KR100470215B1 - 하수처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수처리장의 소독제 사용 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차아염소산나트륨을 최종침전지 유입부에 투여함으로써 별도의 소독접촉지(염소접촉지)를 두지 않고 하수처리를 할 수 있는 하수처리방법에 관한 것이다.

본 발명은 최초 침전지, 상기 최초 침전지에서 부유물질이 제거된 하수에 공기를 불어넣는 폭기조, 상기 폭기조에서 폭기처리된 하수가 유입되는 최종 침전지에서 활성오니를 침전시켜 상기 폭기조로 반송하는 일련의 공정을 포함하는 하수처리방법에 있어서, 상기 폭기처리된 하수를 소독하기 위해 상기 최종 침전지로 유입되는 하수에 차아염소산나트륨 저장탱크로 부터 차아염소산나트륨을 공급하는 제1공급공정과; 상기 폭기조로 반송되는 활성오니의 벌킹이 발생할 경우, 상기 반송되는 활성오니에 차아염소산나트륨 저장탱크로 부터 차아염소산나트륨을 공급하는 제2공급공정과; 상기 최종 침전지에서 방류되어 여과기를 통해 방류되는 재활용수를 소독하기 위해 상기 재활용수에 차아염소산나트륨 저장탱크로 부터 차아염소산나트륨을 공급하는 제3공급공정을; 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

하수처리방법{A method for sewage treatment}

본 발명은 하수처리장의 소독제 사용 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차아염소산나트륨(NaOCl, Sodium Hypochloride)을 최종침전지 유입부에 투여함으로써 별도의 소독접촉지(염소접촉지)를 두지 않고 하수처리를 할 수 있는 하수처리방법에 관한 것이다.

주택지나 공장 등의 사업장에서 발생하는 오수는 배수설비를 통해 하수관으로 흘러 종말처리장으로 보내지며, 종말처리장에서는 하수를 처리하게 된다. 하수처리에는 고급, 중급, 간이처리의 3종류가 있는데, 방류하천의 조건에 따라 그 처리의 정도가 정해진다.

고급처리에는 활성오니법(活性汚泥法)이나 살수여상법(撒水濾床法) 등 여러 가지가 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 활성오니법에 의한 하수처리를 예로 들면, 최초 침전지(1)에서 유입된 하수 중의 유기, 무기물의 침전성 부유물질(Suspended Solids)을 25~40% 제거한다.

이후에, 하수를 폭기조(2, 曝氣槽)로 이동시켜 공기를 불어넣고, 산소성 미생물, 세균을 번식시켜 유기물을 분해하여 미생물, 세균을 함유한 오니고형물을 생성시킨다.

상기와 같이 침전하기 쉬운 활성오니를 만들어 최종 침전지(3)에서 활성오니가 침전하게 되면 상징수(上澄水)는 최초 유입된 하수와 비교해 90~96%로 정화된다.

이 경우 최종 침전지(3)에서 침전한 활성오니를 활성오니 반송관(9)을 통하여 폭기조(2)에 일부 반송함으로써 능률을 증진시키는 방법을 활성오니법이라 한다.

활성오니법에 있어서 최종 침전지(3)에서 침강한 활성오니의 일부를 빼내어상기와 같이 폭기조(2)로 반송하는데 이는 유입되는 하수에 혼합시켜 식종용으로 이용하고자 하는 것이다. 일반적으로 오니 반송률은 10~15%이고, 부유 물질이 높은 하수에서는 25% 정도이고, 부유 물질이 낮은 하수에서는 5~10% 이다.

상기 최종 침전지(3)에서 최종적으로 처리된 상징수에는 도 1에 도시된 바와 같이, 차아염소산나트륨 발생기(6)에서 제조되어 차아염소산나트륨 저장탱크(7)에 저장된 차아염소산나트륨이 배관로를 통하여 공급되어 처리수가 소독된다.

이후에, 상기와 같이 소독된 처리수를 염소접촉지(4)에서 염소 살균하여 강이나 바다로 방류한다.

