KR100521649B1 - 소규모하수종말처리방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 소규모하수 종말처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세히는 처리효율을 높여서 장치를 소형화하고 토지소요를 매우 절감시킨 소규모하수 종말처리장치 및 방법에 관한 것이다.

생활하수 처리에 있어서, 종래의 처리 및 방법을 살펴보면 일정한 어느 한 지역에 토목공사 위주의 활성오니처리조를 건설하여 활성오니처리법을 주축으로 하는 대규모의 하수종말처리장을 건설하고, 하수를 처리장으로 이송하기 위해 지하에 전용 하수관을 매설하여 하수 배출처와 종말처리장을 서로 연결시켜서 배출되는 하수를 처리장으로 이송하여 처리를 행한다.

대규모 처리방식은 많은 하수관을 지하에 매설해야 하므로 막대한 비용과 유지보수비가 소요되며, 또 지하의 관로(管路)가 파손되기라도 하면 하수가 지하로 침투하여 지하수를 오염시키고, 또 처리장건설 시에 많은 토지를 한 장소에서 확보하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라, 건설에 대한 인근 주민들과의 마찰이 야기되는 등, 많은 문제점을 안고 있다.

이 발명은 위에서 본 여러 가지 문제점을 해결하기 위해, 집수조에서 화학처리에 의한 응집처리를 행하고, 이 응집수를 부상분리조에 유입시켜 초미세기포에의한 부상분리처리를 행하여 슬러지와 상등수를 분리하며, 분리된 상등수는 생물막처리를 행하고, 생물막처리를 거친 처리수는 방류실로 이송되어 방류되는 바, 방류실에 방류수질 제어장치를 부설하여 방류실로 이송·유입되는 처리수를 연속적으로 감지하여 방류기준치에 미달하면 순환시켜 재처리를 행하게 하여 방류기준치에 도달할 때 방류를 하는 한편, 부상분리된 슬러지는 슬러지 여과장치에 이송시켜 일정 함수율로 여과·탈수시켜 농축 시설을 생략시키면서 탈수처리를 행하게 하는 소규모 하수종말처리 장치 및 방법이다.

Description

소규모하수종말처리방법{omitted}

이 발명은 소규모 하수종말처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세히는 처리효율을 높여서 장치를 소형화하고 토지소요를 매우 절감시킨 소규모하수 종말처리장치 및 방법에 관한 것이다.

생활하수 처리에 있어서, 종래의 처리장치 및 방법을 살펴보면 일정한 어느 한 지역에 토목공사 위주의 활성오니처리조를 건설하여 활성오니처리 방법을 주축으로 하는 대규모의 하수종말처리장을 건설하고, 하수의 이송을 위해, 지하에 전용 하수관을 매설하여 하수 배출처와 종말처리장을 서로 연결시켜서 배출되는 생활하수를 처리장으로 이송시켜 정화처리를 행한다.

대규모 처리방법은 많은 하수관을 지하에 매설해야 하므로 막대한 비용이 소요되고, 유지보수에도 많은 비용이 소요되며, 지하의 관로(管路)가 파손되기라도 하면 하수가 지하로 침투하여 지하수를 오염시키고, 처리장건설 시에 많은 토지를 한 장소에서 확보하기 힘든 것은 물론이며, 건설에 대한 인근 주민들과의 마찰이 야기되고, 또 생활하수를 지하의 관로를 통해 흐르게 함으로서, 조금만 가뭄이 지속되어도 하천에는 물이 말라 하천 본래의 기능을 상실하게 되는 등 많은 문제점을 안고 있다.

이 발명은 위에서 본 여러 가지 문제점을 해결하기 위해, 통상적인 응집조에서 화학처리에 의한 응집처리를 행하고, 이 응집수를 부상분리조에 유입시켜 초미세기포에의한 부상분리처리를 행하여 슬러지와 상등수를 분리하며, 분리된 상등수는 무산소처리실이 부과된 생물막처리를 행하고, 생물막처리를 거친 처리수는 방류실로 이송되어 방류시키는 바, 방류실에 방류수질 제어장치를 부설하여 방류실로 이송되는 처리수의 수질을 연속적으로 감지하여 방류기준치에 미달하면 순환시켜 재처리를 행하게 하여 방류기준치에 도달하면 방류시킴으로서 방류기준치에 미달한 처리수의 방류를 차단하며, 한편 부상분리된 슬러지는 슬러지 여과·자연탈수장치에 이송시켜 일정 함수율로 여과·자연탈수시켜 농축 시설을 생략시키면서 탈수처리를 행하게 하는 소규모 하수종말처리 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

이하 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 전체 소요장치의 연결 및 처리흐름을 나타낸 도이며, T는 집수·조정조, T-1는 응집조, T-2는 부상분리조, T-3는 생물막처리조, T-4는 슬러지 여과·자연탈수장치, 101은 초미세기포발생장치, 102는 콤프레셔, R는 방류수질제어장치 이다.

