KR100637420B1 - 분리형 부착 미생물 공법을 이용한 오폐수 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분리형 부착 미생물 공법을 이용한 오폐수 처리장치에 관한 것으로 혐기조(10)와 유량조정조(20)를 거친 오폐수가 제 1 포기조(30)에서 유기물질이 제거된 후 제 1 침전조(40)로 유입되고, 다시 분리형 포기조(50)를 거쳐 질소와 인을 제거하도록 구성되어 오폐수 처리 시 질소와 인 등의 영양염류를 효과적으로 간단히 제거할 수 있는 것이다.
또한, 포기조에 설치되는 고정상 접촉여재(51)에 부착되는 미생물을 간헐적으로 탈리시켜 미생물의 과도한 부착을 방지하고, 활성이 양호한 최외각 생물막을 유지시킴으로써 부착 미생물의 활성을 극대화시키고 잉여슬러지의 발생이 감소되는 것이다.
따라서 오페수 내의 이물질을 정화시키는 정화효율을 증대시키고 그 공정이 간단하여 제품의 신뢰성 및 작업 편의성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

분리형 부착 미생물 공법을 이용한 오폐수 처리장치{Waster water recyclic apparatus by Attached microbe in Separated Aeration tank}
도 1 은 본 발명의 구성을 도시한 단면도.
도 2 는 본 발명의 제 1 포기조와 분리형 포기조에 설치되는 고정상 접촉여재를 도시한 사시도.
도 3 은 본 발명의 제 1 포기조와 분리형 포기조에 설치되는 탈리장치를 도시한 평면도.
*도면 중 주요 부호에 대한 설명*
1 - 정화탱크 10 - ㅎ며기조
11 - 유동식 접촉여재 20 - 유량조정조
30 - 제 1 포기조 31 - 제 1 고정상 접촉여재
32 - 제 1 탈리장치 40 - 제 1 침전조
50 - 분리형 포기조 51 - 고정상 접촉여재
52 - 탈리장치 53 - 제 2 포기조
54 - 제 3 포기조 60 - 제 2 침전조
70 - 농축저류조 80 - 제 1 슬러지 반송장치
81 - 제 2 슬러지 반송장치 82 - 제 3 슬러지 반송장치
83 - 상승수 반송장치
본 발명은 분리형 부착 미생물 공법을 이용한 오폐수 처리장치에 관한 것으로 더 상세하게는 부착 미생물을 이용하여 유기물질 및 부유물질을 제거하고 질소, 인 등의 영양염류의 제거가 가능하도록 발명된 것이다.
일반적으로 오폐수는 사람의 일상생활과 관련하여 수세식 화장실, 목욕탕, 주방 등에서 배출되거나, 공장, 축산시설에서 배출되는 액체성 또는 고체성 오물이 섞여 있는 물은 오수, 분뇨 및 축산 폐수에 관한 법률이 정하는 방류수질 기준 이하로 정화한 후 방류하여야 한다.
따라서 최근에는 주거용 건물이나 산업시설에서 발생되는 생활오수나 폐수 등을 생물학적 또는 화학적으로 처리하여 배출허용기준치 이하로 정화시킨 다음 배출하기 위한 오폐수처리장치가 설치되고 있는 실정이다.
이 오폐수처리장치는 통상 섬유강화 플라스틱(FRP)으로 제조된 정화조를 사용하고 있으며, 이 섬유강화플라스틱은 내수성, 내약품성 및 내열성이 우수한 합성수지에 항장력이 우수한 유리섬유를 함유시킨 복합재료이다.
한편, 상기한바와 같이 가정이나, 산업시설에서 배출되는 소규모의 오폐수처리장치는 유입된 오폐수를 일차적으로 저장하고, 유량을 조절하는 유량조정조와; 이 유량조정조를 거친 오폐수를 생물학적으로 처리하기 위한 접촉여재가 설치된 포기조와; 이 포기조를 거친 물에 함유된 부유물질을 침전시키는 침전조와; 이 침전조에서 분리된 상등수를 방류시키는 방류조로 구성된다.
즉, 오폐수가 유량조정조에서 포기조로 이동하여 매생물이 부착하여 성장하는 접촉여재에 접촉하면서 폭기되어 정화한 후 침전조에서 부유물질을 침전시켜 상등수를 분리한 후 배출하게되는 것이다.
그러나 상기한 종래의 오폐수 처리장치는 포기조에서 미생물로 처리된 오폐수가 침전조를 거친 후 바로 배출되고, 주로 유기물질과 부유물질 제거를 위한 구조로 구성되어 호소 및 연근해의 부영양화를 유발하는 질소, 인에 대한 제거가 미비한 문제점이 있었던 것이다.
