KR20010084760A - 침전지 내장형 고급 하폐수 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침전지 내장형 하폐수 처리방법에 관한 것으로, 유입된 하폐수를 혐기성미생물을 이용하여 혐기처리하게 된 혐기조(100); 상기 혐기조(100)에서 이송된 폐수를 침전슬러지와 상징수로 분리시키는 제1침전조(110); 상기 제1침전조(110)로부터 유입된 상징수를 질산화미생물을 이용하여 질산화시키는 질산화조(120); 상기 제1침전조(110)로부터 유입된 침전슬러지를 이용하여 상기 질산화조(120)로부터 유입된 처리수의 질산성질소를 탈질시키는 무산소조(130); 상기 무산소조(130)를 거친 처리수에 호기조건을 유지시키는 호기조(140); 상기 호기조(140)를 거친 처리수를 침전슬러지와 상징수로 분리시켜 상징수는 배출하고, 침전슬러지의 일부는 상기 혐기조(100)로 반송시키며 잉여슬러지는 배출하도록 된 제2침전조(150);로 이루어져 효율적으로 하폐수를 처리할 수 있게 된 것이다.

Description

침전지 내장형 고급 하폐수 처리방법{Wastewater treatment method using settling tank}

본 발명은 침전지 내장형 하폐수 처리방법에 관한 것으로, 특히 질소와 인의 처리효율이 높은 후처리공정을 선택하여 이 공정의 장점을 극대화 할 수 있게 구성된 하폐수 처리방법에 관한 것이다.

지금까지 개발된 하폐수의 질소와 인을 제거하기 위한 공정이 갖는 기술의문제점을 나열하면 다음과 같다.

전탈질(Predenitrification)공정을 주로 사용하여 유기물/질소비(C/N ratio)가 낮은 우리나라 하수실정에서는 높은 처리효율을 얻기가 다소 어려우며, 처리효율을 높이기 위해서는 외부탄소원(external carbon source), 예컨데 메탄올 등의 공급이 필요하다.

일부 공정의 경우, 내부반송(internal recirculation)이 필요하며 이런 경우 내부반송에 펌프시설 등이 별도로 필요하다. 따라서 운영비 및 초기 시설비 상승의 원인이 된다.

사용하는 공정이 매우 복잡한 경우가 많고(내부순환 및 외부순환 등), 운전에 상당한 어려움이 따른다. 또한 질소 및 인의 균형적이면서 안정적인 동시 제거가 어렵다.

일부공정(Bardenpho)의 경우 질소 및 인 제거효율이 90%정도로 우수하나, 체류시간이 24시간 정도로 매우 길게 운전하여야 한다.

또한 일부공정(Phostrip, PL 등)의 경우 슬러지가 과다발생하고 안정적인 인제거를 위해서는 약품주입이 필수적이다. 그리고 질소제거효율이 낮다.

이와 같은 기존의 처리공정은 통상 반송슬러지내 질산성질소 농도의 제어가 다소 어렵고 이럴 경우 인제거효율이 영향을 받게되어 안정적인 처리가 어렵다.

본 발명은 상기한 종래 처리방법의 제문제점을 해소할 수 있게 안출된 것으로, 혐기조와 질산화조, 무산소조, 호기조를 순차적으로 배치시켜 후탈질공법을 이용할 수 있게 하되, 침전조를 내장시켜 효율적으로 하폐수중의 질소와 인을 제거할 수 있게 된 침전지 내장형 고효율 하폐수처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

즉 본 발명의 목적은 유기물, 질소 및 인을 동시에 고효율로 제거하는 처리 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 침전지 내장형 하폐수 처리방법의 공정구성도,

도 2와 3은 각각 본 발명의 침전지 내장형 하폐수 처리방법의 또다른 공정구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 혐기조 110 : 제1침전조

120 : 질산화조 130 : 무산소조

140 : 호기조 150 : 제2침전조

160 : 산생성조

위의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다음의 구성을 갖는다.