집수·조정조(T)에는 원수 이송펌프(P)가 설치되고, 이 펌프에 이송파이프(1)가 연결되어 응집조(T-1)에 연결되고, 또 이 파이프에는 개폐 전자밸브(V)가 부설되어 방류수질제어장치(R)에 의해 개폐작동을 하는 바, 응집조(T-1)에 유입되는 원수를 집수·조정조(T)에 역 유입시키는 작동을 하게되며,

응집조(T-1)는 ㉠실·㉡실·㉢실로 구획되고, 각실 상측에는 응집제 주입파이프(13)가 부설되고, ㉠실·㉡실에는 PHC 에 연결된 센서(13-1)가 부설되며, 각 실 하부에는 공기교반을 위한 압축공기 발산장치(2)가 부설되고, 이 발산장치는 소요의 파이프를 통해서 블로워(W)에 연결되어 있으며, ㉢실 상부측에서 부상분리조(T-2)로 응집수를 이송시키는 이송파이프가 부설되어 있고,

부상분리조(T-2)는 A·B·C·D·E 실로 구획되는 장방형의 관로형 부상분리조이며, A 실은 토출실로서 하부에 초미세기포를 토출 확산시키는 토출밸브(3)가 부설되고, 상부측에 응집조(T-1)에서 응집수를 유입시키는 파이프, 및 방류기준치에 미달한 방류수를 역유입시키는 순환파이프(9)가 부설되어 있으며, B·C 실은 부상분리실로서 슬러지와 상등수를 분리시키며, 상측에 스킴머(S)가 부설되어 있고, D 실은 슬러지 회수실로서 스킴머의 작동에 의해서 유입되는 슬러지를 회수하며, E 실은 상등수실로서 하부로부터 분리되어 밀려오는 상등수를 저장하면서 소요의 파이프를 통해서 생물막처리조(T-3)로 자연 이송시키며,

생물막처리조(T-3)는 F실·G실·J실로 구획되고, F실·G 실은 생물막처리실로서, 내부에는 미생물이 성장하여 막을 형성할 수 있게 하는 바이오락(bio-lock)이 장착되는 바, 처리시간 단축을 위해 고밀도로 바이오락(bio-lock)은 장착이 되며, 이 양실(F·G)하부에는 초미세기포 토출장치(6)가 부설되어 압송파이프(5)를 통해 초미세기포발생장치에 연결되어 있고, 양 생물막처리실(F·G) 내의 수중 용존산소는 초미세기포의 토출·확산으로 조절되며, 토출·확산되는 초미세기포는 바이오락을 요동시키지 않으므로 생물막의 성장을 도우는 한편, 용존산소의 용존을 효율적으로 자유로이 조절할 수 있는 것이 특징이며, F실에는 상부에 부상분리조(T-2)에서 상등수를 이송·유입시키는 상등수 이송파이프·방류기준치에 미달한 방류수를 역유입시키는 순환파이프(9)가 부설되어 있으며, 방류수실(J)에는 방류기준치에 미달하는 처리수의 방류를 제어하는 방류수질 제어장치(R)와, 방류수의 배출로가 외부 방향으로 부설되어 있으며,

여과·자연탈수장치(T-4)는 회수되는 슬러지를 유입시켜 여과·자연탈수처리를 행하는 바, 장치는 원통형의 탱크가 쌍으로 연결되어 ①·②의 2실로 구분되어 구성되며, 각 실은(①·②)은 독립적으로 작동되며, 내부에는 여과망으로 이루어진 여과장치가 삽입 장착되어 슬러지가 유입되면 슬러지와 함께 유입된 수분은 즉시 여과배출되게 되며, 하부에 여과수를 이송시키는 파이프(12)가 부설되어 집수·조정조로 연결되고, 이 파이프를 통해서 여과수는 집수·조정조로 이송되며, 각 실(①·②)의 하측에는 개폐장치(11)가 장착되어 장치 내에 저장된 슬러지를 배출시킬 때 개폐되고, 상측에는 슬러지 이송파이프(10)가 부설되어 부상분리조(T-2)의 슬러지 회수실(D)에 연결되며, 이 파이프에 선택밸브(10-1)가 부착되어 ①실, ②실에 교대로 슬러지가 유입되고, 교대로 휴지시간을 가지며, 이 휴지시간에 슬러지가 함유하고 있는 수분은 여과·자연탈수가 진행되며,

초미세기포발생장치(101)는 기포수 공급파이프(7)를 통해서 청징수실에 연결되어 기포수를 공급받고, 콤프레셔(102)에서 압축공기를 공급받아 초미세기포를 생성시켜 압송파이프(4·5)를 통해서 생성된 기포수를 토출밸브(3)·토출장치(6)에 압송시키는데, 기포발생장치는 라인 믹셔형 기포발생장치로서 20초 전후에서 3미크론의 초미세기포를 고농도로 생성시켜 토출시키는 것이 특징이다.

