KR101106471B1 - 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치 - Google Patents

생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치 Download PDF

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Abstract

생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치에 관한 것으로서, 특히 수질오염원 중 총인의 특별성 처리의 효율성 증대가 불가피한 상황에 따라 생물학적 처리 공정과 후단의 물리화학적 처리공정을 저비용의 운전 특성으로 개발하여 총인을 안정적으로 처리할 수 있는 생물학적 오ㆍ폐수 처리장치에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은 침사조(210)와, 유량조정조(220)로 된 유입단계(20)와, 혐기조(310), 무산소조(320), 호기조(330) 및 1차침전조(340)로 된 생물학적 정화단계(30)와, 저류조(410)와 급속반응조(420)와, 응집조(430)와 2차침조(440)로 된 화학적단계(40)와 최종 처리수가 방류되는 소독방류조(510)로 된 방류단계(50)를 포함하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치(10)에 있어서,
상기 유량조정조(220)에는 실내로 유입된 수량의 저수위와 고수위를 측정한 값에 의해 차기공정인 혐기조(310)와 무산소조(320) 각각으로 처리수를 분배 이송을 제어하는 제1운전제어시스템(221)과;
상기 혐기조(310)에는 유량조정조(220)로 유입된 처리수와 차기공정이 1차침전조(410)에서 반송된 슬러지를 혐기교반기(312)로 교반하며, DO(용존산소)를 0.1ppm 이하로 계측한 값과, ORP(산화환원전위)를 -200~150mv 계측한 값의 평균값이 유지되면 슬러지 반송차단과 원수의 유입을 자동으로 정지하는 자동제어밸브(311)와;
상기 무산소조(320)에는 유량조정조(220)로 유입된 처리수와 차기공정인 접촉호기조3실(333)에서 반송된 질산화물을 무산소교반기(322)로 교반하며, 반송라인(321a)에는 DO를 0.2ppm 이하로 계측한 값과, ORP를 -100~250mv 측정이 값의 평균값이 유지되면, 질산화물 반송차단과 원수의 유입을 자동으로 정지하는 자동제어밸브(321)와;
상기 호기조(330)에는 호기조1실(331)과 호기조2실(332) 및 접촉호기조3실(333)로 구분 계리하여 하되, 각각 실 내부에는 DO를 유지하기 위한 산기장치(331a)(332a)(333a)가 설치되며, 상기 접촉호기조3실(333)에는 활성슬러지 부유물질(MLSS) 증가와 질산화율 증대 및 DO 저감을 위한 접촉담체(333b)와; 전 공정이 무산소조(320)로 질산화수를 반송하는 질산화수 반송펌프(333c)와;
상기 1차침전조(340)에는 처리수가 유입되어 응집ㆍ침전되도록 하는 유속정류장치(341)와 차기공정인 저류조(410)로 처리수가 유출되도록 하는 월류장치(342)와; 슬러지를 집수를 하기 위한 슬러지집수장치(343)와; 포집된 슬러지는 슬러지인발관(344)으로 유도되고 슬러지인발관(344)의 단부에는 전 공정인 혐기조(310)로 슬러지를 반송하거나 잉여분의 계리하여 처리하는 슬러지이송펌프(345)와;
상기 저류조(410)에는 실내부로 유입된 처리수를 완속 교반할 수 있는 교반용 산기장치(411)와; 차기공정인 급속반응조(420)로 제어량의 처리수만 공급할 수 있도록 제어하는 제2운전제어시스템(412)과;
상기 급속반응조(420)입구에는 처리수와 응집제의 급속혼화를 위한 레듀사엘보형유입부(421)와, 몸체 중심부에는 상, 하를 구분계리 수단을 갖는 수평수류이동제어판(422)과; 상, 하류 교반이 동시에 이루어지도록 하는 교반기(423)와; 급속반응조(420) 상부에는 응집력 증대의 응집제를 투입하기 위한 약품투입부(424)와; 유출수를 차기공정인 응집조(430)로 안내하기 위한 유출분리벽(425)과;
상기 응집조(430)에는 응집을 위한 완속교반장치(431)와; 최종응집물은 차기공정인 2차침전조(440)로 유출시키기 위한 유출분리벽(433)과;
상기 2차침전조(440)에는 최종 응집플럭으로서 유속을 정류하여 처리수와 슬러지로 구획하는 유속정류장치(441)와 분리된 처리수를 월류시켜 차기공정인 소독방류조(510)로 유출시키기 위한 월류장치(442)와; 침전된 슬러지를 포집하는 슬러지집수장치(443)와; 포집된 슬러지를 외부로 방출시키는 슬러지 인발펌프(445)를 포함하는 것을 특징으로 한다

Description

생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치{A biochemical waste water disposal plant}
생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치에 관한 것으로서, 특히 수질오염원 중 총인의 특별성 처리의 효율성 증대가 불가피한 상황에 따라 생물학적 처리 공정과 후단의 물리화학적 처리공정을 저비용의 운전 특성으로 개발하여 총인을 안정적으로 처리할 수 있는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 폐수처리방법에는 물리화학적 방법과 생물학적 방법이 있는데 물리화학적 방법은 시설 투자비가 적게 들고 처리속도는 빠르지만 화학약품 소모 등에 의해 운전비용이 많이 소요된다. 또한 처리 후의 생성물을 재처리 또는 처분해야 하므로 다른 형태의 환경오염을 일으키는 단점이 있다.
