KR20210010738A - 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 혐기성 상태, 호기성 상태 및 무산소 상태에서 미생물을 이용하여 하수 중의 유기물, 질소 및 인을 생물학적으로 제거시키고, 제1반응조 및 제2반응조 내에서 교반기능 갖는 구성을 효과적으로 재구성하여, 폐수처리 효율을 향상시킨 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 폭기장치에 의해 폐수를 호기성 상태로 연속 폭기시키는 폭기조와, 상기 폭기조 내에 설치되어 내부로 월류되는 하수의 슬러지를 무산소 상태에서 연속 침전 및 농축시킨 후 펌프로 배출시키는 침지식농축조와, 폐수가 최초 유입되어 혐기성 상태에서 교반시켜 인이 방출된 폐수를 상부에 설치된 배출호퍼부로 월류시키는 탈인조와, 상기 폭기조의 일측에 폭방향으로 제1벽체가 형성되고, 제1벽체의 일측에 길이방향으로 제2벽체가 형성되어 제2벽체를 기준으로 양측으로 형성되는 제1반응조 및 제2반응조와, 상기 탈인조의 배출호퍼부와 연결되어 제1반응조 및 제2반응조의 하부로 각각 분배 설치되는 유로관과, 상기 제1반응조 및 제2반응조의 바닥부분에는 미세기포와 회전수류를 발생시켜 교반이 이루어지도록 한 미세기포 교반기;가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명은 폭기장치에 의해 폐수를 호기성 상태로 연속 폭기시키는 폭기조와, 상기 폭기조 내에 설치되어 내부로 월류되는 하수의 슬러지를 무산소 상태에서 연속 침전 및 농축시킨 후 펌프로 배출시키는 침지식농축조와, 폐수가 최초 유입되어 혐기성 상태에서 교반시켜 인이 방출된 폐수를 상부에 설치된 배출호퍼부로 월류시키는 탈인조와, 상기 폭기조의 일측에 폭방향으로 제1벽체가 형성되고, 제1벽체의 일측에 길이방향으로 제2벽체가 형성되어 제2벽체를 기준으로 양측으로 형성되는 제1반응조 및 제2반응조와, 상기 탈인조의 배출호퍼부와 연결되어 제1반응조 및 제2반응조의 하부로 각각 분배 설치되는 유로관과, 상기 제1반응조 및 제2반응조의 바닥부분에는 미세기포와 회전수류를 발생시켜 교반이 이루어지도록 한 미세기포 교반기;가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 혐기성 상태, 호기성 상태 및 무산소 상태에서 미생물을 이용하여 하수 중의 유기물, 질소 및 인을 생물학적으로 제거시키고, 제1반응조 및 제2반응조 내에서 교반기능 갖는 구성을 효과적으로 재구성하여, 폐수처리 효율을 향상시킨 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 준회분식 하수 처리 장치는 연속 회분식(SBR;Sequencing Batch Reactor) 공법을 적용하여 하수에 포함된 유기물뿐 아니라 질소 및 인 성분을 제거시키는 폐수처리 장치에 해당한다. 이러한 하수 중에는 유기물뿐 아니라 부영양화의 근원이 되는 질소와 인 물질이 포함되어 있다.
만약, 질소와 인이 제거되지 않은 하수가 하천으로 유입되는 경우, 하천의 부영양화로 인한 적조 또는 녹조현상이 발생되어 하천 내의 용존산소량을 저감시켜 수중의 생태계가 파괴될 우려가 있으며, 나아가 상수도원을 오염시킬 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 하수 처리 과정에서 유기물뿐 아니라 질소와 인을 제거시킬 수 있는 하수의 고도 처리 방법이 다양하게 제시되고 있다.
그 중에서 연속 회분식 공법은 단일 반응조에서 하수의 유입공정, 반응공정, 침전공정, 배출공정 및 휴지공정이 시간 흐름에 따라 연속적으로 진행되는 공법으로서, 혐기성 상태, 호기성 상태 및 무산소 상태에서 미생물을 이용하여 하수 중의 유기물, 질소 및 인을 생물학적으로 제거시키는 방법이다.
이러한 폐수처리 장치는 국내뿐만 아니라 개발도상국(베트남, 태국, 라오스, 캄보디아 등)에 더 필요로 하는 실정이다. 대부분의 개발도상국에서 발생하는 고질적인 환경문제인 수질오염 문제는 급속한 경제발전으로 도시의 인구가 팽창하고 산업시설이 많이 생기는 반면, 하수 및 하천의 심각한 오염은 등한 시 하는 수질 환경에 대한 인식 부족과 수처리 관련 낮은기술 수준에 기인하고 있다.
