KR102085279B1 - 액상부식조 내 mlss 조절장치 및 조절방법 - Google Patents

Abstract

본 기재의 혼합액 현탁고형물 (Mixed Liquor Suspended Solid, 이하 “MLSS”라고 함) 조절장치는, 액상부식조 내의 MLSS 농도를 조절하는 장치로서, 상기 액상부식조에 설치되어 상기 액상부식조 내의 MLSS 농도를 측정하는 MLSS 측정기, 상기 액상부식조에 연결되는 농축 슬러지 배관과 탈리액 배관을 각각 구비하며, 액상부식액을 인출하여 기계적으로 농축시켜 농축 슬러지와 탈리액으로 분리하는 농축기, 상기 농축 슬러지 배관의 후단에 연결되는 탈수기, 상기 탈수기의 후단에 연결되고, 상기 탈리액 배관의 후단에 연결되는 여과수조, 및 상기 MLSS 측정기와 상기 농축기에 신호적으로 연결되어 상기 측정된 MLSS 농도 값을 전송받아 상기 농축기로 전달하여 상기 농축 슬러지 배관과 상기 탈리액 배관의 개폐를 제어하는 통합제어반을 포함한다. 상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도보다 낮을 때 상기 농축 슬러지는 상기 액상부식조로 반송되고, 상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도보다 높을 때 상기 탈리액은 상기 액상부식조로 반송되며, 상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도 때 상기 농축 슬러지는 상기 탈수기로 이송되고 상기 탈리액은 상기 여과수조로 이송될 수 있다.

Description

액상부식조 내 MLSS 조절장치 및 조절방법{APPARATUS AND MEHTOD OF CONTROLLING MLSS IN LIQUID PUTREFACTION TANK}

본 발명은 MLSS 조절장치 및 조절방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오폐수 처리 시설에서 액상부식법에 사용되는 액상부식조 내 MLSS를 조절하는 장치 및 이를 조절하는 방법에 관한 것이다.

기존의 연속 배치식 액상부식법에 의한 고농도 유기오수의 처리방법 (특허 제0769997호)에 따르면, 유입되는 유기오수의 부유물질 (Suspended Solid, SS) 농도가 20,000 ~ 30,000㎎/ℓ 일 경우를 가정하여 전처리를 통해 액상부식조의 현탁고형물 (Mixed Liquor Suspended Solid, MLSS) 농도를 7,000 ~ 15,000㎎/ℓ를 유지하도록 하였다. 그리고 생물학적 처리과정을 거쳐 처리된 액상부식액은 MLSS 농도가 10,000㎎/ℓ 이상의 고농도로 중력침강이 이루어지지 않으므로, 전량 기계적 탈수방법을 통해 강제 고액분리가 이루어지도록 구성하였다.

그러나 액상부식조의 MLSS 농도가 7,000㎎/ℓ 보다 낮거나 15,000㎎/ℓ를 초과할 경우 MLSS를 일정하게 유지하기 위한 별도의 수단이 마련되어 있지 않았다. 이로 인하여 처리효율이 저하되는 문제가 유발되고, 또한 저농도의 경우 액상부식조의 조 용량이 과대해 질 수 있고 고농도의 경우에는 송풍량 증가 등의 문제점이 발생하고 있다.

상기 문제점 중 MLSS 농도가 낮아지는 사례를 살펴보면, 고농도 유기오수의 대표적인 폐수인 가축분뇨의 경우 가축사육환경 개선 및 용수사용량의 증가로 원폐수의 MLSS 농도가 현저하게 낮은 폐수가 꾸준하게 발생하고 있고, 인분뇨의 경우 또한 정화조를 거친 후 유입되는 폐수의 경우 MLSS 농도가 낮아 액상부식조 내의 MLSS 농도를 7,000㎎/ℓ 이상으로 유지할 수 없게 된다.

이와는 반대로 MLSS 농도가 높아지는 사례를 살펴보면, 액상부식조 내에서 생물학적 처리를 거치는 과정에서 조 내의 폐수온도는 약 30~40℃ 정도를 유지하게 되는데 이때 외부 온도와의 차이 및 조 내로 공급되는 공기에 의해 수증기가 발생되고 수증기가 대기로 방출되면서 조 내의 MLSS 농도는 꾸준히 상승하게 된다.

