具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置的制作方法

本发明涉及具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置，更详细而言，涉及一种对沉淀堆积的污泥进行搅乱，通过生物学处理来处理下水、废水，使得能够借助于水头差异而去除浮渣(scumm)，能够高效实施下水、废水处理的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置。

背景技术：

通常而言，用于下水、废水处理的生物学处理的主要设施由用于去除有机物的活性污泥曝气槽、使在活性污泥曝气槽中吞食有机物而生长的微生物沉淀并使处理水与活性污泥固液分离的二次沉淀池构成。而且，在二次沉淀池中沉淀的活性污泥再返送到活性污泥曝气槽，在活性污泥曝气槽补充不足的微生物。

因此，活性污泥曝气槽与第二次沉淀池应以横流式安装，同时，在重力式第二次沉淀池中，要求污泥刮铲(scrapper)及用于移动污泥刮铲的驱动单元(drive unit)、用于把堆积于第二次沉淀池下部的活性污泥移送到曝气槽的返送泵及返送管线等复杂的配管及构成装置。

为了解决这种原有处理设施的复杂结构，在韩国注册专利公报第10-0273913000号(基于生物学反应的下水、废水处理装置及方法，2000.09.06)中，体现得在反应槽中潜入圆柱，反应槽中央用作借助了空气供应的生物学处理槽，双重管的外部用作沉淀槽。而且，在沉淀池中，借助于向反应槽中央供应的空气推进力，沉淀的污泥与曝气槽污泥发生往来，使得不发生污泥长时间滞留在沉淀池中的情形。

但是，就这种以往技术而言，在活性污泥曝气槽与沉淀池之间安装了圆筒形圆柱的设施中，仅通过借助了向活性污泥曝气槽供应的空气推进力的方法，活性污泥曝气槽的污泥与沉淀池的污泥的往来不够充分，沉淀池中停滞的污泥形成厌氧性条件，因脱氮化(denitrification)而发生氮气，出现污泥上浮(sludge rising)现象，漂浮的污泥包含于流出水，存在使处理水水质恶化的问题。

另外，就现有技术而言，流入水中含有的油和油脂(oil and grease)、微细泥土颗粒、芝麻、辣椒粉等，在活性污泥曝气槽中不发生生物学分解，通常滞留于沉淀池上清液中，与在沉淀池漂浮的微细颗粒的污泥结合，形成沉淀池浮渣，需要用于对此进行去除的撇渣器(scumm skimer)，但存在未考虑到相关装置的局限。

现有技术文献

专利文献

(专利文献1)韩国注册专利公报第10-0273913号(2000.09.06)

技术实现要素：

因此，本发明正是为了解决所述以往的问题而研发的，其目的在于提供一种具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置，对沉淀堆积的污泥进行搅乱，通过生物学处理来处理下水、废水，使得能够通过反应槽中的水头差而去除与生物学处理一同产生的浮渣(scumm)，能够高效实施下水、废水处理。

本发明的技术课题并不限定于以上言及的内容，未言及的其它技术课题是所属领域的技术人员可以从以下记载明确理解的。

根据旨在达成所述目的及其它特征的本发明的第一方案，提供一种具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置，包括：反应槽，其具备用于对下水、废水中含有的有机物进行活性污泥化的微生物；散气石装置，其用于向所述反应槽注入空气；及Z字形流路形成单元，其配备于所述反应槽内，形成Z字形(zigzag)流路；所述Z字形流路形成单元构成得根据所述散气石装置是否注入空气而与所述反应槽具有水头差异。

在本发明中，所述反应槽在从上方向下方观察时具有圆形或四边形的截面形态，底面可以以弧形的弧形部形成或以直线的扇形倾斜部形成，所述散气石装置可以包括：空气送风机构；移送管，其移送所述空气送风机构产生的空气，端部配置于反应槽内的下部；及空气喷射口，其配备于所述移送管的端部。

