KR100960015B1 - 초기우수 유출수를 효율적으로 처리할 수 있는 오폐수 처리장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

초기우수 유출수를 효율적으로 처리할 수 있는 오폐수 처리장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 오폐수 처리장치는 미리 정해진 기준 유량의 오폐수를 처리하기 위한 주처리 수단; 및 제1 모드시에는 상기 기준 유량을 초과하는 오폐수를 생물학적 처리 과정을 거쳐 처리하고, 제2 모드시에는 상기 주처리 수단의 중간 공정 처리수의 일부를 상기 생물학적 처리 과정을 거쳐 처리함으로써 상기 주처리 수단을 보조하는 보조처리 수단을 포함한다. 본 발명에 의한 오폐수 처리장치에 의하면 주처리 수단 및 보조처리 수단이 상호 보완하여 오폐수 처리시설에 유입되는 초기강우 유출수 및 하폐수를 안정적으로 처리할 수 있다.

생물여과, 초기우수, 3Q

Description

초기우수 유출수를 효율적으로 처리할 수 있는 오폐수 처리장치 및 그 방법{WASTE WATER TREATMENT APPARATUS FOR PROCESSING EARLY RAIN EFFECTIVELY AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 오폐수 처리장치, 그 방법, 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 초기우수에 의해 발생되는 오염물질을 효율적으로 제거할 수 있는 오폐수 처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.

도시지역에서의 오염물질 배출현황을 보면 오폐수 처리장치의 유출수에 의한 오염물질의 양보다 초기우수시 미처리된 상태로 방류되는 오염물질의 양이 많은 것으로 알려져 있다. 하천 및 호수의 수질개선을 위해는 이러한 초기우수에 의해 발생되는 오염물질을 효율적으로 제거하는 것이 필요하다.

초기우수란 강우 초기의 우수가 지표면과 하수 관거 내를 흐르면서 불투수면에 퇴적되어 있는 오염물과 하수 관거 내의 퇴적물을 세척해 상대적으로 고농도 오염물질을 함유하게 되는 우수를 의미한다.

도시지역의 경우 강우가 발생하면 도로에 쌓여있던 오염물과 관거내에 퇴적되어 있던 오염물질이 강우에 따른 유량증가로 인하여 일시에 오폐수 처리장치로 유입된다. 이러한 강우에 의한 오염물질의 발생 정도는 강우의 형태나 선행 강우일수에 따라 상이하다. 강우 초기에 오폐수 처리장치로 유입되는 초기강우 유출수의 오염물질의 농도를 조사한 결과 BOD(Biological Oxygen Demand) 150~250mg/L, SS(Suspended Solid) 250~400mg/L로 하수보다 오염물질의 농도가 높은 것으로 알려져 있다.

이러한 초기우수에 의해 발생되는 오염물질의 양을 저감시키기 위하여 우리나라 하수도 시설기준에서는 BOD와 SS를 40mg/L 이하로 처리하여 방류하도록 규제하고 있는 바, 하천 및 호수의 수질개선을 위하여 이러한 초기우수에 의해 발생되는 오염물질을 보다 효율적으로 제거하는 방안이 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 초기우수에 의해 발생하는 오염물질을 효율적으로 제거할 수 있는 오폐수 처리장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 오폐수 처리장치는 미리 정해진 기준 유량의 오폐수를 처리하기 위한 주처리 수단; 및 제1 모드시에는 상기 기준 유량을 초과하는 오폐수를 생물학적 처리 과정을 거쳐 처리하고, 제2 모드시에는 상기 주처리 수단의 중간 공정 처리수의 일부를 상기 생물학적 처리 과정을 거쳐 처리함으로써 상기 주처리 수단을 보조하는 보조처리 수단을 포함한다.

상기 주처리 수단은 전처리된 오폐수 중 상기 기준 유량의 오폐수를 유입하며, 유입된 오폐수를 침전, 여과, 응집 및 부상 분리 중 적어도 하나의 처리, 생물 반응 및 탈질시킬 수 있다.

