KR-20260060549-A - Advanced sewage treatment system with eccentric stirring blades for salt removal and improved Fenton oxidation reaction efficiency

Abstract

본 발명은 유량조정조; 유량조정조로부터 유입되는 피처리수 중의 인을 제거하는 혐기조; 상기 혐기조로부터 유입되는 피처리수 중의 질산성 질소를 제거하는 무산소조; 상기 무산소조로부터 유입되는 피처리수 중으로 공기를 폭기시켜 질소를 질산화시키는 호기조; 상기 호기조로부터 유입되는 피처리수를 펜톤산화처리하기 위한 펜톤산화부; 상기 펜톤산화부로부터 유입되는 피처리수를 상등액과 슬러지로 분리시키는 침전조;를 포함하고, 상기 펜톤산화부는, 교반축에 편심 설치되어 반응공간부의 외주방향을 따라 회전되는 교반편심축;을 포함하여 C/N비가 낮은 폐수의 유기물 및 영양염류(질소 및 인), 염분제거효과가 우수하면서도 장치 소형화 및 비용절감효과를 통해 경제적으로 고농도의 질소 함유 하수를 효율적으로 처리할 수 있다.

Inventors

• 신희정
• 박균철
• 정충열

Assignees

• (주)동명기술공단종합건축사사무소
• 주식회사 디엠이엔씨

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241024

Claims (5)

1. 유량조정조; 유량조정조로부터 유입되는 피처리수 중의 인을 제거하는 혐기조; 상기 혐기조로부터 유입되는 피처리수 중의 질산성 질소를 제거하는 무산소조; 상기 무산소조로부터 유입되는 피처리수 중으로 공기를 폭기시켜 질소를 질산화시키는 호기조; 상기 호기조로부터 유입되는 피처리수를 펜톤산화처리하기 위한 펜톤산화부; 상기 펜톤산화부로부터 유입되는 피처리수를 상등액과 슬러지로 분리시키는 침전조;를 포함하며, 상기 펜톤산화부는, 내부에 반응공간부를 갖는 반응조; 피처리수를 공급하기 위해 구비되는 피처리수공급부; 펜톤산화물질을 공급하기 위해 구비되는 펜톤산화물질공급부; 상기 피처리수공급부와 펜톤산화물질공급부에서 공급된 피처리수와 펜톤산화물질을 반응조로 공급하기 위해 구비되는 메인공급부; 상기 반응조의 상단부 중앙에 회전 가능하게 구비되는 교반축; 상기 반응공간부에 위치되되, 상기 교반축을 기준으로 편심 설치되어 반응공간부의 외주방향을 따라 회전되는 교반편심축; 상기 교반편심축의 외주를 따라 일정 간격으로 이격되도록 구비되는 복수의 교반날개; 상기 교반편심축이 반응공간부 외주방향을 따라 회전되도록 상기 교반축을 회전시키는 제1교반구동부; 상기 교반날개가 회전되도록 상기 교반편심축을 회전시키는 제2교반구동부; 상기 반응조에서 처리된 처리수를 배출하기 위해 구비되는 처리수배출부; 상기 반응조에서의 반응과정에서 발생되는 슬러지 중 침전된 슬러지를 배출하기 위해 구비되는 침전물배출부; 및 상기 반응공간부에서 처리된 처리수의 일부를 메인공급부로 순환시키기 위해 구비되는 순환부;를 포함하는 염분제거 및 펜톤산화반응효율 향상을 위한 편심 교반날개를 갖는 하수고도처리시스템.
2. 제1항에 있어서, 각 상기 교반날개의 내부에 형성되어 상기 반응공간부의 피처리수가 통과되며 필터링하는 날개필터부;를 더 포함하는 염분제거 및 펜톤산화반응효율 향상을 위한 편심 교반날개를 갖는 하수고도처리시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 교반날개는, 회전방향을 기준으로, 중앙부가 일정 두께로 형성되고, 전단부, 후단부로 갈수록 두께가 점진적으로 감소되며, 상기 날개필터부는, 상기 공급날개의 중앙부 내부에 형성되는 날개필터공간부; 상기 날개필터공간부에 설치되어 피처리수를 필터링하는 날개필터; 상기 날개필터공간부로 처리공간부의 피처리수가 유입되는 날개필터유입구; 및 상기 날개필터를 거쳐 필터링된 처리수가 처리공간부로 토출되는 날개필터토출구;를 포함하는 염분제거 및 펜톤산화반응효율 향상을 위한 편심 교반날개를 갖는 하수고도처리시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 날개필터유입구는 상기 공급날개의 전단부에 형성되고, 상기 날개필터토출구는 상기 공급날개의 후단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 염분제거 및 펜톤산화반응효율 향상을 위한 편심 교반날개를 갖는 하수고도처리시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 날개필터유입구는 상기 공급날개의 전단부에서 일정 거리 이격된 상면에 형성되고, 상기 날개필터토출구는 상기 공급날개의 후단부에서 일정 거리 이격된 하면에 형성되는 것을 특징으로 하는 염분제거 및 펜톤산화반응효율 향상을 위한 편심 교반날개를 갖는 하수고도처리시스템.

