KR950000978B1

KR950000978B1 - 산소용해, 반응, 그리고 침전을 겸한 장치를 이용한 활성슬럿지법 폐수처리장치 및 그 운전방법

Info

Publication number: KR950000978B1
Application number: KR1019910023963A
Authority: KR
Inventors: 조순행
Original assignee: 조순행
Priority date: 1991-12-23
Filing date: 1991-12-23
Publication date: 1995-02-06
Also published as: KR930012599A

Abstract

내용 없음.

Description

산소용해, 반응, 그리고 침전을 겸한 장치를 이용한 활성슬럿지법 폐수처리장치 및 그 운전방법

제 1-2 도는 본 발명의 실시예도로서,

제 1 도는 외부 슬럿지 순환통로를 가지는 방법

제 2 도는 반응, 폭기 부분이 이중관으로 되어 있는 방법

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 반응기 2 : 기체통로

3 : 농축산소 4 : 일차 침전로

5 : 순환통로 6 : 하강원통로

9 : 침전부

본 발명은 활성슬럿지를 이용하여 폐수처리를 하는 공정에 있어서 농축산소를 이용하여 산소를 공급하는 하나의 장치 안에서 폭기 및 폐수처리 반응, 그리고 이차침전조의 기능을 겸하도록 하는 폐수처리장치 및 그 운전방법에 관한 것이다.

일반적인 활성슬럿지법 폐수처리 공정은 유입폐수에서 모래 등 고형물이 제거되고 일차침전조에서 다시 미세 입자나 부유물질이 침전 분리된다. 일차 침전조에서 유출수는 폭기조에 들어가는데 여기에서 여러가지 미생물들이 호기성 분위기하에서 폐수중의 유기물질을 먹이로하여 성장한다. 이때 폭기조의 용존산소 농도를 유지해주기 위하여 압축공기를 사용하여 폭기조내를 산소 결핍이 되지 않도록 유지해 주어야 한다. 그러나 공기의 경우에는 공기중의 산소 분압이 작기 때문에 폐수속에 용해도는 속도도 느리고 용존산소 농도를 충분히 높게 유지해 주기가 어려워 폭기조 내의 미생물 농도를 높게 유지해 줄 수가 없다. 따라서 상대적으로 폭기조 내의 체류 시간이 길어져야 한다. 그리고 유입수의 양이나 오염도의 변동이 클 때에는 쉽게 적응하기가 어려워 제대로 처리하지 못하는 경우가 허다하다. 유입폐수중의 BOD가 높으면 희석을 시켜 주어야 전체시스템이 유지될 수 있다. 희석을 하여 처리수의 체적이 늘어나면 그만큼 에너지 소비는 증가하게 된다.

폭기조에서의 유출수는 유기물이 줄어든 정화된 물과 미생물이 포함되어 있으므로 이차침전조에서 미생물들과 정화된 물이 분리된다. 이러한 미생물들을 활성오니(활성슬럿지)라고 부르는데 이것들은 침전조에서 작은 덩어리(flock)를 형성하여 침전 농축이 된다. 침전된 오니의 대부분은 폭기조 내의 미생물 농도를 유지시켜주기 위하여 폭기조로 반송하고 나머지는 폐기해야한다. 이 폐기 오니를 처리하는데에도 에너지가 들어간다. 따라서 폐기 오니의 양을 최소화 할수록 오니처리에 들어가는 에너지를 절약할 수 있다. 이차침전조에서 정화된 상징수는 살균이나 탈색을 할 필요성이 있는 경우에는 오존 또는 염소 등으로 처리하고 방류하게 된다.

