KR20050049437A - 고농도 오폐수처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고농도 오폐수처리 시스템에 관한 것으로, 특히 가정하수, 공장폐수, 축산폐수등과 같은 오폐수가 전처리조-침사조-유량조정조-오존접촉기-체류조-탈질조-질산화조-침전조-집수조-오존접촉산화장치-소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 통과하면서 오폐수에 함유된 질소와 인 난분해성 오염물질이 안정적이고 신속하게 제거함과 동시에 오폐수 처리 효율이 극대화될 수 있도록 한 것이다.

Description

고농도 오폐수처리 시스템{A high pollution waste water disposal plant}

본 발명은 고농도 오폐수처리 시스템에 관한 것으로, 특히 가정하수, 공장폐수, 축산폐수등과 같은 오폐수가 전처리조-침사조-유량조정조-오존접촉기-체류조-탈질조-질산화조-침전조-집수조-오존접촉산화장치-소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 통과하면서 오폐수에 함유된 질소와 인 난분해성 오염물질이 안정적이고 신속하게 제거함과 동시에 오폐수 처리 효율이 극대화될 수 있도록 한 고농도 오폐수처리 시스템에 관한 것이다.

현재 산업이 고도화됨에 따라 환경 오염의 심각성은 인간의 생존을 위협할 정도에 이르렀으며, 특히 가정하수, 공장폐수, 축산폐수 등으로 인한 지하수, 하천 및 바닥의 오염은 물론 토양 오염도 날로 심각해져 가고 있어 사회문제화 되고 있으며, 그 문제를 해결하기 위하여 많은 연구개발과 투자가 이루어지고 있는 실정이다.

상기의 수질 및 토양 오염을 최소화하기 위해서는 근본적으로 오염물질의 배출을 줄이는 것이 바람직하겠지만 사회가 고도와 산업화 되어감에 따라 수질 및 토양에 악영향을 미치는 각종 오염물질의 발생은 불가피하게 되고 그에 따른 오염된 물로부터 오염물질을 즉시 제거하거나 해롭지 않게 처리하는 등의 적절한 오폐수 처리 조치가 필요 불가결하다.

상기와 같은 사회 문제화 되고 있는 오폐수를 처리하는 종래 방법은, 폐수 중에 포함된 상대적으로 큰 오염물을 균일한 크기의 구멍이 형성된 스크린으로 걸러내는 스크린공정과 물보다 무거운 오염물을 중력에 의해 분리시키는 침강분리등의 물리적 조작을 적용하여 오폐수 중에 포함된 부유물질과 침전물질을 일차적으로 제거하게 되는 것이며, 이차적으로는 응집제, 흡착제 및 살균제 등의 각종 화학약품을 사용하여 현탁 부유물을 응집 및 침강시키거나 흡착시키고 합성수지 병원균을 사멸시키는 등의 화학적 단위 공정과, 미생물의 작용에 의해 비 침강성 생분해 유기물을 분해하여 기체로 전환시키거나 부유물로 응집시켜 침강제거 하는 등의 생물학적 단위공정을 사용하며, 폐수 중에 포함된 유기물을 주로 제거한다.

이후 일명 고도 처리라고 하는 삼차처리를 하게 되고, 이는 앞서 언급한 일차 및 이차 처리에 언급된 여러 가지 물리적 수단과 단위 공정이 복합적으로 적용되며, 일차 및 이차 처리에서 쉽게 제거되지 않는 암모니아, 질소, 인등을 비롯한 각종 무기물과 중금속 및 합성유기물 등을 제거한다.

그리고 근래에 들어서는 상기의 오폐수처리 방법 중 미생물의 작용에 의해 오폐수를 처리하는 방법이 널리 이용되고 있으며, 상기의 미생물을 이용한 오폐수 처리 방법도 부유상태의 미생물을 이용하는 활성 슬러지 공법 보다는 일정형태의 담체을 구비하고 이 담체상에 미생물을 배양시켜 각종 오염물질을 제거하는 방식이 하기에 설명될 장점으로 인해 널리 이용되고 있다.