따라서, 최근에는 자연환경을 별로 해를 끼치지 않으면서, 박테리아, 균류, 조류, 원생동물 등을 이용하여 폐수 내의 오염물질을 분해 또는 해독시키는 생물학적 오ㆍ폐수처리시설을 사용하고 있으며, 생물학적 오ㆍ폐수처리시설의 사용처는 주로 도시 생활하수의 2차 처리, 또는 유기물을 함유한 산업폐수 처리공정 등에 널리 이용된다.
상기와 같은 생물학적 오ㆍ폐수처리시설은 크게 생물 반응조와 침전조로 구성되며, 상기 생물 반응조는 혐기영역, 무산소영역, 호기영역 등 다양한 조합으로 이루어진다. 생물학적으로 질소를 처리하기 위해서는, 기본적으로 호기영역과 무산소영역이 요구되며, 호기영역에서 암모니아성 질소가 산화되면, 산화된 결과물인 질산염이 무산소 영역에서 질산염을 전자 수용체로 사용하는 종속 영양 미생물에 의해 질소가스로 탈질산화되어 제거된다. 또한, 생물학적으로 인을 처리하기 위해서는, 기본적으로 혐기영역과 호기영역이 요구되며, 혐기영역에서 인을 과잉 섭취하는 미생물인 PAOs(phosphate accumulating organisms)가 인을 방출하면서 휘발성 유기산을 흡수하여 체내에서 PHA(polyhydroxy alkanoate)를 합성하면, 호기영역에서 상기 PAO가 PHA를 이용하여 성장하면서 인을 과잉섭취하고, 이와 같이 인을 과잉 섭취한 PAO를 슬러지를 통해 배출함으로써 인을 제거한다. 이러한 원리를 이용하여, 생물학적으로 질소 및 인을 동시에 처리하고자 하는 시설이 개발되었으며, 그 구조의 일예는 첨부된 도 1에 나타낸 바와 같다.
도 1에 나타낸 바와 같이 혐기조(101), 무산소조(102), 호기조(103), 및 침전조(104)의 순차적인 배열로 이루어진 간단한 구조의 장치를 사용하여 폐ㆍ하수 중의 질소 및 인을 처리하는 일반적인 시설이다.
그러나, 이러한 시설에 의하면, 폐ㆍ하수가 유입되는 혐기조(101)에 침전조(104)로부터의 슬러지는 반송 슬러지 배관(105)을 통해 유입되기 때문에, 상기 슬러지에 포함되어 있는 상당량의 질산염에 의해 인의 처리가 저해되는 문제가 발생한다. 즉, 유입되는 폐ㆍ하수에 포함된 유기산 및 생물학적 이분성 COD(RBCOD, readily biodegradable COD)가 혐기조(101)에서 PAO에 의해 이용되기 전에 탈질 미생물에 의해 먼저 소모되므로, PAO는 체내에 PHA를 충분히 합성하지 못하여 이후 호기조(103)에서 인을 흡수하지 못하고, 인은 그대로 처리수와 함께 방류된다. 특히 일반적인 국내 하수와 같이 TKN(total kjeldahl nitrogen)/COD 및 TP(total phosphorus)/COD 비율은 높고 COD 중에서 RBCOD의 함량은 낮은 조건에서는 A2O 공법에 의한 인 처리효율의 저하를 피할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적으로는 수질오염원 중 총인의 특성별 처리의 효율성을 증대가 불가피한 상항에 따라 효율개선을 하여 총인을 제거하는 것을 제공함에 있다 하겠다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 침사조(210)와, 유량조정조(220)로 된 유입단계(20)와, 혐기조(310), 무산소조(320), 호기조(330) 및 1차침전조(340)로 된 생물학적 정화단계(30)와, 저류조(410)와 급속반응조(420)와, 응집조(430)와 2차침조(440)로 된 화학적단계(40)와 최종 처리수가 방류되는 소독방류조(510)로 된 방류단계(50)를 포함하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치(10)에 있어서,
상기 유량조정조(220)에는 실내로 유입된 수량의 저수위와 고수위를 측정하여 제어하면서 차기공정인 혐기조(310)와 무산소조(320)에 각각으로 처리수를 분배 제어하는 제1운전제어시스템(221)과; 상기 혐기조(310)에는 유량조정조(220)로 유입된 처리수와 차기공정이 1차침전조(340)에서 반송된 슬러지를 혐기교반기(312)로 교반하며, DO(용존산소)를 0.1ppm 이하로 계측한 값과, ORP(산화환원전위)를 -200~150mv 계측한 값의 평균값이 유지되면 슬러지 반송차단과 처리수의 유입을 자동으로 차단하는 자동제어밸브(311)와; 상기 무산소조(320)에는 유량조정조(220)로 유입된 처리수와 차기공정인 접촉호기조3실(333)에서 반송된 질산화물을 무산소교반기(322)로 