KR0179722B1 - 폐수처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수처리 시스템에 관한 것으로서, 도면 제1도에 도시된 바와같이, 유지용기(27), 탱크(10)로부터 입구덕트를 통하여 물을 끌어올려 출구덕트를 통하여 전달하기 위한 펌프(28) 및 탱크의 바닥을 가로질러 연장하는, 개구를 갖는 분배파이프(36)를 통하여 있는 벤츄리형 공기유도기를 포함하는데, 상기 개구 각각을 따라서 용액의 흐름이 배플 플레이트(40,41,42)의 뱅크 상으로 나와서 부딪치고 이것이 용액의 흐름을 탱크(10)를 통한 폐수의 일반적인 흐름방향에 상향으로, 그리고 부분적으로 반대방향으로 바꾸도록 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 폐수처리 방법도 제공된다.

Description

폐수처리 시스템

제1도는 본 발명의 일반적인 배치를 설명하는 개략도이다.

제2도는 본 발명의 측면도이다.

제3도는 살수 파이프의 위치 및 배플의 위치를 도시한 것이다.

제4도는 살수 파이프(공기함포된 물) 통과 슬롯을 도시한 것이다.

제5도는 공기가 어떻게 물흐름에 유입되는지를 도시한 것이다.

제6도는 완전한 재순환 및 공기전달 시스템을 도시한 것이다.

본 발명은 미립자, 지방성 잔류물 및 기타 비용해성 오염물질의 제거를 위한 폐수처리 시스템에 관한 것이다.

폐수처리 시스템은 종래부터 널리 사용되어 왔지만 이들은 많은 문제를 야기할 뿐만 아니라 일반적으로 비효율적이었다.

후단계에서 공기가 도입될 때 공기방울이 크고 공기가 노즐을 통하여 처리지역으로 들어가기 오래전에 합체되는데 이는 액체 전체에 퍼져 있는 어떤 큰방울들의 빠른상승 및 바람직하지 않은 표면의 방해를 야기한다.

이러한 문제들은 시스템의 저효율성 및 높은 가동비용을 가져온다.

또한, 그러한 통상의 폐수처리시설의 유지 역시 비용이 많이 소요된다.

기존장치의 두번째 단점은 처리탱크의 바닥에 농밀한 슬러지(Sludges)가 축적된다는 것이다.

통상적으로 공기는 처리탱크의 바닥위 또는 표면에 가까운곳의 어떤 위치에서 처리되도록 폐수에 혼합되어 표면에 도달하기 전에 공기방울의 합체를 최소화 시킨다.

이것은 어떤입자가 공기방울에 구속되거나 포집되지 않게 하고 바닥으로 빠르게 가라앉게 한다.

이것은 침전물의 제거를 위해 장치를 주기적으로 또는 자주 정지시킬 것이 요구된다.

본 발명은 폐수처리 시스템 특히, 소위 용존 공기 부유공정(Dissolved Air Floatation Process)이라는 방법에 의한 처리에 관한 것으로서 여기에서는 작은 공기방울이 처리될 폐수를 담고 있는 처리탱크로 방출되어 폐수가 배출되기 전에 기계적으로 제거되는 거품 또는 찌꺼기내에 형성 또는 포획되는 오염물질을 표면으로 운반시킨다.

따라서, 폐수처리탱크에 잠겨진 파이프의 노즐로부터 나오는 공기 그리고 재순환된 정수시스템을 통하여 용존공기로 공급된 공기를 배출시키는 것이 필요하다.

본 발명은 작은 공기방울의 분산물로서 공기를 방출시키는 잇점이 있는데 이는 방울이 미세하면 할수록 이들이 오염물질을 포집하여 표면에 안정한 거품 또는 찌꺼기를 유지하는데 보다 효율적이기 때문이다.

따라서, 본 발명의 목적은 공기부유형의 폐수처리장치를 제공하는 것으로서 여기에서는 공기방울이 실제로 매우 작아서 액체를 통과하는 동안까지 거의 유지된다.

본 발명의 또 다른 목적은 슬러지 제거를 위한 가동정지시간의 간격을 연장시키는 것이다.

본 발명은 공기를 압력하에서 물에 용해시키고 처리탱크로 용액의 흐름 또는 분출을 방출시키므로서 기본목적을 달성한다.

그 결과, 공기의 미세하고 널리 분포된 방울이 공기가 액체압력의 강하로 인하여 용액으로부터 나올 때 형성된다.

