KR101639085B1 - 수처리 장치 및 수처리 방법 - Google Patents

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Abstract

수처리 장치 및 수처리 방법이 개시된다. 수처리 장치는 인 및 다수 개의 탁도 입자들을 포함하는 예비 처리수가 유입되는 수용조; 상기 수용조 내부에 배치되고 상기 인 및 상기 탁도 입자들 중 일부인 응집핵 입자들을 선택적으로 투과시키는 제 1 필터부; 상기 제 1 필터부를 통하여 투과된 상기 인 및 상기 응집핵 입자들이 유입되는 침전조; 및 상기 응집핵 입자들을 필터링하는 제 2 필터부를 포함하는 제 2 필터부를 포함한다.

Description

수처리 장치 및 수처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING WATER}
수처리 장치 및 수처리 방법이 개시된다.
통상 하수 처리 공정은 처리될 하수의 특성과 요구되는 처리 정도에 따라 그선택이 좌우되나, 물리적처리, 화학적처리, 미생물학적 처리와 그 외 상기한 처리방법으로도 처리되지 않은 유해 물질을 추가로 제거하기 위한 고도처리 등으로 크게 대별할 수 있다. 오늘날 고도처리는 재래의 기술을 이용하여 하수를 처리할때 보다도 훨씬 다량의 하수를 처리하는 방법으로 여겨지고 있다.
실시예는 인을 효과적으로 제거하기 위한 수처리 장치 및 수처리 방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 수처리 장치는 인 및 다수 개의 탁도 입자들을 포함하는 예비 처리수가 유입되는 수용조; 상기 수용조 내부에 배치되고 상기 인 및 상기 탁도 입자들 중 일부인 응집핵 입자들을 선택적으로 투과시키는 제 1 필터부; 상기 제 1 필터부를 통하여 투과된 상기 인 및 상기 응집핵 입자들이 유입되는 침전조; 및 상기 응집핵 입자들을 필터링하는 제 2 필터부를 포함하는 제 2 필터부를 포함한다.
실시예에 따른 수처리 방법은 제 1 필터부를 통하여 인 및 다수 개의 탁도 입자들을 포함하는 예비 처리수를 필터링하여, 침전조에 상기 인 및 상기 탁도 입자들 중 일부인 응집핵 입자들을 선택적으로 공급하는 단계; 및 상기 침전조에서 상기 응집핵 입자들을 응집핵으로 사용하여, 상기 인을 응집제와 반응시켜, 침전물을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 수처리 장치는 상기 응집핵 입자들을 상기 침전조로 선택적으로 투과시키는 제 1 필터부를 포함한다. 이에 따라서, 실시예에 따른 수처리 장치는 예비 처리수에 포함된 인을 응집제와 반응시킬 때, 상기 응집핵 입자들을 사용하여, 반응에 의해서 형성된 인을 효과적으로 침전시킬 수 있다.
즉, 상기 응집핵 입자들은 상기 인 및 상기 응집제가 반응될 때, 응집핵 기능을 수행할 수 있다. 상기 인 및 상기 응집제의 반응 생성물이 상기 응집핵 입자들의 주위에 석출된다. 이와 같이 형성된 상기 응집핵 입자들 및 상기 반응 생성물의 침전물은 상기 침전조에서 용이하게 침전될 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 수처리 장치는 상기 응집핵 입자들을 사용하여, 인을 효과적으로 제거할 수 있고, 인의 함량이 낮은 처리수를 생성할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 하수 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 제 1 필터부를 도시한 도면이다.
도 3은 제 1 중공사 멤브레인의 횡 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 제 2 필터부를 도시한 도면이다.
도 5는 제 2 중공사 멤브레인의 횡 단면을 도시한 도면이다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 하수 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 비교예에 따른 하수 처리 장치를 도시한 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 부, 멤브레인, 포어, 헤더 또는 조 등이 각 부, 멤브레인, 포어, 헤더 또는 조 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 하부에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 하수 처리 장치를 도시한 도면이다. 도 2는 제 1 필터부를 도시한 도면이다. 도 3은 제 1 중공사 멤브레인의 횡 단면을 도시한 도면이다. 도 4는 제 2 필터부를 도시한 도면이다. 도 5는 제 2 중공사 멤브레인의 횡 단면을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 하수 처리 장치는 스크린(100), 혐기조(200), 무산소조(300), 호기조(400), 임시 수용조(500), 제 1 필터부(600), 침전조(700), 응집제 공급부(800) 및 제 2 필터부(900)를 포함한다.
