KR100309570B1

KR100309570B1 - 담체분리용스크린장치,담체분리용스크린의산기방법과그산기장치,이들장치를사용한폐수처리방법및그폐수처리장치

Info

Publication number: KR100309570B1
Application number: KR1019980705032A
Authority: KR
Inventors: 도시아키 츠보네; 게이 바바; 도요시 사와다; 다츠오 다케치; 신이치 엔도
Original assignee: 야마오카 요지로; 닛폰 고칸 가부시키가이샤
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: WO1998018728A1; KR100316211B1; KR19990076904A; TW442443B; SG84564A1; EP0882676A1

Abstract

폐수중의 유기물 및 무기물을 생물학적으로 정화처리하는 폭기조(1)에 사용되고 있는 미생물 고정화 담체(5)를 분리하는 담체분리용 스크린장치에 관한 것으로, 담체분리용 스크린(7) 근방에 간격을 두고 정류체(20)를 설치하고, 또, 담체분리용 스크린 하방이고 또 근방에 산기장치(8)를 설치함으로써 확실하게 스크린 눈막힘을 방지할 수 있는 담체분리용 스크린장치이다. 또, 산기량을 경시적으로 변화시켜서 산기하는 것을 산기용 헤더와 산기량의 경시적 제어수단을 설치하여 스크린 눈막힘을 방지하는 담체분리용 스크린의 산기방법 및 산기장치이다. 또한, 조내에 순환류를 발생시켜서 담체분리용 스크린을 균일하게 분산시켜서, 스크린 폐쇄를 억제하여 미생물 고정화 담체의 기능을 충분히 달성하는 폐수처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

담체분리용 스크린장치, 담체분리용 스크린의 산기방법과 그 산기장치, 이들 장치를 사용한 폐수처리방법 및 그 폐수처리장치

하수나 산업폐수 등의 유기물이나 무기물을 생물학적 정화처리하는 방법에는 도 18에 나타낸 것같은, 일반적 폐수처리방법인 표준활성오니법이 있다. 이 표준활성오니법은, 유입수를 폭기조(曝氣槽; 1)로 폭기하여 최종침전지(沈澱池; 1a)에 보내고, 오니(汚泥)를 폭기조(10)에 반송하여 폐수를 생물학적 정화처리하는 방법이다.

또, 생물학적 정화처리방법에는, 미생물을 유기 고분자 물질이나 무기물질을 주성분으로 하는 입자상 담체에 포괄고정 또는 부착고정시킨 미생물 고정화 담체를 사용하는 방법이 있다. 이 생물학적 정화처리방법에서는, 미생물 고정화 담체를 투입한 폭기조내에 미생물을 유지시키는, 이른 바, 담체투입형 폭기조가 사용된다. 이 폭기조는 표준활성오니법에 있어서의 폭기조와 비교하여 BOD 제거균 등의 유용하고 또 증식속도가 큰 미생물을 고농도로 유지하는 것이 가능함과 동시에, 질화균(硝化菌) 등의 증식속도가 작은 미생물을 고농도로 유지시키는 것이 가능하다. 따라서, 이같은 담체투입형 폭기조는 처리의 고속화 또는 처리설비의 콤팩트화를 도모할 수 있는 이점이 있다.

한편, 담체투입형 폭기조는, 투입한 미생물 고정화 담체가 폭기조 밖으로 유출되는 것을 방지할 필요가 있고, 그 수단으로서 담체투입형 폭기조의 유출측 또는 유입측과 유출측 양쪽에 담체분리용 스크린을 설치하는 것이 행해지고 있다. 담체를 폭기조내에 유지하기 위해서는 담체의 단경(短徑)보다 작은 눈의 스크린을 사용할 필요가 있다.

그러나, 이 담체분리용 스크린은, 스크린을 통하여 처리액이 상류조에서 하류조로 흐르기 때문에 담체분리용 스크린 상류측 면에 미생물고정화 담체 일부 및 기타 협잡물(모발 등)이 부착하여 처리액 유로단면적을 감소시켜서 폐수처리능력을 감소시키는 등의 장해가 발생한다.

이같은 장해를 방지하는 기술이 특허공개 평 3-38298호 공보 및 특허공개 평 6-238290호 공보에 개시되어 있다. 특허공개 평 3-38298호 공보의 기술(이하, 종래기술 1)과 특허공개 평 6-238290호 공보의 기술(이하, 종래기술 2)을 각각 도 19, 도 20과 도 21을 참조하여 설명한다.

우선, 도 19(종래기술 1)에 대하여 설명하면, 1은 폭기조(탱크), 2는 폭기용 공기를 공급하는 블로워, 3은 폭기장치이다. 4는 폭기조(1)내의 원수(原水)이고, 이 원수(4)중에는 미생물 고정화 담체(5)가 소정충전율이 되도록 투입되어 있다. 6은 폭기장치(3)에 의해 발생한 기포이다. 폭기조(1) 유출단에는 담체분리용 스크린(7)이 설치돼 있다. 종래기술 1은 상기 담체분리용 스크린(7) 근방에 산기장치(8)를 설치하여 담체분리용 스크린(7)의 스크린면에 담체(6)와 원수에 혼입해 있는 협잡물(모발 등) 부착을 방지하는 것이다. 도 20은 그 주요부를 도시한다.

도 21(종래기술 2)은, 담체분리용 스크린은 폭기조(1) 유출측의 형상에 따라 상방향 좌경사되어 있다. 담체분리용 스크린(7) 배후(우측)에 스프로켓에 체인을 걸쳐서 체인콘베이어(16)를 평행으로 설치하고 있다. 체인콘베이어(16)의 체인에 스크린(7) 개구에서 선단을 돌출시키듯이 브러시(15)를 설치하고 있고, 또, 스크린(7) 하단 부근에 산기장치(8)를 설치하고 있다. 이것에 의해 스크린면에 부착 또는 걸린 협잡물을 스크린면에서 벗겨서 산기장치(8)에 의해 유기되는 스크린면을 따라 상향으로 흐르는 수류에 의해 폭기조(1)내로 되돌린다.

이같은 담체분리용 스크린이 필수가 되는 생물학적 정화처리방법은, 활성오니법 등에 비해 질화균 등 폐수처리에 유용한 미생물을 고농도로 유지할 수 있으므로 높은 처리능력이 있으나 다음 같은 문제를 야기한다.

반응처리조인 폭기조에서 미생물 고정화 담체가 유출하는 것을 막기 위하여 조의 유출측 또는 유출측과 유입측에 설치된 담체분리용 스크린 눈에 담체 자체나 모발 등의 협잡물이 막힘으로써 수류의 투과저항이 증대하여 폭기조 수위가 이상 상승하여 폐수처리가 불가능해진다. 수류의 투과저항 증대를 방지하기 위해서는 스크린을 대형화하는 것도 생각할 수 있으나 그것은 건설비의 증대를 부른다.

또한, 스크린을 대형화하지 않고 눈막힘을 방지하기 위하여 종래기술 2에는 브러시 등을 사용하여 스크린면에 부착한 담체나 협잡물을 쓸어내어 제거하는 스크린장치가 개시돼 있다. 그러나, 브러시 등으로 부착물을 쓸어내는 데는 대규모 장치가 필요하여 비용증가를 초래함과 동시에 그 유지관리에도 지대한 노력을 요한다. 또, 브러시 등으로 쓸어낼 때에 담체를 파괴할 위험성도 있다.

이같은 브러시 등으로 부착물을 제거할 경우에 비해 더 염가이고 간편한 장치로서, 종래기술 1에는 스크린 근방에 산기장치를 설치하여 산기장치에서 발생되는 기포로써 담체나 협잡물이 스크린면에 부착하지 않도록, 또는 부착한 담체나 협잡물을 박리시키도록 하는 폐수처리설비가 소개되고 있다.

한편, 미생물 고정화 담체를 투입한 폭기조 등의 반응조에는, 미생물 고정화 담체를 효율좋게 조내에 분산시켜서 담체분리스크린 눈막힘을 방지하고자 하는 폐수처리장치가 있다. 이 종류의 미생물 고정화 담체를 사용한 페수처리장치는 가령 특허공개 평 5-220491호 공보(이하, 종래기술 3), 특허공개 평 7-136679호 공보(이하, 종래기술 4), 특허공개 평 7-124582호 공보(이하, 종래기술 5) 등에 개시돼 있다.

우선, 종래기술 3은, 반응조내에 상류측에서 하류측으로 물의 흐름이 생기기 때문에, 반응조내에 담체(처리용 펠릿)를 투입할 경우, 담체가 물의 흐름에 의해 밀려서 반응조 하류측으로 편재하여 처리능력 저하를 수반함과 동시에, 담체가 담체분리스크린에 눈막힘되어 폐쇄를 일으킬 염려가 있어, 담체흐름에 따른 편재를 방지하기 위하여 처리수 유입부 및 유출부를 번갈아 전환하여 반응조내의 물흐름방향을 바꾸고, 담체의 하류측 편재를 막아 담체분포를 균일하게 하고 담체분리스크린의 눈막힘방지와 담체의 하류측 편재를 방지하고 있다.

또, 종래기술 4는, 도 22에 나타난 것과 같이, 복수의 조를 갖는 초리조(13)내에 각각 저류판(阻流板; 14)을 설치함과 동시에 각 조에 산기장치(8)가 설치되고, 그 하부에 프로펠라식 교반기(18) 등의 동력설비가 설치돼 있고, 담체(5)가 투입되고, 프로펠라식 교반기(18) 등을 구동함으로써 담체(5)는 상류측으로 이송되어 담체(5)가 유출부(17)로 편재되는 것을 저지하여 오수를 효율좋게 정화처리할 수 있다.

또, 종래기술 5는, 도 23에 나타난 것과 같이, 조(13)내에 저류판(14)을 설치함과 동시에 유입측 산기장치(8a)에 산소용해효율이 낮은 산기장치를, 유출측에 산소용해효율이 높은 산기장치(8b)를 설치하고, 유입측 산기량이 유출측 산기량보다 크게 함으로써 순환류를 발생시키고 있다. 순환류는 담체(5)를 분산시키고 있으므로 오수를 효율좋게 정화처리할 수 있다.

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 본 발명자들이 추가 시험한 바에 따르면, 종래기술 1(특허공개 평3-38298호 공보)에 기재된 장치에 의해서도 완전히 스크린 눈막힘은 방지되지 않고, 특히 폭기조 유량조건이나 산기조건이 정상상태가 될 때에 스크린의 특정장소(보통은 상부)에 담체가 부착성장하여 스크린 눈막힘을 야기하기 쉽다는 것이 밝혀졌다.