최종 침전지(3)에서 침전된 오니는 추출하여 별도로 처분하게 된다. 종래 기술에 따른 오니 처분 방법은 오니 농축조(5)에 약 30일 간 30℃로 유지하여 오니 중의 유기물을 물과 가스로 분해하는 방법이다. 이때, 발생하는 메탄가스는 열원(熱源)으로 이용하고, 최종적으로 남은 오니는 수분을 가능한 한 제거하여 비료로 사용하거나 매립하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 폭기조(2)에서 미생물이 번식하면서 그의 영양원(營養源)이 되는 하수중의 오물(汚物)을 섭취하여 분해시킴으로써 정수(淨水)가 진행되는데 그 오염물질이 제거되는 만큼 상대적으로 활성오니가 증식되기 때문에 잉여오니(剩餘汚泥)가 많이 발생하여 그 폐기물 처리비용과 폐기물 처리장 부족등 사회적 문제가 야기되고 있고, 기술적으로도 벌킹(Bulking, 汚泥浮上) 현상을 완벽하게 예방할 수가 없다고 하는 문제점이 있었다.

따라서, 오니를 포함한 악성방류수(惡性妨流水)가 유출됨으로써 농경지나 어패류 양식장에 치명적인 영향을 끼칠수 있는 문제점을 안고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 일본국 특개소 63-310698호(1988년 12월 19일)와 같은 활성오니법에 있어서의 고농도처리방법이 제안된 바 있다.

상기의 고농도처리방법은 폭기조에서 증식된 오니가 방류되기 전에 가압부상분리방법으로 강제로 부상시켜 폭기조로 반송하고, 그 처리수는 제2폭기조에서 저부하 처리하여 침전조로 보냄으로써 최종 침전조에 오니가 많지 않게 되어 오니가 부상되지 않게 된다는 원리이다.

그러나, 상기의 방법은 제1폭기조의 활성오니 미생물 농도가 8000 내지 20,000ppm이라고 되어 있으나, 실제 적용함에 있어서는 제1폭기조의 활성오니 미생물 농도가 5,000ppm 이상으로 될 수 없기 때문에 폭기조와 제2폭기조 및 최종 침전조의 용적을 크게 해야만 하는 문제점이 있다.

이때문에 종래의 활성오니처리법에서는 하수처리장을 건설하는 경우 넓은 토지를 필요로하고, 또 처리공정의 간략(簡略)화, 처리설비의 소형화가 곤란하기 때문에 하수처리장의 건설에 상당한 비용이 필요한 문제점이 따르고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 소독제를 최종 침전지 유입부에 투입함으로써 별도의 염소접촉지를 두지않고, 사상균 등의 이상번식으로 인해 벌킹이 발생할 경우 폭기조로 반송되는 활성오니 반송관에 차아염소산나트륨을 투입하여 벌킹을 제어할 수 있는 하수처리방법을 제공함에 그 목적이있다.

도 1은 종래 기술에 따른 활성오니법에 의한 하수처리방법의 계통도.

도 2는 본 발명에 따른 하수처리방법의 계통도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

1: 최초 침전조 2: 폭기조

3: 최종 침전조 4: 염소 접촉조

5: 오니 농축조 6: 차아염소산나트륨 발생기

7: 차아염소산나트륨 저장탱크 8: 여과기

9: 활성오니 반송관 11: 제1공급관

12: 제2공급관 13: 제3공급관

14: 사방밸브 15: 삼방밸브

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하수에 포함된 침전성 부유물질을 제거하는 최초 침전지, 상기 최초 침전지에서 부유물질이 제거된 하수에 공기를 불어넣는 폭기조, 상기 폭기조에서 폭기처리된 하수가 유입되는 최종 침전지에서 활성오니를 침전시켜 상기 폭기조로 반송하는 일련의 공정을 포함하는 하수처리방법에 있어서, 상기 폭기처리된 하수를 소독하기 위해 상기 최종 침전지로 유입되는 하수에 차아염소산나트륨 저장탱크로 부터 차아염소산나트륨을 공급하는 제1공급공정과; 상기 폭기조로 반송되는 활성오니의 벌킹이 발생할 경우, 상기 반송되는 활성오니에 차아염소산나트륨 저장탱크로 부터 차아염소산나트륨을 공급하는 제2공급공정과; 상기 최종 침전지에서 방류되어 여과기를 통해 방류되는 재활용수를 소독하기 위해 상기 재활용수에 차아염소산나트륨 저장탱크로 부터 차아염소산나트륨을 공급하는 제3공급공정을; 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리방법을 제공 한다.