교반하며, 상기 반송라인(321a)에는 DO를 0.2ppm 이하로 계측한 값과, ORP를 -100~250mv 측정이 값의 평균값이 유지되면, 질산화물 반송차단과 처리수의 유입을 자동으로 차단하는 자동제어밸브(321)와; 상기 호기조(330)에는 호기조1실(331)과 호기조2실(332) 및 접촉호기조3실(333)로 구분 계리하여 하되, 각각 실내에는 DO를 유지하기 위한 산기장치(331a)(332a)(333a)가 설치되며, 상기 접촉호기조3실(333)에는 활성슬러지인 부유물질(MLSS)의 증가와 질산화율 증대 및 DO 저감을 위한 접촉담체(333b)와; 전 공정인 무산소조(320)로 질산화수를 반송하는 질산화수 반송펌프(333c)와; 상기 1차침전조(340)에는 처리수가 유입되어 응집ㆍ침전되도록 하는 유속정류장치(341)와 차기공정인 저류조(410)로 처리수가 유출되도록 하는 월류장치(342)와; 슬러지를 집수를 하기 위한 슬러지집수장치(343)와; 포집된 슬러지는 슬러지인발관(344)을 따라 이동하되, 전 공정인 혐기조(310)로 슬러지를 반송하거나 잉여분의 계리하여 처리하는 슬러지이송펌프(345)와; 상기 저류조(410)에는 실내로 유입된 처리수를 완속교반할 수 있는 교반용 산기장치(411)와; 차기공정인 급속반응조(420)로 제어량의 처리수만 공급할 수 있도록 제어하는 제2운전제어시스템(412)과; 상기 급속반응조(420)입구에는 처리수와 응집제의 급속혼화를 위한 레듀사엘보형유입부(421)와, 몸체 중심부에는 상, 하를 구분계리 수단을 갖는 수평수류이동제어판(422)과; 상, 하류 교반이 동시에 이루어지도록 하는 교반기(423)와; 급속반응조(420) 상부에는 응집력 증대의 응집제를 투입하기 위한 약품투입부(424)와; 유출수를 차기공정인 응집조(430)로 안내하기 위한 유출분리벽(425)과; 상기 응집조(430)에는 응집을 위한 완속교반장치(431)와; 응집수가 와류상의 흐름으로 전환하게 하는 수직수류이동제어판(422b)과; 최종응집물은 차기공정인 2차침전조(440)로 유출시키기 위한 유출분리벽(433)과; 상기 2차침전조(440)에는 최종 응집플럭으로서 유속을 정류하여 처리수와 슬러지로 구획하는 유속정류장치(441)와 분리된 처리수를 월류시켜 차기공정인 소독방류조(510)로 유출시키기 위한 월류장치(442)와; 침전된 슬러지를 포집하는 슬러지집수장치(443)와; 포집된 슬러지를 외부로 방출시키는 슬러지 인발펌프(445)를 포함하는 것으로 달성된다.
이상과 같이 본 발명은 수질오염원 중 총인의 특성별 처리의 효율성을 증대시켜 총인을 제거하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 전체 블록도.
도 3은 본 발명의 전체공정도.
도 4는 본 발명의 침사조와 유량조정조의 확대도
도 5는 본 발명의 혐기조와 무산소조 및 호기조의 확대도.
도 6은 본 발명의 1차침전조와 저류조의 확대도.
도 7은 본 발명에 적용된 스크레파의 측면도.
도 8a는 본 발명의 급속반응조와 응집조의 확대도.
도 8b는 본 발명의 급속반응조에 적용된 수평수류이동제어판의 평면도.
도 9a는 본 발명의 2차침전조의 확대도.
도 9b는 본 발명의 적용된 스크레파의 측면도.
상기 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 첨부된 도 2내지 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 블록도와 전체 공정도로써, 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치(10)는 침사조(210)와, 유량조정조(220)로 된 유입단계(20), 혐기조(310), 무산소조(320), 호기조(330) 및 1차침전조(340)로 된 생물학적 정화단계(30)와, 저류조(410)와 급속반응조(420)와, 응집조(430)와 2차침조(440)로 된 화학적단계(40)와 최종 처리수가 방류되는 소독방류조(510)로 된 방류단계(50)로 구성되어 있다.
유입단계(20)는 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이 침사조(210)의 유입구(211)로부터 최초 오ㆍ폐수가 유입되고 오ㆍ폐수에는 협잡물을 포함하고 있어 이를 필터링 하는 스크린(212)이 배치되고, 침사조의 유출구(213)는 상기 스크린(112)과 동일선상의 높이로 설치되어 있다.
