KR880000150B1 - 폭기식 고도 폐수처리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폭기식 고도 폐수처리장치

제1도는 본 발명에 따른 폭기식 고도폐수처리장치의 한 실시예에 대한 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 처리부 2 : 세라믹입상물

3 : 폐수저장부 4 : 방해판

5 : 공기분산장치 6 : 오니인출관

7 : 폐수공급관 8, 9 : 송수관

10 : 방수로 11 : 송기장치

12a, 12b : 공기분산관 13 : 출구관

14 : 맨홀 15 : 물통

16 : 역세수(逆洗水) 급송관 가 : 폭기조

나 : 저장조 다 : 생물막처리겸여과조

S : 여과층 T : 처리공

W.L : 도입폐수레벨 W : 공급관

본 발명은 유기물질 등의 오염혼탁물질을 함유한 폐수를 정제하는 폭기식(曝氣式)폐수처리장치에 관한 것으로써, 특히, 일반적인 페수처리장치를 구성하는 폭기조와 저장조 및 세라믹 입상물(粒狀物)이 충전되어 있는 생물막여과조에 의해 고농도 유기폐수를 효율적으로 단시간내에 처리할 수 있도록 된 폭기식 고도 폐수처리장치에 관한 것이다.

종래의 폐수처리장치는 유기물질등이 함유된 오염 폐수를 처리하는 방법으로서 활성오니(活性汚泥)법 즉, 유입되는 폐수와 미생물로 이루어진 활성오니와의 반응을 수행하는 폭기조내에서 활성오니의 생물동화작용을 이용하여 유기물질등의 오염혼탁물질을 분해 제거할 때 이 방법이 사용되고 있으나, 이러한 방법에서는 생물동화작용이 종료된 활성오니 자체가 미생물 세포형태의 오니 등으로 변화되어 폭기조 내부에서 떠다니므로 처리수를 현탁하게 하고, 결국은 침적되기 때문에 항상 조내부로 부터 오니를 분리시켜 제거해 내야 하며, 조내부에서 활성오니를 배양하기 위해서는 분리된 오니의 일부를 다시 반송시켜서 조내부의 오니량을 조절해야 하는 번거로움이 있다. 또한 상기의 방법으로 처리된 폐수가 외부로 방류될 경우에는 처리수중에 정제되지 않고 잔존하는 유기물질 등의 혼탁물질과 물에 불용성인 현탁고형물이 존재하는 경우가 있기 때문에 수질오염의 큰 원인이 되고 있으므로 일반적으로 수직을 개선하기 위하여 상기의 활성오니법에 의한 피처리수를 재사용하거나 순환 사용하여 2차 처리나 3차 처리와 같은 정밀처리로 반복처리하는 경우가 대부분이었다.

그러나, 이와 같은 활성오니법을 이용하여 2차 처리나 3차 처리 즉, 정밀처리를 반복시행하여 폐수를 정제할 경우에는 상기 방법의 처리능력에 한계가 있기 때문에 최근에는 정밀화처리를 행하는 고도처리로서, 조 내부의 여과제에 활성오니를 정착시키고 폭기장치를 사용하여 폭기로 조내부에 산소를 공급하고 도입된 폐수의 유통작용을 일으켜서 정화를 수행하는 접촉폭기장치를 상당히 많이 이용하고 있다.