在本发明中，所述Z字形流路形成单元可以由如下的圆柱部件构成，该圆柱部件形成引导在所述反应槽内处理并排出的处理水的上向流动与下向流动至少反复流动3次以上的流路，且上部为向外侧开放。

在本发明中，所述Z字形流路形成单元可以由形成流路的一个以上的圆柱部件(columm)构成，所述流路引导使得所述反应槽内的污泥及处理水最初向上流动，然后引导为向下流动，再向上引导。

在本发明中，在所述圆柱部件的最下游侧上端壁可以形成有浮渣排出孔。

在本发明中，所述Z字形流路形成单元可以包括：第一区划壁，其与所述反应槽内的下部连通；第二区划壁，其在所述第一区划壁一侧形成，下端连接于反应槽的下面，上端位于比第一区划壁的上端更靠下方；及第三区划壁，其在所述第二区划壁一侧形成，下端从反应槽的下面分离，上端位于与第一区划壁上端相同高度；所述第一区划壁与第二区划壁之间空间形成沉淀池；所述Z字形形成单元在所述反应槽的侧壁至少形成一个以上。

在本发明中，在所述第三区划壁上，可以在与所述反应槽的水位高度相同的高度形成有浮渣排出孔。

在本发明中，在与所述Z字形流路形成单元的处理水初始入口部相向的反应槽底面，还可以包括用于移送污泥的沉淀污泥移送倾斜部件。

在本发明中，所述沉淀污泥移送倾斜部件可以以构成45度下向角度的倾斜板或倾斜块构成。

在本发明中，所述沉淀污泥移送倾斜部件可以以一面和与所述一面相邻的前面开放的四棱台形成，在所述四棱台内部，具备纤毛型的纤维。

在本发明中，在所述第一区划壁与第二区划壁之间的反应槽底面上，还可以包括用于移送污泥的沉淀污泥移送倾斜部件。

在本发明中，所述沉淀污泥移送倾斜部件可以以构成45度下向角度的倾斜板或倾斜块构成。

在本发明中，所述沉淀污泥移送倾斜部件可以以一面和与所述一面相邻的前面开放的四棱台形成，在所述四棱台内部，具备纤毛型的纤维。

本发明的效果如下。

本发明的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置，可以搅乱沉淀堆积的污泥，通过生物学处理来处理下水、废水，使得能够借助于水头差异而去除浮渣(scumm)，具有能够高效实施下水、废水处理的效果。

另外，本发明使得所述高效的下水、废水处理在一个反应槽内实施，能够 简化构成，节省设备费用，具有容易维护管理的效果。

本发明的效果并非限定于以上言及的内容，未言及的其它技术课题是所属领域的技术人员可以从以下记载明确理解的。

附图说明

图1是概略地图示本发明一个实施例的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置的构成图。

图2是图示构成本发明的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置的沉淀污泥移送部件的一个示例的构成图。

图3是概略地图示本发明另一实施例的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置的构成图。

图4是用于说明浮渣因为构成本发明的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置的Z字形流路形成部件中的水头差异而以自然流下式排出的过程的说明图。

图5是显示根据对比工序与本发明而处理的处理水水质的表。

符号说明

100-反应槽，110-弧形部，120-扇形倾斜部，200-散气石装置，300-Z字形流路形成单元，310-第一区划壁，320-第二区划壁，330-第三区划壁，400-沉淀污泥移送倾斜部件，410-纤毛型纤维。

具体实施方式

从以下详细说明及附图会更明确理解本发明的追加目的、特征及优点。

在详细说明本发明之前,需要理解的是，本发明可以谋求多样的变更，可以具有各种实施例，以下说明并在附图中图示的示例并非要把本发明限定于特定的实施形态，而是包括本发明的思想及技术范围中包含的所有变更、均等物乃至代替物。

