KR101691791B1 - 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토양피복형 접촉산화공정과 부상분리공정을 접목시킴과 함께 부상분리공정 진행시 오존 및 자외선을 이용한 난분해성 유기오염물질의 산화공정을 적용시킴으로써 유류, 미세조류 등의 난분해성 유기오염물질을 효과적으로 처리할 수 있는 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치는 부유 난분해성 유기오염물질을 포함하는 원수가 유입되는 유입조; 상기 유입조로부터 원수를 공급받아, 원수를 부상분리하여 처리수와 스컴으로 분리함과 함께 오존에 의한 부유 난분해성 유기오염물질의 산화를 유도하는 오존산화 부상분리조; 상기 오존산화 부상분리조에 공기와 오존이 용존된 미세기포를 공급하는 미세기포 공급장치; 상기 오존산화 부상분리조의 처리수를 호기 조건 하에 질산화함과 함께 여재층을 이용하여 여과하는 제 1 폭기조; 상기 제 1 폭기조의 처리수를 고액분리하는 침전조; 상기 침전조의 상등수는 호기 조건 하에 질산화함과 함께 여재층을 이용하여 여과하는 제 2 폭기조; 상기 제 2 폭기조의 처리수를 고액분리함과 함께 여재층을 이용하여 여과하는 여과조; 및 상기 제 1 폭기조, 침전조, 제 2 폭기조 및 여과조로부터 각각 반송되는 슬러지와, 상기 오존산화 부상분리조부터 이송되는 부상분리된 스컴(scum)을 공급받아 이를 농축슬러지와 슬러지 상등수로 분리하며, 분리된 슬러지 상등수를 상기 유입조에 공급하는 농축조를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토양피복형 접촉산화공정과 부상분리공정을 접목시킴과 함께 부상분리공정 진행시 오존 및 자외선을 이용한 난분해성 유기오염물질의 산화공정을 적용시킴으로써 유류, 미세조류 등의 난분해성 유기오염물질을 효과적으로 처리할 수 있는 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치에 관한 것이다.
세차장 또는 차량정비소에서 배출되는 폐수는 세제, 광택제, 윤활유, 연료유 등의 다양한 난분해성 유기화학물질을 포함하고 있어 적절한 처리를 하지 않고 방류되면 심각한 수질오염원이 된다.
이와 같은 세차폐수 등은 물에 뜨는 성질이 강한 기름성분과 세제성분이 다량 포함되어 있어 부상분리 시설을 이용한 수처리공법이 적합하나, 고가의 부상분리 시설 대신 상대적으로 시설이 간단한 응집/침전장치가 널리 이용되고 있다. 응집/침전장치는 배출수의 염농도를 증가시킴과 함께 침전물 발생으로 인한 2차 오염을 유발하며, 세차폐수에 포함되어 있는 유류성분의 처리에 있어서 효과적이지 않다.
한편, 하폐수를 처리하는 방법 중 토양정화법이 있다. 토양정화법은 하폐수의 오염물질을 분해함에 있어서 토양생태계의 유기적 분해력을 활용하는 방법이며, 하폐수처리시설의 상부를 토양으로 덮는 토양피복형 접촉산화법과 하폐수를 토양에 침윤시키는 모관침윤 트렌치공법이 대표적인 토양정화법으로 알려져 있다(한국공개특허 제2004-65091호 참조).
