KR102567968B1 - 질소와 인을 동시에 제거하는 미생물을 이용한 하수 처리 장치 및 하수 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
질소와 인을 동시에 제거하는 미생물을 이용한 하수 처리 장치 및 하수 처리 방법을 제공한다. 하수 처리 방법은, i) 하수가 간헐적으로 유입되어 하수가 연속 교반되는 제1 수조 및 제1 수조와 연결된 제2 수조를 제공하는 단계, ii) 제2 수조에서 간헐적인 교반 공정과 폭기 공정을 복수회 반복하는 단계, iii) 제2 수조의 내부에 설치된 슬러지 회수조가 제2 수조내의 슬러지를 회수하는 단계, iv) 제2 수조에서 처리수를 배출하는 단계, 및 v) 슬러지를 슬러지 회수조로부터 제1 수조로 반송하면서 하수로부터 형성된 혼합액 부유물질(MLSS)을 제1 수조로부터 제2 수조로 이송하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 하수 처리 장치 및 하수 처리 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 질소와 인을 동시에 제거하는 미생물을 이용한 하수 처리 장치 및 하수 처리 방법에 관한 것이다.
연속 회분식 반응법(Sequencing Batch Reactor, SBR)에서는 단일 반응조에서 유기물, 질소 및 인을 동시에 처리한다. 즉, 연속 회분식 반응법 에서는 단일 반응조에서 생물학적 반응과 고액 분리를 동시에 수행한다. 연속 회분식 반응법의 1 싸이클 운전은 유입, 반응, 침전, 방류 단계로 구성되고, 산소 주입 여부에 따라 혐기, 무산소, 폭기 상태를 조성한다. 그 결과, 유기물뿐만 아니라 질소와 인도 제거할 수 있다.
그러나 연속 회분식 반응법은 중소 규모의 하수 처리장에는 유용하지만 낮은 C/N 조건에서는 질소와 인의 제거율이 낮아지는 문제점이 있다. 또한, 질소와 인 처리가 불안정하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 별도의 혐기조 또는 무산소조를 설치하거나 무산소 단계에만 하수를 주입하는 선택주입방법 등이 개발되고 있다. 그러나 낮은 C/N에서는 높은 효율을 달성하는 데 여전히 한계가 있다.
한국등록특허 제0463631호
질소와 인을 효율적으로 동시에 제거할 수 있는 미생물을 이용한 하수 처리 방법을 제공한다. 또한, 전술한 하수 처리 방법을 이용하는 하수 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 방법은, i) 하수가 간헐적으로 유입되어 하수가 연속 교반되는 제1 수조 및 제1 수조와 연결된 제2 수조를 제공하는 단계, ii) 제2 수조에서 간헐적인 교반 공정과 폭기 공정을 복수회 반복하는 단계, iii) 제2 수조의 내부에 설치된 슬러지 회수조가 제2 수조내의 슬러지를 회수하는 단계, iv) 제2 수조에서 처리수를 배출하는 단계, 및 v) 슬러지를 슬러지 회수조로부터 제1 수조로 반송하면서 하수로부터 형성된 혼합액 부유물질을 제1 수조로부터 제2 수조로 이송하는 단계를 포함한다.
제1 수조 및 제2 수조를 제공하는 단계에서, 제1 수조와 제2 수조 사이에 위치한 격벽을 더 제공할 수 있다. 격벽에는 수문이 설치될 수 있다. 혼합액 부유물질을 제2 수조로 이송하는 단계에서, 수문을 열어 수문을 통해 혼합액 부유물질을 낙하 통과시킬 수 있다. 교반 공정과 폭기 공정을 복수회 반복하는 단계에서, 복수회는 2회 내지 4회일 수 있다.
혼합액 부유물질을 제2 수조로 이송하는 단계에서, 혼합액 부유물질은 인 용출 및 PHAs(폴리히드록시 알카노에이트, polyhydroxyalkanoates)가 합성된 질소인 동시제거 미생물(dentitrifying phosphorus accumulating organism, DPAOs)을 포함할 수 있다. 교반 공정과 폭기 공정을 반복하는 단계에서, 교반 공정인 경우 탈질과 인 과잉 섭취가 동시에 이루어질 수 있다.
제1 수조 및 제2 수조를 제공하는 단계에서, 제2 수조의 부피는 제1 수조의 부피의 5배 내지 10배일 수 있다. 슬러지 회수조가 슬러지를 회수하는 단계에서, 슬러지 회수조는 제2 수조의 10vol% 내지 20vol%일 수 있다.
슬러지를 회수하는 단계에서, 슬러지 회수조의 상단은 처리수를 배출하는 단계에서의 처리수의 상단보다 높고, 폭기 공정과 교반 공정을 반복하는 단계에서의 제2 수조의 수심보다 낮을 수 있다. 슬러지를 회수하는 단계에서, 회수된 슬러지의 농도는 5,000mg/L 내지 10,000mg/L로 농축될 수 있다. 혼합액 부유물질을 제2 수조로 이송하는 단계에서, 슬러지는 교반 공정과 폭기 공정을 반복하는 단계에서 교반 공정 중에만 제1 수조로 반송될 수 있다. 혼합액 부유물질을 제2 수조로 이송하는 단계에서, 혼합액 부유물질은 중력에 의해 제2 수조로 낙하할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 장치는, i) 하수를 간헐적으로 유입시키는 원수 주입관, ii) 하수가 간헐적으로 유입되어 하수가 연속 교반되는 제1 수조, iii) 제1 수조와 연결된 제2 수조, iv) 제1 수조와 제2 수조 사이에 위치하고, 수문이 설치된 격벽, v) 제2 수조의 내부에 설치되어 제2 수조 내의 슬러지를 회수하는 슬러지 회수조, vi) 슬러지 회수조의 하부 및 제1 수조의 하부를 연결하는 슬러지 반송관, 및 vii) 제1 수조의 하부에 설치되고, 슬러지 반송관 및 원수 주입관과 연결되며, 회전에 의해 슬러지를 제1 수조내에 분산 공급하는 복수의 팬들을 포함한다. 복수의 팬들 중 하나 이상의 팬은 상호 동일한 간격으로 이격된 복수의 날개부들을 포함하고, 복수의 날개부들 중 각 날개부에는 상호 이격된 복수의 개구부들이 형성되며, 복수의 개구부들을 통해 슬러지를 제1 수조내에 공급한다.