본 발명의 일 측면은 액상부식조 내의 MLSS 농도를 측정하면서 저농도 시에는 농축 슬러지를 액상부식조로 반송하고 고농도 시에는 탈리액을 액상부식조로 반송하여 액상부식조 내의 MLSS 농도를 일정하게 유지할 수 있는 액상부식조 내 MLSS 조절장치 및 조절방법을 제공하고자 한다.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액상부식조 내 혼합액 현탁고형물 (Mixed Liquor Suspended Solid, 이하 “MLSS”라고 함) 조절장치는, 액상부식조 내의 MLSS 농도를 조절하는 장치로서, 상기 액상부식조에 설치되어 상기 액상부식조 내의 MLSS 농도를 측정하는 MLSS 측정기, 상기 액상부식조에 연결되는 농축 슬러지 배관과 탈리액 배관을 각각 구비하며, 액상부식액을 인출하여 기계적으로 농축시켜 농축 슬러지와 탈리액으로 분리하는 농축기, 상기 농축 슬러지 배관의 후단에 연결되는 탈수기, 상기 탈수기의 후단에 연결되고, 상기 탈리액 배관의 후단에 연결되는 여과수조, 및 상기 MLSS 측정기와 상기 농축기에 신호적으로 연결되어 상기 측정된 MLSS 농도 값을 전송받아 상기 농축기로 전달하여 상기 농축 슬러지 배관과 상기 탈리액 배관의 개폐를 제어하는 통합제어반을 포함한다. 상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도보다 낮을 때 상기 농축 슬러지는 상기 액상부식조로 반송되고 상기 탈리액은 상기 여과수조로 이송되며, 상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도보다 높을 때 상기 탈리액은 상기 액상부식조로 반송되고 상기 농축 슬러지는 상기 탈수기로 이송되며, 상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도 때 상기 농축 슬러지는 상기 탈수기로 이송되고 상기 탈리액은 상기 여과수조로 이송될 수 있다.

상기 농축 슬러지 배관과 상기 탈리액 배관에는 각각 전동 밸브가 설치되고 상기 각 전동 밸브는 상기 통합제어반에 신호적으로 연결되어, 상기 측정된 MLSS 농도 값에 따라 개폐가 제어될 수 있다.

상기 액상부식조는 서로 분리된 탈질조와 질산화조를 포함하고, 상기 농축 슬러지 배관은 상기 질산화조에 연결되고, 상기 탈리액 배관은 상기 탈질조에 연결될 수 있다.

상기 액상부식조의 후단에 연결되고 상기 농축기의 전단에 연결되며, 상기 액상부식액을 저류하였다가 1일 처리량만큼 상기 농축기로 이송하는 혼합조를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액상부식조 내 MLSS 조절방법은, 액상부식조 내의 MLSS 농도를 조절하는 방법으로서, 액상부식액을 1일 처리량만큼 인출하여 농축기에서 기계적으로 농축시켜 농축 슬러지와 탈리액으로 분리하는 단계, MLSS 측정기를 이용하여 상기 액상부식조 내의 MLSS 농도를 측정하는 단계, 상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도 범위일 때 상기 농축 슬러지는 상기 탈수기로 이송하고 상기 탈리액은 상기 여과수조로 이송하는 단계, 상기 측정된 MLSS 농도가 기 설정된 기준 농도 값보다 낮을 경우 상기 농축기로부터 상기 농축 슬러지를 상기 액상부식조로 반송시키는 단계, 및 상기 측정된 MLSS 농도가 기 설정된 기준 농도 값보다 높을 경우 상기 농축기로부터 상기 탈리액을 상기 액상부식조로 반송시키는 단계를 포함한다.

상기 농축 슬러지를 상기 농축기로부터 상기 액상부식조로 반송시키는 단계는, 상기 농축기의 잔여 농축 슬러지는 탈수기로 이송하고 탈리액은 상기 여과수조로 이송하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 탈리액을 상기 농축기로부터 상기 액상부식조로 반송시키는 단계는, 상기 농축기의 농축 슬러지를 탈수기로 이송하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 MLSS 측정기와 상기 농축기는 통합 제어반에 신호적으로 연결되고, 상기 통합 제어반은 상기 MLSS 측정기에서 측정된 MLSS 농도에 따라 상기 액상부식조로 반송할 상기 농축 슬러지 또는 상기 탈리액의 필요량을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 MLSS 측정기에서 측정되는 MLSS 농도가 기준 농도 값에 이를 때까지 상기 농축 슬러지를 상기 액상부식조로 반송시키는 단계 및 상기 탈리액을 상기 액상부식조로 반송시키는 단계를 반복할 수 있다.

