KR100486782B1 - 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치 및 그 방법 - Google Patents

수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하폐수 유입량 및 농도상황에 따라 수위가 가변되는 반응조를 이용한 하폐수 처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 변형된 A2/0(Anaerobic Anoxic-Oxic) 계열의 반응조를 구성하여 하폐수 처리시설에서 대부분 설계용량 이하의 하폐수 처리가 이루어지는 현실을 고려하여 설계 용량 이하의 하폐수가 반응조로 유입될 경우 수리학적 체류시간(HRT; Hydraulic Retention Time)이 너무 길어져 과포기 문제가 심각해지는 것을 해결하기 위하여 완전 자동화된 제어에 의하여 펌프를 통한 강제 이송을 거쳐 일정한 체류시간을 보장할 수 있는 수위 제어형 단일 반응조를 갖는 하폐수 고도 처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치는 교반기가 설치되어 있는 무산소/혐기 반응부, 하부 연통부를 갖는 격벽, 그리고 상기 격벽에 의하여 상기 무산소/혐기 반응부와 분리되고, 상기 연통부로 유입되는 하폐수에 의하여 슬러지 침전이 방해 되지 않도록 하는 배플이 저면에 배열되어 있는 호기 반응부를 포함하는 반응조; 상기 반응조의 호기 반응부에 구비된 산기관(diffuser)으로 공기를 공급하는 송풍기; 상기 반응조와 연결되어 있는 침전조; 상기 침전조와 연결되어 있는 소독조; 상기 반응조, 상기 침전조, 그리고 상기 소독조로 하폐수를 유도하는 이송라인, 상기 호기 반응부 저면에 구비된 이송펌프에 의하여 상기 무산소/혐기 반응부로 하폐수를 반송하고 유량계와 밸브가 배열되어 있는 내부반송라인, 그리고 상기 침전조에서 상기 무산소/혐기 반응부로 슬러지를 반송하고 유량계와 밸브가 배열되어 있는 외부반송라인을 포함하는 배관부; 및 상기 유량계들의 정보에 따라 상기 이송펌프를 ON/OFF하고 상기 밸브들을 개폐하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

Description

수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PURIFYING SEWAGE AND WASTEWATER USING REACTION TANK HAVING VARIABLE WATER LEVEL}
본 발명은 하폐수 유입량 및 농도상황에 따라 수위가 가변되는 반응조를 이용한 하폐수 처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 변형된 A2/0(Anaerobic Anoxic-Oxic) 계열의 반응조를 구성하여 하폐수 처리시설에서 대부분 설계용량 이하의 하폐수 처리가 이루어지는 현실을 고려하여 설계 용량 이하의 하폐수가 반응조로 유입될 경우 수리학적 체류시간(HRT; Hydraulic Retention Time)이 너무 길어져 과포기 문제가 심각해지는 것을 해결하기 위하여 완전 자동화된 제어에 의하여 펌프를 통한 강제 이송을 거쳐 일정한 체류시간을 보장할 수 있는 수위제어형 단일 반응조를 갖는 하폐수 고도 처리장치에 관한 것이다.
조류의 대량 발생과 수계에서 산소부족 사태 유발의 원인이 되며, 태아에게 치명적인 메테모글로비네미아(methemoglobinemia)라는 청색증을 유발시킬 수 있고, 발암물질인 니트로스아민(nitrosamine)을 생성하는 질소와,
부영양화(eutrophication)의 원인이 되며 음용수의 맛을 떨어뜨리며 악취를 발생키고 수중의 용존산소를 소모시켜 하천의 자정작용에 악영향을 끼치는 인의 제거는 수처리에 필수적이다.
생물학적 탈질 탈인 과정 중 먼저 탈질과정을 살펴보면, 유기성 질소나 암모니아성 질소 형태로 유입된 질소성분은 생물학적 질소제거시 우선 질산화 과정(Nitrification)을 거쳐야 하는데, 질산화 과정은 일부 국한된 독립영양세균에 의해 이루어지며 암모니아성 질소가 아질산성 질소와 질산성 질소로 순차적으로 산화되는 과정이다. 일반적으로 질산화반응은 호기성(Aerobic) 조건에서만 일어나고 무산소(Anoxic) 혹은 혐기성(Anaerobic) 조건에서는 일어나지 않는 것으로 알려져 있다.