복수의 팬들은 상호 균일하게 이격되어 제1 수조의 가장자리 부근에 위치할 수 있다. 슬러지 반송관은, i) 제1 수조와 제2 수조를 연결하는 연결부, 및 ii) 제1 수조내에 위치하고, 연결부와 연통되고 제1 수조의 중심으로부터 방사상으로 뻗어 복수의 팬들과 연결된 분기부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 장치는 제1 수조의 바로 아래에 연결부에 설치되어 슬러지를 제1 수조 내로 압송하는 펌프를 더 포함할 수 있다.
슬러지 회수조는, i) 제2 수조의 하부에 접하는 제1 회수부, 및 ii) 제1 회수부의 상단과 연결되어 그 단면적이 제2 수조의 상부로 갈수록 점차 커지도록 형성된 제2 회수부를 포함할 수 있다. 슬러지 회수조는 격벽 및 제2 수조의 한 모서리와 인접할 수 있다. 수문을 포함하는 격벽의 일면의 면적에 대한 수문의 면적은 2% 내지 10%일 수 있다.
제2 수조의 부피는 제1 수조의 부피의 5배 내지 10배일 수 있다. 슬러지 회수조는 제2 수조의 10vol% 내지 20vol%일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 장치는 제2 수조의 바닥면으로 이격된 기설정된 높이의 슬러지 회수조 내에 설치되어 회수된 슬러지의 농도를 측정하는 슬러지 농도 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
하수 처리시 소규모 공공 하수 처리장의 고도 처리를 안정적으로 실시할 수 있다. 질소와 인을 동시에 제거할 수 있는 미생물을 좀더 많이 확보하여 C/N 비가 낮은 경우에도 질소, 인을 안정적으로 고도 처리할 수 있다. 또한, 질산성 질소의 양이 최소화된 농축 슬러지를 슬러지 회수조를 이용해 제1 수조로 반송할 수 있다. 그리고 하수 원수의 압송 에너지를 제1 수조의 슬러지 교반에 사용해 에너지를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 방법의 개략적인 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 제1 수조의 바닥면의 개략적인 확대 사시도이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 하수 처리 방법의 각 단계의 하수 처리 장치의 개략적인 작동 상태도이다.
도 8은 본 발명의 실험예 8 및 종래 기술의 비교예 6에 따른 하수 처리 장치의 전력 소모량을 비교한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 제1 수조의 바닥면의 개략적인 확대 사시도이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 하수 처리 방법의 각 단계의 하수 처리 장치의 개략적인 작동 상태도이다.
도 8은 본 발명의 실험예 8 및 종래 기술의 비교예 6에 따른 하수 처리 장치의 전력 소모량을 비교한 그래프이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 방법의 순서도를 개략적으로 나타낸다. 도 1의 하수 처리 방법은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 방법은, 제1 수조 및 제2 수조를 제공하는 단계(S10), 제2 수조에서 슬러지가 분리된 처리수를 배출하는 단계(S20), 슬러지 회수조로부터 슬러지가 제1 수조로 반송되면서 혼합액 부유물질(MLSS)을 제1 수조로부터 제2 수조로 이송하는 단계(S30), 제2 수조에서 폭기 공정과 교반 공정을 반복하는 단계(S40), 그리고 슬러지 회수조가 제2 수조의 폭기 공정 중 슬러지를 회수하는 단계(S50)를 포함한다. 이외에, 하수 처리 방법은 다른 단계를 더 포함할 수 있다.
먼저, 제1 수조 및 제2 수조를 제공하는 단계(S10)에서는 하수 처리 장치를 제공한다. 하수 처리 장치는 제1 수조 및 제2 수조를 포함한다. 제1 수조에는 원수인 하수가 간헐적으로 유입되어 연속 교반된다. 다음으로, 단계(S20)에서는 제2 수조에서 슬러지가 분리된 처리수를 배출한다. 즉, 질소와 인이 최종적으로 제거된 처리수를 외부로 배출한다.
그리고 단계(S30)에서는 슬러지 회수조로부터 슬러지가 제1 수조로 반송되면서 혼합액 부유물질(MLSS)을 제1 수조로부터 제2 수조로 이송한다. 슬러지의 제1 수조로의 반송은 제2 수조가 교반 공정중인 경우에만 실시한다. 그 결과, 질산성 질소가 제1 수조에 유입되어 혐기 상태를 파괴하지 않도록 방지한다.
단계(S40)에서는 제2 수조에서 교반 공정과 폭기 공정을 수회 반복한다. 교반 공정은 무산소 상태에서 이루어진다.
마지막으로, 단계(S50)에서는 슬러지 회수조가 슬러지를 회수하여 농축 및 탈질 공정을 진행한다. 회수된 슬러지의 농도는 5,000mg/L 내지 10,000mg/L일 수 있다. 회수된 슬러지의 농도가 너무 높은 경우, 슬러지 반송관이 막힐 수 있다. 또한, 회수된 슬러지의 농도가 너무 낮은 경우, 제1 수조(10)에서의 반응 효율이 저하될 수 있다. 따라서 회수된 슬러지의 농도를 전술한 범위로 조절한다. 또한, 슬러지 농도 감지 센서를 제1 수조의 바닥면으로부터 기설정된 높이에 슬러지 회수조 내에 설치한다. 그 결과, 회수된 슬러지 농도가 기설정치 이하로 낮아지면 반송을 중단시켜 항상 고농도로 농축된 슬러지만을 반송한다.
단계(S50)를 종료한 후 다시 단계(S20)로 되돌아가 슬러지가 분리된 처리수를 제2 수조에서 배출한다. 전술한 하수 처리 방법은 추후에 도 4 내지 도 7의 각 모드를 통하여 좀더 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 처리 장치(100)의 구조를 개략적으로 나타낸다. 도 2의 하수 처리 장치(100)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 하수 처리 장치(100)의 구조를 다르게 변형할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 하수 처리 장치(100)는 제1 수조(10) 및 제2 수조(20)를 포함한다. 제1 수조(10)와 제2 수조(20)는 상호 인접해 있다. 제1 수조(10) 및 제2 수조(20) 사이에는 격벽(30)이 위치한다. 격벽(30)은 제1 수조(10)와 제2 수조(20)를 구획한다.
격벽(30)에는 수문(301)이 설치된다. 무산소 상태가 되면 수문(301)을 열어서 수문(301)을 통해 다량의 혼합액 부유물질(MLSS)을 제1 수조(10)로부터 제2 수조(20)로 중력 낙하로 자연 유하시켜서 단시간에 이송할 수 있다. 이 경우, 신속하게 다량의 혼합액 부유물질(MLSS)을 제2 수조(20)에 투입할 수 있으므로, 제2 수조(20)에서 질소 및 인 제거 공정을 효율적으로 진행할 수 있다.