스크린의 폐쇄 메카니즘의 하나는, 담체 등이 물흐름 따라 스크린면에 밀려서 밀착하여 유로면적을 감소시키는 일이다. 이의 방지를 위하여, 스크린면에 담체 등의 부착을 방지하는 것은 담체분리용 스크린의 폐쇄방지를 위한 유효수단이다.

그러나, 스크린 하단 근방에 기포발생장치를 설치하여 행하는 종래기술 1의 방법은, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 도 20을 참조하여 설명하면, 산기장치(8)에서 산기된 기포(6)가 상승함과 동시에 팽창하면서 주변의 원수(4)를 수반하여 액의 상승류를 발생하는데, 이 스크린(7)을 따라가는 상승류 속도(Va)가 산기장치(8) 가까이는 크기 때문에 담체 등의 스크린 부착을 방지하나, 수면(WF)에 가까울수록 작아지기 때문에 이 부분에서는 담체 등이 부착한다. 이 때문에 스크린(7)면에 담체 등이 부착하는 것을 완전히 방지할 수 없는 문제점이 있다. 이와 같이, 스크린 상하위치에 따라 액의 상승속도 크기에 차이가 나는 것은 산기장치(8)로부터의 기포(6)가 위로 갈수록 넓은 범위로 분산하기 때문이다. 또, 폭기조가 선회류방식일 경우는 스크린 근방에 하향의 흐름이 발생하는 경우가 있고, 이같은 하향 흐름이 생기는 부분에는 기포발생장치에 의한 상승류 속도가 감소되므로 상기 상태는 더욱 악화된다.

또, 담체분리용 스크린 폐쇄물을 기계적으로 제거하는 종래기술 2의 방법은 설비가 고가이고 또 유지비가 많이 들고 또 이 폐쇄물 제거과정에서 담체를 파괴할 위험성이 있다.

이어서, 종래기술 3∼5는, 폭기조 등의 반응조를 교반함으로써 미생물학적 반응 촉진과 담체분리용 스크린 폐쇄의 저감(低減)을 의도한 것이다. 그러나, 종래기술 3은 반응조내의 담체 편재방지수단으로서 반응조의 물유입부 및 유출부를 번갈아 변경하는 방법이나, 반응조에 도입하는 수로계가 길어지기 때문에 건설비 증대의 결점이 있다. 또, 물의 유입방향과 유출방향의 전환에 사용되는 밸브는 소정 주기로 끊임없이 바꿀 필요가 있어 고장 발생의 우려가 있고, 소기의 기능을 충분히 발휘할 수 없는 상태가 빈번히 발생할 염려가 있다.

또, 종래기술 4는, 조내에 저류판을 설치함과 동시에 그 하부에 프로펠러식 교반기 등의 동력설비를 설치하여 담체를 상류측으로 이송하는 방법이 사용되고 있고, 반응조내에 조류판이나 프로펠러식 교반기 등을 설치할 필요가 있기 때문에 건설비 증대의 결점이 있음과 함께 프로펠러식 교반기 등의 운전을 위한 동력 수요의 문제가 있다.

또, 종래기술 5는, 유입측 산기장치에 산소용해효율이 낮은 산기장치를, 유출측에 산소용해효율이 높은 산기장치를 설치하여 유입측 산기량을 유출측 산기량보다 크게 하여 각조간의 순환류를 발생시키고, 저류판 설치와 산소용해효율이 다른 2종류의 산기장치가 필요하게 되어 건설비 증대의 결점이 있음과 동시에 산소용해효율이 낮은 산기장치를 사용하기 위한 동력비가 커지는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하고자, 담체분리용 스크린 폐쇄를 억제하는 것을 목적으로 하여 비용이 염가이고, 담체 등에 의한 스크린폐쇄를 효율좋게 방지하는 담체분리용 스크린장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명은 담체분리용 스크린폐쇄를 억제하는 것을 목적으로 하여 상기 담체분리용 스크린장치에 사용되는 스크린 눈막힘을 확실하게 방지하는 담체분리용 스크린의 산기방법 및 산기장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명은, 폐수처리효율향상을 도모함과 동시에 담체분리용 스크린 폐쇄를 억제하는 것을 목적으로 하여 염가이고 또 용이하게 반응조내의 미생물 고정화 담체를 충분히 분산시켜서 폐수를 처리할 수 있는 폐수처리방법과 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 미생물 고정화 담체를 사용한 폐수처리에 있어서의 담체분리용 스크린장치, 담체분리용 스크린의 산기방법(散氣方法)과 그 산기장치, 이들 장치를 사용한 폐수처리방법 및 그 장치에 관한 것으로, 상세하게는, 폐수중의 유기물 및 무기물을 생물학적으로 정화처리함에 있어서, 폐수의 정화작용을 영위하는 미생물을 유기고분자물질 또는 무기물질을 주성분으로 하는 입자상 담체에 포괄고정, 부착고정 또는 결합고정한 미생물 고정화 담체를 사용하는 폐수처리설비의 담체분리용 스크린장치, 이 종류의 폐수처리설비에서 사용되는 담체분리용 스크린의 산기방법 및 산기장치, 및 이같은 장치를 구비함으로써 폐수중의 유기물과 무기물을 생물학적으로 정화처리하는 폐수처리방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 담체분리용 스크린장치의 실시예 1의 단면도,

도 2는 본 발명에 관한 담체분리용 스크린장치의 실시예 2의 단면도,

도 3은 본 발명에 관한 담체분리용 스크린장치의 실시예 2의 다른 예의 단면도,

도 4는 본 발명에 관한 담체분리용 스크린장치의 실시예 3의 사시도,

도 5는 본 발명에 관한 담체분리용 스크린장치의 실시예 4의 사시도,

도 6은 본 발명인 담체분리용 스크린 산기장치의 실시예 5를 도시한 도면,

도 7은 산기량을 경시적으로 변화시켰을 때의 스크린면에의 담체나 협잡물 등의 부착상태를 모식적으로 도시한 도면,

도 8은 산기량을 고정했을 때의 스크린면에의 담체나 협잡물 등의 부착상태를 모식적으로 도시한 도면,

도 9는 스크린 전후면도(前後面倒)의 수위차의 경시변화를 도시한 도면,

도 10a는 본 발명에 관한 폐수처리장치에 사용되는 폭기조의 실시예 6, 도 10b는 그 평면도, 도 10c는 폭기조의 기타예,

도 11은 본 발명에 관한 폐수처리장치에 사용되는 폭기조의 실시예 7을 도시하는 개략측면도,

도 12a는 본 발명에 관한 폐수처리장치에 사용되는 폭기조의 실시예 8을 도시한 개략측면도, 도 12b는 그 평면도,

도 13a는 본 발명에 관한 폐수처리장치에 사용되는 폭기조의 실시예 9를 도시한 개략측면도, 도 13b는 그 평면도,

도 14a는 본 발명에 관한 폐수처리장치의 실시예 9의 다른 예를 도시한 개략측면도, 도 14b는 그 평면도,

도 15a는 본 발명에 관한 폐수처리장치의 실시예 10을 도시하는 개략측면도, 도 15b는 그 평면도,

도 16은 본 발명의 폐수처리장치의 실시예 11을 도시하는 평면도,

도 17a는 본 발명에 관한 폐수처리장치의 실시예 12를 표시하는 개략평면도, 도 17b는 그 측면도,

도 18은 종래의 표준활성오니법(汚泥法)을 도시하는 흐름도,

도 19는 종래의 폐수처리장치의 개략단면도,

도 20은 종래의 폐수처리장치의 개략단면도,

도 21은 종래의 폐수처리장치의 개략단면도,

도 22는 종래의 폐수처리장치의 개략단면도,

도 23은 종래의 폐수처리장치의 개략단면도.

본 발명은, 상기 목적을 이하의 장치로 해결한다.

청구범위 제 1 항의 발명은, 폐수중의 유기물 및 무기물을 생물학적으로 정화처리함에 있어, 사용되는 미생물 고정화 담체와 그 폐수를 분리하는 담체분리용 스크린장치에 있어서, 상기 담체분리용 스크린 근방에 간격을 두고 정류체(整流體)를 설치한 것을 특징으로 하는 담체분리용 스크린장치이다.

이 발명은, 담체분리용 스크린 근방에 간격을 두고 정류체를 설치함으로써 스크린과 정류체 사이에 유로가 형성되고, 그 하방에서 발생한 기포(폭기장치 또는 산기장치에 의한)가 주위에 분산하지 않고 상기 유로를 상승하므로 스크린 하부에서 수면 사이에 액의 상승속도가 감소하지 않는다. 즉, 상승수류에 의한 전단응력을 스크린면 전체에 걸쳐 확보함으로써 스크린면에의 담체 등의 부착을 방지할 수 있다. 또, 폭기조가 선회류 방식의 경우라도 그 하강류의 영향을 받지 않는다.

또, 제 2 항의 발명은, 제 1 항 기재의 담체분리용 스크린장치에 있어서, 상기 담체분리용 스크린장치를 폭기조에 배치하고, 상기 정류체 하단을 상기 폭기조의 폭기장치 가까이까지 연설(延設)한 것을 특징으로 하는 담체분리용 스크린장치이다.

이 본 발명은, 정류체 하단을 폭기조의 폭기장치 가까이까지 연설함으로써 스크린과 정류체 사이에 형성되는 유로 하방에 있는 폭기장치로부터의 기포를 유로에 수용할 수 있고, 스크린면에 따른 상승류 속도를 더욱 증가시킬 수 있다.

또, 제 3 항의 발명은, 제 1 항 또는 제 2 항 기재의 담체분리용 스크린장치에 있어서, 상기 담체분리용 스크린의 하방이고 또 근방에 산기장치를 설치한 담체분리용 스크린장치이다.

이 발명은, 담체분리용 스크린의 하방이고 또 근방에 산기장치를 설치함으로써 정류체에 의해 형성된 유로의 액 상승류 속도를 산기장치에서 산기시키는 기포량에 따라 추가되는 속도분만큼 증가시킬 수 있다.

또, 제 4 항의 발명은, 담체분리용 스크린에서 미생물 담체를 분리하기 위한 산기량을 경시(經時)적으로 변화시켜 산기하는 것을 특징으로 하는 담체분리용 스크린의 산기방법이다.

이 발명은, 산기량을 경시적으로 변화시켜서 산기하면 담체나 협잡물 등의 부착이 스크린면의 특정 장소에 집중하지 않고 부착하기 쉬운 장소가 경시적으로변화되기 때문에 부착한 담체나 협잡물 등이 성장 조대화되는 일이 없다. 그 때문에 부착한 담체나 협잡물 등은 산기에 의해 쉽게 박리되므로 담체분리용 스크린의 눈막힘을 방지할 수 있다.

또, 제 5 항의 발명은, 상기 담체분리용 스크린 근방의 2개소 이상의 위치에서 산기하는 것을 특징으로 하는 제 4 항 기재의 담체분리용 스크린의 산기방법이다.