토양피복형 접촉산화법은 혐기성 접촉산화조, 호기성 접촉산화조, 침전여과조 등의 반응조의 상부에 토양을 피복하고 토양에 녹지를 조성하여 완성되며, 이와 같은 구성 하에 인위적인 혐기, 호기과정 이외에 토양미생물에 의한 유기물 분해, 녹지 생장에 요구되는 영양원 공급 등의 효과를 기대할 수 있다. 그러나, 세차폐수 등에 포함되어 있는 유류성분, 미세조류의 세포질과 같은 난분해성 오염원을 처리하기 위한 방법으로 종래의 토양피복형 하폐수처리장치를 적용하는 경우, 장시간의 수리학적 체류시간이 요구되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 토양피복형 접촉산화공정과 부상분리공정을 접목시킴과 함께 부상분리공정 진행시 오존 및 자외선을 이용한 난분해성 유기오염물질의 산화공정을 적용시킴으로써 유류, 미세조류 등의 난분해성 유기오염물질을 효과적으로 처리할 수 있는 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치는 부유 난분해성 유기오염물질을 포함하는 원수가 유입되는 유입조; 상기 유입조로부터 원수를 공급받아, 원수를 부상분리하여 처리수와 스컴으로 분리함과 함께 오존에 의한 부유 난분해성 유기오염물질의 산화를 유도하는 오존산화 부상분리조; 상기 오존산화 부상분리조에 공기와 오존이 용존된 미세기포를 공급하는 미세기포 공급장치; 상기 오존산화 부상분리조의 처리수를 호기 조건 하에 질산화함과 함께 여재층을 이용하여 여과하는 제 1 폭기조; 상기 제 1 폭기조의 처리수를 고액분리하는 침전조; 상기 침전조의 상등수는 호기 조건 하에 질산화함과 함께 여재층을 이용하여 여과하는 제 2 폭기조; 상기 제 2 폭기조의 처리수를 고액분리함과 함께 여재층을 이용하여 여과하는 여과조; 및 상기 제 1 폭기조, 침전조, 제 2 폭기조 및 여과조로부터 각각 반송되는 슬러지와, 상기 오존산화 부상분리조부터 이송되는 부상분리된 스컴(scum)을 공급받아 이를 농축슬러지와 슬러지 상등수로 분리하며, 분리된 슬러지 상등수를 상기 유입조에 공급하는 농축조를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 유입조, 제 1 폭기조, 침전조, 제 2 폭기조, 여과조 및 농축조의 상단부에 여재층과 다공성 토양층이 순차적으로 적층된다. 또한, 상기 오존산화 부상분리조, 제 1 폭기조 및 제 2 폭기조는 호기 조건으로 운전되고, 상기 침전조, 여과조 및 농축조는 무산소 조건으로 운전된다. 이와 함께, 상기 침전조, 여과조 및 농축조에 구비된 여재층에 혐기성미생물이 부착, 생장하며, 상기 오존산화 부상분리조, 제 1 폭기조 및 제 2 폭기조의 여재층에 호기성미생물이 부착, 생장한다.
상기 미세기포 공급장치는, 상기 여과조의 처리수를 미세기포 용존장치에 공급하는 처리수 공급펌프와, 상기 미세기포 용존장치에 공기를 공급하는 공기공급탱크와, 상기 미세기포 용존장치에 오존을 공급하는 오존공급탱크와, 공기 및 오존을 처리수에 용존시키는 미세기포 용존장치와, 상기 오존산화 부상분리조 내에 구비되며, 공기와 오존이 용존된 처리수를 이용하여 미세기포를 발생시켜 상기 오존산화 부상분리조에 공급하는 미세기포 공급노즐을 포함하여 구성된다.
상기 유입조와 오존산화 부상분리조는 격벽에 의해 분리되며, 유입조의 원수가 격벽 하부 공간을 통해 오존산화 부상분리조로 이동된다.
상기 부유 난분해성 유기오염물질을 포함하는 원수는 상기 유입조에 하향류로 유입되며, 상기 유입조의 원수는 유입조와 오존산화 부상분리조 사이에 구비된 격벽의 하부 공간을 통해 오존산화 부상분리조로 이동되며, 상기 오존산화 부상분리조는 공기와 오존이 포함된 미세기포를 통해 원수 내의 부유 난분해성 유기오염물질을 부상분리함과 함께 오존을 통해 부유 난분해성 유기오염물질을 산화시키며, 상기 제 1 폭기조는 오존산화 부상분리조의 처리수를 호기 조건 하에서 질산화시킴과 함께 여재층을 이용하여 여과하며, 상기 침전조는 제 1 폭기조의 처리수를 고액분리함과 함께 탈질화하며, 상기 제 2 폭기조는 침전조의 상등수를 호기처리함과 함께 여재층을 통해 여과하며, 상기 여과조는 제 2 폭기조의 처리수를 최종 여과한다.