상기 유량조정조(220)에는 상기 유출구(213)로 유입된 오ㆍ폐수와 함께 슬러지가 침전되는 것을 방지하는 유량교반기(222)가 하부에 배치되고, 상기 유량교반기(222)와 대향된 위치에는 유량계량장치(221c)로 오ㆍ폐수를 이송하기 위한 유량조정펌프(221b)가 배치되고, 실내로 유입된 수량의 저수위와 고수위를 측정하는 수위제어기(221a)가 입설되어 있으며, 상기 수위제어기(221a)는 제1운전제어시스템(221)과 연결되어 있다.
여기서, 유량계량장치(221c)는 복수의 분배라인(221d)(221e)을 설치하여 하나의 라인은 혐기조(310)로 또 다른 라인은 무산소조(320)로 연결되어 있다.
생물학적 정화단계(30)는 첨부도면 도5에 도시된 바와 같이 상기 혐기조(310)의 하부에는 전 공정인 유량조정조(220)에서 유입된 원수와 차기공정인 1차침전조(340)에서 반송라인(311a)을 통해 반송된 슬러지를 교반하는 혐기교반기(312)가 설치되며, 혐기조(310) 중앙에는 DO를 계측하는 미터기(311b)와 ORP를 계측하기 위한 미터기(311c) 각각이 설치되고, 상기 반송라인(311a) 끝단에는 상기 미터기(311b)에서 DO가 0.1ppm 이하로 계측한 값과, 상기 미터기(311c)에서 ORP를 -200~150mv 계측한 값의 평균값이 도달되면 자동제어밸브(311) 슬러지의 반송차단과 원수의 유입을 자동으로 제어하는 제 1운전제어 시스템이 설치되어 있다.
상기 무산소조(320) 하부에는 유량조정조(220)로 유입된 원수와 차기공정인
접촉호기조3실(333)에서 반송라인(321a)으로 반송된 질산화물을 교반하는 무산소교반기(322)가 배치되며, 무산소조(320) 중앙에는 DO를 계측하는 미터기(321b)와, ORP를 계측하기 위한 미터기(321c) 각각 배치되고, 상기 반송라인(321a) 끝단에는 상기 미터기(321b)에서 DO가 0.2ppm 이하로 계측한 값과, 상기 미터기(321c)에서 ORP를 -100~250mv 계측한 값의 평균값이 도달되면 질산화물 반송차단과 자동제어밸브(321)가 설치되어 있고 제1운전제어시스템이 설치되어 있다
상기 호기조(330)에는 호기조1실(331)과 호기조2실(332) 및 접촉호기조3실(333)로 구분 계리하여 하되, 각각 실 내부 하측에는 용존산소(DO)를 유지하기 위한 산기장치(331a)(332a)(333a)가 설치되며,
상기 접촉호기조3실(333)에는 활성슬러지 MLSS 증가와 질산화율 증대 및 DO 저감을 위한 접촉담체(333b)가 배치되고, 접촉담체(333b) 하부에는 전 공정인 무산소조(320)로 질산화수를 반송하는 질산화수 반송펌프(333c)가 배치되어 있다.
상기 1차침전조(340) 첨부도면 도 6내지 7에 도시된 바와 같이 중앙에 유입된 처리수를 응집ㆍ침전되도록 하는 유속정류장치(341)가 배치되며,
1차침전조(340) 상부 측벽 가장자리에는 차기공정인 저류조(410)로 처리수가 유출되도록 하는 월류장치(342)가 배치되며, 1차침전조(340) 상, 하부에는 슬러지를 집수하기 위한 슬러지집수장치(343)가 배치되어 있다.
상기 슬러지집수장치(343) 상부에는 감속모터(343a)가 설치되어 있고, 감속모터(343a)의 축단부에는 스크레파(343b)가 설치되며, 상기 스크레파(343b) 하단에는 스크레파의 무게를 0~1/10로 감소시켜 상기 감속모터(343a)의 구동력을 저감시키는 기능을 갖는 다수개의 부상용부구(343c) 설치되어 있다.
여기서, 스크레파(343b)의 형상은 삼각형상의 스크레파로 형성될 수 있다.
한편, 1차침전조(340) 하부의 경사각(346)과 상기 슬러지집수장치(343)에 의해 포집된 슬러지는 하부에 매설된 슬러지인발관(344)을 경유하며, 슬러지인발관(344) 단부에는 전 공정인 혐기조(310)로 슬러지를 반송하거나, 잉여분의 계리하여 처리하는 슬러지이송펌프(345)가 설치되어 있다.
상기 저류조(410) 하부에는 실내부로 유입된 처리수를 완속 교반할 수 있는 교반용 산기장치(411)가 배치되고, 교반용 산기장치(411)와 대향된 위치에는
유량계량장치(412c)로 처리수를 이송하기 위한 유량조정펌프(412b)가 배치되고, 실내로 유입된 수량의 저수위와 고수위를 측정하는 수위제어기(412a)가 입설되어 있으며, 상기 수위제어기(412a)는 제2운전제어시스템(412)과 연결되어 있다.