폐수 처리장의 처리능력과 사용 에너지는 유입폐수의 오염 성분에 따라서 대단히 변화폭이 크다. 생물학적으로 처리가 잘되는 생활 폐수는 체류시간이 짧아도 잘 처리되지만 성분이 다양한 산업폐수들은 체류 시간을 길게 해주어야 하며 경우에 따라서는 일반적인 활성오니법으로는 처리되지 않는다. 대표적인 활성오니법의 에너지 사용량을 예로 들면 BOD₅가 210mg/1, COD가 630mg/1, SS가 230mg/1인 폐수가 하루에 11만톤 처리되는 경우에 대략 하루에 21,600kWh의 전기를 소비하며 그중에 약 50%는 공기 압축 등 폭기에 소비된다. 그리고 나머지 약 30%는 폐기 오니처리에 소비되며 그외는 펌프등에 사용된다. 이 공정은 폭기조가 대기중으로 개방되어 있어 공기의 사용효율이 저조하고(5-10%) 또 많은 가스가 방출되어 냄새 등으로 주민들로부터 혐오감을 부를 수도 있다.

이러한 점을 개략한 것이 산소활성오니법으로 1960년대 말에 유니온 카바이드(Union Carbide)사에 개발하여 사용되는 것으로 공기대신에 농축산소를 이용하여 폭기를 함으로써 폭기조내에 용존산소 농도를 높게 유지하고 미생물 농도를 높게 유지하여 반응속도를 빠르게 함으로써 폭기에 필요한 에너지를 절감하고 폭기조의 부지를 3분의 1정도를 줄일 수 있었으며 밀폐화하여 배출가스량을 대폭 줄일 수 있었다. 그리고 고농도의 폐수나 부하 변동이 심한 경우에는 잘 처리할 수 있다는 장점이 있다.

1977년 일본의 우에하라(Uehara)등은 이 산소활성오니법을 개량하기 위하여 상향류식 산소활성오니법을 시도하였다. 이것은 미생물이 포함되지 않은 유입폐수와 처리수 중의 일부를 순환시킨 것에 용존산소 용해조에서 산소를 용해시킨 다음에 침전반응조에 보내어 슬러지층 내에서 반응이 일어나고 상부에서는 침전조와 같은 기능을 하여 깨끗해진 상징수만 옆으로 넘쳐흘러 배출이 되도록한 것이었다. 최근에 미시마(Mishima)등은 상기의 상향류식 산소활성오니공정을 개량하기 위하여 슬럿지의 자기 고정화를 시도하였다. 우에하라는 산소가 용해된 유입폐수가 반응침전조의 상부로부터 아래로 공급되며 반응조는 아래로부터 위로 올라가면서 넓어지는 것을 사용하였고 중간에 기계적인 교반을 하지 않았다. 반면에 미시마등은 용존산소가 용해된 유입폐수가 반응침전조의 하부로 유입되며 반응침전조의 하반부에는 슬럿지층이 있으며 폐수는 이 슬럿지층을 거쳐 상부로 올라가며 유기물이 분해제거된다. 슬럿지층에서 몇단계로 기계적인 교반을 서서히 하여 슬럿지들이 2-8m/m의 입자를 형성하게 하여 슬럿지를 고농도화하고 침전이 잘되어 상층부에서는 고액분리가 잘 이루어져 깨끗해진 물이 배출되도록 하는 것이다. 이와같은 방법들은 별도의 산소용해조를 쓰기 때문에 장치비 및 부지가 더 필요하고 또 물 순환펌프가 필요하다. 그리고 기계적인 교반이 필요하기 때문에 에너지지가 많이 소비된다.