상기 스크린(100)은 유입되는 하수를 필터링하여 상기 혐기조(200)에 공급한다. 상기 스크린(100)은 하수에 포함된 덩치가 큰 부유물 등을 필터링한다. 또한, 상기 스크리은 상기 하수에 포함된 모래 및 자갈 등과 같은 협잡물을 필터링할 수 있다.
상기 혐기조(200)는 상기 스크린(100)을 통하여 유입된 하수를 1차 처리한다. 상기 혐기조(200)는 상기 유입된 하수에 포함된 오염 물질을 제거하고, 인을 배출시킨다. 특히, 상기 혐기조(200) 내의 미생물은 휘발성 지방산 탄소원(volatile fatty acid COD; VFA COD)를 섭취하면서, 인을 체외로 방출한다. 이에 따라서, 상기 혐기조(200)는 용존 산소 뿐만 아니라, 질산성 질소 등과 화학적으로 쓸수 있는 산소 성분도 존재하지 않는 상태가 될 수 있다.
상기 무산소조(300)에는 상기 혐기조(200)로부터 처리된 하수가 유입된다. 또한, 상기 무산소조(300)에는 상기 호기조(400)로부터 반송되는 하수가 유입된다. 상기 무산소조(300)는 유기물을 이용하여 질산성 질소를 탈질시킬 수 있다. 이때, 상기 무산소조(300) 내의 미생물은 유기물 및 질산성 질소를 섭취하여, 질소 기체를 배출시킬 수 있다.
이에 따라서, 상기 무산소조(300)에는 용존 산소는 없으나, 화학적으로 사용할 수 있는 산소 즉, 질산성 질소 등은 존재한다.
상기 혐기조(200) 및 상기 무산소조(300)에는 교반기(710)들이 각각 배치될 수 있다. 상기 교반기(710)들은 상기 혐기조(200) 및 상기 무산소조(300) 내의 하수를 균일하게 혼합시킬 수 있다.
상기 호기조(400)에는 상기 무산소조(300)에 의해서 처리된 하수가 유입된다. 또한, 상기 호기조(400)에서 처리된 하수는 상기 무산소조(300)에 반송된다. 상기 호기조(400)는 상기 무산소조(300)로부터 유입되는 하수를 처리한다.
상기 호기조(400)는 유기물을 산화 및 질산화시킨다. 또한, 상기 호기조(400)는 인을 제거한다. 상기 호기조(400)에 포함된 미생물은 다음과 같은 화학식1에 의해서, 질산화 공정을 진행할 수 있다.
화학식1
2NH4 + + 3O2 -> NO2 - + 4H+ +2H2O
2NO2 - + O2 -> 2NO3 -
또한, 상기 호기조(400) 내의 헤테로트롭스 등과 같은 미생물은 산소를 사용하여 유기물을 산화시킬 수 있다.
또한, 상기 호기조(400)는 생물학적으로 인을 제거한다. 즉, 상기 호기조(400) 내의 미생물은 체내에 축적된 산소를 이용하여 과잉으로 인을 섭취할 수 있다.
이때, 상기 호기조(400)는 인을 원하는 농도까지 생물학적으로 제거할 수 없다. 이에 따라서, 제거되지 못한 인은 상기 임시 수용조(500)로 유입될 수 있다.
상기 호기조(400)에는 산소를 공급하는 산기장치(420)가 구비될 수 있다. 상기 산기장치(420)는 송풍기(410)를 통하여 공급되는 기포를 사용하여, 상기 호기조(400) 내에 용존산소를 공급할 수 있다. 상기 용존산소에 의해서, 상기 호기조(400)의 질산화 반응이 촉진될 수 있다.