또 탈인과정은 혐기성(Anaerobic)과 호기성(Aerobic)의 연속과정을 거쳐야 한다. 혐기성 과정 중에 인제거 미생물들은 세포내에 축적되어 있던 Poly-P를 분해할 때 생기는 에너지를 이용하여 아세테이트(acetate)와 같은 유기산을 섭취하여 폴리-β-히드록시부틸산(PHB)의 형태로 저장하고 유리된 정인산(orthophosphate)을 체외 수중으로 방출하기 때문에 용존성 인농도가 증가한다. 혐기성상태에서 호기성상태로 바뀌면 인제거 미생물은 체내에 저장해 둔 폴리-β-히드록시부틸산(PHB)을 분해하여 ATP를 합성하고 이때 수중의 정인산을 섭취하면서 Poly-P를 합성하며 인을 흡수하는데 이와 같은 기작을 인의 과잉섭취(luxury uptake)라고 한다.
종래 생물학적 처리방법으로 종래의 질소 및 인제거 방법은 크게 두 가지로 나누어지는데, 하나는 연속식(continuous flow)이고 다른 하나는 회분식(batch)이다.
연속식 하수처리 방법은 하수가 반응조 안으로 플러그(plug flow)형태로 흘러 들어가 처리되어지는 방법으로 이러한 방식으로 질소 및 인을 동시에 제거하는 방법 중 대표적인 것은 혐기와 호기 조건을 적절히 분리, 조합하여 운전하는 혐기-호기공정(A/O), 혐기-무산소-호기 공정(Anaerobic Anoxic-Oxic법: A2/O법), 바덴포 (Bardenpho)공정, 브이아이피(VIP)공정, 유씨티(UCT)공정 등이 있다.
이 중 혐기-무산소-호기 공정은 혐기-무산소-호기의 반응기로 구성되고, 2차 침전조에서 혐기조로 가는 외부반송라인과 호기조에서 무산소조로 가는 내부반송라인이 있는데, 각각의 반응조의 설치와 반송라인의 설치와 운전에 펌프 등의 부대설비가 필요해 공사비용이 증가하고, 운전비가 증가하는 단점이 있다. 특히 이들 공법들은 탈질이 질산화조 전단에서 진행되는 전탈질공법(Pre Denitrification)이다.
연속유입 공법의 경우에는 대부분 전탈질 공법으로 질산화혼합액을 후단에서 전단 탈질반응조로 원수유량대비 100 ~ 600%까지 반송하기 때문에 반응조 체류시간이 증가하여 소요 부지가 커지는 단점이 있다.
또 하나의 방법인 회분식 방법은 유입방식에 따라 SBR로 대표되는 간헐유입 연속회분식 반응조와 ICEAS(Intermittent Cycle Extended Aeration System)로 대표되는 연속유입 회분식반응조로 분류될 수 있다. 이들 방식은 한 반응조에서 반응 및 침전이 동시에 일어나므로 초기투자비가 저렴한 장점이 있으나 대규모 처리시설에는 소요부지가 커지고 방류비가 낮아 비경제적인 단점이 있다.
최근에는 연속식 하수처리 공법과 회분식 하수처리 공법의 장점을 취한 혼합공법이 개발되고 있다.
그 예로서 특허등록 제0459950호(2004.11.25) 『질산화조가 분리된 변형 연속회분식 하폐수 처리장치 및 그 방법』은 회분식 공정에서 질산화공정을 별도로 분리한 이원 분리 슬러지 시스템(2-stage sludge system)으로서 종래 SBR의 단점인 다단계 반응조작 및 반응시간의 문제점을 해소하고 있다.
또 특허등록 제0454362호(2004.10.15) 『가변형 간벽이 설치된 연속 회분식 반응조 및 이를 이용한 생물학적 하·폐수 고도처리방법』은 연속회분식 반응조에 가변형 간벽을 열거나 닫아 하나의 반응조를 다수의 반응실로 분리시키거나 통합시킴으로써 원수의 유량 변화에 능동적으로 대처하고 반응조를 공간적으로 분리시켜 순혐기 또는 무산소 상태를 달성할 수 있도록 한 하폐수 처리방법에 관한 것이다.
상기 두 특허는 변형된 A2/0 계열의 반응조를 채용한 본 발명의 하폐수 처리장치와 구성이 부분적으로 유사한 면이 있다.
