KR20010049935A - 오수처리장치 및 응집침전장치 - Google Patents

Abstract

탱크 (1) 는 제 1 혐기누상조(嫌氣漏床槽) (5), 제 2 혐기누상조 (10), 접촉통기조 (14), 처리수조 (19), 소독조 (21) 및 전해조 (37) 를 구비하며, 맨홀 (28) 에 의해 덮여 있다. 전해조 (37) 는 전극 (41, 42) 을 구비한다. 전극 (41, 42) 이 전기분해됨으로써 제 1 혐기누상조 (5) 에 금속이온이 공급된다. 그리고, 전극 (41, 42) 은 맨홀 (28) 에 장착되어 있다.

Description

오수처리장치 및 응집침전장치{device for treatment of sewage and coagulator}

본 발명은 오수처리장치 및 응집침전장치에 관한 것으로, 특히 처리수중의 인 성분을 물에 난용성(難溶性)인 금속염으로 하여 석출시키는 오수처리장치 및 응집침전장치에 관한 것이다.

종래의 오수처리장치에는 전극을 구비하며, 당해 전극을 전기분해하여 생긴 금속이온에 의해 처리수중의 인 성분을 물에 난용성인 금속염으로 하여 석출시키는 것이 있었다. 이와 같은 오수처리장치에서는, 전극은 전해조내에 설치되어 있었다. 종래의 오수처리장치에서의 전해조를 도 38 에 모식적으로 나타낸다.

도 38 을 참조하여 전해조 (800) 에는 그 내부에 전극 (801, 802) 이 설치되며, 처리수가 도입되는 도입구 (803) 가 구비되어 있다. 전극 (801, 802) 은 각각 전원에 접속되며, 통전됨으로써 어느 일측이 전기분해된다. 이 전기분해에 의해 생긴 금속이온은 도입구 (803) 로부터 도입된 처리수내의 인 성분과 반응하여 물에 난용성인 금속염이 된다. 전해조 (800) 는 그 저부에 밸브 (805) 가 설치되어 있다. 밸브 (805) 가 적당히 조작됨으로써 상기 금속염이 전해조 (800) 외로 배출된다.

그러나, 종래의 오수처리장치에서는 전해조 (800) 로부터 충분히 금속염이 배출되지 않아 이 금속염에 의해 상기 전기분해가 저해된다는 문제가 있었다.

또, 종래의 오수처리장치에서는, 전해조 (800) 는 생활 잡배수가 도입되는 다른 조내에 설치되는 경우가 있었다. 그리고, 전해조 (800) 외로 배출된 금속염은 당해 다른 조에서 침전되어 있는 오니(汚泥)와 함께 침전되어 있었다. 금속염이 오니와 함께 침전되면, 상기 금속염으로부터의 인의 리사이클은 곤란하게 된다. 이것은 인의 리사이클에 대한 요구가 높아지는 가운에 문제시되고 있었다.

또한, 종래의 응집침전장치에는 처리수중의 인 성분 등을 물에 난용성인 금속염으로 하여 응집하고 침강시키기 위해 응집조와 응집침전조를 구비하는 것이 있었다. 도 39 에, 종래의 응집침전장치를 포함하는 오수처리장치에서의 처리의 흐름을 설명하기 위한 블록도를 나타낸다.

도 39 를 참조하여 중간유량 조정조 (901), 응집조 (902), 응집침전조 (903), 소독조 (904) 의 순서로 오수가 순환된다. 그리고, 각 조에서 처리된 오수는 소독조 (904) 로부터 방류된다.

응집조 (902) 에는 오수의 소정 성분을 응집시키기 위해, 응집제로서 오수에 철이온이나 알루미늄이온을 공급하기 위한 약제가 투입된다. 이와 같은 약제가 투입됨으로써 오수로부터 인 성분을 응집시켜 제거할 수 있으며, 또 오수의 BOD (biological oxygen demand) 값, SS (suspended substance) 값, 및 COD (chemical oxygen demand) 값을 저하시킬 수 있다. BOD 란, 미생물에 의해 분해 가능한 유기물량을 산소량으로 치환하여 나타내는 것이다. SS 란, 물에 용해되지 않고 부유하고 있는 입자 등의 양을 나타내는 것이다. COD 란, 해역 등에서 물의 더러움 정도를 나타내는 지표이며, 산화제로 산화 가능한 유기물량을 나타내는 것이다.

응집조 (902) 에서 응집제와 혼합된 후, 오수는 응집조 (902) 에서 생긴 프록과 함께 응집침전조 (903) 에 도입된다. 응집조 (902) 로부터 도입된 프록은 응집침전조 (903) 에서 침강하며, 응집침전조 (903) 의 상징(上澄 : 맑음)은 소독조 (904) 에 도입되어 적당히 소독된 후, 방류된다.

그러나, 도 39 에 나타낸 응집침전장치에서는 응집제로서 투입되는 약제가 산성 용액이므로 응집을 위한 작업이 위험하고, 또한 응집을 위해서는 응집조 (902) 내의 pH 의 조정이 필요하여 확실하게 인 성분을 제거하는 것은 곤란했다.

또, 일반적으로 오수처리장치나 응집침전장치에서 인 화합물을 응집시킨 것은 미립자 형상인 것이 많다. 이 점에서도 응집시킨 인 화합물을 처리수중으로부터 확실하게 제거하는 것은 곤란했다.

발명의 개요

그러므로, 본 발명은 이러한 실정을 감안하여 생각되었으며, 그 목적의 하나는 확실하게 인 화합물을 처리수로부터 제거할 수 있는 오수처리장치 및 응집침전장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은 보다 많은 인 화합물을 리사이클 가능한 상태로 회수하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 오수중의 인 등의 소정 성분을 안전하게 응집할 수 있는 오수처리장치 및 응집침전장치를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태인 오수처리장치를 포함하는 오수처리 시스템을 나타내는 도면이다.

도 2 는 도 1 의 전해조 및 그 부근의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.

도 3 은 도 1 의 전극 및 전극지지부의 구조를 나타내는 도면이다.

도 4 는 도 3 의 전극 및 전극지지부가 전해조상에 장착되기 위해 조합된 상태를 나타내는 도면이다.

도 5 는 도 3 의 전극지지부의 사시도이다.

도 6 은 도 1 의 전해조의 사시도이다.

도 7 은 2 개의 전극을 지지할 수 있고, 또한 노치부를 갖는 전극지지부를 나타내는 도면이다.

도 8 은 유닛화된 전극과 전극지지부가 케이스에 수납되는 상태를 나타내는 도면이다.

도 9 는 본 발명의 제 2 실시 형태인 오수처리장치를 나타내는 도면이다.

도 10 은 본 발명의 제 3 실시 형태인 오수처리장치를 나타내는 도면이다.

도 11 은 도 10 의 막과 자석의 측면도이다.

도 12 는 도 10 의 자석의 부분적인 사시도이다.

도 13 은 본 발명의 제 4 실시 형태인 오수처리장치를 나타내는 도면이다.

도 14 는 본 발명의 제 5 실시 형태인 오수처리장치를 나타내는 도면이다.

도 15 는 본 발명의 제 6 실시 형태인 오수처리장치를 나타내는 도면이다.

도 16 은 본 발명의 제 7 실시 형태인 오수처리장치를 나타내는 도면이다.

도 17 은 도 16 의 전극의 맨홀로의 장착태양을 설명하기 위한 도면이다.

도 18 은 본 발명의 제 8 실시 형태인 오수처리장치를 포함하는 오수처리 시스템의 종단면도이다.

도 19 는 도 18 에 나타내는 탱크의 횡단면도이다.

도 20 은 도 18 의 오수처리 시스템의 전해유닛의 사시도이다.

도 21 은 도 18 의 오수처리 시스템의 전해유닛의 분해사시도이다.

도 22 는 본 발명의 제 9 실시 형태인 오수처리장치를 포함하는 오수처리 시스템의 종단면도이다.

도 23 은 도 22 의 오수처리 시스템의 인 회수유닛의 단면도이다.

도 24A, 도 24B 는 본 발명의 제 10 및 제 11 실시 형태의 응집침전장치를 포함하는 합병정화조에서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.

도 25 는 도 24A 및 도 24B 의 파선 (R) 에 둘러싸인 처리의 변형예를 나타내는 플로차트이다.

도 26 은 본 발명의 제 10 실시 형태의 응집침전장치를 포함하는 합병정화조의 일부분의 외관을 나타내는 도면이다.

도 27 은 도 26 의 전해조의 분해사시도이다.

도 28 은 도 27 의 전극쌍의 사시도이다.

도 29 는 도 27 의 전극쌍을 일부 파단시킨 상태의 분해사시도이다.

도 30 은 도 28 의 전극쌍의 부분적인 일부 파단된 분해사시도이다.

도 31 은 도 28 의 전극쌍의 부분적인 일부 파단된 분해사시도이다.

도 32 는 본 발명의 제 10 실시 형태에서의 전해조에서의 오수의 체류시간을 결정하기 위해 사용한 침강측정기구의 정면도이다.

도 33 은 도 32 의 침강측정기구의 각 깊이에서의, 인공액에서의 인의 제거율을 나타내는 도면이다.

도 34 는 도 32 의 침강측정기구의 각 깊이에서의, 인공액에서의 인의 제거율을 나타내는 도면이다.

도 35 는 도 32 의 침강측정기구의 각 깊이에서의, 인공액에서의 인의 제거율을 나타내는 도면이다.

도 36 은 도 32 의 침강측정기구의 각 깊이에서의, 인공액에서의 인의 제거율을 나타내는 도면이다.

도 37 은 본 발명의 제 11 실시 형태의 응집조에 수용되는 전해유닛의 분해사시도이다.

도 38 은 종래의 오수처리장치의 전해조를 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 39 는 종래의 응집침전장치를 포함하는 오수처리장치에서의 처리의 흐름을 설명하기 위한 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 탱크 2 : 제 1 구분벽 3 : 제 2 구분벽

4 : 제 3 구분벽 5 : 제 1 혐기누상조(嫌氣漏床槽)

6 : 유입구 7 : 제 1 혐기누상 8 : 제 1 이류관(移流管)

9 : 제 1 급수구 10 : 제 2 혐기누상조 11 : 제 1 혐기누상

12 : 제 2 이류관 13 : 제 2 급수구 14 : 접촉도금조

16 : 제 1 산기관 17 : 제 1 블로워 18 : 제 1 펌프

19 : 처리수조 20 : 연통구 21 : 소독조

22 : 살균장치 23 : 배수구 24 : 제 1 반송관

28 : 맨홀 32 : 분출장치 37 : 전해조

40 : 제 3 산기관 41, 42 : 전극

본 발명의 어느 국면에 따른 오수처리장치는 오수를 처리하는 오수처리장치로서, 오수를 수용하는 오수처리부를 포함하며, 오수처리부는 자기부재로 이루어지는 흡착수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 오수처리부에서 발생한 인 화합물의 응집물을 흡착부재에 자기적으로 흡착시킬 수 있다.

따라서, 인 화합물을 확실하게 오수중으로부터 제거할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 오수처리장치는, 오수처리부는 활성 오니를 수용하는 활성 오니조와, 활성 오니조내의 처리수를 여과하기 위한 필터를 구비하며, 흡착수단은 필터의 근방에 설치되는 것이 바람직하다.

이에 의해, 인 화합물의 응집물이 흡착부재에 흡착되며, 필터의 막힘의 원인이 되는 것을 것을 회피할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 오수처리장치는, 흡착수단은 필터와 일체적으로 설치되는 것이 바람직하다.

이에 의해, 필터 부근에 있는 인 화합물의 응집물을 보다 확실하게 흡착부재에 흡착시킬 수 있다. 이에 의해, 인 화합물의 응집물에 의한 필터의 막힘을 보다 확실하게 회피할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 오수처리장치는 오수처리부에 철이온 또는 알루미늄이온을 공급하는 이온공급부를 추가로 포함하고, 오수처리부는 이온공급부에서 공급된 철이온 또는 알루미늄이온과 처리수가 반응함으로써 생기는 응집물을 침전시키기 위한 침전조를 구비하며, 흡착수단은 침전조내에 설치되는 것이 바람직하다.

이에 의해, 보다 효율적으로 인 화합물을 흡착부재에 흡착시킬 수 있다. 처리수내의 인 화합물은 철이온 또는 알루미늄이온과 반응함으로써 흡착부재에 흡착되는 상태가 되기 때문이다.

또, 본 발명에 따른 오수처리장치는, 이온공급부는 처리수에 잠기는 전극과, 처리수에 잠기지 않고 전극을 지지하는 전극지지부와, 전극을 전원에 접속시키기 위한 커넥터를 구비하며, 커넥터는 전극지지부에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 전극와 전원의 전기적인 접속부분이 처리수에 잠겨 부식하는 것을 회피할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 오수처리장치는, 전극지지부는 전극의 적어도 일부분을 끼워 맞출 수 있는 노치부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 전극의 고정위치가 안정된다.

따라서, 이온공급부에서 전극으로부터 공급되는 이온의 분포가 안정되므로, 오수처리장치에서의 오수처리능력이 안정된다.

본 발명의 다른 국면에 따른 오수처리장치는 전극을 구비한 전해유닛를 포함하며, 전해유닛에서 전극을 전기분해함으로써 처리수중의 인 성분을 물에 난용성인 금속염으로 하여 석출시키는 오수처리장치로서, 전해유닛는 전극의 측면만을 덮는 케이스를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전극이 케이스로 덮임으로써 전극이 전기분해하여 생긴 금속이온이 효율적으로 처리수와 반응할 수 있다. 그리고, 케이스가 저면을 갖는 것은 아니므로, 금속이온과 처리수중의 인 성분이 반응하여 생긴 금속염이 빠르게 전극으로부터 떨어진 장소로 이동할 수 있다.

