KR100927629B1

KR100927629B1 - 오폐수 처리 공법 및 그 장치

Info

Publication number: KR100927629B1
Application number: KR1020080024000A
Authority: KR
Inventors: 조문희
Original assignee: 주식회사 가경코스모
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2009-11-20
Also published as: KR20090098544A

Abstract

본 발명은 오폐수 처리 공법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명은 유입되는 오폐수로부터 무거운 이물질을 침사조를 통해 침전시켜 제거하는 제1공정; 상기 침사조를 통해 스크린조로 유입되는 오폐수에서 큰 이물질을 망체를 통해 걸러내어 제거하는 제2공정; 상기 제2공정을 통해 유량 조정조로 유입되는 오폐수를 펌프를 통해 일정하게 배출하도록 하는 제3공정; 상기 유량 조정조를 통해 배출되어 무산소조로 유입되는 오폐수로부터 탈질반응을 통해 질산성 질소를 제거하는 제4공정; 상기 무산소조로부터 호기조로 유입된 처리수에 산소를 공급하여 처리수 내 유기물의 질산화 그리고 인 섭취를 유도하는 제5공정; 상기 호기조로부터 FNR 반응조로 유입된 처리수에서 철전기분해부의 전기분해를 통해 석출된 철 이온이 처리수내 인과 결합하여 침전함으로써 인을 제거하는 제6공정; 상기 FNR 반응조로부터 여과수조로 유입된 처리수 내의 이물질을 침전시킨 후 여과된 처리수가 펌프를 통해 배출되도록 하는 제7공정; 상기 여과수로조부터 유입된 처리수를 생물막 담체 필터의 호기성 미생물을 통해 유기물을 제거하는 제8공정; 상기 생물막 담체 필터로부터 유입된 처리수를 역세수조에 저장하는 제9공정; 상기 역세수조에서 이용되고 남은 처리수를 방류조를 통해 소독 처리하여 방류하는 제10공정;을 통해 처리됨을 특징으로 한다.

오폐수 처리 공법, 오폐수 처리 장치,

Description

오폐수 처리 공법 및 그 장치{A WASTEWATER TREATMENT METHOD AND THE APPARATUS}

본 발명은 오폐수 처리 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 침사조, 스크린조, 유량조정조, 무산소조, 호기조, FNR반응조, 여과수조, 철전기 분해부, 생물막담체 필터, 역세수조, 방류조로 구성하여 오폐수를 처리하는 오폐수 처리 공법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 오폐수를 처리하는 방법에는 생물학적 방법, 화학적 방법, 물리적 방법 등이 있으며, 이들 방법마다 각기 장단점이 있어 오폐수 성상과 처리 효율, 그리고 현장 상황에 맞는 방법을 사용하여 적용하게 된다.

생물학적 방법은, 미생물을 이용하여 처리하는 방법으로서 가장 기본적이며 처리공정이 단순하다. 하지만 외부적인 요인에 의해 처리효율의 변동이 클 수 있으며, 처리시 처리장의 크기가 커야하는 문제점이 있다.

화학적 방법은, 약품을 이용하는 방법으로서 처리효율이 좋고 반응속도가 빠 르지만 약품소비량이 많아 그 유지 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

생물학적 방법은, 그 핵심인 미생물이 용존 산소와 유기성 오염 물질을 이용하여 증식하면서 미생물 덩어리를 형성하게 되고 이러한 매생물 덩어리가 침전조에서 침전 제거되는 것이다. 하지만 미생물을 이용하게 되는 경우 처리 공간을 많이 차지하게 되는 문제점이 있다.

물리적 방법은. 외부적 요인에 영향을 적게 받으며 유지비용이 적으나 질소와 인 제거효율이 낮아 고도 처리 공법으로는 부족한 단점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 기준 오폐수 처리시의 문제점인 처리 효율을 안정적으로 높일 수 있도록 하고 또한 처리장의 크기가 비교적 작은 곳에서도 화학적, 물리적, 생물학적 방법으로 오폐수를 처리할 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오폐수 처리시 오폐수가 침사조, 스크린조, 유량 조정조, 무산소조, 호기조, 철전기분해부, FNR 반응조, 여과수조, 생물막 담체 필터, 역세수조, 방류조를 통해 오폐수가 처리되도록 한다.