이 발명은, 스크린 근방의 2개소 이상의 위치에서 상기와 같은 산기를 행하면 스크린면에 있어서의 담체나 협잡물 등의 부착과 박리를 더욱 세밀하게 제어할 수 있으므로 담체분리용 스크린의 눈막힘을 더 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 제 6 항의 발명은, 폐수중의 유기물 및 무기물을 생물학적으로 정화처리함에 있어 사용되는 미생물 고정화 담체를 담체분리용 스크린에서 분리하는 산기장치에 있어서, 상기 담체분리용 스크린 근방에 배치된 산기용 헤더와, 상기 산기용 헤더로부터의 산기량을 제어하는 경시적 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 담체분리용 스크린의 산기장치이다.

이 발명은, 산기량을 경시적으로 변화시켜 산기하는데는 산기용 헤더와 산기량의 경시적 제어수단을 구비한 담체분리용 스크린의 산기장치를 사용하면 된다.

또, 제 7 항의 발명은, 상기 담체분리용 스크린 근방에 2개 이상의 산기용 헤더를 설치한 것을 특징으로 하는 제 6 항 기재의 담체분리용 스크린의 산기장치이다.

이 발명은, 스크린 근방의 2개소 이상의 위치에서 산기량을 경시적으로 변화시켜 산기하는 데는, 상기 산기장치의 담체분리용 스크린 근방에 2개 이상의 산기용 헤더를 설치하면 된다.

또, 여기서, 스크린 근방이란 산기헤더에서 발생하는 기포가 스크린면에 도달하는 범위를 말하고, 장치의 규모, 사용하는 담체 종류, 처리수 종류 등에 따라 적절히 결정할 필요가 있다.

또 제 8 항의 발명은, 생물학적으로 정화처리하는 폐수처리방법에 있어서, 미생물 고정화 담체를 투입한 반응조로 유입수를 처리함에 있어서, 상기 반응조가 유입수의 유하(流下) 방향길이와 상기 유입수의 유하방향으로 대략 직각의 횡폭비를 1 내지 4로 하고, 상기 반응조내의 유입수와 미생물 고정화 담체를 폭기하여 혼합하고, 상기 반응조내의 유입수중에 상기 미생물 고정화 담체를 분산시켜서 유입수를 생물학적으로 정화처리한 것을 특징으로 하는 폐수처리방법이다.

이 발명은, 유입수를 생물학적으로 정화처리함에 있어서 필요한 양의 미생물 고정화 담체는 그 처리조 용적에 따른 양이 투입되고, 반응조를 상기와 같은 비율로 설정함으로써 미생물 고정화 담체를 균일하게 분산할 수 있으므로 생물학적으로 정화처리를 효율좋게 행할 수 있다.

또, 제 9 항의 발명은, 생물학적으로 정화처리하는 폐수처리장치에 있어서, 미생물 고정화 담체와 유입수를 폭기하면서 생물학적으로 정화처리하는 반응조를 구비하고, 상기 반응조의 유하방향 길이와 유하방향으로 대략 직각의 횡폭비가 1 내지 4인 것을 특징으로 하는 폐수처리장치이다.

이 발명은, 상기 비율로 설정한 반응조에 유입하는 유입수는 유입수중에 미생물 고정화 담체가 균일하게 분산하기 쉽고, 유입수를 생물학적으로 효율좋게 정화처리할 수 있다.

또, 제 10 항의 발명은, 상기 반응조의 유하방향길이와 횡폭 비를 설정하기 위하여 설치한 칸막이가 상기 미생물 고정화 담체 유출을 방지할 수 있는 메시폭의 스크린인 것을 특징으로 하는 제 9 항 기재의 폐수처리장치이다.

이 발명은, 상기와 같은 스크린을 반응조내에 설치하여 소정비로 설정할 수있으므로 미생물 고정화 담체를 유입수중에 효과적으로 분산시킬 수 있다.

상기와 같이 본 발명은, 폐수를 미생물 고정화 담체를 투입한 반응조로 처리함에 있어서, 담체가 투입된 반응조 물의 유하방향 길이(L)와 그 대략 직각방향과의 횡폭(B) 비(L/B)를 1 내지 4로 하는 것을 특징으로 하고 있으며, 바람직하게는 그 비가 1∼3으로 하면 좋다.

또 본 발명은, 기존 반응조를 칸막이하여 각 반응조를 상기 비율로 하는 것만으로 미생물 고정화 담체 분산을 충분히 행할 수 있게 된다. 즉, 반응조의 유하방향 길이(L)가 반응조의 횡폭(B)에 비해 매우 클 경우는 상기 치수조건을 만족시키도록 칸막이함으로써 폭기(산기)처리에 의해 유입수중에 담체가 효과적으로 분산, 혼합할 수 있게 하고 있다. 반응조를 칸막이할 경우는 각 반응조끼리 담체 유출이 방지되는 메시폭의 스크린으로 칸막이함으로써 담체의 분산·혼합을 도모할 수 있다.

또, 제 11 항의 발명은, 담체를 투입한 폭기조를 포함한 처리장치를 사용한 폐수처리방법에 있어서, 상기 폭기조가 반응조와 상기 반응조내에 설치된 복수의단위산기장치로 구성되고, 이들 단위산기장치의 산기 풍량을 상기 폭기조 상류측에서 하류측으로 향함에 따라 다르게 하고, 상기 폭기조내에 선회류를 발생시켜, 상기 폭기조내에 투입된 미생물 고정화 담체인 담체를 상기 폭기조내에 분산시켜서 폐수의 생물학적 정화처리를 행하는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법이다.

이 발명은, 폭기조 산기장치에서 산기되는 산기풍량을 폭기조 상류측과 하류측에서 다르게 하고, 선회류를 발생시켜 담체를 조내에 분산시켜서 미생물 고정화 담체를 널리 분산시킴으로써 폐수의 생물학적 정화처리를 효과적으로 행하는 것이다.

또, 제 12 항의 발명은, 상기 폭기조에 설치된 단위산기장치의 최하류측과 최상류측의 산기풍량의 비를 1.1∼3.0으로 하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 제 11 항에 기재된 폐수처리방법이다.

이 방법은, 폭기조 최하류측과 최상류측의 산기풍량비를 상기와 같이 설정함으로서 선회류를 쉽게 발생시킬 수 있다. 또한 비가 1.1 이하의 경우는 선회성이 나쁘고 담체분산효과가 저하하며, 3.0 이상이면 산소흡수효과가 저하하므로 1.1∼3.0이 바람직하다.

또, 제 13 항의 발명은, 담체를 투입한 폭기조를 포함한 처리장치를 사용한 폐수처리방법에 있어서, 상기 폭기조가 반응조와 상기 폭기조에 설치된 복수의 단위산기장치로 구성되고, 이들 단위산기장치의 산기풍량이 상기 폭기조에 있어서의 유입수 흐름방향을 향하여 좌우가 다르게 함으로써 상기 폭기조 유하방향에 대하여 대략 직각방향으로 선회류를 발생시켜서, 상기 폭기조내에 투입한 담체를 분산시켜서 폐수의 생물학적 정화처리를 행하는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법이다.

이 발명은, 유입수의 유하방향을 향하여 폭기조내의 좌우를 산기풍량을 다르게 하여 미생물 고정화 담체를 널리 분산시킴으로써 생물학적 정화처리를 효과적으로 행하는 것이다.

또, 제 14 항의 발명은, 상기 폭기조의 유입수 흐름방향을 향하여 상기 단위산기장치 우측과 좌측 또는 좌측과 우측의 산기풍량비를 1.1∼3.0으로 하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 제 13 항 기재의 폐수처리방법이다.

이 발명은, 폭기조 우측과 좌측 또는 좌측과 우측의 산기풍량비를 상기와 같이 설정함으로써 선회류를 쉽게 발생시킬 수 있다.

또, 제 15 항의 발명은, 담체를 투입한 폭기조를 포함한 처리장치를 사용한 폐수처리방법에 있어서, 상기 폭기조가 반응조와 상기 반응조에 설치된 복수의 단위산기장치로 구성되고, 상기 단위산기장치를 폭기조내의 상류측에서 하류측에 걸친 설치밀도를 변화시켜서, 상기 산기장치에 의해 산기함으로써 조내에 선회류를 발생시켜 미생물 고정화 담체인 상기 담체를 상기 조내에 분산시켜서 폐수의 생물학적 정화처리를 행하는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법이다.

이 발명은, 산기장치밀도를 조정함으로써 선회류를 발생시키는 것으로, 미생물 고정화 담체를 널리 분산시킴으로써 생물학적 정화처리를 효과적으로 행하는 것이다.

또, 제 16 항의 발명은, 담체를 투입한 폭기조를 포함한 처리장치를 사용한 폐수처리장치에 있어서, 상기 폭기조가 반응조와 상기 반응조에 설치된 복수의 단위산기장치로 구성되고, 상기 폭기조 상류측에서 하류측에 걸쳐 상이한 산기풍량으로 하는 조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치이다.

이 발명은, 단위산기장치를 산기 풍량으로 하는 조정수단에 의해 산기량을 조정하여 미생물 고정화 담체를 널리 분산시킴으로써 생물학적 정화처리를 효과적으로 행하는 것이다.

또, 제 17 항의 발명은, 담체를 투입한 폭기조를 포함한 처리장치를 사용한 폐수처리장치에 있어서, 상기 폭기조가 반응조와 상기 반응조에 유입수 유하방향과 대략 직각방향으로 배치된 복수의 단위산기장치로 구성되고, 폭기조 좌우의 산기풍량을 조정하기 위하여 상기 단위산기장치를 구성하는 공기관 도중에 단수 또는 복수의 오리피스 조정기구를 구비한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치이다.

이 발명은 단위산기장치에 좌우의 산기풍량을 조정할 수 있는 오리피스 조정기구를 구비함으로써 유입수 유하방향과 직각방향의 산기풍량을 다르게 하여 폭기조내에 선회류를 발생시켜서 폭기조의 좌우 사이의 선회류를 발생시켜서 미생물 고정화 담체를 널리 분산시키는 폐수처리장치이다.

또, 제 18 항의 발명은, 미생물 고정화 담체를 투입한 폭기조에 의한 폐수처리방법에 있어서, 1조(槽)의 폭기조 및 담체분리용 스크린 또는 담체분리용 스크린을 포함한 칸막이벽으로 칸막이된 상기 폭기조에 미생물 고정화 담체를 투입하여 상기 폭기조 유출부 근방에 설치된 담체분리용 스크린과 상기 칸막이벽 바로 밑 또는 그 근방에 설치된 기포발생장치에 의해 기포를 발생시켜서 폭기조내에 선회류를 발생시켜서 상기 미생물 고정화 담체를 분산시키는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법이다.