수문(301)을 포함하는 격벽(30)의 일면의 면적에 대한 수문(301)의 면적은 2% 내지 10%일 수 있다. 수문(301)의 면적이 너무 적은 경우, 제1 수조(10)로부터 제2 수조(20)로 혼합액 부유물질(MLSS)을 적절히 이송하기 어렵다. 또한, 수문(301)의 면적이 너무 큰 경우, 혼합액 부유물질(MLSS)의 이송 제어가 어렵다. 따라서 수문(301)의 면적을 전술한 범위로 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 무산소 단계를 지나 폭기 단계로 되면 수문(301)이 닫히고 제1 수조(10)의 하수 수위가 상승한다. 그리고 하수는 제1 수조(10)에 연속적으로 유입되어 인 과잉 섭취 미생물의 인 용출과 PHAs 합성 반응을 지속한다. 하수의 수위가 수문(301)의 최상층인 월류구(303) 수위에 도달하면 하수가 수문(301)을 월류하여 제2 수조(20)로 유입된다. 즉, 제2 수조(20)가 폭기 상태인 경우, 혼합액 부유물질(MLSS)이 수문(301)을 월류하여 유입된다.
혼합액 부유물질(MLSS)은 혐기-무산소 조건과 혐기-폭기 조건에 순차적으로 및 반복적으로 노출되어 DPAOs에 의한 질소와 인의 동시 제거와 PAOs에 의한 인 제거가 모두 가능하다. 반복적인 DPAOs 및 PAOs의 반응으로 C/N가 낮은 하수에서도 질소와 인을 안정적으로 제거할 수 있다.
즉, 인 용출 및 PHAs 합성반응이 진행되어 인 과잉 섭취 준비가 된 혼합액 부유물질(MLSS)이 무산소 상태의 제2 수조(20)에 유입되어 DPAOs에 의한 질소와 인 제거가 동시에 이루어진다. 이러한 운전 모드는 이송에 소비되는 에너지를 절약하고, 인 제거 미생물의 서식 조건이 혐기에서 무산소로 빠르게 변화되어 지속되므로, 질소와 인을 동시에 제거 가능한 DPAOs가 높은 점유율을 유지시켜 준다.
이와는 대조적으로, 일반적인 A2O(Anaerobic Anoxic Aerobic, 혐기성-무산소성-폭기성) 공법에서는 혐기-무산소-폭기의 순서로 반응조를 배치한다. 폭기조에서 질산화된 질소(NOx-N)는 무산소조에 반송해 무산소조에서 탈질 반응을 유도한다. 즉, 무산소조에는 혐기조에서 이송된 슬러지와 폭기조에서 이송된 혼합액 부유물질(MLSS)이 공존한다. 즉, 폭기조의 분자 상태 산소가 무산소조에 반송되어 DPAOs보다 PAOs에 의한 인 제거가 우세한 환경이 형성된다.
본 발명의 일 실시예에서는 제1 수조(10)의 부피의 5배 내지 10배의 부피를 가진 제2 수조(20)를 사용한다. 만약, 제2 수조(20)가 너무 큰 경우, 설계상 제2 수조(20)를 설치하기 어렵다. 또한, 제2 수조(20)가 너무 작은 경우, DPAOs가 충분히 탈질과 인 과잉 섭취를 하기 어렵다. 따라서 제2 수조(20)가 전술한 부피를 가지는 경우, 혼합액 부유물질(MLSS)이 주입되어 DPAOs가 제2 수조(20)에서 충분한 반응 시간을 확보해 탈질과 인 과잉 섭취를 충분히 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 혐기조인 제1 수조(10)와 SBR 반응조인 제2 수조(20)를 각각 설치해 사용한다. 제1 수조(10)는 낮은 C/N 조건에서도 안정적으로 질소와 인을 고효율로 제거하기 위해 제2 수조(20)와 기능적으로 결합되어 별도로 설치된다. 하수는 제2 수조(20)가 반응하는 조건인 경우에 연속적으로 주입되어 제2 수조(20)에서 PAOs와 DPAOs에 의한 인 용출 및 PHAs 합성 반응이 진행된다. 따라서 합류식 하수관거처럼 C/N 비율이 낮아도 질소와 인 제거율을 안정적으로 높게 유지할 수 있다. 즉, 유입 하수내 유기물을 인과 질소 제거에 최대로 이용하면서 DPAOs 미생물에 의해 질소와 인 제거율을 향상시킨다.
DPAOs(Denitrifying Phosphorus Accumulating Organisms)는 혐기 조건과 무산소 조건이 반복되는 경우, 제1 수조(10)에서 유기물을 이용해 PHAs를 합성하고, 이 경우 합성에 필요한 에너지를 ATP의 분해로 얻는 과정에서 PO4-P를 방출한다. 반면에, 혐기 모드를 종료한 후 무산소 상태가 되면 DPAOs는 NOx-N을 전자수용체로 이용해 인을 과잉 섭취(ruxury uptake)함으로써 질소와 인을 하수로부터 동시에 제거한다.
혐기조인 제1 수조(10)에서는 인 용출 및 PHAs 합성 반응이 주로 이루어지는 반면에, SBR 반응조인 제2 수조(20)에서는 암모니아의 질산화, 유기물 산화 반응, DPAOs 및 PAOs에 의한 인 과잉섭취 반응이 주로 나타난다. 즉, 제1 수조(10)에서 인 용출 및 PHAs 합성이 완료된 혼합액 부유물질(MLSS)이 제2 수조(20)로 이송되면 NOx-N이 존재하면서 산소 고갈시 DPAOs에 의한 질소와 인의 동시 제거가 이루어진다. 제2 수조(20)에서 산소가 있는 경우, PAOs에 의해 인이 제거된다.
제1 수조(10)에는 침전 모드와 방류 모드를 제외한 모든 모드에서 하수 유입이 이루어지나 제2 수조(20)로부터는 산소와 NOx-N이 반송되지 않는다. 즉, 제1 수조(10)에서는 DPAOs 및 PAOs에 의한 인 용출, 체내 PHAs, PHBs 등의 고분자 유기화합물 합성 반응이 주로 나타난다. 제1 수조(10)에서는 DPAOs와 PAOs에 의한 VFAs(Volatile Fatty Acids) 섭취 경쟁이 이루어지며, DPAOs가 기질 경쟁에서 우위를 점하도록 제2 수조(20)는 무산소 조건을 폭기 조건보다 앞서 배치한다. 대부분의 PAOs는 산소뿐만 아니라 NO2-N 및 NO3-N을 전자 수용체로 이용할 수 있다. 따라서 제2 수조(20) 운전의 전반부를 DPAOs에 의한 질소, 인 동시 제거 모드로 하고, 제2 수조(20) 운전의 후반부를 PAOs에 의한 인 제거 모드로 하여 DPAOs와 PAOs를 모두 활성화시킨다.