상기 보조처리 수단은 상기 제1모드시에는 상기 전처리를 거친 오폐수 중 상기 기준 유량 이상의 오폐수를 유입하여, 유입된 오폐수를 고액분리 및 생물반응시키며, 상기 제2모드시에는 상기 주처리 수단의 상기 중간 공정 처리수의 일부를 유입하여, 상기 생물반응을 위한 미생물의 활성을 유지할 수 있다.

또한, 상기 주처리 수단은 상기 2차침전수단의 유출수에 대해 소독을 수행하기 위한 소독수단을 더 포함할 수 있다.

상기 주처리 수단은, 상기 전처리를 거친 오폐수의 1차 침전을 수행하는 1차 침전수단; 상기 1차침전수단의 유출수에 대해 생물반응 및 탈질(脫窒)을 수행하는 생물반응수단; 및 상기 생물반응수단의 유출수에 대해 2차 침전을 수행하는 2차침전수단을 포함할 수 있다.

상기 보조처리 수단은,상기 제1 모드시에 상기 유입된 오폐수를 고액분리하기 위한 고액분리수단; 상기 제1모드시에는 상기 고액분리수단에서 유출한 유출수에 대해 생물반응을 수행하고, 상기 제2모드시에는 상기 1차침전수단의 유출수의 일부를 유입하여, 상기 생물반응을 위한 미생물의 활성을 유지하기 위해 상기 1차침전수단의 유출수의 일부에 대해 생물반응을 수행하는 생물여과수단; 및 상기 생물반응을 위하여 상기 생물여과수단에 공기를 주입시키는 공기주입수단을 포함할 수 있다.

또한, 상기 오폐수 처리장치는 상기 오폐수 처리장치에 유입되는 유량을 감지하기 위한 유량감지수단; 상기 오폐수 처리장치에 유입되는 유입수의 상기 전처리를 수행하는 전처리수단; 상기 유량감지수단이 감지한 유량에 따라 상기 제1모드 또는 상기 제2 모드를 선택하고, 상기 제1 모드 시에 상기 전처리수단의 유출수의 일부를 상기 고액분리수단에 유입시키도록 하는 제1선택수단을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 모드는 강우시이고, 상기 제2 모드는 비(非) 강우시일 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 오폐수 처리방법은 주처리 수단에 의하여 미리 정해진 기준 유량의 오폐수를 처리하는 주처리 단계; 제1 모드시에는 보조처리 수단에 의하여 상기 기준 유량을 초과하는 오폐수를 생물학적 처리 과정을 거쳐 처리하는 제1 모드 보조 처리 단계; 및 제2 모드시에는 상기 보조처리 수단에 의하 여 상기 주처리 수단의 중간 공정 처리수의 일부를 상기 생물학적 처리 과정을 거쳐 처리하는 제2 모드 보조 처리 단계를 포함할 수 있다.

상기 오폐수 처리방법은 조대 협잡물 및 침사물질을 제거하는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 주처리 단계는 전처리된 오폐수 중 상기 기준 유량의 오폐수를 유입하며, 유입된 오폐수를 침전, 여과, 응집 및 부상 분리 중 적어도 하나의 처리, 생물 반응 및 탈질시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 모드 보조처리 단계는 상기 전처리를 거친 오폐수 중 상기 기준 유량 이상의 오폐수를 유입하여, 유입된 오폐수를 고액분리 및 생물반응시키는 단계를 포함하며, 상기 제2 모드 보조처리 단계는 상기 주처리 수단의 상기 중간 공정 처리수의 일부를 유입하여 생물반응시킴으로써, 상기 생물반응을 위한 미생물의 활성을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 주처리 수단 및 보조처리 수단이 상호 보완하여 오폐수 처리시설에 유입되는 초기강우 유출수 및 하폐수(월류수 혹은 오폐수라 하기도 함)를 안정적으로 처리할 수 있다.

또한, 주처리 수단 및 보조처리 수단이 상호 보완되도록 설계됨으로써, 시설을 집약화할 수 있기 때문에 초기 건설비 및 운영관리비의 절감이 가능하다.