본 발명에 따른 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.
각종 유류성분, 미세조류 등의 부유 난분해성 유기오염물질을 처리함에 있어서, 토양피복형 하폐수처리공정에 부상분리공정을 적용함으로써 부유 난분해성 유기오염물질을 효과적으로 제거함과 함께 토양피복형 하폐수처리공정의 수리학적 체류시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치의 블록 구성도.
본 발명은 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치를 통해 하폐수에 포함되어 있는 부유 난분해성 유기오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 기술을 제시한다. 상기 부유 난분해성 유기오염물질은 세차폐수 등에 포함되어 있는 각종 유류성분(예를 들어, 계면활성제, 윤활유 등) 또는 하폐수에 포함되어 있는 난분해성 미세조류 등을 의미한다.
토양피복형 하폐수처리장치의 기반 하에 부유 난분해성 유기오염물질을 효과적으로 제거하기 위해, 본 발명은 토양피복형 하폐수처리장치에 부상분리공정을 적용함과 함께 부상분리공정 진행시 부상분리용 미세기포에 오존을 포함시킴으로써, 오존에 의한 부유 난분해성 유기오염물질의 산화를 유도하여 부유 난분해성 유기오염물질의 가용화를 촉진시키는 기술을 제시한다.
또한, 본 발명은 오존산화공정이 결합된 부상분리공정의 후속공정으로 제 1 폭기, 침전, 제 2 폭기, 여과공정을 순차적으로 적용하여 하폐수의 생물학적 처리를 유도하며, 각각의 공정이 진행되는 반응조의 상부에 토양미생물이 담지된 배양토를 구비시킴으로써 총고형물(SS)의 여과 및 토양미생물에 의한 유기물 분해가 가능한 기술을 제시한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치는 농축조(110), 오존산화 부상분리조(130), 제 1 폭기조(140), 침전조(150), 제 2 폭기조(160) 및 여과조(170)를 포함하여 이루어진다.
상기 농축조(110)는 상기 제 1 폭기조(140), 침전조(150), 제 2 폭기조(160) 및 여과조(170)로부터 각각 반송되는 슬러지와, 상기 오존산화 부상분리조(130)부터 이송되는 부상분리된 스컴(scum)을 공급받아 이를 농축슬러지와 슬러지 상등수로 분리하는 역할을 한다. 상기 농축조(110)에서 분리된 슬러지 상등수는 슬러지 상등수 이송관(42)을 통해 후술하는 유입조(120)를 거쳐 상기 오존산화 부상분리조(130)로 공급된다.
상기 농축조(110)의 상단부에는 메쉬망 형태의 여재층 받침대가 구비되고, 상기 여재층 받침대 상에 여재층(21)이 구비되며, 여재층(21)의 상부에 다공성 토양층(22)이 구비된다. 또한, 상기 여재층(21)과 다공성 토양층(22) 사이에는 다공성 토양층(22)의 토양이 여재층(21)으로 유입되는 것을 방지하기 위한 모관망이 구비될 수 있으며, 상기 다공성 토양층(22) 상에는 잔디, 나무 등의 식물이 식생된다.
상기 여재층(21)은 슬러지 상등수 내에 부유하는 고형물을 여과하는 역할과 함께 혐기성미생물의 부착, 생장 공간을 제공하여 혐기성미생물에 의한 유기성 고형물의 분해를 가능하게 한다. 한편, 혐기성미생물의 먹이사슬 구조에서 혐기성미생물은 최하단에 위치하고, 지렁이는 최상단에 위치하는데, 먹이사슬을 통해 혐기성미생물을 섭취하는 지렁이는 여재층(21)과 다공성 토양층(22) 사이를 이동함과 함께 다공성 토양층(22)에 배설물을 분비하여 다공성 토양층(22)에 생장하는 식물의 영양분을 공급한다.