그렇지만, 상기의 여과재는 단순히 목재, 콜-크, 암석, 광재(鑛材)등의 폐산물등을 제조성분으로 하여 구성되었기 때문에 활성오니에 대한 유효표면적이 극히 작으며, BOD부하량도 떨어지기 때문에 여과재에 정착된 활성오니의 생물동화작용이 원활하게 이루어지지 않게 되어 폐수처리 효율이 나쁘게 됨은 물론 미반응오니가 대량으로 발생되는 현상을 초래하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 이와 같은 종래의 폐수처리장치에 있어서의 결점을 해결하기 위하여 활성오니를 정착시키고 유효표면적이 대단히 넓은 세라믹입상물로된 충전재로 처리부를 구성하고 있는 폭기조와, 이 폭기조로 부터의 처리수를 연속해서 고도로 처리하기 위하여 폐수 저장조로부터 이송된 폐수를 또다시 세라믹 입상물을 적층시켜서 된 생물막 처리겸여과조에 수용하여 효율좋게 고도처리하기 위한 폭기식 고도폐수처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명는 도입된 페수를 일정레벨로 수용할 수 있는 내부용적을 가지는 동시에, 폐수의 유동방향과 수직으로 일정한 간격을 유지하며 망체등의 유공(有孔)재료로 형성된 다수의 처리부를 그 상부가 도입페수레벨보다 높게 되도록 세워 설치시키고, 상기 처리부간의 사이에 형성된 폐수저장부의 하부에는 각각 공기분산장치를 설치시켜서 된 폭기조와,

실질적으로 상기 폭기조와 파이프체 등으로 연결되어 폭기조로부터의 처리수를 수용할 수 있는 용적을 갖고 내부에는 송기 장치와 처리수 출구관이 배설되어 있으며, 자갈층, 모래층으로 된 여과층을 적층시켜서 일종의 처리부를 형성시켜서 된 생물막 처리겸여과조(다) 및,

상기 폭기조와 생물막 처리겸여과조 사이에 위치되어 폭기조에서 처리된 처리수를 일단 저장하여 생물막 처리겸여과조로 오버 플로우 시켜주도록 설치된 저장도로 되어 있으면서,

상기의 각 처리부에는 점토를 주성분으로 하고 이것에 기공형성용 재료를 첨가 혼합시킨후 소성시켜서제조된 다기공성의 세라믹입상물이 충전 또는 적층되어져 있는 것을 특징으로 하는 폭기식 고도폐수처리장치이다.

이하 본발명에 따른 장치를 예시된 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 도면중 A는 콘크리트와 금속 및 합성수지 등으로 제조된 폭기조로써, 각종 산업에서 배출되는 폐수를 압력펌프와 공급관(W)등의 공급 수단을 이용하여 폭기조(가) 내부로 도입할 수 있으며, 도입된 폐수를 일정 레벨로 수용할 수 있는 크기와 용량을 갖고 있을 뿐 아니라 그 내부에는 폭기조(가)내의 페수유동방향과 수직되는 위치로 적당한 간격을 유지하면서 스테인레스등 망체로 조립되어 진 베럴(Barrel)형태의 처리부(1)를 다수 세워 설치시키고, 그 내부에는 활성오니를 정착시키기 위한 세라믹 입상물(2)을 충전시킨다.

본 발명에 따르면, 이때 충전되는 세라믹입상물(2)은 점토를 주성분으로 하고, 여기에 왕겨, 톱밥, 우레탄 분말 등의 기공형성용 재료를 첨가 혼합시킨 후 소정시켜서 된 다기공성의 구조을 이루며, 경도가 강하여 페수등과 접촉하여도 쉽게 변형 또는 분말화되지 않는 것이다. 또한 활성오니를 정착시키는데 필요한 표면적은 예를 들면, 부피가 1m³인 세라믹입상물을 충전시켜서 적층시킨 경우는 6.00,000m²의 매우 넓은 표면적을 가지며, 활성오니를 구성하는 호기성균, 중간균, 혐기성균 등의 균체등이 각각 정착 배양되기 쉽게 적당한 형상으로 이루어져 있다.

본 발명에 따르면 상기와 같은 세라믹 입상물(2)의 원료를 점토와 규석의 혼합물에 기공형성재료를 첨가시킨 후 소성시켜 다기공성상의 세라믹 입상물로 제조하여 사용하여도 가능하다.

한편, 폭기조(가)의 하부에는 공기분산장치(5)가 설치되어 있고, 이 장치의 밑이는 폐수를 처리시키고 회수함에 따라 축적되는 오니 등의 침강물을 인출해 내고, 분리해 내기 위한 오니인출관(6)이 설치되어 있다.