또한, 기존 초기강우 유출수 처리공정에서 제거하지 못하던 용존성 BOD 및 암모니아성 질소의 제거가 가능하다.

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 1은 강우에 따른 오폐수 처리장치로 유입되는 초기강우 유출수의 BOD 및 SS 농도를 시간대별로 측정한 것이다. 도 1을 참고하면, BOD 및 SS 농도는 시간대별로 변화함을 알 수 있다. 특히, 강우발생 이후에 오폐수 처리장치에 유입되는 초기강우 유출수의 BOD 및 SS 농도가 점차 증가함을 알 수 있고, 강우시작 6시간 가량 이후에 높은 BOD 및 SS 농도를 갖는 초기강우 유출수가 오폐수 처리장치로 유입됨을 알 수 있다.

도 2는 본 발명의 비교 예에 따른 오폐수 처리장치(2)를 나타내기 위한 도면이다. 도 2를 참고하면, 강우가 발생하면 오폐수 처리장치(2)에 유입되는 유량이 증가하는데, 이때 오폐수 처리장치(2)에 설계유량(Q)의 3배에 해당하는 유량(3Q)을 유입시켜 전처리수단(5)에서 전처리 과정을 거쳐 1차 침전수단(10)에서 1차 침전을 시킨 후 유입유량 3Q 중 2Q는 소독수단(40)으로 방류하여 소독하고, 나머지 1Q는 생물반응수단(20)에서 생물반응 과정 및 탈질(脫窒) 과정을 거쳐 2차 침전수단(30)에서 2차 침전을 시킨 후 상기 소독수단(40)으로 방류하여 소독하였다.

그러나, 실제로 상기 1차 침전수단(10)에 3Q가 유입될 경우 상기 1차 침전수단(10)의 실질적 기능이 상실되는 문제점이 발생할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 비교 예에 따른 오폐수 처리장치(3)를 나타내기 위한 도면이다. 도 3을 참고하면, 도 3의 오폐수 처리장치(3)는 도 2에 도시된 오폐수 처리장치(2)의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 오폐수 처리장치(3)를 나타낸다.

강우가 발생하면 오폐수 처리장치(3)에 설계유량(Q)의 3배에 해당하는 유량(3Q)이 유입되고 전처리수단(5)에서 전처리 과정을 거친다. 상기 전처리수단(5)을 거친 3Q 중 1Q는 1차 침전수단(10)으로 유입시켜 1차 침전을 시킨 다음, 생물반응수단(20)에서 생물반응 과정 및 탈질 과정을 거쳐 2차 침전수단(30)에서 2차 침전을 시킨 후 소독수단(40)으로 방류하여 소독한다.

상기 전처리수단(5)을 거친 3Q 중 2Q는 별도의 고액분리수단(50)을 거쳐 고액분리시킨 후 상기 소독수단(40)으로 방류하여 소독한다. 이때, 상기 고액분리수단(50)은 고액분리 후 발생한 슬러지를 방출한다.

도 4 및 도 5는 각각 도 3의 고액분리수단(50)의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 4의 고액분리수단(50)은 급속여과공정을 수행하는 수단으로써, 유입배관(82)을 통하여 응집부(81)로부터 유입되는 유출수(예컨대, 고형물이 성장처리된 처리수)를 여과시킬 수 있다. 여과부(83)는 여재(부상식 여재)를 사용하여 상기 유출수에 포함된 부유물질을 여과할 수 있고 여과된 처리수는 외부로 방출될 수 있 다. 이때, 상기 오폐수 처리장치는 역세배관(84)을 이용하여 슬러지를 포함하는 역세수를 외부 또는 외부로 보내기 위한 수단으로 이송할 수 있다.