상기의 표준활성과 미생물 담체를 이용한 처리 방식은 오페수가 표준활성을 통하여 고농도의 오염물이 1차 제거되고 2차로 복합담체를 통과하면 미생물과 유기물이 상기 담체에 접촉되어 미생물은 더욱 증식되고 그리하여 오폐수 내 유기물이 제거되는 방식으로서, 미생물이 담체에 부착되어 생물막을 형성함으로 증식속도가 느린 미생물도 외부로 유출되지 않고 증식할 수 있어 외부로의 유출슬러지 발생량이 적고 미생물이 다양하게 출현하여, pH, 충격부하의 변동에 강하며 난분해성 물질의 분해력도 강하고 활성 슬러지 공정과는 달리 슬러지 부상 등의 현상이 없어 운전관리가 용이한 장점이 있었으며 목적에 따라 특정미생물을 담체에 고착시키거나 담체의 성분을 에너지원으로 공급할 수 있거나 오염물질의 응집을 도울 수 있도록 되어 있었다.

상기의 흐름도는 고도처리 시에 탄소원의 부족을 최소화한 공법이며 질산화 및 고도처리 공정중에서 미생물이 서식할 수 있도록 제공되는 여재와 이 여재에 생성되는 미생물막을 포함하는 미생물 담체는 가장 중요한 역할을 수행하는 것으로서, 이런 미생물 담체는 원형등과 같이 일정형상을 이루면서 접촉 폭기조 내의 유로를 고르게 할 수 있는 규칙적인 배열을 갖고 채워지게 된다.

이러한 종래의 미생물 담체는 이제까지 천연암석이나 인조 플라스틱형태의 여재가 제공되어 왔으며, 이로 인해 표면적이 적게 됨은 물론 표면 공극이 없게 되는 미생물 담체가 구성되는 것일 뿐 만 아니라 미생물과의 친화력이 작아 부착된 미생물이 이탈되는 탈리현상이 쉽게 일어나는 문제점이 발생 되었으며, 이렇게 여재상에서 쉽게 미생물이 박리되어 탈리됨으로 인해 미생물 배양에는 그 만큼 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었고, 또한 완전한 미생물 담체를 이루는 데도 많은 시간이 소요됨은 물론 배양된 미생물의 탈리로 인하여 양호한 오폐수처리를 기대할 수 없는 것일 뿐만 아니라 질소와 인제거를 위한 고도처리에 문제점이 있었으며 미생물의 부착 및 배양이 쉽지 않아 그만큼 오폐수 처리효율도 떨어지게 되고 처리된 수질도 악화되기 쉬운 문제점이 있는 등 여러 가지 제반 문제점들이 발생되었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 가정하수, 공장폐수, 축산폐수등과 같은 오폐수가 전처리조-침사조-유량조정조-오존접촉기-체류조-탈질조-질산화조-침전조-집수조-오존접촉산화장치-소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 통과하면서 오폐수에 함유된 질소와 인 난분해성 오염물질이 안정적이고 신속하게 제거함과 동시에 오폐수 처리 효율이 극대화될 수 있도록 한 고농도 오폐수처리 시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은, 일정량의 오폐수가 내부로 공급되면 상단에 형성된 스크린을 이용하여 오폐수에 함유된 크고 작은 부유물질, 토사류의 협잡물 및 고형물을 제거하는 전처리조와;

상기 전처리조를 통과한 오폐수가 상단으로 유입되면 오폐수에 함유된 미세한 토사류나 부유물질을 걸러내는 침사조와;

상기 침사조를 거친 오폐수가 하단으로 유입되면 내부 하단에 형성된 산기관을 이용하여 오폐수의 부패를 방지함과 동시에 내부 한쪽에 수직으로 설치된 수위계를 이용하여 내부로 유입되는 오폐수 량을 조정하는 유량조정조와;

상기 유량조정조를 거친 오폐수와 오존발생기에서 발생된 오존을 오존접촉펌프가 동시에 진공 흡입하면, 이 오존접촉펌프 내부에서 오폐수와 오존이 혼합 접촉되게 하는 오존접촉기와;

상기 오존접촉기를 통해 오존처리된 오폐수가 내부로 유입되면 오폐수 속의 용존오존이 충분히 제거될 수 있도록 일정시간 체류되게 하는 체류조와;

상기 체류조를 통과하면서 용존오존이 제거된 오폐수가 유입되면 내부에 형성된 교반기를 이용하여 이를 탈질시킨 후 질산화조로 보내는 탈질조와;

상기 질산화조를 통과한 오폐수 일부가 자연유하로 유량조정조에 반송되고, 나머지 일부 오폐수가 내부로 유입되면 오폐수 속에 함유된 잉여오니를 분리한 후, 분리된 오니는 오니농축조로 공급하고 잉여오니가 제거된 오폐수는 집수조로 보내는 침전조와;

상기 집수조를 통과한 오폐수가 내부로 유입되면 오폐수 속에 함유된 오염물질을 오존 고도처리하는 오존접촉산화장치와;

상기 오존접촉산화장치를 거친 오폐수가 내부로 유입되면 소독기를 이용하여 이를 살균 처리하고, 살균 처리하면서 정화된 물을 외부로 방출시키는 소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 거치면서 오폐수가 정화 처리되게 하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 고농도 오폐수처리 시스템의 구성도이다.

