KR950008043B1 - 혐기성 반응조의 폐수 분배장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

혐기성 반응조의 폐수 분배장치

제1도는 본 발명의 폐수분배장치가 설치된 상향류식 혐기성 반응조를 도시하는 개략도.

제2도는 종래의 O형 폐수분배장치의 단면도.

제3도는 제2도에 도시된 장치의 저면도.

제4도는 종래의 H형 폐수분배장치의 단면도.

제5도는 제4도에 도시된 장치의 저면도.

제6도는 본 발명에 따른 폐수 분배장치의 단면도.

제7도는 제6도에 도시된 장치의 저면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 반응조 4 : 가스-오니 분리장치

5 : 가스 편류 장치 10 : 폐수 분배장치

11 : 분배관 12 : 분지관

13 : 노즐

본 발명은 혐기성 반응조의 폐수 분배장치에 관한 것이다.

생물학적 혐기성 공정을 이용하여 다양한 유기폐수를 처리하기 위한 상향류식 혐기성공법은 혐기성 미생물의 자기고정화 기능(입상화)을 유용한 우기폐수이의 고부하, 고효율 처리방식이며 발생가스(OH4:80%이상)의 회수로 에너지 절감효과를 얻을 수 있는 경제적인 공법이다.

상향류식 혐기성 반응조의 주요장치는 폐수의 균일한 유입과 확산을 위한 유입폐수 분배장치와 반응조 내에서 발생하는 가스와 함께 상승하는 슬러지를 분리하고 슬러지는 재침전시키며 가스는 방출시키기 위한 가스-오니 분리장치이다.

유입폐수를 가장 효율적으로 처리하기 위해서는 첫째, 혐기성 미생물과 기질이 얼마나 균일하게 혼합되는가 하는 것이고, 둘째, 발생가스와 상승 슬러지를 얼마나 효과적으로 분리하여 활성도가 높은 슬러지를 반응조 내에 보유할 수 있는가 이며 셋째, 혐기성 미생물의 활성도를 높이기 위한 환경조건(PH,온도,영양염류 등)을 얼마나 적절히 유지하는 가에 있다. 따라서 혐기성 미생물과 폐수내 유기물과의 균일한 접촉을 극대화하고 반응조 내의 데드존(Ded Zone)을 최소화하는 것은 반응조 설계의 핵심이다.

종래에는 제1도에 도시된 염기성 반응조(1)내부에 제2도에 도시된 O형 폐수분해장치(2)나 제4도에 도시된 H형 폐수 분배장치(3)가 일반적으로 널리 사용되고 있으며 유입폐수가 반응조 하부에서 연속유입되어 슬러지 층을 통과하였다.

본 발명의 목적은 반응조 내의 미생물과 유입폐수간의 원활한 접촉이 이루어지도록 고농도 슬러지 층내에서 단 회로(Short Circuit)를 방지하여 폐수류의 가스에 의해 완전혼합을 이룰 수 있는 염기성 반응조의 폐수 분배장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 하기에 설명한다.

제1도에서 본 발명의 폐수 분배장치가 설치된 반응조가 도시되는데 실험실규모 상향류식 혐기성반응조(1)은 용량이 5.5(dia : 11cm,height ; 55cm)인 원형 반응조로서 H/A비가 0.57이고 수리학적 체류시간(이하 HRT)이 8시간, 일일폐수처리량이 16.5L이 되도록 설계되고 가스와 함께 상승된 슬러지가 효과적으로 반응조(1)의 하부로 침전되도록 장치내에 가스와 고체의 경게면적을 크게하여 원활히 혼합되도록 일반적인 가스-고체 분리장치(4)가 설치된다.

또한 발생 가스의 유실을 방지하기 위해 가스 편류장치(5)가 설치되고 가스-고체 분리장치(4)는 슬러지의 원활한 침전을 위해 60도의 경사를 가지며 반응조 벽과 분리장치(4) 사이의 표면적 부하(S.L)는 약 0.8m/m/hr로 한다.

제6도 및 제7도에 본 발명의 폐수 분배장치가 단면조가 저면도로 도시되는데, 유입 폐수는 폐수 분배장치(10)의 분배관(11)으로 유입되며 분배관(11)에 연결된 방사상의 분지관(12)을 통하여 노즐(13)로 배출된다.

본 발명의 폐수 분배장치를 설계하는데 있어서 가장 중요한 사항은 유입폐수의 확산율(Diffusion Rate)과 분배관(11)에 설치된 노즐(13)의 노즐속도이다. 즉, 일정량의 유입폐수가 분지관(12)의 수(n)에 따라 Q/n으로 분배되고 분배된 각각의 유입수는 노즐(13)을 통하여 적절한 속도로 확산된다.

본 발명에서의 분배장치는 설계는 반응조 하부의 중심을 그 원점으로 하여 노즐(13)까지의 거리비에 따라 확산율을 1 : 2.5로 하고 최대노즐속독를 30~35m/h이하로 되게 노즐구경을 결정한다.