도 5의 고액분리수단(50)은 급속응집/침전을 수행하는 수단으로써, 혼화조(91), 응집조(92), 완속반응조(93) 및 경사판침전조(94)로 순차 구성될 수 있다. 오폐수가 유입되면 상기 혼화조(91), 응집조(92) 및 완속반응조(93)에서 응집제를 투여하여 상기 오폐수의 고형물질의 응집 성능을 개선하고, 무기응집제를 투여하여 고형물의 크기를 성장시켜 침전시킬 수 있다. 또한, 상기 경사판침전조(94)에서는 상기 혼화조(91), 응집조(92) 및 완속반응조(93)에서 생성된 침전물들을 침전분리하는데, 스크래퍼가 설치된 경사판(95)을 구성하여 빠른 침전을 수행할 수 있다. 이때, 상기 경사판침전조(94)는 반송관(96)을 구비하고 있어 경사판침전조(94)의 유출 슬러지의 일부 상기 혼화조(91)로 반송시킬 수 있고, 상기 슬러지의 함유 입자를 반복적으로 사용하도록 하여 입자농도를 증가시켜 응집속도를 더욱 증가시킬 수 있다.

그러나, 도 4 및 도 5에 도시된 고액분리수단(50)에서 수행하는 급속여과 또는 응집/침전과 같은 물리적 처리 공정으로는 목표수질인 SBOD 40mg/L를 만족시킬 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 처리장치(1)를 나타내기 위한 도면이다. 도 6을 참고하면, 상기 오폐수 처리장치(1)는 주처리 수단(100), 보조처리 수단(200), 유량감지수단(300), 전처리수단(400) 및 제1선택수단(315)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 처리장치(1)는 합류식하수월류수(Combined Sewer Overflows; CSO)를 처리하기 위한 장치이다. CSO에는 우수에 의해 희석된 오수와 함께 지표면의 각종 오염물질을 포함한 세척수, 건기 동안 관로에 퇴적된 고형물 등이 포함될 수 있다. 일정량(예컨대, 3Q) 이상의 월류수 혹은 오폐수는 오폐수 처리장치(1)에 유입되지 않을 수 있다. 즉, 오폐수 처리장치(1)는 일정량(예컨대, 3Q) 이하의 오폐수를 처리할 수 있다.

상기 주처리 수단(100)은 1차 침전수단(110), 생물반응수단(120), 2차 침전수단(130), 소독수단(140) 및 제2선택수단(115)을 포함할 수 있다. 주처리 수단(100)는 미리 정해진 주처리용량(기준 용량이라고도 함, 예컨대, 1Q)에 한하여 오폐수를 처리할 수 있다.

상기 보조처리 수단(200)은 고액분리수단(210), 생물여과수단(220), 공기주입수단(230) 및 제3선택수단(215)을 포함할 수 있다. 상기 보조처리 수단(200)은 주처리용량(예컨대, 1Q) 이상의 오폐수(예컨대, 2Q의 초기 우수)를 처리할 수 있으며, 또한 주처리 수단(100)를 보조할 수 있다.

상기 오폐수 처리장치(1)에 초기 유량이 유입되면, 유량감지수단(300)은 유입되는 유량이 어느 정도인지를 감지한다. 이때, 상기 유량감지수단(300)은 유입되는 유량이 기준유량(예컨대, 1Q) 이상인지 이하인지를 감지할 수 있다.

상기 유입되는 유량은 전처리수단(400)에서 조대협잡물 및 침사물질이 제거되는 전처리가 수행된 후 방출된다.

상기 제1선택수단(315)은 상기 유량감지수단(300)에서 감지한 유량을 기초로 하여, 기준 유량(예컨대, 1Q)을 초과할 경우(이하, 제1 모드)에는 상기 전처리수단(400)에서 방출된 유출수의 일부(예컨대, 1Q)를 상기 주처리 수단(100)으로 유입시키고, 나머지 일부(예컨대, 2Q)는 상기 보조처리 수단(200)으로 유입시킨다. 유량감지수단(300)은 감지한 유량을 기초로 선택수단들(315, 115, 215)을 제어할 수 있다.

만일, 기준 유량 이하일 경우(이하, 제2 모드)에는 상기 제1선택수단(315)은 상기 전처리수단(400)에서 방출된 유출수 전부를 상기 주처리 수단(100)으로 유입시킨다.

이때, 상기 제1 모드는 강우시에 해당할 수 있고, 상기 제2 모드는 비(非) 강우시에 해당할 수 있다.