본 발명에서는 이러한 점을 해결할 수 있도록 슬럿지층에 직접 농축산소를 공급하여 산소를 용해시키며 적절한 교반을 이루어 기계적인 교반기가 필요없도록 하는 것이다. 이하 발명의 요지를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 반응기(1)의 상층부에서는 미처 용해되지 않은 기체가 고액분리 기능을 방해하지 않고 중심부로 올라갈 수 있도록 기체통로(2)를 설치한다. 산소용해 및 반응부인 하부(1)에서는 농축 산소(3)가 공급되고 또 유입폐수가 일차 침전조(4)를 경유 하부에서 상부로 공급되기 때문에 상승류가 형성된다. 슬럿지의 순화은 제 1 도와 같이 외부에 순환통로(5)를 설치할 수도 있고 제 2 도와 같이 내부원통 주위에 환형 하강원통로(6)를 갖는 이중 관식 반응기의 형태를 취할 수도 있다. 반응기내의 슬럿지층의 농도나 높이를 조절해주기 위해서 일부의 스럿지는 뽑아서 슬럿지처리 부분으로 보내거나 일차침전조(4)로 보내어 일차침전조내에서 침전을 돕고 슬럿지체적을 줄이어 농축된 다음 슬럿지처리를 하도록 한다. 산소용해 및 반응기의 상층부(9)는 중심으로 미용해된 기체가 상부로 올라가고 대부분의 면적을 통하여 유기물이 제거된 처리수가 슬럿지층 사이를 통과하여 상승하여 옆면으로 넘쳐흘러 방류되거나 고도처리를 거친다. 침전층(9)의 중심부로 상승한 기체는 산소이외의 질소나 탄산가스등을 배출하기 위하여 일부는 배기되고 나머지는 산소이용 효율을 높이기 위하여 압축기(7)로 압축된 다음 재순환된다. 배기되는 가스의 양은 반응기(1)의 상층부의 산소 농도를 측정하여 산소농도를 일정하게 유지하도록 제어변(8)을 작동한다. 이와같은 방법으로 반응기내의 용존 산소 농도를 높게 유지해주어 고농도의 미생물 농도를 유지해줄 수 있다. 그리하여 산소용해조 및 기계적인 교반 등을 생략하고 반응속도를 높게 하여 부지 및 장치의 단순화 및 에너지 절약을 꾀하고 고농도의 폐수도 처리를 할 수가 있는 것이다.

Claims

활성슬럿지를 이용하여 폐수처리를 하기 위하여 반응기(1)의 상부에 대부분은 침전조의 역할을 하는 침전부분(9)이 형성되게 그 중앙부분에 기체통로(2)를 설치하며 하부에서 부터 농축산소(3)가 공급되게 배관하고 유입폐수측에 일차침전로(4)를 설치하여 반응기(1) 하부로 공급되게 설치하며 반응기(1) 내부에 내부 하강원통로(6)를 설치하고 압축기(7)를 기체순환통로에 설치한 것을 특징으로 하는 산소용해, 반응, 그리고 침전을 겸한 장치를 이용한 활성슬럿지법 폐수처리장치.
제 2 항에 있어서, 반응기(1) 내부에 내부하강원통로(6)을 제거하고 외부순환통로(5)를 설치한 것을 특징으로 하는 산소용해, 반응, 그리고 침전을 겸한 장치를 이용한 활성슬럿지법 폐수처리장치.
활성슬럿지를 이용하여 폐수를 처리하는 공정에 있어서, 하나의 장치의 하부에 일차침전조를 거친 유입 폐수를 공급하고 농축된 산소를 하부의 분배기에 공급하여 반응기겸 산소용해를 시켜 반응기내를 고미생물 농도 및 고산소농도로 유지시키며, 미용해된 기체는 상부의 중심부로 모아져 상승하여 압축기에 의하여 재순환되고 일부는 배기되어 상부공간의 산소농도를 일정하게 유지하며, 반응기의 상층부의 대부분은 고액분리용 침전조의 기능을 하여 물이 갓으로 흘러넘쳐 방류되고, 반응기부분에서 상승한 흐름중 정화된 물은 상부로 올라가 침전부분으로 들어가고 일부의 슬럿지는 농도가 높아져 외부순환통로 또는 이중관의 내부하강 원통로를 통하여 하강하여 아래로 순환하는 반응, 산소용해 및 침전의 기능을 겸하며 밀폐된 상태로서 폐수를 처리함을 특징으로 하는 산소용해, 반응, 그리고 침전을 겸한 장치를 이용한 활성슬럿지법 폐수처리장치의 운전방법.