当言及某种构成要素“连结于”或“连接于”其它构成要素时，应理解为既可以直接连结于或连接于其它构成要素，也可以在中间存在其它构成要素。相反，当言及某种构成要素“直接连结于”或“直接连接于”其它构成要素时，应理解为中间不存在其它构成要素。

本说明书中使用的术语只用于说明特定的实施例，并非有意限定本发明。 只要文理上未明确意指不同，单数的表现也包括复数的表现。在本说明书中，“包括”或“具有”等术语应理解为是要指定存在说明书中记载的特征、数字、阶段、动作、构成要素、部件或它们的组合，不预先排除一个或其以上的其它特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。另外，说明书中记载的“...部”、“...单元”、“...模块”等术语，可以意味着处理至少一种功能或动作的单位。

另外，在参照附图进行说明方面，与附图符号无关，相同的构成要素赋予相同的参照符号，并省略对此的重复说明。在说明本发明方面，当判断认为对相关公知技术的具体说明可能混淆本发明要旨时，省略其详细说明。

下面，在说明本发明优选实施例的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置之前，对本发明的下水、废水的生物学处理原理进行说明。

下水、废水的生物学处理原理是，利用流入下水、废水中含有的有机物和空气而生产能量，以氮和磷为营养素构成细胞，细胞的主要构成物质为多糖(polysaccharide)、蛋白质(protein)、糖醛酸(uronic acid)、腐殖酸(humic acid)等，各物质的物理特性黏稠，在因空气供应而产生的推进力或搅拌机等的搅拌力作用下，因颗粒间的碰撞而凝结，形成絮凝(floc)形态的活性污泥。

此时，为了固液分离，沉淀池中沉淀的污泥不移送到曝气槽而在诸如沉淀池的停滞空间长时间滞留时，因为厌氧化造成的细胞分解而发生氮气(N2)，由于氮气所引起的浮力，沉淀的污泥漂浮，包含于处理水中，发生水质下降，因此，应使沉淀池中沉淀的污泥移送到曝气槽，曝气槽污泥交替移送到沉淀池，不在沉淀池中长时间滞留。不仅如此，流入水中含有的难以生物学分解的未反应性物质与流入水中含有的脂肪成份结合，在沉淀池上部形成浮渣，使处理水水质降低，因而应周期性地去除。

因此，在本发明中，实施活性污泥曝气槽、用于固液分离的沉淀池的功能在一个反应槽发生的生物学处理，从而顺利发挥沉淀池的功能，同时，具有去除浮渣的功能，谋求更稳定的处理水质。

下面参照附图，对本发明优选实施例的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置进行说明。

首先，参照图1，说明本发明一个实施例的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置。图1是概略地图示本发明一个实施例的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置的构成图，图2是图示构成本发明的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置的沉淀污泥移送部件的一个示例的构成图。

本发明一个实施例的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置如图1所示，包括：反应槽100，其供下水、废水流入，具有用于对有机物进行活性污泥化的微生物；散气石装置200，其用于向所述反应槽100注入空气；及Z字形流路形成单元300，其配备于所述反应槽100的至少一侧侧壁，形成Z字形(zigzag)流路F。

所述反应槽100从平面观察时(即，从上方向下方观察时)具有圆形或四边形的截面形态，下面形成弧形的弧形部110。

所述散气石装置200只是要能够注入空气的构成，则不进行特别限定，优选地，优选具备使得产生微细泡沫的喷嘴部。例如，所述散气石装置200包括：空气送风机构；移送管，其移送所述空气送风机构产生的空气，端部配置于反应槽100内的下部；空气喷射口，其配备于所述移送管的端部。

所述Z字形流路形成单元300由形成流路的一个以上的圆柱部件(columm)构成，所述流路引导使得反应槽100内的污泥或处理水最初向上流动，然后引导为向下流动，再向上引导。也就是说，所述圆柱部件形成引导使得上向流动与下向流动至少反复流动3次以上的流路，以上部向外侧开放的形态构成。