이와 같이 본 발명의 폭기조(가)내에는 세라믹 입상물(2)이 충전된 처리부(1)가 설치되고, 이 처리부(1)와 교대로 간격을 유지하며 설계된 폐수저장부(3)가 존재하며, 저장부(3)내에는 방해판(4)과 공기 분산장치(5), 그리고 오니인출관(6)이 설치되어 폭기조(가)내로 도입된 폐수를 순차적으로 즉, 도면에 도시된 화살표방향으로 유동시켜 청정화 처리를 행할 수 있도록 형성되어 있다.

따라서, 도면에 예시된 것처럼 폭기조(가)내의 각 처리부(1)의 상부(1a)를 반드시 도입폐수레벨보다 위쪽에 위치시켜야만 고농도의 혼탁오염된 폐수가 각 처리부(1)에 의해 청정화처리가 되어 도면의 화살표 방향으로 이동하게 된다.

또한, 처리부(1)의 저면에 맞닿은 폭기조면(1b)은 첨부된 도면에 예시한 것처럼 각각 세워진 설치시키고, 상기 처리부(1)의 저면을 상기 폭기조면(1b)상측에 설치시키면 폭기조(가) 내의 페수저장부(3) 저면에 침적되어 있는 불필요한 오니등의 침전물을 세라믹입상물(2)에 정착시킨 활성오니에 접촉시키지 않고 활성오니의 생물동화작용을 일으킬 수 있으므로 폐수의 정화작용이 신속하게 진행될 수 있다.

한편, 도면중에 8로 표시된 것은 폭기조(가)로 부터의 처리수를 저장조(나)에 수송하는 공급관이며, 저장조(나)는 폭기조(가)에서 처리시킨 처리수를 잠시 저장하는 역할을 하는 바, 이 저장조(나)는 일정한 수용량 이상으로 되면 처리수를 오보플로우(over flow)시켜서 생물막처리겸여과조(다)에 공급시키게 된다.

이와 같은 저장조(나)내의 상부에는, 공급관(8)의 선단부(8a)가 연장되어있고, 이 주위를 포위하는 것처럼 되어 있는 깔대기형의 안내부(b₁)가 설치되어 있기 때문에, 폭기조(가)로 부터 도입되는 처리수가 흩어짐이 없이 정적으로 저장조(나)내에 수용되어 저장조(나)의 저부(b₂)에 침강되어 있는 현탁고형물 등이 흩트로지지 않게끔 되어 있다.

또한 폭기조(가)로부터 유입된 처리수는 고도처리의 과정을 거치기 위하여 저장조(나)를 거쳐 송수관(9)을 따라 금속 또는 합성수지등을 주성분으로하여 제조된 생물막 처리겸여과조(다)로 급송되는데, 여기서 생물막 처리겸여과조(다)는 저장조(나)로 부터 급송되는 1차 처리수를 충분히 수용할 수 있는 용적을 갖도록 제조되어 있다.

또한, 첨부된 도면에 도시한 바와 같이 생물막 처리겸여과조(다)내부에는 하면으로부터 각형인 자갈과 규석 등으로 이루어진 약 3cm정도의 조립층(S₃)과 각형인 세립자갈로 이루어진 약 4mm정도의 자갈층(S₂) 및 약 1mm정도의 모래층(S₁)으로 여과층(S)이 구성되어 있고, 이러한 여과층(S)의 상면에는 약 2내지 3cm정도의 입도를 가진 각형의 세라믹 입상물(2)이 적층되어 처리층 (T)를 형성시킨다. 여기서, 세라믹 입상물(2)은 상기 폭기조(가)의 처리부(1)에 충전된 것과 성분 및 형태가 동일한 것을 사용하는 것이 좋다.