상기 급속반응조(420)는 첨부도면 8a내지 8b에 도시된 바와 같이 입구에는 처리수와 응집제의 급속혼화를 위한 레듀사엘보형유입부(421)가 배치되고,
몸체의 중심부에는 상, 하를 구분계리 수단을 갖는 수평수류이동제어판(422)이 배치되며, 실내의 상, 하부에는 상부와 하부의 교반이 동시에 이루어지도록 상, 하부날개(423a)(423b)를 갖는 교반기(423)가 배치되고, 급속반응조(420) 상측 외부에는 응집력 증대의 응집제를 투입하기 위한 약품투입부(424)가 배치되며, 급속반응조(420) 일측의 측벽 부위에는 유출수로(425a)를 갖는 유출분리벽(425)이 배치되어 있다.
상기 수평수류이동제어판(422) 평면에는 상, 하를 구분 계리하여 초기반응수의 빠른 이동을 제어하기 위한 기능과 부분적 이송을 위한 다수개의 와류홀(422a)이 천공되어 있으며, 각 코너에는 수류 회전시 수류의 원심방향성을 차단 와류화 시킴으로써 혼합을 극대화시키기 위한 수직수류이동제어판(422b)이 설치되어 구성된다.
상기 약품투입부(424) 상부에는 응집제가 저장된 응집저장탱크(424a)가 배치되고, 상기 응집저장탱크(424a)의 제1약품공급라인(424b)에는 공급펌프(P)가 배치되고, 공급펌프(P)의 제2약품공급라인(424c)의 단부에는 국부적 투입을 방지하고 투입량의 확인이 용이한 복수의 병렬공급라인(424d)(424e)로 구분되며, 급속반응조(420)에는 약품투입비를 계측하는 PH계측기(426)가 설치되어 있다.
상기 응집조(430) 중앙에는 응집을 위한 완속교반장치(431)가 배치되고, 최종응집물은 차기공정인 2차침전조(440)로 유출시키기 위하여 유출수로(433a)를 갖는 유출분리벽(433)으로 구성되어 있다.
상기 완속교반장치(431)는 감속모터(431a)의 축에 상, 하부날개(431b)(431c)가 축설되어 있다.
상기 2차침전조(440) 첨부도면 9a내지 9b에 도시된 바와 같이 중앙에 유입된 처리수에 함유된 침전물을 침전하도록 함과 아울러 유속을 완화시키는 유속정류장치(441)가 배치되며, 2차침전조(440) 상부 측벽 가장자리에는 차기공정인 방류조(510)로 처리수가 유출되도록 하는 월류장치(442)가 배치되며,
2차침전조(440) 상, 하부에는 슬러지를 집수하기 위한 슬러지집수장치(443)가 배치되어 있다.
상기 슬러지집수장치(443) 상부에는 감속모터(443a)가 설치되어 있고, 감속모터(443a)의 축단부에는 스크레파(443b)가 설치되며, 상기 스크레파(443b) 하단에는 스크레파의 무게를 0~1/10로 감소시켜 상기 감속모터(443a)의 구동력을 저감시키는 기능을 갖는 다수개의 부상용부구(443c) 설치되어 있다.
여기서, 스크레파(443b)의 형상은 삼각형 스크레파로 형성될 수 있다.
한편, 2차침전조(440) 하부의 경사각(446)과 상기 슬러지집수장치(443)에 의해 포집된 슬러지는 하부에 매설된 슬러지인발관(444)을 경유하며, 슬러지인발관(444) 단부에는 잉여분을 처리하는 슬러지이송펌프(445)가 설치되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.
먼저,첨부도면 도4에 도시된 바와 같이 침사조(210)의 유입구(211)로 오ㆍ폐수가 유입되면 스크린(212)에 의해 오ㆍ폐수에 함유된 협잡물이 필터링하게 되고, 침사조(210) 바닥면에는 무기계의 침사성(沈沙性) 토사류가 침전된다.
1차 협잡물과 침사성이 필터링한 오ㆍ폐수는 유출구(213)를 통해 유량조정조(220)의 유입되면, 실내로 유입된 수량의 저수위와 고수위를 측정하는 수위제어기(221a)에 의해 유량조정펌프(221b)가 가동되고, 유량조정펌프(221b)와 연결된 유량계량장치(221c)는 제1운전제어시스템(221)에 의해 차기공정인 혐기조(310)와 무산소조(320) 각각으로 분배라인(221d)(221e)을 통해 처리수를 분배하게 된다.
이후 탈인을 위한 혐기조(310)는 첨부도면 도5에 도시된 바와 같이 전 공정인 유량조정조(220)에서 유입된 처리수와 차기공정인 1차침전조(340)에서 반송라인(311a)을 통해 반송된 슬러지의 혼합비를 1:0.3의 범위로 유입시켜 혐기반응을 위한 C/P비 유지와 반응성 증대를 하기 위하여 혐기교반기(312)로 교반하며, 상기 반송라인(311a)이 단부에 설치된 자동제어밸브(311)는 미터기(311b)로 DO가 0.1ppm 이하로 계측한 값과, 미터기(311c)로 ORP이 -200~150mv 계측한 값의 평균값이 얻어지면 슬러지 반송차단과 처리수의 유입을 자동으로 정지하게 된다.