제2 수조(20)는 교반과 폭기가 복수회 반복된 후 슬러지를 침전시켜 분리한 처리수를 배출한다. 특히, 제2 수조(20)의 내부에 설치된 슬러지 회수조(201)를 이용하여 제2 수조(20)의 폭기 조건에서의 슬러지를 중력 침전으로 회수해 그 하부에 농축한다. 그리고 제2 수조(20)의 교반 조건에서는 슬러지 회수조(201)에 농축된 슬러지를 제1 수조(10)로 반송한다.
슬러지 회수조(201)는 격벽(30)과 제2 수조(20)의 앞쪽 모서리(203)와 인접하여 코너에 위치한다. 따라서 도 2에는 도시하지 않았지만, 슬러지 회수조(201)는 제2 수조(20)의 폭기기와 교반기의 거동을 방해하지 않는 곳에 위치할 수 있다.
슬러지 회수조(201)는 제2 수조(20) 내의 슬러지를 회수한다. 이를 위해 슬러지 회수조(201)의 높이는 제2 수조(20)의 높이보다 낮다. 슬러지 회수조(201)가 제2 수조(20)에 수용되는 하수에 잠겨서 위치하므로, 하수에 함유된 슬러지를 효율적으로 회수할 수 있다.
슬러지 회수조(201)는 제1 회수부(2011) 및 제2 회수부(2013)를 포함한다. 제2 회수부(2013)는 제1 회수부(2011) 위에 위치한다. 제1 회수부(2011)는 제2 수조(20)의 하부에 접한다. 그리고 제2 회수부(2013)는 제1 회수부(2011)의 상단과 연결된다. 제2 회수부(2013)의 단면적은 +z 방향, 즉 제2 수조(20)의 상부로 갈수록 점차 커지게 형성된다. 따라서 제2 수조(20)의 하수에 포함된 슬러지를 제2 회수부(2013)를 이용해 효율적으로 수거할 수 있다.
슬러지 반송관은 연결부(60)와 분기부(42)를 포함한다. 연결부(60)는 슬러지 회수조(201)의 하부 및 제1 수조(10)의 하부를 연결한다. 따라서 슬러지 반송관(60)에 회수된 슬러지를 슬러지 반송관(60)을 통해 제1 수조(10)에 이송할 수 있다. 분기부(42)는 제1 수조(10)내에 위치한다. 분기부(42)는 연결부(60)와 연통되고 제1 수조(10)의 중심으로부터 방사상으로 뻗어 복수의 팬(40)과 연결된다. 따라서 슬러지를 제1 수조(10)에 균일하게 분산시킬 수 있다. 한편, 도 2에는 도시하지 않았지만, 제1 수조(10)의 바로 아래의 연결부(60)에는 펌프(P2)(도 4에 도시)가 설치된다.
한편, 펌프(P1)를 이용하여 슬러지를 제1 수조(10) 내로 압송할 수 있다. 펌프(P1)는 원수 주입관(52)에 설치된다. 원수 주입관(52)은 유량조(50)로부터 원수, 즉 하수를 간헐적으로 유입시켜 제1 수조(10)로 압송한다. 이러한 하수의 압송에 의해 제1 수조(10)의 하수에는 회전력이 발생하고, 제1 수조(10)에 존재하는 슬러리 또는 원수인 하수를 제1 수조(10)로 압송할 수 있다. 제2 수조(20)가 침전 또는 방류 모드인 경우, 제1 수조(10)의 하수를 원수 반송관(53)을 통해 펌프(P1)로 흡입해서 제1 수조(10)로 되돌려 보낼 수 있다. 이하에서는 도 3을 통하여 팬(40)의 구조를 좀더 상세하게 설명한다.
도 3은 도 2의 제1 수조(10)의 바닥면을 확대하여 개략적으로 나타낸다. 도 3의 제1 수조(10)의 바닥면의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 수조(10)는 유량조(50)와 하수 원수 공급관(62)을 통해 연결된다. 벨브(V1)와 밸브(V2)는 상호 반대로 개폐되면서 유량조(50) 내의 하수 원수를 펌프(P1)를 통해 제1 수조(10)에 공급한다. 필요한 경우, 밸브(V2)를 열어서 하수 원수를 유량조(50)와 하수 원수 공급관(62)에서 순환시킬 수 있다. 제1 수조(10)와 연결된 제2 수조(20)의 유량이 조절되므로, 펌프(P1)를 이용해 공급되는 하수 원수의 양을 조절하는 것이 에너지 효율면에서 바람직하다. 즉, 펌프(P1)를 연동시켜 전체 시스템을 제어하는 것이 바람직하다.
팬(40)은 동일한 간격으로 이격된 날개부들(401)과 중심축(403)을 포함한다. 날개부들(401)은 중심축(403)을 기준으로 상호 동일한 간격으로 이격되어 배치된다. 각 날개부(401)에는 상호 이격된 복수의 개구부들(401a)이 형성된다. 슬러지가 펌프로 이송되고, 날개부(401)는 중공형으로 형성되므로, 슬러지는 개구부들(401a)을 통해 제1 수조(10) 내부로 분출된다. 따라서 슬러지 및 물이 복수의 개구부들(401a)을 통한 분사력으로 인해 날개부(401)가 힘을 받아 회전한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 수조(10)의 바닥에는 복수의 팬들(40)이 상호 균일하게 이격되어 설치된다. 복수의 팬들(40)은 제1 수조(10)의 가장자리 부근에 위치하여 제1 수조(10)로 유입된 하수를 균일하게 혼합시킨다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 하수 처리 방법의 각 단계의 하수 처리 장치의 작동 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 4 내지 도 7의 각 좌측에는 하수 처리 장치의 정면도를 나타내고, 도 4 내지 도 7의 각 우측에는 그 평면도를 나타낸다. 좀더 구체적으로, 도 4은 방류 모드, 도 5는 무산소 모드, 도 6는 폭기 모드, 도 7은 침전 모드를 각각 나타낸다. 이러한 하수 처리 장치의 작동 상태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 하수 처리 장치의 작동 상태를 다르게 변형할 수 있다.