콤프레셔(102)는 정해진 압력으로 공기를 압축하고, 이 압축공기를 초미세기포발생장치에 압입시키며,

방류수질제어장치(R)는 방류실(J)에 유입되는 처리수를 연속적으로 감지하여 방류기준치에 미달한 처리수가 방류실로 유입되면 순환시켜 재처리를 행하게 하는바, 장치는 수질감지장치(R-1)·콘트롤러(R-2)·순환펌프(R-3)·개폐전자밸브(V)가 서로 연결되어 구성되고, 순환펌프(R-3)에 순환파이프(9)가 연결되어 부상분리조의 토출실(A) 및 생물막처리조의 F실에 분기되어 연결되어 있으며, 이 분기점에 선택밸브(8)가 부설되어 방류수의 방류기준치에서 기준치 초과 수치가 높으면 부상분리조의 A실, 낮으면 생물막처리조 F실로 선택하여 유입되며, 이 초과 수치는 미리 콘트롤에 입력되어져서 작동하게 된다.

상기의 장치가 서로 연결되어 소규모 하수종말처리 장치는 구성되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 실시 예의 작용에 대하여 설명한다.

불로워(W)의 작동에 의해, 공기는 압축되어 소요의 파이프를 통해서 압축공기 발산장치(2)에 압송되고 발산장치는 압축공기를 응집조(T-1)에 발산하여 공기교반이 이루어지며, 한편 초미세기포발생장치(101)가 작동하면서 기포수 공급파이프로부터 기포수가 공급되고, 콤프레셔(102)로부터 압축공기가 압입되어 초미세기포는 생성되며, 생성된 초미세기포는 압송파이프(4)를 통해서 부상분리조 토출실(A)의 토출밸브(3)에 압송하고, 토출밸브는 토출실(A)에 3미크론의 초미세기포를 토출·확산시킨다.

응집조(T-1)에는 집수조정조(T)로부터 원수가 이송·유입되고, ㉠·㉡실에는 정해진 종류의 중화·반응제가 주입되고, 주입량은 PH수치로서 조정되며, ㉢실에서는 약주펌프에 의해서 미리 정한 양의 응집제가 주입되면서 응집은 이루어지고, 이 응집수는 부상분리조(T-2)의 토출실(A)로 자연 이송된다.

토출실(A)에 이송·유입되는 응집수중의 부유물질은 풀록을 형성하게 되고, 이렇게 형성되는 풀록은 토출실에 연속적으로 토출·확산되는 3미크론의 초미세기포에 흡착·부착하여 수면위로 강제 부상하여 슬러지층을 형성하며, 수면에서 슬러지층을 형성한 슬러지층은 부상분리실(B·C)로 자연 이송되어 부유물질과 상등수는 분리되고, 슬러지층은 스킴머(S)의 작동에 의해서 슬러지 회수실(D)로 강제 이송되어 슬러지 이송파이프(10)를 통해서 슬러지 여과자연탈수장치(T-4)로 이송되며, 한편 분리된 상등수는 하부의 이송 통로를 따라 상등수실(E)로 이송되어 저장되면서 소요의 이송 파이프를 통해서 생물막처리조(T-3)로 자연 이송된다.

생물막처리조(T-3)의 F실로 이송·유입된 상등수는 순차 G실을 거치면서 미리 정한 시간동안 체류하게 되며, 이 체류시간 동안에 수중의 용존유기물질은 미생물에 접촉되어 분해처리가 이루어지고, 처리수는 이송로를 따라서 방류실(J)로 이송되며, 방류실로 유입되는 처리수는 방류수질 제어장치에 의해서 방류기준치에 미달된 수치가 감지되고, 콘트롤러(R-2)는 원수 이송파이프(1)에 부설된 전자밸브(V)를 폐쇄함과 동시에 순환펌프(R-3)를 작동시켜 방류실로 이송되는 처리수는 부상분리조(T-2)의 토출실(A)로 순환되어 재처리가 행하여지고, 이 작동에 의해서 재처리된 처리수는 다시 방류실로 유입되며, 방류수질 제어장치는 방류기준치에 도달한 수치를 감지하고, 콘트롤러는 원수 이송파이프에 부설된 전자밸브(V)의 개방과 동시에 순환펌프의 작동을 정지시킴으로서 방류실로 유입되는 처리수는 외부로 방류되게 되어 방류기준치 미달의 방류수의 방류를 예방한다.