종래 하폐수 처리시설, 특히 농어촌의 중소형 하폐수 처리시설은 대부분 하절기의 장마시기 하폐수 유입량을 기준으로 하여 처리시설의 용량을 설계하는 것이 일반적이다. 그러므로 장마시기 이외에는 반응조에 유입되는 하폐수가 설계용량에 미치지 못한다.
또 일반적인 종래의 하수처리시설은 유입부하의 완충을 위하여 유량조정조(6~12시간)를 설치하고 유량조정조 펌프로 하수를 이송하여 주 처리공정인 혐기성조에 유입시키고 이후 무산소조 및 질산화조(또는 호기조), 최종 침전조까지 여러 공정을 구조물의 수두차에 의한 자연유하가 이루어지도록 구성하여 운전하고 있다. 자연유하를 위해 대부분 구조물 격벽의 상부를 개방하여 공정간 하수의 흐름이 이루어지도록 되어 있다.
이와 같이 종래 하수처리시설에서는 용적이 고정된 단위처리공정과 수두차에 의한 자연유하 방식으로 인하여 동절기와 같이 하폐수 유입량이 적은 시기에 설계 또는 설정된 하폐수 처리용량이 실제 하폐수 유입량 보다 클 경우에 문제가 발생된다.
즉 실제 하폐수 유입량에 비하여 반응조에서의 체류시간이 너무 길게 되어 과포기에 의한 슬러지 자산화로 미세플록이 형성되고 침강성이 불량해짐과 아울러 첨두부하의 유량상태에서는 체류시간이 너무 짧게 되어 결국 완전히 처리되지 않은 하수가 유출되는 문제점을 가지고 있다.
상기 두 특허는 이러한 문제에 대한 해결방안을 제시하고 있지 않다.
본 발명은 설계된 용량 보다 적은 하폐수 유량이 유입되는 기간의 경우에도 실제 유입된 하폐수 유량에 알맞은 체류시간을 보장할 수 있는 수위 제어형 단일 반응조를 이용한 하폐수 처리장치를 제공하기 위하여 제안된 것이다.
이에 본 발명은 반응조 저면에 이송펌프를 설치하고, 정밀한 수위계에 의하여 반응조의 수위를 측정하여 제어부에 의하여 수위에 알맞은 체류시간을 보장하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 다양한 수위계 및 유량계와 펌프를 이용하여 자동화된 수위제어가 가능하므로 유량조정조를 생략하고 이를 반응조로 통합함으로써 시스템과 공정의 단순화를 달성하는 것을 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 유입되는 하폐수와 반송되는 슬러지의 교반 효율을 극대화하기 위하여 반응조의 무산소/혐기 반응부에 구비된 교반기와 인접한 위치에 각 배출구를 배열한 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러 본 발명은 반응조의 격벽 연통부로 유입되는 하폐수로 인하여 호기 반응부(질산화 반응부)에서 슬러지층 형성이 방해받지 않도록 배플을 설치하여 숏 패스(short pass)가 방지되도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치는 교반기가 설치되어 있는 무산소/혐기 반응부, 하부 연통부를 갖는 격벽, 그리고 상기 격벽에 의하여 상기 무산소/혐기 반응부와 분리되고, 상기 연통부로 유입되는 하폐수에 의하여 슬러지 침전이 방해 되지 않도록 하는 배플이 저면에 배열되어 있는 호기 반응부를 포함하는 반응조; 상기 반응조의 호기 반응부에 구비된 산기관(diffuser)으로 공기를 공급하는 송풍기; 상기 반응조와 연결되어 있는 침전조; 상기 침전조와 연결되어 있는 소독조; 상기 반응조, 상기 침전조, 그리고 상기 소독조로 하폐수를 유도하는 이송라인, 상기 호기 반응부 저면에 구비된 이송펌프에 의하여 상기 무산소/혐기 반응부로 하폐수를 반송하고 유량계와 밸브가 배열되어 있는 내부반송라인, 그리고 상기 침전조에서 상기 무산소/혐기 반응부로 슬러지를 반송하고 유량계와 밸브가 배열되어 있는 외부반송라인을 포함하는 배관부; 및 상기 유량계들의 정보에 따라 상기 이송펌프를 ON/OFF하고 상기 밸브들을 개폐하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 기능을 갖는 구성요소를 나타낸다.