특히, 베트남은 최근 연평균 7%의 경제성장(GDP 65%를 소비)으로 산업화, 도시화가 빠르게 진행되었으며, 도농인구의 성장과 많은 산업 지역의 개발로 수질오염이 심각한 문제에 도달하여, 전체 도시인구의 절반(750만명)만이 생활용수를 상수관을 통해 생활용수를 공급받고 있을 정도로 수계의 자연 정수능력의 저하와 도시화, 공업화에 따른 수질오염이 심각하다.
본 발명은 혐기성 상태, 호기성 상태 및 무산소 상태에서 미생물을 이용하여 하수 중의 유기물, 질소 및 인을 생물학적으로 제거시키도록 하되, 제1반응조 및 제2반응조 내부에 설치되는 교반장치의 구성이 교반날개의 회전을 통해 교반작용을 하지 않고, 미세기포 및 강한 회전수류에 의해 교반 및 산소공급이 이루어지는 미세기포 교반기를 구성하여, 교반효율 및 정화효율을 높이고자 함에 목적이 있다.
본 발명은 폭기장치에 의해 폐수를 호기성 상태로 연속 폭기시키는 폭기조와, 상기 폭기조 내에 설치되어 내부로 월류되는 하수의 슬러지를 무산소 상태에서 연속 침전 및 농축시킨 후 펌프로 배출시키는 침지식농축조와, 폐수가 최초 유입되어 혐기성 상태에서 교반시켜 인이 방출된 폐수를 상부에 설치된 배출호퍼부로 월류시키는 탈인조와, 상기 폭기조의 일측에 폭방향으로 제1벽체가 형성되고, 제1벽체의 일측에 길이방향으로 제2벽체가 형성되어 제2벽체를 기준으로 양측으로 형성되는 제1반응조 및 제2반응조와, 상기 탈인조의 배출호퍼부와 연결되어 제1반응조 및 제2반응조의 하부로 각각 분배 설치되는 유로관과, 상기 제1반응조 및 제2반응조의 바닥부분에는 미세기포와 회전수류를 발생시켜 교반이 이루어지도록 한 미세기포 교반기;가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1벽체에는 제1반응조 및 제2반응조와 각각 연통하는 개구부를 형성하되, 상기 개구부는 제1벽체의 하단부에 형성되어 하부로 폐수가 이동하도록 것을 특징으로 한다.
또한 상기 개구부에는 다수개의 개폐도어가 일정간격으로 형성되어, 상기 개폐도어의 개방각도에 따라 유속 조절이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 미세기포 교반기는; 내부에 장착된 임펠러의 회전력으로 유입된 외부공기와 폐수가 혼합되어 미세기포를 발생하는 미세기포 발생부와, 상기 미세기포 발생부에서 제공된 유체를 여러 경로로 안내하는 분배관과, 상기 분배관의 각 단부에 형성되어 미세기포의 토출이 이루어지는 미세기포 노즐부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제 제1반응조 및 제2반응조에서 처리되어 방류된 폐수는 별도의 UV처리조에 저장되어 UV살균이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 UV처리조는 UV램프가 다수 설치된 UV살균장치에 지속적으로 순환하여 살균처리가 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제1반응조 및 제2반응조 내부에 설치되는 교반장치의 구성이 교반날개의 회전을 통해 교반작용을 하지 않고, 미세기포 및 강한 회전수류에 의해 교반 및 산소공급이 이루어지는 미세기포 교반기를 구성하여, 교반효율 및 정화효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치를 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치를 나타낸 평면도
도 3은 본 발명의 개구부에 설치된 개폐도어를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에서 개폐도어의 개방각도를 조절한 상태를 크게 (가),(나),(다)로 나타낸 예시도
도 5는 본 발명의 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치에서 UV처리조를 더 포함하는 또 다른 실시예
도 6은 본 발명의 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치를 3D 모델링통해 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치를 나타낸 평면도
도 3은 본 발명의 개구부에 설치된 개폐도어를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에서 개폐도어의 개방각도를 조절한 상태를 크게 (가),(나),(다)로 나타낸 예시도
도 5는 본 발명의 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치에서 UV처리조를 더 포함하는 또 다른 실시예
도 6은 본 발명의 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치를 3D 모델링통해 나타낸 도면
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치는 도 1 내지 2에 도시한 바와 같이 폭기장치(110)에 의해 폐수를 호기성 상태로 연속 폭기시키는 폭기조(100)와, 상기 폭기조(100) 내에 설치되어 내부로 월류되는 하수의 슬러지를 무산소 상태에서 연속 침전 및 농축시킨 후 펌프로 배출시키는 침지식농축조(200)와, 원수와 상기 침지식농축조(200)에서 배출된 슬러지를 상향식 반송받아 혐기성 상태에서 교반시켜 인이 방출된 폐수를 상부에 설치된 배출호퍼부(510)로 월류시키는 탈인조(300)와, 상기 폭기조(100)의 일측에 폭방향으로 제1벽체(410)가 형성되고, 제1벽체(410)의 일측에 길이방향으로 제2벽체(420)가 형성되어 제2벽체(420)를 기준으로 양측으로 형성되는 제1반응조(400a) 및 제2반응조(400b)와, 상기 탈인조(300)의 배출호퍼부(510)와 연결되어 제1반응조(400a) 및 제2반응조(400b)의 하부로 각각 분배 설치되는 유로관(500)과, 상기 제1반응조(400a) 및 제2반응조(400b)의 바닥부분에는 미세기포와 회전수류를 발생시켜 교반이 이루어지도록 한 미세기포 교반기(600);가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 폐수처리장치는 내측에 제1벽체(410)와 제2벽체(420)에 의해 3개의 구역으로 구획형성되어 있으며, 제1벽체(410)에 의해 폭방향으로 구획된 부분은 폭기조(100)에 해당되고, 폭기조(100)의 일측에는 제2벽체(420)에 의해 구획된 제1반응조(400a)와 제2반응조(400b)가 나란히 형성되어 있다.