따라서, 본 발명에 따른 오폐수 처리 공법은, 오폐수가 침사조, 스크린조, 유량 조정조, 무산소조, 호기조, 철전기분해부, FNR 반응조, 여과수조, 생물막 담체 필터, 역세수조, 방류조를 통해 오폐수가 처리되어 기준 오폐수 처리시의 문제점인 처리 효율을 안정적으로 높일 수 있도록 하였고 또한 처리장의 크기가 비교적 작은 곳에서도 화학적, 물리적, 생물학적 방법으로 오폐수를 처리할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 오 폐수 처리 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은, 도 1 내지 도 4의 도시에 의하여 침사조(100), 스크린조(200), 유량 조정조(300), 무산소조(400), 호기조(500), 철전기분해부(520), FNR 반응조(600), 여과수조(700), 생물막 담체 필터(800), 역세수조(900), 방류조(920)를 포함하여 구성된다.

상기 침사조(100)는, 하측 내부에 무거운 이물질을 유도하는 경사판(110)이 형성되어 유입된 오폐수로부터 무거운 이물질인 모래 등을 침전시켜 제거하게 된다.

상기 스크린조(200)는, 경사진 망체(210)가 다수개 배열되어 오폐수에서 큰 이물질인 협잡물 등을 망체(210)를 통해 걸러내어 제거하게 된다.

상기 유량 조정조(300)는, 상기 망체(210)를 통과하여 유입되는 오폐수를 펌프(310)를 통해 일정하게 배출하게 된다.

상기 무산소조(400)는, 상기 유량 조정조(300)를 통해 유입되는 오폐수로부터 탈질반응을 통해 질산성 질소를 제거하고, 블로어(410)를 통해 처리수를 배출하게 된다.

상기 호기조(500)는, 상기 무산소조(400)로부터 유입된 처리수에 산소를 공 급하여 처리수 내 유기물의 질산화 그리고 인 섭취를 유도하게 된다.

상기 철 전기분해부(520)는, 철판에 전기를 통과 시킴으로 철이온을 석출시키는 방법으로서 일반적인 화학적 방법에서 쓰이는 약품을 투입하는 방법보다 유지비용이 적고 관리가 용이하며, 석출된 철 이온은 용해성 인과 화학적 반응을 통해 인산철(FePO₄)이 생성되어 침전 된다.

상기 FNR 반응조(600)는, 상기 철전기분해부(520)에서 석출된 철 이온이 산소와 결합하여 철산화물(Fe₂O₃, Fe₃O₄)을 생성하고 이 철산화물은 용해성 인을 흡착하여 제거한다.

Fe₂O₃(s) + PO_4aq.^3- [Fe₂O₃-PO₄]_aq.

상기 생물막 담체 필터(800)는, 생물막 담체(844) 알갱이 사이의 공극이 작아 담체(844) 자체로 여과기능을 하게 되며 상부에는 스트레이너(846)와 미세한 메쉬망 형식의 여과필터(848)가 설치되어 있어 생물막 담체(844)를 통과한 오,폐수의 철 성분을 제거하게 된다.

상기 무산소조(400), 호기조(500), 생물막 담체 필터(800)에서는 미생물에 의해 유기물 및 질소와 인 등이 제거된다.