作为另一种形态，所述Z字形流路形成单元300包括：第一区划壁310，其与反应槽100内的下部连通；第二区划壁320，其在所述第一区划壁310一侧形成，下端连接于反应槽100的下面，上端位于比第一区划壁310的上端更靠下方；及第三区划壁330，其在所述第二区划壁320一侧形成，下端从反应槽100的下面分离，上端位于与第一区划壁310上端相同高度；所述Z字形流路形成单元300在反应槽100的侧壁至少形成一个以上。

在这种Z字形流路形成单元300中，供污泥最初流入的流路(即，第一区划壁310与第二区划壁320之间的空间)形成沉淀池。

其中，在所述圆柱或Z字形流路形成单元300的最下游侧区划壁(第三区划壁330)上，在与反应槽100水位高度相同的高度形成有浮渣排出孔(图中未示出)。

另外，本发明在所述Z字形流路形成单元300的初始入口部的反应槽100底面，还包括用于顺利移送污泥的沉淀污泥移送倾斜部件400。

具体而言，所述沉淀污泥移送倾斜部件400在第一区划壁310的下部，配备于反应槽100底面，以形成得大致构成向下45度角度而使得污泥流下的倾斜板或倾斜块构成。所述沉淀污泥移送倾斜部件400如图2所示，配备于整个沉淀池。

其中，作为所述沉淀污泥移送倾斜部件400的倾斜板或倾斜块，以一侧壁面和前面开放的四棱台形成，在所述四棱台内部，还具备纤毛型的纤维(fiber)410。如上所述，沉淀污泥移送倾斜部件400具备纤毛型的纤维410，从而借助于反应槽的空气推进力，在倾斜管内不断地移动，防止沉淀污泥停滞。

图3是概略地图示本发明另一实施例的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置的构成图，反应槽100从平面观察时具有圆形或四边形的截面形态，下面以倾斜成扇形的扇形倾斜部120形成。

另一实施例的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置，除这种扇形倾斜部120之外，其余构成与前面说明的一个实施例的构成要素相同，因而省略对其的详细说明。

下面参照图4，对如上所述构成的本发明的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置的动作进行说明。

图4是用于说明浮渣因为构成本发明的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置的Z字形流路形成部件中的水头差异而以自然流下式排出的过程的说明图。

含有有机物、氮、磷的流入下水、废水流入反应槽100，借助于散气石装置200供应的空气与反应槽100内的微生物，下水、废水在反应槽100中被氧化，有机物变成二氧化碳及水，氮氧化成硝态氮或亚硝态氮，磷成份同化到微生物细胞内。

在反应槽100内生长的微生物，在借助于Z字形流路形成单元300而形成的沉淀池中出现固液分离，处理水向上向流路移动，污泥沉淀于沉淀池。污泥在沉淀池中长时间滞留时，污泥层发生厌氧化而产生氮气，附着了氮气的污泥因比重降低而浮上水面。因此，为防止污泥上浮，在沉淀池沉淀的污泥借助于反应槽100中安装的散气石装置200的空气供应推进力而移送到反应槽100内，反应槽100内的污泥再次移送到沉淀池，消除了污泥停滞的情形。

其中，在沉淀池中，借助于沉淀污泥移送部件400，污泥顺利移送到反应槽100，反应槽100的污泥移送到沉淀池。此时，沉淀污泥移送部件400构成45度倾斜角，使沉淀污泥顺利流下，沉淀污泥向反应槽100移送时，把作为沉淀污泥移送部件400的倾斜板或倾斜块用作水道，瞬间流速非常快地进行。

另外，在沉淀污泥移送部件400内配备有纤毛型的纤维410，借助于反应槽100内的散气石装置200的空气推进力，在沉淀污泥移送部件400内不停地移动，能够防止污泥停滞。

