KR0134926B1

KR0134926B1 - 고효율의 폐수처리 방법 및 이를 수행하기 위한 장치

Info

Publication number: KR0134926B1
Application number: KR1019940035171A
Authority: KR
Inventors: 정재철
Original assignee: 정재철
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1998-04-15
Also published as: KR960022284A

Abstract

본 발명은 스크린(screen), 침전지, 제1침전조, 폭기조, 제2침전조로 구성되는 폐수처리부와, 농축조, 소화조, 세척조, 저장도, 탈수기 등으로 구성되는 오니처리부로 이루어진 공지의 활성오니법에 의한 폐수처리장치에 있어서, 와류터어빈 펌프(10)와 기액용해조(20)로 형성되는 부가장치를 폭기조에 연결 구성한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치 및 상기 장치를 이용하되 미세한 물방울을 만들고, 이를 기액용해조로 이송하여 기체를 액체에 가능한한 많이 용해시켜 용존산소의 농도를 향상시키고, 이를 폭기조로 투입함을 특징으로 하는 폐수처리방법에 관한 것이다.

Description

고효율의 폐수처리 방법 및 이를 수행하기 위한 장치

제1도는 일반적인 활성오니법에 의한 폐수처리 공정도이고,

제2도는 본 발명의 폐수처리 장치의 부분 개략도이고,

제3도는 본 발명의 요부인 와류터어빈 펌프의 분리사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 와류터어빈 펌프 11 : 급기구

12 : 급액구 13 : 기액혼합물 배출구

14 : 터어빈 15 : 덮개

20 : 기액용해조 21 : 기액혼합물 유입구

22 : 기체용해액배출구 23 : 전자변

24 : 압력계 25 : 수위계

본 발명은 폐수를 고효율로 처리하는 방법 및 이에 사용되는 폐수처리장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 용존산소의 양을 극대화시키므로서 매생물에 의한 폐수처리 효율을 향상시키고 용존산소의 양을 향상시키기 위하여 와류터어빈 펌프와 기액용해조가 부가된 폐수처리 장치에 관한 것이다. 세계적으로 여러 가지 공해문제가 논의의 대상이 되고 있으며, 최근에는 우리나라에 있어서도 도시인구의 급증과 더불어 각종 산업의 급속한 발전으로 생활환경의 오염이 나날이 심각하게 되어가고 있다. 더욱이 하수나 산업폐수에 의한 공해는 사람의 건전한 생활을 위협하고 자연계의 생물체 생명까지 위태롭게 하는 가장 긴박한 문제의 하나라고 할 수 있다. 현재 사용되고 있는 폐수의 처리법은 물리적 방법, 화학적 방법 및 생물학적 방법으로 대별되고 있으며, 주로 유기화합물을 많이 함유하는 폐수의 처리에 적합한 생물학적 방법은 미생물에 의해 유기물을 분해자화시키는 방법으로 호기적 처리법과 혐기적 처리법으로 구분된다.

물리화학적 처리방법은 생물학적 처리방법에 비해 건설비가 적게 소요되는 반면에 운전비가 많이 드는 단점이 있으므로 최근에 미생물을 유전공학적으로 변이시켜 적용함으로써 점차로 생물학적 처리방법으로 변화하는 추세이다. 미생물에 의해 폐수처리의 경우 호기성 처리방법인 활성오니법(Activated Sludge Process)의 주종을 이루어 왔으나 고농도 폐수(CODcr 2000mg/1 이상, BOD 약 1000mg/1 이상) 처리를 할 때에는 혐기성 폐수처리방법이 호기성 폐수처리방법보다 건설비나 운전비면에서 경제성이 있지만 혐기성 폐수처리방법에서 독성물질(특히, SO4-2 또는 암모니아 다량 함유시) 이 존재한다면 폐수처리가 불가능하고 이럴 경우 폐수를 희석하여 활성오니법을 이용하여야만 한다.

즉, 일반적인 활성오니법은 폭기조내의 용존산소를 일정수준이상으로 유지하기가 불가능하고 용존산소를 소모하는 폭기조내의 미생물양도 한정되는 문제점이 있어 최근에는 직경 0.5∼10m, 수직으로 50∼150m를 굴착하여 폭기조를 설치함으로써 수압상승에 비례하여 산소용해도를 높이고 용존산소를 풍부하게 유지할 수 있도록 하여 미생물들이 짧은 시간동안에 폐수에 함유된 유기물을 처리하도록 하는 초심층 폭기법이 개발되었으나 막대한 시설투자비가 소요되는 단점이 있다. 또한, 종래의 방법은 많은 양의 가스(산소 또는 오존)을 액체속으로 주입하더라도 적은 양만이 용해되므로 남은 가스가 대기중으로 배출되므로서 비경제적일 뿐만아니라 사용가스가 인체에 유해할 경우(예를 들면, 산소와 오존의 혼합물이거나 고농도 오존일 경우)에는 적정치 이하로 여과해서 배출시켜야 되는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상대적으로 적은 설비투자로 폐수처리효과를 극대화하고 적은 유지비로 운영할 수 있는 폐수처리장치 및 이를 허용한 폐수처리 방법을 제공하는데 있다. 상기 목적뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 또다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 와류터어빈 펌프와 기액용해조로 구성되는 장치를 공지의 활성오니법에서 사용되는 폭기조에 연결 구성하므로서 용존 산소의 농도를 증가시켜 고농도의 폐수처리를 저렴한 비용으로 용이하게 행할 수 있었다. 본 발명을 첨부도면에 의거 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 스크린(screen), 침전지, 제1침전조, 폭기조, 제2침전조로 구성되는 폐수처리부와, 농축조, 소화조, 세척조, 저장조, 탈수기 등으로 구성되는 오니처리부로 이루어진 공지의 활성오니법에 의한 폐수처리장치에 있어서, 와류터어빈 펌프(10)와 기액용해조(20)로 구성되는 부가장치를 폭기조에 형성한 폐수처리장치에 관한 것이다. 와류터어빈 펌프(10)는 용해하고자 하는 개스(산소 또는 오존개스)를 주입하는 급기구(11), 개스를 용해시키는 액체를 주입하는 급액구(12), 액체와 기체를 혼합하여 미세한 물방울을 형성시키는 터어빈(14) 및 혼합 된 기액혼합물을 배출하는 기액혼합물 배출구(13) 형성되며, 기액용해조(20)는 기액혼합물 유입구(21), 기체용해액배출구(22), 잉여기체를 희석시키거나 인체에 무해하게 처리하여 배출하는 전자변(23), 기체의 압력을 측정하고 일정이상의 압력이 되면 전자변(23)을 가동시키는 압력계(24), 기체용해액의 수위를 측정하고 일정수위 이하가 되면 펌프 및 밸브(미도시)를 가동시켜 가스와 액체를 주입시키는 수위계(25)로 구성된다.

