KR100879786B1 - 슬러지 이송관로를 별도로 구비하는 하수 처리 시스템 및하수 처리 방법 - Google Patents

Abstract

슬러지 이송관로를 별도로 구비하는 하수 처리 시스템 및 하수 처리 방법이 개시된다. 상기 하수 처리 시스템은 유입되는 하폐수를 슬러지와 처리수로 분리하고 분리된 슬러지와 처리수를 별도의 이송관로를 통하여 이송시키는 적어도 하나의 분산 하수처리 장치; 및 상기 별도의 이송관로를 통하여 이송된 상기 슬러지 및 상기 처리수를 처리하는 중앙 하수처리장치를 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면, 별도의 슬러지 이송 관로를 이용하여 발생된 슬러지를 중앙 하수 처리장으로 이송함으로써 하수관거에 소요되는 경비 및 공간을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

하폐수, 슬러지

Description

슬러지 이송관로를 별도로 구비하는 하수 처리 시스템 및 하수 처리 방법{System for treatment of wastewater having sludge transfer pipe channel separately and method thereof}

본 발명은 하수 처리 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬러지 이송관로를 별도로 구비하는 하수 처리 시스템 및 하수 처리 방법에 관한 것이다.

하수 처리란 자연 오염을 줄이기 위하여 하폐수에 들어 있는 공해 물질을 인공적으로 정화하는 것으로서 일반적인 하수처리 시스템은 하수관거를 통하여 유입되는 하폐수를 하수처리 장치를 이용하여 정화한다.

도 1은 일반적인 집중형 하수처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 집중형 하수처리 시스템 하에서 처리구역 내의 하폐수는 하수관거(severage transfer pipe channel)를 통하여 하수처리장(5)으로 유입된다.

하수처리장(5)은 유입된 슬러지 및 오염수를 포함하는 하폐수를 집중하여 하수처리하고 하수처리결과 발생되는 슬러지(slugge)와 처리수를 분리하고 정화처리한다.

그러나 이러한 집중형 하수처리 시스템 하에서 이용되는 하수관거는 다수의 가정 및 공장 등으로부터 유입되는 슬러지를 포함하는 하폐수를 모두 하수처리장(5)으로 이송시키기 위해서 그 직경이 커야할 뿐만 아니라 이송을 원활하게 하기 위해 상기 하수관거 내의 유속을 증가시켜야 한다.

따라서, 상기와 같은 요건을 갖춘 하수처리 시스템을 갖추기 위해서는 시간적, 공간적, 및 비용적 문제점이 발생할 수 있다.

도 2는 일반적인 분산형 하수처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 도 2의 분산형 하수처리 시스템은 도 1의 집중형 하수처리 시스템과는 달리 처리구역 내에서 다수의 하수처리장들(9)을 포함한다.

다수의 하수처리장들(9) 각각은 하수관거를 통하여 유입되는 슬러지 및 오염수를 포함하는 하폐수를 하수처리하고 하수처리결과 발생되는 슬러지와 처리수를 분리하고 정화처리한다.