상기 오존산화 부상분리조(130)는 부유 난분해성 유기오염물질이 포함되어 있는 원수를 공급받아, 해당 원수에 대해 부상분리공정을 진행하여 원수를 처리수와 스컴으로 분리하는 역할을 한다.
상기 오존산화 부상분리조(130)의 전단에는 원수가 유입되는 유입조(120)가 구비되며, 원수는 유입조(120)를 거쳐 상기 오존산화 부상분리조(130)에 공급된다. 상기 유입조(120)와 오존산화 부상분리조(130)는 격벽에 의해 구분되는데, 상기 유입조(120)와 오존산화 부상분리조(130)를 분리하는 격벽의 하부는 개구된 형태를 이루어 상기 격벽 하부 공간을 통해 상기 유입조(120)와 오존산화 부상분리조(130)는 공간적으로 서로 연결되는 구조를 이룬다. 이에 따라, 원수는 상기 유입조(120)에 하향류로 공급되며, 유입조(120)의 원수는 격벽 하부의 공간을 통해 상기 오존산화 부상분리조(130)로 공급된다.
원수를 오존산화 부상분리조(130)에 직접 공급하지 않고, 상기 오존산화 부상분리조(130)의 전단에 유입조(120)를 구비시킴과 함께 유입조(120)의 하부를 통해 원수를 오존산화 부상분리조(130)로 공급하는 이유는, 유입조(120)의 상부가 부상분리공정을 통해 분리된 스컴에 의해 폐색되는 것을 방지하기 위함이다. 한편, 상기 유입조(120)에 유입되는 원수에는 상기 농축조(110)에서 분리된 슬러지 상등수가 포함된다.
상기 오존산화 부상분리조(130) 내에는 미세기포 공급장치(10)를 통해 미세기포가 공급되며, 상기 오존산화 부상분리조(130)에 주입된 미세기포는 원수 내에 포함되어 있는 부유 난분해성 오염물질과 결합되어 오존산화 부상분리조(130) 상부로 부상된다. 여기서, 부유 난분해성 오염물질은 전술한 바와 같이 세차폐수 등에 포함되어 있는 각종 유류성분 또는 하폐수에 포함되어 있는 난분해성 미세조류를 의미한다.
상기 오존산화 부상분리조(130)에 공급되는 미세기포는 상기 미세기포 공급장치(10)에 의해 물에 용존된 상태로 공급되며, 상기 미세기포 공급장치(10)는 세부적으로 처리수 공급펌프(11), 공기공급탱크(12), 오존공급탱크(13), 순환배관(14), 미세기포 용존장치(15) 및 미세기포 공급노즐로 구성될 수 있다. 상기 처리수 공급펌프(11)는 상기 여과조(170)의 처리수를 상기 미세기포 용존장치(15)에 공급하며, 상기 미세기포 용존장치(15)는 상기 공기공급탱크(12), 오존공급탱크(13)로부터 각각 공급되는 공기, 오존을 처리수에 용존시키는 역할을 한다. 또한, 상기 미세기포 공급노즐은 상기 미세기포 용존장치(15)로부터 공급되는 공기와 오존이 용존된 처리수를 상기 순환배관(14)을 통해 공급받아, 10∼20㎛ 크기의 미세기포를 발생시켜 상기 오존산화 부상분리조(130) 내부로 공급하는 역할을 한다. 상기 미세기포 용존장치(15)는 공기와 오존의 혼합효율을 증대시키기 위해 정적믹서 및 선회류 유도장치를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 미세기포 공급장치(10)를 통해 10∼20㎛ 크기의 미세기포가 오존산화 부상분리조(130)로 공급되고, 전술한 바와 같이 미세기포에 의한 부상분리공정이 진행되는데, 상기 오존산화 부상분리조(130)에 공급되는 미세기포에 공기 이외에 오존이 포함된 이유는 오존에 의한 부유 난분해성 오염물질의 산화를 유도하고 이를 통해 부유 난분해성 오염물질의 가용화를 촉진시키기 위함이다. 즉, 상기 오존산화 부상분리조(130) 내에서 공기 및 오존의 미세기포에 의해 부유 난분해성 오염물질의 오존산화 부상분리조(130) 상부로의 부상분리가 진행됨과 함께 오존에 의한 유류성분 및 미세조류의 산화가 진행된다.