따라서, 오수처리장치에서, 석출한 금속염에 의해 전극의 전기분해반응, 및 금속이온과 처리수중의 인 성분의 반응의 효율이 저하되는 것을 회피할 수 있다. 즉, 오수처리장치에서 확실하게 인 화합물을 제거할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 오수처리장치는, 전해유닛는 케이스에 둘러싸이는 공간을 교반하기 위한 교반수단을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 전극이 전기분해하여 생긴 금속이온을 보다 효율적으로 처리수와 반응시킬 수 있다.

또, 본 발명에 따른 오수처리장치는 혐기성 미생물이 존재하는 혐기조와, 호기성(好氣性) 미생물이 존재하는 호기조와, 오니를 침전시키기 위한 침전조를 추가로 포함하며, 전해유닛는 혐기조, 호기조 또는 침전조의 내부에 설치되는 것이 바람직하다.

이에 의해, 오수처리장치를 보다 콤팩트하게 할 수 있다.

본 발명의 다른 국면에 따른 오수처리장치는 전극을 구비한 전해유닛를 포함하며, 전해유닛에서 전극을 전기분해함으로써 처리수중의 인 성분을 물에 난용성인 금속염으로 하여 석출시키는 오수처리장치로서, 금속염을 선택적으로 회수하기 위해 전해유닛의 하류측에 전해유닛에 인접하여 설치된 회수유닛를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 오수처리장치에서 석출한 금속염을 회수유닛에 의해 회수할 수 있다. 이 때문에, 당해 금속염이 오수처리장치내의 오니와 혼합하는 것을 억제할 수 있다.

따라서, 석출한 금속염이 전극 부근의 반응을 저해하는 것을 회피할 수 있고, 또한 상기 금속염이 재생 가능한 상태로 회수되는 효율을 높일 수 있다. 즉, 오수처리장치에서 인 화합물을 확실하게 제거할 수 있고, 또한 인의 리사이클 효율을 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명에 따른 오수처리장치는, 회수유닛는 금속염을 포착하기 위한 흡착재를 구비하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 보다 확실하게 금속염을 재생 가능한 상태로 회수할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 오수처리장치는 생활 잡배수가 유입하는 유입조를 추가로 포함하며, 전해유닛 및 회수유닛를 유입조내에 설치하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 전해유닛 및 회수유닛가, 오수처리장치에서 석출하는 물에 난용성인 금속염이 오니와 혼합하기 쉬운 조에 설치되게 된다.

따라서, 전해유닛에 효율적으로 인 성분을 공급할 수 있고, 또한 회수유닛의 효과를 충분히 발휘시킬 수 있다.

또, 본 발명에 따른 오수처리장치는 혐기성 미생물이 존재하는 혐기조와, 호기성 미생물이 존재하는 호기조와, 오니를 침전시키는 침전조를 추가로 포함하며, 전해유닛 및 회수유닛를 혐기조, 호기조 및 침전조 밖에, 또한 혐기조, 호기조 및 침전조에서 처리된 후의 오수가 유입되도록 설치하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 오수처리장치에서 석출하는 물에 난용성인 금속염이 오니와 혼합하는 것을 최대한 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 또 다른 국면에 따른 응집침전장치는 질소제거처리후의 오수를 금속이온과 반응시키고, 이 반응으로 생긴 침전물을 응집시키기 위한 제 1 조와, 제 1 조로부터 오수가 도입되고, 제 1 조에서의 응집물을 침강시키기 위한 제 2 조를 포함하는 응집침전장치로서, 제 1 조의 상류측에 접속되고, 전극을 구비하며, 전극을 전기분해함으로써 제 1 조에 금속이온을 공급하는 전해조를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 종래의 응집제로서 사용된 위험한 약제를 투입하지 않고, 전극의 전해에 의해 제 1 조에 금속이온이 공급된다. 그리고, 이에 의해, 응집시에 pH 의 조정이 필요없게 된다.

따라서, 응집침전장치에서 안전하게, 또한 확실하게 오수중의 인 성분을 응집시킬 수 있다.

또, 본 발명에 따른 응집침전장치는, 전해조는 오수가 적어도 3 분 체류하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이에 의해, 전해조를 보다 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 국면에 따른 응집침전장치는 질소제거처리후의 오수를 금속이온과 반응시키고, 이 반응으로 생긴 침전물을 응집시키기 위한 제 1 조와, 제 1 조로부터 오수가 도입되고, 제 1 조에서의 응집물을 침강시키기 위한 제 2 조를 포함하는 응집침전장치로서, 제 1 조는 전극을 구비하며, 전극을 전기분해함으로써 당해 제 1 조에 금속이온을 공급시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 종래의 응집제로서 사용된 위험한 약제를 투입하지 않고, 전극의 전해에 의해 제 1 조에 금속이온이 공급된다. 그리고, 이에 의해, 응집시에 pH 의 조정이 필요없게 된다.

따라서, 응집침전장치에서 안전하게, 또한 확실하게 오수중의 인 성분을 응집시킬 수 있다.

또, 본 발명에 따른 응집침전장치는, 전극은 소정의 전원으로부터 전력이 공급됨으로써 전기분해되고, 전극와 소정의 전원을 접속시키는 배선과, 전극을 지지하는 전극지지부재를 추가로 포함하며, 전극지지부재는 배선의 적어도 일부를 내장하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 배선을 보다 콤팩트하게, 또한 물에 잠기기 어렵도록 배치할 수 있다.

(정형문 1)

이 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은 첨부된 도면과 관련하여 이해되는 이 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

발명의 실시 형태

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 그리고, 이하에 나타내는 각 실시 형태의 오수처리장치는 주로 가정용 배수나 공장 배수를 처리하는 대규모의 배수처리시설에 적용되는 것인데, 가정용 합병정화조 등의 중소규모의 배수처리시설에 적용할 수도 있다. 또, 각 실시 형태의 오수처리장치에 의하면, 특히 생활배수나 도금 공장의 폐수 등에 포함되는 인 화합물을 응집침전처리할 수 있다.

[제 1 실시 형태]

도 1 을 참조하여 탱크 (1) 는 지중에 매설된다. 이 탱크 (1) 내부는 제 1 구분벽 (2), 제 2 구분벽 (3) 및 제 3 구분벽 (4) 에 의해 후술하는 제 1 혐기누상조 (5), 제 2 혐기누상조 (10), 접촉통기조 (14), 처리수조 (19) 및 소독조 (21) 로 구획되어 있다. 탱크 (1) 의 상부는 복수의 맨홀 (28) 로 덮여 있다.

제 1 혐기누상조 (5) 에는 유입구 (6) 를 통해 생활 잡배수가 유입한다. 제 1 혐기누상 (7) 은 제 1 혐기누상조 (5) 내에 설치되어 있다. 제 1 혐기누상조 (5) 에서는 유입한 생활 잡배수중에 혼입되어 있는 난분해성의 잡물이 침전분리됨과 동시에, 제 1 혐기누상 (7) 에 부착한 혐기성 미생물에 의해 생활 잡배수중의 유기물이 혐기분해된다. 또, 제 1 혐기누상조 (5) 에서는 생활 잡배수중의 유기성 질소가 암모니아성 질소로 혐기분해된다.

제 1 이류관(移流管) (8) 은 상기 제 1 혐기누상조 (5) 에서 혐기분해된 처리수를 제 1 급수구 (9) 를 통해 제 2 혐기누상조 (10) 에 공급하기 위한 것이다. 제 1 급수구 (9) 는 제 1 구분벽 (2) 상부를 관통하고 있다.

제 2 혐기누상조 (10) 는 상기 제 1 구분벽 (2) 에 의해 제 1 혐기누상조 (5) 와 구획되어 있다. 제 2 혐기누상 (11) 은 제 2 혐기누상조 (10) 내에 설치되어 있다. 제 2 혐기누상 (11) 에서 부유물질이 포착된다. 또, 제 2 혐기누상 (11) 내의 혐기성 미생물에 의해 유기물이 혐기분해되며, 결과로서 유기성 질소가 생긴다. 유기성 질소는 암모니아성 질소로 혐기분해된다.

제 2 이류관 (12) 은 제 2 혐기누상조 (10) 에서 혐기분해된 처리수를 제 2 급수구 (13) 를 통해 접촉통기조 (14) 에 급수하기 위한 것이다. 제 2 급수구 (13) 는 제 2 구분벽 (3) 상부에 관통되고 있다. 분출장치 (32) 는 제 2 이류관 (12) 내에 분출구 (31) 를 설치하고 있고, 또한 제 3 송풍기 (30) 에 접속되어 있다. 분출장치 (32) 는 제 3 송풍기 (30) 로부터 공기가 보내짐으로써 분출구 (31) 로부터 제 2 이류관 (12) 내에 공기를 분출한다. 이에 의해, 제 2 이류관 (12) 에서의 제 2 혐기누상조 (10) 로부터 접촉통기조 (14) 로의 처리수의 급수가 촉진된다.

제 2 혐기누상조 (10) 에서 혐기처리된 처리수는 제 2 이류관 (12) 을 통해 접촉통기조 (14) 에 유입한다. 접촉통기조 (14) 내에 설치되어 있는 접촉재 (15) 는 호기성 미생물의 배양을 촉진한다. 제 1 산기관(散氣管) (16) 은 접촉통기조 (14) 저부 부근에 설치되며, 다수의 공기분출구를 갖는다. 제 1 산기관 (16) 은 제 1 송풍기 (17) 와 접속되며, 제 1 송풍기 (17) 로부터 공급되는 공기를 공기분출구로부터 방출하여 접촉통기조 (14) 내를 호기상태로 유지한다. 이에 의해, 접촉통기조 (14) 에서는 처리수가 호기성 미생물에 의해 호기분해됨과 동시에, 질화균의 작용에 의해 암모니아성 질소가 질산성 질소로 분해된다. 일반적으로 질화균이란, 암모니아 산화 세균과 아질산화 세균을 가리킨다.

접촉재 (15) 에는 증식하여 서서히 커진 생물막이 부착되어 있다. 그리고, 제 1 송풍기 (17) 로부터 제 1 산기관 (16) 에 공기가 공급되면, 제 1 산기관 (16) 의 공기분출구로부터 공기가 방출되며, 접촉재 (15) 에 부착되어 있는 생물막이 박리된다.

처리수조 (19) 는 제 3 구분벽 (4) 에 의해 접촉통기조 (14) 와 구획되어 있다. 제 3 이류관 (29) 은 제 1 펌프 (18) 에 접속되어 있으며, 제 1 펌프 (18) 가 운전됨으로써 접촉통기조 (14) 에서 호기분해된 처리수의 상징액이 연통구 (20) 를 통해 처리수조 (19) 에 공급된다. 연통구 (20) 는 제 3 구분벽 (4) 상부를 관통하고 있다.

처리수조 (19) 의 상징액은 소독조 (21) 에 유입한다. 소독조 (21) 내부에는 살균장치 (22) 가 설치되어 있다. 살균장치 (22) 내에 구비된 염소계 등의 약품에 의해 소독조 (19) 에 유입한 처리수가 소독된다. 그리고, 소독된 처리수가 배수구 (23) 를 통해 탱크 (1) 외로 배수된다.

제 1 반송관 (24) 은 소독조 (19) 와 전해조 (37) 를 연통하는 관이다. 제 2 산기관 (25) 은 제 1 반송관 (24) 내에 설치되며, 다수의 공기분출구가 형성되고, 또한 제 2 송풍기 (26) 에 접속되어 있다. 제 2 산기관 (25) 은 제 2 송풍기 (26) 로부터 공급되는 공기를 공기분출구로부터 방출한다. 이에 의해, 처리수조 (19) 내의 소정량의 상징액이 제 1 반송관 (24) 내에 흡수되어 전해조 (37) 에 이송된다.

전해조 (37) 내에는 전극 (41, 42) 이 설치되며, 당해 전극 (41, 42) 의 하측에는 제 3 산기관 (40) 이 설치되어 있다. 제 3 산기관 (40) 은 다수의 공기분출구가 형성되며, 또 제 4 송풍기 (39) 에 접속되어 있다. 그리고, 제 4 송풍기 (39) 로부터 공기가 보내짐으로써 제 3 산기관 (40) 은 공기분출구로부터 공기를 분출하고, 전극 (41, 42) 표면의 생물막이나 질산이온 등에 기인하는 부동태막 등의 막을 제거한다. 그리고, 전극 (41, 42) 은 제 3 산기관 (40) 의 공기의 분출에 의한 막의 제거가 보다 효과적으로 행해지도록 전해조 (37) 의 벽면 부근에 설치되는 것이 바람직하다.

전해조 (37) 내의 처리수는 배출구 (47) 를 통해 제 1 혐기누상조 (5) 에 배출된다. 그리고, 전해조 (37) 의 배출구 (47) 에는 덮개 (36) 가 설치되어 있다. 덮개 (36) 는 부유구슬 (浮玉) (35) 에 접속되어 있다. 또, 덮개 (36) 부근에는 제 1 혐기누상조 (5) 의 수위를 검출하는 수위센서 (48) 가 구비되어 있다. 전극 (41, 42), 수위센서 (48) 및 제 4 송풍기 (39) 는 전원장치 (38) 에 접속되어 있다.

전극 (41, 42) 은, 예컨대 철 또는 알루미늄으로 구성된다. 전원장치 (38) 는 전극 (41, 42) 에 어느 일측을 + 극, 타측이 - 극이 되도록 전압을 인가한다. 여기에서, 전극 (41, 42) 이 철로 구성된 경우의 + 극과 - 극에서의 전해반응을 나타낸다.

+ 극 : Fe →Fe²⁺+ 2e^-…(1)

- 극 : 2H⁺+ 2e^-→H₂↑…(2)

그리고, + 극으로 생성된 2 가의 철이온 (Fe²⁺) 은 공기에 의해 산화되어 3 가의 철이온 (Fe³⁺) 이 된다. 한편, 전극 (41, 42) 이 알루미늄으로 구성된 경우에는 - 극의 반응은 변하지 않고, + 극의 전해반응이 이하의 식 (3) 이 된다.

+ 극 : Al →Al³⁺+ 3e^-…(3)

본 실시 형태에서, 이하에서는 전극 (41, 42) 이 철로 구성되어 있는 경우에 대하여 설명하는데, 특기하는 경우를 제외하고 모든 점에서 철을 알루미늄으로 변경하는 것이 가능하다.

