KR940011525B1 - 산소 투과막을 이용한 생물학적 호기성 반응 장치 - Google Patents

산소 투과막을 이용한 생물학적 호기성 반응 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

산소 투과막을 이용한 생물학적 호기성 반응 장치
제 1 도는 본 발명의 생물학적 호기성 반응 장치의 개략도.
제 2 도는 본 발명의 생물학적 호기성 반응 장치의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반응조 2 : 산소 공급기
3 : 산소 투과막 4 : 지지대
5 : 상부 개구부 6 : 기질 유입구
7 : 유출구
본 발명은 생물학적 호기성(이하 "호기성"이라 한다) 반응에 필요한 산소를 반응 장소에 무동력으로 공급하며, 반응 장소에 적절한 미생물 농도를 유지시키기 위하여 산소 투과막을 사용하는 생물학적 호기성 반응 장치에 관한 것이다.
종래의 호기성 반응 방법에서는 반응에 필요한 산소를 반응 장치로 투입시키기 위하여 압축기, 송풍기 등 강제 송풍 장치를 사용하여 산기관으로 산소를 보내주는 방법[(北川 政美) : 일본 특허 공개 (소)62-14399, 제545페이지(1987) 및 아사노 다까시(Asano Takashi)등의 Proc. Water Reuse Symp., 1(1982), 제157/183페이지)]을 이용하고 있으나, 이 방법은 동력비가 많이 들 뿐만 아니라, 이 장치들이 고장을 일으켰을 때 호기성 공정의 진행이 완전히 중단되는 단점이 있다. 특히, 이러한 단점들로 인하여 현재 아파트 단지 또는 사무실용 빌딩 등 공공 건물에서 오수 또는 하수를 처리할 목적으로 설치된 호기성 반응조가 변칙적으로 운전됨으로써 생활 오하수가 하천 오염의 주원인이 되는 직접적인 이유가 되고 있다.
따라서, 본 발명의 주목적은 상기와 같은 단점을 개선시킨 생물학적 호기성 공정을 위한 생물 반응 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 반응기 내에 산소가 투과하는 막을 설치함으로써 미생물에게 부착면을 제공함과 동시에, 막에 부착된 미생물에게 지속적으로 산소를 공급하여 미생물의 활성을 유지할 뿐만 아니라, 기포없이 산소가 공급되므로 기포가 다량 발생되어야 하는 종래의 폭기식 방법에 비하여 폐가스가 거의 발생되지 않는 생물학적 호기성 반응 장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 목적은, 종래의 생물학적 호기성 반응조에, 산소 투과막을 이용한 산소 공급기가 추가된, 생물학적 호기성 반응에 필요한 산소를 반응 장소와 공기중의 산소의 농도차에 의해 공급하는 호기성 생물 반응 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 산소 공급기는 상부에 공기 유입구 역할을 하는 개구부 및 그 측면부에 상부 개구부를 통해 유입된 공기가 통과할 수 있도록 다수의 구멍을 갖는 원통형의 지지대와, 이 지지대를 둘러싸고 있는 산소 투과막으로 구성되며, 상기 상부 개구부로 물이 유입되는 것을 방지하기 위해 그 상부 개구부가 수면보다 위쪽에 위치하도록 반응조 내에 설치된다.
본 명세서에서 "기질"은 산소를 사용하여 처리할 수 있는 모든 액체 오염 물질을 의미한다.
이하, 첨부 도면에 의하여 본 발명의 생물 반응 장치를 더욱 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 한 가지 실시예에 의한 생물 반응 장치의 개략도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 생물 반응 장치는 크게 반응조(1)과 산소 공급기(2)로 구성된다. 산소 공급기(2)는 외면의 산소 투과막(3)과 내부의 지지대(4)로 이루어져 있다. 지지대(4)의 측면에는 유입된 공기가 통과할 수 있도록 다수의 구멍이 무수히 뚫려 있다. 이 지지대(4)의 외벽면에 산소 투과막(3)을 적당한 방법으로 부착시킴으로써 산소 공급기(2)가 완성된다. 이 산소 공급기(2)의 상부에는 공기 유입용 개구부(5)가 마련된다. 산소 공급기(2)는 개구부(5)를 통하여 그 내부로 기질이 유입되는 것을 방지하기 위해 그 상부가 수면보다 위쪽에 위치하도록 반응조(1) 내에 설치된다. 처리하고자 하는 기질은 반응조(1)의 동체 일측벽에 설치된 유입구(6)을 통해 유입되며, 처리된 기질은 반응조(1)의 다른 측벽에 설치된 유출구(7)을 통해 배출된다.
본 발명의 산소 투과막(3)은 상기 지지대(4)의 상부 개구부(5)를 제외한 모든 외부면을 둘러싸고 있어 상기 개구부(5)를 통해 유입된 공기와 상기 기질 유입구(6)을 통해 투입된 기질을 분리시키며, 생물학적 호기성 반응에 필요한 산소는 반응 장소와 공기중의 산소 농도의 차에 의하여 공급되며, 상부 개구부(5)을 통하여 산소 공급기(2) 내부로 유입되고, 지지대(4)와 산소 투과막(3)을 통하여 반응조(1)의 반응 장소로 투입된다. 따라서, 산소 투입을 위한 동력 또는 압축력이 전혀 이용되지 않으며, 기계적 작동 부위가 전혀 없어 관리가 용이하다. 또한, 기포가 생성되지 않으므로 악취가스 등 폐가스가 전혀 발생하지 않는 장점이 있다. 이때, 산소 투과막으로서는 천연 라텍스 또는 실리콘(Mosnto, UOP, Asahi Glass사 제품), 폴리메틸 펜텐(Dow chemical, Dai Nippon Ink & Chemicals사 제품), 셀룰로오스 아세테이트(Toyobo사 제품) 등의 합성수지막이 사용되며, 막의 두께는 10㎛ 내지 1mm 범위의 것이 가능하다.
한편, 기질 유입구(6)을 통하여 유입된 기질이 상기한 산소 공급기(2)의 산소 투과막(3)과 접하게 되면 반응 조건이 형성되어 산소 투과막(3)에 미생물이 부착하여 성장하게 되므로, 반응 장치내의 미생물 농도는 단순히 산소 투과막(3)의 설치 면적에 따라 조절될 수 있다. 그러므로, 생성된 미생물막은, 예컨대 반응조(1)을 청소할 경우와 같이 기질을 반응조(1)에서 완전히 제거하는 경우에도 그대로 남아있게 되어 기존의 방법과 같이 별도의 종균제를 사용하지 않아도 시운전이 쉽게 이루어지는 장점이 있다.
본 발명을 아래의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명의 방법이 하기 실시예에만 국한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
반응조(1) 중에 설치되는 산소 공급기(2)는 지지대(4)에 천연 라텍스 재질을 20㎛의 두께로 피복시켜 산소 투과막(3)을 형성함으로써 제조하였다. 이어서, 이와 같이 제조한 산소 공급기(2)를 반응조(1) 중에 산소 공급기의 개구부(5)가 기질의 수면 위에 놓이도록 설치하고, 생활 오수를 반응조 중에서 약 2일 동안 체류하는 유속으로 반응 장치의 기질 유입구(6)을 통해 반응조(1) 중에 공급하였다. 이어서, 생활 오수 처리용 미생물을 반응조(1) 중에 적당한 농도로 성장시켰다. 생활 오수를 약 2일 동안 반응조 중에 체류시킨 후 BOD를 측정한 결과, BOD 제거율은 약 67%였다.
[비교예 1]
산소 투과막(3)을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생활 오수를 처리하였다.
그 결과, BOD 제거율은 약 21%였다.