본 실시예의 액상부식조 내 MLSS 조절장치 및 조절방법에 의하면, 액상부식조에서 처리 완료된 액상부식액을 1일 처리량만큼 인발하여 농축기에서 농축한 후 액상부식조에서 측정된 MLSS 값에 따라 농축액 또는 탈리액을 액상부식조로 반송시켜 MLSS를 일정하게 유지할 수 있다.

따라서, 저농도 시 에는 농축된 슬러지를 액상부식조로 반송하여 조 내의 MLSS를 상승시키고, 고농도 시에는 반대로 탈리액을 액상부식조로 반송하여 조 내의 MLSS 농도를 저하시킴으로써 액상부식조 내의 MLSS 농도를 일정하게 유지할 수 있다.

아울러, 평상시에도 MLSS 조절장치를 가동하게 되면 탈리액은 탈수기를 거치지 않고 후단의 처리수단으로 이송되므로, 탈수량이 줄어들어 탈수기의 용량을 줄일 수 있고, 이에 따라 약품사용량 또한 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액상부식조 내 MLSS 조절장치를 도시한 공정 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액상부식조 내 MLSS 조절방법을 도시한 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액상부식조 내 혼합액 현탁고형물 (Mixed Liquor Suspended Solid, 이하 “MLSS”라고 함) 조절장치를 도시한 공정 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 액상부식조 내 MLSS 조절장치는 액상부식조 내의 MLSS 농도를 측정하는 MLSS 측정기와 액상부식액을 인출하여 기계적으로 농축시켜 농축 슬러지와 탈리액으로 분리하는 농축기를 포함한다. MLSS 측정기는 액상부식조에 설치되고, 농축기는 농축 슬러지 배관과 탈리액 배관을 각각 구비하며, 농축 슬러지 배관과 탈리액 배관은 각각 액상 부식조에 연결될 수 있다.

MLSS 측정기와 농축기는 통합제어반에 신호적으로 연결되며, 이러한 통합제어반은 MLSS 측정기로부터 측정된 액상부식조 내의 MLSS 농도 값을 전송받아 농축기로 전달하여 농축 슬러지와 탈리액의 반송 또는 이송을 제어할 수 있다. 즉, 통합제어반은 농축기와 액상부식조 사이에 연결된 농축 슬러지 배관과 탈리액 배관의 개폐를 제어함으로써 농축 슬러지와 탈리액의 반송 또는 이송을 제어할 수 있다. 이를 위하여, 농축 슬러지 배관과 탈리액 배관에는 각각 전동 밸브가 설치되고 각 전동 밸브는 통합제어반에 신호적으로 연결되어, 상기 측정된 MLSS 농도 값에 따라 개폐가 제어될 수 있다.

보다 상세하게는, 액상부식조 내의 설정된 MLSS 기준 농도보다 낮을 때에는 농축기로부터 농축 슬러지가 액상부식조로 반송되고, 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도보다 높을 때에는 농축기로부터 탈리액이 액상부식조로 반송될 수 있다. 액상부식조는 서로 분리된 탈질조와 질산화조를 포함하고, 이 때 농축 슬러지 배관은 질산화조에 연결되고 탈리액 배관은 탈질조에 연결될 수 있다. 따라서 농축 슬러지는 질산화조로 반송되고, 탈리액은 탈질조로 반송될 수 있다.

액상부식조와 농축기 사이에는 혼합조가 위치할 수 있다. 즉 혼합조는 액상부식조의 질산화조 후단에 연결되고 농축기의 전단에 연결되어 액상부식액을 저류하였다가 1일 처리량 만큼씩의 액상부식액을 농축기로 이송할 수 있다.