이 발명은, 담체분리용 스크린이 설치된 폭기조에 기포발생장치를 설치한 것으로, 기포를 발생하는 기포발생장치가 담체분리용 스크린의 유입측 하방에 설치되고, 담체분리용 스크린에 부착하려 하는 미생물 고정화 담체를 박리시키는 흐름을 발생시킴으로써 단락류(短洛流)가 유출부에 유입되는 것을 해소함과 동시에 분리조내에 선회류를 발생시켜 미생물 고정화 담체를 분산시켜서 미생물 고정화 담체에 의한 생물학적 정화처리를 행할 수 있다.

또, 제 19 항의 발명은, 상기 기포발생장치를 연속 또는 간헐 운전하여 폭기조내에 선회류를 발생시켜서 상기 미생물 고정화 담체를 분산시키는 것을 특징으로 하는 제 18 항 기재의 폐수처리방법이다.

이 발명은, 미생물 고정화 담체를 분산시키기 위하여 기포발생장치를 연속운전하거나, 또는 간헐운전함으로써 담체분리용 스크린에 부착하는 미생물 고정화 담체를 박리하여 유입수에 분산시킴으로써 미생물 고정화 담체를 조내에 분산시킬 수 있다.

또, 제 20 항의 발명은, 미생물 고정화 담체를 투입한 폭기조에 의한 폐수처리장치에 있어서, 담체분리용 스크린을 유출부 근방에 구비함과 동시에, 미생물 고정화 담체가 투입되는 1조의 폭기조 혹은 담체분리용 스크린 또는 담체분리용 스크린을 포함한 칸막이벽으로 칸막이된 폭기조와, 상기 폭기조내에 설치된 산기장치와, 상기 담체분리용 스크린 바로 밑 또는 그 근방에 다른 폭기를 위한 산기장치와는 다른 기포를 발생시키는 기포발생장치를 구비한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치이다.

이 발명은, 담체분리용 스크린이 설치된 폭기조에 기포장치를 설치한 것으로, 기포를 발생시키는 기포발생장치를 담체분리용 스크린 바로 밑 또는 그 근방에 설치하고, 담체분리용 스크린에 부착하려 하는 미생물 고정화 담체를 박리시키는 선회류를 발생시켜서 미생물 고정화 담체를 분산시켜서 미생물 고정화 담체에 의한 생물학적 정화처리하는 장치로서, 폭기조가 길이방향의 길이를 담체분리용 스크린으로 칸막이함으로써 미생물 고정화 담체가 유출부측에 편재하는 것을 해소할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명은, 실시예로서 폭기조나 반응조 등의 폐수처리장치에 사용되는 담체분리용 스크린장치, 그 장치에 사용되는 담체분리용 스크린의 산기방법과 그 산기장치, 이들 장치들을 사용한 폐수처리방법 및 그 폐수처리장치에 대하여 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 담체분리용 스크린장치의 실시예 1을 나타내는 단면도이다. 동 도면에 있어서, 1은 폭기조, 1b는 폭기조(1)의 하류측 조벽, 8은 하류측 조벽(1b) 상부의 처리액 유출폐구(閉口)에 설치된 담체분리용 스크린, 3은 폭기조 저부에 설치된 폭기장치이다. 이 형태에 있어서, 담체분리용 스크린(이하, 스크린; 7) 근방, 상류측에 정류체(20)를 설치하고 있다. 이 정류체(20)는 스크린(7)에서 소정간격을 두고 평행으로, 또 스크린(7)의 전폭 및 그 하단부근에서 수면(WF)에서 소정깊이까지의 높이를 가지도록 도시하지 않은 지지수단에 의해 폭기조내에 고정되어 있다. 이와 같이, 정류체(20)를 설치하면 스크린(7)과 정류체(20)간에 유로가 형성되고, 이 유로의 하방에 있는 폭기장치(3)에서 산기되는 기포(6)가 이 유로(21)에 들어가면 그 출구(21o)까지 유로(21)내를 분산하지 않고 상승한다. 이 기포(6)의 상승으로 유로(21)내에는 정류체(20) 하단에서 상단까지 스크린면에 담체(5) 등의 부착하는 것을 방지하는데 충분한 액의 상승유속(Va)이 얻어진다. 이 때 유로(21)의 담체(5) 등은 유로출구(21o)에서 폭기조 상류측으로 복귀된다.

또, 폭기장치(3)로부터의 기포만으로 유로(21)내에 충분한 유속(Va)이 얻어지지 않을 때는 유로입구(21i) 부근에 별도로 산기장치(8)를 설치하여 기포를 발생시키면 된다.

정류체(20) 구성재료는, 콘크리트, 금속체, 플라스틱체 등이 사용되고, 그 형상은 판상, 양단을 하류측으로 구부린 통상(桶狀)으로 형성하여도 된다.

실시예 2

도 2는 본 발명장치의 담체분리용 스크린장치의 실시예 2를 나타내는 단면도이다. 이 실시예는 정류체(20) 하단을 폭기장치(3) 가까이까지 연설한 점이 실시예 1과 다를 뿐, 기타 구성은 동일하므로 설명을 생략한다. 이 형태는 폭기장치(3)에서 발생한 직후의 기포(6)를 유로(21)에 도입할 수 있다.

즉, 발생한 기포(6)가 분산하기 전에 유로(21)에 도입할 수 있다. 이 경우, 본 장치하부를 넓게 하여(또는 끝이 넓게 하여) 폭기가스에 의한 기포를 더 많이 도입하게 하여도 된다. 따라서, 유로(21)에 들어가는 기포 용량이 실시예 1보다 많아지고, 그만큼 상승유속(Va)을 늘일 수 있다. 또, 폭기장치(3)로부터의 기포만으로 유로(21)내에 충분한 유속(Va)이 얻어지지 않을 때는 유로(21)내에 산기장치(8)를 설치하여 기포를 발생시키면 된다.

도 3은 본 발명장치의 실시예 2의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 이 예는 실시예 2에 있어서, 정류체(20) 하부(20e)를 상류측으로 구부려서 형성한 것이다.이같이 하면, 폭기장치(3)로부터의 기포(6)를 더 많이 유로(21)에 도입할 수 있다.

실시예 3

도 4는 본 발명장치의 담체분리용 스크린장치의 실시예 3을 나타내는 사시도이다. 이 형태는 스크린(7) 상류측에 정류체(20a)를, 하류측에 정류체(20b)를 설치하여 정류체(20a)와 정류체(20b)간의 측면에 측판(20c, 20d)을 부착하고, 스크린(7) 상류측과 하류측에 각각 유로(21, 22)를 설치한 것이다. 이같이 하면, 스크린(7) 상류측과 하류측에 액의 상승류가 형성되어 담체 등의 스크린(7)에의 부착방지효과가 증가된다.

실시예 4

도 5는 본 발명 장치의 담체분리용 스크린장치의 실시예 4를 나타내는 단면도이다. 이 형태는 폭기조의 유측(流側) 조벽(1b) 상부에 스크린(7)을 상류측으로 경사지게 설치한 것에, 정류체(20)를 설치한 예시이다. 정류체(20)는 조벽(1b)에 따른 수직부재(20g)와 경사진 스크린(7)에 따른 경사부재(20f)로 된다. 이 예는 유로(21)를 상부에서 상류측으로 구부린 것이다.

실시예 5

도 6에 본 발명의 담체분리용 스크린 산기장치의 실시예를 도시한다. 도 6에서, 10은 스크린, 11은 스크린 전면측의 산기용 헤더, 12는 스크린 후면측의 산기용 헤더, 13은 산기량의 경시적 제어수단이다. 또, 도 7, 도 8에 있어서의 같은 부호의 것은 도 6과 동일부재를 표시한다.

본 담체분리용 스크린의 산기장치는, 스크린(10) 하부에 스크린(10)을 끼우고, 스크린 전면측의 산기용 헤더(11)와 스크린 후면측의 산기용 헤더(12)의 2개의 산기용 헤더가 설치되어 있다. 어느 산기용 헤더도 산기량의 경시적 제어수단(13)에 접속돼 있고, 그 산기량이 경시적으로 변화되게 되어 있다. 경시적 제어수단(13)은 가령 CPU(중앙연산 제어장치)와 기억장치로 구성된다.

본 산기장치를 사용하여, 경시적으로 스크린 전면측의 산기용 헤더(11)의 산기량과 스크린 후면측의 산기용 헤더(12)의 산기량 비를 1：1, 1：3, 3：1로 바꿀 경우와, 스크린 전면측의 산기용 헤더(11)의 산기량과 스크린 후면측의 산기용 헤더(12)의 산기량을 동일하게 고정한 경우에 대하여, 담체나 협잡물 등의 스크린면에의 부착상태의 경시변화를 검토하였다.

도 7은 산기량의 경시적 변화시의 스크린면에의 담체나 협잡물 등의 부착상태를 모식적으로 도시한다.

도 8은 산기량 고정시의 스크린면에의 담체나 협잡물 등의 부착상태를 모식적으로 도시한다.

도 7, 도 8에서 14는 담체나 협잡물, Wa는 스크린전면측 수위, Wb는 스크린후면측 수위이다.

산기량을 스크린(10) 전후면측에서 경시적으로 변화시키면 담체나 협잡물(14) 등이 스크린(10)면의 1개소에 집중부착되지 않고, 부착과 박리가 반복되어 확실하게 스크린 눈막힘을 방지할 수 있다. 그 결과, 스크린 전면측 수위(Wa)와 후면측 수위(Wb)차도 작다. 한편, 산기량을 경시적으로 변화시키지 않고 고정하면 스크린(10)면 1개소에 부착한 담체나 협잡물(14) 등이 시간과 함께 성장 조대화하여 스크린(10)이 눈막힘된다. 그 결과, 스크린전면측 수위(Wa)와 후면측 수위(Wb)차가 커지고, 폐수처리를 불가능하게 한다.

도 6의 예는, 산기용 헤더가 스크린 하부에서 스크린을 끼우고 전후 2개 설치돼 있으나, 스크린면에 대하여 상하방향이나 수평방향으로 복수개의 산기용 헤더를 설치하여도 된다.

본 실시예는, 외경 4mm, 내경 3mm, 길이 5mm, 비중 1.015의 폴리프로필렌제 중공원통상 미생물 고정화 담체가 충전률 10%(외견상 용량)로 함유된 미생물 반응조에, 도 6에 도시된 바와 같은 산기장치를 갖는 담체분리용 스크린을 설치하였다. 스크린은 폭 1m, 수심 1.5m, 메시폭 1.5mm의 웨지와이어식 스크린으로, 산기용 헤더는 5cm 간격으로 지름 1mm의 구멍을 설치한 지름 25mm의 파이프이다.