상기와 같이 혐기조(310)에서 혐기화된 반응수는 미생물의 스트레스로 인이 배출된 상태에서 차기공정인 호기조(330)로 유출된다.
한편, 무산소조(320)에는 전 공정인 유량조정조(220)에서 유입된 처리수와 차기공정인 접촉호기조3실(333)에서 반송라인(321a)으로 반송된 질산화물을 무산소교반기(322)로 교반하며, 상기 반송라인(321a) 단부에 결합된 자동제어밸브(321)는 미터기(321b)로 DO가 0.2ppm 이하로 계측한 값과, 미터기(321c)로 ORP이 -100~250mv 계측한 값의 평균값이 얻어지면 반송량이 C/N비가 유지되면서 질산화물 반송차단과 처리수의 유입을 자동으로 정지함과 아울러 혼화수는 상기 무산소교반기(322)의 교반으로 반응력이 증대되어 탈질반응이 발생되고 탈질이 완료된 탈질수는 차기공정인 호기조(330)로 유출되는 것이다.
이후 미생물의 활성 공정으로 질산화 균체에 의한 질산화반응과 미생물에 의한 유기계의 주 처리기능인 호기조(330)에는 각각의 호기조1,2실(331)(332)과 접촉호기조3실(333)로 구분 계리되는데, 각각 실내에 설치된 산기장치(331a)(332a)(333a)는 DO를 유지시키고, 특히, 접촉호기조3실(333)에 설치된 접촉담체(333b)는 MLSS 농도를 7000mg/L(부유 MLSS 4000, 부착 MLSS 3000)을 증대 유지시키고, 질산화반응을 높이며, DO 소모시킴으로써 전 공정인 무산소조(320)로 반송되는 질산화물 DO 농도 저하 요건이 충족된다.
그리고, 접촉담체(333b)는 단섬사계 섬유사와 다섬사계 섬유사를 공유시켜 초기 미생물의 배가시간 단축 및 종오니 보유성 증대를 동시에 이룰 수 있는 작용을 한다.
생물학적 정화의 최종 단계인 1차침전조(340)는 첨부도면 도6에 도시된 바와 같이 유속저류장치(341)에 의해 유입된 오ㆍ폐수의 응집ㆍ침전되며, 처리수는 월류장치(342)를 경유하여 차기공정인 저류조(410)로 처리수가 유출된다.
한편, 1차침전조(340) 하부에 형성된 경사각(346)과 슬러지집수장치(343)에 의해 포집된 슬러지는 하부에 매설된 슬러지인발관(344)을 경유하며, 슬러지인발관(344) 단부에 배치된 슬러지이송펌프(345)는 전 공정인 혐기조(310)로 슬러지를 반송하거나 잉여분의 계리 하여 처리한다.
이후, 화학적단계(40)인 저류조(410)는 유량을 저류하는 것으로써, 교반용 산기장치(411)는 유입된 처리수를 완속 교반하게 되며, 유입된 수량의 저수위와 고수위를 측정하는 수위제어기(412a)에 의해 유량조정펌프(412b)가 가동되고, 유량조정펌프(412b)와 연결된 유량계량장치(412c)는 제2운전제어시스템(412)에 의해 차기공정인 급속반응조(420)로 처리수가 유출된다.
상기 급속반응조(420)는 첨부도면 8a에 도시된 바와 같이 입구에 설치된 레듀사엘보형유입부(421)는 처리수와 응집제의 급속혼화로 순간이온 반응성을 높이고, 수평이동제어판(422)과 그 평면상에 배치된 다수개의 와류홀(422a)에 의해 몸체의 상, 하를 구분 계리하여 초기반응수의 빠른 이동을 제어하면서, 부분적 이송을 하게 되고, 각 코너에 배치된 수직수류이동제어판(422b)은 수류 회전시 수류의 원심방향을 차단 와류시킴으로써 혼합을 극대화 시킨다.
따라서, 와류홀(422a)의 와류현상과 수직수류이동제어판(422b)의 코너의 사각지대를 감소시켜 빠른 혼화와 균일한 반응 타임을 줌으로써, 초기 이온반응을 극대화 시킨다.
그리고, 교반기(423)의 축에 설치된 상, 하부날개(423a)(423b)에 의해 수류의 하부이동을 차단하고 상하부의 수류방향성을 역방향으로 하여 반응성이 증대되는 것이다.
한편, 급속반응조(420) 상부에 설치된 약품투입부(424)는 공급펌프(P)를 가동시켜 급속반응조(420) 내부로 약품을 투입하며, 이때 복수의 병렬공급라인(424d)(424e)은 일정한 부분만 투입하지 않도록 하였다. 이와 같이 약품을 투입한 상태에서 급속반응조(420)내에 어느 정도의 약품이 투입하였는지는 PH계측기(426)로 계측할 수 있다.
상기와 같이 처리된 유출수는 유출분리벽(425)에 형성된 유출수로(425a)를 경유하여 차기공정인 응집조(430)로 이송된다.