한편, 상기 오존산화 부상분리조(130)의 상단부에는 상기 농축조(110)와 마찬가지로 여재층(21)이 구비되며, 상기 여재층(21)은 부상분리된 부유 난분해성 오염물질을 여과함과 함께 호기성미생물의 부착, 생장 공간을 제공하여 호기성미생물에 의한 부유 난분해성 오염물질의 추가적인 분해를 가능하게 한다. 상기 여재층(21) 내의 오염물질은 모세관 현상에 의해 여재층(21) 상부로 이동되어 스컴(scum)을 이루며, 여재층(21) 상부의 스컴은 스컴 이송관(41)을 통해 상기 농축조(110)로 이송된다. 상기 여재층(21) 상부로 이동된 부유 난분해성 오염물질로 구성된 스컴의 추가적인 산화, 분해를 위해, 상기 오존산화 부상분리조(130)의 상면에는 태양광의 투과가 가능한 투명패널(40)이 구비될 수 있으며, 이를 통해 태양광에 의한 부유 난분해성 오염물질의 추가적인 산화, 분해 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 여재층(21) 상부에 존재하는 스컴의 이송을 위해, 상기 여재층(21) 상부를 경사진 형태로 배치할 수도 있다. 상기 오존산화 부상분리조(130)에 의해 분리된 처리수는 오존산화 부상분리조(130)의 일측에 구비된 처리수 이송관(43)을 통해 상기 제 1 폭기조(140)로 이송된다. 여기서, 상기 오존산화 부상분리조(130)에 잔존하는 오존은 별도의 오존정화장치(50)에 전달되어 처리될 수 있다.
상기 제 1 폭기조(140)는 상기 오존산화 부상분리조(130)의 처리수를 호기 조건 하에서 질산화시킴과 함께 여재층(21)을 이용한 여과, 호기성미생물에 의한 인(P)의 섭취를 유도하는 역할을 한다. 상기 제 1 폭기조(140)는 오존산화 부상분리조(130)의 처리수가 질산화되는 공간을 제공하며, 상기 제 1 폭기조(140)의 상단부에는 여재층(21) 및 다공성 토양층(22)이 순차적으로 적층, 구비된다. 또한, 상기 여재층(21)에는 유공관 형태의 처리수 이송관(44)이 구비된다.
상기 제 1 폭기조(140) 내에 오존산화 부상분리조(130)의 처리수가 공급된 상태에서 공기공급장치(31) 및 산기관(32)을 통해 제 1 폭기조(140) 내부에 공기가 주입되면 오존산화 부상분리조(130)의 처리수 내에 존재하는 암모니아성 질소는 질산성 질소로 질산화된다. 이와 같은 과정에서, 제 1 폭기조(140) 내의 상등수는 폭기에 의해 상부 즉, 여재층(21)으로 유동되며, 여재층(21)으로 이동된 상등수는 여재층(21)에 의해 여과됨과 함께 여재층(21)에 부착, 생장하는 호기성미생물에 의해 분해된다. 또한, 상등수에 포함되어 있는 인(P)은 호기성미생물에 의해 섭취, 제거된다. 상기 여재층(21)에 의해 처리된 처리수는 처리수 이송관(44)을 통해 상기 침전조(150)로 이송된다.
상기 침전조(150)는 상기 제 1 폭기조(140)의 처리수를 침전물과 상등수로 고액분리하는 역할을 한다. 상기 침전조(150)의 상단부에는 상기 농축조(110)와 마찬가지로 여재층(21)과 다공성 여재층(21)이 순차적으로 적층, 구비되며, 그 역할 또한 상기 농축조(110)의 여재층(21) 및 다공성 여재층(21)과 동일하다.