한편, 상기의 조(다)내부로 공기를 공급하는 것은 외부에 설치되어 있는 송풍기(도시되지 않은)와 송기장치(11) 및 송기관(11a)에 연결된 또다른 송기관(12a, 12b)에 의해 공급되며,

상기 조(다)의 저부에는, 자갈층(S₃)의 상면에 접하게끔 스트레이너(13a)를 설치시켜서 된 처리수출구관(13)이 가로로 설치되어져서 상기 조(다)의 외부로 돌기 되어져 있으며 별도로 설치된 처리수 저장탱크 등에 연결될 수 있다.

그리고, 첨부도면에 도시한 바와 같이 출구관(13)에 장치되어 있는 밸브(13b)를 조절하면 역송수가 가능토록 송수회로가 형성되어 있고 정기적으로 역송수를 할 수 있도록 송수회로에 타이며(timer)등을 부착하여 여과층(s)에 부착되어 있는 현탁고형물을 제거하는데 기여할 수 있도록 되어 있다.

다시 말해서 생물막 처리겸여과조(다)의 저부에는 역으로 세척할 때에만 공기를 공급하는 공기분산관(12b)과 함께, 스트레이너(13a)면을 통하여 급송되는 역세수에 의하여 여과층(S)과 처리층(T)에 부착된 현탁고형물 등을 부유상태로 만든 다음, 상기 조(다)의 수면상부에 위치된 물통(15)에 현탁고형물이 수거되게끔하여, 역세수 공급관(1b)을 통하여 1차처리조(가) 및 기타 폐수 저장조등에 현탁고형물을 보낼 수 있도록 구성되어져 있다.

또한, 물통(15)은 역세수의 수량에 의하여 상기 조(다)내의 현탁고형물을 조(다)의 외부로 배출시킬 수 있도록 조(다)의 수면레벨을 감안하여 설치되도록 한다.

본 발명의 첨부된 도면중에 표시된 부호중 미설명 부호 14는 생물막 처리겸여과조(다)내의 자갈과 모래 혹은 세라믹 입상물(2)등을 충전시킬때 이용하는 맨홀(manhole)이며, 10은 상기 조(다)내에서 외부로 통하는 방수로(放水路)를 나타낸다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 장치에 의하면, 폭기조(가)내의 좌측인 저장부(3)에 도입된 폐수가 방해판(4)에 의하여 수평류, 수직류, 난류등을 동반하는 유동상태로 변화할때, 공기분산장치(5)에 의해 공기가 확산됨으로서 폐수내에 용존산소가 증가하여 저장부(3)와 처리부(1) 사이에 충전시킨 세라믹입상물(2)에 정착하여 생식하는 호기성균, 중간균, 혐기성균인 활성오니의 식물동화작용이 활발하게 진행되어 한꺼번에 폐수의 청정화 작용이 실시되는 바, 도면중에 도시한 화살표 방향으로 처리폐수가 유동되어 처리부(1)의 설치갯수에 따라 매시 정밀화 처리가 진행되는 것이다.

또한, 계속해서 상기 폭기조(가)에서 1차 처리가 끝난 처리수는 송수관(8)을 통해 저장조(나)로 송수된 후, 다시 송수관(9)을 통하여 처리조(다)내에 수용되게 되며, 이때 처리수가 처리층(T)의 상부에 위치되도록 하면 공기분산관(12a)에서 확산되는 압송공기에 의해 와류가 발생되면서 용존산소량은 급격히 증가하게 된다.

여기서, 처리수를 적당히 체류시킨 다음 처리층(T)의 상층을 형성하는 세라믹입상물(2)에 정착시켜둔 활성오니에 접촉 시킴으로써 단일공정으로 피처리수에 함유되어 있는 유기물등의 오염혼탁물질을 처리시키고 오니를 소화시켜서 BOD가 거의 0에 가깝게 제거되도록 한다.

한편, 세라믹 입상물로 된 2개의 층을 통과한 처리수는 모래층(S₁)과 자갈층(S₂, S₃)으로 이루어진 여과층(S)에 의해 주로 현탁고형물이 제거되는 청정화가 진행됨은 물론 상기 처리과정으로 발생하는 오니화된 현탁고형물도 본여과층(S)에 의해 제거작용이 이루어진다.