상기 제1공급공정 내지 제3공급공정에서 공급되는 차아염소산나트륨의 농도는 1 피피엠인 것을 특징으로 한다.

상기 벌킹 현상이 발생되면 상기 제2공급공정을 하루에 세차례 시행하는 것을 특징으로 한다.

또, 차아염소산나트륨 발생기에서 상기 차아염소산나트륨 저장탱크로 공급하는 차아염소산나트륨 농도는 2 피피엠인 것을 특징으로 한다.

상기 제1공급공정 내지 제3공급공정은 상기 차아염소산나트륨 저장탱크에 연결되는 차아염소산나트륨 공급관로의 사방밸브를 통해 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기술적 사상은 하수처리장에서 사용되는 소독제(차아염소산나트륨)의 사용을 포함하는 하수처리방법이다. 이와 같은 하수처리방법을 구현하기 위해 부가되는 구성요소를 하기에 간략히 언급한다.

종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서 부가된 구성 요소는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1공급관(11), 제2공급관(12), 제3공급관(13)을 포함하는 관로(Pipe Flow System)가 구성되고, 상기 관로를 운용할 수 있는 사방밸브(14, 4-way valve), 삼방밸브(15, 3-way valve) 등이 추가 구성 요소로 구비되어 있다.

본 발명에 따른 하수처리방법의 기술적 사상을 구현하기 위해 상기의 구성 요소들을 운용하는 제어설비 또는 제어반 등의 제반 여건도 당업자에게 있어서는 용이하게 구현할 수 있는 부분이다.

또한, 상기에 언급한 구성 요소들 뿐만 아니라 본 발명에 따른 하수처리방법의 기술적 사상을 구현하기 위해서 당업자들에 의해 또 다른 구성 요소가 추가될 수 있음은 자명하다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 하수처리방법을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 주요 요점은 차아염소산나트륨을 이용해 하수를 소독처리 하는 하수처리방법이다. 차아염소산나트륨의 기능 및 작용을 하기에 간략히 설명한다.

차아염소산나트륨

차아염소산나트륨을 이용한 하수소독처리는 염소 또는 염소화합물이 가진 산화작용이나 살균작용에 의하여 행해지는 정수처리로서, 상수, 하수, 공업용수, 공업폐수 등의 설비에 적용되는 소독처리방법이다.

상기 정수처리에서 초기 공정으로 살균, 철이나 망간의 제거, 암모니아 제거 등을 목적으로 행해지는 염소의 첨가 작업을 전염소처리라고 하며, 급수 직전에 수도꼭지의 잔류 염소를 보존 유지한 목적으로 첨가되는 것을 후염소처리하고 한다. 종래 하수 처리장에서는 방류 전에 차아염소산나트륨을 투입하여 염소접촉조(4, 도 1 참조)를 통하여 방류하였다.

차아염소산나트륨의 기능은 상하수 처리장의 염소소독 및 유기물의 제거, 침전조의 플랑크톤과 조류의 제거, 분뇨정화조의 살균, 각종 공업용수에서의 균의 증식방지 및 망간의 제거, 폐수 중의 시안제거 등이 있다.

이 중 염소소독은 침전여과 등의 수처리를 행한 후에 다시 염소의 살균작용을 이용하여 해가 없도록 하는 조작이며, 상수와 하수처리에도 쓰인다. 하수에서의 차아염소산나트륨 투입량은 하수의 수질에 큰 영향을 받으므로 이들을 고려하여 결정하여야 한다.