방울의 형성은 소다수 또는 다른 기체함유 음료수병으로부터 뚜껑을 딸 때 일반적으로 관찰되는 것과 아주 동일하다.

또한, 용액은 처리탱크의 바닥위로 유동하는 흐름속으로 배출되어 바닥위에 슬러지가 쌓이는 것을 방해하고 슬러지의 포집을 촉진시킨 다음 공기에 의해 상승되도록 한다.

본 발명은 유사한, 압력하의 기체함유 용액이 응집제와 함께 초기처리실로 유입될 때 초기처리실에 형성된 미세한 공기방울이 응집을 위한 기초적인 부위로서 제공된다라는 발견에 기초한 것이다.

이에 의해 이들은 응집제의 효율성을 증가시키고 보다 중요하게는 응집물에 포집 또는 도입된다.

이 물질은 응집물의 밀도를 감소시켜 부유실에 있는 공기의 능력을 강화시키므로서 표면으로 그들을 상승시키거나 제거될 때까지 표면에 그들을 유지시킨다.

따라서, 본 발명은 폐수처리장치내에 폐수가 응집제와 혼합되어 폐수에 있는 오염물질을 응집물로 변형시키는 초기처리실 및 초기처리실에 생성된 응집물을 격리 시키는 진보된 설계의 용존공기부유실(DAF 셀 ; Dissolved Air Floatation chamber cell)을 포함하고 초기처리실 뿐만 아니라 주용존공기 부유실에 가압된 기체함유 용액을 공급하기 위한 수단을 포함한다.

이하 본 발명은 하기 설명 및 첨부도면을 참고로 보다 상세히 설명되는데 첨부도면은 단지 설명을 위한 것으로서 본 발명을 제한하지는 않는다.

제1,2,3,4도 및 제5도를 참고로 할 때 본 발명은 처리탱크로서 액체내에 공기방울을 방출시키기 위한 수단 및 상기 액체로부터 표면의 거품 또는 찌꺼기를 제거하기 위한 필요성을 포함하는 종류의 폐수등의 액체를 처리하기 위한 공기 부유장치에 있어서 공기를 배출하는 수단으로서 실(chamber)(11), 응고제, 응집제 및 다른 화학첨가제가 후에 상기 실(11)에 첨가를 위해 혼합될 수 있는 보조 혼합실(14,15), 작동실(11)과 통해 있는 복귀실(16) 및 작동실(11)의 액체수준을 측정하는 조정가능한 벽(18)에 의해 복귀실(16)과 분리된 배출실(17)을 포함한다.

탱크(10)에는 기어 결합된 모터(21)에 의해 구동되는 헤드샤프트(20), 후미 샤프트(22) 및 중간샤프트(23)상의 스프로켓 휠 둘레에 자리잡은 무한 콘베이어 체인(19)을 포함하는 표면 청소장치가 설치된다.

최소한 하나의 청소블레이드가 하나의 체인(19)에서 다른 체인으로 연장한다.

체인(19)은 블레이드가 폐수처리덕트(26)에서 끝나는 경사진 바닥을 갖는 입구경사로(24)부터 폐쇄부(25)까지 및 그 위로 표면거품 또는 찌꺼기를 청소하도록 배치된다.

그러나, 본 발명에 따른 장치는 압력유지용기(27), 복귀실(16)으로부터 물을 끌어올려 용기(27)로 공급하는 펌프(28), 공기를 용기(27)로 들어가는 물에 포함시켜 거기에 용해되도록 하는 공기 유도수단(29) 및 용기(27)로 부터의 용액을 작동실(11)로 전달하기 위한 용액 분배시스템을 포함하는 공기 배출수단을 포함한다.

공기유도수단(29)은 변형된 벤츄리형 유도기(30) 및 밸브(31,32)를 통하여 연결된 파이프를 포함하는데 이것은 단순히 원하는 바와같은 선택적인 유도율을 제공한다.

유도수단의 작동은 공기 유동메터(33) 및 용기(27)내의 압력을 나타내는 압력게이지(34)에 의해 모니터 될 수 있다(제5도).

일반적으로 약 400kPa인 용기(27)내의 압력, 공기유동율 및 용기내 물의 잔류시간(용기용량 및 펌핑율에 의해 측정된)은 모든 유압공기가 물에 용해되어 용기(27)에서 용액을 형성하도록 결정한다.