이와 같은 방법에 의해 청정화된 처리수는 출구관(13)의 스트레이너(13a)면에서 출구관(13)내부로 유입되어 출구관(13)을 따라서 생물막처리겸 여과조(다)외부로 유출되어진 다음에 직접 정밀처리수로서 재이용되거나 기타의 저장소에 저장된다:

반면에 피처리수의 양이 많았다거나, 처리된 회수가 여러번일 경우에 현탁고형물이 처리조내에 축적되어 처리층(T)의 막힘이 발생하게 되는데, 이때는 피처리수의 공급을 일단 중지시키고 역세수기구를 사용하여 처리조(다)내의 현탁고형물을 물통(15)에 집약시키면서 처리조(다)외부로 배출시키면 된다.

그러나, 이때 역세수에 의해 일시 요동된 세라믹 입상물(2)층, 모래층(S₁), 자갈층(S₂, S₃)은 바중이 각각 다르기 때문에 역세수의 급속을 종료하면 즉각 원상태로 되어 처리조(다)의 재사용에는 아무런 지장도 초래하지 않는다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

높이 3,000mm, 길이 2,500mm의 상자형으로 된 폭기조내에 가로 방향으로 300mm의 간격을 두고 폭 250mm, 높이 2,500mm인 여러개의 스테인레스제 망체로 조립된 처리부를 조내부의 저면에 세워진 상태로 설치시키고, 이 각 처리부 사이에 위치되는 폐수저장부에는 다공판체로된 방해판과 공기분산장치 및 오니인출관을 설치시키며, 상기의 처리부내에는 20 내지 30mm정도의 각이진 부정형의 세라믹 입상물을 충전시켜서 할성오니가 정착되게 하는 동시에,

이와 같이 형성된 본 발명의 조내에 BOD가 1,500ppm이고 현탁고형물일 760ppm의 주조(酒造)폐수를 유입시킨다.

유입된 폐수는 방해판에 의하여 와류로 변하게 되고 설치되어 있는 공기분산장치에 의하여 확산유동시킨 다음 상기 처리부의 활성오니에 의한 생물동화작용을 5시간 동안 시행한 결과 BOD가 250ppm이고 현탁고형물이 350ppm인 처리수가 얻어졌다.

이 처리수를 저장조에 약 4시간 저장시킨 다음 높이가 3,500mm이고, 직경이 1,000mm인 생물막처리겸 여과조로 보낸다. 이 생물막처리겸 여과조에는 하부에 스트레이너가 설치되어 있고, 그 상면에는 모래와 자갈로 이루어진 여과층을 형성시키며, 이 여과층위에는 직경이 약 20 내지 30mm정도이고 무게가 약 0.5g인 각이진 부정형의 세라믹 입상물을 약 1,000mm정도의 두께로 적층시켜 처리층을 형성시킨 다음 처리층 하부와 상기 출구관 상면에는 공기를 공급하는 공기분산관을 각각 설치시켜서 된 것이다.

이러한 생물막 처리겸 여과조에 주조폐수의 1차 처리를 거친 피처리수를 도입하여 공기분산 조작과 세라믹 입상물등에 의한 생물학 처리와 모래, 자갈등에 의한 침강여과처리를 2.5시간 시행한 결과 출구관에서 채취된 처리수의 BOD는 5.0ppm, 현탁고형물은 0.4ppm으로 극히 감소되었다.

[실시예 2]

상기 실시예 1과 동형의 폭기조에 의해 BOD가 350ppm이고 현탁고형물이 200ppm인 안료프린트염색폐수를 4시간 동안 1차 처리시킨 후 측정결과 BOD는 30ppm이고 현탁고형물은 82ppm인 처리수를 얻었다.