상기 제1벽체(410)에는 제1반응조(400a) 및 제2반응조(400b)와 각각 연통하는 개구부(430)가 형성되어, 제1반응조(400a) 또는 제2반응조(400b)의 폐수가 폭기조(100)로 이동하거나, 폭기조(100)의 폐수가 제1반응조(400a) 또는 제2반응조(400b)로 이동하는 통로에 해당한다. 이때 상기 개구부(430)는 제1벽체(410)의 하단부에 형성될 경우, 폐수의 이동이 하부로 이루어지면서 악취발생을 줄일 수 있다.
그리고 상기 개구부(430)에는 도 3에 도시한 바와 같이 다수개의 개폐도어(440)가 일정간격으로 형성되어, 상기 개폐도어(440)의 개방각도에 따라 유속 조절이 이루어지도록 구성할 수 있다. 상기 개폐도어(440)는 수직으로 설치된 회전축(441)에 각각 연결되고, 상기 회전축(441)은 제1벽체(410)의 상부로 연장된다. 그리고 상기 회전축(441)에는 각각 기어(442)가 설치되어 기어(442)가 서로 맞물리는 형태로 연결되어 일괄적으로 작동되게 하는 것이 바람직하다. 도 4는 상기 개폐도어(440)의 개방각도에 따라 크게 3단계로 나타낸 것으로서, 개폐각도를 정밀하게 조절하는 것도 가능하다.
이와 같이 개폐도어(440)를 통해 유체의 이동방향 또는 제1반응조(400a) 및 제2반응조(400b)에서 일어나는 교반, 침전, 폭기, 방류와 같은 수처리 과정에 맞게 최적화된 형태로 유속조절이 이루어지는 것이 가능하다. 즉, 각 반응조에서 폭기조(100)로 폐수가 이동할 때에는 유속을 증가시켜 폭기가 활성화되도록 하고, 그 반대의 경우 폭기조(100)에서 각 반응조로 폐수가 이동할 때에는 유속을 감소시켜 각 반응조의 영향을 주지 않도록 하는 것이다.
상기 폭기조(100)는 폐수에 포함된 호기성 미생물을 활성화시켜 유기물 분해, 폐수의 질산화 과정 및 탈인 미생물의 인 흡수를 돕기 위해 산소를 지속적으로 폭기시켜 호기성 상태를 유지하는 부분으로써, 내부에 산소를 폭기시키는 폭기장치(110)가 설치된다.
그리고 상기 침지식농축조(200)는 폭기조(100) 내부의 일측에 설치되어 폭기조(100)의 내벽을 타고 월류된 폐수가 유입되어, 폐수의 슬러지가 중력에 의해 연속적으로 침전되도록 하여, 슬러지 배출펌프(미도시)를 통해 외부로 배출되게 된다. 상기 침지식농축조(200)는 폭기조(100)와 호기성 환경과 차단되어 있기 때문에, 무산소 상태를 유지하면서 슬러지 침전이 이루어지도록 한다.
상기 탈인조(300)는 처리하고자 하는 폐수에 해당하는 원수가 최초 유입되는 것으로서, 혐기성 조건에서 탈인조(300)에 설치된 교반장치(310)가 작동함에 따라 인을 방출하게 된다. 그리고 상기 탈인조(300)의 내측 상부에는 상향 개구된 배출호퍼부(510)가 형성되어 배출호퍼부(510)의 상부로 인이 제거된 폐수가 월류 공급되도록 한다.
상기 유로관(500)은 탈인조(300)에서 탈인 처리된 폐수가 배출호퍼부(510)를 통해 제1반응조(400a) 및 제2반응조(400b)로 공급되도록 하는 구성이다.