또한 부유 미생물을 이용한 활성 슬러지 공정은 침전조에서 미생물 플럭을 자연 침전시켜 포기조로 반송시켜 포기조의 미생물 농도를 원하는 만큼 높게 유지하지만, 상기한 소규모 오폐수 처리장치는 유입 수질 및 유량의 변동이 심하여 미생물 플럭이 좋지 않은 경우 반응조 내의 미생물 농도를 원하는 만큼 충분히 높게 유지하기 어려운 폐단이 있었던 것이다.
따라서 유기물질과 부유물질에 대한 적절한 처리가 어렵게 되며, 침전조에서 슬러지 반송율을 통해 미생물량을 조절하기 때문에 슬러지를 반송하는 슬러지 반송장치가 필요하며 이 적절한 미생물량을 유지하기 위한 일정수준의 지식을 가진 운전자나 관리인이 필요한 문제점이 있었던 것이다.
즉, 상기한 종래의 소규모 오폐수 처리장치는 질소, 인, 제거를 운전의 복잡성과 유입부하의 변동에 의한 안정적인 처리 효율을 얻기 어렵고, 제거에 한계를 가지는 폐단이 있었던 것이다.
본 발명의 목적은 부착미생물이 접촉여재가 구비된 포기조를 분리하고, 분리된 포기조 사이에 침전조를 설치하여 오폐수가 포기조에서 미생물에 접촉 산화되고, 침전조에서 침전되는 작용을 반복하고, 포기조 내의 접촉여재에 부착된 미생물을 주기적으로 탈리하여 부착 미생물의 바이오 필름을 최대로 활성화시켜 오폐수 내에 포함된 질산, 인을 효과적으로 처리할 수 있는 분리형 부착 미생물 공법을 이용한 오폐수 처리장치를 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 목적은 오폐수가 유입되어 슬러지를 침전시키고, 물은 부상시켜 분리하고, 내부에 혐기성 미생물이 부착되어 유기물질을 제거하는 유동상 접촉여재(11)가 장착된 혐기조(10)와;
상기 혐기조(10)를 거친 오폐수가 유입되어 유기물질이 미세하게 분해되고 배출되는 유량을 조절하는 유량조정조(20)와;
상기 유량조정조(20)를 거친 오폐수가 유입되며, 미생물이 부착되는 제 1 고 정상 접촉여재(31)가 설치되고, 내부에 공기를 불어 넣는 제 1 탈리장치(32)를 포함한 제 1 포기조(30)와;
상기 제 1 포기조(30)를 거쳐 정화된 오폐수가 유입되어 슬러지를 침전시키고, 상등수를 분리하는 제 1 침전조(40)와;
상기 제 1 침전조(40)에서 분리된 상등수가 유입되며, 미생물이 부착되는 고정상 접촉여재(51)가 설치되고 내부에 공기를 산포하는 공기를 불어 넣는 탈리장치를 포함한 분리형 포기조(50)와;
상기 분리형 포기조(50)에서 처리된 상등수가 유입되어 고정 생물막의 일부 탈리 슬러지를 고액 분리하여 침전시키는 제 2 침전조(60)와;
상기 제 2 침전조(60)와 상기 혐기조(10)와 연계되어 침전된 슬러지가 이송되어 침전 분리 농축시키고, 상승수를 분리하는 농축저류조(70)와;
상기 혐기조(10)에서 침전된 슬러지를 농축저류조(70)로 이송시키는 제 1 슬러지 반송장치(80)와;
상기 제 1 침전조(40)에서 침전된 슬러지를 농축저류조(70)로 이송시키는 제 2 슬러지 반송장치(81)와;
상기 제 2 침전조(60)에서 침전된 슬러지를 상기 제 1 포기조(30)로 이송시키는 제 3 슬러지 반송장치(82)와;
상기 농축저류조(70)에서 분리된 상승수를 유량조정조(20)로 이송시키는 상승수 반송장치(83)로 구성된 것에 있어서;
상기 혐기조(10)와 유량조정조(20), 제 1 포기조(30), 제 1 침전조(40), 분리형 포기조(50), 제 2 침전조(60), 농축저류조(70)가 하나의 정화탱크(1)에 각각 칸막이(2)로 구획되어 순차적으로 형성되어 달성된다.
