KR960014040B1

KR960014040B1 - 하·폐수 처리장의 포기조에 내장된 침전조(A Clarifier Installed in the Aeration Tank for Waste Water Treatment)

Info

Publication number: KR960014040B1
Application number: KR1019960027865A
Authority: KR
Inventors: 한상배
Original assignee: 한상배
Priority date: 1994-01-07
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1996-10-11
Also published as: KR950023286U

Abstract

내용없음.

Description

하·폐수 처리장의 포기조에 내장된 침전조(A Clarifier Installed in the Aeration Tank for Waste Water Treatment)

제1도는 본 발명에 따른 포기조에 내장된 침전조의 평면도,

제2도는 제1도의 A-A선 단면도,

제3도는 본 발명의 실시예인 상향류형 침전조의 바닥 구조도,

제4도는 본 발명의 상향류형 침전조의 바닥 구조의 다른 실시예,

제6도는 본 발명의 다른 실시예인 수평류형 침전조의 바닥 구조도,

제7도는 본 발명의 수평류형 침전조 바닥 구조의 다른 실시예,

제8도는 본 발명의 상평류형 침전조의 다른 실시예,

제9도는 본 발명의 다른 실시예의 포기조에 내장된 침전조의 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 포기조 20 : 침전조

21 : 침전조 유입구 22 : 슬러지 반송구

23 : 슬러지 호퍼 24 : 수중 오리피스

25 : 침전조 전면벽체 26 : 침전조 후면벽체

31 : 원수 유입구 32 : 처리수 유출구

41 : 교반기 42 : 포기조수류의 방향

50 : 정류판 51 : 월류 웨어

52 : 스캄 유출 방지판 60 : 경사판

70 : 지원 시설 구역

본 발명은 활성 슬러지 공법의 하폐수 처리장의 2차 침전조(Secondary Clarifier)에 관한것으로, 특히 침전조를 활성 슬러지 초기조의 내부에 설치하여 침전된 활성 슬러지를 중력에 의해 무동력으로 초기조에 반송시키도록 한 초기조에 내장된 침전조에 관한 것이다.

우리나라의 대다수 하천들은 이미 오염된 상태이며 국가에서는 하수처리에 많은 예산을 투입하고 있으나, 국내의 하수도 보급율은 선진국에 비하여 낮은 수준을 면치 못하는 실정이므로 한정된 국가의 재원으로 하수도보급율을 놀잇 수 있는 경제적이며 효율적인 하수처리시스템의 개발과 필요성이 절실하다. 그러나 지금가지 사용되어온 표준 활성 슬러지 공법(Conventional Activated Sludige Process)은 부지의 활용도가 낮고, 시설비와 운전비 소요가 크며, 고장율이 높고 유지관리가 어려운 점 등의 문제점이 많았다.

종래의 활성 슬러지 공법의 이와같은 문제점을 개선하기 위하여 미국의 번스 앤 맥도넬(Burns McDonell)사와 유나이티드 인더스트리(United Industries)사가 각각 BMTS(Burns McDonellTreatment System)와 보우트 클래리 파이어(BOAT CLARIFIER)를 개발하였으며, 이 두공법은 모두 원형 또는 타원형의 수로로 되어 있어 물이 순환하는 산화구(Oxidation Ditch)형태의 포기조에 침전조를 내장시킨 구조이다.

BMTS 공법에서는 포기조의 침전조로 유입되는 수류가 침전조 바닥의 슬릿형 유입구를 통하여 상부방향으로 유입되며, 침전된 슬러지도 같은 슬릿형 유입구를 통하여 포기조로 반송되는 구조이다. 따라서 동일한 유입구를 통하여 고형물 현탁 혼합약(Mixed Liquor Suspendeds Solids)은 상승하여 유입되고 침전 슬러리는 하강하여 유입되어야 하므로, 포기조에서 침전조로 유입되는 상승유속보다 침강속도가 큰 슬러지만 슬릿형 유입구를 통과하여 코기조로 반송될 수 있고, 침강속도가 작은 핀 플록(pin floc)이나 밀도가 낮은 플록은 포기조로 반송되지 못하고 유출되어 처리 수질이 악화되는 문제점이 있었다.