이하, 상기 차아염소산나트륨을 이용한 본 발명의 하수처리방법을 상세히 설명한다. 차아염소산나트륨을 이용한 하수의 소독처리를 포함하는 본 발명에 따른 하수처리방법은 차아염소산나트륨의 제1공급공정, 제2공급공정, 제3공급공정으로 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1공급공정 및 제2공급공정과 제3공급공정은 유입되는 하수에 포함된 유기, 무기 침전성 부유물질을 최초 침전조(1)에서 25~40% 가량 제거하는 제1단계와; 폭기조(2)에서 미생물, 세균을 번식시켜 유기물을 분해하고, 오니고형물을 생성시켜 침전하기 쉬운 활성오니를 생성하는 제2단계와; 최종 침전조(3)에서 활성오니를 침전하는 제3단계와; 최종 침전조(3)에서 배출되는 오니중 필요한 양 만큼 활성오니 반송관(9)을 통하여 폭기조(2) 유입부로 반송하는 제4단계를; 포함하는 하수처리방법에 적용된다.

차아염소산나트륨의 각 공급공정을 설명한다.

[제1공급공정]

차아염소산나트륨의 제1공급공정은 차아염소산나트륨 발생기(6)에서 발생시킨 차아염소산나트륨을 차아염소산나트륨 저장탱크(7)에 저장하여, 상기에 언급한 제2단계에서 생성된 활성오니에 차아염소산나트륨을 투입하는 공정이다.

차아염소산나트륨의 투입은 도 2에 도시된 바와 같이, 차아염소산 나트륨 저장탱크(7)에 연결된 펌프에 의해 흡입,송출되고 제1공급관(11)을 통하여 상기 활성오니에 투입된다.

상기 투입되는 차아염소산나트륨의 농도는 1피피엠(ppm, Parts Per Million)이고, 이는 본 발명에 따른 처리설비를 이용하여 경험적으로 얻어진 수치이고, 일반적으로 적용할 수 있는 농도이며, 차아염소산나트륨 발생기(6)에서 상기 차아염소산나트륨 저장탱크(7)로 공급하는 차아염소산나트륨 주입 농도가 최대 2피피엠일 때를 기준으로 한 것이다. 차아염소산나트륨의 농도는 제1공급공정 및 제2공급공정과 제3공급공정에서 모두 같다.

제1공급공정은 도 1에 도시된 종래 기술과 같이 염소접촉조(4) 유입 전에 방류수를 소독하기 위해 차아염소산나트륨을 공급하는 공정에 비유될 수 있지만, 본 발명에서는 염소접촉조(4)를 설치하지 않고 최종 침전조(3) 유입 전에 차아염소산나트륨을 투입하는 점이 종래 기술과는 상이하다.

차아염소산나트륨을 최종 침전지(3) 유입부에 투입함으로써, 종래 기술과 같은 염소 접촉조(4, 도 1 참조)를 두지 않아도 되는 장점이 있어, 하수 처리 시설비 및 하수 처리 부지를 감소시킬수 있는 장점을 얻을수 있다.

또한, 최종 침전지(3)에서의 충분한 채류시간으로 인해 소독효과 및 소독후 잔류성분 제거에 충분한 시간이 확보되는 장점이 있다.

참고로, 제1공급관(11)을 통해 공급되는 차아염소산나트륨에 관한 공급제어는 제1공급관(11)의 관로 중의 사방밸브(14)에 의해 제어된다. 물론, 사방밸브(14)를 제어할 수 있는 제어반(미도시)은 본 발명에 따른 삼방밸브(15)와 사방밸브(14) 등의 작동 요소를 제어하기 위해 구성된다.

[제2공급공정]

차아염소산나트륨의 제2공급공정은 상기에 언급한 4단계 중에 이뤄지는 공급공정으로써, 최종 침전조(3)에서 배출되는 오니 중 활성오니 반송관(9)을 통하여 폭기조(2) 유입부로 반송되는 활성오니에 사상균 등의 이상번식으로 벌킹이 발생할 경우 차아염소산나트륨을 공급하는 공정이다.

벌킹이 발생하게 되면 반송되는 활성오니에 제2공급관(12)을 통하여 차아염소산나트륨을 공급하며, 하루에 세차례 시행하게 된다.

반송되는 활성오니 또는 폭기조(2) 유입부에 활성오니 반송관(9)을 통해 차아염소산나트륨을 공급함으로써 사상균등의 이상번식으로 인해 벌킹이 발생할 경우, 최종 침전지(3)에서 폭기조(2)로 반송되는 활성오니에 차아염소산나트륨을 투입하여 벌킹을 제어할 수 있는 효과를 얻을수 있다.