응집조(430)에서는 완속교반장치(431)의 상, 하부날개(431b)(431c)의 회전력과 수직수류이동제어판(432)에 의해 균일한 혼화를 하여 응집수가 와류상의 흐름으로 전환하게 되고, 최종 응집물은 유출분리벽(433)에 형성된 유출경로(433a)를 경유하여 차기공정인 제2침전조(440)로 이송된다.
제2침전조(440)에 설치된 유속정류장치(441)와 월류장치(442)에 의해 유입된 처리수와 슬러지를 구분시킴과 동시에 월류장치(442)는 상기 처리수를 차기공정인 방류조(510)로 이송된다.
그리고, 제1침전조(440) 하부의 경사각(446)에는 슬러지집수장치(443)로 구성원인 스크레파(443b)에 의해 슬러지가 포집되고, 포집된 슬러지는 슬러지인발관(444)을 경유하여 슬러지인발관(444) 단부에 결합된 슬러지이송펌프(445)로 잉여분을 처리하게 된다.
상기와 같은 본 발명은 처리단계별 시험결과는 아래의 표1과 같다.
구분 유입수 생물학적단계 화학적단계
최고~최저 평균 최고~최저 평균 최고~최저 평균
BOD
(㎎/ℓ)		 349~92 217 10.1~2.4 6.2 7.3~1.0 2.6
CODcr
(㎎/ℓ)		 270~56 184 19.7~8.0 13.5 12.6~3.1 7.2
SS
(㎎/ℓ)		 385~74 221 8.2~3.7 5.9 8.0~1.1 2.1
T-N
(㎎/ℓ)		 67.4~22.6 57 18.4~9.7 14.8 16.2~5.7 9.6
T-P
(㎎/ℓ)		 5.72~2.94 4.9 2.7~0.84 1.61 0.28~0.13 0.15
대장균
(개/㎖)		 180,000~6,400 120,000 1000~100 300 500~50 100
생태독성
(TU)		 - - - 2.0 1.0~0.4 0.5
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.
그 밖에도, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10: 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치 20: 유입단계
210: 침사조 211: 유입구
212: 스크린 213: 유출구
220: 유량조정조 221: 제1운전제어시스템
222: 유량교반기 230: 생물학적 정화단계
310: 혐기조 311: 자동제어밸브
312: 혐기교반기 320: 무산소조
321: 지동제어밸브 322: 무산소교반기
330: 호기조 331: 호기조1실
332: 호기조2실 333: 접촉호기조3실
340: 1차침전조 341: 유속정류장치
342: 월류장치 343: 슬러지집수장치
346: 경사각 344: 슬러지 인발관
345: 슬러지이송펌프 40: 생물학적 화학단계
410: 저류조 411: 교반용 산기장치
412: 제2운전제어시스템 420: 급속반응조
421: 레듀사엘보형유입부 422: 수평수류이동제어판
423: 교반기 424: 약품투입부
425: 유출분리벽 426: PH계측기
430: 응집조 431: 완속교반장치
432: 수직수류이동제어판 433: 유출분리벽
440: 2차침조 441: 유속정류장치
442: 월류장치 443: 슬러지집수장치
446: 경사각 444: 슬러지인발관
445: 슬러지이송펌프 50: 방류단계
510; 소독방류조

Claims (9)

  1. 침사조(210)와, 유량조정조(220)로 된 유입단계(20)와, 혐기조(310), 무산소조(320), 호기조(330) 및 1차침전조(340)로 된 생물학적 정화단계(30)와, 저류조(410)와 급속반응조(420)와, 응집조(430)와 2차침조(440)로 된 생물학적 화학적단계(40)와 최종 처리수가 방류되는 소독방류조(510)로 된 방류단계(50)를 포함하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치(10)에 있어서,
    상기 유량조정조(220)에는 실내로 유입된 수량의 저수위와 고수위를 측정한 값에 의해 차기공정인 혐기조(310)와 무산소조(320) 각각으로 처리수를 분배 이송을 제어하는 제1운전제어시스템(221)과;
    상기 혐기조(310)에는 유량조정조(220)로 유입된 처리수와 차기공정이 1차침전조(340)에서 반송된 슬러지를 혐기교반기(312)로 교반하며, DO(용존산소)를 0.1ppm 이하로 계측한 값과, ORP(산화환원전위)를 -200~150mv 계측한 값의 평균값이 유지되면 슬러지 반송차단과 원수의 유입을 자동으로 차단하는 자동제어밸브(311)와;
    상기 무산소조(320)에는 유량조정조(220)로 유입된 처리수와 차기공정인 접촉호기조3실(333)에서 반송된 질산화물을 무산소교반기(322)로 교반하며, 반송라인(321a)에는 DO를 0.2ppm 이하로 계측한 값과, ORP를 -100~250mv 측정이 값의 평균값이 유지되면, 질산화물 반송차단과 원수의 유입을 자동으로 차단하는 자동제어밸브(321)와;
    상기 호기조(330)에는 호기조1실(331)과 호기조2실(332) 및 접촉호기조3실(333)로 구분 계리하여 하되, 각각 실 내부에는 DO를 유지하기 위한 산기장치(331a)(332a)(333a)가 설치되며, 상기 접촉호기조3실(333)에는 활성슬러지 부유물질(MLSS) 증가와 질산화율 증대 및 DO 저감을 위한 접촉담체(333b)와; 전 공정인 무산소조(320)로 질산화수를 반송하는 질산화수 반송펌프(333c)와;