식 (1) 의 전해반응과 산화반응에 의해 생성된 3 가의 철이온 (Fe³⁺) 은 제 1 반송관 (24) 으로부터 보내지는 처리수중의 인 화합물을 응집하기 위해 이용된다. 그리고, Fe³⁺를 사용한 인 화합물 응집의 반응식의 주된 것을 식 (4) 에 나타낸다.

PO₄ ^3-+ Fe³⁺→FePO₄↓…(4)

전해조 (37) 의 저부에는 전해조 (37) 내부의 응집물이나 오니를 전해조 (37) 로부터 제거하기 위한 밸브 (43) 가 형성되어 있다. 밸브 (43) 를 개방함으로써 전해조 (37) 내의 오니나 응집물은 제 1 혐기누상조 (5) 에 이동한다.

도 2 는 전해조 (37) 및 그 부근의 상세한 구성을 나타내는 도면이다. 도 2 를 참조하여 제 1 반송관 (24) 으로부터 보내지는 처리수는 전해조 (37) 의 유입구 (46) 에 흘러 들어간다. 전극 (41, 42) 부근에는 제 3 산기관 (40) 이 구비되어 있다. 제 3 산기관 (40) 은 전극 (41, 42) 부근에 공기를 공급한다.

배출구 (47) 를 덮는 덮개 (35) 는 부유구슬 (35) 에 접속되어 있다. 그리고, 덮개 (35) 는 경첩 (34) 으로 그 하단이 배출구 (47) 에 접속됨으로써 배출구 (47) 를 개폐 가능하게 덮고 있다. 여기에서, 제 1 혐기누상조 (5) 의 수위에 대하여, 덮개 (36) 가 개방상태에 있는 경우, 제 1 혐기누상조 (5) 내의 용액이 배출구 (47) 를 통해서는 전해조 (37) 내에 흘러 들어가지 않는 수위를 수위 (100A) 로 하고, 배출구 (47) 를 통해 전해조 (37) 내에 흘러 들어가는 수위를 수위 (100B) 로 한다.

제 1 혐기누상조 (5) 의 수위가 수위 (100A) 인 경우에는, 부유구슬 (35) 은 도 2 의 부호 35A 로 나타낸 위치에 있으므로, 덮개 (36) 는 부호 36A 로 나타낸 배출구 (47) 를 개방한 상태가 된다. 한편, 제 1 혐기누상조 (5) 의 수위가 수위 (100B) 인 경우에는, 부유구슬 (35) 은 도 2 의 부호 35B 로 나타낸 배출구 (47) 를 폐쇄한 상태가 된다. 따라서, 본 실시 형태에서는 배출구 (47) 가 덮개 (36) 로 덮이고, 또한 덮개 (36) 가 부유구슬 (35) 에 접속됨으로써 유입구 (6) 로부터 흘러 들어가는 생활 잡배수중에 혼입되어 있는 스컴이 전해조 (37) 내에 직접 흘러 들어가는 것을 보다 확실하게 회피할 수 있다. 그리고, 상기한 수위 (100A) 는, 제 1 혐기누상조 (5) 내의 용액은 전해조 (37) 내에 흘러 들어가는데, 당해 용액중의 스컴 등은 전해조 (37) 내에 흘러 들어가지 않는 수위를 포함하도록 구성할 수 있다.

전해조 (37) 에는 도시하지 않은 제어부가 형성되며, 당해 제어부는 밸브 (43) 의 개폐, 전극 (41, 42) 에 흐르는 전류치, 전극 (41, 42) 사이의 전압치, 제 3 산기관 (40) 으로부터 분출하는 공기의 양, 전극 (41, 42) 에 인가하는 전압의 극성 등을 제어할 수 있다.

수위센서 (48) 는 제 1 혐기누상조 (5) 의 수위가 소정의 수위에 달한 것을 검지하기 위해 설치되어 있다. 수위센서 (48) 의 검출출력은 상기 제어부에 입력된다. 여기에서, 소정의 수위란, 예컨대 유입구 (6) 로부터 흘러 들어가는 생활 잡배수가 전해조 (37) 내에 직접 흘러 들어가는 수위이다. 그리고, 제어부는 수위센서 (48) 에 의해 소정의 수위에 달한 것을 검출한 경우에는 음성이나 표시 등에 의해 경고를 발할 수 있다. 제어부가 이와 같이 구성됨으로써, 전해조 (37) 내에 유입구 (6) 로부터 흘러 들어가는 생활 잡배수가 직접 흘러 들어가지 않도록 유입구 (6) 를 통한 배수의 유입량을 조정할 수 있으므로, 보다 확실하게 전해조 (37) 에 스컴이 흘러 들어가는 것을 회피할 수 있다. 그리고, 상기한 소정의 수위는, 제 1 혐기누상조 (5) 내의 용액은 전해조 (37) 내에 흘러 들어가는데, 당해 용액중의 스컴 등은 전해조 (37) 내에 흘러 들어가지 않는 수위로 할 수도 있다.

본 실시 형태의 오수처리 시스템의 메인티넌스를 행하는 인간은 상기 경고가 행해졌는지에 의해 전해조 (37) 내에 유입구 (6) 로부터 흘러 들어가는 생활 잡배수가 직접 흘러 들어간 일이 있는지를 판단할 수 있다. 따라서, 덮개 (35) 및 부유구슬 (36) 이 구비되어 있지 않은 경우이면, 경고의 유무에 의해 전극 (41, 42) 부근에 스컴이 퇴적되어 있는지를 판단할 수 있으므로, 전해조 (37) 의 청소의 필요성을 용이하게 판단할 수 있다.

또, 제어부는 수위센서 (48) 에 의해 소정의 수위에 달한 것을 검출한 경우에는 제 3 산기관 (40) 으로부터의 공기의 공급량을 증가시키도록 제어할 수도 있다. 제어부가 이와 같은 제어를 행함으로써 전극 (41, 42) 부근에 스컴이 흘러 들어간 경우에도 제 3 산기관 (40) 으로부터 공급되는 공기량을 증가시킴으로써 당해 스컴을 전해조 (37) 외로 배출할 수 있다. 이에 의해, 스컴이 전극 (41, 42) 부근에 퇴적하는 것을 보다 확실하게 회피할 수 있다.

즉, 이상 설명한 본 실시 형태에서는 적어도 부유구슬 (35) 과 덮개 (36) 의 조합, 또는 수위센서 (48) 의 어느 일측을 구비하고 있으면, 스컴이 전극 (41, 42) 부근에 퇴적하는 것을 회피할 수 있게 된다.

전극 (41, 42) 은 각각 전극지지부 (41A, 42A) 에 장착되어 있다. 전극지지부 (41A, 42A) 는 전극 (41, 42) 의 상부에 위치하며, 전해조 (37) 내의 처리수에는 잠기지 않도록 후술하는 지지봉 (37A, 37B) 에 의해 지지되어 있다. 도 3 에, 전극 (41, 42) 및 전극지지부 (41A, 42A) 의 구조를 나타낸다. 또, 도 4 에, 전극 (41, 42) 및 전극지지부 (41A, 42A) 가 전해조 (37) 상에 장착되기 위해 조합된 상태를 나타낸다.

도 3 및 도 4 를 참조하여 전극 (41, 42) 은 각각 그 상부가 전극지지부 (41A, 42A) 에 나사고정되어 있다. 전극지지부 (41A) 에는 전극지지부 (42A) 와 대향해야 하는 면에 스페이서 (405) 가 장착되어 있다. 그리고, 전극지지부 (41A) 와 전극지지부 (42A) 는 도 4 에 나타낸 바와 같이, 스페이서 (405) 를 통해 대향하도록 조합되어 고정된다. 스페이서 (405) 의 폭을 적당히 조정함으로써 전극 (41) 과 전극 (42) 의 거리가 조정된다.

여기에서, 전극지지부 (41A, 42A) 의 구성을 설명한다. 도 5 는 전극지지부 (41A) 의 사시도이다. 전극지지부 (41A) 는 전원장치 (38) 와 전극 (41) 을 접속시키기 위한 배선을 내포하고 있다. 당해 배선의 일단은 커넥터 (410) 이며, 타단은 커넥터 (411) 이다. 전극 (41) 은 전극지지부 (41A) 에 나사고정됨으로써 커넥터 (410) 에 전기적으로 접속된다. 또, 커넥터 (411) 는 전원장치 (38) 에 전기적으로 접속된다. 이에 의해, 전극 (41) 은 전극지지부 (41A) 에 나사고정됨으로써 전원장치 (38) 와 전기적으로 접속된다. 또, 전극지지부 (42A) 도 전극지지부 (41A) 와 마찬가지로, 2 개의 커넥터를 가지며, 배선을 내포하고 있다. 그리고, 전극 (42) 은 전극지지부 (42A) 에 나사고정됨으로써 전원장치 (38) 와 전기적으로 접속된다.

전극 (41, 42) 및 전극지지부 (41A, 42A) 가 이와 같이 구성되므로, 본 실시 형태의 오수처리 시스템에서는 전극 (41, 42) 과 전원장치 (38) 를 연결하는 배선이 처리수내에 가로놓이는 것을 회피할 수 있다. 또, 이들의 접속부인 커넥터가 처리수내에 잠겨 부식하는 것을 회피할 수 있다.

도 6 은 전해조 (37) 의 사시도이다. 전해조 (37) 의 상부에는 소정의 간격으로 2 개의 지지봉 (37A, 37B) 이 설치되어 있다. 전극지지부 (41A, 42A) 는 그 좌우의 하단이 지지봉 (37A, 37B) 상에 배치됨으로써 전해조 (37) 상에 배치된다. 즉, 이 상태에서는, 전극 (41, 42) 은 각각 지지봉 (37A, 37B) 에 끼이게 된다.

전해조 (37) 내에서, 전극 (41, 42) 의 위치어긋남이 생기지 않도록 1 개의 전극지지부에 의해 지지되며, 추가로 노치부를 구비할 수 있다. 도 7 에, 전극 (41, 42) 을 지지할 수 있고, 또한 노치부를 구비한 전극지지부를 나타낸다.

전극지지부 (450) 에는 표리 양면에 전극 (41, 42) 의 상부를 각각 끼워 맞출 수 있는 노치부 (451) 가 형성되어 있다. 전극 (41, 42) 은 각각 노치부 (451) 에 그 상부가 끼워 맞춰져 나사고정 된다. 이에 의해, 전해조 (37) 내에서의 전극 (41, 42) 의 위치가 보다 확실하게 고정되므로, 전해조 (37) 내의 철이온의 분포가 안정된다. 따라서, 전해조 (37) 에서는 식 (4) 의 반응이 안정되게 일어나게 된다. 이에 의해, 본 실시 형태의 오수처리장치의 오수처리능력이 안정된다. 그리고, 전극지지부 (450) 가 전해조 (37) 상에 설치될 때에는 우단 (450A) 과 좌단 (450B) 의 하면이 지지봉 (37A, 37B) 에 접촉한다. 이에 의해, 전극 (41, 42) 은 전해조 (37) 에 설치된 상태에서는 각각 지지봉 (37A, 37B) 에 끼인다.

전극지지부 (450) 와 전극 (41, 42) 이 유닛화되어 수송되는 경우, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 케이스에 수납되어 수송되는 것이 바람직하다. 상세하게는, 유닛화된 전극지지부 (450) 와 전극 (41, 42) 은 전극 (41, 42) 부분이 케이스 (460) 내에 들어가도록 케이스 (460) 에 수납된다. 그리고, 수납될 때, 전극지지부 (450) 의 우단 (450A) 과 좌단 (450B) 은 각각 케이스 (460) 에 나사 (461, 462) 에 의해 나사고정된다.

[제 2 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제 2 실시 형태를 설명한다. 그리고, 제 2 실시 형태로부터 제 6 실시 형태에서의 각 오수처리장치는 오수중의 인 화합물을 제거하는 것을 주안에 둔 것이고, 단체(單體)로 사용하는 것도 가능하며, 혐기누상조 등의 혐기성 미생물을 수용하는 처리조 등과 조합하여 사용할 수도 있다.

도 9 를 참조하여 활성 오니조 (61) 는 활성 오니를 수용하고 있으며, 유입구 (69) 를 통해 다른 장치 등으로부터 오수가 보내지도록 구성되어 있다. 활성 오니조 (61) 의 저부에는 제 1 산기관 (62) 이 설치되어 있다. 제 1 산기관 (62) 은 제 1 송풍기 (65) 에 접속되어 있으며, 제 1 송풍기 (65) 로부터 공급되는 공기를 공기분출구로부터 방출한다. 이에 의해, 활성 오니조 (61) 내를 호기상태로 유지하여 처리수를 호기성 미생물에 의해 호기분해함과 동시에, 질화의 작용에 의해 암모니아성 질소를 질산성 질소로 분해한다.

활성 오니조 (61) 에는 순환관 (63) 의 일단이 삽입되어 있다. 활성 오니조 (61) 내의 처리수는 펌프 (64) 에 의해 순환관 (63) 을 통해 전해조 (70) 에 보내진다. 또, 활성 오니조 (61) 내의 처리수의 상징은 이류관 (77) 을 통해 침전조 (67) 에 보내진다.

전해조 (70) 는 전극 (71, 72) 을 구비하고 있으며, 이들은 철 또는 알루미늄에 의해 구성할 수 있다. 전극 (71, 72) 은 배선 (73A) 을 통해 전원장치 (73) 에 접속되어 있으며, 전해됨으로써 전해조 (70) 에 철이온 또는 알루미늄이온을 공급한다. 그리고, 이와 같은 금속이온이 공급됨으로써 전해조 (70) 에서는 인 화합물이, 예컨대 상기한 식 (4) 에 따라 응집한다. 전해조 (70) 의 전극 (71, 72) 의 하측에는 제 2 산기관 (74) 이 설치되어 있다. 제 2 산기관 (74) 은 제 2 송풍기 (66) 에 접속되며, 제 2 송풍기 (66) 로부터 공급된 공기를 공기분출구로부터 전극 (71, 72) 부근에 방출한다. 제 2 산기관 (74) 의 하측에는 밸브 (75) 가 설치되어 있다. 밸브 (75) 는 개폐 가능하게 설치되어 있으며, 통상은 폐쇄상태가 되어 있지만, 전해조 (70) 내의 오니나 응집물을 활성 오니조 (61) 에 배출하기 위해 적당히 개방된다.