즉, 오폐수가 제 1 포기조(30)와 분리형 포기조(50), 제 1, 2 침전조(40, 60)를 거치면서 다단으로 처리되어 그 정화효율이 높으며, 슬러지의 인출이 제 1 침전조(40)에서 수행되어 고정상 접촉여재(51)에 미생물의 과도한 부착을 방지함으로써, 미생물의 활성이 극대화되고, 잉여 슬러지의 발생을 최소화할 수 있는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 댜음과 같다.
도 1 은 본 발명의 구성을 도시한 단면도로서, 혐기조와 유량조정조, 제 1 포기조, 분리형 포기조, 제 1, 2 침전조, 농축저류조가 하나의 정화탱크 내부에 칸막이로 구분되어 있는 것을 나타내고 있다.
도 2 는 본 발명의 제 1 포기조와 분리형 포기조에 설치되는 고정상 접촉여재를 도시한 사시도로서, 메인로프에 가는 단선으로 이루어진 단위여재가 설치되어 구성된 것을 나타내고 있다.
도 3 은 본 발명의 제 1 포기조와 분리형 포기조에 설치되는 탈리장치를 도시한 평면도로서, 다수의 기포분사구가 형성된 분출관의 결합으로 구성된 것을 나타내고 있다.
이하 도 1 에서 도시한 바와 같이 아파트 단지나 건물 자체에 설치되는 소규모 오폐수 처리장치의 정화탱크(1)는 내부에 오폐수가 일정량 저장될 수 있는 저장부가 형성되며, 오폐수를 저장부로 유입시키는 유입관(1a)과 유입된 오폐수를 배출시키는 배출관(1b)이 구비된다.
이 정화탱크(1)의 저장부는 각각 칸막이(2)로 구획되어 혐기조(10)와 유량조 정조(20), 제 1 포기조(30), 제 1 침전조(40), 분리형 포기조(50), 제 2 침전조(60), 농축저류조(70)가 순차적으로 형성된다.
상기 정화탱크(1)는 비중이 가볍고 강도와 내식성이 우수한 섬유강화 플라스틱(FRP)으로 제조된다.
상기 유입관(1a)에서 유입되는 오폐수는 일차적으로 혐기조(10)로 유입되며, 이 혐기조(10)와 유입관(1a) 사이에는 미세한 틈새가 다 수개 형성된 스크린판(3a)이 설치된 스크린조(3)가 구비된다.
즉, 유입관(1a)을 통해서 혐기조(10)로 유입되는 오폐수는 일단 상기 스크린조(3)의 스크린판(3a)을 통과하면서 부유물질이나 머리카락 등과 같은 조대물질이 걸러지게 되는 것이다.
그리고 상기 스크린조(3)의 스크린판(3a)은 소정의 각도로 경사지게 장착되어 오폐수와의 접촉면적을 증대시켜 오폐수에 포함된 조대물질을 걸러내는 효율이 증대되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 스크린조(3)를 거쳐 조대물질이 제거된 오폐수는 혐기조(10)로 유입되며, 이 혐기조(10)에는 혐기성 미생물이 부착되는 유동상 접촉여재(11)가 설치되어 혐기성 미생물에 의해 유기물질을 제거하고, 슬러지의 일부를 침전시켜 제 1 슬러지 반송장치(80)를 통해 농축저류조(70)로 이송시킨다.
상기 혐기조(10)를 거친 오폐수는 유량조정조(20)로 유입되어 일정시간 체류되며, 이 유량조정조(20)는 유입된 오폐수의 유기물질을 미세하게 분해하고 유량을 조정하여 제 1 포기조(30)로 배출한다.
이 제 1 포기조(30)는 내부에 미생물이 부착되어 생물막이 형성되는 제 1 고정상 접촉여재(31)가 설치되고, 이 제 1 고정상 접촉여재(31)의 하부에는 내부로 공기를 불어넣는 제 1 탈리장치(32)가 구비된다.
이 제 1 탈리장치(32)는 제 1 포기조(30) 내부로 공기를 불어넣어 공기와 물을 접촉시켜 오폐수를 산화시키고 동시에 상기 제 1 고정상 접촉여재(31)에 미생물을 부착시켜 생물막을 형성하여 유기물질을 제거할 수 있게 한다.
또, 상기 제 1 탈리장치(32)는 통상 공기가 약한 압력으로 분사될 경우 상기한 바와 같은 접촉산화작용을 하게 되고, 작동 후 일정시간이 흐르면 제 1 고정상 접촉여재(31)에 미생물이 과도하게 부착되어 이 생물막이 막히는 현상이 발생되는 데 이 경우 공기를 강한 압력으로 분사하여 미생물을 탈리시키는 것이다.
