스농도를 측정함으로써, 따라서 스텝 S₃₂에서는 CO₂가 기억되게 된다. 그리고 스텝 S₃₃에서는 (CO₂-CO_2MIN)<0의 판단이 행하여진다. 또 스텝 S₃₄에서는 (CO₂-CO_2MAX)>0의 판정이 행하여진다. 물론, CO_2MIN및 CO_2MAX는 각각 허용최소농도 및 허용최대농도를 표시한다. 배기가스에 함유된 산소농도와 탄산가스농도는 서로 반비례하기 때문에 탄산가스농도를 측정하는 경우에는 제6도에 잇어서의 스텝 S₃₃과 S₃₄의 관계가 역으로 되어 있는 것이 이해될 것이다.

제7도는 본 고안의 제어부부느이 하드웨어구성을 표시하는 블럭도이다. 기본적으로는 제어부는 중앙처리장치(110)와, 예정된 프로그램, 예를 들어 제3도, 제4도 및 제6도와 같은 프로그램을 기억하는 제1 독출전용 메모리(120)와 유기물 부하량 측정치로부터 필요한 산소공급량을 연산하기 위해 예정된 제2도와 같은 함수를 기억하는 제2 독출전용 메모리(130)와, 검출 혹은 측정된 데이타를 기억하기 위한 랜덤 억세스 매모리(140)와 입출력 포오트(150)를 포함한다. 유기물 부하량에 상관하는 정보를 검출하기 ㎸검출장치(200)로부터 검출된 정보, 예를 들어 배기가스중 탄산가스 농도정보 또는 배기가스중 산소가스농도 또는 유기물 부라량 정보, 공급하고 있는 공기량을 검출하는 검출장치(210)로부터 검출된 현재 공급하고 있는 공급공기량 정보 및 펌프에 의하여 상승유로로부터 하강유로로 순환되는 순환수량검출장치(220)로 부터 검출된 현재 순환하고 있는 유량정보가 각각 독출전용 메모리(120 및 130), 랜덤억세스 메모리(140) 및 입출력 포오트(150)와 통신하기위하여 입출력 인터페이스(160) 및 데이타 버스(170)를 거쳐서 전송된다. 또 중앙처리장치(110)와 독출전용 메모리(120 및 130), 랜덤억세스메모리(140) 및 입출력 포오트(150)의 사이에는 제어버스(180) 및 어드레스 버스(190)가 설치되어 있다. 보다 상세하세 설명하면 랜덤억세스메모리(140)는 전송되는 데이타를 위한 기억장치로서 이용된다. 예를 들면 배기가스중 산소가스농도가 검출된 경우는 그 검출된 산소가스 농도정보가 입출력 인터페이스(160) 입출력 포오트(150) 및 데이타 버스(170)를 거쳐서 랜덤억세스메모리(140)로 저장된다. 또 중앙처리장치(110)는 독출전용메모리(120)에 저장된 프로그램에 따라 일련의 처리동작 행한다. 독출전용 메모리(120)에 저장된 프로그램에 따라 중앙처리장치(110)에서 행해진 연산에 의하여 새로 설정된 산소공급량 및 순환수량은 데이타 버스(170)를 거처서 랜덤 억세스 메모리(140)로 저장되는 동시에 데이타버스(170) 및 입출력 포오트(150), 입출력 인터페이스(160)를 거쳐서 공급공기량 제어장치(230) 및 순환수량 제어장치(240)에 부여된다.

또 예를 들면 제4도의 프로그램에 있어서 현재 공기공급량이나 현재 순환수량을 사용하는 스텝이 있지만, 이들 정보는 공급공기량 검출장치(210)나 순환수량 검출장치(220)로부터 부여되어서 랜덤 억세스 메모리에 저장된 정보를 사용할 수가 있지만, 공급공기량이나 순환수량은 전번 제어사이클에 있어서 결정된 공급공기량 및 순환수량인 것이 통산적이므로 전번 제어사이클에 있어서 결정된 공급공기량 및 순환수량을 랜덤 억세스 메모리(140)에 저장하여 그 저장된 정보를 독출하게 할 수도 있다.

제8도는 본 고안의 수처리장치에 있어서의 산소함유 가스공급장치의 변형예를 표시하기 위한 전체구성의 개략도이다. 전에 설명한 바와 같이 피처리 수중에의 산소가스의 용해를 양호하게 행할 수 있게 하기위해서는 공급해야 할 산소함유가스의 수증기포를 될 수 있는 한 미셔하게 하는 것이 좋다. 제8도의 실시예는 그와 같은 기포를 미세화하기 위한 개량점을 포함한다. 기본적 구성은 제1도에 표시된 것과 같다. 따라서 제1도에 표시한 참조번호에 의하여 표시되는 소자와 동일 또는 유사한 부분에는 동일의 참조번호를 붙인다. 제8도의 변형예에서는 노즐(12)의 출구(12a)의 하부 가까이에 스크류(50)가 피처리수에 하강방향으로의 추진류를 일으키는 상태로 회전구동 가능하게 설치되어 있다. 노즐(12)로부터 공급된 산소함유 가스등의 기포가 상기 스크류(50)에 의하여 강제적으로 교반되어 미세화되는 동시에 하향순환류가 발생되어서 잘 하강 유도된다.