Description

염분제거 및 펜톤산화반응효율 향상을 위한 편심 교반날개를 갖는 하수고도처리시스템{Advanced sewage treatment system with eccentric stirring blades for salt removal and improved Fenton oxidation reaction efficiency} 본 발명은 하수고도처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 C/N비가 낮은 폐수의 유기물 및 영양염류(질소 및 인), 염분제거효과가 우수하면서도 장치 소형화 및 비용절감효과를 통해 경제적으로 고농도의 질소 함유 하수를 효율적으로 처리할 수 있는 염분제거 및 펜톤산화반응효율 향상을 위한 편심 교반날개를 갖는 하수고도처리시스템에 관한 것이다. 최근 들어, 도시하수, 마을하수도 및 오·폐수의 영양염류에 의한 하천이나, 연안바다 및 호소(호수 및 저수지)등의 부영양화가 심각함에 따라 이에 대한 대책으로 영양염류의 처리가 필요하다. 폐수 중 질소 및 인을 제거하기 위한 방법으로는 물리ㅇ화학적 방법 및 생물학적 방법으로 나누어 볼 수 있다. 물리·화학적 방법은 처리시설 및 화학약품을 이용함으로써 경제적인 비용이 많이 소요된다. 따라서 경제적인 미생물을 이용한 생물학적처리 방법이 많이 개발되었다. 하지만 이런 생물학적처리 방법들은 C/N비가 낮은 국내 폐수처리시 체류시간, 부지면적, 질소·인 처리효율 및 유입 부하변동에 대처 능력 등을 해결하는데 많은 어려움을 지니고 있다. 이들 문제점을 해결하기 위하여 기존의 질소·인 처리공정(바덴포, A 2 /O, UCT 및 VIP등)의 변법 및 메디아를 이용한 공정이 개발되고 있다. 메디아를 이용한 질소·인 처리공정은 메디아에 부착된 고농도의 미생물을 이용함으로써 폐수처리시 체류시간 단축, 설치면적의 축소 및 슬러지 발생량을 감소시킬 수 있다. 특히, 부상여재를 이용한 처리공정은 여재의 단가가 저렴하여 다른 유동상 메디아 및 고정상 메디아보다 큰 장점을 가지고 있으며 생물학적 분해작용과 물리적인 여과작용이 동시에 이루어져 안정적인 처리수질을 이룰 수 있다. 부상여재를 이용한 처리시설의 운영에 있어서 가장 중요한 것은 역세방식이다. 현재 역세방식은 공기, 물 및 프로펠러를 이용한 역세가 이루어진다. 공기를 이용한 역세방식은 브로와 및 컴프레셔에 의해 고압으로 주입하여 줌으로써 동력비가 많이 소요되며 역세시 물에 의한 역세 방식은 물량이 과량으로 소비되는 단점이 있다. 이들 공기 또는 물을 이용한 역세방식은 여재의 팽창으로 인한 하부 공간을 넓게 확보하여야 한다. 또한, 프로펠러에 의한 역세방식은 일반적으로 물과 함께 이용되는데 동력비가 많이 소요된다. 일반적으로, 부상여재를 이용한 처리시설은 유기물 및 부유물질을 제거하기 위한 처리시설이며 질소 및 인은 미생물의 동화작용에 의해 제거되는 수준인 20 ∼ 30%에 불과하다. 따라서 부상여재를 이용한 유기물, 질소 및 인의 처리시설은 아직 미흡한 상태이다. 나아가 부상여재를 포함한 여과조내의 실시간 상태를 확인할 수 없어 제때 적절한 상황별 조치를 강구하기 어려워 처리효율을 저하하는 문제가 대두되고 있다. 도 1은 본 발명에 따른 하수고도처리장치의 전체 구성도. 도 2는 본 발명에 따른 펜톤산화부의 세부 구성도. 도 3은 본 발명에 따른 반응조의 세부 구성도. 도 4는 본 발명에 따른 다른 실시 예의 반응조의 세부 구성도. 도 5는 본 발명에 따른 날개필터부의 세부 구성도. 도 6은 본 발명에 따른 날개필터교체부가 더 포함된 날개필터부의 세부 구성도. 도 7은 본 발명에 따른 공급날개탈부착부가 더 포함된 날개필터부의 세부 구성도. 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 하수고도처리장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 유량조정조(1)로부터 유입되는 피처리수 중의 인을 제거하는 혐기조(2), 상기 혐기조(2)로부터 유입되는 피처리수 중의 질산성 질소를 제거하는 무산소조(3), 상기 무산소조(3)로부터 유입되는 피처리수 중으로 공기를 폭기시켜 질소를 질산화시키는 호기조(4), 상기 호기조(4)로부터 유입되는 피처리수를 펜톤산화처리하기 위한 펜톤산화부(10), 상기 펜톤산화부(10)로부터 유입되는 피처리수를 상등액과 슬러지로 분리시키는 침전조(5)를 포함한다. 