Claims (9)

  1. 반응조(1), 이 반응조의 내부에 설치되는 산소 공급기(2), 반응조에 기질을 투입 및 배출시키기 위한 기질 유입구(6)과 유출구(7)로 이루어진 생물학적 호기성 반응 장치에 있어서, 상기 산소 공급기(2)가 지지대(4)의 외벽에 부착된 산소를 투과막(3)을 포함하고 있고, 산소 투과막(3)은 상기 지지대(4)의 외부면을 둘러싸고 있어 생물학적 호기성 반응에 필요한 산소를 반응 장소와 공기중의 산소 농도의 차에 의하여 공급함으로써, 동력 또는 압축력을 사용함이 없이 반응 장소에 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 생물학적 호기성 반응 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 지지대(4)의 벽면에 무수한 구멍이 뚫려 있는 것이 특징인 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 산소 공급기(2)의 상부에는 공기 유입용 개구부(5)가 마련된 것이 특징인 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 산소 공급기(2)는 그의 개구부(5)가 반응조(1) 내의 기질의 수면 위에 놓이도록 설치되는 것이 특징인 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 산소 투과막(3)이 천연 라텍스 또는 합성 수지인 것이 특징인 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 산소 투과막의 두께가 10㎛ 내지 1mm인 것이 특징인 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 반응 장치 내의 미생물 농도가 단순히 산소 투과막(3)의 설치 면적을 변화시킴으로써 조절 가능한 것이 특징인 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 기질이 반응조(1) 중에서 완전히 제거된 후에도 미생물 막이 그대로 유지되는 것이 특징인 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 기포를 발생함이 없이 산소를 공급할 수 있는 것이 특징인 장치.
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