또, 활성 오니조 (61) 에는 자석 (61A) 이 구비되어 있다. 그리고, 전해조 (70) 내에서 생긴 인 화합물의 응집물은 자석 (61A) 에 흡착한다. 이에 의해, 본 실시 형태에서의 오수처리장치에서는 보다 확실하게 처리수중의 인 화합물을 제거할 수 있다. 인 화합물의 응집물은 산화한 형태로 자석 (61A) 에 흡착한다고 생각된다. 그리고, 본 실시 형태에서는 자석 (61A) 에 의해 자기부재로 이루어지는 흡착수단이 구성되어 있다.

전극 (71, 72) 은 상기한 전극 (41, 42) 과 마찬가지로, 그 상부가 전극지지부 (41A, 42A) 와 동일한 형상을 갖는 전극지지부 (71A, 72A) 에 의해 지지되어 있다.

전극지지부 (71A, 72A) 도 전극지지부 (41A, 41B) 와 마찬가지로 2 개의 커넷터를 가지며, 각각 배선 (73A) 을 내포하고 있다.

또, 전극지지부 (71A, 72A) 도 전극지지부 (450) 와 마찬가지로, 전극 (71, 72) 의 상부를 각각 끼워 맞출 수 있는 노치부가 형성되어 있다.

또한, 본 실시 형태의 전해조 (70) 에는 활성 오니조 (61) 로부터 활성 오니가 처리수와 함께 보내진다. 그리고, 상기 식 (4) 에 따른 반응생성물은 활성 오니조 (61) 로부터의 활성 오니를 중심으로 하여 비교적 용이하게 응집하며, 또 개개의 응집물이 커진다. 따라서, 상기 식 (4) 에 따른 반응생성물은 응집물로서 침강하기 쉬워지므로, 전해조 (70) 에서의 처리기간이 장기에 이른 경우에도 전극 (71, 72) 의 전해반응은 비교적 빠르게 일어난다. 그리고, 전극 (71, 72) 사이의 거리는 오니의 크기를 고려하여 2 ㎝ 이상이 되는 것이 바람직하다.

한편, 침전조 (67) 에서는 보내진 처리수의 상징이 배출구 (78) 를 통해 배출된다. 한편, 침전조 (67) 의 저부에는 오니 (68) 가 퇴적되어 있다. 침전조 (67) 의 오니 (68) 는 정기적으로 제거된다.

본 실시 형태의 오수처리장치에 의하면, 자석 (61A) 을 구비하고 있으므로, 장치의 규모에도 의하지만, 약 90 ∼ 95 % 라는 높은 인 화합물의 제거율을 달성할 수 있다.

[제 3 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제 3 실시 형태를 설명한다.

도 10 을 참조하여 활성 오니조 (81) 는 활성 오니를 수용하고 있으며, 유입구 (89) 를 통해 다른 장치 등으로부터 오수가 보내지도록 구성되어 있다. 활성 오니조 (81) 의 저부에는 제 1 산기관 (82) 이 설치되어 있다. 제 1 산기관 (82) 은 제 1 송풍기 (85) 에 접속되어 있으며, 제 1 송풍기 (85) 로부터 공급되는 공기를 공기분출구로부터 방출한다.

활성 오니조 (81) 에는 순환관 (83) 의 일단이 삽입되며, 활성 오니조 (81) 내의 처리수는 펌프 (84) 에 의해 순환관 (83) 을 통해 전해조 (90) 에 보내진다. 또, 활성 오니조 (81) 내에는 선단부에 막 (97) 을 구비한 이류관 (98) 이 막 (97) 부분이 활성 오니조 (81) 내에 잠기도록 설치되어 있다. 그리고, 활성 오니조 (81) 내의 처리수는 펌프 (87) 에 의해 막 (97) 을 통해, 이류관 (98) 내를 거쳐 활성 오니조 (81) 외로 배출된다. 막 (97) 으로서는, 예컨대 막의 구멍직경이 약 0.05 ∼ 1 ㎛ 의 평막이나 중공사막 등을 사용할 수 있다.

전해조 (90) 는 전극 (91, 92) 을 구비하고 있으며, 이들은 철 또는 알루미늄에 의해 구성할 수 있다. 전극 (91, 92) 은 전원장치 (93) 에 접속되어 있으며, 이들의 전해에 의해 전해조 (90) 에 철이온 또는 알루미늄이온이 공급된다. 전해조 (90) 의 전극 (91, 92) 의 하측에는 제 2 산기관 (94) 이 설치되어 있다. 제 2 산기관 (94) 은 제 2 송풍기 (86) 에 접속되며, 제 2 송풍기 (86) 로부터 공급된 공기를 공기분출구로부터 전극 (91, 92) 부근에 방출한다. 제 2 산기관 (94) 의 하측에는 밸브 (95) 가 설치되어 있다. 밸브 (95) 는 개폐 가능하게 설치되어 있으며, 통상은 폐쇄상태가 되어 있지만, 전해조 (90) 내의 오니나 응집물을 활성 오니조 (81) 에 배출하기 위해 적당히 개방된다. 활성 오니조 (81) 의 저부에는 오니가 퇴적되는데, 이 오니는 정기적으로 제거된다.

전극 (91, 92) 은 상기한 전극 (41, 42) 과 마찬가지로, 그 상부가 전극지지부 (41A, 42A) 와 동일한 형상을 갖는 전극지지부 (도시 생략) 에 의해 지지되어 있다.

그리고, 막 (97) 은 자석 (97A) 에 부착되어 있다. 여기에서, 막 (97) 과 자석 (97A) 의 구조를 상세하게 설명한다. 도 11 은 막 (97) 과 자석 (97A) 의 측면도이다.

도 10 및 도 11 을 참조하여 자석 (97A) 은 도넛 형상을 갖고 있다. 그리고, 자석 (97A) 의 중앙의 구멍을 표리 양면으로부터 덮도록 막 (97) 이 부착되어 있다. 도 12 는 자석 (97A) 의 부분적인 사시도이다. 자석 (97A) 의 상부에는 개구가 형성되며, 당해 개구에는 이류관 (98) 의 일단이 접속되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 오수처리장치에서는 자석 (97A) 의 근방까지 다다른 처리수는 막 (97) 을 거쳐 이류관 (98) 내에 안내된다.

본 실시 형태에서는 자석 (97A) 이 막 (97) 의 근방에 형성됨으로써, 인 화합물의 응집물이 자석 (97A) 에 흡착하여 막 (97) 에 다다르는 것이 억제되므로, 막 (97) 의 막힘을 억제할 수 있다.

본 실시 형태는 제 2 실시 형태에서의 침전조 (67) 를 막 (97) 으로 변경한 것이라고 생각된다. 이에 의해, 오수처리장치를 보다 콤팩트하게 할 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는 자석 (97A) 을 구비하고, 또한 막 (97) 에 의해 처리수를 여과함으로써 90 % 이상이라는 높은 인 화합물의 제거율을 달성할 수 있다.

이상 설명한 본 실시 형태에서는 자석 (97A) 에 의해 자기부재로 이루어지는 흡착수단이 구성되어 있다. 또, 막 (97) 에 의해 활성 오니조내의 처리수를 여과하기 위한 필터가 구성되어 있다. 그리고, 본 실시 형태에서는 자석 (97A) 과 막 (97) 은 일체적으로 형성되어 있는데, 본 발명은 반드시 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다. 일체적으로 형성되는 것이 바람직하지만, 이들이 서로 근방에 형성되어 있으면 반드시 일체적으로 형성되지 않아도 된다.

[제 4 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제 4 실시 형태를 설명한다.

도 13 을 참조하여 활성 오니조 (101) 는 구분판 (107) 에 의해 활성 오니를 수용하는 부분과, 수용하지 않는 부분으로 분할된다. 그리고, 구분판 (107) 의 하측은 활성 오니조 (101) 에 접속되어 있지 않아 틈이 있으므로, 처리수 및 오니의 이동이 가능하다. 또, 활성 오니조 (101) 에는 유입구 (109) 를 통해 다른 장치 등으로부터 오수가 보내지도록 구성되어 있다. 활성 오니조 (101) 의 저부에는 제 1 산기관 (102) 이 설치되어 있다. 제 1 산기관 (102) 은 제 1 송풍기 (105) 에 접속되어 있으며, 제 1 송풍기 (105) 로부터 공급되는 공기를 공기분출구로부터 방출한다.

활성 오니조 (101) 에는 순환관 (103) 의 일단이 삽입되어 있다. 활성 오니조 (101) 내의 처리수는 펌프 (104) 에 의해 순환관 (103) 을 통해 전해조 (110) 에 보내진다. 또, 활성 오니조 (101) 내의 처리수의 상징은 배출구 (118) 를 통해 활성 오니조 (101) 외로 배출된다.

전해조 (110) 는 전극 (111, 112) 을 구비하고 있으며, 이들은 철 또는 알루미늄에 의해 구성할 수 있다. 전극 (111, 112) 은 전원장치 (113) 에 접속되어 있으며, 이들의 전해에 의해 전해조 (110) 에 철이온 또는 알루미늄이온이 공급된다. 전해조 (110) 의 전극 (111, 112) 의 하측에는 제 2 산기관 (114) 이 설치되어 있다. 제 2 산기관 (114) 은 제 2 송풍기 (106) 에 접속되며, 제 2 송풍기 (106) 로부터 공급된 공기를 공기분출구로부터 전극 (111, 112) 부근에 방출한다. 제 2 산기관 (114) 의 하측에는 밸브 (115) 가 설치되어 있다. 밸브 (115) 는 개폐 가능하게 설치되어 있으며, 통상은 폐쇄상태가 되어 있지만, 전해조 (110) 내의 오니나 응집물을 활성 오니조 (101) 에 배출하기 위해 적당히 개방된다.

구분판 (107) 의 활성 오니를 수용하지 않는 측의 면에는 자석 (107A) 이 장착되어 있다. 자석 (107A) 에 의해 전해조 (110) 내의 응집물중의 인 화합물의 응집물을 효율적으로 수집할 수 있다.

본 실시 형태와 같이, 자석 (107A) 에 인 화합물의 응집물을 흡착시켜 수집함으로써 처리수내의 인 화합물을 재생이 용이한 형태로 수집할 수 있게 된다. 이에 의해, 인의 고갈이 심각한 사태가 되고 있는 오늘날에 있어서, 본 실시 형태의 오수처리장치는 인의 재생의 고효율화에 기여할 수 있는 것이라고 할 수 있다.

이상 설명한 본 실시 형태의 오수처리장치는 구분판 (107) 을 설치함으로써 도 9 에 나타낸 오수처리장치의 활성 오니조내 (61) 에 침전조 (67) 를 설치한 구성이 되어 있다.

그리고, 본 실시 형태의 오수처리장치에 의하면, 장치의 규모에도 의하지만, 약 90 ∼ 95 % 라는 높은 인 화합물의 제거율을 달성할 수 있다.

[제 5 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제 5 실시 형태를 설명한다.

도 14 를 참조하여 본 실시 형태에서의 오수처리장치의 전체구조는 도 9 에 나타낸 오수처리장치의 구조와 거의 동일하므로, 도 9 에 나타낸 오수처리장치와 공통되는 구성요소에는 동일한 참조번호를 붙여 그 설명은 반복하지 않는다.

본 실시 형태의 오수처리장치에서는 활성 오니조 (61) 내의 처리수가 펌프 (64) 에 의해 순환관 (63) 을 통해 전해조 (70) 에 보내진다. 그리고, 전해조 (70) 의 상징은 유출관 (76) 을 통해 침전조 (67) 에 보내진다. 그리고, 침전조 (67) 의 상징은 배출구 (78) 로부터 오수처리장치외로 배출된다.

침전조 (67) 내에 있는 유출관 (76) 에는 자석 (67A) 이 설치되어 있다. 이에 의해, 전해조 (70) 에서 생긴 인 화합물의 응집물을 보다 효율적으로, 또 다른 응집물이나 오니로부터 분리된 형태로 자석 (67A) 에 흡착시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 오수처리장치에서는 제 4 실시 형태보다도 더욱 인의 재생의 고효율화에 기여할 수 있는 것이라고 생각된다.

[제 6 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제 6 실시 형태를 설명한다.

도 15 를 참조하여 본 실시 형태에서의 오수처리장치의 전체구조는 도 13 에 나타낸 오수처리장치의 구조와 거의 동일하므로, 도 13 에 나타낸 오수처리장치와 공통되는 구성요소에는 동일한 참조번호를 붙여 그 설명은 반복하지 않는다.

본 실시 형태의 오수처리장치에서는, 활성 오니조 (101) 는 구분판 (107, 150) 에 의해 유입구 (109) 로부터 차례로 활성 오니를 수용하는 영역, 전극 (111, 112) 을 수용하는 영역, 오니 (108) 를 침전시키는 영역으로 분할되어 있다.

유입구 (109) 로부터 보내져 온 처리수는 활성 오니조 (101) 내의 오니를 수용하는 영역에 수용되며, 당해 영역의 상징은 전극 (111, 112) 을 수용하는 영역에 보내진다.

전극 (111, 112) 을 수용하는 영역의 하측에 있는 처리수 및 응집물은 오니 (108) 를 침전시키는 영역에 보내지며, 당해 영역의 상징이 배출구 (118) 를 통해 활성 오니조 (101) 외로 배출된다.

그리고, 구분판 (150) 의 오니 (108) 를 침전시키는 영역측의 벽면에는 자석 (150A) 이 설치되어 있다. 이에 의해, 전극 (111, 112) 을 수용하는 영역에서 생성된 인 화합물의 응집물을 보다 효율적으로, 또 다른 응집물이나 오니로부터 분리된 형태로 자석 (150A) 에 흡착시킬 수 있다.