처리 과정을 살펴보면, 상기 침사조(100)와 상기 스크린조(200)에서 일차적으로 모래나 큰 협잡물과 철성분이 제거된다. 그리고 상기 유량조정조(300)에서 유입 및 반송되는 오폐수가 균등하게 무산소조(400)로 이송된다. 상기 무산소조(400)에서는 미생물들의 호흡에 필요한 용존산소가 없어 상기 호기조(500)에서 반송된 오폐수에 함유된 질산화된 질산성질소의 O2를 이용하여 호흡을 하게 되고, 이로 인해 질산성 질소는 가스 형태의 질소로 제거된다. 상기 호기조(500)에서는 그 내부에 제공되는 미생물 담체(510)에 부착된 미생물에 의해 유기물이 소비되고 질산화가 진행된다. 연속해서 상기 FNR 반응조(600)에서는 철전기분해부(520)에서 석출된 철이온에 의해 인이 제거되고, 질산화된 오수가 무산소조(400)로 내부 반송되게 된다. 상기 FNR 반응조(600)에서 상기 여과수조(700)로 이동하기 전 여과재(622)를 포함하는 상향식 여과존(620)을 통해 이동하게 된다.

상기 여과존(620)에는, 쇄석과 같은 고형물질을 여과할 수 있도록 여과재(622)가 설치되어 있어 1차적인 슬러지 처리를 하게 되고, 상기 여과존(620)을 거친 오수는 상기 여과수조(700)로 이송되고 상기 여과수조(700)에서는 무거워진 슬러지가 침전작용을 통해 2차적으로 제거 되게 된다. 상기 침전된 슬러지는 에어 리프트에 의해 슬러지 농축조(940)로 이송되며, 동시에 처리수는 펌프를 이용하여 생물막담체 필터(800)로 공급되어 진다.

도면중 부호 710은 상기 여과수조(700)에 에어 공급을 위한 블로어이다.

상기 생물막 담체 필터(800)는, 생물막 담체(844) 표면에 막처럼 부착되어있는 미생물에 의해 생물학적 처리가 되며, 그 내부에 제공되는 스트레이너(846), 여과필터(848)을 통해 물리적 여과 처리가 되며, 역세척시 발생되는 세척수의 일부는 슬러지 농축조(940)와 상기 무산소조(400)로 이송된다.

여과처리된 오수는 소포 및 상기 역세수조(900)에 저장되어서 소포수나 역세수로 이용되며 나머지는 상기 방류조(920)로 이송되며, 상기 방류조(920)에서는 소 독처리하여 방류를 하게 된다.

도 2의 도시에 의하여 상기 생물막 담체 필터(800)는, 담체 표면에 막처럼 부착되어있는 미생물에 의해 생물학적 처리가 되고, 담체 자체에 의해 물리적 여과 처리가 되도록 하는 것으로 유입구와 배출구를 갖는 밀폐형의 케이스(810)와, 이 케이스(810) 내에 제공되어 오폐수를 처리하는 폐수 처리부(840)로 구성된다.

상기 케이스(810)는, 내부에 공간(812)이 있으며, 그 상측에 내부의 공간(812)을 밀폐시키기 위한 커버(814)가 결합되고, 또한 하측부에는 폐수 유입을 위한 유입구(816)가 그리고 상측부에는 처리수 배출을 위한 배출구(818)가 제공된다.

상기 케이스(810)의 유입구(816)에는 유입라인이 결합되어 수조내의 폐수를 공급 펌프를 통해 펌핑시켜 상기 케이스(810)의 공간(812)으로 공급하도록 하게 된다. 그리고, 상기 케이스(810)의 배출구(818)에 배출라인이 결합되어 수조 내의 배출 펌프 동작시 배출구(818)를 통해 처리수를 배출시키게 된다.

또한, 상기 케이스(810)의 하측에는 이물질을 배출하기 위한 드레인 라인(860)이 제공된다.

상기 폐수 처리부(840)는, 상기 케이스(810)의 공간(812)에 상향으로 순차적으로 배열되어 오폐수를 여과시키는 것이며, 폐수에 산소를 공급하는 미세버블 발생기(842), 폐수를 호기성 미생물로 필터링 하는 생물막 담체(844), 미세 타공이 다수개 형성된 스트레이너(846), 여과필터(848)를 포함한다.