즉, 분산형 하수처리 시스템 하에서는 다수의 하수처리장(9) 각각이 슬러지 및 오염수에 대한 처리를 수행함으로써 하수관거의 건설비를 절약할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 분산형 하수처리 시스템 하에서 다수의 하수처리장들(9) 각각이 수처리와 슬러지 처리를 동시 수행하기 때문에 공정이 복잡해지고, 처리지역 내에서 상기 하수처리장들(9)을 설치하는데 필요한 부지 소요가 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 하수처리 시스템 내에서 발 생되는 슬러지를 별도의 슬러지 이송관로를 통하여 이송하고 집중 처리함으로써 하수관거에 소요되는 경비 및 공간을 최소화시킬 수 있는 하수 처리 시스템 및 하수 처리 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 하수처리 공간 및 성능효율을 시킬 수 있는 하수 처리 시스템 및 하수 처리 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 하폐수 처리 시스템은 유입되는 하폐수를 슬러지와 처리수로 분리하고 분리된 슬러지와 처리수를 별도의 이송관로를 통하여 이송시키는 적어도 하나의 분산 하수처리 장치; 및 상기 별도의 이송관로를 통하여 이송된 상기 슬러지 및 상기 처리수를 처리하는 중앙 하수처리장치를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 분산처리 장치는, 상기 하폐수에 포함된 고형물질을 제거하는 전처리부; 상기 전처리부와 연결되어 전처리된 하폐수에 포함된 부유물을 제거하는 부유물 제거 수단; 상기 부유물 제거 수단과 연결되어 미생물에 의해서 유기물을 분해하는 생물학적 반응 수단; 및 상기 생물학적 반응수단과 연결되어 상기 생물학적 반응수단에 의해서 생성된 상기 슬러지와 상기 처리수를 분리하는 막 분리수단를 포함하며, 상기 부유물 제거수단, 상기 생물학적 반응 수단, 및 상기 막 분리수단에서 발생된 고형물을 포함하는 상기 슬러지는 슬러지 이송관로를 통하여 상기 중앙 하수처리장치로 이송하고, 상기 처리수는 처리수 이송관로를 통하여 상기 중앙 하수처리장치로 이송할 수 있다.

상기 슬러지 이송 관로는, 상기 처리수 이송관로 내에 부설될 수 있다.

상기 중앙 하수처리장치는, 상기 처리수를 최종 슬러지와 최종 처리수로 분리하는 하수처리 수단; 및 상기 최종 슬러지와 상기 슬러지를 처리하는 슬러지 처리수단을 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 하폐수 처리 방법은, 유입되는 하폐수를 슬러지와 처리수로 분리하고 분리된 슬러지와 처리수를 별도의 이송관로를 통하여 이송시키는 단계; 및 상기 별도의 이송관로를 통하여 이송된 상기 슬러지 및 상기 처리수를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 이송시키는 단계는, 상기 하폐수에 포함된 고형물질 및 부유물을 제거하는 단계; 상기 하폐수 중 유기물을 미생물로 분해 제거하는 생물학적 반응단계; 및 상기 생물학적 반응을 통해 생성된 상기 슬러지와 상기 처리수를 막 분리하는 막 분리 단계를 포함하며, 상기 고형물질 및 상기 부유물을 제거하는 단계, 상기 생물학적 반응단계, 및 상기 막 분리 단계를 통하여 발생되는 고형물을 포함하는 상기 슬러지는 슬러지 이송관로를 통하여 이송시키고, 상기 처리수는 처리수 이송관로를 통하여 이송시킬 수 있다.

상기 슬러지 이송 관로는,상기 처리수 이송관로 내에 부설될 수 있다.

상기 슬러지 및 상기 처리수를 별도로 처리하는 단계는, 상기 처리수를 최종 슬러지와 최종 처리수로 분리하는 단계; 및 상기 최종 슬러지와 상기 슬러지를 처리하는 슬러지 처리 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 하수 처리 시스템 및 하수 처리 방법은 별도의 슬러지 이송 관로를 이용하여 발생된 슬러지를 중앙 하수 처리장으로 이송함으로써 하수관거에 소요되는 경비 및 공간을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 하수 처리 시스템 및 하수 처리 방법은 적어도 하나의 분산 하수처리장에서 발생된 슬러지를 중앙 하수 처리장에서 집중하여 처리함으로써 하수처리 공간 및 성능효율을 시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하수처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 4는 도 3의 분산 하수처리장의 블록도를 나타내고, 도 5는 도 3의 중앙 하수처리장의 블록도를 나타낸다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 하수처리 시스템은 적어도 하나의 분산 하수 처리장(10) 및 중앙 하수처리장(30)을 포함할 수 있다.

적어도 하나의 분산 하수 처리장(10)은 유입되는 하폐수를 슬러지와 처리수 로 분리하고 분리된 슬러지와 처리수를 각각 별도의 이송관로(또는, 하수관로, 20)를 통하여 이송시킬 수 있다.