한편 보우트 클래리파이어(BOAT CLARIFIER)는 BOAT 형태의 내부식성 금속제 침전조를 고형물 현탁 혼합액이 순환하는 산화구 형태의 포기조 내부에 설치하는 구조이므로 운전중인 산화구를 쉽게 개조할 수 있다. 침전조 내부의 수류 형태는 BMTS와 달리 침전조 측면과 포기조 사이의 공간을 따라 흐르는 고형물 현탁 혼합액이 침전조의 후면에서 역류하여 유입되는 수평류형이고 침전 슬러지는 침전조 바닥의 개구부를 통하여 포기조로 반송된다. 따라서 침전하는 슬러지는 상승류의 저항을 받지 않게 되어 저밀도 플록도 잘 침전되고 처리수질은 양호하다.

그러나 포기조와 침전조 사이를 이격시켜 수로를 만드는 구조이엇 포기조와 침전조의 벽을 공통으로 사용할 수 없기 때문에 시설비면에서 비경제적이다. 또한, 스캄(Scum)을 침전조에서 제거하지 않고 포기조로 순환시키는 구조이므로, 스캄에 사상균(Filamentuous Fungi)이 함유된 경우 포기조에서 계속 접종(Seeding)하는 결과를 초래하여 사상균이 우점종화되어 벌킹(Sludge Bulking)을 야기시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 침전된 활성 슬러지를 줄력에 의해 무동력으로 포기조에 반송하도록 하여 시설비와 유지 관리비면에서 경제적인 포기조에 내장된 침전지를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 원수가 유입되는 원수 유입구를 구비하고 물을 순환시켜 수류를 형성하는 교반기를 구비한 산화구형의 포기조에 침전조가 내장 설치되어 있고, 상기 침전조의 상부에 슬러지가 제거된 상징수가 나가는 처리수 유출구가 설치되어 있으며, 또 침전조에는 침전조 유입구와 포기조에서 순환하는 혼탁액에서 침전된 슬러지가 포기조로 반송되는 슬러지 반송수단이 설치된 구조로 되어 있다.

상기한 바와 같은 구조로 된 본 발명의 초기조에 내장된 침전조에서 침전조로 유입되는 수류는 침전조 유입구를 통하여 상승하게 되고, 고액분리후 침전된 슬러지는 슬러지 호퍼에서 농축되면서 중력에 의하여 침전조 유입구와 분리된 상기 슬러지 반송 수단을 통하여 포기조로 반송되는 것이다.

이러한 구조로 된 포기조에 내장된 침전조를 채용함으로써, 침전 슬러지는 상승수류의 저항을 작게 받게되어 침강속도가 낮은 저밀도 플록도 포기조로 쉽게 반송될 수 있어 처리 수질이 개선되며, 별도의 반송 슬러지 펌프나 포기조와 침전조 사이의 수로 등의 설비를 생략할 수 있게 되어 시설 투자비와 유지 관리비를 절감할 수 있게 되는 것이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도는 포기조에 내장된 침전조의 평면도로서, 원수는 원수 유입구(31)를 통하여 산화구 형태의 포기조(10)로 유입되어 교반기(41)에 의해 포기 순환되면서 일정 방향으로 수류(42)를 형성하여 침전조(20)로 유입되고 고액분리후 상징수는 처리수 유출구(32)를 통하여 유출되고 침전된 슬러지는 중력에 의하여 흘러내려 침전조에서 포기조로 반송되는 구조이다.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도로서, 상향류형 포기조에 내장된 침전조(20)의 종단면도이다. 본 발명의 1 실시예인 상향류형 침전조(20)는 포기조에서 침전조로 유입되는 침전조 유입구(21)와 침전 슬러지가 반송되는 슬러지 잔송구(22)가 침전조의 아래쪽에 별개의 개구부로 분리시킨 구조로 되어 있으며, 상기 슬러지 반송구(22)의 상부에는 침전 슬러지가 모여서 농축되는 슬러지 호퍼(23)가 형성되어 있다.