본 발명에 따른 하폐수 처리장치를 설명함에 있어 각 구성요소의 연결은 도 1에 도시된 바와 같이, 하폐수의 이송경로를 나타내는 일점쇄선의 이송라인(61), 반응조(20) 내부에서의 슬러지 반송경로를 나타내는 이점쇄선의 내부반송라인(63), 그리고 침전조(40)로부터 반응조(20)로의 슬러지 반송경로를 나타내는 삼점쇄선의 외부반송라인(65)으로 이루어진 배관부(60)에 의하여 이루어진다.
도 1에서 각종 유량계, 수위계, 밸브, 펌프, 교반기 등을 감지하고 on/off 하는 제어부(70)는 제어관계를 확인하기 쉽게 하기 위하여 점선으로 이루어진 사각 블록 내에 제어되는 각 구성요소의 참조부호와 함께 나타내었다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하폐수 처리장치에서 하폐수는 최초 유입되는 집수조(11)로부터 협잡물이나 모래와 같은 비교적 큰 입상 물질을 우선적으로 제거하는 스크린(screen)과 같은 여과수단(13)을 거쳐 탈질과 탈인이 이루어지는 반응조(20)로 유입된다.
상기 집수조(11)로부터 반응조(20)의 하폐수 유입은 수두 차이에 의한 자연 유하일 수 있으나 처리시간과 처리량의 정밀한 제어를 위하여 제어부(70)에 의하여 조절되는 이송펌프(P1)에 의하여 하폐수가 이송되는 것이 바람직하다.
상기 반응조(20)는 하부 연통부(23a)를 갖는 격벽(23)에 의하여 두 부분으로 분리되어 하폐수가 최초 유입되는 부분은 교반기(agitator)(21a)가 설치된 무산소/혐기 반응부(21)와 호기 반응부(25)로 나뉜다.
상기 무산소/혐기 반응부(21)에서는 먼저, 혐기조건 하에서 인제거 미생물들은 세포내에 축적되어 있던 Poly-P를 분해할 때 생기는 에너지를 이용하여 아세테이트(acetate)와 같은 유기산을 섭취하여 폴리-β-히드록시부틸산(PHB)의 형태로 저장하고 유리된 정인산(orthophosphate)을 체외 수중으로 방출하는 인방출 기작이 일어난다.
또 상기 호기 반응부(25)에서 발생되어 내부반송라인(63)을 거쳐 상기 무산소/혐기 반응부(21)로 유입된 질산성 질소는 무산소소조건하에서 환원효소(reductase)를 가지고 있는 수도모나스(Pseudomonas), 마이크로코커스(Micrococus)와 같은 탈질균들에 의하여 질산염이 최종 전자수용체(electron acceptor)로서 환원되어 아질산염이 되고, 또 이 물질도 전자수용체로 참가하여 이산화질소로 산화된 후 질소 가스까지 환원되는 탈질 기작이 일어난다.
다음으로 상기 격벽(23)의 연통부(23a)를 통하여 상기 호기 반응부(25)로 유입된 하폐수는 인흡수와 질산화 기작을 거치게 된다. 상기 연통부(23a)는 단순한 틈새 형태이거나 반응조(20)의 폭 전체에 걸쳐 일정 지름의 파이프를 다수 연속 배열한 방식으로 구성될 수도 있다.
상기 호기 반응부(25) 내부에는 외부의 송풍기(Blower)(30)로부터 공기가 유입되도록 하는 산기관(diffuser)(31)이 배열되어 있다.
상기 호기 반응부(25)에서는 먼저 인제거 미생물이 체내에 저장해 둔 폴리-β-히드록시부틸산(PHB)을 분해하여 ATP를 합성하고 이때 수중의 정인산을 섭취하면서 Poly-P를 합성하며 인을 흡수하는 인의 과잉섭취(luxury uptake)가 일어난다.
또 상기 호기 반응부(25)에서는 니트로소모나스(Nitrosomonas)에 의해 암모니아성 질소가 아질산성 질소로 산화되는 과정을 거친 후, 다시 니트로박터(Nitrobactor)에 의해 질산성 질소로 산화되는 질산화 기작이 일어난다. 이러한 질산화 과정은 질산화박테리아(Nitrifying bacteria)의 성장속도가 유기물질을 에너지원으로 하는 여타 종속영양미생물(Hetrotrophics)에 비해 매우 느려 긴 미생물체류시간(SRT; Sludge retention time)을 필요로 하므로 율속단계(Rate Limiting Stage)로 알려져 있다.