另一方面，在反应槽100中无法处理的物质如果与油类的脂肪成份结合，浮力增大，则与处理水一同排出，使水质恶化，因此，在通常的技术中，为了去除堆积于沉淀池上部的浮渣而安装撇渣器进行去除，使得不作为处理水流出，但在本发明中，为了防止浮渣混合于处理水而流出，在构成Z字形流路形成单元300(或圆柱)的区划壁的上端部，处理水进行越流，浮渣堆积于沉淀池上部。

如上所述，为了去除堆积于Z字形流路形成单元300上部的浮渣，如图4所示，借助于散气石装置200而供应空气时，在Z字形流路形成单元300(圆柱)的上部发生水头差，向反应槽100供应空气时，反应槽100因空气供应导致的推进力和气泡导致的体积膨胀，水位高于沉淀池(参照图4的(a))。相反，在中断向反应槽100供应空气的情况下，反应槽100水位降低，在沉淀池中水位上升，结果，如果中断空气供应，则反应槽的整体水位成为既定(参照图4的(b))。

利用这种原理，为了去除沉淀池上部(即，Z字形流路形成单元的上端开放部)的浮渣，在最下游侧区划壁或圆柱上，以与沉淀池水位相同的高度形成 浮渣排出孔，如果中断向反应槽供应的空气，则随着沉淀池中水位升高，以自然流下式排出。

这种本发明的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置，为了去除流入下水、废水中含有的污染物质，使污染物质流入进行曝气的反应槽，由于向反应槽供应的空气推进力，使沉淀池污泥再次移送到反应槽，在沉淀池中，为了防止污泥的停滞，在通过沉淀污泥移送部件进行移送的同时，通过该沉淀污泥移送部件中配备的纤毛型的纤毛而搅乱污泥，防止污泥的滞留。另外，就沉淀池圆柱或Z字形流路形成单元而言，处理水在其上端部越流，使浮渣储留于沉淀池上部，储留的浮渣利用因散气石装置的空气推进力造成的水头差而排出。

本发明的发明人执行了比较实验，比较通过在沉淀池中不安装沉淀污泥移送部件和去除浮渣所需构成要素的构成的对比工序中排出的处理水与本发明的下水、废水处理装置的处理水的水质。

每天处理流量约1,000L/天，反应槽100内微生物浓度约5,000mg/L，水利学滞留时间约4小时，沉淀池滞留时间约2小时，运转约2个月时间。流入水使用流入下水处理场的实际下水，各个的水质如图5所示。图5是显示根据对比工序与本发明而处理的处理水水质的表。

当是不在沉淀池中安装倾斜板及浮渣去除构成要素的比较工序时，在初始运转时，处理水水质显示出与本发明类似的正常去除率，但随着运转时间逐渐增加，由于在沉淀池中发生停滞区域，污泥堆积并发生厌氧化，由于污泥上浮现象，可以说污泥的流失严重。因此显示出，流出水的BOD及SS浓度增加，同时，由于反应槽的活性污泥浓度降低，氨态氮的氧化率也降低。相反，本发明的情形则确认了，由于沉淀池污泥和反应槽活性污泥间的顺利交流，无污泥上浮地进行稳定运转，能够获得稳定的水质。

如上所述的本发明的具备曝气/沉淀一体型反应槽的下水、废水处理装置，使沉淀堆积的污泥搅乱，通过生物学处理来处理下水、废水，使得能够借助于水头差异来去除浮渣(scumm)，能够高效实施下水、废水处理，另外，本发明使得能够在一个反应槽内实施所述高效的下水、废水处理，简化了构成，能 够节省设备费用，具有容易维护管理的优点。

本说明书中说明的实施例和附图只不过示例性地说明本发明包含的技术思想的一部分而已。因此，本说明书中公开的实施例不是用于限定而是用于说明本发明的技术思想，因而本发明的技术思想的范围并非由这种实施例限定，这是不言而喻的。在本发明的说明书及附图中包含的技术思想的范围内，所属领域的技术人员可以容易地类推的变形例和具体实施例应解释为均包含于本发明的权利范围内。