본 발명은 도1에서와 같이 가정하수, 공장폐수, 축산폐수에서 발생된 각종 오폐수는 전처리조(100)-침사조(200)-유량조정조(300)-오존접촉기(400)-체류조(500)-탈질조(510)-질산화조(520)-침전조(530)-집수조(540)-오존접촉산화장치(600)-소독방류조(700)와 같은 일련의 기기를 차례로 통과하면서 정화 처리되는 것을 기본 특징으로 한다.

전처리조(100)는 일정량의 오폐수가 내부로 공급되면 오폐수에 함유된 크고 작은 부유물질, 토사류의 협잡물 및 고형물을 제거하는 역활을 수행한다. 이러한 전처리조(100)는 균일한 크기의 구멍이 형성된 일정 형태의 필터부로서 모래등과 같이 비교적 큰 고형물은 걸러내고 토사등의 비교적 작은 협잡물은 자연 침강 분리하도록 구성되어 있다.

침사조(200)는 전처리조(100)를 통과한 오폐수가 상단으로 유입되면 오폐수에 함유된 미세한 토사류나 부유물질을 걸러내도록 구성된다.

유량조정조(300)는 침사조(200)를 거친 오폐수가 하단으로 유입되면 내부 하단에 형성된 산기관(310)을 이용하여 오폐수의 부패를 방지함과 동시에 내부 한쪽에 수직으로 설치된 수위계(320)를 이용하여 내부로 유입되는 오폐수 량을 조정한다.

오존접촉기(400)는 유량조정조(300)를 거친 오폐수와 오존발생기(410)에서 발생된 오존을 오존접촉펌프(420)가 동시에 진공 흡입하면, 이 오존접촉펌프(420) 내부에서 오폐수와 오존이 혼합 접촉되게 한다.

체류조(500))는 오존접촉기(400)를 통해 오존처리된 오폐수가 내부로 유입되면 오폐수 속의 용존오존이 충분히 제거될 수 있도록 일정시간 체류되게 한다.

탈질조(510)는 체류조(500)를 통과하면서 용존오존이 제거된 오폐수가 유입되면 내부에 형성된 교반기(511)를 이용하여 이를 탈질시킨 후 질산화조(520)로 보내는 역활을 수행한다.

침전조(530)는 질산화조(520)를 통과한 오폐수 일부가 자연유하로 유량조정조(300)에 반송되고, 나머지 일부 오폐수가 내부로 유입되면 오폐수 속에 함유된 잉여오니를 분리한 후, 분리된 오니는 오니농축조(800)로 공급하고 잉여오니가 제거된 오폐수는 집수조(540)로 보낼수 있도록 구성된다.

오존접촉산화장치(600)는 집수조(540)를 통과한 오폐수가 내부로 유입되면 오폐수 속에 함유된 오염물질을 오존 고도처리하는데, 이는 크게 집수조(540)를 통과한 오폐수를 오존 고도처리할 수 있도록 집수조(540)에 저장된 오폐수와 오존발생기(670)에서 발생된 오존을 진공 흡입하여 오폐수와 오존을 혼합하며 상기한 오폐수와 오존을 진공 흡입시 외부의 공기를 흡입하여 미세 기포를 발생시키는 오존접촉탱크(610)와, 상기 오존접촉탱크(610)에 연결되고 이 오존접촉탱크(610)에 의해 오폐수와 오존이 혼합되어 내부로 유입되면 압력을 가하여 용존을 최대화 시키는 압력탱크(620)와, 상기 압력탱크(620)를 거쳐 용존된 오폐수가 하부로 압송됨과 동시에 상부로 상승할 때 오존과 충분히 접촉되면서 산화작용이 이루어질 수 있도록 오폐수를 지그재그로 이동시키는 오존접촉산화기(630)와, 상기 오존접촉산화기 (630)상부에 형성되어 미 접촉된 잔류 오존가스를 포집 제거하는 배오존분해기(640)와, 상기 오존접촉산화기(630)의 오존산화로 생성된 슬러지를 걸러주는 여과기(650)와, 상기 여과기(650)를 통과한 오폐수에 함유된 용존오존 및 용존 오염물질을 여과하며 정화된 여과수만을 소독방류조(700)로 보내는 여과재(660)로 나뉘어진다.