상기 임시 수용조(500)에는 상기 호기조(400)로부터 처리된 하수가 유입된다. 즉, 상기 임시 수용조(500)에는 상기 혐기조(200), 상기 무산소조(300) 및 상기 호기조(400)에 의해서 예비 처리된 하수가 유입된다. 상기 호기조(400)로부터 처리된 하수는 펌프 등을 통하여, 상기 임시 수용조(500)에 유입될 수 있다.
상기 호기조(400)에서는 인이 원하는 농도까지 제거되지 못하기 때문에, 상기 임시 수용조(500)로 유입되는 예비 하수는 인을 포함한다. 또한, 상기 호기조(400)로부터 유입되는 하수는 다수 개의 탁도 입자들을 포함할 수 있다.
상기 탁도 입자들은 처리하고자 하는 하수에 포함된 미세한 입자들일 수 있다. 즉, 상기 탁도 입자들은 유입되는 하수에 부유하거나, 분산된 미세한 입자들일 수 있다.
이와는 다르게, 상기 탁도 입자들은 상기 혐기조(200), 상기 무산소조(300) 또는 상기 호기조(400)에서 하수가 처리되는 과정에서 발생될 수 있다. 또한, 상기 탁도 입자들은 상기 유입된 하수가 처리되는 과정에서 상기 혐기조(200), 상기 무산소조(300) 또는 상기 혐기조(200)의 처리 능력을 향상시키기 위해서 첨가되는 첨가제일 수 있다.
예를 들어, 상기 탁도 입자들은 점토성 물질, 토양 입자, 입자상의 유기성 물질, 미생물 또는 산업 폐수의 부유 물질 등일 수 있다.
또한, 상기 탁도 입자들은 미세한 콜로이드 물질로부터 비교적 큰 응집체일 수 있다. 예를 들어, 상기 탁도 입자들의 직경은 약 1㎛ 내지 약 1000㎛일 수 있다.
상기 탁도 입자들은 상기 임시 수용조(500) 내의 하수에 균일하게 분산될 수 있다. 또한, 상기 탁도 입자들 중 일부는 상기 임시 수용조(500)의 하부에 슬러지 형태로 침전될 수 있다. 상기 임시 수용조(500)의 하부에 침전된 슬러지는 외부로 반출될 수 있다.
또한, 상기 임시 수용조(500)의 하수는 상기 호기조(400)로 반송될 수 있다.
상기 제 1 필터부(600)는 상기 임시 수용조(500) 내에 배치된다. 상기 제 1 필터부(600)는 상기 임시 수용조(500) 내의 하수를 필터링하여, 상기 침전조(700)에 공급한다.
상기 제 1 필터부(600)는 상기 임시 수용조(500) 내의 하수에 포함된 인을 투과시킨다. 또한, 상기 제 1 필터부(600)는 상기 탁도 입자들 중 일부인 다수 개의 응집핵 입자들을 선택적으로 투과시킨다. 즉, 상기 제 1 필터부(600)는 상기 탁도 입자들 중 상기 응집핵 입자들을 투과시키고, 다른 탁도 입자들을 필터링할 수 있다.
상기 응집핵 입자들은 인이 응집되는 과정에서 응집핵 기능을 수행할 수 있다. 상기 응집핵 입자들의 직경은 약 1㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다. 즉, 상기 응집핵 입자들은 상기 탁도 입자들 중, 직경이 약 1㎛ 내지 약 50㎛인 입자일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제 1 필터부(600)는 다수 개의 제 1 중공사 멤브레인들(610), 제 1 상부 헤더(620) 및 제 1 하부 헤더(630)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)은 섬유 다발 형상을 가진다. 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)은 상기 제 1 상부 헤더(620) 및 상기 제 1 하부 헤더(630)에 연결된다. 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)은 중공이 형성된 와이어 형상을 가진다.
상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)의 일 끝단은 상기 제 1 상부 헤더(620)에 연결되고, 다른 끝단은 상기 제 1 하부 헤더(630)에 연결된다. 또한, 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)의 중공(611)은 상기 제 1 상부 헤더(620) 및 상기 제 1 하부 헤더(630)에 연결된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 제 1 중공사 멤브레인(610)은 중공으로부터 외부로 연장되는 다수 개의 제 1 포어들(612)을 포함한다. 또한, 상기 제 1 포어들(612)은 상기 중공(611)으로부터 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)을 관통할 수 있다. 상기 제 1 포어들(612)에 의해서, 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)의 외부의 하수가 필터링될 수 있다.