먼저, 도 4에 도시한 바와 같이, 방류 모드에서는 질과 인의 제거가 완료되고 슬러지와 분리된 처리수를 제2 수조(20)의 우측 외부로 반출한다. 수문(301)은 닫힌 상태로 유지된다. 여기서, 펌프(P1)는 제1 수조(10)의 바닥면 중심에 연결되고, 펌프(P2)는 팬(40)에 연결된 것으로 도시하였지만 양자는 함께 연결되어도 무방하다.
다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 무산소 모드는 방류 모드가 종료된 후 시작된다. 제1 수조(10)에서는 인 제거 미생물이 유입 하수에 존재하는 VFAs를 이용하여 인 용출 및 PHAs 합성을 한다. 수문(301)이 열리면서 제1 수조(10)의 혼합액 부유물질(MLSS)이 제2 수조(20)로 단시간내에 급속히 유입된다.
이 경우, 혼합액 부유물질(MLSS)로부터 공급되는 산소는 유기물 산화와 암모니아성 질소의 질산화에 이용된다. 제1 수조(10)의 혼합액 부유물질(MLSS)은 인의 과잉섭취(luxury uptake)가 가능한 상태이므로, 제2 수조(20)의 NOx-N을 전자수용체로 이용하여 인을 과잉 섭취한다. 반면에, 슬러지 회수조(20)(도 2에 도시)에는 무산소 모드보다 앞 단계인 폭기 모드에서 회수된 혼합액 부유물질(MLSS)이 농축된다. 슬러지 회수조(201)의 상단은 방류 수심, 즉 처리수의 상단보다 높고 첫번째 무산소 모드, 즉 폭기 공정과 교반 공정을 반복하는 단계에서의 제2 수조의 수심보다 낮다. 또한, 슬러지 회수조(201)는 제2 수조(20)의 10vol% 내지 20vol%인 것이 바람직하다. 이 범위에서 혼합액 부유물질(MLSS)을 효율적으로 농축하면서 슬러지를 내생 탈질 반응에 의해 NOx-N가 N2로 제거할 수 있다. 이와 같이, NOx-N가 제거된 슬러지가 제1 수조(10)로 반송되므로, 제1 수조(10)에서 PHAs 및 PHBs 합성 반응이 왕성하게 진행된다. PAOs는 분자 산소를 전자 수용체로 이용해 인을 과잉 섭취한다.
따라서 종래 기술처럼 SBR조에서 MLSS를 반송하는 것에 비해 슬러지 반송량을 줄이면서 반송에 필요한 에너지를 절감할 수 있다. 한편, 원수인 하수는 유량조(50)로부터 제1 수조(10)로 연속 유입되어 DPAOs와 PAOs 미생물의 인 용출 및 PHAs 합성 반응에 이용된다.
다음으로, 도 6에 도시한 바와 같이, 폭기 모드는 무산소 모드 다음에 실시된다. 무산소 모드가 종료되면, 수문(301)이 닫히고 반송 펌프의 운전이 중단된다. 그리고 제2 수조(20)에서는 송풍이 시작된다. 이 경우, 원수인 하수가 유량조(50)로부터 제1 수조(10)에 연속 유입되어 제1 수조(10)에서는 DPAOs와 PAOs에 의한 인 용출 및 PHAs 합성 반응이 지속된다. 혼합액 부유물질(MLSS)은 수문(301)이 닫히면 월류되지 못하고 수문(301) 상단까지 그 수위가 상승한다. 제1 수조(10)의 슬러지는 완속 교반에 의해 제1 수조(10)에만 머무르고, 수위가 점차 상승하면 하수는 수문(301)을 넘어서 제2 수조(20)로 유입된다. 그 결과, 제2 수조(20)에서는 독립영양 미생물인 질산화 박테리아가 폭기성 종속영양 미생물로부터 용존산소 기질에 대한 경쟁없이 질산화 반응을 용이하게 할 수 있다. 이러한 제1 수조(10)와 제2 수조(20)의 연동 운전으로 유기물을 인 제거와 탈질 반응에 우선적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 유기물 산화에 소요되는 산소 요구량을 감소시킬 수 있다. 참고로, 도 5의 무산소 모드와 도 6의 폭기 모드는 도 7의 침전 모드의 실행 전에 2회 내지 4회 반복될 수 있다. 따라서 질소와 인을 효율적으로 제거할 수 있다.
마지막으로, 도 7에 도시한 바와 같이, 침전 모드에서는 반응이 완료되어 침전되는 슬러지를 슬러지 회수조(201)로 수집한다. 그 결과 슬러지를 제1 수조(10)로 반송할 준비를 완료한다.
이하에서는 실험예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
질소와 인 제거 실험
실험예 1
도 1에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 공정을 이용하여 하수를 처리하였다. 실제로 경기도 수원시 소재 하수처리장 1차 침전지 월류수를 이용하여 일일 처리용량 100L의 생물반응조를 운영하였다. 혐기조와 SBR조를 포함하는 하수 처리 장치를 이용하여 하수를 처리하였다. 방류 단계, 무산소 단계, 폭기 단계 및 침전 단계의 지속 시간을 가감해 유입 하수 및 환경 변화에 유연하게 대응하면서 하수를 처리하였다. 유입수의 총 질소 농도는 34.844mg/L이었고, 총 인 농도는 3.115mg/L이었으며, 유기탄소원/질소(C/N) 비는 3.8이었다.
비교예 1
종래 기술의 SBR조를 사용하여 하수를 처리하였다. 유입수의 총 질소 농도는 39.168mg/L이었고, 총 인 농도는 3.793mg/L이었으며, 유기탄소원/질소(C/N) 비는 3.6이었다.
실험결과
처리수의 총 질소 농도와 총 인 농도를 측정하고, 그 제거율을 계산하였다. 이를 아래의 표 1에 나타낸다.
| 구분 | 실험예 1 | 비교예 1 | ||||
| T-N | T-P | C/N | T-N | T-P | C/N | |
| 유입수(mg/L) | 39.168 | 3.793 | 3.6 | 34.844 | 3.115 | 3.8 |
| 처리수(mg/L) | 3.963 | 0.152 | N/A | 8.803 | 1.379 | N/A |
| 제거율(%) | 89.9 | 96.0 | 74.7 | 55.7 | ||
표 1에 기재한 바와 같이, 실험예 1의 경우 비교예 1에 비해 질소와 인의 제거 효율이 높았다. 이는 혐기조에서 인 용출, PHAs 합성 반응이 안정적으로 진행될 뿐만 아니라 DPAOs가 질소와 인을 동시에 제거하므로 동일한 하수에서 재래식 SBR 공법에 비해 월등히 높은 처리율이 나타남을 알 수 있다.