제9도 및 제10도는 제8도의 강제교반부분의 다른 변형예를 표시한다. 이 변형예에 의하면 구동회전가능하게 중공축(60)에 설치되어 이 중공축(60)의 하단에는 그 중공축의 직경보다도 큰 직경을 가진 바닥있는 통형부재(61)가 연결된다. 통형부재(61)의 주위방향에는 소정간격을 두어서 스크류 우근(62)이 설치된다. 그 우근(62)의 각각의 회전방향 하류측에 근접하여 위치되는 출구(12a)가 설치된다. 산소함유가스를 공급하는 공급관(14)과 상기 중공축(60)은 회전조인트(63))에 의하여 연통되도록 연결되어 있다. 따라서 압축기(16)로부터 공급관(14)을 거쳐서 송급된 산소함유가스는 회전조인트(63)및 중공축(60)을 거쳐서 노즐(12)의 출구(12a)에 이른다. 출구(12a)를 거쳐서 토출된 가스는 그 회전방향 하류측으로 위치결정된 스크류 우근(62)에 의하여 미세화 기포로 된다. 이와같은 구성에 의하면, 산소함유가스를 공급할 때에 우근(12)의 회전에 따라 감압분위기가 얻어지므로 출구(12a)의 각각에 대하여 이 피처리수로부터의 수압이 저감될 수 있고, 따라서 그 가스공급압력, 즉 압축기(16)의 동력을 보다 작게할 수 있다. 처처리수증으로의 산소함유가스 미세화등, 수중에서 기포를 미세화하기 위하여 전술한 바와 같이 스크류(50)나 스크류날개(62)등에는 각종 구조적 변형이 가능한 것은 당업자이면 쉽게 이해될 것이다.

이와 같이 제8도 내지 제10도에 표시된 실시예에 의하면, 처리수중에 공급된 산소함유가스의 기포가 미세화되므로 그들의 공급가스의 부력을 감소할 수가 있고 따라서 압축기등에 있어서 그 가스공급을 위한 동력을 작게 하여 피처리수와 함께 양호하게 하강 유동시킬 수가 있다. 더우기, 기포가 미세하기 때문에 샨소가스를 양호하게 가압용해시킬수가 있다. 또, 공급가스의 부상을 억제할 수 있으므로 하강유동에 수반하여 하강유로 A의 상단측 내주면 가까이에 발생부착하는 기포의 성장을 공급가스에 의하여 조장하는 것이 방지된다. 따라서 기포가 공기덩어리로 성장하여 그것이 파열함으로써 생기는 피처리수의 누출등의 문제의 발생도 억제할 수가 있다.

이상 설명한 실시예는 예로서 든 것으로, 변형도 가능하다. 예를 들면 배기가스에 함유된 산소함유율을 검출하기 위하여 가스분석에 의하여 그 O₂의 함유율을 검출할 수도 있다. 또 가변용량형 송풍기 또는 압축기(16)부터 급기유로(14)를 거쳐서 피처리 수중에 공급되는 산소함유가스의 양은 제어기구(100)에 있어서 연산된 값을 이용하고 있지만 급기유로(14)로부터 직접 공급량을 실측할 수도 있다.

Claims (1)

1. 깊이방향으로 연장배치되어 상기 피처리수와 활성오니를 하강시키기 위한 하강유로와, 상기 하강유로의 외측에 인접하여 깊이방향으로 연장배치되어 상기 하강유로 거쳐서 공급되는 상기 폐수를 상승시키기 위한 상승유로와, 상기 상승유로로부터 상기 하강유로로 폐수를 양수하여 순환시키는 순환장치를 포함하는 유기물 함유폐수를 처리하기 위한 수처리장치에 있어서, 상기 하강유로에 산소함유가스를 공급하기 위한 가스공급장치와, 상기 상승유로 또는 하강유로에 작동적으로 설치되어 상기 공급된 폐수에 함유된 유기물 부하에 상관하는 정보를 취출하는 유기물 부하상관 정보취출장치와, 상기유기물 부하상관 정보취출장치로부터의 정보에 대응하여 상기 산소함유 가스공급장치의 공급량을 제어하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.