본 발명의 미세기포 교반기(600)는 제1반응조(400a) 및 제2반응조(400b)의 바닥부분에 설치되어 미세기포 발생과 함께 회전수류를 발생시켜 교반이 이루어지도록 한 구성이다. 이와 같이 교반날개와 같은 물리적인 교반구성으로 적용하지 않고 미세기포와 강제수류를 발생시켜 교반이 이루어질 경우, 미세기포의 상승작용에 의해 교반이 용이하게 이루어지고, 미세기포의 산소가 전달되어 정화효율을 높일 수 있는 이점을 갖는다.
상기 미세기포 교반기(600)는 내부에 장착된 임펠러의 회전력으로 유입된 외부공기와 폐수가 혼합되어 미세기포를 발생하는 미세기포 발생부(610)와, 상기 미세기포 발생부(610)에서 제공된 유체를 여러 경로로 안내하는 분배관(620)과, 상기 분배관(620)의 각 단부에 형성되어 미세기포의 토출이 이루어지는 미세기포 노즐부(630);로 구성된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 제 제1반응조(400a) 및 제2반응조(400b)에서 처리되어 방류된 폐수는 별도의 UV처리조(700)에 저장되어 UV살균이 이루어지도록 한 실시예이다.
상기 UV처리조(700)는 UV램프(711)가 다수 설치된 UV살균장치(710)에 지속적으로 순환하여 살균처리가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
100 : 폭기조 110 : 폭기장치
200 : 침지식농축조 300 : 탈인조
310 : 교반장치 400a : 제1반응조
400b : 제2반응조 410 : 제1벽체
420 : 제2벽체 430 : 개구부
440 : 개폐도어 441 : 회전축
442 : 기어 500 : 유로관
510 : 배출호퍼부 600 : 미세기포 교반기
610 : 미세기포 발생부 620 : 분배관
630 : 미세기포 노즐부 700 : UV처리조
710 : UV살균장치 711 : UV램프
200 : 침지식농축조 300 : 탈인조
310 : 교반장치 400a : 제1반응조
400b : 제2반응조 410 : 제1벽체
420 : 제2벽체 430 : 개구부
440 : 개폐도어 441 : 회전축
442 : 기어 500 : 유로관
510 : 배출호퍼부 600 : 미세기포 교반기
610 : 미세기포 발생부 620 : 분배관
630 : 미세기포 노즐부 700 : UV처리조
710 : UV살균장치 711 : UV램프
Claims (6)
- 폭기장치에 의해 폐수를 호기성 상태로 연속 폭기시키는 폭기조와,
상기 폭기조 내에 설치되어 내부로 월류되는 하수의 슬러지를 무산소 상태에서 연속 침전 및 농축시킨 후 펌프로 배출시키는 침지식농축조와,
폐수가 최초 유입되어 혐기성 상태에서 교반시켜 인이 방출된 폐수를 상부에 설치된 배출호퍼부로 월류시키는 탈인조와,
상기 폭기조의 일측에 폭방향으로 제1벽체가 형성되고, 제1벽체의 일측에 길이방향으로 제2벽체가 형성되어 제2벽체를 기준으로 양측으로 형성되는 제1반응조 및 제2반응조와,
상기 탈인조의 배출호퍼부와 연결되어 제1반응조 및 제2반응조의 하부로 각각 분배 설치되는 유로관과,
상기 제1반응조 및 제2반응조의 바닥부분에는 미세기포와 회전수류를 발생시켜 교반이 이루어지도록 한 미세기포 교반기;가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치
- 제 1항에 있어서,
상기 제1벽체에는 제1반응조 및 제2반응조와 각각 연통하는 개구부를 형성하되, 상기 개구부는 제1벽체의 하단부에 형성되어 하부로 폐수가 이동하도록 것을 특징으로 하는 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치
- 제 2항에 있어서,
상기 개구부에는 다수개의 개폐도어가 일정간격으로 형성되어, 상기 개폐도어의 개방각도에 따라 유속 조절이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치
- 제 1항에 있어서,
상기 미세기포 교반기는;
내부에 장착된 임펠러의 회전력으로 유입된 외부공기와 폐수가 혼합되어 미세기포를 발생하는 미세기포 발생부와,
상기 미세기포 발생부에서 제공된 유체를 여러 경로로 안내하는 분배관과,
상기 분배관의 각 단부에 형성되어 미세기포의 토출이 이루어지는 미세기포 노즐부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치
- 제 1항에 있어서,
상기 제 제1반응조 및 제2반응조에서 처리되어 방류된 폐수는 별도의 UV처리조에 저장되어 UV살균이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치
- 제 5항에 있어서,
상기 UV처리조는 UV램프가 다수 설치된 UV살균장치에 지속적으로 순환하여 살균처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 교반효율이 개선된 준 회분식 폐수처리 장치
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