그리고 상기 제 1 포기조(30)에서 배출되는 오폐수는 제 1 침전조(40)로 유입되어 이 제 1 침전조(40)에서 슬러지를 침전시키고, 상등수로 분리된다.
이 제 1 침전조(40)에서 분리된 슬러지는 제 2 슬러지 반송장치(81)로 농축저류조(70)로 이송되며, 상등수는 분리형 포기조(50)로 유입되어 제 1 포기조(30)에서 제거하지 못한 질소, 인 등의 영양염류를 제거한다.
이 분리형 포기조(50)는 상기 제 1 침전조(40)에서 분리된 상등수가 유입되고, 미생물이 부착되는 제 2 고정상 접촉여재(53a)가 설치되고, 내부에 공기를 불어 넣는 제 2 탈리장치(53b)를 포함한 제 2 포기조(53)와;
상기 제 2 포기조(53)에서 처리된 상등수가 유입되고, 미생물이 부착되는 제 3 고정상 접촉여재(54a)가 설치되고, 내부에 공기를 불어 넣는 제 3 탈리장치(54b) 를 포함한 제 3 포기조(54)로 구성된다.
즉, 제 1 포기조(30)에서는 제 1 고정상 접촉여재(31)에 부착되는 미생물에 의해 주로 유기물질이 제거되고, 이 제 1 포기조(30)에서 제거되지 못한 질소, 인 등의 영양염류가 제 2 포기조(53)와 제 3 포기조(54)를 거치면서 제 2, 3 고정상 접촉여재의 생물막 내의 혐기조(10)건에서 제거되는 것이다.
또한 상기 제 2, 3 탈리장치(53b, 54b)는 제 1 탈리장치(32)와 동일하게 통상 공기가 약한 압력으로 분사될 경우 상기한 바와 같은 접촉산화작용을 하게 되고, 작동 후 일정시간이 흐르면 제 1 고정상 접촉여재(31)에 미생물이 과도하게 부착되어 이 생물막이 막히는 현상이 발생되는 데 이 경우 공기를 강한 압력으로 분사하여 미생물을 탈리시키는 것이다.
한편 상기 제 1, 2, 3 고정상 접촉여재(31, 53a, 54a)는 도 2에서 도시한 바와 같이 직경이 0.1mm 이하의 가는 단선들로 된 단위여재(90)가 각각의 포기조에 걸어 고정되는 메인로프(91)에 장착 고정되어 구성되며, 이는 본 출원인이 출원한 특허등록 제 0327126 호 '오폐수 처리를 위한 미생물 서식용 여재'에서 제안된 것이며 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀 둔다.
또한 상기 제 1, 2, 3 탈리장치(32, 53b, 54b)는 도 3에서 도시한 바와 같이 다수의 기포분사구(92)가 구비된 분출관(93)의 결합으로 구성되며, 이 기포분사구(92)에서 분사되는 공기의 세기와 양에 따라 접촉산화작용을 하거나 탈리작용을 하여 미생물의 생물막을 활성화 또는 제 1, 2, 3 고정상 접촉여재(31, 53a, 54a)에 과도하게 부착된 미생물을 탈리시키는 것이다.
그리고 상기 제 3 포기조(54)에서 처리된 상등수는 제 2 침전조(60)로 유입되어 고정 생물막의 일부 탈리 슬러지를 고액 분리하여 침전시키고, 최종 분리된 상등수는 배출관(1b)을 통해서 배출되고 침전된 슬러지는 제 3 슬러지 반송장치(82)를 통해 제 1 침전조(40)로 이송된다.
즉, 잉여 슬러지의 인출이 제 1 침전조(40)에서 수행됨으로써 완전한 부착 미생물을 포기조 내에 양성화시키며, 탈리장치(52)로 고정상 접촉여재(51)에 과도하게 부착되는 미생물을 간헐적으로 탈리시켜 고정상 접촉여재(51)의 생물막의 활성을 극대화시키고, 활성이 양호한 최외각 미생물을 주기적으로 탈리하고 폐기함으로써 생물막 생성과정에서 생물학적 인의 섭취를 유도하여 오폐수 내에 함유된 질소와 인등의 영양염류를 제거할 수 있는 것이다.
한편, 상기 혐기조(10), 제 1 침전조(40)에서 침전된 슬러지는 각각 제 1, 2 슬러지 반송장치(80, 81)를 통해 농축저류조(70)로 이송되어 저장되며, 이 농축저류조(70)에서 슬러지가 저장되면서 발생되는 상승수는 상승수 반송장치(83)를 통해 유량조정조(20)로 이송된다.