상기 제 1 포어들(612)의 직경(R1)은 약 1㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 포어들(612)을 통하여, 하수 및 하수에 용해된 인이 용이하게 통과될 수 있다.
또한, 상기 제 1 포어들(612)을 통하여, 상기 제 1 포어들(612)의 직경(R1)보다 작은 입자들은 용이하게 통과될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 포어들(612)은 직경이 약 1㎛ 내지 약 50㎛인 입자들을 용이하게 통과시킬 수 있다.
상기 제 1 포어들(612)은 상기 응집핵 입자들을 용이하게 통과시킬 수 있다. 상기 제 1 포어들(612)은 상기 응집핵 입자들은 상기 제 1 중공사 멤브레인(610)의 외부로부터 상기 제 1 중공사 멤브레인(610)의 중공으로 용이하게 통과시킬 수 있다.
상기 제 1 상부 헤더(620)는 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)의 일 끝단에 연결된다. 상기 제 1 상부 헤더(620)는 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)로부터 유입되는 하수를 상기 침전조(700)에 공급한다.
즉, 상기 제 1 상부 헤더(620)는 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)의 중공(611)에 연결된다. 상기 임시 수용조(500)의 하수는 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)에 의해서 필터링되어, 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)의 중공(611)을 통하여 상기 제 1 상부 헤더(620)에 유입된다. 상기 제 1 상부 헤더(620)는 유입되는 하수를 모아서, 상기 침전조(700)에 공급한다.
상기 제 1 하부 헤더(630)는 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)의 다른 끝단에 연결된다. 상기 제 1 하부 헤더(630)는 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)로부터 유입되는 하수를 상기 침전조(700)에 공급한다.
즉, 상기 제 1 하부 헤더(630)는 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)의 중공(611)에 연결된다. 상기 임시 수용조(500)의 하수는 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)에 의해서 필터링되어, 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)의 중공(611)을 통하여 상기 제 1 하부 헤더(630)에 유입된다. 상기 제 1 하부 헤더(630)는 유입되는 하수를 모아서, 상기 침전조(700)에 공급한다.
또한, 상기 제 1 상부 헤더(620) 및 상기 제 1 하부 헤더(630)는 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)을 지지할 수 있다.
또한, 상기 임시 수용조(500)에는 상기 제 1 필터부(600)를 세정하기 위한 필터 세정부(430)가 배치될 수 있다. 상기 필터 세정부(430)는 상기 송풍기(410)로부터 공급되는 기포를 상기 제 1 필터부(600)에 분사한다. 이에 따라서, 상기 필터 세정부(430)는 상기 제 1 중공사 멤브레인들(610)의 외부면에 잔유하는 잔유물을 용이하게 제거할 수 있다.
상기 침전조(700)는 상기 제 1 필터부(600)를 통하여 유입되는 하수를 수용한다. 상기 침전조(700)는 상기 응집제 공급부(800)를 통하여 공급된 응집제를 통하여, 유입된 하수의 인을 제거한다.
또한, 상기 침전조(700)의 하부에는 상기 제 1 필터부(600)를 통하여 유입되는 하수에 포함된 인이 응집되어 형성된 슬러지가 첨전될 수 있다. 침전된 슬러지는 상기 침전조(700)로부터 반출될 수 있다.
상기 침전조(700)에는 교반기(710)가 구비될 수 있다. 상기 교반기(710)는 상기 침전조(700)의 하수에 상기 응집제를 균일하게 혼합시킨다.
상기 응집제 공급부(800)는 상기 침전조(700)에 상기 응집제를 공급한다. 상기 응집제는 상기 제 1 필터부(600)를 통하여 유입된 하수에 포함된 인을 응집시킬 수 있다. 즉, 상기 응집제는 상기 하수에 포함된 인과 반응하여 석출물을 형성할 수 있다.