상기 반응조(20)의 호기 반응부(25) 저면에는 유입되는 하폐수로 인하여 호기 반응부에서 슬러지층 형성이 방해받지 않도록 하기 위하여 격벽(23) 연통부(23a) 부근에 배플(25a)이 설치되어 있어서 숏 패스(short pass)가 방지된다. 이러한 배플(25a)은 본 발명의 핵심 중 하나이다.
상기 각 반응부(21)(25)에는 미생물의 생육을 위한 유동상 또는 고정상 메디아(여재)(미도시 됨)가 설치될 수 있다.
상기 호기 반응부(25)에서 질산화된 하폐수는 내부 반송라인(63)을 거쳐 상기 무산소/혐기 반응부(21)로 반송된다. 상기 반송라인(63)에는 솔레노이드밸브와 같이 제어부(70)에 의하여 자동 개폐가 가능한 밸브(V1)와 유량계(F1)가 설치되어 있다.
슬러지의 내부 반송 또는 침전조(40)로의 슬러지 이송은 이송펌프(P2)에 의하여 이루어진다. 슬러지의 내부반송 또는 침전조로의 이송 선택은 상기 밸브(V1)의 개폐에 의하여 이루어진다.
본 발명의 가장 큰 핵심은 상기 이송펌프(P2)와 호기 반응부(25)의 수위 감지를 위한 수위계(L)라 할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 하폐수 처리시설, 특히 농어촌의 중소형 하폐수 처리시설은 대부분 가장 부하가 큰 하절기의 장마시기 하폐수 유입량을 기준으로 하여 설계 시공하는 것이 일반적이다. 그러므로 장마시기 이외에는 반응조에 유입되는 하폐수가 설계용량에 미치지 못한다.
그러므로 종래 하수처리시설에서는 용적이 고정된 단위처리공정과 수두차에 의한 자연유하 방식으로 인하여 동절기와 같이 하폐수 유입량이 적은 시기에 설계 또는 설정된 하폐수 처리용량이 실제 하폐수 유입량 보다 클 경우 실제 하폐수 유입량에 비하여 반응조에서의 체류시간이 너무 길게 되어 과포기에 의한 슬러지 자산화로 미세플록이 형성되고 침강성이 불량해짐과 아울러 첨두부하의 유량상태에서는 체류시간이 너무 짧게 되어 결국 완전히 처리되지 않은 하수가 유출되는 문제점을 가지고 있다.
그러나 본 발명에서는 수위계(L)에 의한 수위감지에 따라 제어부(70)에서의 연산과 명령에 의하여 고수위(HWL)에서 저수위(LWL)까지 수위 가변에 따른 문제 없이 적절한 체류시간을 산정하여 각 탈질 및 탈인 단계에 따른 펌프(P2) 및 각 밸브의 작동으로 적절한 체류시간을 보장한다. 말 그대로 수위가 가변되는 수위제어형 단일 반응조를 이용한 하폐수 처리장치를 제공할 수 있다.
상기 이송펌프(P2)로 인하여 적절한 유량 제어가 가능하여 본 발명에 따른 하폐수 처리장치에서는 결국 종래 A2/O 공법에서의 유량조정조를 생략할 수 있다.
탈질과 탈인을 거친 하폐수는 상기 이송펌프(P2)에 의하여 침전조(40)로 이송된다. 상기 침전조(40)의 전방에는 교반기(41a)가 구비된 응집반응조(41)가 배치되어 있어 소량의 응집제와 하폐수를 혼합하여 용해성 인을 응집시켜 침전조(40)에서 슬러지와 함께 침전 제거할 수 있으므로 부영양화의 원인물질인 인을 완벽하게 처리할 수 있다.
한편 고수위 이상의 수량이 유입될 경우 상기 반응조(20)에는 배플(27a) 부근의 월류배수구(27)를 통하여 상등수가 침전조(40)로 유입될 수 있다.
상기 침전조(40)는 필수적인 것은 아니며 상기 반응조(20)의 호기 반응부(25)에 침지막(미도시 됨)을 배열하는 방식으로 대체될 수 있다.
상기 침전조(40)에서 잉여슬러지 및 반송슬러지가 수두 차이에 의한 자연유하에 의하여 슬러지 저류조(43) 및 상기 반응조(20)의 무산소/혐기 반응부(21)로 유입되는 것으로 구성할 수도 있다.