주처리 수단(100)으로 유입되는 상기 전처리수단(400)에서 방출된 유출수는 상기 1차 침전수단(110)으로 유입되어 1차 침전을 거친 후 방출된다.

상기 제2선택수단(115)은 상기 제1 모드인지 또는 상기 제2 모드인지에 따라 상기 1차 침전을 거쳐 방출된 유출수의 일부를 상기 보조처리 수단(200)의 생물여과수단(220)으로 유입시킬 수 있다.

더 구체적으로, 제2 모드일 경우에 상기 1차 침전을 거쳐 방출된 유출수의 일부를 상기 보조처리 수단(200)의 생물여과수단(220)으로 유입시킬 수 있다. 제1 모드일 경우에는 상기 제2선택수단(115)은 상기 1차 침전을 거쳐 방출된 유출수의 전부를 생물반응수단(120)으로 유입시킬 수 있다.

상기 생물반응수단(120)은 상기 1차 침전을 거쳐 방출된 유출수를 생물학적 반응을 이용하여 유기물, 영양염류 및 질소를 제거한 후 방출한다. 상기 2차 침전수단(130)은 상기 생물반응수단(120)의 유출수에 대해 2차 침전을 수행한다. 상기 2차 침전수단(130)의 유출수는 소독수단(140)을 거쳐 방출될 수 있다.

상기 제1 모드인 경우에 상기 제1선택수단(315)은 상기 전처리수단(400)에서 방출된 유출수의 일부(예컨대, 2Q)를 상기 보조처리 수단(200)의 고액분리수단(210)으로 유입시킬 수 있다. 상기 고액분리수단(210)은 상기 전처리수단(400)에서 방출된 유출수의 고형물을 제거하여 고액분리를 수행한다.

상기 고액분리수단(210)은 응집, 침전, 부상분리 및 금속망 여과 중의 적어도 하나의 방식을 이용하여 고형물을 제거할 수 있다.

상기 생물여과수단(220)은 상기 고액분리수단(210)으로부터 유입된 유출수를 미생물과 반응시키는 생물학적 반응을 통하여 유기물 및 영양염류를 제거하며, 암모니아성 질소를 산화시킨다. 이때, 상기 생물여과수단(220)은 상기 생물학적 반응을 위하여 공기주입수단(230)으로부터 공기를 주입받는다. 이때, 상기 생물여과수단(220)은 상기 생물학적 반응으로 인해 발생한 고형물은 역세수로써 상기 고액분리수단(210)으로 전달하고, 생물학적 반응이 끝난 처리수는 방출한다.

상기 제3선택수단(215)는 상기 제1 모드인지 또는 상기 제2 모드인지에 따라 상기 생물여과수단(220)의 유출수인 처리수를 소독수단(140)으로 보내거나 상기 생물반응수단(120)으로 보낸다.

더 구체적으로, 상기 제1 모드일 경우에는 상기 생물여과수단(220)의 유출수를 상기 소독수단(140)으로 보내고, 상기 제2 모드일 경우에는 상기 생물여과수 단(220)의 유출수를 상기 생물반응수단(120)으로 보낸다. 상기 소독수단으로 보내진 상기 생물여과수단(220)의 유출수는 소독되어 방출되고, 상기 생물반응수단(120)으로 보내진 상기 생물여과수단(220)의 유출수는 생물학적 반응을 통해 추가적으로 유기물 및 영양염류가 제거된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드일 때의 오폐수 처리장치(1)를 나타내는 도면이다. 도 7은 도 6의 제1선택수단(315), 제2선택수단(115) 및 제3선택수단(215)을 생략한 채 도시하였고, 제1 모드(예컨대, 강우시)일 때, 상기 제1선택수단(315), 제2선택수단(115) 및 제3선택수단(215)의 유량 선택 방향을 고려하여 도시하였다.