    상기 1차침전조(340)에는 처리수가 유입되어 응집ㆍ침전되도록 하는 유속정류장치(341)와 차기공정인 저류조(410)로 처리수가 유출되도록 하는 월류장치(342)와; 슬러지를 집수를 하기 위한 슬러지집수장치(343)와; 포집된 슬러지는 슬러지인발관(344)으로 유도되고 슬러지인발관(344)의 단부에는 전 공정인 혐기조(310)로 슬러지를 반송하거나 잉여분의 계리하여 처리하는 슬러지이송펌프(345)와;
    상기 저류조(410)에는 실내부로 유입된 처리수를 완속 교반할 수 있는 교반용 산기장치(411)와; 차기공정인 급속반응조(420)로 제어량의 처리수만 공급할 수 있도록 제어하는 제2운전제어시스템(412)과;
    상기 급속반응조(420)입구에는 처리수와 응집제의 급속혼화를 위한 레듀사엘보형유입부(421)와, 몸체 중심부에는 상, 하를 구분계리 수단을 갖는 수평수류이동제어판(422)과; 상, 하류 교반이 동시에 이루어지도록 하는 교반기(423)와; 급속반응조(420) 상부에는 응집력 증대의 응집제를 투입하기 위한 약품투입부(424)와; 유출수를 차기공정인 응집조(430)로 안내하기 위한 유출분리벽(425)과;
    상기 응집조(430)에는 응집을 위한 완속교반장치(431)와; 최종응집물은 차기공정인 2차침전조(440)로 유출시키기 위한 유출분리벽(433)과;
    상기 2차침전조(440)에는 최종 응집플럭으로서 유속을 정류하여 처리수와 슬러지로 구획하는 유속정류장치(441)와 분리된 처리수를 월류시켜 차기공정인 소독방류조(510)로 유출시키기 위한 월류장치(442)와; 침전된 슬러지를 포집하는 슬러지집수장치(443)와; 포집된 슬러지를 외부로 방출시키는 슬러지 인발펌프(445)를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1운전제어시스템(221)은 유량조정조(220)로 유입된 수량의 저수위와 고수위를 측정하는 수위제어기(221a)의 신호에 의해 유량조정펌프(221b)을 동작시키고, 유량조정펌프(221b)와 라인으로 연결된 유량계량장치(221c)에는 분배라인(221d)(221e)을 통해 혐기조(310)와 무산소조(320)로 처리수를 분배하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 접촉담체(333b)는 단섬사계 섬유사와 다섬사계 섬유사를 공유시켜 초기 미생물의 배가시간 단축 및 종오니 보유성 증대를 동시에 이룰 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬러지집수장치(343)는 상부에는 감속모터(343a)가 설치되어 있고, 감속모터(343a)의 축단부에는 스크레파(343b)가 설치되며, 상기 스크레파(343b) 하단에는 스크레파의 무게를 0~1/10로 감소시켜 상기 감속모터(343a)의 구동력을 저감시키는 기능을 갖는 다수개의 부상용부구(343c) 설치된 것을 특징으로 하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 스크레파(343b)의 형상은 삼각형상의 스크레파로 형성된 것을 특징으로 하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2운전제어시스템(412)은 저류조(410)로 유입된 처리수의 수량의 저수위와 고수위를 측정하는 수위제어기(412a)의 신호에 의해 유량조정펌프(412b)를 동작시키고, 유량조정펌프(412b)와 라인으로 연결된 유계량장치(412c)에는 차기공정인 급속반응조(420)로 처리수를 유출시키는 신호를 송출하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수평수류이동제어판(422)에는 상, 하를 구분 계리하여 초기반응수의 빠른 이동을 제어하기 위한 기능과 부분적 이송을 위한 다수개의 와류홀(422a)이 천공되며, 각 코너에는 수류 회전시 수류의 원심방향성을 차단 와류화 시킴으로써 혼합을 극대화시키기 위한 수직수류이동제어판(422b)이 설치된 것을 특징으로 하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 약품투입부(424) 상부에는 응집제가 저장된 응집저장탱크(424a)와: 응집저장탱크(424a)의 제1약품공급라인(424b)에는 공급펌프(P)와: 공급펌프(P)의 제2약품공급라인(424c)의 단부에는 국부적 투입을 방지하고 투입량의 확인이 용이한 복수의 병렬공급라인(424d)(424e)로 구분된 것을 특징으로 하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 완속교반장치(431)는 감속모터(431a)의 축에 상, 하부날개(431b)(431c)가 축설된 것을 특징으로 하는 생물화학적 오ㆍ폐수 고도 처리장치.





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