상기 응집제의 예로서는 인과 반응하여 용해도가 매우 낮은 석출물을 형성하는 금속염 등을 들 수 있다. 더 자세하게, 상기 응집제의 예로서는 알루미늄 화합물 또는 철 화합물 등을 들 수 있다. 더 자세하게, 상기 응집제의 예로서는 염화철, 황산 알루미늄, 염화 알루미늄 또는 염화 황산 알루미늄 등을 들 수 있다.
상기 하수에 포함된 인은 다음과 같은 화학식2 또는 화학식3의 과정에 의해서 응집될 수 있다.
화학식2
Fe3 + + PO4 3 + → FePO4 ↓
화학식3
Al3 + + PO4 3 + → FePO4 ↓
상기 제 1 필터부(600)는 상기 탁도 입자들 중, 상기 응집핵 입자들을 선택적으로 투과시키기 때문에, 상기 침전조(700)의 하수에는 상기 응집핵 입자들이 균일하게 분산될 수 있다.
이에 따라서, 상기 침전조(700)의 하수에 포함된 인 및 상기 응집제가 반응하여 형성된 생성물은 상기 응집핵 입자들을 중심으로 석출될 수 있다. 즉, 상기 인 및 상기 응집제가 반응하여 형성된 생성물은 상기 응집핵 입자들의 외부 표면에서부터 석출되기 시작한다.
따라서, 상기 침전조(700)에서는 인이 상기 응집핵 입자들을 중심으로 응집되고, 이에 따라서, 상기 응집핵 입자들보다 더 큰 침전 입자들이 형성된다. 즉, 상기 침전 입자들은 상기 응집핵 입자들 및 상기 인과 상기 응집제가 반응하여 형성된 생성물을 포함할 수 있다. 이와 같이 형성된 침전 입자들은 상기 침전조(700)의 바닥에 슬러지로 침전되고, 제거될 수 있다.
상기 제 2 필터부(900)는 상기 침전조(700) 내에 배치된다. 상기 제 2 필터부(900)는 상기 침전조(700) 내의 하수를 필터링하여, 여과수로 배출한다. 또한, 상기 제 2 필터부(900)는 상기 침전조(700) 내의 응집핵 입자들을 필터링 할 수 있다. 즉, 상기 제 2 필터부(900)는 상기 응집핵 입자들을 거르고, 원하는 농도로 인지 제거된 여과수를 외부로 배출시킬 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제 2 필터부(900)는 다수 개의 제 2 중공사 멤브레인들(910), 제 2 상부 헤더(920) 및 제 2 하부 헤더(930)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)은 섬유 다발 형상을 가진다. 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)은 상기 제 2 상부 헤더(920) 및 상기 제 2 하부 헤더(930)에 연결된다. 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)은 중공이 형성된 와이어 형상을 가진다.
상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)의 일 끝단은 상기 제 2 상부 헤더(920)에 연결되고, 다른 끝단은 상기 제 2 하부 헤더(930)에 연결된다. 또한, 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)의 중공은 상기 제 2 상부 헤더(920) 및 상기 제 2 하부 헤더(930)에 연결된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 제 2 중공사 멤브레인(910)은 중공으로부터 외부로 연장되는 다수 개의 제 2 포어들(912)을 포함한다. 또한, 상기 제 2 포어들(912)은 상기 중공으로부터 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)을 관통할 수 있다. 상기 제 2 포어들(912)에 의해서, 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)의 외부의 하수가 필터링될 수 있다.
상기 제 2 포어들(912)의 직경(R2)은 상기 제 1 포어들(612)의 직경(R1)보다 더 작을 수 있다. 상기 제 2 포어들(912)의 직경(R2)은 약 0.001㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 2 포어들(912)을 통하여, 여과수가 용이하게 통과될 수 있다.
또한, 상기 제 2 포어들(912)의 직경(R2)은 상기 응집핵 입자들보다 더 작기 때문에, 상기 응집핵 입자들은 상기 제 2 중공사 멤브레인(910)에 의해서 필터링된다. 예를 들어, 상기 제 2 포어들(912)은 직경이 약 1㎛ 이하의 입자들만 통과시킬 수 있다.