상기 스트레이너(846)는, 그 표면에 미세 타공이 형성되어 이물질이 통과되 지 못하도록 하게 된다.

도 4의 도시에 의하여 상기 여과필터(848)는, 처리수를 배출하기 위한 중심 배출관(848a)과, 상기 중심 배출관(848a)의 일측단으로부터 방사형으로 전개되며 외면에 처리수가 유입되면서 필터링 되도록 다수개의 타공(848b)이 형성되는 필터체(848c)로 이루어져 배출펌프를 통한 배출시 처리수가 타공(848b)을 통해 유입되면서 중심 배출관(848a)으로 모여 배출되도록 구성된다.

상기 생물막 담체(844)는, 수지재로 이루어지며, 상기 케이스의 공간 상측부에 충진되는 형태로 구성되며, 구경 1.5-2.5mm, 비표면적 2200㎡/㎥, 공극률 0.3, 밀도 25kg/㎥로 이루어지며, 상기 생물막 담체(844)에는 호기성 미생물이 부착된다.

도 2 또는 도 3의 도시에 의하여 상기 미세버블 발생기(842)는, 에어를 발생시키는 에어 공급부(842a)와, 상기 에어 공급부(842a)로부터 발생된 에어가 통과하여 폐수내에서 미세 버블이 발생되도록 제공되는 비대칭 메탈 멤브레인 막(842b)으로 이루어져 상기 에어 공급부(842a)를 통한 에어 발생시 에어가 비대칭 메탈 멤브레인 막(842b)를 통해 미세하게 확산되면서 상향으로 전개되도록 하게 된다.

이때, 에어가 고형물질의 표면에 다수의 공기방울을 이루며 부착되어 용존산소를 높이게 된다.

상기 미세버블 발생기(842)에는 순산소를 4kgf/㎠이상으로 공급할 수 있는 콤프레샤가 설치된다.

그리고, 일반 산기관과 비교하여 공기방울이 작기 때문에 물과의 접촉면적이 커서 용존산소를 높이는데 효율적이다.

또한, 상기 생물막 담체(844) 표면의 호기성 미생물들은 오,폐수에 함유된 유기물을 흡착 제거하는 호기조(500) 기능을 하게 되고, 또한 상기 생물막 담체(844) 알갱이 사이의 공극이 작아 생물막 담체(844) 자체로 여과기능을 하게 되어 슬러지는 통과하지 못하게 된다. 여기서 통과하지 못한 슬러지는 역세 할 때 상기 슬러지 농축조(940)로 보내지거나 상기 무산소조(400)로 반송되며, 이는 침전조 기능을 담당하게 하는 것이다.

상기 생물막 담체(844)의 상부에는 통과하지 못하고 처리된 물만 통과 할 수 있는 작은 기공이 형성된 스트레이너(846)가 설치된다.

또한, 상기 스트레이너(846)의 상측에는 미세한 메쉬망 형식의 여과필터(848)가 설치되어 있어 생물막 담체(844)를 통과하는 오폐수의 철성분을 제거하게 된다.

역세 작업은 상기 생물막 담체 필터(800)의 처리수를 역세수조(900)에 저장한 후 역세 펌프(820)로 가압을 하여 생물막 담체 필터(800)의 배출구(818)쪽으로 역세수를 유입시킨다.

상기와 같이 구성되어 각 기능을 수행하는 오폐수 처리 장치를 보다 상세하게 오폐수를 처리하는 공정별로 분류하여 설명하면 다음과 같다.

제1공정에서는, 유입되는 오폐수로부터 무거운 이물질을 침사조(100)를 통해 침전시켜 제거하게 된다.

제2공정에서는, 상기 침사조(100)를 통해 스크린조(200)로 유입되는 오폐수 에서 큰 이물질을 망체(210)를 통해 걸러내어 제거하게 된다.

제3공정에서는, 상기 제2공정을 통해 유량 조정조(300)로 유입되는 오폐수를 펌프(310)를 통해 일정하게 배출하게 된다.