스크린전면측에서 수도수를 흘리고, 산기량을 스크린전면측의 산기용 헤더에서는 30초마다 30L/min, 15L/min, 45L/min(L은 리터, 이하 동일)으로 주기적으로 변화시키고 또, 스크린후면측 산기용 헤더에서는 30초마다 30L/min, 45L/min, 15L/min으로 주기적으로 변화시켜서 스크린 전후면측 수위차의 경시변화를 조사하였다.

또, 비교예로서, 산기량을 스크린 전후면측의 산기용 헤더 모두 30L/min으로 고정한 경우에 대해서도 같은 조사를 행하였다.

도 9은 스크린 전후면측 수위차의 경시변화를 도시한다.

본 실시예와 같이, 산기를 스크린 근방의 2개소의 위치에서 그 산기량을 경시적으로 변화시켜서 행하면, 산기량 변화때마다 스크린면에 부착한 담체나 협잡물이 박리되므로, 수류의 투과저항이 현저히 증대하지 않는다. 그 결과, 스크린 전후면측 수위차의 경시변화를 작게 억제할 수 있다.

한편, 비교예와 같이, 산기량을 경시적으로 변화시키지 않으면 스크린면의 부착물이 성장 조대화하므로 수류의 투과저항이 현저히 증대한다. 그 결과, 스크린 전후면측의 수위치가 시간과 함께 증대하고, 폐수처리를 불가능하게 한다.

실시예 6

이하, 본 발명에 관한 폐수처리방법 및 장치의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 10은 본 발명에 관한 폐수처리장치의 실시예를 도시하고, 도 10a는 그 측면도, 도 10b는 그 평면도이다. 동도의 폐수처리장치는 반응조(23)와 호기조(好氣槽)로 하도록 반응조(23) 저부에 폭기장치(3)가 구비돼 있고, 처리수 유출구에 스크린(24)이 설치된다. 반응조(23)내에는 그 반응조(23) 용적에 따라 미생물 고정화 담체(5)가 투입돼 있다. 반응조(23)는 도 10b의 도시와 같이, 유입수의 유입방향길이(L)와, 그 흐름방향에 대하여 대략 직각의 횡폭(B)과의 비가 1 내지 4가 되게 설정되어 있다. 이 비는 1 정도가 좋으나 실용성의 관점에서 1 내지 3이 바람직하다.

이 반응조(23)는 반응조(23)내의 유입수는 유출측으로 한방향으로 흐르고, 특히 유출근방 유속은 0.3∼0.7cm/sec 정도이다. 유입측으로부터의 피처리수 유입으로, 폭기가 행해지지 않은 반응조의 경우는 조내에 0.3∼2.0cm/초의 유하방향 유속이 생긴다. 이 경우는 조내의 유속으로 고정담체가 유하측 스크린에 편재한다. 그러나 유입수는 반응조(23) 저부에서 폭기장치(3)에 의해 폭기돼 있고, 미생물 고정화 담체(5)는 조내 수면을 향하여 불어올라가고, 반응조(23)내의 미생물 고정화 담체(5)의 유하방향 흐름이 저감된다. 미생물 고정화 담체(5)는 실질적으로 분산상태를 유지한다. 반응조(23)내에는 비중이 1.01 정도의 미생물 고정화 담체(5)가 투입돼 있고, 처리수중을 부유하여 균일하게 분산해 있다. 미생물 고정화 담체(5)가 반응조(23)에 균일하게 분산됨으로써 미생물 고정화 담체(5)에 부착하는 호기성(好氣性) 세균 등에 의한 폐수정화작용을 영위하는 미생물에 의해 폐수중의 유기물이 분산되어 최종 침전조로 송출된다. 미생물 고정화 담체(5)는 폐수 정화에 유용한 미생물을 유기 고분자 물질 또는 무기물질을 주성분으로 하는 입자상 담체에 포괄고정화 또는 부착고정화 또는 결합고정화한 것이다. 미생물 고정화 담체(5)는 가령 플라스틱 조각, 스폰지 등의 유동성 담체를 사용하여도 된다.

또, 스크린(24)은 미생물 고정화 담체(5)의 유츨 방지가 가능한 메시폭으로 하고, 스크린(24)의 유입측이 폭기돼 있고, 스크린(24)에 부착하려 하는 미생물 고정화 담체(5)는 기포에 의해 박리된다. 게다가 미생물 고정화 담체(8)의 편재가 해소되므로 스크린(24)에 미생물 고정화 담체(5)가 부착되기 어렵고, 눈막힘이 발생되기 어렵다. 또, 스크린(24)은 상기 실시예를 적용함으로써 한층 효과적이다.

도 10c는 본 발명에 관한 폐수처리장치의 실시예 6의 다른 예를 나타내는 평면도이다. 동도에 있어서, 반응조(23)는 그 저부에 폭기장치가 설치된 폭기조이고, 반응조(23)는 미생물 고정화 담체(5) 유출을 방지하는 메시폭 개구부를 갖는 스크린(24, 24a)에 의해 칸막이되고, 반응조(23a, 23b)가 형성되어 있다. 반응조(23)는 길이(L)와 횡폭(B)의 비가 4 이상이나, 각 반응조(23a, 23b)의길이(L₀)와 횡폭(B)의 비는 4 이하이다. 스크린(24a)이 설치되지 않은 반응조(2)의 경우는 미생물 고정화 담체(8)가 편재하나, 스크린(6a)을 설치함으로써 칸막이된 각 반응조(23a, 23b)에 대략 등량으로 투입된 미생물 고정화 담체(5)가 각 반응조내에서 균등하게 분산하여 폐수의 정화작용을 영위하는 미생물에 의해 폐수중의 유기물이 분해처리되고 있다. 또, 스크린(24)은 상기 실시예를 적용함으로써 한층 효과적이다.

실시예 7

도 11은 본 발명에 관한 폐수처리장치의 실시예를 표시하는 도면도이다.

동도의 폐수처리장치는 칸막이(28)에 의해 나뉘어진 무산소조(25)와 호기조(26)로 되는 반응조와, 호기조(26)로부터의 처리수를 일시적으로 저류하여 오니를 침전하기 위한 최종침전조(30)를 포함한다. 무산소조(25)의 처리수를 호기조(26)에 보내는 펌프(P1)와, 호기조(26) 저부에 설치된 폭기장치(29)와, 호기조(26) 유출부에 미생물 고정화 담체(5)의 유출을 방지하는 스크린(24)과, 호기조(26)에서 처리된 처리수를 무산소조(25)에 반송하기 위한 순환수용 펌프(P2)와, 최종침전조(30)의 오니를 무산소조(25)에 보내는 오니반송용 펌프(P3)를 구비하고 있다. 이 폐수처리장치는 담체투입형 순환식 질화 탈질소법에 따른 폐수처리장치이다.

이 폐수처리장치의 미생물 고정화 담체(5)가 투입되어 있는 호기조(26)는 그 유입수의 유입방향길이(L)와, 그 흐름방향에 대하여 대략 직각방향 횡폭(B)의 비가 1 내지 4로 설정되어 있다. 이 비는 상기와 같이 실용성의 관점으로는 1 내지 3이바람직하다.

무산소조(25)는 교반기(27)로 유입수가 교반되고, 탈질균 등의 염기성 미생물 작용으로 폐수중의 유기물을 환원제로 하여 질산 및 아질산을 생물학적으로 처리하여 그 처리수를 펌프(P1) 등으로 호기조(2)에 보낸다. 호기조(26)에서는 폭기장치(29)에 의해 상시 폭기되어 있고, 부유생물 및 담체상의 생물작용으로 폐수중의 유기물질을 산화분해함과 동시에 암모니아를 질산 또는 아질산으로 산화처리한다.

또, 도 11의 실시예에 있어서, 무산소조(25)와 호기조(26)는 칸막이(28)로 칸막이되어 있으나, 그 저부에 개구부를 설치하여, 그 개구부에 미생물 고정화 담체(5)가 통과못할 그물눈 모양 스크린을 설치하여도 된다. 또, 무산소조로부터의 월(越) 유수가 호기조에 들어가도록 칸막이(28) 높이를 설정하여도 된다.

담체를 투입한 반응조는 도 11에 도시한 담체투입형 순환식 질화탈질법만이 아니라 담체를 투입한 모든 폐수처리설비에 적용된단. 가령, 혐기공정－무산소공정－호기공정, 혐기공정－호기공정으로 되는 폐수처리설비나 담체투입형 활성오니법 등의 폐수처리설비에도 적용된다. 사용되는 담체는 앞에 설명한 유기고분자물질 또는 무기물질을 주성분으로 하는 입자상 물질이고, 그 표면에 미생물을 포괄고정화 또는 부착고정화 또는 결합고정화시킨 것, 어느 것도 좋다. 또, 반응조 수심 5m 정도의 반응조 하부에 산기설비를 갖는 전면폭기방식, 선회류방식 또는 수심 10m 정도의 반응조의 수심 5m 정도 위치에 산기설비를 갖는 선회류식 심층폭기조 어느 것도 적용가능하다.

이어서 본 발명의 폐수처리장치에 사용되는 반응조의 유효성에 대하여 이하 실시예에 의거하여 실험을 행하였다.

표 2는 표 1에 나타낸 원수를 사용하여 반응조의 물의 유하방향 길이(L)과 그 수직방향과의 횡폭(B)의 비(반응조 종횡비)를 1, 2, 3, 4, 6으로 하여 정화처리하였다. 이같은 비로 한 반응조에 있어서의 처리수질 및 미생물 고정화 담체 분산에 대하여 아래 결과를 얻었다.

원수수질

	농도 (mg/L)
BOD	100
T－N	30
NH₄－N	25
단, BOD: 생물화학적 산소요구량T－N: 질소농도NH₄－N: 암모니아성 질소농도

또, 표 2는 처리수질로 하고, 처리수 BOD, 처리수 T－N 처리량이 표시되고, 미생물 고정화 담체의 분산정도는 반응조 유출측 담체농도를 유입측 담체농도로 나눈 값(유출측 담체농도/유입측 담체농도)으로 표시하였다.

반응조의 물 하류방향 길이(L)와 그 수직방향의 횡폭(B) 비에 있어서의 상위(相違)에 의한 처리수질 및 유출측 담체농도/유입측 담체농도

반응조의 종횡비	1	2	3	4	5
처리수 BOD (mg/L)	4.8	4.8	4.8	5.0	15
처리수 T－N (mg/L)	15.0	15.0	15.0	15.5	21.0
처리수 NH₄－N (mg/L)	0.1	0.1	0.1	0.1	3.0
유출측 담체농도／유입측 담체농도	1.1	1.1	1.1	1.2	1.7

표 2의 결과로 분명한 바와 같이, 반응조의 종횡비가 4 이하의 경우, 양호한 처리결과가 얻어진다는 것이 분명해졌다. 또, 미생물 고정화 담체의 분산도 충분하였다. 이 비가 1∼3의 경우는, 이 비가 4의 경우에 비해 약간이마나 처리수질이 양호하였다.