탈질 실험
탈질 정도를 관찰하기 위하여 수리학적 체류 시간(hydraulic retention time, Hr), 고형물 체류 시간(soilds retention time, SRT) 및 용존산소(dissolved oxygen, DO)를 동일한 조건으로 하고 종속탈질, dPAO, 세포합성 각각에 대해 실험하였다.
실험예 2
실험예 1의 하수 처리 장치를 1 싸이클로 가동했다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다.
비교예 2
실험예 2와의 비교를 위해 종래기술의 종속탈질로 하수를 처리했다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 2와 동일하였으며, 상세한 실험 조건은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다.
비교예 3
실험예 2와의 비교를 위해 종래기술의 세포합성으로 하수를 처리했다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 2와 동일하였으며, 상세한 실험 조건은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다.
실험 결과
실험예 2, 비교예 2 및 비교예 3의 실험결과를 아래의 표 2에 나타냈다. 즉, 실험예 2, 비교예 2 및 비교예 3에서는 질소 제거 기작별로 제거 농도와 점유율을 분석하여 아래의 표 2에 나타냈다.
| 구분 | 유입 | 제거 기작 | 유출 | ||
| 실험예 2 (dPAO) |
비교예 2 (종속탈질) |
비교예 3 (세포합성) |
|||
| 농도(mg/L) | 8.8 | 3.3 | 2.3 | 2.8 | 0.4 |
| 비율(%) | 100.0 | 37.6 | 25.8 | 32.0 | 4.6 |
실험예 2의 점유율은 37.6%로서 비교예 2의 25.8% 및 비교예 3의 32.0%에 비해 상대적으로 각각 비교예 2에 비해서는 1.43배(3.3÷2.3), 비교예 3에 비해서는 1.18배(3.3÷2.8) 더많은 질소를 제거하는 것을 알 수 있었다.
DPAO 기작 실험
실험예 4
실험예 1의 하수 처리 장치를 1 싸이클로 가동했다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다. 1 싸이클에서 인 제거 기작별로 제거 농도와 점유율을 분석해 아래의 표 3에 나타낸다. DPAO가 PAO에 비해 2.42배 (=968.4÷399.5) 더많은 인을 과잉 섭취해 인을 효율적으로 제거하는 것을 알 수 있었다.
| 구분 | 유입 | 제거 기작 | 유출 | ||
| 용출 | PAO | DPAO | |||
| 인(mg/L) | 0.6 | -7.2 | 2.3 | 5.5 | 0.0 |
| 비율(%) | 100.0 | -1284.0 | 399.5 | 968.4 | 1.8 |
실험예 5
실험예 4와 별도로 DPAO 기작을 보다 정량적으로 파악하기 위해 별도의 회분식 실험을 실시하였다. 슬러지를 채취하여 정제수로 세척하고 원심분리기에서 5,000rpm의 회전속도로 농축하는 과정을 3회 반복하였다. 그리고 농축된 슬러지에 5B 여과지로 여과한 하수를 주입해 혼합액을 제조하였다. 이 혼합액을 300mL 용량의 BOD 용기에 주입하여 60분간 혐기 상태로 교반하였다. 그리고 30분 간격으로 10ml의 혼합액 부유물질(MLSS)을 채수하고 5B 여지로 여과한 후 NOx-N과 PO4-P를 분석하였다. 혐기 인 용출 시간이 종료된 후에는 혼합액 부유물질(MLSS)을 정제수로 세척한 후 5,000rpm의 회전속도로 원심분리농축하였다. 그리고 농축된 슬러지를 PO4-P와 NOx-N이 인위적으로 주입된 수돗물에 인위적으로 재부상시킨 후 BOD 실험용 유리병에 넣었다. 그리고 90분간 산소 주입 없이 팬으로 혼합하면서 30분 간격으로 10mL의 혼합액 부유물질(MLSS)을 채취하여 5B 여지로 여과한 후 NOx-N과 PO4-P를 분석하였다.
비교예 4
실험예 5와의 비교를 위해 A2O 공법으로 운전되고 있는 슬러지에 대한 회분식 실험을 실험예 5와 동일한 조건에서 실시하였다. A2O 공법 운전의 상세한 내용은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 상세한 설명을 생략한다.
실험 결과
아래의 표 4는 실험예 5 및 비교예 4에 따른 질소, 인 동시 제거의 회분식 실험 결과를 나타낸다. 실험예 5에서는 인 용출량에 대한 인 섭취량이 1.29로서 무산소 조건에서 인 과잉섭취 현상이 나타났다. 이와는 대조적으로, 비교예 4의 A2O 공법에서의 인 용출량에 대한 인 섭취량은 0.70으로서 과잉 섭취 현상이 상대적으로 미약하게 나타났다. 따라서 무산소 조건에서 인 섭취 활동이 원활하지 않음을 알 수 있었다. 그리고 인 섭취량에 대한 탈질량의 비는 실험예 5 및 비교예 4가 각각 1.18 및 5.28이었다. 따라서 실험예 5는 전형적인 DPAO의 비를 나타내는 것을 알 수 있었다. 그 결과, 실험예 5는 DPAO를 통한 질소, 인 동시 제거가 원활하게 이루어지고 있음을 알 수 있었다.
| 실험예 | 혐기조건 | 무산소 조건 | 인섭취/탈질 | 인섭취/인용출 | |
| 인용출 | 인섭취 | 탈질 | |||
| 실험예 5 | 1.57 | 2.02 | 1.71 | 1.18 | 1.29 |
| 비교예 4 | 3.21 | 2.24 | 0.42 | 5.28 | 0.70 |
미생물 분포 실험
실험예 6
실험예 1에서 얻어진 혼합액 부유물질(MLSS)을 농축하여 DNA를 추출한 후 메타게놈(metagenome) 시험을 실시하였다.
비교예 5
실험예 6과의 비교를 위해 A2O 공법으로 운전되고 있는 하수 처리 장치에 대해서 실험예 6와 동일한 실험을 하였다. A2O 공법 운전의 상세한 내용은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 상세한 설명을 생략한다.
실험 결과
표 5에 비교예 5와 실험예 6에 대하여 유기물, 질소 및 인 제거 미생물을 요약해 속(genus) 수준에서의 결과를 나타내었다. 종속영양 세균은 폭기성과 혐기성으로 구분되며 실험예 6과 비교예 5가 유사한 점유율을 나타내었다. 질산화 세균은 AOB(Ammonia Oxidizing Bacteria)와 NOB(Nitrite Oxidizing Bacteria)로 구분할 수 있다. 질산화 세균도 종속영양 세균과 유사한 패턴을 나타내었다.
