녹색주택 특허공개 내용, 폐수처리장치(2)

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종래 활성슬러지 공법에는 포기가 마친 처리수는 침전지에서
처리수와 미생물이 분리되고 일부 미생물은 반송되어 농도를
유지시키는데 필요하며 나머지는 폐기되는 것이 일반적인
공법이였으나 본 발명에서는 공기가 처리수를 밀어 내린
1차살수 여상반응조(7), 2차살수여상반응조(12)의 특징적인
작동으로 미생물의 성장을 위한 영양소인 무기,유기물을 처리저내로
연속적으로 운전되는 것이 특징이다.
 
한편 1차산기포기조(6)를 통과한 유입수는 1차살수여상반응조(7)의 상단부에 설
치된 1차분배기(9)를 도달하게 된다. 1차살수여상반응조(7)의 상단부의 도3의 (A)
부분의 상세도와 같이 2차산기폭기조(10)에서 분배기로 압축공기와 처리수가 합성
수지격자(26) 위에 부직포(28) 등으로 덮여 있는 1차분배기(9)에서 처리수유입방
향(25)을 통과하여 처리수 유출방향(26)으로 균일하게 살수되는 장치이다.
  상기 처리조의 역할은 이곳을 통과한 유입수가 효율적으로 높일 수 있고 시설을
간단하게 설치할 수 있으며 유입수의 농도의 변화가 크더라도 많은 양의 반부상채
담채에 특성으로 일정한 유출수의 수질을 유지할 수 있는 반응조이다. 이 반응조의
특징들은 여재의 물리적 성질이 콘크리트와 프라스틱의 결합으로 수리학적 부하량
이 0.16~0.46 gal/ft²ㆍd 이고 BOD　 loading,은 60~120 lb/10³ft³ㆍd이다.
  여재에 깊이는 강도에 의해서 15~40ft²(4.5m~12m)로 높고 반송비는1-4, 여상의
파리는 전혀 없으며 반부상담채는 연속적으로 탈리 되는 구조로 구성되었고 BOD　
제거효율은 85~95%로 높고 유출수의 질소와 인을 양호하게 폐수를 고도처리 할 수
있다.
  그리고 각 처리조를 통과한 공기의 성분은 흡수되고 남은 산소 외에 거의 대부분
질소, 메탄, 이산화탄소가 대부분으로 심한 악취는 생물학적 방법인 1차살수여상반
응조(7)와 2차살수여상반응조(12)에서 거의 대부분 처리되며 악취가 탈취된 휘발성
유기화합물은 대기로 방출된다.
  1차살수여상반응조(7)와 2차살수여상반응조(12)에서 미세 플러그와 탁도 물질을
최종적으로 제거하고 최종침전조(15)에서 침전후 소독 처리하여 방류한다.
  각각의 폐수처리조의 온도환경은 공정성능에 큰 영향을 주는데 설계온도가 적절
하게 설정되지 않으면 미생물의 활동이 동절기에 저온에서 불량해지는 경향이 있으
므로 대안으로 공정내에 유기물의 양을 증가시키거나 덮는 방법으로 온도을 유지시
키는 방법이 있고 고온의 특정폐수와 하절기의 폐수에서는 유기물의 공급을 줄이고
공기의 양을 증가시켜 적온으로 유지한다.
  본 처리공정에서 별도의 고도처리를 설치하지 않고 영양염류인 질소와 인을 생물
학적 방법으로 제거하는 공정으로 구성되어 있으며 기존의 약품주입이나 석회의 투
입이 필요 없는 간단한 공정으로 질소와 인의 제거에 효과를 나타내어 처리비용의
절감과 운전 및 관리상의 문제점이 감소한다.
  기존의 생물학적 질소와 인의 혼합제거의 공정을 보면 반응조에 폐수를 채운 후
혐기성교반과 호기성교반을 한 후 무산소교반을 한 다음 침전하여 배출하는 연속회
분식 반응조SBR(Seqencing Bactch Reactor)등 여러 가지 반응 공정들이 활용되고
있는데  혐기성교반에서 탄소, 질소, 인등을 용출하고 호기성교반에서 탄소, 질소,
인등이 제거하는 공정으로 이루어 졌는데 반응시간에 따라 질소등의 탈질화가 잘
일어나는 것으로 알려져 있다.