상기 침전조(20)의 상부에는 포기조(10)에서 침전조 유입구(21)로 유입되어 침전조(20)에서 고액분리된 상징수가 유출되는 수중 오리피스(24)가 설치되어 있어서 이 수중 오리피스(24)로 상징수가 월류하면서 발생되는 수두차에 의해 포기조내의 고형물 현탁 혼합액은 침전조 마닥에 있는 침전조 유입구(21)를 통하여 침전조의 수면쪽으로 상승하게 된다.

한편 침전 슬러지는 슬러지 호퍼(23)에서 농축되면서 비중이 증가되어 아래쪽에 설치된 슬러지 반송구(21)를 통하여 침전조(20)로부터 흘러내려 포기조(10)로 반송되도록 되어 있다.

포기조(10)의 처리능력은 체류시간(Hydraulic Retention Time) 즉, 포기조의 부피로 결정되며 침전조(20)의 처리효율은 수면적 부하율(Hydraulic Surface Load)이 작을수록 즉, 침전조의 수면적이 클수록 증대되는데, 제한된 공간에서 포기조의 채적을 크게 유지하면서 침전조의 수면적을 증대시켜야 하는 상충되는 문제점을 동시에 해소하기 위하여 침전조의 전후면 벽체(25,26)는 제2도에서와 같이 양쪽으로 경사진 구조로 되어 있다. 상향류형 침전조 외부로 인출하고 구조로 할 수 있다.

제3도와 제4도는 상향류형 침전조(20)의 바닥 구조의 실시예를 나타내는 부분 사시도로서, 제3도는 슬릿형 구조로 된 침전조 유입구(21)와 슬러지가 흘러내리는 슬러지 반송구(22) 및 쐐기형 단면의 슬러지 호퍼(23)를 나타내고 있으며, 제4도는 침조 바닥 구조의 다른 실시예로 침전조 바닥에 깔때기 형상의 슬러지 호퍼(23)와 슬러지 호퍼(23) 하부 선단에 설치된 슬러지 반송구(22) 및 슬러지 호퍼(23) 사이 사이에 위로향해 설치된 침전조 유입구(21)를 나타내고 있다. 상기 슬러지 반송구(22)는 포기조의 수류방향(42)으로 기울어지게 설치되어 침전 슬러지의 인출 및 반송이 원활하도록 되어 있다.

이러한 구조로 된 침전조 바닥에서 포기조에서 순환 유입된 혼탁액은 침전조 유입구(21)를 통해 침전졸 상승 유입되고, 침전조에서 침전된 슬러지는 슬러지 호퍼(23)에 모여 농축되면서 밀도가 높아져 중력에 의해 아래로 흘러내려 슬러지 반송구(22)를 통해 침전조에서 포기조로 반송되는 것이다.

제5도는 침전조 내부의 수류방향과 포기조 내부의 수류방향(42)이 동일하도록 침전조의 전면에 침전조 유입구(21)를 설치한 본 발명의 다른 실시예인 수평류형 침전조(20)의 단면을 나타낸 것이다. 침전조에서의 슬러지가 제거된 상징수의 흐름은 수평류에 가까우며 침전된 슬러지는 침전조 바닥에 있는 슬러지 호퍼(23)와 슬러지 반송구(22)를 통하여 침전조(20)로부터 포기조(10)로 반송된다. 수평류형 침전조 유입구(21)에는 정류판(50)이 수류의 진행 방향에서 아래쪽으로 경사지게 설치되어 있어서, 포기조에서 상승하는 기포가 정류판에 충돌하여 포기조 방향으로 상승하도록 함으로써, 흐름을 정리하는 정류기능을 하는 한편, 기포의 침전조 유입을 방지라는 기능도 하게 되어 있다. 또 정류판(50)의 설치각도를 조절할 수 있는 구조로 함으로써 침전조 유입유량과 침전조 바닥 밑으로 통과하는 유량의 비를 조정하여 윤전중에 침전조의 최적상태를 선택하여 유지할 수 있게 되어 있다.