상기 제 2 상부 헤더(920)는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)의 일 끝단에 연결된다. 상기 제 2 상부 헤더(920)는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)로부터 유입되는 여과수를 외부로 배출한다.
즉, 상기 제 2 상부 헤더(920)는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)의 중공에 연결된다. 상기 침전조(700)의 하수는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)에 의해서 필터링된다. 이와 같이 필터링된 여과수는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)의 중공을 통하여 상기 제 2 상부 헤더(920)에 유입된다. 상기 제 2 상부 헤더(920)는 유입되는 여과수를 모아서, 외부로 배출시킨다.
상기 제 2 하부 헤더(930)는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)의 다른 끝단에 연결된다. 상기 제 2 하부 헤더(930)는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)로부터 유입되는 여과수를 외부로 배출시킨다.
즉, 상기 제 2 하부 헤더(930)는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)의 중공에 연결된다. 상기 침전조(700)의 하수는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)에 의해서 필터링되어 여과된다. 이와 같이 형성된 여과수는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)의 중공을 통하여 상기 제 2 하부 헤더(930)에 유입된다. 상기 제 2 하부 헤더(930)는 유입되는 여과수를 모아서, 외부로 배출시킨다.
또한, 상기 제 2 상부 헤더(920) 및 상기 제 2 하부 헤더(930)는 상기 제 2 중공사 멤브레인들(910)을 지지할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 제 1 필터부(600) 및 상기 제 2 필터부(900)가 중공사 형태의 멤브레인을 포함하는 모듈로 기술하였지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 제 1 필터부(600) 및 상기 제 2 필터부(900)는 평판 형태의 멤브레인들을 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 제 1 필터부(600)의 평판 형태의 멤브레인은 상기 제 1 중공사 멤브레인(610)과 유사한 포어 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 필터부(900)의 평판 형태의 멤브레인은 상기 제 2 중공사 멤브레인(910)과 유사한 포어 직경을 가질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 호기조(400)에서 제거되지 못한 인은 상기 침전조(700)에서 상기 응집제 및 상기 응집핵 입자들에 의해서 효율적으로 제거될 수 있다.
또한, 인 및 상기 응집제의 반응에 의해서 형성되는 생성물은 상기 응집핵 입자들을 중심으로 석출될 수 있다. 이에 따라서, 상기 인 및 상기 응집제의 응집 반응은 상기 응집핵 입자들에 의해서 촉진될 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 하수 처리 장치는 상기 응집핵 입자들을 사용하여, 하수에 포함된 인을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 하수 처리 장치를 도시한 도면이다. 본 실시예에 있어서, 설명에서 앞서 설명한 하수 처리 장치에 대한 설명을 참조한다. 즉, 앞선 하수 처리 장치에 대한 설명은 변경된 부분을 제외하고, 본 실시예에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제 1 필터부(600)는 호기조(400) 내에 배치된다. 상기 제 1 필터부(600)는 상기 호기조(400) 내의 탁도 입자들 중, 응집핵 입자들을 선택적으로 침전조(700)에 공급한다.
즉, 본 실시예에 따른 하수 처리 장치에서는 임시 수용조(500)를 따로 구비하지 않는다. 결국, 상기 제 1 필터부(600)를 상기 호기조(400) 내에 배치시켜, 상기 호기조(400)로부터 직접 상기 응집핵 입자들을 상기 침전조(700)에 공급한다.
상기 침전조(700)는 상기 응집핵 공급부로부터의 응집제 및 상기 응집핵 입자들을 사용하여, 하수에 포함된 인을 제거할 수 있다. 즉, 상기 호기조(400)로부터 상기 제 1 필터부(600)를 통하여 유입된 하수에 포함된 인은 원하는 농도로 상기 침전조(700)에서 제거될 수 있다.
본 실시예에 따른 하수 처리 장치는 상기 호기조(400)로부터 직접 상기 응집핵 입자들을 상기 침전조(700)에 공급한다. 이에 따라서, 본 실시예에 따른 하수 처리 장치는 임시 수용조(500) 등과 같은 추가적인 처리조를 포함하지 않는다.