활성 오니조 (101) 외로 배출된 처리수는 별도로 설치되는 혐기누상조 (혐기성 미생물을 수용하는 조) 에 보내지는 것이 바람직하다.

활성 오니조 (101) 에서, 오니 (108) 를 침전시키는 영역을 포함하는 측벽은 오니 (108) 를 활성 오니를 수용하는 영역으로 보내기 쉽게 하기 위해 경사져 있다.

[제 7 실시 형태]

본 실시 형태의 오수처리장치는 맨홀과 전극을 일체화시킬 수 있는 타입의 오수처리장치이다. 도 16 에 나타내는 본 실시 형태의 오수처리장치는 도 1 에 나타낸 오수처리장치로부터 맨홀 (28) 과 전극 (41, 42) 의 주변부분의 구성만을 변경한 것이므로, 도 1 에 나타낸 오수처리장치와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여 그 설명은 반복하지 않는다.

도 16 을 참조하여 오수처리장치에는 그 상부가 복수의 맨홀 (28) 로 덮여 있다. 그리고, 맨홀 (28) 에는 절연체 (400) 를 통해 전극 (41, 42) 이 장착되어 있다. 여기에서, 도 17 을 참조하면서, 전극 (41, 42) 의 절연체 (400) 로의 장착태양을 설명한다.

본 실시 형태의 오수처리장치에서는, 맨홀 (28) 에는 절연체 (400) 를 통해 전극 (41, 42) 이 장착되어 있다. 상세하게는, 전극 (41, 42) 은 나사고정 등에 의해 절연체 (400) 에 장착된다. 그리고, 전극 (41, 42) 이 장착된 절연체 (400) 가 나사고정 등에 의해 맨홀 (28) 에 장착된다. 그리고, 전극 (41, 42) 에는 각각 접속선 (402) 이 접속되며, 전원장치 (38) 에 접속되어 있다. 이에 의해, 작업원은 지상으로부터 맨홀 (28) 의 손잡이 (28A) 를 조작하여 맨홀 (28) 을 떼어냄으로써 지하내에 들어가지 않고, 전극 (41, 42) 을 지상으로 꺼낼 수 있다. 즉, 전극 (41, 42) 의 메인티넌스가 다른 실시 형태의 오수처리장치에 비교하여 현격히 용이하게 된다.

본 실시 형태의 오수처리장치에서는, 전극 (41, 42) 은 처리수에 잠기는데, 절연체 (400) 는 처리수에는 잠기지 않도록 구성된다. 그리고, 절연체 (400) 내에 양단에 커넥터를 구비한 접속선을 수용시키고, 일단의 커넥터를 전원장치 (38) 에, 타단의 커넥터를 전극 (41) 또는 전극 (42) 과 접속시킬 수도 있다. 이와 같이 하면, 전극 (41, 42) 과 전원장치 (38) 의 접속부분이 처리수에 잠기는 것을 회피할 수 있다. 즉, 당해 접속부분이 부식하는 것을 회피할 수 있다.

그리고, 본 실시 형태와 같이, 전극 (41, 42) 을 맨홀 (28) 에 장착하면, 오수처리장치내의 전극 (41, 42) 의 위치가, 다른 실시 형태에서의 전극의 위치에 비교하여 높아지는 경우가 있다. 전극 (41, 42) 의 위치가 높아지면, 전극 (41, 42) 이 처리수에 잠기지 않고, 전극 (41, 42) 에 전압을 인가해도 철이온 또는 알루미늄이온이 공급되지 않게 된다. 그래서, 본 실시 형태에서는 검지부 (38A) 에 의해 전극 (41, 42) 사이의 전압치를 모니터함으로써 전극 (41, 42) 이 처리수에 잠겨 있는지를 판단할 수 있다. 그리고, 본 실시 형태의 오수처리장치에는 전극 (41, 42) 사이의 전압치가 전극 (41, 42) 이 처리수에 잠겨 있지 않다고 여겨지는 값을 나타낸 경우, 그것을 통지하는 수단이 구비되는 것이 바람직하다.

[제 8 실시 형태]

도 18 에 나타내는 오수처리 시스템에서, 제 1 실시 형태에서 설명한 오수처리 시스템 (도 1 참조) 과 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 붙여 중복되는 설명은 반복하지 않는다. 또, 도 19 에서는 도 18 에 나타낸 부재를 일부 생략하고 있다.

도 18 및 도 19 를 참조하여 본 실시 형태의 오수처리 시스템은 주로 탱크 (200) 로 구성된다. 탱크 (200) 의 내부는 제 1 구분벽 (2), 제 2 구분벽 (3), 제 3 구분벽 (4) 및 제 4 구분벽 (20) 에 의해 제 1 혐기누상조 (5), 제 2 혐기누상조 (10), 접촉통기조 (14), 침전조 (19) 및 소독조 (21) 로 구획되어 있다. 그리고, 본 실시 형태의 탱크 (200) 에서는 도 1 에 나타낸 탱크 (1) 에서 제 3 이류관 (29) 과 제 1 펌프 (18) 가 설치되는 대신에, 제 3 구분벽 (4) 의 하단이 탱크 (200) 의 저부와 이격되어 있다. 이에 의해, 탱크 (200) 에서는 접촉통기조 (14) 에서 호기분해된 처리수가 처리수조 (19) 에 공급된다.

제 1 산기관 (16) 은 그 상단이 제 1 송풍기 (17) 에 접속되어 있다. 그리고, 제 1 산기관 (16) 의 하단은 후술하는 바와 같이, 접촉통기조 (14) 의 저면의 외주보다 약간 내측을 일주하도록 설치되어 있다 (도 19 참조). 제 1 산기관 (16) 의 하면측에는 복수의 구멍 (구멍 (16a) : 도 19 참조) 이 형성되어 있다. 그리고, 제 1 송풍기 (17) 로부터 공기가 보내지면, 이 공기는 상기 구멍으로부터 기포로서 방출된다. 또, 제 1 산기관 (16) 의 하면측에 구멍이 형성됨으로써 상면 또는 측면에 구멍이 형성되는 경우보다도 오니가 그 내부에 들어가기 어렵다.

접촉통기조 (14) 의 하부에는 펌프 (133) 가 구비되어 있다. 또, 펌프 (133) 의 상측에는 오니반송로 (134) 가 접속되며, 오니반송로 (134) 의 상단에는 도면의 좌측으로 연장되도록 오니반송로 (135) 가 접속되어 있다. 이에 의해, 접촉통기조 (14) 에서 생긴 오니는 제 1 혐기누상조 (5) 에 보내진다.

도 18 의 탱크 (200) 에서는, 침전조 (19) 와 제 1 혐기누상조 (5) 는 제 1 반송관 (24) 을 통해 접속되어 있다. 제 1 반송관 (24) 은 그 내부에 제 2 산기관 (25) 을 구비하고 있다. 제 2 산기관 (25) 은 제 2 송풍기 (26) 에 접속되고, 또한 공기를 분출하기 위한 분출구멍이 형성되어 있다. 그리고, 제 2 산기관 (25) 은 제 2 송풍기 (26) 로부터 공급되는 공기를 상기 분출구멍으로부터 분출하여 침전조 (19) 내의 처리수를 제 1 반송관 (24) 을 통해 제 1 혐기누상조 (5) 에 보낸다.

그리고, 접촉통기조 (14) 의 상부에는 케이스 (54) 를 포함하는 전해유닛가 설치되어 있다. 상세하게는, 케이스 (54) 는 수직인 4 개의 판체가 접속된 중공체이다. 케이스 (54) 의 내측에는 전극쌍 (51, 52) 이 설치되어 있다. 전극쌍 (51, 52) 은 각각 전원 (57) 에 접속되어 있다. 또, 케이스 (54) 의 내부에는 제 3 산기관 (53) 이 설치되어 있다. 제 3 산기관 (53) 은 제 4 송풍기 (56) 에 접속되어 있다.

케이스 (54) 내에서는 전극쌍 (51, 52) 에서의 전기분해 (적당히 전해라고 약칭) 반응에 의해 철이온이나 알루미늄이온 등의 금속이온이 용출한다. 이에 의해, 접촉통기조 (14) 에서는 용출한 금속이온과 처리수내의 인 화합물이 반응하여 물에 난용성인 금속염이 생성되며 응집한다. 금속이온과 인 화합물의 반응의 일례로서는 상기한 식 (4) 를 들 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 전해유닛의 구성에 대하여 도 20 및 도 21 을 참조하면서 설명한다. 도 20 은 전해유닛의 사시도이다. 또, 도 21 은 전해유닛의 분해사시도이다.

케이스 (54) 는 그 상단의 4 개소에 장착부재 (541, 542, 543, 544) 를 구비하고 있다. 또, 케이스 (54) 는 구분판 (540) 에 의해 그 내부가 좌우로 늘어선 2 개의 공간으로 구분되어 있다. 또한, 케이스 (54) 에는 그 상측으로부터 하부에 걸쳐 제 3 산기관 (53) 이 도입되어 있다. 제 3 산기관 (53) 은 케이스 (54) 의 하부의 우로부터 좌로 연장되는 부분을 갖고 있다.

전극쌍 (51, 52) 은 각각 대향하는 2 장의 전극 (511, 512, 521, 522) 을 구비하고 있다. 그리고, 전극쌍 (51, 52) 에서, 대향하는 2 장의 전극은 그 상단이 전극지지체 (510, 520) 에 장착되어 있다. 또, 전극쌍 (51, 52) 의 각각에서, 전극은 커넥터 (513, 523) 를 통해 전원 (57) (도 18 참조) 에 접속되어 있다.

전극지지체 (510, 520) 의 양단이 각각 장착부재 (541, 542, 543, 544) 에 장착됨으로써 전극 (511, 512) 은 구분판 (540) 의 우측에, 전극 (521, 522) 은 구분판 (540) 의 좌측에 각각 설치된다. 구분판 (540) 의 우측에서는 전극 (511) 과 전극 (512) 사이에서 전해반응이 일어나고, 구분판 (540) 의 좌측에서는 전극 (521) 과 전극 (522) 사이에서 전해반응이 일어난다.

그리고, 제 3 산기관 (53) 이 기포를 방출하고, 또 이 기포가 케이스 (54) 의 내벽에 충돌함으로써 케이스 (54) 내에서는 대류가 생긴다. 이에 의해, 처리수가 전극 (511, 512, 521, 522) 부근에 효율적으로 공급된다. 본 실시 형태에서는 제 3 산기관 (53) 에 의해 케이스에 둘러싸이는 공간을 교반하기 위한 교반수단이 구성되어 있다. 그리고, 교반수단은 제 3 산기관 (53) 과 같이 기포를 방출하는 장치에 한정되지 않으며, 교반자 등 케이스 (54) 내의 물을 뒤섞는 장치이어도 된다.

또, 상기 전해반응에 의해 용출한 금속이온은 처리수내의 인 화합물과 반응하여 물에 난용성인 금속염이 된다. 한편, 케이스 (54) 는 상술한 바와 같이 중공체이다. 즉, 케이스 (54) 는 바닥이 없는 형상을 갖고 있다. 따라서, 여기에서 생긴 금속염은 자중에 의해 빠르게 접촉통기조 (14) 에 안내된다.

이상 설명한 본 실시 형태에서는, 전해유닛는 접촉통기조 (14) 에 설치되어 있다. 그리고, 전해유닛는 제 1 혐기누상조 (5), 제 2 혐기누상조 (10), 또는 침전조 (19) 등의 탱크 (200) 내의 다른 조에 설치되어도 된다. 본 실시 형태에서는 침전조 (19) 에 의해 오니를 침전시키는 침전조가 구성되어 있다. 또한, 전해유닛는 탱크 (200) 외에 유입구 (6) 나 배수구 (23) 에 인접하도록 설치되어도 된다.

그리고, 탱크 (200) 의 순환유량은 3Q 이다. 그리고, Q 란, 탱크 (200) 에 유입하는 수량(水量)이다. 즉, 탱크 (200) 내에서는 유입하는 수량의 3 배의 수량이 순환된다.

또, 전극쌍 (51, 52) 에서의 전해반응은 용출하는 철이온 또는 알루미늄이온의 농도가 처리수중의 인의 몰농도의 1 ∼ 3 배가 되도록 행해진다. 그리고, 상기 전해반응은 철이온 또는 알루미늄이온의 농도가 바람직하게는 처리수중의 인의 몰농도의 1 ∼ 2 배 정도, 더욱 바람직하게는 1.5 배 정도가 되도록 제어된다. 이 때문에, 전해반응에서, 전극에서의 전류밀도는 0.1 mA/㎠ 이상이 되도록 제어되며, 대부분의 경우, 0.3 mA/㎠ 정도가 되도록 제어된다.

이와 같이, 전극에서의 전류밀도가 제어됨으로써 전극표면의 산화물 피막이나 유기성 부착물의 생성을 방지할 수 있고, 또한 이들을 제거할 수 있다고 생각된다. 애노드측의 전극으로 생성된다고 생각되는 수산화 철이나 유기성 부착물을 캐소드측에서 발생하는 수소가스나 제 3 산기관 (53) 에 의한 통기에 의해 제거할 수 있다고 생각되기 때문이다. 따라서, 상기 전해반응에서의 전류밀도가 너무 낮은 경우에는 캐소드측에서 발생하는 수소가스량이 낮아 충분히 애노드측의 부착물을 제거할 수 없다고 생각된다. 그리고, 전해유닛에서의 제 3 산기관 (53) 의 통기량은 15 L/min 정도가 된다.

예컨대, 하루에 탱크 (200) 에 유입되는 생활배수의 양을 1200 L 로 하고, 탱크 (200) 내의 각 조에서의 순환유량을 6000 L 로 한 경우, 전극 (511, 512) 및 전극 (521, 522) 에 흐르는 전류는 650 mA 정도로 제어된다. 각 전극에서의 전류밀도는 각 전극의 침수면적을 변화시킴으로써 제어할 수 있다. 또, 전극 (511) 과 전극 (512) 및 전극 (521) 과 전극 (522) 에 대하여 그 간격은 25 ㎜ 정도가 되며, 전극 사이의 전압은 항상 모니터된다. 또한, 각 전극의 극성은 소정 시간 (예컨대 24 시간) 마다 반전시키는 것이 바람직하다.