도 7에 도시된 오폐수 처리장치(1)는 도 4 및 도 5에 도시된 오폐수 처리장치(2,3)의 문제점을 해결하기 위한 오폐수 처리장치(1)이다. 도 7의 경우 제1 모드인 경우를 도시하였으므로 상기 오폐수 처리장치(1)에 초기 유량이 유입되면, 유량감지수단(300)은 유입되는 유량이 1Q 이상(혹은 초과)임을 감지할 것이다.

상기 유입되는 유량은 전처리수단(400)에서 조대협잡물 및 침사물질이 제거되는 전처리가 수행된 후 방출된다. 상기 전처리수단(400)에서 방출된 유출수의 일부(예컨대, 1Q)를 상기 주처리 수단(100)으로 유입되고, 나머지 일부(예컨대, 2Q)는 상기 보조처리 수단(200)으로 유입된다.

주처리 수단(100)으로 유입되는 상기 전처리수단(400)에서 방출된 유출수의 일부는 상기 1차 침전수단(110)으로 유입되어 1차 침전을 거친 후 방출된다. 상기 생물반응수단(120)은 상기 1차 침전을 거쳐 방출된 유출수를 생물학적 반응을 이용 하여 유기물, 영양염류 및 질소를 제거한 후 방출한다. 상기 2차 침전수단(130)은 상기 생물반응수단(120)의 유출수에 대해 2차 침전을 수행한다. 상기 2차 침전수단(130)의 유출수는 소독수단(140)을 거쳐 방출될 수 있다.

상기 전처리수단(400)에서 방출된 유출수의 나머지 일부는 상기 보조처리 수단(200)의 고액분리수단(210)으로 유입된다. 상기 고액분리수단(210)은 상기 전처리수단(400)에서 방출된 유출수의 고형물을 제거하여 고액분리를 수행한다.

상기 생물여과수단(220)은 상기 고액분리수단(210)으로부터 유입된 유출수를 미생물과 반응시키는 생물학적 반응을 통하여 유기물 및 영양염류를 제거하며, 암모니아성 질소를 산화시킨다. 이때, 상기 생물여과수단(220)은 상기 생물학적 반응을 위하여 공기주입수단(230)으로부터 공기를 주입받는다. 이때, 상기 생물여과수단(220)은 상기 생물학적 반응으로 인해 발생한 고형물은 역세수로써 상기 고액분리수단(210)으로 전달하고, 생물학적 반응이 끝난 처리수는 소독수단(140)으로 방출하여 소독시킨다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드일 때의 오폐수 처리장치(1)를 나타내는 도면이다. 도 8은 도 6의 제1선택수단(315), 제2선택수단(115) 및 제3선택수단(215)을 생략한 채 도시하였고, 제2 모드(예컨대, 비(非) 강우시)일 때, 상기 제1선택수단(315), 제2선택수단(115) 및 제3선택수단(215)의 유량 선택 방향을 고려하여 도시하였다.

도 8의 오폐수 처리장치(1)는 도 7의 오폐수 처리장치(1)가 제1 모드 시에 원활한 기능을 수행하도록 하기 위하여 고려된 오폐수 처리장치(1)일 뿐 아니라 주 처리 수단(100)의 생물반응수단(120) 기능을 보조하기 위한 것이기도 하다. 도 8의 경우 제2 모드인 경우를 도시하였으므로 상기 오폐수 처리장치(1)에 초기 유량이 유입되면, 유량감지수단(300)은 유입되는 유량이 1Q 이하임을 감지할 것이다.

상기 유입되는 유량은 전처리수단(400)에서 조대협잡물 및 침사물질이 제거되는 전처리가 수행된 후 방출된다. 상기 전처리수단(400)에서 방출된 유출수의 전부는 주처리 수단(100)의 1차 침전수단(110)으로 유입되어 1차 침전을 거친 후 방출된다. 1차 침전수단(110)을 거쳐 방출된 유출수의 일부는 생물반응수단(120)으로 유입되고, 나머지 일부는 보조처리 수단(200)의 생물여과수단(220)으로 유입된다.