실시예 8

이하, 본 발명에 관한 폐수처리방법 및 장치의 실시예에 대하여 도면 참조로 설명한다.

도 12는, 본 발명에 관한 폐수처리장치의 실시예 주요부를 나타내고, 도 12a는 그 개략측면도이다. 도 12b는 그 평면도이다. 동도의 폐수처리장치는 폭기조(31)를 사용한 것으로, 유입수는 조(31) 상부에서 유입된다. 폭기조(31) 저부에는 산기장치(22)가 설치되고, 폭기와 산기를 겸한 기포발생장치(3)가 담체분리용 스크린(24) 하부에 설치된다. 폭기조(31)에는 미생물 고정화 담체(5)가 투입돼 있다. 기포발생장치(33)에서 유입수중에 방출되는 기포는 산기장치(32)에서 방출되는 기포보다 큰 기포가 방출된다. 미생물 고정화 담체(5)는, 유기고분자물질 또는 무기물질을 주성분으로 하는 입자상 물질이고, 미생물을 포괄고정 또는 결합고정시킨 것이다. 가령, 플라스틱 조각, 스폰지 등의 유동성 담체를 사용하면 된다.

기포발생장치(33)의 배치는 담체분리용 스크린(24) 바로 밑 또는 그 근방이라도 좋고, 기포발생장치(33)는 최하부에서 조 길이방향의 1/3 범위 이내로 설치하면 된다. 바람직하게는 2m 이내에 설치하면 된다. 또, 기포발생장치(33)는 조저부에 조의 폭과 같은 길이로 함으로써 순환류 형성에 바람직하다.기포발생장치(33)의 산기량은 그 조(31)의 형상에 따라 담체분산상태에 맞게 설정하고, 통상 물처리용 산기장치 길이당, 또는 단위면적당 산기량의 1.5배 정도의 산기량으로 담체의 충분한 분산이 가능해진다. 또, 기포발생장치(33)를 설치함으로써 조대기포에 따른 커텐이 스크린(24) 전방에 형성되고, 미생물 고정화 담체(5)가 기포의 커텐을넘어 유출측에 편재하는 것을 억제할 수 있으므로 미생물 고정화 담체(5)에 의한 스크린(24) 눈막힘을 방지할 수 있다. 스크린(24) 바로 밑에 기포발생장치(33)가 설치될 경우는 스크린(24)에 부착하는 미생물 고정화 담체를 박리시키는 흐름이 발생한다.

폭기조(31)는, 도 12b에 도시한 바와 같이, 기포발생장치(33)가 스크린(24) 바로 밑에 배치되고, 나머지 대략 저부 전면에 산기장치(32)가 배설(配設)되고, 산기장치(32)와 기포발생장치(33)에 블로워 등으로써 공기가 보내지고 있다. 산기장치(32)와 기포발생장치(33)는 동일 블로워로 공기를 보내도 좋고, 기포발생장치(33)의 다른 블로워를 설치하여도 된다. 또, 기포발생장치(33)의 형상은 플레이트상, 디스크상, 관상 등의 어느 것도 좋고, 그 재질은 셀라믹제, 수지성, 철제, 고무제, 이들의 복합재료의 어느 것도 좋다. 또, 단순히 배관에 1∼5mm 정도의 구멍을 배관길이방향으로 개구한 것을 사용하여도 된다. 산기장치(32)의 구멍은, 1mm 정도의 구멍이 개구된 것을 사용한다. 기포발생장치(33)로서 1mm 정도의 구멍이 개구한 배관을 사용할 경우는 구멍이 뚫린 배관을 병렬로 근접하게 설치하고, 산기장치(32)의 산기량에 대하여 조내에 보내지는 공기량을 조정할 수 있다. 즉, 기포발생장치(33)의 길이당, 혹은 단위면적당 산기량을 조정하여 조내의유입수에 선회류를 발생시킬 수 있다.

한편, 기포발생장치(33) 운전은 연속운전 또는 간헐운전으로 한다. 간헐운전은 운전을 정지하는 시간을 약 1시간 정도로 하고, 약 10분간 운전을 계속하여 다시 약 1시간의 운전정지기간후, 10분간 운전을 실시한다. 이같은 주기로 운전을 행함으로써 미생물 고정화 담체의 분산을 효과적으로 실행할 수 있다. 또, 폭기조(31)에 유입하는 유입수는 단위시간당 유입량이 시간대 따라 다르므로 유입수량이 많은 시간대만 기포발생장치(3)를 연속운전하고, 유입수량이 적은 시간대는 간헐운전하여도 된다.

실시예 9

도 13은 본 발명에 관한 폐수처리방법 및 장치의 다른 실시예를 나타내는 개략도로서, 도 13a는 그 개략측면도이고, 도 13b는 그 평면도이다.

동도에 있어서, 폭기조(31) 길이방향 길이가 매우 길 경우는 담체분리용 스크린(36)으로 칸막이되고, 칸막이된 각조(31a, 31b)내에 미생물 고정화 담체(5)를 투입하여 정화처리를 행한다. 기포발생장치(33b)는 그 담체분리용 스크린(24) 바로 밑에 배치되고, 기포발생장치(33a)는 담체분리용 스크린(36)의 유입수의 유입측에 배치된다. 또, 조(31)내에 칸막이벽을 설치하여 그 칸막이벽에 부분적으로 개구부를 설치하고, 그 개구부에 담체분리용 스크린을 설치하여 미생물 고정화 담체(5)의 각조에의 흐름을 저지하게 하여도 된다. 또, 담체분리용 스크린(24, 36) 바로 밑 또는 그 근방에 설치된 기포발생장치(33a, 33b)는 상기 실시예와 같은 목적으로 배치돼 있다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 개략측면도이다.

도 14a의 폭기조는 저부에 산기장치(32)와 기포발생장치(33c)가 배치되고, 유입수 배관이 조(31) 저부에 배치되고, 유출부에는 스크린(24)이 배치된다. 유입수는 미생물 고정화 담체(5)가 투입된 조(31)내의 저부에서 유입한다. 이같은 배치로 함으로써 유입수 배관에서 유입하는 폐수가 기포발생장치(33c)로부터의 기포로써 그 흐름이 억제된다.

또, 도 14b의 폭기조는 그 저부에 산기장치(32)와 기포발생장치(33c)가 배치되고, 유입수가 조(31) 저부에서 유입되게 유입수 배관이 배치된다. 또, 스크린(24) 바로 밑에도 기포발생장치(33b)가 배치된다.

도 14의 실시예는, 유입수 배관이 조저부에 배치되고, 기포발생장치(33c)가 유입수측에 설치되고, 조대기포를 발생시킴으로써 저부에서 유입하는 유입수 유속이 감쇠되고, 유입수에 의한 단락류 발생이 방지된다. 이같이 유입수에 의한 단략류를 조대기포로 완화함으로써 미생물 고정화 담체가 편재되는 것을 방지할 수 있다. 또 도 14b와 같이, 유출부에 조대기포를 발생하는 기포발생장치(33b)를 설치함으로써 선회류 형성에 효과적이다.

이어서, 도 13, 도 14의 실시예에 있어서의 기포발생장치(33a∼33c)의 운전방법에 대하여 설명한다. 기포발생장치(33a, 33b)는 연속운전 또는 간헐운전한다. 간헐운전의 경우는 상기와 같이 약 1시간 정도의 간격으로 약 10분간 운전함으로써 미생물 고정화 담체 분산에 효과적이다. 또, 도 14의 실시예는 기포발생장치(33c)를 단락류 발생을 방지하기 위하여 연속운전함이 좋고, 기포발생장치(33b)는 연속운전 또는 간헐운전 어느쪽도 좋다. 또, 상기와 같이 기포발생장치(33a∼33c)는 유입수의 단위시간당 유입량이 시간대 따라 다르므로 유입수량이 많은 시간대만 연속운전하고, 유입수량이 적은 시간대는 간헐운전하여도 된다.

이어서, 본 발명의 폐수처리장치의 생물학적 정화처리에 있어서의 유효성에 대하여, 이하 실시예에 의거하여 설명한다.

이 비교실험은, 표 3에 표시된 원수를 사용하여 행하였다. 본 실시예와 같이 폭기장치에 기포발생장치를 사용할 경우와 기포발생장치를 사용하지 않을 경우의 비교가 행해지고 있다. 표 4는 기포발생장치를 사용할 경우를 「유(有)」로, 기포발생장치를 사용하지 않을 경우를 「무」로 표시하였다. 「유」와 「무」의 각 경우의 처리결과가 수질 및 폭기조내의 미생물 고정화 담체의 편재를 비교한 결과이고, 처리수질은 처리수 BOD, 처리수 T－N의 처리량으로 표시하였다. 또, 미생물 고정화 담체의 분산 정도는 폭기조 유출측 담체농도를 유입측 담체농도로 나눈 값(유출측 담체농도/유입측 담체농도)이 표시되어 있다.

원수수질

	농도 (mg/L)
BOD	100
T－N	30
NH₄－N	25
단, BOD: 생물학적 산소요구량T－N: 질소농도NH₄－N: 암모니아성 질소농도

기포발생장치 유무에 있어서의 처리수질과 그 비(유출측 담체농도/유입측 담체농도)

반응조의 종횡비	유	무
처리수 BOD (mg/L)	5	12
처리수 T－N (mg/L)	15	23
처리수 NH₄－N (mg/L)	0.1	2.9
유출측 담체농도／유입측 담체농도	1.1	1.8

표 4에 나타난 시험결과로 명백하듯이, 본 발명의 폐수처리장치와 같이 폭기조내에 기포발생장치를 설치함으로써 BOD, T－N의 어느 시험항목이라도 저감할 수 있음을 표시하고 있다. 유출측 담체농도／유입측 담체농도로 분명하듯이, 「유」가 1인데 비해 「무」가 1.8이다. 이 비교결과로 폐수처리장치에 조대기포를 발생하는 기포발생장치를 설치함으로써 조내에 미생물 고정화 담체를 충분히 분산시킬 수 있고, 양호한 생물학적 정화처리결과를 얻을 수 있음을 나타낸다.

또, 사용되는 미생물 고정화 담체는, 상기 설명과 같이 유기 고분자 물질 또는 무기물질을 주성분으로 하는 입자상 물질로서, 미생물을 포괄고정 또는 부착고정 또는 결합고정시킨 것이다. 또, 폭기조 수심 5m 정도의 위치에 상기 장치가 전면에 배치된 전면폭기방식의 산기장치라도 적용할 수 있고, 또 수심 10m 정도의 반응조의 경우라도 그 조의 수심 5m 정도 위치에 산기장치가 갖는 선회류식 심조(深槽) 폭기조 어느 경우라도 적용가능하다.