  이와 같이 질소와 인의 제거는 반복적인 혐기성과 호기성으로 장시간에 거쳐 처
리해야만 제거될 수 있기 때문에 본 처리공정에서 반복적인 처리 공정이 이루어지
는데 간단하면서도 각 반응조의 효과적인 이용으로 표면적이 큰 반부상담체로 기존
의 폐수처리장치에 비해 경량성이므로 많은 양을 사용하여 폐수를 고도처리 하여
최종적으로 공기압이 없는 자연대기압에 배출한다.
  반송슬러지의 반송방법은 1차살수여상과(7)과 2차산기폭기조(10)에서 침전된 슬
러지를 공기펌프탱그(25)로 보내는데 그 방법은 악취제거가 부착된 공기배출밸
브(16)와 유출구의 밸브를 닫고 반송슬러지밸브(19)와 공기주입구(3)를 열면 상기
처리조의 하단부의 슬러지가 압축공기의 최종배출방향을 바꾸어 줌으로써 간단하게
유입수 탱크에 반송시킬 수 있는데 슬러지양의 증감에 따라 반송슬러지밸브(19)와
공기주입구(3)의 개폐조작을 자동화로 설정하여 운전할 수 있다. 
  또 다른 반송방법은  반송방법은 1차살수여상과(7)과 2차산기폭기조(10)에서 침
전된 슬러지를 공기탱크펌프(25))로 보내는데 반송슬러지밸브(19)와 공기주입구(3)
를 열면 상기처리조의 하단부의 슬러지를 포함한 유입수가 압축공기의 힘으로 간단
하게 유입수 탱크에 반송시킬 수 있다.
  상기 반송조작을 함에 있어서 일차침전조밸브(5)는 1차다공성산기관으로 들오 공
기압의 의해서 자동으로 닫히게 되는데 유입수 및 밸브(2)도 함께 자동으로 닫히게
된다.
  폐슬러지는 2차살수여상반응조(12), 최종침전조(15)의 하단부에 적채되면 외부
반출을 통해 최종폐슬러지를 처리하는데 적채된 슬러지는 1차침전조밸브(5),1차산
기폭기조(6), 1차살수여상반응조(7), 2차산기포조(10)에서 침전되거나 활성화된 슬
러지보다 미생물의 의해서 분해율이 높으므로 반송슬러지로 처리하는 것보다 폐슬
러지를 처리하는 것이 더 경제적이다.
【발명의 효과】
  통합 폐수장치로써 오폐수의 효율을 현저히 증대시키고자 버려지는 폐스치로폴
등의 가벼운 비중의 특성을 이용하고 폐수처리장치에 있어서 현실적으로 이용되고
있는 침전법, 여과법, 활성스러지법, 살수여상법, 그리고 접촉산화법, 처리수 소독
법 등의 폐수처리 방법을 효과적으로 연결하여 내부구조물의 기계장치의 최소화와
함께 완전 밀폐식으로 악취발생을 최소화하고 운전비용의 저감과 반영구적인 폐수
처리 장치로 오폐수처리의 안정화와 경제성으로 산업화 할 수 있는 효과가 있다.