[제 9 실시 형태]

도 22 에 나타내는 오수처리 시스템은 도 18 에 나타낸 오수처리 시스템으로부터 전해유닛의 배치를 변경하고, 또한 몇 개인가의 구성요소를 첨가한 것이다. 따라서, 도 22 에서, 도 18 과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여 중복되는 설명은 반복하지 않는다.

도 22 를 참조하여 제 1 혐기누상조 (5) 의 상측에 전극쌍 (51, 52) 을 포함하는 전해유닛가 설치되어 있다.

또, 침전조 (19) 에는 제 3 이류관 (38) 및 펌프 (39) 가 구비되어 있다. 접촉통기조 (14) 내의 처리수는 제 3 이류관 (38) 을 통해 침전조 (19) 에 흘러 들어간다. 그리고, 이 흐름은 펌프 (39) 에 의해 촉진된다.

전극쌍 (51, 52) 은 전해조 (59) 내에 배치되어 있다. 전해조 (59) 는 제 1 반송관 (24) 에 접속되어 있다. 이에 의해, 침전조 (19) 내의 처리수는 제 1 반송관 (24) 을 통해 전해조 (59) 에 안내된다.

전해조 (59) 는 그 좌상부에 배출관 (592) 을 구비하고 있다. 전해조 (59) 에 안내된 처리수의 상징은 배출관 (592) 을 통해 제 1 혐기누상조 (5) 에 흘러 들어간다.

또, 전해조 (59) 는 그 저부에 배출구 (591) 를 구비하고 있다. 또한, 제 1 혐기누상조 (5) 내로서, 전해조 (59) 의 하측에는 전해조 (59) 에 인접하도록 인 회수유닛 (160) 가 설치되어 있다.

전해조 (59) 내에서는 제 8 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 전극쌍 (51, 52) 에서의 전해반응에 의해 금속이온이 생기고, 이 금속이온은 처리수와 반응하여 난용성인 금속염이 된다. 이 난용성인 금속염은 자중에 의해 배출구 (591) 를 통해 인 회수유닛 (160) 에 안내된다. 즉, 인 회수유닛 (160) 를 사용함으로써 상기 난용성인 금속염을 선택적으로 회수할 수 있다.

도 23 에 인 회수유닛 (160) 의 단면도를 나타낸다. 인 회수유닛 (160) 는 본체 (164) 와, 망 (162, 163) 과, 이류관 (161) 과, 흡착재 (165) 를 포함한다. 흡착재 (165) 는 상기한 난용성인 금속염중의 미세한 것을 흡착시키기 위해 망 (162) 과 망 (163) 사이에 배치되어 있으며, 활성탄이나 세라믹으로 구성된다. 전해조 (59) 내의 처리수 및 금속염은 망 (162, 163) 을 거쳐 본체 (164) 에 안내된다. 본체 (164) 의 상징은 이류관 (161) 을 통해 본체 (164) 의 외로서, 제 1 혐기누상조 (5) 내에 배출된다.

이상 설명한 본 실시 형태에서는, 인 회수유닛 (160) 는 전해유닛에 대하여 그 하류측에, 또한 인접하도록 설치된다. 이에 의해, 전해조 (59) 에서 생긴 난용성인 금속염은 인 회수유닛 (160) 의 본체 (164) 의 저부에 모이거나, 흡착재 (165) 에 흡착된다. 즉, 본 실시 형태의 오수처리 시스템에서는 난용성인 금속염을 오니와는 섞이지 않도록 회수할 수 있다. 그리고, 흡착재 (165) 를 구비함으로써 미세한 금속염까지 회수할 수 있으므로, 금속염의 회수효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태에서는, 전해유닛 및 인 회수유닛 (160) 는 제 1 혐기누상조 (5) 에 설치되어 있다. 그리고, 전해유닛는 제 2 혐기누상조 (10), 접촉통기조 (14), 또는 침전조 (19) 와 같이 탱크 (1) 내의 다른 조에 설치되어도 된다. 또한, 전해유닛는 탱크 (200) 외에 유입구 (6) 나 배수구 (23) 에 인접하도록 설치되어도 된다. 단, 본 실시 형태에서는, 전해유닛와 인 회수유닛 (160) 는 공잡물 제거조이기도 한 제 1 혐기누상조 (5) 에 설치된 경우, 보다 현저하게 인 회수유닛 (160) 의 효과를 발휘할 수 있다. 전해유닛가 인 회수유닛 (160) 없이 제 1 혐기누상조 (5) 에 설치된 경우가, 전해유닛가 동 조건에서 다른 조에 설치된 경우보다도 난용성인 금속염을 단품으로 회수하는 것이 곤란하다고 생각되기 때문이다.

[제 10 실시 형태]

먼저, 도 24A 를 참조하여 생활 잡배수는 먼저 침전분리조 (601) 에 도입된다. 침전분리조 (601) 에서는 주로 오수의 혐기분해가 행해진다.

침전분리조 (601) 내의 오수는 회전판 접촉조 (602) 에 도입된다. 회전판 접촉조 (602) 에서는 주로 오수의 호기분해가 행해진다. 그리고, 회전판 접촉조 (602) 에서는 호기성 세균의 증식에 사용되는 호기누상이 회전되고 있다.

회전판 접촉조 (602) 내의 오수는 침전조 (603) 에 도입된다. 침전조 (603) 는 오수에 포함되는 오니를 액체와 분리하기 위해 설치되어 있다. 그리고, 침전조 (603) 에서, 침전한 오니는 주지된 수단에 의해 침전분리조 (601) 에 반송된다.

침전조 (603) 내의 오수는 중간유량 조정조 (604) 에 도입된다. 중간유량 조정조 (604) 는 후술하는 전해조 (605) 에 도입되는 오수의 유량을 조정하기 위해 설치되어 있다.

중간유량 조정조 (604) 내의 오수는 전해조 (605) 에 도입된다. 전해조 (605) 는 오수내의 소정의 성분과 반응시키기 위한 금속이온을 전극의 전기분해에 의해 발생시키기 위한 조이다. 그리고, 전해조 (605) 의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.

전해조 (605) 내의 오수는 응집조 (606) 에 도입된다. 응집조 (606) 는 주로 전해조 (605) 에서 발생한 금속이온을 오수내의 소정의 성분과 반응시켜 프록을 형성시키기 위해 설치되어 있다. 즉, 응집조 (606) 내에서 금속이온과 오수내의 소정의 성분이 반응한다. 전해반응으로 예컨대 철이온이 용출한 경우, 상기한 식 (4) 에 따른 반응이 생긴다고 생각된다.

또, 응집조 (606) 에서는 금속이온의 존재하에서 물에 용해되지 않고 부유되어 있는 입자 (소위 「SS」) 의 프록도 형성된다. 응집조 (606) 에서는 프록형성을 위해 적당히 교반되는 것이 바람직하다.

응집조 (606) 내의 오수는 상기 반응의 결과 생긴 프록과 함께 응집침전조 (607) 에 도입된다. 응집침전조 (607) 는 응집조 (606) 에서 생긴 프록을 침강시키기 위해 설치되어 있다.

응집침전조 (607) 내의 오수는 소독조 (608) 에 도입된다. 소독조 (608) 에는 염소계 등의 약품이 구비되어 있다. 소독조 (608) 는 이 약품에 의해 오수를 소독하기 위해 설치되어 있다. 그리고, 소독조 (608) 내의 오수는 하천 등에 방류된다. 그리고, 오수에는, 인은 인산이나 유기 인으로서 존재하는데, 소독조 (608) 로부터 방류되는 오수는 토털의 인 농도가 1 ㎎/L 이 되어 있다.

도 24B 에 나타낸 처리는 도 24A 에 나타낸 전해조 (605) 및 응집조 (606) 대신에 응집조 (615) 를 설치하고, 이 응집조 (615) 내에서 금속이온을 발생시키고, 또한 금속이온과 오수중의 소정의 성분을 반응시켜 프록을 형성시키는 것이다.

그리고, 도 24A 및 도 24B 에서, 침전분리조 (601), 회전판 접촉조 (602) 및 침전조 (603) 를 파선 (R) 으로 둘러싸고 있다. 파선 (R) 으로 둘러싼 범위내에서 행해지는 처리는 도 25 에 나타낸 바와 같이 변경되어도 된다.

도 25 를 참조하여 침전분리조 (601) 내의 오수는 접촉통기조 (620) 에 도입된다. 접촉통기조 (620) 에서는 주로 호기성 세균에 의해 오수의 호기분해가 행해진다. 그리고, 접촉통기조 (620) 에서는 회전판 접촉조 (602) (도 24A 및 도 24B 참조) 와는 달리 호기누상이 회전하는 일은 없다.

접촉통기조 (620) 내의 오수는 침전조 (603) 에 도입된다. 그리고, 접촉통기조 (620) 에서, 호기누상에 부착하여 통기에 의해 박리된 오니나 생물막은 주지된 수단에 의해 침전분리조 (601) 및 침전조 (603) 에 반송된다.

이하에, 도 24A 에 나타낸 플로차트에 따른 처리를 행하기 위한 장치로서 본 발명의 제 10 실시 형태를 나타낸다. 그리고, 도 24B 에 나타낸 플로차트에 따른 처리를 행하기 위한 장치는 본 발명의 제 11 실시 형태로서 후술한다.

본 실시 형태의 응집침전장치는 적어도 도 24A 에 나타낸 전해조 (605), 응집조 (606) 및 응집침전조 (607) 를 포함하는 것이다.

도 26 은 본 실시 형태의 응집침전장치를 포함하는 합병정화조의 일부분의 외관을 나타내는 도면이다. 소정의 수조로부터 배관 (11) 을 통해 중간유량 조정조 (604) 에 오수가 도입된다. 또, 중간유량 조정조 (604) 로부터 배관 (12) 을 통해 전해조 (605) 에 오수가 도입된다. 또한, 전해조 (605) 로부터 배관 (13) 을 통해 응집조 (606) 에 오수가 도입된다. 또, 도시는 생략했지만, 응집조 (606) 로부터는 소정의 배관을 통해 응집침전조 (607) 에 오수가 도입된다. 응집침전장치에서 각 조에서의 오수의 체류시간은, 예컨대 각 조의 용량을 조정함으로써 조정된다.

도 27 은 도 26 의 전해조 (605) 의 분해사시도이다. 전해조 (605) 는 주로 케이스 (650) 와, 전극고정판 (653) 과, 복수의 전극쌍 (651) 과, 덮개 (652) 로 구성된다.

케이스 (650) 는 케이스 지지체 (600) 에 의해 지지된다. 또, 케이스 (650) 에는 그 측면에 오수유입구멍 (650A) 및 오수유출구멍 (650B) 이 형성되어 있다. 케이스 (650) 에서는 오수유입구멍 (650A) 으로부터 오수가 유입하고, 오수유출구멍 (650B) 으로부터 오수가 유출한다.

케이스 (650) 의 내부에는 산기관 (654) 이 설치되어 있다. 산기관 (654) 은 케이스 (650) 의 외부에 있는 소정의 펌프로부터 공기가 도입된다. 또, 산기관 (654) 에는 적당히 소구멍이 형성되어 있다. 이에 의해, 산기관 (654) 은 케이스 (650) 내부에 기포를 방출할 수 있다.

전극고정판 (653) 및 전극쌍 (651) 은 케이스 (650) 내에 수납된다. 전극쌍 (651) 은 각각 지지체 (710) 를 포함하며, 이 지지체 (710) 에는 각각 판형상의 2 장의 전극 (711, 712) 이 장착되어 있다. 전극고정판 (653) 에는 전극 (711, 712) 을 끼워 맞추기 위한 구멍 (731 ∼ 736) 이 형성되어 있다. 케이스 (650) 내에서는 상기 구멍 (731 ∼ 736) 에 전극 (711, 712) 이 끼워 맞춰짐으로써 각 전극쌍 (651) 의 지지체 (710) 는 전극고정판 (653) 의 상면과 맞닿아 있다. 각 전극쌍 (651) 은 전해조 (605) 의 외부의 전원과 전극 (711, 712) 을 접속하기 위한 커넥터 (719C) 를 구비하고 있다.

전극쌍 (651) 및 전극고정판 (653) 을 수납한 케이스 (650) 의 상면에 덮개 (652) 가 덮인다.

전극 (711, 712) 의 어느 하나는 철 또는 알루미늄 등의 금속에 의해 구성된다. 그리고, 전해조 (605) 는 각 전극쌍 (651) 에서의 전극 (711, 712) 의 어느 하나의 전기분해 (적당히 전해라고 약칭) 반응에 의해 오수중에 철이온이나 알루미늄이온 등의 금속이온을 공급할 수 있다. 전극쌍 (651) 이 케이스 (650) 에 수납되었을 때, 전극 (711, 712) 의 표면의 부착물은 산기관 (654) 의 소구멍으로부터 방출되는 기포에 의해 제거된다.

여기에서, 전극쌍 (651) 의 구조에 대하여 도 28 및 도 29 를 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 28 은 전극쌍 (651) 의 사시도이다. 또, 도 29 는 전극쌍 (651) 을 일부 파단한 경우의 사시도이다.

전극쌍 (651) 은 전극 (711, 712) 의 2 장의 금속판을 포함한다. 이 금속판은, 예컨대 철이나 알루미늄으로 이루어진다. 또, 전극쌍 (651) 은 지지체 (710) 를 포함한다. 지지체 (710) 의 상부에는 손잡이 (710A) 가 장착되어 있다. 지지체 (710) 의 좌측면에는 커버 (713) 가 장착되어 있다. 상세하게는, 커버 (713) 에는 6 개의 나사구멍이 형성되며, 각각의 나사구멍이 소정의 나사로 나사고정됨으로써 커버 (713) 가 지지체 (710) 의 좌측면에 장착된다. 커버 (713) 에는 너트 (711A, 711B) 에 의해 전극 (711) 이 장착된다. 그리고, 상기한 나사구멍에는 나사구멍 (713A, 713B (도 30 참조), 713C, 713D, 713E) 이 포함된다. 또, 상기한 소정의 나사에는 도 30 에 나타낸 나사 (717A, 717B, 717C, 717D) 가 포함된다.