차아염소산나트륨 제2공급공정의 공급 제어는 도 2에 도시된 사방밸브(14) 및 삼방밸브(15)의 조합에 의해 이루어진다.

사상균 등의 이상번식으로 인해 벌킹이 발생할 경우 사방밸브(14) 중 제2공급관(12) 방향의 밸브가 개방되고 이후에, 활성오니 반송관(9)의 관로상에 설치된 삼방밸브(15)의 제2공급관(12) 연결 방향 밸브가 개방되어 차아염소산나트륨이 폭기조(2) 또는 반송되는 활성오니에 공급된다.

참고로, 삼방밸브(15) 및 사방밸브(14)는 연동되도록 설계되며 제어반(미도시)에서 처리대상 하수의 상태에 따라 공급되는 차아염소산나트륨의 양을 조절할 수 있도록 삼방밸브(15) 및 사방밸브(14)의 개폐시간을 타이머 등을 이용해 설정할 수 있도록 설계된다.

[제3공급공정]

차아염소산나트륨의 제3공급공정은 도 2에 도시된 바와 같이, 최종 침전조(3)에서 방류되는 상징수(上澄水) 중 여과기(8)에서 여과되어 재활용수로 이용되도록 방류되는 처리수에 차아염소산나트륨을 공급하는 공정이다.

차아염소산나트륨 공급 과정은 도 2에 도시된 사방밸브(14) 중제3공급관(13) 방향의 밸브가 개방됨으로써 차아염소산나트륨을 제3공급관을 통하여 공급하게 된다.

상기와 같이 재활용수로 이용되도록 방류되는 처리수에 차아염소산나트륨을 공급함으로써 미처리된 유기물의 제거 및 플랑크톤과 조류의 제거와 균의 증식방지의 효과를 얻을수 있는 장점이 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차아염소산나트륨을 최종 침전조 유입부에 투입하는 제1공급공정, 최종 침전조에서 폭기조로 반송되는 활성오니에 투입하는 제2공급공정, 방류되는 재활용수에 투입하는 제3공급공정을 구성함에 따라, 염소접촉조를 두지 않고 하수처리를 할 수 있어 설비비용 및 하수처리 운전 비용을 줄일수 있을 뿐만 아니라 벌킹을 용이하게 제어할 수 있는 효과가 기대된다.

Claims (5)

1. 하수에 포함된 침전성 부유물질을 제거하는 최초 침전지, 상기 최초 침전지에서 부유물질이 제거된 하수에 공기를 불어넣는 폭기조, 상기 폭기조에서 폭기처리된 하수가 유입되는 최종 침전지에서 활성오니를 침전시켜 상기 폭기조로 반송하는 일련의 공정을 포함하는 하수처리방법에 있어서,

   상기 폭기처리된 하수를 소독하기 위해 상기 최종 침전지로 유입되는 하수에 차아염소산나트륨 저장탱크로 부터 차아염소산나트륨을 공급하는 제1공급공정과;

   상기 폭기조로 반송되는 활성오니의 벌킹이 발생할 경우, 상기 반송되는 활성오니에 차아염소산나트륨 저장탱크로 부터 차아염소산나트륨을 공급하는 제2공급공정과;

   상기 최종 침전지에서 방류되어 여과기를 통해 방류되는 재활용수를 소독하기 위해 상기 재활용수에 차아염소산나트륨 저장탱크로 부터 차아염소산나트륨을 공급하는 제3공급공정을;

   포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1공급공정 내지 제3공급공정에서 공급되는 차아염소산나트륨의 농도는 1 피피엠인 것을 특징으로 하는 하수처리방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 벌킹 현상이 발생되면 상기 제2공급공정을 하루에 세차례 시행하는 것을 특징으로 하는 하수처리방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   차아염소산나트륨 발생기에서 상기 차아염소산나트륨 저장탱크로 공급하는 차아염소산나트륨 농도는 2 피피엠인 것을 특징으로 하는 하수처리방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1공급공정 내지 제3공급공정은 상기 차아염소산나트륨 저장탱크에 연결되는 차아염소산나트륨 공급관로의 사방밸브를 통해 제어하는 것을 특징으로 하는 하수처리방법.