제4공정에서는, 상기 유량 조정조(300)를 통해 배출되어 무산소조(400)로 유입되는 오폐수로부터 탈질반응을 통해 질산성 질소를 제거한다.

제5공정에서는, 상기 무산소조(400)로부터 호기조(500)로 유입된 처리수에 산소를 공급하여 처리수 내 유기물의 질산화 그리고 인 섭취를 유도한다.

상기 제5공정에서 처리된 상기 호기조(500)의 처리수를 무산소조(400)로 반송하는 제2 반송 공정을 더 수행함이 바람직하다.

제6공정에서는, 상기 호기조(500)로부터 FNR 반응조(600)로 유입된 처리수에서 철전기분해부(520)의 전기분해를 통해 석출된 철 이온이 처리수내 인과 결합하여 침전함으로써 인을 제거한다.

상기 제6공정에서, 상기 FNR 반응조(600)는 철전기분해 후 질산화된 처리수를 반송 라인을 통해 제4공정의 무산소조(400)로 반송하는 제1 반송 공정을 더 수행한다.

제7공정에서는, 상기 FNR 반응조(600)로부터 여과수조(700)로 유입된 처리수 내의 이물질을 침전시킨 후 여과된 처리수가 펌프(720)를 통해 배출되도록 한다.

제8공정에서는, 상기 여과수조(700)부터 유입된 처리수를 생물막 담체 필터(800)의 호기성 미생물을 통해 유기물을 제거한다.

제9공정에서는, 상기 생물막 담체 필터(800)로부터 유입된 처리수를 역세수 조(900)에 저장한다.

제10공정에서는, 상기 역세수조(900)에서 이용되고 남은 처리수를 방류조(920)를 통해 소독 처리하여 방류한다.

도 1은 본 발명에 따른 오폐수 처리 장치의 구성도,

도 2는 도 1에서 생물막 담체 필터를 도시한 단면 구성도,

도 3은 도 2에서 미세버블 발생기의 주요 부분을 확대시켜 도시한 단면도,

도 4는 도 2에서 여과필터를 도시한 평면 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 침사조

200: 스크린조

300: 유량 조정조

400: 무산소조

500: 호기조

600: FNR 반응조

700: 여과수조

800: 생물막 담체 필터

900: 역세수조

920: 방류조

Claims

유입되는 오폐수로부터 무거운 이물질을 침사조를 통해 침전시켜 제거하는 제1공정; 상기 침사조를 통해 스크린조로 유입되는 오폐수에서 큰 이물질을 망체를 통해 걸러내어 제거하는 제2공정; 상기 제2공정을 통해 유량 조정조로 유입되는 오폐수를 펌프를 통해 일정하게 배출하도록 하는 제3공정; 상기 유량 조정조를 통해 배출되어 무산소조로 유입되는 오폐수로부터 탈질반응을 통해 질산성 질소를 제거하는 제4공정; 상기 무산소조로부터 호기조로 유입된 처리수에 산소를 공급하여 처리수 내 유기물의 질산화 그리고 인 섭취를 유도하는 제5공정; 상기 호기조로부터 FNR 반응조로 유입된 처리수에서 철전기분해부의 전기분해를 통해 석출된 철 이온이 처리수내 인과 결합하여 침전함으로써 인을 제거하는 제6공정; 상기 FNR 반응조로부터 여과수조로 유입된 처리수 내의 이물질을 침전시킨 후 여과된 처리수가 펌프를 통해 배출되도록 하는 제7공정; 상기 여과수로조부터 유입된 처리수를 생물막 담체 필터의 호기성 미생물을 통해 유기물을 제거하는 제8공정; 상기 생물막 담체 필터로부터 유입된 처리수를 역세수조에 저장하는 제9공정; 상기 역세수조에서 이용되고 남은 처리수를 방류조를 통해 소독 처리하여 방류하는 제10공정;을 통해 처리하는 오폐수 처리 공법에 있어,