지지체 (710) 의 상부 후측에는 가이드 (719D) 가 장착되며, 가이드 (719D) 로부터 지지체 (710) 의 상측을 향해 배선 (719) 이 돌출되어 있다. 가이드 (719D) 는 원통형상이며, 배선 (719) 은 가이드 (719D) 의 내부에 통해 있다. 배선 (719) 의 일단에는 커넥터 (719C) 가 접속되어 있다.

배선 (719) 의 가이드 (719D) 보다 앞 (하측) 에 있는 부분으로부터 타단까지는 지지체 (710) 와 커버 (713) 가 조합된 것에 내장된다. 그리고, 배선 (719) 은 복수의 배선 (후술하는 배선 (719A) 을 포함) 을 내포하고 있다. 그리고, 배선 (719) 의 타단은 내포된 복수의 배선의 각각에 후술하는 단자 (718) (도 30 참조) 등의 단자가 장착된 상태가 되어 있다.

여기에서, 도 30 및 도 31 에, 전극쌍 (651) 의 부분적인 일부 파단된 분해사시도를 나타낸다. 그리고, 도 31 에서는 편의상 배선 (719), 커넥터 (719C), 배선 (719A) 및 단자 (718) 를 생략하고 있다.

도 30 및 도 31 을 추가로 참조하여 커버 (713) 와 지지체 (710) 의 사이에는 철이나 스테인리스 등으로 이루어지는 전극고정용 지그 (715, 716) 가 구비되어 있다. 전극고정용 지그 (715, 716) 는 도전체로서, 부식하기 어려운 재료로 구성되는 것이 바람직하다.

전극고정용 지그 (715) 는 돌기부 (715A, 715B) 가 형성된 판체이다. 돌기부 (715A, 715B) 는 커버 (713) 에 형성된 구멍을 관통할 수 있도록 구성되어 있다. 전극 (711) 은 너트 (711A, 711B) 에 의해 돌기부 (715A, 715B) 와 전기적으로 접속되도록 장착된다.

지지체 (710) 의 중앙으로부터 약간 후측으로서, 전극고정용 지그 (715) 와 전극고정용 지그 (716) 의 사이에는 단자 (718) 가 구비되어 있다. 단자 (718) 는 배선 (719A) 의 말단을 구성하고 있다. 배선 (719A) 은 배선 (719) 에 내포되는 복수의 배선중의 하나이다.

단자 (718) 는 전극고정용 지그 (715) 가 커버 (713) 에 장착되고, 또한 커버 (713) 가 지지체 (710) 에 장착되었을 때, 돌기부 (715A) 와 접촉하는 위치에 배치되어 있다. 이에 의해, 전극 (711) 은 돌기부 (715A) 를 통해 단자 (718) 와 전기적으로 접속된다.

그리고, 전극고정용 지그 (716) 에도 돌기부 (715A, 715B) 와 동일한 돌기부가 형성되어 있다. 이 돌기부는 지지체 (710) 의 좌측면상에 돌출되어 있다. 또, 지지체 (710) 의 중앙으로부터 약간 앞측으로서, 전극고정용 지그 (715) 와 전극고정용 지그 (716) 의 사이에는 단자 (718) 와는 다른 단자가 구비되어 있다. 여기에서 말하는 다른 단자는 배선 (719) 에 내포되는 복수의 배선중의 배선 (719A) 과는 다른 배선의 말단을 구성하고 있다. 그리고, 이 다른 단자는 전극고정용 지그 (716) 에 형성된 돌기부에 전기적으로 접속되며, 이 돌기부는 전극 (712) 에 접속된다. 이에 의해, 상기 다른 단자와 전극 (712) 이 전기적으로 접속된다.

도시는 생략했지만, 전극고정용 지그 (715) 와 전극고정용 지그 (716) 의 사이로서, 상기 단자와 단자 (718) 의 사이에는 절연체가 구비되어 있다. 이에 의해, 지지체 (710) 와 커버 (713) 가 조합된 것의 내부에서 전극 (711) 과 전극 (712) 이 단락하는 것을 확실하게 회피할 수 있다.

전극고정용 지그 (715) 는 나사 (714A, 714B, 714C) 에 의해 커버 (713) 에 나사고정된다. 또, 전극고정용 지그 (716) 는 나사 (714D, 714E, 714F) 에 의해 지지체 (710) 에 나사고정된다.

지지체 (710) 와 커버 (713) 의 사이로서, 커버 (713) 가 나사고정되는 장소보다도 외측에는 패킹 (710B) 이 설치되어 있다. 또, 지지체 (710) 와 전극고정용 지그 (716) 의 사이로서, 전극고정용 지그 (716) 가 나사고정되는 장소보다도 외측에는 패킹 (710C) 이 설치되어 있다. 또한, 커버 (713) 와 전극고정용 지그 (715) 의 사이로서, 전극고정용 지그 (715) 가 나사고정되는 장소보다도 외측에는 패킹 (710C) 과 동일한 패킹이 설치되어 있다.

이에 의해, 지지체 (710) 와 커버 (713) 가 조합된 경우, 지지체 (710) 와 커버 (713) 는 내부에 물이 들어가지 않도록 단자 (718) 및 상기 다른 단자를 내장할 수 있다.

전극쌍 (651) 을 구비한 전해조 (605) 에서는 상기한 금속이온을 공급할 수 있다. 전해조 (605) 에서 공급된 금속이온은 오수와 함께 응집조 (606) 에 보내진다.

전해조 (605) 에서 발생한 금속이온은 응집조 (606) 에서 오수와 반응한다. 응집조 (606) 에서는 금속이온과 오수가 반응하여 인의 금속염 등의 프록이 형성된다. 이 프록은 오수와 함께 응집침전조 (607) 에 보내지며, 이 응집침전조 (607) 에서 침강한다.

이상 설명한 본 실시 형태에서는 응집조 (606) 에 의해 질소제거처리후의 오수를 금속이온과 반응시키고, 이 반응에서 생긴 침전물을 응집시키기 위한 제 1 조 (60) 가 구성되어 있다. 또, 응집침전조 (607) 에 의해 제 1 조로부터 오수가 도입되며, 상기 제 1 조에서의 응집물을 침강시키기 위한 제 2 조가 구성되어 있다. 또한, 전해조 (605) 에 의해 전극을 전기분해함으로써 제 1 조에 금속이온을 공급하는 전해조가 구성되어 있다.

이상 설명한 본 실시 형태에서는 오수와 반응시키는 금속이온이 전극의 전해반응에 의해 공급된다. 이에 의해, 응집제를 오수에 첨가함으로써 금속이온이 공급되는 경우와 비교하여 안전하게 금속이온을 공급할 수 있다는 이점이 있다. 응집제 및 응집을 위해 첨가되는 pH 조정제는 산 또는 알칼리의 약제이므로 위험하기 때문이다.

또, 오수에 응집제를 첨가하는 경우와 비교하여 오수의 pH 를 조정할 필요가 없으므로, 보다 용이하게 금속이온과 오수를 반응시킬 수 있다는 이점도 있다.

또한, 오수에 응집제를 첨가하는 경우와 비교하여 응집제를 스톡해 둘 스페이스가 필요 없다는 이점도 있다.

또, 전극쌍 (651) 에서의 전해반응은 용출하는 철이온 또는 알루미늄이온의 농도가 처리수중의 인의 몰 농도의 1 ∼ 4 배가 되도록 행해진다. 그리고, 상기 전해반응은 철이온 또는 알루미늄이온의 농도가 바람직하게는 처리수중의 인의 몰 농도의 2.5 ∼ 3.5 배 정도, 더욱 바람직하게는 3.0 배 정도가 되도록 제어된다. 이 때문에, 전해반응에서 전극에서의 전류밀도는 0.1 mA/㎠ 이상이 되도록 제어되며, 대부분의 경우, 0.3 mA/㎠ 정도가 되도록 제어된다.

이와 같이, 전극에서의 전류밀도가 제어됨으로써 전극표면의 산화물 피막이나 유기성 부착물의 생성을 방지할 수 있고, 또한 이들을 제거할 수 있다고 생각된다. 애노드측의 전극으로 생성된다고 생각되는 수산화 철이나 유기성 부착물을 캐소드측에서 발생하는 수소가스나 산기관 (654) 에 의한 통기에 의해 제거할 수 있다고 생각되기 때문이다. 따라서, 상기 전해반응에서의 전류밀도가 너무 낮은 경우에는 캐소드측에서 발생하는 수소가스량이 낮아 충분히 애노드측의 부착물을 제거할 수 없다고 생각된다. 그리고, 전해유닛에서의 산기관 (654) 의 통기량은 15 L/min 정도가 된다.

예컨대, 본 발명의 응집침전장치를 포함하는 합병정화조에 하루에 유입되는 생활배수의 양을 10 톤으로 한 경우, 전극 (711, 712) 에 흐르는 전류는 12.3 A 정도로 제어된다. 이에 의해, 전극쌍 (651) 에서의 전해반응에 의해 철이온 또는 알루미늄이온의 농도가 처리수중의 인의 몰 농도의 3.0 배 정도가 된다고 생각된다. 각 전극에서의 전류밀도는 각 전극의 침수면적을 변화시킴으로써 제어할 수 있다. 또, 각 전극쌍 (651) 에서, 전극 (711) 과 전극 (712) 의 간격은 25 ㎜ 정도가 되며, 전극 사이의 전압은 항상 모니터된다. 또한, 각 전극의 극성은 소정 시간 (예컨대 24 시간) 마다 반전시키는 것이 바람직하다.

응집조 (606) 에서의 오수의 체류시간은 통상 20 분 이상이 된다. 또, 응집침전조 (607) 에서의 오수의 체류시간은 통상 3 시간 이상이 된다.

그리고, 전해조 (605) 의 체류시간은 본 실시 형태에서는 3 분 이상이 되는 것이 바람직하다. 이 체류시간에 대한 조건은 전해조 체류시간 결정을 위한 실험의 결과에 기초하고 있다. 여기에서, 상기 실험에 대하여 설명한다.

[전해조 체류시간 결정을 위한 실험]

1) 실험방법

인공액 중에서 통기를 하면서 철의 전기분해를 소정 시간 행한 후, 이 인공액을 침강측정기구 (도 32 참조) 에 옮겨 인공액의 여러 가지의 깊이에서의 인의 제거율을 구하였다.

인공액이란, 응집조 (615) 에 통상 도입되는 오수와 거의 동일한 조성을 갖도록 인공적으로 합성된 액체이다. 인공액의 조성을 표 1 에 나타낸다.

인공액의 성분농도

물질명	농도 (㎎/l)
MgSO4ㆍ7H2O	5
KCl	6
Na2HPO4ㆍ12H2O	58
CaCl2ㆍ2H2O	6
FeCl3ㆍ6H2O	1
NaNO3	41
NaHCO3	79

또, 본 실험에서, 인공액 중에서의 철의 전기분해는 3 L 의 전해조를 4 기 사용하고, 각 전해조에서 3.5 L/min 의 송풍량으로 통기하면서 행해졌다. 이 전기분해에서는 전극에 흘리는 전류량을 제어함으로써 인공액중의 철이온의 몰수를 제어하였다. 예컨대, 인공액중의 철이온의 몰수를 인의 몰수의 약 2.5 배, 약 3.0 배로 하기 위해서는 각 전해조에서 전극에 각각 1.30 A, 1.55 A 의 전류가 흘렀다.

도 32 를 참조하여 침강측정기구 (700) 는 통형상이며, 용액을 수용할 수 있는 수용부 (790) 로 주로 구성된다.

또, 수용부 (790) 는 그 측면에 수용부 (790) 의 여러 가지의 깊이로 존재하는 용액을 추출할 수 있는 용액추출부 (791 ∼ 796) 를 구비하고 있다. 용액추출부 (791, 792, 793, 794, 795, 796) 에서는 각각 수면으로부터 0.3 m, 0.5 m, 0.7 m, 0.9 m, 1.1 m, 1.3 m 의 깊이에 있는 용액을 추출할 수 있다.

2) 실험결과

도 33 에, 전해조에서 3 분간 철의 전해를 행한 후, 이 전해조내의 인공액을 침강측정기구 (700) 에 옮기고, 급속교반 (150 r.p.m 에서의 10 분간의 교반) 과 지속교반 (60 r.p.m 에서의 10 분간의 교반) 을 행한 경우의 침강측정기구 (700) 의 여러 가지의 깊이에서의 인의 제거율을 나타낸다. 그리고, 이번의 3 분간의 전해에서는 전극으로의 통전량은 용출하는 철이온의 몰수가 인공액에 포함되는 인의 몰수의 2.5 배가 되도록 제어되었다.

도 33 에서,는 침강측정기구 (700) 에서의 응집물의 침강시간을 1.5 시간으로 한 경우의 인의 제거율을 나타낸다. 그리고, 도 33 에서,,는 각각 응집물의 침강시간을 3.0 시간, 4.0 시간으로 한 경우의 인의 제거율을 나타낸다. 그리고, 이하에 나타내는 도 34 ∼ 도 36 에서도,,는 각각 응집물의 침강시간을 1.5 시간, 3.0 시간, 4.0 시간으로 한 경우의 인의 제거율을 나타낸다.

인의 제거율 (Rp) 은 인공액의 인의 초기농도를 Cs, 침강시간 경과후의 인공액에서의 각 깊이의 인 농도를 Cd 로 하여 하기 식 (5) 에 따라 산출하였다.

Rp = ｛(Cs-Cd)/Cs｝×100 …(5)

또, 도 33 에서, 인의 제거율이 측정된 깊이는 용액추출부 (791 ∼ 796) 에서 추출할 수 있는 각 깊이와, 수면으로부터 0.05 m 의 깊이 (도 32 에 점 P 로 나타냄) 이다. 0.05 m 란, 침강측정기구 (700) 의 상징(上澄) 부분이라고 생각되는 깊이이다.