그리고 이 처리수를 저장조에 4시간 동안 저장시킨 후 실시예 1과 동형인 생물막처리겸 여과조에 공급하여 2.5시간 동안 다시 처리시킨 후 측정한 결과 BOD는 0.4ppm이고 현탁고형물일 0.2ppm으로 극히 감소된 처리수가 유출되었다.

이상과 같이 본 발명에 따른 폭기식 고도폐수처리장치는 도입된 각종 요염폐수를 일정레벨로 유지하면서 수용할 수 있는 내부 용적을 갖는 동시에, 폐수를 처리시키기 위해 유동시키는 방향과 수직으로 일정한 간격을 유지하며 망체등의 유공재료로 형성된 처리부를 적절하게 세워 설치시키고, 처리부간의 사이에 위치되는 폐수저장부에는 공기분산장치를 설치시켜서된 폭기조를 가지며 본 폭기조와 파이프 등으로 연결되어서 폭기조로부터 처리수를 공급받아 충분히 수용할 수 있는 내부용적을 가지며, 공기분산장치 및 처리수 출구관을 내부에 설치시키는 동시에 자갈층, 모래층으로 이루어진 여과층과 다공성세라믹 등으로 이루어진 처리층을 적층하여서 설치된 생물막 처리겸 여과조이다.

특히, 각 처리부에는 점토를 주성분으로 하고 여기에 가공형성용 재료를 첨가 혼합하여 소성시켜서 된 다기공성상의 세라믹 입상물을 충전 또는 적층시켜서 된 것이므로, 종래에 사용한 활성오니에 의한 폐수처리장치나 여과재에 의한 접촉폭기장치 등에 비해 월등히 여과 효과가 우수하다.

또한 장치를 구성하는 폭기조 및 생물막처리겸 여과조의 처리부에 있어서 유기물질인 혼탁물질을 제거시키기 위한 세라믹 입상물의 작용 즉, 미생물의 생육기반이 되는 담체로서의 표면적이 상당히 광대하고 오니의 정착에 적당한 형상을 취하고 있는 다공성상의 세라믹 입상물에 의한 유기혼탁오염물질이 청정화 처리작용이나, 세라믹 입상물과 병행하여 작용하는 모래나 자갈 등으로 된 여과층에 의하여 피처리폐수의 현탁고형물 제거작용이 상승 효과를 일으키고 피처리폐수의 정밀화 처리도 효율적으로 진행되기 때문에 각종폐수를 단 시간내에 유효하게 고도처리 할수 있고 처리공정도 단순하여, 처리 비용도 대폭 절감 되는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 오염된 폐수를 일정레벨로 충분히 수용할 수 있는 내부용적을 가지며, 폐수의 유동방향에 수직으로 일정한 간격을 유지하여 망체등의 유공재료로 형성된 다수의 처리부(1)를 그 상부가 도입폐수레벨보다 높게 되도록 나란히 세워 설치시키고, 처리부(1)간의 사이에 형성된 폐수저장부(3)의 하부에는 각각 공기분산 장치(5)를 설치시켜서 된 폭기조(가)와, 실질적으로 상기 폭기조(가)와 파이프 형태의 관체로 연결되어 폭기조(가)로부터의 처리수를 수용할 수 있는 용적을 갖고, 그 내부에 송기장치(11)와 처리수 출구관(13)이 설치되어 있으며, 자갈층과 모래층으로 된 여과층을 적층시키고,일종의 또다른 처리부를 형성시켜서 된 생물막 처리겸여과조(다) 및 상기 폭기조(가)와 생물막 처리겸여과조(다) 사이에 위치되어 폭기조(가)에서 처리된 처리수를 일단 저장하여 생물막 처리겸여과조(다)로 오버 플로우 시켜주도록 설치된 저장조(나)로 되어 있으면서, 상기 각 처리부에는 점토를 주성분으로 하고 여기에 기공형성용 재료를 첨가 혼합시킨 후 소성시켜진 다기공성의 세라믹 입상물(3)이 충전 또는 적충되어진 것을 특징으로 하는 폭기식 고도 폐수처리장치.

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