그러나 질소·인 제거 미생물의 경우 실험예 6과 비교예 5에서 큰 차이를 나타내었다. 특히, DPAO 미생물에 있어서 실험예 6이 비교예 5에 비해 2배 정도 많은 것으로 나타났다. 탈질 미생물 점유율은 종속탈질 미생물과 DPAOs 미생물이 포함되며 실험예 6이 비교예 5에 비해 1.29배 정도 많았다. 인 제거 미생물은 PAOs 미생물과 DPAOs 미생물이 포함되며 실험예 6이 비교예 5에 비해 1.78배 높은 것으로 나타났다. 이와 같이, 실험예 6은 질소와 인 제거 성능 및 효율이 비교예 5보다 매우 효과적인 것으로 확인되었다.
| 실험예 | 종속영양 세균 | 질산화 세균 | 질소·인 제거 미생물 | ||||
| 폭기성 | 혐기성 | AOB | NOB | 종속탈질 | DPAOs | PAOs | |
| 비교예 5 | 26.70% | 9.93% | 2.48% | 4.25% | 4.95% | 2.40% | 1.50% |
| 실험예 6 | 27.51% | 8.03% | 1.93% | 4.53% | 4.56% | 4.88% | 2.06% |
전력 사용량 측정 실험
실험예 7
도 1의 하수 처리 공정의 1 싸이클시 발생하는 전력을 측정하였다. 먼저, 1시간 동안 방류 모드를 실행하였고, 2시간 동안 무산소 모드를 실행하였다. 그리고 2시간 동안 폭기 모드를 실시한 후 1시간 동안 침전 모드를 실행하였다. 방류 모드와 침전 모드에서는 제1 수조에서의 혼합액 부유물질(MLSS)의 순환 교반에 따른 전력소모가 있었다. 그리고 무산소 모드와 폭기 모드에서는 원수 압송에 따른 전력 소모가 있었다. 또한, 슬러지를 제2 수조로부터 제1 수조로 반송함에 따른 전력 소모가 있었다.
비교예 6
제1 수조에 교반기를 별도로 설치하여 하수 처리를 실시하였다. 모드는 전술한 실험예 7과 동일하게 실시하였다. 이 경우, 방류 모드에서는 제1 수조의 교반기 구동에 따른 전력 소모가 있었고, 무산소 모드에서는 제1 수조 및 제2 수조의 교반기 구동, 회수조 슬러지의 반송 및 원수 압송에 따른 전력 소모가 있었다. 또한, 제1 수조의 슬러지 교반 및 하수 원수 압송에 따른 전력 소모가 있었다. 그리고 침전 모드에서는 교반기 구동에 따른 전력 소모가 있었다.
실험 결과
도 8은 본 발명의 실험예 7 및 종래 기술의 비교예 6에 따른 하수 처리 장치의 전력 소모량을 비교하여 나타낸다. 도 8의 좌측에는 본 발명의 실험예 7에 따른 전력 소모량을 나타내고, 도 8의 우측에는 종래 기술의 비교예 6에 따른 하수 처리 장치의 전력 소모량을 나타낸다.
도 8에 도시한 바와 같이, 실험예 7에서 제2 수조의 무산소 모드에서는 교반 공정이 이루어지므로 여기에서만 교반기를 사용하며, 제1 수조의 무산소 모드와 폭기 모드에서는 교반기를 사용하지 않는다. 그 결과, 비교예 6에 비해 전력 사용량을 크게 절감할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10. 제1 수조
20. 제2 수조
30. 격벽
40. 팬
42. 분기부
50. 유량조
52. 원수 주입관
53. 원수 반송관
60. 연결부
62. 하수 원수 공급관
100. 하수 처리 장치
201. 슬러지 회수조
203. 모서리
2011, 2013. 회수부
301. 수문
303. 월류구
401. 날개부
401a. 개구부
403. 중심축
P1, P2. 펌프
V1, V3. 밸브
20. 제2 수조
30. 격벽
40. 팬
42. 분기부
50. 유량조
52. 원수 주입관
53. 원수 반송관
60. 연결부
62. 하수 원수 공급관
100. 하수 처리 장치
201. 슬러지 회수조
203. 모서리
2011, 2013. 회수부
301. 수문
303. 월류구
401. 날개부
401a. 개구부
403. 중심축
P1, P2. 펌프
V1, V3. 밸브
Claims (20)
- 하수가 간헐적으로 유입되어 상기 하수가 연속 교반되는 제1 수조 및 상기 제1 수조와 연결된 제2 수조를 제공하는 단계,
상기 제2 수조에서 간헐적인 교반 공정과 폭기 공정을 복수회 반복하는 단계,
상기 제2 수조의 내부에 설치된 슬러지 회수조가 상기 제2 수조내의 슬러지를 침전시켜 농축 회수하는 단계,
상기 제2 수조에서 상기 슬러지를 침전시켜 분리한 처리수를 배출하는 단계, 및
상기 슬러지를 상기 슬러지 회수조로부터 상기 제1 수조로 반송하면서 상기 하수로부터 형성된 혼합액 부유물질(mixed liquor suspended solid, MLSS)을 상기 제1 수조로부터 상기 제2 수조로 이송하는 단계
를 포함하고,
상기 교반 공정과 폭기 공정을 복수회 반복하는 단계에서, 상기 교반 공정인 경우 탈질과 인 과잉 섭취가 동시에 이루어지고, 상기 교반 공정은 무산소 상태에서 이루어지며, 상기 무산소 상태에서 상기 혼합액 부유물질(MLSS)을 상기 제1 수조로부터 상기 제2 수조로 이송하며,
상기 혼합액 부유물질을 상기 제2 수조로 이송하는 단계에서, 상기 혼합액 부유물질은 인 용출 및 PHAs(폴리히드록시 알카노에이트, polyhydroxyalkanoates)가 합성된 질소인 동시제거 미생물(dentitrifying phosphorus accumulating organism, DPAOs)을 포함하는 하수 처리 방법. - 제1항에서,
상기 제1 수조 및 상기 제2 수조를 제공하는 단계에서, 상기 제1 수조와 상기 제2 수조 사이에 위치한 격벽을 더 제공하고, 상기 격벽에는 수문이 설치되며,
상기 혼합액 부유물질을 상기 제2 수조로 이송하는 단계에서, 상기 수문을 열어 상기 수문을 통해 상기 혼합액 부유물질을 낙하 통과시키는 하수 처리 방법. - 제1항에서,
상기 교반 공정과 폭기 공정을 복수회 반복하는 단계에서, 상기 복수회는 2회 내지 4회인 하수 처리 방법. - 삭제
- 제1항에서,
상기 제1 수조 및 상기 제2 수조를 제공하는 단계에서, 상기 제2 수조의 부피는 상기 제1 수조의 부피의 5배 내지 10배인 하수 처리 방법. - 제1항에서,
상기 슬러지 회수조가 상기 슬러지를 회수하는 단계에서, 상기 슬러지 회수조는 상기 제2 수조의 10vol% 내지 20vol%인 하수 처리 방법. - 제1항에서,
상기 슬러지를 회수하는 단계에서, 상기 슬러지 회수조의 상단은 상기 처리수를 배출하는 단계에서의 상기 처리수의 상단보다 높고, 상기 폭기 공정과 교반 공정을 반복하는 단계에서의 상기 제2 수조의 수심보다 낮은 하수 처리 방법. - 제1항에서,