농축기로부터 인출되는 농축 슬러지 배관의 후단에는 탈수기가 연결될 수 있다. 그리고 탈수기의 후단에는 여과수조가 연결될 수 있다. 또한 여과수조는 농축기로부터 인출되는 탈리액 배관의 후단에도 연결될 수 있다. 따라서 평상 시 또는 액상부식조 내의 MLSS 농도 값이 기준 농도보다 높을 때에 농축 슬러지는 농축 슬러지 배관을 통해 탈수기로 이송될 수 있다. 또한 평상 시 농축기로부터 분리된 탈리액은 탈리액 배관을 통해 여과수조로 이송될 수 있다. 이 때 '평상 시'는 액상부식조 내의 MLSS 농도 값이 미리 설정한 기준 값의 범위 내에 속할 때를 의미한다. 일례로, 평상 시의 액상부식조 내 MLSS 농도는 7,000 ~ 15,000㎎/ℓ의 범위에 속하도록 하고, 7,000㎎/ℓ 미만이 되면 저농도, 15,000㎎/ℓ 초과하면 고농도로 설정할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액상부식조 내 MLSS 조절방법을 도시한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 액상부식조 내의 MLSS 농도를 조절하는 방법은 도 1에 도시된 공정 구성도에 따른 MLSS 조절장치를 구동하여 수행될 수 있으며, 다음과 같은 단계를 포함한다.

먼저, 액상부식액을 1일 처리량만큼 인출하여 농축기에서 기계적으로 농축시켜 농축 슬러지와 탈리액으로 분리한다(S110).

혼합조는 액상부식조의 질산화조로부터 이송된 액상부식액을 저류하였다가 설정된 처리량만큼 농축기로 이송한다.

MLSS 측정기를 이용하여 액상부식조 내의 MLSS 농도를 측정한다(S120).

MLSS 측정기와 농축기는 통합제어반에 신호적으로 연결되며, 통합제어반은 MLSS 측정기로부터 측정된 액상부식조 내의 MLSS 농도 값을 전송받아 농축기로 전달함으로써 농축 슬러지와 탈리액의 반송 또는 이송을 제어할 수 있다. 이 때, 통합제어반은 MLSS 측정기에서 측정된 MLSS 농도에 따라 액상부식조로 반송할 상기 농축 슬러지 또는 상기 탈리액의 필요량을 계산할 수 있다.

상기 측정된 MLSS 농도가 기 설정된 기준 농도 값보다 낮을 경우 농축기로부터 농축 슬러지를 액상부식조로 반송시킨다(S130).

통합제어반은 MLSS 측정기에서 측정된 MLSS 농도 값을 전송받아 이를 기 설정된 기준 농도 값과 비교하여 더 낮을 경우 '저농도 시'로 판단하여 농축기의 농축 슬러지 배관의 전동밸브를 개방할 수 있다. 이 때, 액상부식조에 연결되는 탈리액 배관의 전동밸브는 폐쇄할 수 있다. 따라서 농축 슬러지 배관은 액상부식조의 질산화조와 연결되어 상기 농축 슬러지를 질산화조로 반송할 수 있다. 이로써 액상부식조의 MLSS 농도를 증가시킬 수 있다.

그리고 농축기의 잔여 농축 슬러지를 탈수기로 이송할 수 있으며, 여과수조와 연결되는 탈리액 배관은 평상 시 개방되어 탈리액을 여과수조로 이송할 수 있다. 즉, 평상 시에도 농축기에서 분리된 탈리액은 탈수기를 거치지 않고 바로 여과수조로 이송되므로 탈수량이 줄어들어 탈수기의 용량을 줄일 수 있고, 이에 따라 약품 사용량 또한 저감할 수 있다.

상기 측정된 MLSS 농도가 기 설정된 기준 농도 값보다 높을 경우 농축기로부터 상기 탈리액을 액상부식조로 반송시킨다(S140).

통합제어반은 MLSS 측정기에서 측정된 MLSS 농도 값을 전송받아 이를 기 설정된 기준 농도 값과 비교하여 더 높을 경우 '고농도 시'로 판단하여 농축기의 탈리액 배관의 전동밸브를 개방할 수 있다. 이 때, 액상부식조에 연결되는 농축 슬러지 배관의 전동밸브는 폐쇄할 수 있다. 따라서 탈리액 배관은 액상부식조의 탈질조와 연결되어 상기 탈리액을 탈질조로 반송할 수 있다. 이로써 액상부식조의 MLSS 농도를 감소시킬 수 있다.

또한 탈수기와 연결되는 농축 슬러지 배관은 개방되어 농축기의 농축 슬러지를 탈수기로 이송할 수 있다. 평상 시에도 상기 농축 슬러지 배관은 개방되어 농축 슬러지를 탈수기로 이송할 수 있다.