도 33 을 참조하여 인의 제거율은 얕은 부분일수록 상승되어 있다. 또, 응집물의 침강시간을 3.0 시간 이상으로 하면, 인의 제거율은 어느 깊이에서도 60 % 또는 그것에 가까운 값이 되어 있다.

그리고, 합병정화조에서는, 일반적으로 응집조에서는 20 분 정도의 확산이 행해지고, 또 응집침전조에서의 침강시간은 최저 3 시간이 된다.

그리고, 본 실험에서, 동량의 철이온을 용출하는 전해의 시간을 3 분보다 단시간으로 한 경우에는, 침강측정기구 (700) 에서의 침강시간을 3 시간 이상으로 해도 각 깊이에서의 인의 제거율은 도 33 에 나타낸 것보다도 상당히 낮은 값이었다. 또한, 상기 전해를 3 분보다 길게 행해도 각 깊이에서의 인의 제거율은 도 33 에 나타낸 것에 대하여 크게 윗도는 일은 없었다.

이것으로부터, 전해의 시간, 즉 본 실시 형태의 전해조 (605) 에서의 오수의 체류시간은 3 분 이상으로 하면 된다고 생각된다.

3) 응집조에서의 교반의 유무의 검토

도 34 에, 도 33 의 결과가 얻어진 실험조건으로부터 침강측정기구 (700) 에서의 교반 (급속교반 및 지속교반) 만을 생략한 경우의 각 깊이에서의 인의 제거율을 나타낸다.

도 34 를 참조하여 교반이 생략되면, 침강시간이 4.0 시간의 경우에는 상징에서만 인의 제거율은 60 % 가까운 값이 되어 있는데, 그 이외의 경우에는 인의 제거율은 40 % 정도가 되어 있다. 또, 침강시간이 3.0 시간의 경우에는 상징으로부터 깊이 0.5 m 정도까지는 인의 제거율이 40 % 정도가 되어 있는데, 그 이외의 경우에는 인의 제거율이 35 % 정도가 되어 있다. 또한, 침강시간이 1.5 시간의 경우에는 상징에서는 인의 제거율이 40 % 정도가 되어 있는데, 깊이 0.3 m ∼ 0.7 m 에서는 20 % 정도, 깊이 0.9 m, 1.1 m 에서는 15 % 정도, 깊이 1.3 m 에서는 인은 거의 제거되어 있지 않다는 결과가 얻어졌다.

즉, 도 34 에 나타낸 결과를 도 33 에 나타낸 결과와 비교하면, 침강측정기구 (700) 에서 교반을 행하지 않으면, 인의 제거율이 현저하게 저하되게 된다.

이것으로부터, 인의 금속염이나 SS 의 프록을 형성시키는 장치, 즉 본 실시 형태의 응집조 (606) 에서는 교반이 행해짐으로써 보다 확실하게 오수중의 인이나 SS 를 제거할 수 있다고 생각된다.

4) 오수중의 인의 몰수와, 전해에서 용출시키는 철이온의 몰수의 관계의 검토

도 35, 도 36 에, 도 33, 도 34 의 결과가 얻어진 실험조건으로부터, 전해조에서 용출시키는 철이온의 몰수를 인공액중의 인의 몰수의 2.5 배로부터 3.0 배로 변경한 경우의 각 깊이의 인에서의 제거율을 나타낸다. 즉, 도 35 에 나타낸 결과는 침강측정기구 (700) 에서 교반 (급속교반 및 지속교반) 이 행해진 경우의 결과이며, 도 36 에 나타낸 결과는 침강측정기구 (700) 에서 교반이 행해지지 않았던 경우의 결과이다.

도 35 및 도 36 을 참조하여 전체적으로 침강측정기구 (700) 에서 인공액이 교반된 것이 교반되지 않았던 경우보다도 인의 제거율은 높아져 있다.

그러나, 침강측정기구 (700) 에서의 교반의 유무에 관계없이, 침강시간이 3 시간 이상이 되면, 상징에서는 인의 제거율은 80 % 정도, 또 그 이외에서도 70 % 정도가 되어 있다.

이것으로부터, 철이온의 몰수가 인의 몰수의 3.0 배가 되도록 전극의 전해가 행해지면, 응집조 (606) 에서의 교반의 유무에 관계없이, 인을 70 ∼ 80 % 의 고효율로 제거할 수 있다고 생각된다.

[제 11 실시 형태]

도 24B 에 나타낸 플로차트에 따른 처리를 행하기 위한 장치로서 본 발명의 제 11 실시 형태를 나타낸다.

본 실시 형태의 응집침전장치는 적어도 도 24B 에 나타낸 응집조 (615) 및 응집침전조 (607) 를 포함하는 것이다. 그리고, 제 10 실시 형태의 오수처리장치와 비교하면, 도 26 에 나타낸 전해조 (605) 가 생략되고, 응집조 (606) 가 응집조 (615) 로 변경되고, 또한 배관 (12) 을 통해 중간유량 조정조 (604) 로부터 응집조 (615) 로 직접 오수가 도입되는 것으로 할 수 있다.

그리고, 본 실시 형태의 응집조 (615) 는 전해유닛를 수용한다. 전해유닛란, 전기분해에 의해 금속이온을 공급하는 유닛를 말하며, 상기한 전극쌍 (651) (도 27 ∼ 도 31 참조) 을 포함하는 것을 말한다. 여기에서, 응집조 (615) 에 수용되는 전해유닛의 구성을 도 37 을 참조하면서 설명한다. 도 37 은 응집조 (615) 에 수용되는 전해유닛의 분해사시도이다.

전해유닛는 전극쌍 (651), 전극고정부재 (752), 플랜지 (753) 및 케이스 (750) 로 주로 구성된다.

케이스 (750) 는 바닥이 없는 중공체이다. 플랜지 (753) 는 케이스 (750) 의 상단에 장착된다. 전극고정부재 (752) 는 플랜지 (753) 의 상면에 장착된다. 그리고, 전극고정부재 (752) 의 중앙에는 전극고정용 구멍 (755) 이 형성되어 있다. 전극고정용 구멍 (755) 의 외주 부분은 전극 (711, 712) 의 단부를 끼워 맞추는 형상을 갖고 있다. 그리고, 응집조 (615) 내에서는, 전극쌍 (651) 은 지지체 (710) 를 전극고정부재 (752) 보다도 상측에, 전극 (711, 712) 을 전극고정부재 (752) 보다도 하측에 위치하도록 고정된다. 또, 전극쌍 (651) 의 커넥터 (719C) 는 적당히 응집조 (615) 외의 소정의 전원에 접속된다.

응집조 (615) 에서 발생한 금속이온은 이 응집조 (615) 에서 오수와 반응한다. 응집조 (615) 에서는 금속이온과 오수가 반응하여 인의 금속염이나 SS 의 프록이 생긴다. 이 프록이 오수와 함께 응집침전조 (607) 에 보내지며, 이 응집침전조 (607) 에서 응집한다.

이상 설명한 본 실시 형태에서는 응집조 (615) 에 의해 질소제거처리후의 오수를 금속이온과 반응시키고, 이 반응에서 생긴 침전물을 응집시키기 위한 제 1 조가 구성되어 있다. 또, 응집침전조 (607) 에 의해 제 1 조로부터 오수가 도입되며, 당해 제 1 조에서의 응집물을 침강시키기 위한 제 2 조가 구성되어 있다.

또, 제 10 실시 형태에서 기술한 바와 같이, 전극이 설치되는 조에서의 오수의 체류시간은 적어도 3 분이 된다. 따라서, 본 실시 형태에서는 응집조 (615) 에서의 오수의 체류시간은 적어도 3 분이 되는 것이 바람직하다.

이번에 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시된 것으로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타나며, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

본 발명은, 확실하게 인 화합물을 처리수로부터 제거할 수 있는 오수처리장치 및 응집침전장치를 제공할 수 있다.

또, 보다 많은 인 화합물을 리사이클 가능한 상태로 회수할 수 있다.

또한, 오수중의 인 등의 소정 성분을 안전하게 응집할 수 있는 오수처리장치 및 응집침전장치를 제공할 수 있다.

Claims (17)

1. 오수를 처리하는 오수처리장치로서,

   오수를 수용하는 오수처리부 (61) 를 포함하며,

   상기 오수처리부는 자기부재로 이루어지는 흡착수단 (61A) 을 구비하는 오수처리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 오수처리부는 활성 오니(汚泥)를 수용하는 활성 오니조 (81) 와, 상기 활성 오니조내의 처리수를 여과하기 위한 필터 (97) 를 구비하며,

   상기 흡착수단 (97A) 은 상기 필터 (97) 의 근방에 설치되는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 흡착수단 (97A) 은 상기 필터 (97) 와 일체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오수처리부 (61) 에 철이온 또는 알루미늄이온을 공급하는 이온공급부 (70) 를 추가로 포함하며,

   상기 오수처리부 (61) 는 상기 이온공급부 (70) 에 있어서 공급된 철이온 또는 알루미늄이온과 처리수가 반응함으로써 생기는 응집물을 침전시키기 위한 침전조 (67) 를 구비하며,

   상기 흡착수단 (67A) 은 상기 침전조내에 설치되는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 이온공급부 (70) 는 처리수에 잠기는 전극 (71, 72) 과, 처리수에 잠기지 않고 상기 전극을 지지하는 전극지지부 (71A, 72A) 와, 상기 전극과 전원을 접속하기 위한 배선 (73A) 을 구비하며,

   상기 배선 (73A) 은 상기 전극지지부 (71A, 72A) 와 일체적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 전극지지부 (450) 는 상기 전극이 끼워 맞춰지는 노치부 (451) 가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
7. 전극 (51, 52) 을 구비한 전해유닛 (51 ∼ 54) 를 포함하며, 상기 전해유닛 (51 ∼ 54) 에서 상기 전극 (51, 52) 을 전기분해함으로써 처리수중의 인 성분을 물에 난용성(難溶性)인 금속염으로 하여 석출시키는 오수처리장치 (200) 로서,

   상기 전해유닛 (51 ∼ 54) 은 상기 전극의 측면만을 덮는 케이스 (54) 를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 전해유닛 (51 ∼ 54) 는 상기 케이스에 둘러싸이는 공간을 교반하기 위한 교반수단 (53) 을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   혐기성(嫌氣性) 미생물이 존재하는 혐기조 (5, 10) 와,

   호기성(好氣性) 미생물이 존재하는 호기조 (14) 와,

   오니를 침전시키는 침전조 (19) 를 추가로 포함하며,

   상기 전해유닛 (51 ∼ 54) 는 상기 혐기조 (5, 10), 상기 호기조 (14) 또는 상기 침전조 (19) 의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
10. 전극을 구비한 전해유닛 (51, 52, 59) 를 포함하며, 당해 전해유닛 (51, 52, 59) 에서 상기 전극 (51, 52) 을 전기분해함으로써 처리수중의 인 성분을 물에 난용성인 금속염으로 하여 석출시키는 오수처리장치 (200) 로서,

    상기 금속염을 선택적으로 회수하기 위해 상기 전해유닛 (51, 52, 59) 의 하류측에 당해 전해유닛 (51, 52, 59) 에 인접하여 설치된 회수유닛 (160) 를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 회수유닛 (160) 는 상기 금속염을 포착하기 위한 흡착재 (165) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    생활 잡배수가 유입하는 유입조 (5) 를 추가로 포함하며,

    상기 전해유닛 (51, 52, 59) 및 상기 회수유닛 (160) 를 상기 유입조 (5) 내에 설치하는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    혐기성 미생물이 존재하는 혐기조 (5, 10) 와,

    호기성 미생물이 존재하는 호기조 (14) 와,

    오니를 침전시키기 위한 침전조 (19) 를 추가로 포함하며,

    상기 전해유닛 (51, 52, 59) 및 상기 회수유닛 (160) 를 상기 혐기조 (5, 10), 상기 호기조 (14) 및 상기 침전조 (19) 외에, 또한 상기 혐기조 (5, 10), 상기 호기조 (14) 및 상기 침전조 (19) 에서 처리된 후의 오수가 유입되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
14. 질소제거처리후의 오수를 금속이온과 반응시키고, 이 반응에서 생긴 침전물을 응집시키기 위한 제 1 조 (606) 와, 상기 제 1 조 (606) 로부터 오수가 도입되며, 상기 제 1 조 (606) 에서의 응집물을 침강시키기 위한 제 2 조 (607) 를 포함하는 응집침전장치로서,

    상기 제 1 조 (606) 의 상류측에 접속되고, 전극 (711, 712) 을 구비하며, 당해 전극 (711, 712) 을 전기분해함으로써 상기 제 1 조 (606) 에 금속이온을 공급하는 전해조 (605) 를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 응집침전장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 전해조 (605) 는 오수가 적어도 3 분 체류하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응집침전장치.
16. 질소제거처리후의 오수를 금속이온과 반응시키고, 이 반응에서 생긴 침전물을 응집시키기 위한 제 1 조 (606) 와, 상기 제 1 조 (606) 로부터 오수가 도입되며, 상기 제 1 조 (606) 에서의 응집물을 침강시키기 위한 제 2 조 (607) 를 포함하는 응집침전장치로서,

    상기 제 1 조 (606) 는 전극 (711, 712) 을 구비하며, 상기 전극 (711, 712) 을 전기분해함으로써 당해 제 1 조 (606) 에 금속이온을 공급시킨 것을 특징으로 하는 응집침전장치.
17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전극 (711, 712) 은 소정의 전원으로부터 전력이 공급됨으로써 전기분해되고,

    상기 전극과 상기 소정의 전원을 접속시키는 배선과,

    상기 전극을 지지하는 전극지지부재 (710, 713) 를 추가로 포함하며,

    상기 전극지지부재 (710, 713) 는 상기 배선 (719) 의 적어도 일부를 내장한 것을 특징으로 하는 응집침전장치.