본 발명에서는 상기 펜톤산화부(10)를 제외한 장치 구성은 공지의 것을 그대로 이용하여도 무방하다. 이하 펜톤산화부(10)를 중점하여 설명하기로 하고, 이외의 구체적인 장치구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 펜톤산화부(10)는 도 2 내지 도 3에서 바와 같이, 반응조(100)와 피처리수공급부(200), 펜톤산화물질공급부(300), 메인공급부(400), 교반축(510), 교반편심축(520), 교반날개(540), 제1교반구동부(550), 제2교반구동부(560), 처리수배출부(600), 침전물배출부(700) 및 순환부(800)를 포함한다. 반응조(100)는 내부에 반응공간부(110)가 형성되고, 피처리수공급부(200)는 하폐수를 공급하기 위해 구비된다. 그리고 펜톤산화물질공급부(300)는 펜톤산화물질을 공급하기 위해 구비된다. 메인공급부(400)는 피처리수공급부(200)와 펜톤산화물질공급부(300)에서 공급된 피처리수와 펜톤산화물질을 반응조(100)로 공급하기 위해 구비된다. 또한 교반축(510)은 반응조(100)의 상단부 중앙에 회전 가능하게 설치된다. 그리고 교반편심축(520)은 반응공간부(110)에 위치되되, 교반축(510)을 기준으로 편심 설치되어 반응공간부(110)의 외주방향을 따라 회전된다. 교반날개(540)는 복수 개로, 교반축(510)의 하단부 외주를 따라 일정 간격으로 이격되어 있다. 이러한 교반날개(540)는 교반축(510)의 길이방향으로 복수 형성된다. 또한 제1교반구동부(550)는 교반편심축(520)이 반응공간부(110) 외주방향을 따라 회전되도록 교반축(510)을 회전시키기 위해 반응조(100)에 설치된다. 제2교반구동부(560)는 교반날개(540)가 회전되도록 교반편심축(520)을 회전시킨다. 그리고 처리수배출부(600)는 반응조(100)에서 처리된 처리수를 배출하기 위해 구비되며, 침전물배출부(700)는 반응조(100)에서의 반응과정에서 발생되는 슬러지 중 침전된 슬러지를 배출하기 위해 구비된다. 순환부(800)는 상기 반응공간부(110)에서 처리된 처리수의 일부를 메인공급부(400)로 순환시킨다. 이러한 펜톤산화부(10)에 의하면, 반응기(100)의 반응공간부(110)에 피처리수인 하폐수를 유입시킴과 동시에 펜톤산화물질을 공급하여 하폐수에 대한 처리가 이루어지며, 침전되는 슬러지는 배출된다. 이에, 하폐수에 대한 처리효율을 향상시킬 수 있음은 물론, 처리과정에서 발생되어 침전되는 슬러지의 량을 절감시켜 슬러지 처리에 대한 비용을 절감시킬 수 있다. 그리고 순환부(800)는 반응공간부(110)에서 처리된 처리수의 일부를 메인공급부(400)로 순환시키기 위해 구비된다. 이러한 순환부(800)는 순환관(810)과 순환펌프(820)로 구성된다. 순환관(810)의 유입단은 반응조(100)에 연결되고, 배출단이 메인공급부(400)에 연결된다. 그리고 순환펌프(820)는 순환관(810)을 통해 처리수의 일부를 반응 공간부(110)의 하단부로 공급하기 위한 것으로, 메인공급부(400)에 의해 반응공간 부(110)의 하단부로 공급된다. 이에, 순환되는 처리수와 새로 공급되는 피처리수 및 펜톤산화물질을 펜톤산화부(10)로 순환시킴에 따라, 펜톤산화부(10)에 유입된 슬러지에 대한 제거효율을 향상시킬 수 있다. 그리고 도 4에서 도시한 바와 같이, 펜톤산화부(10)는 스윙부(600)를 더 포함한다. 이 스윙부(600)는 교반편심축(520)의 하단부에 스윙되도록 연결되어 반응공간부(110)의 하단부에 위치된다. 이러한 스윙부(600)는 스윙축(610) 및 스윙연결부(620)를 포함한다. 스윙축(610)은 반응공간부(110)의 하단부에 위치되고, 스윙연결부(620)는 스윙축(610)의 상단부를 교반편심축(520)의 하단부에 스윙되도록 연결한다. 이 스윙축(610)은 교반날개(540)가 외주를 따라 일정 간격으로 설치된다. 이러한 스윙연결부(620)는 힌지로, 제2교반구동부(560)에 의해 교반편심축(520)이 회전될