상기 생물반응수단(120)은 상기 1차 침전을 거쳐 방출된 유출수의 일부를 생물학적 반응을 이용하여 유기물, 영양염류 및 질소를 제거한 후 방출한다. 상기 2차 침전수단(130)은 상기 생물반응수단(120)의 유출수에 대해 2차 침전을 수행한다. 상기 2차 침전수단(130)의 유출수는 소독수단(140)을 거쳐 방출될 수 있다.

상기 생물여과수단(220)은 1차 침전수단(110)을 거쳐 방출된 유출수의 나머지 일부를 미생물과 반응시키는 생물학적 반응을 통하여 유기물 및 영양염류를 제거하며, 암모니아성 질소를 산화시킨다. 이때, 상기 생물여과수단(220)은 상기 생물학적 반응을 위하여 공기주입수단(230)으로부터 공기를 주입받는다. 이때, 상기 생물여과수단(220)은 상기 생물학적 반응으로 인해 발생한 고형물은 역세수로써 상기 고액분리수단(210)으로 전달한다. 생물학적 반응이 끝난 처리수는 상기 생물반응수단(120)으로 유입되며 생물학적 반응을 통해 추가적으로 유기물 및 영양염류가 제거된다.

이와 같은 제2 모드 동작으로 인하여, 오폐수 처리장치(1)에 유입되는 유량이 많지 않을 경우(예컨대, 1Q이하)에도 상기 보조처리 수단(200)은 생물여과수단(220) 내에 생물반응을 위하여 존재하는 미생물을 생존하게 할 수 있고, 추가적으로 주처리 수단(100)의 생물반응수단(120) 기능을 보조할 수 있다.

상술한 실시예에서는, 주처리 수단(100) 내에 침전수단(110, 130)이 포함되는 예를 설명하였으나, 침전수단(110, 130) 중 적어도 하나는 다른 수단(예컨대, 여과, 응집, 부상 분리 수단 등)으로 대체될 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 구성요소들 중 적어도 하나는 다른 유사한 기능을 하는 구성요소로 대체되거나, 생략될 수 있으며, 또한 도 6에 도시된 구성요소 외의 다른 구성요소가 추가될 수도 있다.

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.

도 1은 강우에 따른 오폐수 처리장치로 유입되는 초기강우 유출수의 BOD 및 SS 농도를 시간대별로 측정한 것이다.

도 2는 본 발명의 비교 예에 따른 오폐수 처리장치를 나타내기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 비교 예에 따른 오폐수 처리장치를 나타내기 위한 도면이다.

도 4 및 도 5는 각각 도 3의 고액분리수단의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 처리장치를 나타내기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드일 때의 오폐수 처리장치를 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드일 때의 오폐수 처리장치를 나타내는 도면이다.

Claims (13)

1. 미리 정해진 기준 유량의 오폐수를 처리하기 위한 주처리 수단; 및

   제1 모드시에는 상기 기준 유량을 초과하는 오폐수를 생물학적 처리 과정을 거쳐 처리하고, 제2 모드시에는 상기 주처리 수단의 중간 공정 처리수의 일부를 유입하여 상기 생물학적 처리 과정을 거쳐 처리함으로써, 상기 주처리 수단을 보조함과 동시에 상기 생물학적 처리 과정에 이용되는 미생물의 활성을 유지하기 위한 보조처리 수단을 포함하는 오폐수 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 주처리 수단은 전처리된 오폐수 중 상기 기준 유량의 오폐수를 유입하며, 유입된 오폐수를 침전, 여과, 응집 및 부상 분리 중 적어도 하나의 처리, 생물 반응 및 탈질시키고,

   상기 보조처리 수단은 상기 제1 모드시에는 상기 전처리를 거친 오폐수 중 상기 기준 유량 이상의 오폐수를 유입하여, 유입된 오폐수를 고액분리 및 생물반응시키는 오폐수 처리장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 주처리 수단은,

   상기 전처리를 거친 오폐수의 1차 침전을 수행하는 1차 침전수단;

   상기 1차 침전수단의 유출수에 대해 생물반응 및 탈질(脫窒)을 수행하는 생 물반응수단; 및

   상기 생물반응수단의 유출수에 대해 2차 침전을 수행하는 2차 침전수단을 포함하는 오폐수 처리장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 보조처리 수단은,