따라서, 본 실시예에 따른 하수 처리 장치는 넓은 공간을 필요로 하지 않고, 보다 용이하게 설치될 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실험예
도 6과 같은 구성의 하수 처리 장치가 구비되었다. 혐기조(200), 무산소조(300), 호기조(400) 및 침전조(700)의 용량은 모두 50ℓ이었다. 또한, 상기 호기조(400)의 제 1 필터부(600)에 포함된 제 1 중공사 멤브레인(610)의 포어 직경은 약 50㎛이었고, 상기 침전조(700)의 제 2 필터부(900)에 포함된 제 2 중공사 멤브레인(910)의 포어의 직경은 약 1㎛이었다.
이와 같이 구성된 하수 처리 장치에 의해서, 다양한 탁도 물질 및 인을 포함하는 하수가 처리되었다.
비교예
도 7과 같은 구성의 하수 처리 장치가 구비되었다. 혐기조(200), 무산소조(300), 호기조(400) 및 침전조(700)의 구성은 모두 실험예와 동일하였다. 다만, 상기 호기조(400)에는 제 2 필터부(900)가 구비되고, 상기 침전조(700)에는 필터부가 구비되지 않았다. 상기 호기조(400)의 제 2 필터부(900)에 포함된 제 2 중공사 멤브레인(910)의 포어의 직경은 약 1㎛이었다.
이와 같이 구성된 하수 처리 장치에 의해서, 실험예와 동일한 하수가 처리되었다.
결과
실험예의 하수 처리 장치가 비교예의 하수 처리 장치보다 더 낮은 농도의 인을 포함하도록 하수를 처리하였다.
스크린(100)
혐기조(200)
무산소조(300)
호기조(400)
임시 수용조(500)
제 1 필터부(600)
침전조(700)
응집제 공급부(800)
제 2 필터부(900)

Claims (14)

  1. 인 및 다수 개의 탁도 입자들을 포함하는 예비 처리수를 산화 및 질산화처리하는 호기조;
    상기 인 및 상기 탁도 입자들 중 일부인 응집핵 입자들을 선택적으로 투과시키는 제 1 필터부;
    상기 제 1 필터부를 통하여 투과된 상기 인 및 상기 응집핵 입자들이 유입되는 침전조; 및
    상기 응집핵 입자들을 필터링하는 제 2 필터부를 포함하는 제 2 필터부를 포함하고,
    상기 제1 필터부는,
    제1 상부헤더와 제1 하부헤더; 및
    상기 제1 상부헤더 및 상기 제1 하부헤더 사이에 배치되고, 하수의 유동방향으로 평행하게 형성된 제1 중공과, 상기 제1 중공으로부터 외부로 연장되는 다 수의 제1 포어를 포함하는 제1 멤브레인을 포함하고,
    상기 제2 필터부는,
    제2 상부헤더와 제2 하부헤더; 및
    상기 제2 상부헤더 및 상기 제2 하부헤더 사이에 배치되고, 하수의 유동방향으로 평행하게 형성된 제2 중공과, 상기 제2 중공으로부터 외부로 연장되고 상기 제1 포어의 직경보다 작은 직경을 가진 다 수의 제2 포어를 포함하는 제2 멤브레인을 포함하며,
    상기 응집핵 입자들은 상기 제1 포어를 통해 투과되고, 상기 제2 포어를 통해 필터링되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 필터부는 상기 호기조 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 호기조로부터 처리된 하수가 유입되는 수용조를 더 포함하고,
    상기 제1 필터부는 상기 수용조 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 포어의 직경은 1㎛ 내지 50㎛이고,
    상기 제 2 포어의 직경은 0.001㎛ 내지 1㎛인 수처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 인과 반응하는 응집제를 상기 침전조에 공급하는 응집제 공급부를 포함하는 수처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 필터의 외부면에 기포를 공급하는 필터 세정부를 포함하는 수처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 수용조에 수용된 예비 처리수를 상기 호기조에 반송시키는 반송라인을 포함하는 수처리 장치.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 예비 처리수는 암모니아를 포함하고,
    상기 호기조는 상기 암모니아를 흡수하고 질산을 배출하는 미생물을 포함하는 수처리 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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