소독방류조(700)는 오존접촉산화장치(600)를 거친 오폐수가 내부로 유입되면 소독기(710)를 이용하여 이를 살균 처리하고, 살균 처리하면서 정화된 물을 외부로 방출시키도록 구성된다.

여기서, 오폐수를 처리하기 위해 본 발명에 사용되는 전처리조(100), 침사조(200), 유량조정조(300), 오존접촉기(400), 체류조(500), 탈질조(510), 질산화조(520), 침전조(530), 집수조(540), 오존접촉산화장치(600), 소독방류조(700)의 기기 하나 하나를 독립적 살펴보면 통상 사용되는 기술 내용이므로 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 본 발명은 하나 하나의 기기 자체를 권리로서 보호받고자 하는 것은 아니고, 전처리조-침사조-유량조정조-오존접촉기-체류조-탈질조-질산화조-침전조-집수조-오존접촉산화장치-소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 거치면서 오폐수가 정화 처리되게 하는 일련의 시스템을 권리로써 보호받고자 함을 밝혀둔다.

이와 같이 구성된 본 발명은 일정량의 오폐수가 전처리조(100) 내부로 공급되면 이 전처리조(100)는 오폐수에 함유된 비교적 모래등과 같이 비교적 큰 고형물은 일차적으로 걸러내고 토사등과 같이 비교적 작은 협잡물은 이차적으로 자연 침강시켜 분리하게 된다.

이후 전처리조(100)를 통과한 오폐수가 침사조(100) 상단으로 유입되면 상기한 침사조(200)는 전처리조(100)에서 걸러내지 못한 미세한 토사류나 부유물질을 걸러낸다.

상기와 같이 전처리조(100), 침사조(200)를 차례로 거친 거친 오폐수가 유량조정조(300)의 하단을 통하여 내부로 유입된 오폐수는 산기관(310)에 의해 부패되는 것이 방지되고, 내부로 유입되는 오폐수 량은 수위계(320)를 통하여 적정량 만큼 유입된다.

한편, 유량조정조(300)를 거친 오폐수와 오존발생기(410)에서 발생된 오존은 오존접촉기(400)의 오존접촉펌프(420)에 의해 진공 흡입되고, 진공 흡입된 오폐수와 오존은 오존접촉펌프(420) 내부에서 혼합 접촉하면서 1차 오존 처리된다.

오존접촉기(400)를 통해 오존처리된 오폐수가 체류조(500) 내부로 유입되면 상기한 체류조(500)는 오폐수 속의 용존오존이 충분히 제거될 수 있도록 오폐수를 일정시간 체류시키기 때문에 산화작용이 극대화되어 오폐수 속에 함유된 오염물질이 그만큼 효과적으로 제거된다.

상기와 같이 체류조(500)를 통과하면서 용존오존이 제거된 오폐수가 탈질조 (510)내부로 유입되면 내부에 형성된 교반기(511)를 이용하여 오폐수를 탈질시키고, 탈질된 오폐수는 질산화조(520)로 보내어진다.

이때 질산화조(520)를 통과한 오폐수 일부는 자연유하로 유량조정조(300)에 반송되고, 나머지 일부 오폐수는 침전조(530) 내부로 유입된다. 침전조(530) 내부로 오폐수가 유입되면 오폐수 속에 함유된 잉여오니를 분리하고, 분리된 오니는 오니농축조(800)로 공급하고 잉여오니가 제거된 오폐수는 집수조(540)로 공급된다.

집수조(540)를 통과한 오폐수가 오존접촉산화장치(600) 내부로 유입되면 오폐수 속에 함유된 오염물질은 2차로 오존 고도처리된다.

이를 더욱 상세하게 설명하면 집수조(540)에 저장된 오폐수와 오존발생기(670)에서 발생된 오존은 오존접촉탱크(610)에 의해 진공 흡입 혼합되고, 혼합된 오폐수와 오존은 압력탱크(620) 내부로 투입되면서 내부 압력에 의해 용존이 최대화 된다.