상기 침전조(150)는 무산소 조건으로 운전되며, 제 1 폭기조(140)의 처리수가 상기 침전조(150)로 공급되면 무산소 조건 하에 침전물과 상등수로 고액분리되며, 상등수는 여재층(21)으로 이동된다. 상기 여재층(21)에는 상기 농축조(110)의 여재층(21)과 마찬가지로 혐기성미생물이 부착, 생장하며, 상기 여재층(21)에 의해 상등수가 여과됨과 함께 혐기성미생물에 의해 상등수 내의 유기물이 분해된다. 상기 침전조(150)의 여재층(21)에 의해 처리된 상등수는 상등수 이송관(45)을 통해 제 2 폭기조(160)로 이송된다.
상기 제 2 폭기조(160)는 상기 침전조(150)의 상등수를 공급받아 이를 호기처리하며, 그 구성 및 동작은 제 1 폭기조(140)와 동일하다. 제 1 폭기조(140) 및 제 2 폭기조(160)를 통해 2단계의 폭기공정이 진행됨에 따라, 인의 섭취 및 질산화 효율이 배가되며, 제 2 폭기조(160)의 처리수는 처리수 이송관(46)을 통해 상기 여과조(170)로 이송된다.
마지막으로, 상기 여과조(170)는 제 2 폭기조(160)의 처리수를 공급받아 무산소 조건 하에 고액분리함과 함께 고액분리된 상등수를 여재층(21)을 이용하여 여과하는 역할을 한다. 상기 여과조(170)의 구조는 기본적으로 상기 침전조(150)의 구성과 동일하다. 즉, 상기 여과조(170) 상단부에 혐기성미생물이 부착, 생장하는 여재층(21)이 구비되고, 상기 여재층(21) 상에 다공성 토양층(22)이 구비된다. 상기 여과조(170)에 의해 처리된 처리수는 수계 등으로 방류될 수 있으며, 상기 여과조(170) 내의 처리수의 일부는 전술한 바와 같이 처리수 공급펌프(11)를 통해 미세기포 공급장치(10)의 미세기포 용존장치(15)로 공급될 수 있다.
한편, 상기 제 1 폭기조(140), 침전조(150), 제 2 침전조(150) 및 여과조(170) 각각의 내부에는 슬러지 반송관이 구비되며, 해당 반응조의 슬러지는 상기 슬러지 반송관을 통해 상기 농축조(110)로 이송된다. 상기 슬러지 반송관을 이용한 슬러지 반송은, 슬러지 반송관에 가압 공기를 인가하여 반응조 내의 슬러지가 슬러지 반송관을 통해 이송되도록 하는 방식을 이용할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치의 구성에 대해 설명하였으며, 이와 같은 구성 하에 진행되는 부유 난분해성 유기오염물질을 포함하는 폐수의 처리 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 각종 유류성분, 미세조류 등의 부유 난분해성 유기오염물질을 포함하고 있는 원수가 유입조(120)에 하향류로 공급되며, 유입조(120)에 공급된 원수는 유입조(120)와 오존산화 부상분리조(130) 사이에 구비된 격벽 하부의 공간을 통해 오존산화 부상분리조(130)로 이동된다.
상기 오존산화 부상분리조(130) 내에서 원수에 대한 부상분리공정이 진행된다. 구체적으로, 상기 오존산화 부상분리조(130)에 원수가 공급되는 상태에서, 오존산화 부상분리조(130)에 공기와 오존이 용존되어 있는 미세기포가 되면 원수 내에 포함되어 있는 부유 난분해성 유기오염물질은 상기 미세기포에 부착되어 오존산화 부상분리조(130) 상부로 이동된다. 이 때, 공기와 오존이 용존된 미세기포는 미세기포 공급장치(10)로부터 공급되며, 상세히는 미세기포 용존장치(15) 내에서 처리수에 공기와 오존이 용존되며, 공기와 오존이 용존된 처리수는 순환배관(14)을 통해 오존산화 부상분리조(130) 하부에 배치된 미세기포 공급노즐로 이송되며, 최종적으로 미세기포 공급노즐에 의해 10∼20㎛ 크기의 미세기포가 상기 오존산화 부상분리조(130)로 공급된다.