분산 하수 처리장(10)은 전처리부(12), 부유물 제거 수단(14), 생물학적 반응 수단(16), 및 막 분리수단(18)을 포함할 수 있다.

전처리부(12)는 유입되는 하폐수에 포함된 고형물질을 제거할 수 있으며, 스크린(screen), 미세 스크린, 및 드럼 스크린 등의 조합으로 구성될 수 있다.

부유물 제거 수단(14)은 상기 전처리부(12)와 연결되어 전처리된 하폐수에 포함된 부유물을 제거할 수 있으며, 상기 부유물 제거 수단(14)은 스크린, 미세 스크린, 드럼 스크린, 침전지, 및 이들의 조합으로 이뤄질 수 있다.

이러한 부유물 제거 수단(14)은 유입 하폐수 내의 고형 물질을 침전 및 분리(스크린, 여과)시켜 부유 물질을 제거하게 된다.

여기서, 부유물 제거 수단(14)을 구성하는 스크린의 막의 크기는 전처리부(12)를 구성하는 스크린의 막의 크기보다 작은 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

생물학적 반응 수단(16)은 부유물 제거 수단(14)에서 나온 유출수를 미생물과 반응시켜 유기물을 분해하고 제거하는 역할을 한다. 이러한 생물학적 반응 수단(16)은 혐기조, 무산소조, 호기조, 반응조, 및 이들의 조합으로 구성될 수 있으며, 유기물의 분해 효율, 체류 시간 등을 감안하여 무산소조, 호기조 등을 복수개로 포함할 수도 있다.

막 분리수단(18)은 생물학적 반응 수단(16)과 연결되어 상기 생물학적 반응 에 의해서 생성된 슬러지와 처리수를 분리할 수 있다.

보다 상세하게는, 막 분리수단(18)은 생물학적 반응 수단(16)에서 유기물이 분해되면서 발생된 슬러지와 처리수를 분리할 수 있으며, 정밀여과막(microfilteration membrane) 또는 한외여과막(ultrafilteration membrane)로 구성될 수 있다.

이때, 상기 막 분리 수단(18)은 막의 막힘 현상을 방지하기 위해 와류를 발생하는 형태의 막 분리 수단이 사용될 수 있다.

이송관로(20)는 적어도 하나의 분산 하수 처리장(10)에서 발생된 처리수 및 슬러지를 중앙 하수 처리장(30)으로 이송할 수 있다.

이송관로(20)는 처리수 이송관로(22) 및 슬러지 이송관로(24)를 포함할 수 있으며, 상기 처리수 이송관로(22)는 적어도 하나의 분산 하수 처리장(10)에서 발생된 처리수를 이송할 수 있다.

슬러지 이송관로(24)는 적어도 하나의 분산 하수 처리장(10)에서 발생되는 슬러지를 이송할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 슬러지 이송관로(24) 는 전처리부(12), 부유물 제거 수단(14), 생물학적 반응 수단(16), 및 막 분리수단(18)에서 유출되는 고형물을 포함하는 상기 슬러지를 중앙 하수 처리장(30)으로 이송할 수 있다.

슬러지 이송관로(24)는 상기 처리수 이송관(24)로 내에 부설될 수 있다. 이때, 상기 슬러지 이송관로(24)가 처리수 이송관(24)로 내에 차지하는 관로 면적은 5%인 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 하수처리 시스템은 별도의 슬러지 이송 관로(24)를 이용하여 발생된 슬러지를 중앙 하수 처리장(30)으로 이송함으로써 하수관거에 소요되는 경비 및 공간을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 처리구역 내에서 적어도 하나의 분산 하수 처리장(10)과 중앙 하수 처리장(30) 사이에 연결되는 이송관로(20)는 상기 적어도 하나의 분산 하수 처리장(10)에서 발생된 처리수 및 슬러지를 별도의 관로를 이용하여 중앙 하수 처리장(30)으로 이송할 수 있으며, 상기 처리구역 내의 다른 이송관로(20)의 구조는 하나의 관로를 이용할 수 있다.