유입된 오수나 하수 또는 폐수를 혐기성미생물을 이용하여 혐기처리하게 된 혐기조; 상기 혐기조에서 이송된 폐수를 침전슬러지와 상징수로 분리시키는 제1침전조; 상기 제1침전조로부터 유입된 상징수를 질산화미생물을 이용하여 질산화시키는 질산화조; 상기 제1침전조로부터 유입된 침전슬러지를 이용하여 상기 질산화조로부터 유입된 처리수의 질산성질소를 탈질시키는 무산소조; 상기 무산소조를 거친 처리수에 호기조건을 유지시키는 호기조; 상기 호기조를 거친 처리수를 침전슬러지와 상징수로 분리시켜 상징수는 배출하고, 침전슬러지의 일부는 상기 혐기조로 반송시키며 잉여슬러지는 배출하도록 된 제2침전조로 이루어져 있다.

무산소조의 탈질효율을 돕기 위해 별도로 산생성조를 추가하여 여기서 음식물쓰레기나 정화조폐액, 1차슬러지, 잉여슬러지를 산발효미생물을 이용하여 휘발성유기산으로 전환시켜 이 휘발성유기산이 무산소조로 공급될 수 있게 하면 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 하폐수 처리방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 혐기조(100), 제1침전조(110), 질산화조(120), 무산소조(130), 호기조(140), 제2침전조(150)로 배열된 본 발명의 구성도로서, 혐기조(100)는 오수가 유입되고 제일 후단의 제2침전조(150)에서의 침전슬러지중 일부가 반송되어 일차적으로 폐수가 혐기처리될 수 있게 되어 있다. 여기서는 유입수에 포함된 유기물을 이용하여 미생물내 인방출(Phosphorus release)을 도모한다.

이후의 제1침전조(110)에서는 혐기조로부터 유입된 MLSS를 침전슬러지와 상징수로 분리시키는 역할을 수행하는 것으로 후단의 질산화조(120)에서 상징수만을 질산화 시키도록 하여 질산화에 소모되는 동력비를 줄일 수 있게 한 것이다.

상기 질산화조(120)에서는 앞서 언급한 바와 같이 상기 제1침전조(110)에서 유출된 상징수만을 대상으로 질산화를 도모하는데, 이는 본 발명 기술의 핵심사항중의 하나이다. 상기 제1침전조(110)에서 MLSS가 넘어오는 것이 아니라 상징수만 넘어오므로 질산화에 필요한 미생물이 질산화조로 유입되기가 어려운 문제점을 회전원판(Rotating Bio Disc)공정, 살수여상공정(Trickling Filter), 호기성여상(Biological aerated filter), 질산화여상(Nitrification filter) 등의 여재를 이용하는 공법을 사용하는 것이 바람직하다.

여기서 질산화된 폐수는 후단의 무산소조(130)에서 잔류하는 질산성질소가 완전히 탈질되게 된다. 여기서는 탈질미생물과 동시에 탈인미생물을 탈질미생물로 이용토록 하고, 탈질에 필요한 미생물은 상기 제1침전조(110)에서 바이패스된 침전슬러지를 이용토록 구성되어 있다.

상기 무산소조(130)에서 탈질된 폐수를 바로 침전지에서 무산소조건 또는 혐기조건에서 침전분리시킬 경우 과잉섭취된 인방출이 일어날 수 있으므로 무산소조(130) 후단에 폭기시설이 된 호기조(140)를 설치하여 폐수에 호기조건을 부여하여 침전지에서 인방출을 억제할 수 있도록 한다. 또한 이 호기조(140)에서 추가적인 질산화가 이루어지도록 한다.

이후 제2침전조(150)에서 상기 호기조(140)를 거친 처리수중의 슬러지를 침전시켜 상징수는 배출시키고 침전된 슬러지는 상기 혐기조(100)로 반송시키는 한편 잉여슬러지는 배출시킨다.

이와 같은 구성의 하폐수 처리방법은 다음과 같은 특징과 장점을 가진다.

첫째, 후탈질공정(질산화조-무산소조)를 채택함으로서 안정적인 질소제거가 가능하다.

둘째, 무산소조(130)에서 탈인미생물(DPB)을 이용함으로써 탈질효율을 높일 수 있다.

세째, 호기조(140)에서 후폭기(post-aeration)를 통하여 침전지 하부에서 무산소 또는 혐기 조건 발생에 따른 인방출을 최대한 억제할 수 있다. 그리고 제2침전지(150)에서 슬러지부상(sludge rising) 현상에 의한 처리수질 악화를 방지할 수 있다.