따라서, 유입폐수(16,5L/day)는 분배관(11)에서 분지관(12)으로 각각 2.0L/day로 분배되며 16개의 노즐(13)을 통하여 균일하게 확산되게 한다. 또한 분지관(12)은 막힘을 방지하고 수두 손실을 고려하여 경사를 약 5도 준다.

본 발명의 폐수 분배장치(10)에 유입되는 폐수는 부유물질과 스텀(scum)등을 제거한 후 일정농도의 영양물질과 미량원소(tracemetal) 및 중화제를 주입, pH를 6.8-7.2로 조절하여 각각의 서로 다른 분배장치가 설치된 상향류식 혐기성 반응조로 유입시켰다.

반응조내의 수류형태와 확산분포를 수리모형 실험을 통해 증명하기 위하여 종래의 폐수 분배장치(2),(3)와 본 발명의 폐수 분배장치(10)를 반응조 내에 설치하여 색소실험(Dye Test)을 실시하였다.

각각의 폐수 분배장치(2), (3) 및 (10)의 노즐의 개수는 각각 8개, 12개, 16개로 같은 조건하에서 운전한 결과 본 발명의 폐수 분배 장치(10)가 가장 우수한 분배장치로 나타났다.

(폐수 분배장치의 수리모형 및 실폐수 실험)

(1) 규모 : 용량(5.5L)

(2) 재질 : 아크릴

(3) 운전기간 : 1990. 8-1991. 2

(4) 운전방법

-수리모형 실험

본 발명에서는 분배장치의 형태에 따른 소화조 내에서의 수류형태와 확산분포를 조사하기 위해 수리모형 실험을 실시하였다. 수리모형실험은 삭기 다른 3가지 형태의 분배장치(2), (3) 및 (10)를 반응조내에 설치하여 색소실험을 실시하였다. 유체의 상승속도의 변화에 따라 색소가 분배장치에 방출되는 순간부터 침전부에 도달되는 순간까지의 시간을 측정하여 확산속도와 분배장치에 따른 도달속도를 구하였다.

-실폐수 실험(전분 및 물엿 폐수)

전분 생산공장에서 배출되는 실폐수에 일정농도의 영향물질과 미량원소 및 중화제를 주입, pH를 6.0-8.0로 조절하여 각각의 서로 다른 분배장치가 설치되 상향류식 혐기성 반응조로 유입시켰다. HRT 3일부터 초기운전을 시작하여 8시간 까지 도달시킨후 COD제거효율과 가스 발생량 등을 조사하여 분배장치의 성능을 비교하였다.

(5) 운전결과

-수리모형 실험

분배장치에서 유출된 색소가 가스편류장치 부분에 도달하는 시간은 유체의 상승속도, 확산속도등과 관계가 있다. 따라서 본 실험에서는 최초 도달속도(V1)에서 상향류의 속도(Vb)와 확산에 의한 속도(Vd)를 뺀 속도(Vc)를 구하여 각각의 분배장치의 특성을 파악하였으며 그 결과가 (표 1)에 나타나 있다. Vb가 100cm/hr일 때 본 발명의 폐수 분배장치는 Vc는 541cm/hr로 종래의 O형 폐수 분배장치(2)와 H형 폐수 분배장치(3)보다 더 좋은 결과를 나타냈으며, Vb가 200cm/hr이상인 경우에도 본 발명의 폐수 분리장치의 Vc가 1,036cm/hr로 가장 좋은 결과를 나타내어 전체적으로 본 발명의 폐수 분배장치(10)가 가장 우수한 분배 장치로 판명되었다.

-실폐수 실험

실험 전반에 걸친 유입폐수의 CODcr농도는 1,600-4,000mg/1로 광범위한 농도범위를 나타내었다. 운전초기가 약 15-20일까지 각각의 반응조의 효율은 거의 차이가 없었으며, 점차 안정화가 되면서 유기부하량 4.8-12kg CODcr/m/d의 범위에서 본 발명의 분배장치(10)가 설치된 반응조가 가장톺은 제거율을 보였다(89%-91%). 그외에는 H형 폐수 분배장치(3)(87%), O형 폐수 분배장치(2)(85%)의 순으로 나타났으며, 가스발생량도 7-10L/day로 본 발명의 폐수 분배장치가 가장 높게 나타났다.

[표 1]

Claims (3)

1. 가스-오니 분리장치(4)와 가스 편류장치(5)가 설치된 혐기성 반응조에 있어서, 유입폐수는 분배장치(10)의 분배관(11)으로 유입되며 분배관(11)에 연결된 방사상의 분지관(12)을 통하여 노즐(3)로 배출되는 것을 특징으로 하는 혐기성 반응조의 폐수 분배 장치.
2. 제1항에 있어서, 노즐(13)이 반응조 하부의 중심을 그 원점으로 하여 거리비에 따라 확산율을 1 : 2.5로 하고 노즐 구경은 최대노즐속도가 30-35m/h이하로 되게 결정하는 것을 특징으로 하는 혐기성 반응조의 폐수 분배 장치.
3. 제1항에 있어서, 분지관(12)은 막힘을 방지하고 수두 손실을 고려하여 경사각을 5도 가지는 것을 특징으로 하는 혐기성 반응조의 폐수 분배 장치.