이송관로(20)는 적어도 하나의 분산 하수 처리장(10)에서 발생된 처리수 및 슬러지를 중앙 하수 처리장(30)으로 이송할 수 있다.

중앙 하수 처리장(30)은 각각이 별도의 이송관로를 통하여 이송된 슬러지 및 처리수를 처리할 수 있으며, 전처리부(32), 부유물 제거 수단(34), 생물학적 반응 수단(36), 막 분리수단(38), 및 슬러지 처리 수단(40)을 포함할 수 있다.

전처리부(32)는 이송관로(20) 중에서 처리수 이송 관로(22)을 통하여 이송되는 처리수에 포함된 고형물질을 제거할 수 있으며, 스크린(screen), 미세 스크린, 및 드럼 스크린 등의 조합으로 구성될 수 있다.

부유물 제거 수단(34)은 전처리부(32)와 연결되어 전처리된 처리수에 포함된 부유물을 제거할 수 있으며, 상기 부유물 제거 수단(34)은 스크린, 미세 스크린, 드럼 스크린, 침전지, 및 이들의 조합으로 이뤄질 수 있다.

이러한 부유물 제거 수단(34)은 유입 처리수 내의 고형 물질을 침전 및 분 리(스크린, 여과)시켜 부유 물질을 제거하게 된다.

여기서, 부유물 제거 수단(34)을 구성하는 스크린의 막의 크기는 전처리부(32)를 구성하는 스크린의 막의 크기보다 작은 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

생물학적 반응 수단(36)은 부유물 제거 수단(34)에서 나온 유출수를 미생물과 반응시켜 유기물을 분해하고 제거하는 역할을 한다. 이러한 생물학적 반응 수단(36)은 혐기조, 무산소조, 호기조, 반응조, 및 이들의 조합으로 구성될 수 있으며, 유기물의 분해 효율, 체류 시간 등을 감안하여 무산소조, 호기조 등을 복수개로 포함할 수도 있다.

막 분리수단(38)은 생물학적 반응 수단(36)과 연결되어 상기 생물학적 반응에 의해서 생성된 최종 슬러지와 최종 처리수를 분리할 수 있다.

보다 상세하게는, 막 분리수단(38)은 생물학적 반응 수단(36)에서 유기물이 분해되면서 발생된 최종 슬러지와 최종 처리수를 분리할 수 있으며, 정밀여과막(microfilteration membrane) 또는 한외여과막(ultrafilteration membrane)로 구성될 수 있다.

이때, 상기 막 분리 수단(38)은 막의 막힘 현상을 방지하기 위해 와류를 발생하는 형태의 막 분리 수단이 사용될 수 있다.

슬러지 처리 수단(40)은 슬러지 이송관로(24)를 통하여 이송된 슬러지와 전처리부(32), 부유물 제거 수단(34), 생물학적 반응 수단(36), 및/ 또는 막 분리수단(38)에서 유출된 고형물을 포함하는 슬러지를 소화하여, 탈수, 소각하여 분해하 거나, 결정화하여 질소와 인을 회수하는 역할을 할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 하수처리 시스템은 적어도 하나의 분산 하수처리장(10)에서 발생된 슬러지를 중앙 하수 처리장(30)에서 집중하여 처리함으로써 하수처리 공간 및 성능효율을 시킬 수 있는 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 하수처리 방법을 공정 순서에 따라 도시한 순서도이다. 도 3, 도 4, 및 도 6을 참조하면, 적어도 하나의 분산 하수 처리장(10)은 하폐수에 포함된 고형물질 및 부유물을 제거하고(S10), 상기 하폐수 중 유기물을 미생물로 분해 제거한다(S12).

또한, 적어도 하나의 분산 하수 처리장(10)은 S12 단계를 통해 생성된 상기 슬러지와 상기 처리수를 막 분리하고(S14), 상기 슬러지 및 상기 처리수 각각을 별도의 이송관로(즉, 22 및 24)를 통하여 중앙 하수처리 장치(30)로 이송한다.