실시예 10

이하, 본 발명에 관한 폐수처리방법 및 그 장치의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 15a는 본 발명에 관한 폐수처리장치의 실시예를 나타내고, 도 15b는 그 평면도를 표시하고 있다. 동도면에 있어서, 31은 반응조 저부에 산기장치(32)를구비한 폭기조이고, 산기장치(32)는 단위산기장치(32a∼32d)로 구성되고, 폭기조(31) 유출측에는 담체분리용 스크린(33)이 설치되어 있다. 폭기조(31)내의 유입수중에는 담체(이하, 미생물 고정화 담체; 5)가 투입돼 있고, 유입수중에 분산해 있다. 단위산기장치(32a∼32d)는 대략 동등의 산기능력을 갖는 것으로 하고, 단위산기장치(32a∼32d)는 밸브 등에 의한 유량조정기구(36a∼36d)를 구비한 산기용 배관을 통하여 블로워(송풍기; 35)에 접속돼 있다. 제어장치(37)로 블로워(35)의 송풍량 조정이 가능하다. 물론, 유량조정기구(36a∼36d)는 수동조작으로 각 산기장치에 공급되는 산기풍량 조정이 가능하다.

유량조정기구(36a∼36d)와 블로워(35)는 제어장치(37)로부터의 제어신호에 의해 조작되고, 각 산기장치의 산기량은 조정이 가능하다. 가령, 제어장치(37)로부터의 제어신호에 의해 유량조정기구(36a∼36d)를 조작하여 그 개구도를 조정하여 유입수 유입측에 대하여 유출측 산기량을 증대하도록 제어한다. 이같이 각 단위산기장치(32a∼32d)에 공급되는 산기풍량을 조정함으로써 각 단위산기장치(32a∼32d)의 산기풍량이 제어되고, 폭기조(31)내에 선회류를 발생시킬 수 있다. 산기풍량은 폭기조(31) 최하류측과 최상류측의 비를 1.1∼3.0로 조정하고, 바람직하게는 1.5∼2.0이 되게 조정한다. 덧붙여, 비가 1.1 이하의 경우는 선회성이 나쁘고, 폐수중의 산소농도가 저하하여 바람직하지 않고, 폭기효과가 저하한다. 또, 3.0 이상이면 산소흡수효과가 저하되므로 1.1∼3.0으로 한다. 이같은 비로 조정함으로써 폭기조내의 폐수에 선회류가 발생하여 폭기효과가 양호하고, 미생물 고정화 담체(4)를 조내에 효율좋게 분산시킬 수 있다. 조내 폐수에 발생하는 선회류는 미생물 고정화 담체(5)를 조내에 널리 분산시켜서 폐수의 생물적 정화가 효율좋게 달성된다.

실시예 11

도 16은 본 발명에 관한 폐수처리장치의 실시예를 나타내는 평면도이다.

동도에 있어서, 31은 반응조 저부에 산기장치(38)가 구비된 폭기조이고, 산기장치(38)는 단위산기장치(38₁∼38n)로 구성돼 있다. 단위산기장치(38₁, 38₂∼38n)는 유입수측에서 유출측을 향함에 따라 차츰 간격이 좁게 배치되고, 각 단위산기장치(38₁∼38n)는 산기배관을 통하여 블로워(35)에 접속된다. 블로워(35)에서 일정풍량이 산기장치(8)에 공급되고, 각 단위산기장치(38₁∼38n)로부터는 같은 산기풍량이 폐수중에 방출된다.

단위산기장치(38₁∼38n)는 유입수측에서 유출측을 향함에 따라 차츰 단위면적당 산기풍량이 증대하도록 배치되고, 폭기조(1)내의 폐수에 선회류가 발생하여 미생물 고정화 담체(5)가 조내에 분산되어 생물학적 정화가 효율좋게 달성된다. 또, 산기유니트(38₁∼38n)는 단순한 강관에 산기공을 갖는 것이나 강관에 노즐을 설치한 것도 좋다.

본 실시예는, 산기풍량이 단위산기장치의 배치밀도를 조정하여 산기풍량의 단위면적밀도가 설정돼 있다. 그 산기풍량는 도 15의 실시예와 동일하게 최하류측과 최상류측의 산기풍량 비를 1.1∼3.0으로 조정하고, 바람직하게는 그 비를 1.5∼2.0으로 한다. 단위산기장치의 배치밀도를 상기 비로 설정하도록 조정하여 산기풍량의 단위면적 밀도를 설정한다. 이같은 비로 조정함으로써 폭기조(31)내에 선회류가 발생하여 미생물 고정화 담체(5)가 조내에 효율좋게 분산될 수 있다. 게다가, 본 실시예는 도 15의 실시예와 비교하여 일정풍량을 산기장치(38)에 보내는 것으로 선회류를 발생시킬 수 있으므로 산기풍량을 조정하는 유량조정기구(36a ∼36d) 등이 필요하지 않은 이점이 있다.

또, 본 실시예는 단위산기장치 배열을 규칙적으로 변화시켜서 배치하고 있으나, 불규칙하게 배치하여도 된다. 그러나, 산기풍량은 도 15의 실시예와 동일하게 최하류측과 최상류측의 산기풍량의 비를 1.1∼3.0으로 조정한다.

실시예 12

도 17은 본 발명에 관한 폐수처리장치의 다른 실시예를 나타내고, 도 17a는 그 평면도, 도 17b는 그 A-A'선 단면도이다.

동도에 있어서, 31은 폭기조이고, 그 반응조 저부에 복수의 단위산기장치(38)가 배치되고, 단위산기장치(38)의 대략 중간에 오리피스 조정기구(39)가 설치돼 있다. 오리피스 조정기구(39)는 고정식도 좋고, 공기량 조정기구를 구비하며, 개도를 조정함으로써 공기유량을 조정하는 것으로 각 산기장치(38) 선단부(38a)와 후단부(38b)가 산기풍량이 달라도 좋다. 또, 오리피스 조정기구(39) 조정은 수동조작도 좋고, 그 작동기구를 구비함으로써 공기가 통과하는 구경(口徑)을 자동조정하여도 좋다.

이와 같이 오리피스 조정기구(39)는 산기장치(38)를 구성하는 공기관에 설치돼 있으므로 오리피스 조정기(39) 상류측과 하류측 산기량을 다르게 할 수 있고, 폭기조(31) 유입수 유하방향에 대하여 직각방향으로 선회류를 발생시킬 수 있다. 미생물 고정화 담체(5)가 투입된 폭기조(31)는 오리피스 조정기구(39)가 설치된 산기장치(8) 선단부(38a)는 산기풍량이 적고, 후단부(38b)는 산기풍량이 많아지며, 유입수 유하방향에 대하여 대략 직각방향으로 선회류가 발생하므로 미생물 고정화 담체(5) 분산이 효율좋게 행해진다. 폭기조 선단부(38a)와 후단부(38b)의 산기량 비는 1.1∼3.0으로 하고, 바람직하게는 1.5∼2.0이 되게 조정한다.

또, 오리피스 조정기구(39) 구동이 전기제어로 행해질 경우, 산기용 공기가 통과하는 구경을 소정주기로 변경시킬 수 있고, 여러가지 다양한 흐름을 형성할 수 있다.

또, 도시하지 않으나, 도 17의 실시예 산기장치에 도 15나 도 16의 산기장치를 부분적으로 조합한 폭기조로 하여도 되고, 폭기조(31)내에 다양한 선회류를 발생시켜서 미생물 고정화 담체를 분산시켜서 효과적으로 폐수의 생물정화처리를 행하여도 되는 것은 분명하다.

덧붙여, 폭기조 상류측 산기풍량을 하류측의 그것보다 크게 함으로써도 상기 실시예와 반대방향의 선회류를 발생시킬 수 있다. 이 경우에는 폭기조 상부에서 도입되는 원폐수가 주로 폭기조 표면을 흘러서 유출부에 도달하는 단락류가 발생할 우려가 있기 때문에 폭기조 하류측 산기풍량을 크게 하여 원폐수를 저부로 인입하면 미생물 고정화 담체 분산에 효과적이다. 또, 원폐수가 폭기조 하부에 도입될 경우는 폭기조 하류측 폭기풍량보다 상류측 폭기풍량을 크게 하는 것이 바람직하다.

상기 실시예에서 사용되는 미생물 고정화 담체는 유기 고분자 물질 또는 무기물질을 주성분으로 하는 입자상 물질로서, 미생물을 포괄고정화 또는 결합고정화시킨 것이다. 가령, 플라스틱편, 스폰지 등의 유동성 담체를 사용하면 된다. 폭기조내의 폭기방법은 조하부에 산기설비를 배치한 전면폭기방식 뿐더러, 전면선회방식 및 수심 10m 위치에 산기설비를 배치한 선회류식 심층폭기층 어느 경우도 적용가능하다.

다음에, 본 실시예에 따른 폐수처리장치의 처리결과에 대하여 비교실험 결과에 의거하여 설명한다. 이 실험은, 도 15의 폐수처리장치가 사용되고, 처리수로는 표 5에 나타난 수질의 원수가 사용되었다. 단위산기장치(2a∼2d)의 산기풍량을 변화시켜서 본 발명의 유효성에 대하여 확인하였다. 산기조건 1은, 단위산기장치(2a ∼2d)의 산기풍량을, 2a：2b：2c：2d＝1：1：1.1：1.5로 하고, 조건 2는 2a：2b：2c：2d＝1：1：1：1로 한다. 그 비교실험결과는 표 6에 표시한다. 연속실험에 있어서의 처리수질과 담체편재정도는, 유출측 담체농도와 유입측 담체농도의 비(유출측 담체농도／유입측 담체농도)로 표시하였다.

원수수질

각 조건에 있어서의 처리수질 및 유출측 담체농도／유입측 담체농도

조건	1	2
처리수 BOD (mg/L)	5	22
처리수 T－N (mg/L)	15	25
처리수 NH₄－N (mg/L)	0.1	2.5
유출측 담체농도／유입측 담체농도	1.1	1.9

표 6으로 분명한 바와 같이, 조건 1의 유하측 산기량을 증가시켰을 경우는, 양호한 처리가 행해지고, 담체가 충분히 분산돼 있다. 한편, 조건 2는 균등하게 산기한 경우는 처리성능 저하 및 담체편재가 확인되었다. 따라서, 폐수를 담체를 투입한 저부(底部) 전면(全面) 폭기방식의 폭기조를 포함한 처리장치로 처리함에 있어서, 담체가 투입된 호기조의 산기장치의 산기풍량을 반응조 유하방향에 있어서 변화시킴으로써 폭기조내에서 담체는 충분히 분산되고, 양호한 정화처리가 될 수 있음을 나타내고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 이하와 같은 산업상의 이용가능성이 얻어진다.