그리고 상기 제 1, 2, 3 슬러지 반송장치(80, 81, 82)와 유량조정조(20)는 도시하지는 않았지만, 각 조를 연결하는 파이프와 이 파이프를 통해 슬러지와 상승수를 이송시키는 이송펌프로 구성되며, 칸막이(2)로 구획된 혐기조(10)와 유량조정조(20), 제 1 포기조(30), 제 1 침전조(40), 분리형 포기조(50), 제 2 침전조(60)를 거치는 오폐수의 이송은 수위차를 이용하여 이루어짐을 밝혀 둔다.
상기한 본 발명의 구성에 의하면, 유기물질을 제거하는 제 1 포기조와 질소와 인을 제거할 수 있는 분리형 포기조로 구성되고, 이 사이에 제 1 침전조가 구비되어 오폐수 처리 시 질소와 인 등의 영양염류를 효과적으로 간단히 제거할 수 있는 것이다.
또한, 포기조에 설치되는 고정상 접촉여재에 부착되는 미생물을 간헐적으로 탈리시켜 미생물의 과도한 부착을 방지하고, 활성이 양호한 최외각 생물막을 유지시킴으로써 부착 미생물의 활성을 극대화시키고 잉여슬러지의 발생이 감소되는 것이다.
따라서 오페수 내의 이물질을 정화시키는 정화효율을 증대시키고 그 공정이 간단하여 제품의 신뢰성 및 작업 편의성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 오폐수가 유입되어 슬러지를 침전시키고, 물은 부상시켜 분리하고, 내부에 혐기성 미생물이 부착되어 유기물질을 제거하는 유동상 접촉여재(11)가 장착된 혐기조(10)와;
    상기 혐기조(10)를 거친 오폐수가 유입되어 유기물질이 미세하게 분해되고 배출되는 유량을 조절하는 유량조정조(20)와;
    상기 유량조정조(20)를 거친 오폐수가 유입되며, 미생물이 부착되는 제 1 고정상 접촉여재(31)가 설치되고, 내부에 공기를 불어 넣는 제 1 탈리장치(32)를 포함한 제 1 포기조(30)와;
    상기 제 1 포기조(30)를 거쳐 정화된 오폐수가 유입되어 슬러지를 침전시키고, 상등수를 분리하는 제 1 침전조(40)와;
    상기 제 1 침전조(40)에서 분리된 상등수가 유입되며, 미생물이 부착되는 고정상 접촉여재(51)가 설치되고 내부에 공기를 산포하는 공기를 불어 넣는 탈리장치를 포함한 분리형 포기조(50)와;
    상기 분리형 포기조(50)에서 처리된 상등수가 유입되어 고정 생물막의 일부 탈리 슬러지를 고액 분리하여 침전시키는 제 2 침전조(60)와;
    상기 제 2 침전조(60)와 상기 혐기조(10)와 연계되어 침전된 슬러지가 이송되어 침전 분리 농축시키고, 상승수를 분리하는 농축저류조(70)와;
    상기 혐기조(10)에서 침전된 슬러지를 농축저류조(70)로 이송시키는 제 1 슬러지 반송장치(80)와;
    상기 제 1 침전조(40)에서 침전된 슬러지를 농축저류조(70)로 이송시키는 제 2 슬러지 반송장치(81)와;
    상기 제 2 침전조(60)에서 침전된 슬러지를 상기 제 1 포기조(30)로 이송시키는 제 3 슬러지 반송장치(82)와;
    상기 농축저류조(70)에서 분리된 상승수를 유량조정조(20)로 이송시키는 상승수 반송장치(83)로 구성된 것에 있어서;
    상기 혐기조(10)와 유량조정조(20), 제 1 포기조(30), 제 1 침전조(40), 분리형 포기조(50), 제 2 침전조(60), 농축저류조(70)가 하나의 정화탱크(1)에 각각 칸막이(2)로 구획되어 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 부착 미생물 공법을 이용한 오폐수 처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 분리형 포기조(50)는 상기 제 1 침전조(40)에서 분리된 상등수가 유입되고, 미생물이 부착되는 제 2 고정상 접촉여재(53a)가 설치되고, 내부에 공기를 불어 넣는 제 2 탈리장치(53b)를 포함한 제 2 포기조(53)와;
    상기 제 2 포기조(53)에서 처리된 상등수가 유입되고, 미생물이 부착되는 제 3 고정상 접촉여재(54a)가 설치되고, 내부에 공기를 불어 넣는 제 3 탈리장치(54b)를 포함한 제 3 포기조(54)로 구성되는 것을 특징으로 하는 분리형 부착 미생물 공법을 이용한 오폐수 처리장치.
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