그리고 침전조의 후부에는 슬러지가 제거된 상징수가 유출되는 월류 웨어(51)와 스캄이 유출되는 것을 방지하는 스캄 유출 방지판(52)이 설치되어 있다.

한편 침전조 후면의 벽(26)은 경사지게 설치함으로써 침전조(20)의 수면적을 크게 할 수 있고, 침전조로인한 단면의 급변화를 완만하게 하여 초기조 내부에서 순환하는 수류의 수두손실을 줄일 수 있게 되어 있다.

상기한 바와 같은 수평류형 침전조에서 침전조 유입구(21)를 통해 원수가 유입되어서 슬러지는 침전되어 슬러지 호퍼(23)에서 농축되면서 중력에 의해 슬러지 반송구(22)를 통해 포기조로 반송되고, 슬러지가 제거된 상징수는 처리수 유출구인 월류 웨어(51)를 통해 유출되게 되는 것이다.

제6도와 제7도는 수평류형 침전조의 바닥구조의 실시예를 나타내는 사시도로서, 본 발명에서의 수평류형 침전조(20)에는 침전조 유입구가 침전조의 전면벽에 설치되어 있어 고형물 현탁 혼합액이 포기조로부터 침전조의 전면에서 유입된다. 따라서 수평류형 침전조의 바닥구조는 별도의 침전조 유입구가 설치되어 있지 않고 슬러지 호퍼(23)와 슬러지 반송구(22)가 설치되어 있는데, 제6도는 슬릿형 구조로 된 슬러지가 흘러내리는 슬러지 반송구(22)와 쐐기형 단면의 슬러지 호퍼(23)를 나타내고 있으며, 제7도는 침전조 바닥 구조의 다른 실시예로 침전조 바닥에 깔때기 형상의 슬러지 호퍼(23)와 슬러지 호퍼(23) 하부 선단에 설치된 슬러지 반송구(22)를 나타내고 있다.

제8도는 상향류형 침전조의 다른 실시예로서, 바닥구조는 다수의 판재, 각파이프 또는 원형파이프 등이 경사지고 조밀하게 설치되어 다수의 구멍을 형성한 일종의 경사판(60) 침전조로서 침전 효율을 증대시킬 수 있는 포기조에 내장된 침전조이다.

제9도는 포기조(10) 형태의 또다른 실시예이다. 제1도에서와 같은 산화구형 포기조에서는 수류방향이 급선회하므로 포기조내의 유속분포를 등분포로 하기 어렵다. 따라서 제9도의 실시예처럼 포기조의 형태를 원형 또는 완만한 타원형으로 만들면 포기조내의 유속분포를 등분포로 할 수 있고, 중간의 부지에는 1차 침전조, 슬러지 처리시설, 기계실 등의 지원시설 구간(70)으로 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면 기존의 포기조에 내장된 침전조의 단점을 개선함을 물론 지금까지 국내의 하수처리에 주로 사용되어 온 표준 활성 슬러지 공법의 비경제성과 기술적인 문제점을 다음과 같이 개선할 수 있게 된다.

·포기조와 침전조가 일체형이므로 부지의 활용도가 높고 구조물 공사비가 절감된다.

·슬러지 수집장치, 반송 슬러지 펌프등 기계공사가 생략되어 기계공사와 부수되는 전기계장공사등 시설비면에서 매우 경제적이다.

·동력과 유지 관리인력등 유지 관리비면에서 경제적이다.

·포기조와 침전조 사이의 수두손실이 적어 유입 펌프장의 양정이 감소된다.