(1) 담체분리용 스크린장치

① 폭기장치에 설치된 스크린 근방에 정류체를 설치함으로써 기포 분산에 의한 스크린면 근방의 액상승류 유속 저하를 방지할 수 있음과 동시에 폭기조내 액 흐름이 상기 유로 상승류에 악영향을 주는 일이 없다. 이로부터 적은 산기량으로 효율좋게 담체 등의 스크린 부착을 방지할 수 있다.

② 정류체 하단을 폭기장치 가까이까지 연설함으로써 폭기장치로부터의 기포를 더 많이 유로에 수용할 수 있고, 그 만큼 스크린면에 따른 액 상승류 속도를 증가할 수 있다. 이로부터 따로 설치하는 산기장치의 산기량을 감소시킬 수 있다. 경우에 따라서는 산기장치가 필요없다.

(2) 담체분리용 스크린의 산기방법 및 산기장치

① 확실하게 스크린 눈막힘을 방지할 수 있는 담체분리용 스크린의 산기방법 및 산기장치를 제공할 수 있다.

② 본 담체분리용 스크린의 산기장치를 사용하면, 눈막힘이 일어나지 않으므로 장치의 유지관리가 간소화됨과 동시에 스크린의 소형화도 가능하기 때문에 폐수처리설비의 건설비를 대폭 삭감할 수 있다.

(3) 폐수처리방법 및 그 장치

① 폐수를 미생물 고정화 담체를 투입한 반응조로 처리함에 있어서, 미생물 고정화 담체가 투입된 반응조 물의 유하방향과 그 수직방향 길이의 비를 4 이하, 바람직하게는 1∼3으로 하는 간편한 반응조에 의해 미생물 고정화 담체를 충분히 분산할 수 있기 때문에 장치의 건설비 및 유지관리비가 저렴해짐과 동시에 유지관리가 용이해진다.

② 반응조의 물흐름방향과 그 수직방향의 길이의 비가 4를 넘는 반응조를 갖는 기존 설비를 담체투입형 반응조로 개조하는 경우에 있어서도 이같은 반응조 치수조건을 만족시키도록 담체유출을 방지할 수 있는 스크린에 의해 칸막이함으로써 길이방향으로 긴 반응조라도 조내에 미생물 고정화 담체를 충분히 분산시킬 수 있다.

③ 미생물 고정화 담체를 폭기조내에 충분히 분산시킬 수 있기 때문에, 폭기조 용적 및 투입한 담체 전체를 유효하게 이용할 수 있으므로 폭기조 하류측에 설치되는 담체분리용 스크린 주위에 담체가 집적하지 않고, 스크린에 의한 담체분리가 안정적으로 행해지고, 스크린 자체의 눈막힘 대책으로서의 스크린 청소 등의 유지관리 부하를 저감할 수 있다.

④ 기포발생장치에 의한 조대 기포를 발생시킴으로써 유출부 근방에 조대기포에 의한 커텐을 형성함과 동시에 폭기조내에 선회류를 발생시켜서 미생물 고정화 담체를 분산시켜서 폐수처리를 행하는 것으로, 기포발생장치의 설비비와 운전비가 염가이고 폐수처리장치의 건설비가 저렴해진다.

⑤ 폭기조내에 미생물 고정화 담체가 충분히 분산되고, 미생물 고정화 담체 모두를 유효하게 이용할 수 있음과 동시에, 폭기조 하류측에 설치된 담체분리용 스크린 주위에 담체가 집적하지 않고 담체분리용 스크린에 의한 담체분리가 안정적으로 행해지고, 스크린 자체의 눈막힘 대책으로 실시되는 스크린 청소 등의 유지관리비가 경감된다.

⑥ 폭기조 하류측에 설치한 기포발생장치를 연속운전만이 아니라 폭기조내에의 유입량이 적을 경우는 간헐운전으로 담체를 충분히 분산시킬 수 있고 운전비가 저감된다.

⑦ 담체가 투입된 폭기조에 설치되는 산기장치의 분포를 반응조 상류측과 하류측이 다르게 함으로써 선회류를 발생시켜 담체를 충분히 분산시킬 수 있으므로폭기조 하류에의 담체 편재가 방지된다. 또, 산기 풍량을 유입수 유하방향을 향하여 폭기조내 좌우가 다르게 하고, 선회류를 발생시켜서 담체가 폭기조 유입수 유하방향을 향하여 좌우 어느 쪽에 편재되는 것을 방지할 수 있다.

⑧ 폭기조내에 저류판 등의 특별한 설비를 필요로 하지 않고 폐수중의 BOD 저하나 질소 등의 제거를 위하여 필요한 산기풍량을 폭기조내에 불균일하게 산기 분산장치를 분산시킴으로써 폭기조내에 전담체를 널리 분산시켜서 폐수의 생물학적 정화작용을 효과적으로 행할 수 있는 이점이 있다.

⑨ 산기장치에 의해 폭기조내에서의 폐수의 단락류도 방지할 수 있으므로 폐수의 생물학적 정화작용을 효과적으로 실시할 수 있는 이점이 있다.

⑩ 담체가 담체분리용 스크린 부근에 편재하는 것을 방지할 수 있으므로 스크린에 의한 담체분리가 안정적으로 행해지고, 스크린 자체의 눈막힘 대책인 스크린 청소 등의 유지관리 부담을 경감할 수 있다.

Claims

폐수중의 유기물 및 무기물을 생물학적으로 정화처리함에 있어서 사용되는 미생물 고정화 담체를 담체분리용 스크린으로부터 분리하는 산기장치를 갖는 폐수 처리장치에 있어서, 상기 담체분리용 스크린 근방에 배치된 산기용 헤더와 상기 산기용 헤더로부터의 산기량을 제어하는 경시적 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 담체분리용 스크린 근방에 2개 이상의 산기용 헤더를 설치한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 담체분리용 스크린 근방에 간격을 두고 정류체를 설치한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
폐수중의 유기물 및 무기물을 생물학적으로 정화처리하는 폐수처리방법에 있어서, 정화처리함에 있어서 사용되는 미생물 고정화 담체를 담체분리용 스크린으로부터 분리하기 위해 이 스크린으로의 산기량을 경시적으로 변화시켜서 산기하는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제 4 항에 있어서, 상기 담체분리용 스크린 근방의 2개소 이상의 위치로부터산기하는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제 3 항에 있어서, 상기 담체분리용 스크린을 폭기조에 배치하고, 상기 정류체 하단을 상기 폭기조의 폭기장치 가까이까지 연설한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제 3 항에 있어서, 상기 담체분리용 스크린 근방에 산기장치를 설치한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제 4 항에 있어서, 미생물 고정화 담체를 토입한 반응조에서 유입수를 처리함에 있어서, 상기 반응조가 유입수의 유하방향 길이와 상기 유입수 유하방향에 대략 직각의 횡폭의 비를 1 내지 4로하고, 상기 반응조내의 유입수와 미생물 고정화 담체를 폭기하여 혼합하고, 상기 반응조내의 유입수중에 상기 미생물 고정화 담체를 분산시켜서, 유입수를 생물학적으로 정화처리하는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제 1 항에 있어서, 미생물 고정화 담체와 유입수를 폭기하면서 생물학적으로 정화처리하는 반응조를 구비하고, 상기 반응조의 유하방향 길이와 유하방향에 대략 직각의 횡폭의 비가 1 내지 4인 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제 9 항에 있어서, 상기 반응조의 유하방향 길이와 횡폭의 비를 설정하기 위하여 설치한 칸막이 일부가, 상기 미생물 고정화 담체의 유출을 방지할 수 있는 메시폭의 스크린인 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제 4 항에 있어서, 담체를 투입한 폭기조를 포함하는 처리장치를 사용하고, 상기 폭기조가 반응조와 상기 반응조내에 설치된 복수의 단위산기장치로 구성되고, 이들 단위산기장치의 산기풍량을 상기 폭기조 상류측에서 하류측으로 향함에 따라 다르게 하여, 상기 폭기조내에 선회류를 발생시키고, 상기 폭기조내에 투입된 미생물 고정화 담체인 담체를 상기 폭기조내에 분산시켜서 폐수의 생물학적 정화처리를 행하는것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제 11 항에 있어서, 상기 폭기조에 설치된 단위산기장치의 최하류측과 최상류측의 산기풍량의 비를 1.1∼3.0이 되도록 조정한 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제 4 항에 있엇, 담체를 투입한 폭기조를 포함하는 처리장치를 사용하고, 상기 폭기조가 반응조와 상기 반응조에 설치된 복수의 단위산기장치로 구성되고, 상기 단위산기장치를 폭기조내의 상류측에서 하류측에 걸친 설치밀도를 변화시켜서, 상기 산기장치에 의해 산기함으로써 조내에 선회류를 발생시켜서, 미생물 고정화 담체인 상기 담체를 상기 조내에 분산시켜서 폐수의 생물학적 정화처리를 행하는것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제 1 항에 있어서, 담체를 투입한 폭기조를 포함하는 처리장치를 사용하고, 상기 폭기조가 반응조와 상기 반응조에 설치된 복수의 단위산기장치로 구성되고, 상기 폭기조 상류측에서 하류측에 걸쳐 상이한 산기풍량으로 하는 조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제 4 항에 있어서, 1조의 폭기조 및 담체분리용 스크린 또는 담체분리용 스크린을 포함한 칸막이벽으로 칸막이된 상기 폭기조에 미생물 고정화 담체를 투입하여 상기 폭기조 유출부 근방에 설치된 담체분리용 스크린과 상기 칸막이벽 바로 밑 또는 그 근방에 설치된 기포발생장치에 의해 기포를 발생시켜서, 폭기조내에 선회류를 발생시켜서 상기 미생물 고정화 담체를 분산시키는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제 18 항에 있어서, 상기 기포발생장치를 연속 또는 간헐운전하여 폭기조내에 선회류를 발생시켜서 상기 미생물 고정화 담체를 분산시키는 것을 특징으로 하는 폐수처리방법.
제 1 항에 있어서, 담체분리용 스크린을 유출부 근방에 구비함과 동시에, 미생물 고정화 담체가 투입되는 1조의 폭기조 혹은 담체분리용 스크린 또는 담체분리용 스크린을 포함한 칸막이벽으로 칸막이된 폭기조와, 상기 폭기조내에 설치된 산기장치와, 상기 담체분리용 스크린 바로 밑 또는 그 근방에, 다른 폭기를 위한 산기장치와는 다른 기포를 발생시키는 기포발생장치를 구비한 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.