상기 생물막 담체 필터는,

유입구를 통해 유입되는 처리수를 미세버블 발생기를 통해 상향으로 유도하여 처리수가 생물막 담체 내를 통과하도록 하고 상기 생물막 담체를 통과한 처리수가 스트레이너의 미세 타공을 통해 상향 이동되며 연속해서 여과필터를 통해 필터링 되면서 처리수를 여과하도록 하는 것임을 특징으로 하는 오폐수 처리 공법.
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유입된 오폐수로부터 무거운 이물질을 침전시켜 제거하는 침사조; 상기 침사조를 통한 오폐수에서 큰 이물질을 망체를 통해 걸러내어 제거하는 스크린조; 상기 망체를 통과하여 유입되는 오폐수를 펌프를 통해 일정하게 배출하도록 하는 유량 조정조; 상기 유량 조정조를 통해 유입되는 오폐수로부터 탈질반응을 통해 질산성 질소를 제거하는 무산소조; 상기 무산소조로부터 유입된 처리수에 산소를 공급하여 처리수 내 유기물의 질산화 그리고 인 섭취를 유도하는 호기조; 상기 호기조로부터 유입된 처리수로부터 인을 제거하기 위해, 전기분해에 의해 석출된 철 이온이 처리수내 인과 결합하여 침전함으로써 인을 제거할 수 있는 철전기분해부가 장착된 FNR 반응조; 상기 FNR 반응조로부터 유입된 처리수 내 이물질을 침전시킨 후 여과된 처리수가 펌프를 통해 배출되도록 하는 여과수조; 상기 여과수로조부터 유입된 처리수를 호기성 미생물을 통해 유기물을 제거하는 생물막 담체 필터; 상기 생물막 담체 필터로부터 유입된 처리수를 저장하는 역세수조; 및 상기 역세수조에서 이용되고 남은 처리수를 소독 처리하여 방류하는 방류조를 포함하는 오폐수 처리 장치에 있어서,

상기 생물막 담체 필터는,

내부가 커버를 통해 밀폐되며, 하측부에는 폐수 유입을 위한 유입구가 그리고 상측부에는 처리수 배출을 위한 배출구를 가져서 된 케이스와,

상기 케이스의 내부에 제공되어 유입되는 폐수가 처리되어 배출되도록 하는 폐수 처리부를 포함하여 구성되며;

상기 폐수 처리부가,

폐수에 산소를 공급하는 미세버블 발생기, 폐수를 호기성 미생물로 필터링 하는 생물막 담체, 미세 타공이 다수개 형성된 스트레이너, 여과필터가 순차적으로 제공되어 폐수를 여과시키도록 하는 것임을 특징으로 하는 오폐수 처리 장치.
제5항에 있어서,

상기 FNR 반응조는, 일측에 배출되는 처리수로부터 고형물질을 여과하도록 여과재를 가져서 된 여과존을 더 설치함을 특징으로 하는 오폐수 처리 장치.
삭제
제5항에 있어서,

상기 생물막 담체는,

수지재로 이루어지며, 구경 1.5-2.5mm, 비표면적 2200㎡/㎥, 공극률 0.3, 밀도 25kg/㎥로 이루어진 것임을 특징으로 하는 오폐수 처리 장치
제5항에 있어서, 상기 여과필터는,

처리수를 배출하기 위한 중심 배출관과, 상기 중심 배출관의 일측단으로부터 방사형으로 전개되며 외면에 처리수가 유입되면서 필터링 되도록 다수개의 타공이 형성되는 필터체로 이루어져 구성됨을 특징으로 하는 오폐수 처리 장치.
제5항에 있어서, 상기 미세버블 발생기는,

에어를 발생시키는 에어 공급부와, 상기 에어 공급부로부터 발생된 에어가 통과하여 폐수내에서 미세 버블이 발생되도록 제공되는 비대칭 메탈 멤브레인 막으로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 오폐수 처리장치.