상기 오존산화 부상분리조(130) 내에서 공기와 오존이 용존되어 있는 미세기포에 의해 부상분리공정이 진행됨과 함께 오존에 의한 부유 난분해성 유기오염물질의 산화가 진행되며, 부상분리된 부유 난분해성 유기오염물질은 오존산화 부상분리조(130) 상단부에 구비된 여재층(21)으로 이동된다. 여재층(21)으로 이동된 부유 난분해성 유기오염물질은 여재층(21)에 부착, 생장하는 호기성미생물에 의해 분해되며, 오존산화 부상분리조(130)의 스컴은 최종적으로 농축조(110)로 이동된다.
상기 오존산화 부상분리조(130)의 처리수는 제 1 폭기조(140)로 이송되며, 제 1 폭기조(140)는 호기 조건으로 운전되어 오존산화 부상분리조(130)의 처리수를 질산화시킴과 함께 여재층(21)에 부착된 호기성미생물을 활성화시켜 호기성미생물을 통해 인이 섭취, 제거된다.
제 1 폭기조(140)의 여재층(21)을 통과한 처리수는 무산소 조건으로 운전되는 침전조(150)로 이송되며, 침전조(150) 내에서 탈질, 여재층(21)에 의한 여과 및 여재층(21)의 혐기성미생물에 의한 유기물 분해가 진행된다. 이어, 침전조(150)의 상등수는 제 2 폭기조(160)로 공급되어 제 1 폭기조(140)에서의 기작과 동일한 기작이 진행되며, 제 2 폭기조(160)의 처리수는 여과조(170)로 공급되며 여재층(21)에 의한 최종 여과 및 탈질을 통해 외부로 방류된다.
상술한 과정에서, 제 1 폭기조(140), 침전조(150), 제 2 침전조(150) 및 여과조(170)에 축적되는 슬러지는 상기 농축조(110)로 반송되며, 상기 농축조(110)는 반송된 슬러지 및 상기 오존산화 부상분리조(130)로부터 공급되는 스컴을 농축슬러지와 슬러지 상등수로 분리하며, 분리된 슬러지 상등수는 상기 유입조(120)로 공급된다. 이 때, 상기 농축조는 상기 침전조와 마찬가지로 무산소 조건 하에서 운전된다.
10 : 미세기포 공급장치 11 : 처리수 공급펌프
12 : 공기공급탱크 13 : 오존공급탱크
14 : 순환배관 15 : 미세기포 용존장치
16 : 미세기포 공급노즐 21 : 여재층
22 : 다공성 토양층 31 : 공기공급장치
32 : 산기관 41 : 스컴 이송관
42 : 슬러지 상등수 이송관 43, 44, 46 : 처리수 이송관
45 : 상등수 이송관 50 : 오존정화장치
110 : 농축조 120 : 유입조
130 : 오존산화 부상분리조 140 : 제 1 폭기조
150 : 침전조 160 : 제 2 폭기조
170 : 여과조
12 : 공기공급탱크 13 : 오존공급탱크
14 : 순환배관 15 : 미세기포 용존장치
16 : 미세기포 공급노즐 21 : 여재층
22 : 다공성 토양층 31 : 공기공급장치
32 : 산기관 41 : 스컴 이송관
42 : 슬러지 상등수 이송관 43, 44, 46 : 처리수 이송관
45 : 상등수 이송관 50 : 오존정화장치
110 : 농축조 120 : 유입조
130 : 오존산화 부상분리조 140 : 제 1 폭기조
150 : 침전조 160 : 제 2 폭기조
170 : 여과조
Claims (7)
- 부유 난분해성 유기오염물질을 포함하는 원수가 유입되는 유입조;
상기 유입조로부터 원수를 공급받아, 원수를 부상분리하여 처리수와 스컴으로 분리함과 함께 오존에 의한 부유 난분해성 유기오염물질의 산화를 유도하는 오존산화 부상분리조;
상기 오존산화 부상분리조에 공기와 오존이 용존된 미세기포를 공급하는 미세기포 공급장치;
상기 오존산화 부상분리조의 처리수를 호기 조건 하에 질산화함과 함께 여재층을 이용하여 여과하는 제 1 폭기조;