상기 슬러지를 회수하는 단계에서, 상기 회수된 슬러지의 농도는 5,000mg/L 내지 10,000mg/L로 농축된 하수 처리 방법. - 제1항에서,
상기 혼합액 부유물질을 상기 제2 수조로 이송하는 단계에서, 상기 슬러지는 상기 교반 공정과 폭기 공정을 반복하는 단계에서 상기 교반 공정 중에만 상기 제1 수조로 반송되는 하수 처리 방법. - 제1항에서,
상기 혼합액 부유물질을 상기 제2 수조로 이송하는 단계에서, 상기 혼합액 부유물질은 중력에 의해 상기 제2 수조로 낙하하는 하수 처리 방법. - 하수를 간헐적으로 유입시키는 원수 주입관,
상기 원수 주입관과 연결되어 상기 하수가 연속 교반되는 제1 수조,
상기 제1 수조와 연결된 제2 수조,
상기 제1 수조와 상기 제2 수조 사이에 위치하고, 수문이 설치된 격벽,
상기 제2 수조의 내부에 설치되어 상기 제2 수조 내의 슬러지를 농축 회수하는 슬러지 회수조,
상기 슬러지 회수조의 하부 및 상기 제1 수조의 하부를 연결하는 슬러지 반송관, 및
상기 제1 수조의 하부에 설치되고, 상기 슬러지 반송관 및 상기 원수 주입관과 연결되며, 회전에 의해 상기 슬러지를 상기 제1 수조내에 분산 공급하는 복수의 팬들
을 포함하고,
상기 복수의 팬들 중 하나 이상의 팬은 상호 동일한 간격으로 이격된 복수의 날개부들을 포함하고, 상기 복수의 날개부들 중 각 날개부에는 상호 이격된 복수의 개구부들이 형성되며, 상기 복수의 개구부들을 통해 상기 슬러지를 상기 제1 수조내에 공급하며,
상기 슬러지 회수조는,
상기 제2 수조의 하부에 접하는 제1 회수부, 및
상기 제1 회수부의 상단과 연결되어 그 단면적이 상기 제2 수조의 상부로 갈수록 점차 커지도록 형성된 제2 회수부
를 포함하는 하수 처리 장치. - 제11항에서,
상기 복수의 팬들은 상호 균일하게 이격되어 상기 제1 수조의 가장자리 부근에 위치하는 하수 처리 장치. - 제12항에서,
상기 슬러지 반송관은,
상기 제1 수조와 상기 제2 수조를 연결하는 연결부, 및
상기 제1 수조내에 위치하고, 상기 연결부와 연통되고 상기 제1 수조의 중심으로부터 방사상으로 뻗어 상기 복수의 팬들과 연결된 분기부
를 포함하는 하수 처리 장치. - 제13항에서,
상기 제1 수조의 바로 아래에 상기 연결부에 설치되어 상기 슬러지를 상기 제1 수조 내로 압송하는 펌프를 더 포함하는 하수 처리 장치. - 삭제
- 제11항에서,
상기 슬러지 회수조는 상기 격벽 및 상기 제2 수조의 한 모서리와 인접한 하수 처리 장치. - 제11항에서,
상기 수문을 포함하는 상기 격벽의 일면의 면적에 대한 상기 수문의 면적은 2% 내지 10%인 하수 처리 장치. - 제11항에서,
상기 제2 수조의 부피는 상기 제1 수조의 부피의 5배 내지 10배인 하수 처리 장치. - 제11항에서,
상기 슬러지 회수조는 상기 제2 수조의 10vol% 내지 20vol%인 하수 처리 장치. - 제11항에서,
상기 제2 수조의 바닥면으로 이격된 기설정된 높이의 슬러지 회수조 내에 설치되어 상기 회수된 슬러지의 농도를 측정하는 슬러지 농도 감지 센서를 더 포함하는 하수 처리 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200185254A KR102567968B1 (ko) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 질소와 인을 동시에 제거하는 미생물을 이용한 하수 처리 장치 및 하수 처리 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200185254A KR102567968B1 (ko) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 질소와 인을 동시에 제거하는 미생물을 이용한 하수 처리 장치 및 하수 처리 방법 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020200185254A Active KR102567968B1 (ko) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 질소와 인을 동시에 제거하는 미생물을 이용한 하수 처리 장치 및 하수 처리 방법 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100979674B1 (ko) * | 2010-02-02 | 2010-09-02 | 주식회사 와텍 | 회전식 분사 노즐을 가진 상수도 시설의 관로 약품 혼합장치 |
| KR101326402B1 (ko) * | 2011-07-04 | 2013-11-11 | 주식회사 동양매직 | 연속 회분식 반응조를 포함하는 막 생물 반응기 시스템 및 이를 이용한 처리 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100463631B1 (ko) | 2003-03-06 | 2004-12-30 | 주식회사 한스환경엔지니어링 | 연속유입 및 간헐배출식 하ㆍ폐수 처리장치 및 그 방법 |
| KR20050095571A (ko) * | 2005-09-09 | 2005-09-29 | 세림제지주식회사 | 연속유입 간헐배출식 연속회분식반응조 및 이를 통한하수처리방법 |
-
2020
- 2020-12-28 KR KR1020200185254A patent/KR102567968B1/ko active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100979674B1 (ko) * | 2010-02-02 | 2010-09-02 | 주식회사 와텍 | 회전식 분사 노즐을 가진 상수도 시설의 관로 약품 혼합장치 |
| KR101326402B1 (ko) * | 2011-07-04 | 2013-11-11 | 주식회사 동양매직 | 연속 회분식 반응조를 포함하는 막 생물 반응기 시스템 및 이를 이용한 처리 방법 |
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| KR20220094009A (ko) | 2022-07-05 |
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