한편 슬러지 이송파이프(10)를 통해 슬러지 여과·자연탈수장치(T-4)로 이송되는 슬러지는 선택밸브(10-1)에 의해서 ①실로 유입되며, 계속 유입되는 슬러지로 인해 하부로부터 슬러지의 양은 상승하게 되고, 정해진 양에 도달하면 선택밸브(10-1)의 작동에 의해서 슬러지는 ②실로 유입되며, 이후부터 ①실은 휴지시간을 가지면서 슬러지가 함유한 수분은 여과·자연탈수처리가 진행되고, 일정시간 경과 후, 하부의 개폐방지(11)를 개방하여 슬러지를 외부로 배출시키고 다시 폐쇄함으로서 대기 상태로 들어가게 된다.

삭제

부상분리조(T-2)는 토출실(A)·부상분리실(B·C)·슬러지 회수실(D)·상등수실(J)로 구획되는 장방형의 관로형 부상분리조로서, 유입 응집수는 8분 전후의 체류시간에서 부상분리처리된다.

생물막처리조(T-3)는 수중에 용존하는 유기물질에 따라서, F실·G실 중 1개의 실을 무산소 실로 운영하여 난분해성 물질은 효율적으로 제거된다.

방류수질 제어장치는 COD치에 연동시켜 표준화된 수치로서 작동한다.

이 발명은 처리시간이 매우 단축되어 장치가 소형화됨으로서 소요토지를 대단히 절약하며, 유입수질의 갑작스런 변화, 혹은 장치의 오작동으로 인해 방류기준치에 미달한 처리수의 방류를 방지하여 불의의 피해를 예방할 수 있고, 슬러지처리에서 농축과정을 생략하여 악취를 현저히 줄임으로서 주민과의 마찰을 피할수 있으며, 장치가 소형화됨으로서 처리시설 건설 시에 소요토지의 매입이 용이하며, 주민의 반대에 직면할 수 있는 요인을 줄일 수 있다.

도 1은 장치의 구성도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

T 집수조정조 T-1 응집조

T-2 부상분리조 T-3 생물막처리조

T-4 여과자연탈수장치 R 방류수질제어장치

R-1 수질감지장치 R-3 순환펌프

R-2 콘트롤러 V 전자밸브

101 초미세기포발생장치 102 콤프레셔

A 토출실 B·C 부상분리실

D 슬러지회수실 E 상등수실

F·G 생물막처리실 J 방류실

P 원수펌프 S 스킴머

W 블로워

1 원수 이송파이프 2 압축공기 발산장치

3 토출밸브 4 압송파이프

5 압송파이프 6 토출장치

7 기포수 공급파이프 8 선택밸브

9 순환파이프 10 슬러지 이송파이프

10-1 선택밸브 11 개폐장치

12 이송파이프 13 응집제 주입파이프

13-1 PH 센서

Claims (4)

1. 응집조(T-1)에 원수를 유입시켜 응집처리를 행한 응집수는 장방형의 관로형부상분리조(T-2)의 토출실(A)에 유입되고, 토출실(A)에 토출·확산되는 3미크론의 초미세기포는 플록으로 형성된 부유물질에 부착·흡착하여 수면으로 강제 부상하여 분리실(B·C)로 이송되어 슬러지와 상등수는 분리되며, 분리된 슬러지는 스킴머의 작동에 의해서 슬러지 회수실(D)로 이송되고, 한편 분리된 상등수는 상등수실(E)로 이송된 후, 생물막처리조(T-3)로 이송되어 미리 정해진 시간 체류하여 미생물에 접촉되면서 수중의 용존 유기물질은 분해처리 되고, 처리수는 방류실(J)로 이송되며, 이송되는 처리수는 미리 정한 방류기준치에 도달, 혹은 미달한 처리수인지를 방류수질제어장치에 의해서 감지되며, 방류기준치에 미달하면 부상분리조, 또는 생물막처리조(T-3)로 순환시켜 재처리를 행하여 방류기준치에 도달하면 방류하게 되는 한편, 부상분리실에서 분리된 슬러지는 슬러지 여과자연탈수장치(T-4)로 이송하여 여과·자연탈수처리가 행하여진 후 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 소규모하수종말처리방법
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 생물막처리조에 고밀도의 바이오락(bio-lock)을 장착하고, 초미세기포를 발산시켜 용존산소를 조절하고, 생물막처리조(T-3)의 2실(F·G)중 1실을 무산소실로 운영하여 처리효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 소규모하수종말처리 방법.
4. 삭제