상기 제 1 폭기조의 처리수를 고액분리하는 침전조;
상기 침전조의 상등수는 호기 조건 하에 질산화함과 함께 여재층을 이용하여 여과하는 제 2 폭기조;
상기 제 2 폭기조의 처리수를 고액분리함과 함께 여재층을 이용하여 여과하는 여과조; 및
상기 제 1 폭기조, 침전조, 제 2 폭기조 및 여과조로부터 각각 반송되는 슬러지와, 상기 오존산화 부상분리조부터 이송되는 부상분리된 스컴(scum)을 공급받아 이를 농축슬러지와 슬러지 상등수로 분리하며, 분리된 슬러지 상등수를 상기 유입조에 공급하는 농축조를 포함하여 이루어지며,
상기 유입조와 오존산화 부상분리조는 격벽에 의해 분리되며, 유입조의 원수가 격벽 하부 공간을 통해 오존산화 부상분리조로 이동되며,
상기 오존산화 부상분리조의 상면에 태양광의 투과가 가능한 투명패널이 구비되며, 상기 투명패널을 투과한 태양광에 의해 부유 난분해성 유기오염물질의 추가적인 산화, 분해가 진행되는 것을 특징으로 하는 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유입조, 제 1 폭기조, 침전조, 제 2 폭기조, 여과조 및 농축조의 상단부에 여재층과 다공성 토양층이 순차적으로 적층된 것을 특징으로 하는 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 미세기포 공급장치는,
상기 여과조의 처리수를 미세기포 용존장치에 공급하는 처리수 공급펌프와,
상기 미세기포 용존장치에 공기를 공급하는 공기공급탱크와,
상기 미세기포 용존장치에 오존을 공급하는 오존공급탱크와,
공기 및 오존을 처리수에 용존시키는 미세기포 용존장치와,
상기 오존산화 부상분리조 내에 구비되며, 공기와 오존이 용존된 처리수를 이용하여 미세기포를 발생시켜 상기 오존산화 부상분리조에 공급하는 미세기포 공급노즐을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 오존산화 부상분리조, 제 1 폭기조 및 제 2 폭기조는 호기 조건으로 운전되고, 상기 침전조, 여과조 및 농축조는 무산소 조건으로 운전되는 것을 특징으로 하는 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 침전조, 여과조 및 농축조에 구비된 여재층에 혐기성미생물이 부착, 생장하며, 상기 오존산화 부상분리조, 제 1 폭기조 및 제 2 폭기조의 여재층에 호기성미생물이 부착, 생장하는 것을 특징으로 하는 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 부유 난분해성 유기오염물질을 포함하는 원수는 상기 유입조에 하향류로 유입되며,
상기 유입조의 원수는 유입조와 오존산화 부상분리조 사이에 구비된 격벽의 하부 공간을 통해 오존산화 부상분리조로 이동되며,
상기 오존산화 부상분리조는 공기와 오존이 포함된 미세기포를 통해 원수 내의 부유 난분해성 유기오염물질을 부상분리함과 함께 오존을 통해 부유 난분해성 유기오염물질을 산화시키며,
상기 제 1 폭기조는 오존산화 부상분리조의 처리수를 호기 조건 하에서 질산화시킴과 함께 여재층을 이용하여 여과하며,
상기 침전조는 제 1 폭기조의 처리수를 고액분리함과 함께 탈질화하며,
상기 제 2 폭기조는 침전조의 상등수를 호기처리함과 함께 여재층을 통해 여과하며,
상기 여과조는 제 2 폭기조의 처리수를 최종 여과하는 것을 특징으로 하는 부상분리공정이 결합된 토양피복형 하폐수처리장치.
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