탈수기에서는 전송받은 농축 슬러지를 탈수하여 배출하고, 탈리액은 여과수조로 이송한다.

한편, MLSS 측정기에서 측정되는 MLSS 농도가 기준 농도 값에 이를 때까지 상기 농축 슬러지를 상기 액상부식조로 반송시키는 단계 및 상기 탈리액을 상기 액상부식조로 반송시키는 단계를 반복할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (5)

1. 액상부식조 내의 혼합액 현탁고형물 (Mixed Liquor Suspended Solid, 이하 “MLSS”라고 함) 농도를 조절하는 장치에 있어서,
   상기 액상부식조에 설치되어 상기 액상부식조 내의 MLSS 농도를 측정하는 MLSS 측정기;
   상기 액상부식조에 연결되는 농축 슬러지 배관과 탈리액 배관을 각각 구비하며, 액상부식액을 인출하여 기계적으로 농축시켜 농축 슬러지와 탈리액으로 분리하는 농축기;
   상기 농축 슬러지 배관의 후단에 연결되는 탈수기;
   상기 탈수기의 후단에 연결되고, 상기 탈리액 배관의 후단에 연결되는 여과수조; 및
   상기 MLSS 측정기와 상기 농축기에 신호적으로 연결되어 상기 측정된 MLSS 농도 값을 전송받아 상기 농축기로 전달하여 상기 농축 슬러지 배관과 상기 탈리액 배관의 개폐를 제어하는 통합제어반
   을 포함하고,
   상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도보다 낮을 때 상기 농축 슬러지는 상기 액상부식조로 반송되고 상기 탈리액은 상기 여과수조로 이송되며, 상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도보다 높을 때 상기 탈리액은 상기 액상부식조로 반송되고 상기 농축 슬러지는 상기 탈수기로 이송되며, 상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도 때 상기 농축 슬러지는 상기 탈수기로 이송되고 상기 탈리액은 상기 여과수조로 이송되는, 액상부식조 내 MLSS 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 농축 슬러지 배관과 상기 탈리액 배관에는 각각 전동 밸브가 설치되고 상기 각 전동 밸브는 상기 통합제어반에 신호적으로 연결되어, 상기 측정된 MLSS 농도 값에 따라 개폐가 제어되는, 액상부식조 내 MLSS 조절장치.
3. 제 1 항에 따른 액상부식조 내 MLSS 조절장치를 이용하여 액상부식조 내의 MLSS 농도를 조절하는 방법에 있어서,
   액상부식액을 1일 처리량만큼 인출하여 상기 농축기에서 기계적으로 농축시켜 농축 슬러지와 탈리액으로 분리하는 단계;
   상기 MLSS 측정기를 이용하여 상기 액상부식조 내의 MLSS 농도를 측정하는 단계;
   상기 액상부식조 내의 MLSS 기준 농도 범위일 때 상기 농축 슬러지는 상기 탈수기로 이송하고 상기 탈리액은 상기 여과수조로 이송하는 단계;
   상기 측정된 MLSS 농도가 기 설정된 기준 농도 값보다 낮을 경우 상기 농축기로부터 상기 농축 슬러지를 상기 액상부식조로 반송시키고 상기 탈리액은 상기 여과수조로 이송하는 단계; 및
   상기 측정된 MLSS 농도가 기 설정된 기준 농도 값보다 높을 경우 상기 농축기로부터 상기 탈리액을 상기 액상부식조로 반송시키고 상기 농축 슬러지는 상기 탈수기로 이송하는 단계
   를 포함하는 액상부식조 내 MLSS 조절방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 MLSS 측정기와 상기 농축기는 통합 제어반에 신호적으로 연결되고,
   상기 통합 제어반은 상기 MLSS 측정기에서 측정된 MLSS 농도에 따라 상기 액상부식조로 반송할 상기 농축 슬러지 또는 상기 탈리액의 필요량을 계산하는 단계를 더 포함하는 액상부식조 내 MLSS 조절방법.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 MLSS 측정기에서 측정되는 MLSS 농도가 기준 농도 값에 이를 때까지 상기 농축 슬러지를 상기 액상부식조로 반송시키는 단계 및 상기 탈리액을 상기 액상부식조로 반송시키는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 액상부식조 내 MLSS 조절방법.

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