그러나 자동화된 제어를 위하여 도시된 바와 같이, 이송펌프(P3)를 배열하여 슬러지의 압송을 구현할 수 있다.
상기 저류조(43)로의 이송라인에는 자동 개폐가 가능한 밸브(V3)가 배열되어 있다.
또 이송펌프(P3)에 의하여 반송슬러지는 외부 반송라인(65)을 거쳐 상기 반응조(20)의 무산소/혐기 반응부(21)로 반송된다. 상기 반송라인(65)에도 제어부(70)에 의하여 각각 개폐되고 감지되는 밸브(V2)와 유량계(F2)가 배열되어 있다.
상기 무산소/혐기 반응부(21)로의 이송라인(61), 내부 및 외부 반송라인(63)(65)의 각 배출구(61a)(63a)(65a)는 상기 교반기(21a) 상부에 인접하여 배열되어 있어 교반효율의 급속화와 극대화가 가능하며, 또 낙하소음의 최소화를 달성할 수 있다.
상기 침전조(40)의 하방에는 소독조(50)가 설치되어 있어 하폐수의 완전한 고도 처리가 가능하도록 되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 소독조(50)는 내부에 일정 간격을 두고 둘 이상의 자외선램프(51)가 배열되어 있다. 상기 자외선램프(51) 사이에는 램프와 하폐수의 접촉 시간을 늘리고 접촉 면적을 넓히기 위한 격벽(50a)이 지그재그 형태로 설치되어 있다.
또 상기 소독조(50)에는 과산화수소 공급기(53)와 소독조 내부의 산기관(55a)과 연결된 오존공급기(55)가 더 구비되어 있어 난분해성 유기물을 완전 분해하여 하폐수의 방류수 오염부하 저감을 달성할 수 있어 강화되는 방류수질 기준을 만족시킬 수 있는 고급 산화반응기(AOP; Advanced Oxidation Process)를 구현하였다.
상기 소독조(50)의 방출부에는 상기 처리수의 방류량을 측정할 수 있는 유량계(F3)(도 1 참조)가 구비되어 있고, 필요에 따라 상기 소독조에는 초음파발생수단을 더 배열할 수 있다.
도 1에서 상기 제어부(70)는 각 펌프(P10)(P2)(P3), 밸브(V1)(V2)(V3), 유량계(F1)(F2)(F3), 수위계(L), 그리고 교반기(21a)(41a)를 제어하는데, 각 구성요소의 감시 및 제어는 각 공정별 운전시간을 자동으로 누적 적산하고 시설 정비 기록을 입력/저장하며 운전자에게 운전 기록을 검색할 수 있도록 하여 운전 감시를 할 수 있게 하는 계장 시설을 포함하는 PLC와 각종 제어장치 및 컴퓨터 시스템을 통하여 이루어진다. 또 상기 제어부(70)에 의한 반응조의 수위 및 체류시간의 조정은 반응조 이송펌프(P2)의 토출량, 운전시간과 반응주기를 조정하는 방식으로 이루어진다.
도 3 및 도 4에는 이상에서 설명한 본 발명의 하폐수 처리장치를 육면체형과 원통형으로 제작한 예를 개략적으로 나타내었다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치는 반응조, 특히 호기 반응부 저면에 이송펌프를 설치하고, 정밀한 수위계에 의하여 반응조의 수위를 측정하여 제어부에 의하여 수위에 알맞은 체류시간의 조정 및 유기가 가능하므로 유량변화가 심한 중소규모 하수처리 시스템에서의 유량변화에 따른 체류시간 유지의 불안정성을 제거할 수 있어 처리 수질의 개선과 안정화를 달성할 수 있다.
또 본 발명은 다양한 수위계 및 유량계와 펌프를 이용하여 자동화된 수위제어가 가능하므로 유량조정조를 생략하고 이를 반응조로 통합함으로써 시스템과 공정의 단순화를 달성할 수 있다.
나아가 본 발명은 반응조의 무산소/혐기 반응부에 구비된 교반기와 인접한 위치에 각 배출구를 배열한 처리장치를 제공하여 유입되는 하폐수와 반송되는 슬러지의 교반 효율을 극대화와 소음감소를 달성할 수 있다.
아울러 본 발명은 반응조의 격벽 연통부로 유입되는 하폐수로 인하여 호기 반응부(질산화 반응부)에서 슬러지층 형성이 방해받지 않도록 배플을 설치하여 숏 패스(short pass)가 방지될 수 있다.