·포기조와 호기성을 유지하는 한 침전조도 언제나 호기성 상태이므로 슬러지 부상이나 인의 재용출에 의한 처리수질이 악화될 가능성이 적다.

·산화구 형태의 포기조를 사용함으로써, 포기조의 구간에 따라 혐기 호기상태를 교대로 유지하여 수역의 부영양화의 주원인이 되는 질소와 인의 제거 효율을 크게 할 수 있다.

Claims

침전조 상부에 처리수 유출구(32)가 설치되어 있고, 원수가 침전조로 유입되는 침전조 유입구(21)와 침전조의 하부에 슬러지가 반송되는 슬러지 반송 수단을 구비하여 포기조에 내장된 것을 특징으로 하는 하수 처리장의 포기조에 내장된 침전조.
제1항에 있어서, 상기 슬러지 반송 수단은 침전된 슬러지가 모이는 슬러지 호퍼(23)와 슬러지가 흘러내려 포기조로 반송되는 슬러지 반송구(22)로 이루어진 것을 특징으로 하는 하수 처리장의 포기조에 내장된 침전조.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 침전조 유입구(21)는 침전조의 하부에 설치된 것을 특징으로 하는 하수 처리장의 포기조에 내장된 침전조.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 침전조 유입구(21)는 포기조(10)의 순환 수류 방향(42)으로 침전조(20)의 전면에 설치된 것을 특징으로 하는 하수 처리장의 포기조에 내장된 침전조.
제1항에 있어서, 상기 침전조 유입구(21)와 슬러지 반송 수단은 침전조 바닥에 다수의 구멍이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 하수 처리장의 포기조에 내장된 침전조.
제1항에 있어서, 상기 포기조내의 수류방향이 급선회하지 않도록 포기조의 고조는 완만한 순환 수로의 형태로 되어 잇고, 포기조 내부에 침전조가 내장되어 있으며, 포기조의 중앙부는 지원 시설 구역(70)으로 일정한 공간이 마련된 것을 특징으로 하는 포기조에 내장된 침전조.
제1항에 있어서, 상기 침전조의 전후면 벽체(25,26)를 경사진 구조로 한 포기조에 내장된 침전조.
제3항에 있어서, 상기 침전조(20) 바닥의 침전조 유입구(21)와 슬러지 반송구(22)가 슬릿형으로 되어 있고, 슬러지 호퍼(23)의 단면이 쐐기형으로 된 것을 특징으로 하는 포기조에 내장된 침전조.
제3항에 있어서, 상기 침전조(20) 바닥의 침전조 유입구(21)와 슬러지 반송구(22)가 원형으로 되어 있고, 슬러지 호퍼(23)의 단면이 깔대기형으로 된 것을 특징으로 하는 포기조에 내장된 침전조.
제4항에 있어서, 상기 침전조(20) 바닥의 슬러지 반송구(22)가 슬릿형으로 되어 있고, 슬러지 호퍼(23)의 단면이 쐐기형으로 된 것을 특징으로 하는 포기조에 내장된 침전조.
제4항에 있어서, 상기 침전조(20) 바닥의 슬러지 반송구(22)가 원형으로 되어 있고, 슬러지 호퍼(23)의 단면이 깔대기형으로 된 것을 특징으로 하는 포기조에 내장된 침전조.
제4항에 있어서, 상기 침전조 유입구(21)에 정류판(50)이 순환 수류의 진행방향에서 아래쪽으로 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 포기조에 내장된 침전조.
제12항에 있어서, 상기 정류판(50)이 각도를 조절할 수 있게 설치된 것을 특징으로 하는 포기조에 내장된 침전조.
제4항에 있어서, 처리수 유출구는 월류 웨어(51)로 이루어진 것을 특징으로 하는 포기조에 내장된 침전조.
제14항에 있어서, 상기 월류 웨어(51)의 전면에 스캄 유출 방지판(52)이 설치된 것을 특징으로 하는 포기조에 내장된 침전조.