와류터어빈 펌프(10)의 기액혼합물 배출구(13)는 기액용해조(20)의 기액혼합물 유입구(21)와 연결 구성되어 있고 기액용해조(20)의 기체용해액 배출구(22)는 폭기조의 하단부에 연결되어 기체용해액이 폭기조로 공급된다.

액체와 기체를 각각 급액구(12) 및 급기구(11)를 통하여 동시에 공급하면 회전하는 와류터어빈 펌프(10)의 터어빈(14)에 액체와 기체가 부딪치면서 개스가 액체속으로 들어가 미세한 공기방울이 만들어지게 되고, 미세한 공기방울은 액체와 함께 기액혼합물 배출구(13) 및 기액혼합물 유입구(21)를 통해 기액용해조(20)로 이송되고, 기액용해조(20)에서 미세한 물방울은 상층부로 이동하면서 기액혼합물유입구(21) 및 기체용해액 배출구(22)의 깔때기형 원반에 부딪쳐 기체와 액체는 분리되어 액체속에 기체가 용해되고 용해된 기체는 기체용해액배출구(22)를 통하여 폭기조로 이송된다.

본 발명에서와 같이 기체를 액체와 혼합하여 작은 물방울을 만들게 되면 기체와 액체가 접촉하는 면이 증가되어 기체의 용해정도가 향상되므로 폭기조내에서 높은 용존산소농도를 나타내게 된다. 본 발명에서 사용되는 기체에는 산소와 오존의 혼합물, 산소 또는 오전이 있으며, 기체는 고농도(90∼93%)인 것일수록 바람직하다.

급기구(11) 및 급액구(12)를 통하여 공급되는 기체와 액체의 압력비는 1:2정도가 혼합되는 정도면에서 효과적이다. 액체는 물을 사용할 수도 있지만 스크린, 침전지 및 제1침전조를 통과시킨 폐수를 사용하는 것이 경제적이며, 고농도의 폐수를 처리할 경우에는 물을 사용하므로서 폐수가 희석되어 효과적이다. 압력계(24)에서 측정된 압력이 일정이상이 되면 전자변(23)이 가동되어 과잉의 개스를 배출시킨다. 이때 용해되는 개스가 산소일 경우에는 그대로 대기중에 배출하여도 무방하지만 오존일 경우에는 인체에 유해한 규정치이하로 공지의 여과장치를 통해 배출하여야 한다. 또한, 수위계(25)에서 측정된 수위가 일정이하가 되면 펌프와 밸브(미도시)를 가동시켜 개스와 액체를 주입하게 된다.

상술한 바와 같은 장치를 폭기조에 연결 구성하게 되면 용존산소의 수중농도를 15ppm 이상(일반적인 활성오니법에서는 2.5ppm 정도)으로 향상시킬 수 있게 되어 폐수처리효과를 상승시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 설비투자 및 유지비용이 절감되는 효과가 있는 것이다. 즉, 본 발명은 액체와 기체가 접촉하는 면적을 향상시켜 기체의 용해도를 상승시키기 위하여 와류터어빈 펌프를 사용하여 미세한 물방울을 만들고, 이를 기액용해조로 이송시켜 용존산소의 농도가 높은 폐수 또는 물을 얻고 이를 폭기조로 이송시키는 것이다.

Claims

스크린(screen), 침전지, 제1침전조, 폭기조, 제2침전조로 구성되는 폐수처리부와 농축조, 소화조, 세척조, 저장조, 탈수기 등으로 구성되는 오니처리부로 이루어진 공지의 활성오니법에 의한 폐수처리장치에 있어서, 와류터어빈 펌프(10)와 기액용해조(20)로 형성되는 부가장치를 폭기조에 연결 구성한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제1항에 있어서, 와류터어빈 펌프(10)는 액체급액구(12), 기체급기구(11), 터어빈(14), 기액혼합물배출구(13)를 필수구성 성분으로 함을 특징으로 하는 폐수처리 장치.
제1항에 있어서, 기액용해조(20)는 기액혼합물유입구(21), 기체용해액배출구(22), 잉여가스배출을 위한 전자변(23), 압력계 및 수위계를 필수 구성 성분으로 함을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제1항 기재의 장치를 이용하되, 미세한 물방울을 만들고, 이를 기액용해조로 이송하여 기체를 액체에 가능한한 많이 용해시켜 용존산소의 농도를 향상시키고, 이를 폭기조로 투입함을 특징으로 하는 폐수처리방법.