압력탱크(620)를 거쳐 용존된 오폐수는 오존접촉산화기(630) 하단으로 압송되고, 압송된 오폐수는 상부로 부상하는 과정에서 오폐수와 오존이 충분히 접촉하게 된다. 이때 미 잔류 오존가스는 배오존분해기(640) 의해 오존접촉산화기(630) 상부에서 포집되어 제거된다.

오존접촉산화기(630)를 통과한 오폐수는 여과기(650)를 거치는 과정에서 오염물질은 걸러지고 정화된 여과수만 여과재(660)로 투입된다. 여과재(660)로 투입된 오폐수는 여과재(660)를 거치는 과정에서 오폐수에 함유된 용존오존 및 용존 오염물질은 여과되고, 정화 처리된 처리수는 소독방류조(700)로 공급된다.

소독방류조(700)로 공급된 처리수는 내부에 형성된 소독기(710)를 통하여 살균 처리되고, 살균 처리하면서 정화된 물은 외부로 방출되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 가정하수, 공장폐수, 축산폐수등과 같은 오폐수는 전처리조-침사조-유량조정조-오존접촉기-체류조-탈질조-질산화조-침전조--집수조-오존접촉산화장치-소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 통과하는 과정에서 오폐수에 함유된 질소와 인 난분해성 오염물질이 안정적이고 신속하게 제거될 수 있는 것이며, 나아가서는 오폐수 처리 효율이 극대화될 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 이루어질 수 있는 것임을 밝혀둔다.

도1은 본 발명에 따른 고농도 오폐수처리 시스템

(도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100 ; 전처리조 200 ; 침사조

300 ; 유량조정조 310 ; 산기관

320 ; 수위계 400 ; 오존접촉기

410 ; 오존발생기 420 ; 오존접촉펌프

500 ; 체류조 510 ; 탈질조

520 ; 질산화조 530 ; 침전조

540 ; 집수조 600 ; 오존접촉산화장치

610 ; 오존접촉펌프 620 ; 압력탱크

630 ; 오존접촉산화기 640 ; 배오존분해기

650 ; 여과기 660 ; 여과재

700 ; 소독방류조 710 ; 소독기

800 ; 오니농축조

Claims (1)

1. 일정량의 오폐수가 내부로 공급되면 상단에 형성된 스크린을 이용하여 오폐수에 함유된 크고 작은 부유물질, 토사류의 협잡물 및 고형물을 제거하는 전처리조와; 상기 전처리조를 통과한 오폐수가 상단으로 유입되면 오폐수에 함유된 미세한 토사류나 부유물질을 걸러내는 침사조와; 상기 침사조를 거친 오폐수가 하단으로 유입되면 내부 하단에 형성된 산기관을 이용하여 오폐수의 부패를 방지함과 동시에 내부 한쪽에 수직으로 설치된 수위계를 이용하여 내부로 유입되는 오폐수 량을 조정하는 유량조정조와; 상기 유량조정조를 거친 오폐수와 오존발생기에서 발생된 오존을 오존접촉펌프가 동시에 진공 흡입하면, 이 오존접촉펌프 내부에서 오폐수와 오존이 혼합 접촉되게 하는 오존접촉기와; 상기 오존접촉기를 통해 오존처리된 오폐수가 내부로 유입되면 오폐수 속의 용존오존이 충분히 제거될 수 있도록 일정시간 체류되게 하는 체류조와; 상기 체류조를 통과하면서 용존오존이 제거된 오폐수가 유입되면 내부에 형성된 교반기를 이용하여 이를 탈질시킨 후 질산화조로 보내는 탈질조와; 상기 질산화조를 통과한 오폐수 일부가 자연유하로 유량조정조에 반송되고, 나머지 일부 오폐수가 내부로 유입되면 오폐수 속에 함유된 잉여오니를 분리한 후, 분리된 오니는 오니농축조로 공급하고 잉여오니가 제거된 오폐수는 집수조로 보내는 침전조와; 상기 집수조를 통과한 오폐수가 내부로 유입되면 오폐수 속에 함유된 오염물질을 오존 고도처리하는 오존접촉산화장치와; 상기 오존접촉산화장치를 거친 오폐수가 내부로 유입되면 소독기를 이용하여 이를 살균 처리하고, 살균 처리하면서 정화된 물을 외부로 방출시키는 소독방류조와 같은 일련의 기기를 차례로 거치면서 오폐수가 정화 처리되게 하는 것을 특징으로 하는 고농도 오폐수처리 시스템.