중앙 하수처리 장치(30)는 이송된 슬러지를 소화하여, 탈수, 소각하여 분해하거나, 결정화하여 질소와 인을 회수한다(S18).

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 일반적인 집중형 하수처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 2는 일반적인 분산형 하수처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하수처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 4는 도 3의 분산 하수처리장의 블록도를 나타낸다.

도 5는 도 3의 중앙 하수처리장의 블록도를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 하수처리 방법을 공정 순서에 따라 도시한 순서도이다.

Claims (8)

1. 유입되는 하폐수를 슬러지와 처리수로 분리하고 분리된 슬러지와 처리수를 별도의 이송관로를 통하여 이송시키는 적어도 하나의 분산 하수처리 장치; 및

   상기 별도의 이송관로를 통하여 이송된 상기 슬러지 및 상기 처리수를 처리하는 중앙 하수처리장치를 포함하며, 상기 슬러지를 이송하는 슬러지 이송 관로는,

   상기 처리수를 이송하는 처리수 이송관로 내에 부설되는 하폐수 처리 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 분산처리 장치는,

   상기 하폐수에 포함된 고형물질을 제거하는 전처리부;

   상기 전처리부와 연결되어 전처리된 하폐수에 포함된 부유물을 제거하는 부유물 제거 수단;

   상기 부유물 제거 수단과 연결되어 미생물에 의해서 유기물을 분해하는 생물학적 반응 수단; 및

   상기 생물학적 반응수단과 연결되어 상기 생물학적 반응수단에 의해서 생성된 상기 슬러지와 상기 처리수를 분리하는 막 분리수단를 포함하며,

   상기 부유물 제거수단, 상기 생물학적 반응 수단, 및 상기 막 분리수단에서 발생된 고형물을 포함하는 상기 슬러지는 상기 슬러지 이송관로를 통하여 상기 중앙 하수처리장치로 이송하고, 상기 처리수는 상기 처리수 이송관로를 통하여 상기 중앙 하수처리장치로 이송하는 하폐수 처리 시스템.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 중앙 하수처리장치는,

   상기 처리수를 최종 슬러지와 최종 처리수로 분리하는 하수처리 수단; 및

   상기 최종 슬러지와 상기 슬러지를 처리하는 슬러지 처리수단을 포함하는 하폐수 처리 시스템.
5. 유입되는 하폐수를 슬러지와 처리수로 분리하고 분리된 슬러지와 처리수를 별도의 이송관로를 통하여 이송시키는 단계; 및

   상기 별도의 이송관로를 통하여 이송된 상기 슬러지 및 상기 처리수를 처리하는 단계를 포함하며, 상기 슬러지를 이송하는 슬러지 이송 관로는,

   상기 처리수를 이송하는 처리수 이송관로 내에 부설되는 하폐수 처리 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 이송시키는 단계는,

   상기 하폐수에 포함된 고형물질 및 부유물을 제거하는 단계;

   상기 하폐수 중 유기물을 미생물로 분해 제거하는 생물학적 반응단계; 및

   상기 생물학적 반응을 통해 생성된 상기 슬러지와 상기 처리수를 막 분리하는 막 분리 단계를 포함하며,

   상기 고형물질 및 상기 부유물을 제거하는 단계, 상기 생물학적 반응단계, 및 상기 막 분리 단계를 통하여 발생되는 고형물을 포함하는 상기 슬러지는 상기 슬러지 이송관로를 통하여 이송시키고, 상기 처리수는 상기 처리수 이송관로를 통하여 이송시키는 하폐수 처리 방법.
7. 삭제
8. 제5항에 있어서, 상기 슬러지 및 상기 처리수를 별도로 처리하는 단계는,

   상기 처리수를 최종 슬러지와 최종 처리수로 분리하는 단계; 및

   상기 최종 슬러지와 상기 슬러지를 처리하는 슬러지 처리 단계를 포함하는 하폐수 처리 방법.

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