  특허 제0499914호 (폐스치로폴, 폐경질우레탄폼을 이용한 단열재 제조방법 및 이
러한 방법으로 제조된 단열재)인 다용도 단열재를 파쇄, 용융하는 공정을 더 포함
하여 미생물 담채를 만들어 정화효율을 현저히 증대시키고 처리장치의 시설과 기계
장치의 최소화와 완전 밀폐식으로 악취발생이 저감되는 것을 특징으로 하는 폐발포
합성수지를 이용한 오폐수처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
             

【특허청구범위】
【청구항 1】
   폐발포합성수지를 이용한 오폐수처리 장치에 있어서 압축공기와 유입수가 밸브
작동으로 펌프역할을 하는 공기펌프탱크와, 압축된 유입수와 공기가 공기펌프탱크
하단부를 거처 산기하는 1차산기폭기조와, 상기 1차산기폭기조에 압축된 유입수와
공기가 상단부에 분배기가 설치어 분배되는 1차살수여상반응조와, 상기 1차살수여
상반응조 압축된 유입수와 공기가 하단부를 거처 산기하는 2차산기폭기조와, 상기
2차산기폭기조에 압축된 유입수와 공기가 상단부에 분배기가 설치어 분배되는 2차
살수여상반응조와, 상기 2차살수여상반응조에 압축된 공기는 하단부에 설치된 공기
배출구를 통해 방출되고 유입수는 상단부에 유출구가 구비된 최종침전조에서 자연
대기압에 배출되는 것을 특징으로 하는 폐발포합성수지를 이용한 오폐수처리 장치.
【청구항 2】
  제1항에 있어서 미생물담체가 45~60% 채워진 1차산기폭기조 및 2차산기폭기조하
단부에 가압된 용존산소를 공급하기 위해 다공성산기관을 설치하는 것을 특징으로
하는 폐발포합성수지를 이용한 오폐수처리 장치.
【청구항 3】
  제1항에 있어서 미생물담체가 70~85% 채워진 1차살수여상반응조 및 2차살수여상
반응조상단부에 분배기를 설치하여 압축공기가 유입수를 밀어 내린 공간에 살수 되
어 호기성 미생물성장환경을 조성하는 것을 특징으로 하는 폐발포합성수지를 이용
한 오폐수처리 장치.
【청구항 4】
  제1항의 있어서 2차산기폭기조의 하단부에 반송슬러지관을 설치하여 1차살수여상
과 2차산기폭기조에 침전된 슬러지와 유입수를 공기펌프탱크로 반송하는 것을 특징
으로 하는 폐발포합성수지를 이용한 오폐수처리 장치.
【청구항 5】
 폐발포합성수지를 이용한 오폐수처리 방법에 있어서 압축공기와 유입수가 밸브작
동으로 펌프역할을 하여 압축된 유입수와 공기가 공기펌프탱크하단부를 거처 1차산
기폭기조에 산기하는 단계와, 상기 1차산기폭기조에서 압축된 공기와 유입수가 상
단부에 분배기가 설치 된 1차살수여상반응조에서 살수되어 압축공기가 유입수를 밀
어 내린 공간에 살수되어 호기성 미생물성장환경을 만드는 단계와,
  상기 1차살수여상반응조하단부를 거처 2차산기폭기조에 산기하는 단계와, 상기 2
차산기폭기조에서 압축된 공기와 유입수가 상단부에 분배기가 설치 된 2차살수여상
반응조에서 살수되어 압축공기가 유입수를 밀어 내린 공간에 살수 되어 재차 호기
성 미생물성장환경을 만드는 단계와, 2차살수여상반응조에 압축된 공기는 하단부에
설치된 공기배출구를 통해 방출되고 유입수는 상단부에 유출구가 구비된 최종침전
조에서 자연대기압에 배출되는 것을 특징으로 하는 폐발포합성수지를 이용한 오폐
수처리 방법.
【청구항 6】
   제5항에 있어서 1차산기폭기조 및 2차산기폭기조에 반부상미생물담체가 45~60%,
1차살수여상반응조 및 2차살수여반응조에는 70~85% 채워 가압 된 공기압과 유입수
로 혐기성미생물, 호기성미생물이 성장환경을 만드는 것을 특징으로 하는 폐발포합
성수지를 이용한 오폐수처리 방법.
【청구항 7】
  제6항에 있어서 반부상미생물담체는 폐발포합성수지를 파쇄한 입자는 20mm~35mm
이고 최종 비중이 0.8~1.2g/㎠, 무게가 1㎥에 650~850㎏, 최종 압축강도가 1㎠당
50~74㎏인 반부상 유동상 미생물담채를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐발포합성수
지를 이용한 오폐수처리 방법.

【도면】
【도 1】
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【도 2】
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【도 3】
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