이상의 설명에서 하폐수 처리방법 장치와 관련된 통상의 공지된 기술은 생략되어 있으나, 당업자라면 이를 당연히 추측·추론할 수 있을 것이다.
또 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 하폐수 처리장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 하폐수 처리장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 하폐수 처리장치의 소독조를 나타낸 개략도,
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 하폐수 처리장치를 육면체형과 원통형으로 제작한 예를 나타낸 개략적인 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11: 집수조 13: 여과수단
20: 반응조 21: 무산소/혐기 반응부
23: 격벽 25: 호기반응부
30: 송풍기 40: 침전조
41: 응집반응조 43: 슬러지저류조
50: 소독조 51: 자외선램프
60: 배관부 61: 이송라인
63: 내부반송라인 65: 외부반송라인
70: 제어부

Claims (7)

  1. 교반기가 설치되어 있는 무산소/혐기 반응부,
    하부 연통부를 갖는 격벽, 그리고
    상기 격벽에 의하여 상기 무산소/혐기 반응부와 분리되고, 상기 연통부로 유입되는 하폐수에 의하여 슬러지 침전이 방해 되지 않도록 하는 배플이 저면에 배열되어 있는 호기 반응부를 포함하는 반응조;
    상기 반응조의 호기 반응부에 구비된 산기관(diffuser)으로 공기를 공급하는 송풍기;
    상기 반응조와 연결되어 있는 침전조;
    상기 침전조와 연결되어 있는 소독조;
    상기 반응조, 상기 침전조, 그리고 상기 소독조로 하폐수를 유도하는 이송라인,
    상기 호기 반응부 저면에 구비된 이송펌프에 의하여 상기 무산소/혐기 반응부로 하폐수를 반송하도록 배출구가 형성되어 있고 유량계와 밸브가 배열되어 있는 내부반송라인, 그리고
    상기 침전조에서 상기 무산소/혐기 반응부로 슬러지를 반송하도록 배출구가 형성되어 있고 유량계와 밸브가 배열되어 있는 외부반송라인을 포함하는 배관부; 및
    상기 유량계들의 정보에 따라 상기 이송펌프를 ON/OFF하고 상기 밸브들을 개폐하는 제어부를 포함하여 이루어진 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 및 외부 반송라인의 배출구는 상기 무산소/혐기 반응부의 교반기 상부에 인접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이송라인 중 상기 반응조로 유입되는 하폐수를 위한 라인의 배출구는 상기 무산소/혐기 반응부의 교반기 상부에 인접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 소독조에는
    상기 소독조 내부에 일정 간격을 두고 배열되어 있는 둘 이상의 자외선램프; 및
    상기 자외선램프를 서로 분리하도록 지그재그 형태로 설치되어 있는 격벽을 포함하는 자외선살균수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배관부의 외부반송라인의 슬러지 반송은 자연 유하에 의하여 이루어질 수 있도록 상기 침전조의 수두는 상기 반응조의 수두 보다 높은 것을 특징으로 하는 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배관부의 공급라인 중 상기 반응조 전방에는 여과수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치.
  7. 교반기가 설치되어 있는 무산소/혐기 반응부,
    하부 연통부를 갖는 격벽, 그리고
    상기 격벽에 의하여 상기 무산소/혐기 반응부와 분리되고, 상기 연통부로 유입되는 하폐수에 의하여 슬러지 침전이 방해 되지 않도록 하는 배플이 저면에 배열되어 있는 호기 반응부를 포함하는 반응조;
    상기 반응조의 호기 반응부에 구비된 산기관(diffuser)으로 공기를 공급하는 송풍기;
    상기 반응조의 호기 반응부에 구비되어 있는 침지막;
    상기 반응조와 연결되어 있는 소독조;
    상기 반응조 및 소독조로 하폐수를 유도하는 이송라인, 그리고
    상기 호기 반응부 저면에 구비된 이송펌프에 의하여 상기 무산소/혐기 반응부로 하폐수를 반송하도록 배출구가 형성되어 있고 유량계와 밸브가 배열되어 있는 내부반송라인을 포함하는 배관부; 및
    상기 유량계들의 정보에 따라 상기 이송펌프를 ON/OFF하고 상기 밸브들을 개폐하는 제어부를 포함하여 이루어진 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치.
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