네째, 제1침전조(110)에서 상징수와 침전슬러지를 분리하여 상징수만 질산화조(120)로 유입시켜 질산화시키므로 질산화효율을 향상시키고 동력비를 절감할 수 있다.

도 2와 도 3은 도 1의 구성에 산생성조(160)를 추가한 구성으로서, 도 2는 별도로 산생성조(160)를 두어 산생성조(160)에서 생성된 휘발성유기산이 무산소조(130)로 공급될 수 있게 한 구성이고, 도 3은 산생성조(160)에 제1침전조(110)의 침전슬러지 일부가 공급될 수 있게 배관을 구성한 것으로 산발효대상으로 침전슬러지가 사용될 수 있게 한 구성이다.

이와 같은 산생성조(160)는 후탈질에 필요한 유기물을 공급하기 위한 것으로, 무산소조(130)에서의 탈질에 유기물이 부족한 경우 유기물공급을 보조하는 역할을 수행한다. 이 산생성조(160)에서 음식물쓰레기, 정화조폐액, 1차슬러지 및 잉여슬러지 등에 포함된 유기물을 산발효미생물을 이용하여 분해가 용이한 유기물, 즉 휘발성유기산으로 전환시키는 역할을 수행토록 한다. 산생성조(160)에서 생성되는 휘발성유기산은 무산조조(130)에 공급토록 되어 있다.

이와 같은 산생성조(160)가 추가 설치됨으로써 본 발명은 상술한 특징 및 장점이외에 다음과 같은 특징 및 장점이 추가된다.

첫째, 탈질, 탈인에 필요한 유기물을 산생성조(160)를 통하여 조달함으로써 안정적인 처리효율의 유지가 가능하다.

둘째, 기존 하수처리장 및 신설하수처리장에서 슬러지 처리 및 처분을 위하여 혐기성소화조를 설치하는 경우가 많으므로, 산생성조(160)는 슬러지처리 및 처분에 기여함과 동시에 탈질 및 탈인에 필요한 유기물을 공급하는 추가적인 기능을 수행한다. 산생성조(160)에서 정화조폐액과 음식물쓰레기 등의 폐유기물을 유효하게 이용할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 침전지가 내장된 고효율 하폐수처리방법은 하폐수중의 유기물과 질소와 인을 후처리공정을 이용하여 효율적으로 처리할 수 있게 한다.

또한 이를 통해 기존 하수처리장의 성능개선을 도모할 수 있고, 하수처리효율 향상에 따라 수질오염을 방지할 수 있으며, 하천 유지용수의 확보가 용이해지고 수질개선효과에 있어서 신속성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 유입된 오수나 하폐수를 혐기성미생물을 이용하여 혐기처리하게 된 혐기조(100); 상기 혐기조(100)에서 이송된 하폐수를 침전슬러지와 상징수로 분리시키는 제1침전조(110); 상기 제1침전조(110)로부터 유입된 상징수를 질산화미생물을 이용하여 질산화시키는 질산화조(120); 상기 제1침전조(110)로부터 유입된 침전슬러지를 이용하여 상기 질산화조(120)로부터 유입된 처리수의 질산성질소를 탈질시키는 무산소조(130); 상기 무산소조(130)를 거친 처리수에 호기조건을 유지시키는 호기조(140); 상기 호기조(140)를 거친 처리수를 침전슬러지와 상징수로 분리시켜 상징수는 배출하고, 침전슬러지의 일부는 상기 혐기조(100)로 반송시키며 잉여슬러지는 배출하도록 된 제2침전조(150);로 이루어진 침전지 내장형 하폐수처리방법.
2. 제1항에 있어서, 음식물쓰레기나 정화조폐액, 1차슬러지, 잉여슬러지를 산발효미생물을 이용하여 휘발성유기산으로 전환시키는 산생성조(160)를 추가하여, 여기서 생성된 휘발성유기산이 상기 무산소조(130)로 공급될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 침전지 내장형 하폐수처리방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 산생성조(160)로 상기 제1침전지(110)에서의 침전슬러지의 일부가 공급될 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 침전지 내장형 하폐수처리방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 질산화조(120)는 여재(media)를 이용하여 질산화시키도록 된 것을 특징으로 하는 침전지 내장형 하폐수처리방법.