   상기 제1 모드시에 상기 유입된 오폐수를 고액분리하기 위한 고액분리수단;

   상기 제1 모드시에는 상기 고액분리수단에서 유출한 유출수에 대해 생물반응을 수행하고, 상기 제2 모드시에는 상기 1차 침전수단의 유출수의 일부를 유입하여 상기 생물반응을 위한 미생물의 활성을 유지하기 위해 상기 1차 침전수단의 유출수의 일부에 대해 생물반응을 수행하는 생물여과수단; 및

   상기 생물반응을 위하여 상기 생물여과수단에 공기를 주입시키는 공기주입수단을 포함하는 오폐수 처리장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 오폐수 처리장치는,

   상기 오폐수 처리장치에 유입되는 유량을 감지하기 위한 유량감지수단;

   상기 오폐수 처리장치에 유입되는 유입수의 상기 전처리를 수행하는 전처리수단;

   상기 유량감지수단이 감지한 유량에 따라 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드를 선택하는 제1 선택수단을 더 포함하는 오폐수 처리장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 생물여과수단은,

   상기 생물반응으로 인하여 발생된 고형물을 포함한 역세수를 상기 고액분리수단으로 보내도록 하는 오폐수 처리장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 고액분리수단은,

   상기 응집, 침전, 부상분리 및 금속망 여과 수단 중 적어도 하나를 포함하는 오폐수 처리장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 오폐수 처리장치는,

   상기 제2 모드시에 상기 1차 침전수단의 유출수의 일부를 상기 생물여과수단에 유입시키도록 하는 제2선택수단을 더 포함하는 오폐수 처리장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 오폐수 처리장치는

   상기 제1 모드시에는 상기 생물여과수단의 유출수를 소독수단으로 방출하고,

   상기 제2 모드시에는 상기 생물여과수단의 유출수를 상기 생물반응수단으로 방출하는 제3선택수단을 더 포함하는 오폐수 처리장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 제1 모드는 강우시에 해당하고, 상기 제2 모드는 비(非) 강우시에 해당하는 오폐수 처리장치.
11. 주처리 수단에 의하여 미리 정해진 기준 유량의 오폐수를 처리하는 주처리 단계;

    제1 모드시에는 보조처리 수단에 의하여 상기 기준 유량을 초과하는 오폐수를 생물학적 처리 과정을 거쳐 처리하는 제1 모드 보조 처리 단계; 및

    제2 모드시에는 상기 보조처리 수단에 의하여 상기 주처리 수단의 중간 공정 처리수의 일부를 상기 생물학적 처리 과정을 거쳐 처리함으로써, 상기 주처리 단계를 보조함과 동시에 상기 생물학적 처리 과정에 이용되는 미생물의 활성을 유지하는 제2 모드 보조 처리 단계를 포함하는 오폐수 처리방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 오폐수 처리방법은

    조대협잡물 및 침사물질을 제거하는 전처리 단계를 더 포함하고,

    상기 주처리 단계는 전처리된 오폐수 중 상기 기준 유량의 오폐수를 유입하며, 유입된 오폐수를 침전, 여과, 응집 및 부상 분리 중 적어도 하나의 처리, 생물 반응 및 탈질시키는 단계를 포함하고,

    상기 제1 모드 보조처리 단계는 상기 전처리를 거친 오폐수 중 상기 기준 유량 이상의 오폐수를 유입하여, 유입된 오폐수를 고액분리 및 생물반응시키는 단계를 포함하는 오폐수 처리방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 처리, 생물 반응 및 탈질시키는 단계는

    상기 전처리를 거친 오폐수에 대해 1차 침전을 수행하는 단계;

    상기 1차 침전을 수행하는 단계 이후의 유출수에 대해 생물반응 및 탈질(脫窒)을 수행하는 단계; 및

    상기 생물반응 및 탈질(脫窒)을 수행한 유출수에 대해 2차 침전을 수행하는 단계를 포함하는 오폐수 처리방법.

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