용액은 파이프(35)에서 작동실(11)의 바닥을 가로질러 탱크로 연장하는 하나의 용액공급파이프(35) 및 하나이상의 분배파이프(36)에 의해 작동실(11)에 공급된다. 각 분배파이프(36)는 출구를 향하여 작동실(11)의 바닥을 따라 유동하는 용액을 흐름을 방출하도록 슬롯이 제공된다.

조절밸브(38,39)는 용액의 흐름을 조절하도록 제공되어 용기(27)에 요구되는 후압력을 제공한다.

각 파이프(36)로 부터의 용액흐름은 경우에 따라서 배플 플레이트(baffles plate ; 수류 조절 장치)(10,41,42)의 뱅크(bank)를 향해 있다.

배플 플레이트의 뱅크를 부딪치는 흐름을 완전히 차단하여 방향을 바꾸도록 작동실의 바닥으로부터 상향으로 연장하는 주 플레이트(43)(제3도)와 액체와 공기방울이 사이로 올라갈 수 있는 한그룹의 골이진 플레이트를 포함한다.

배플 플레이트의 경사는 상향유동하는 흐름이 작동실(11)을 통하여 일반적인 흐름 방향에 부분적으로 역으로 방향져 있도록 한다.

이것은 폐수의 흐름상에 유압 브레이크를 촉진하여 잔류시간을 증가시키고 따라서 응집물에 대한 공기방울의 점착성을 보다 증가시킨다.

각 그룹에 있는 플레이트들 사이의 공간은 그룹이 탱크의 출구단부에 접근할 때 그룹이 감소하는 만큼 감소한다.

그룹(42)에 있는 플레이트들 사이의 공간은 80mm, 그룹(41)에서는 70mm 그리고 그룹(40)에서는 50mm일 수 있다.

이것의 효과는 작동실(11)의 출구 단부를 향하여 평온한 조건의 생성을 증가시키는 목적과 함께 상향유동속도를 점진적으로 감소시켜 그 단부를 향하여 있는 표면 거품 또는 찌꺼기의 두꺼운 층을 점차적으로 안정하게 강화시키는 것이다.

본 발명의 두번째 부분은 비처리된 폐수를 응집제와 혼합하여 폐수에 있는 오염물질을 응집물로 변형시키고, 공기부유실에 있는 폐수와 응지물을 처리하여 그 실에 있는 액체의 표면으로 응집물이 이동하도록 하고, 물과 부유하는 응집물을 분리하는 단계를 포함하는 폐수처리방법에 있어서, 물에 공기를 가압하여 공기를 함유시킨 용액을 응집제와 함께 폐수에 혼합하여 응집물이 형성될 때 공기방울이 응집물내에 포집되도록 하는 것은 특징으로 한다(제6도).

부유실에 있는 공기방울이 고압의 공기함유 용액을 부유실로 방출하므로서 제공되는 바람직한 실시예에 있어서 응집제를 위한 운반체로서 작용하는 공기함유용액은 부유실용의 공기함유용액원으로부터 단순히 방출될 수 있다.

다른 실시예에서는 가압된 공기함유 용액의 개별적인 공급이 사용될 수 있다.

응집제는 초기처리실로 전달되기 전에 일반적으로 혼합되는 것과 동일한 방법으로 공기함유 용액과 혼합될 수 있고 또는 응집제와 가압된 공기함유용액이 동시에 혼합을 위해 초기처리실로 공급될 수도 있다.

상기한 발명의 실시예 및 총 공기분배 시스템은 본 발명에 따른 분산공기부유 셀 및 그 부속품의 개략적인 평면도인 첨부도면(제6도)을 참고로 하기에서 보다 상세히 설명된다.

도시된 장치의 작용은 하기와 같다.

처리될 원료폐수는 공지된 종류의 응고제 및 응집제와 함께 통상적인 방법으로 초기처리실(1)로 공급된다.

처리실(1)에서 액체는 교반되고 거기에 용액의 방출로 인하여 다량의 작은 공기방울이 처리실에 형성된다.

그 공기방울들은 형성되는 응집물에 포집된다.

액체는 추가의 또는 다른 응고제가 첨가될 수 있는 초기처리실(2)로 넘쳐흐른다.

이후 액체는 응집제 또는 어떤 다른처리제가 처리될 폐수에 있는 오염물질의 종류에 따라 첨가될 수 있는 초기처리실(3)로 넘쳐흐른다.

응집물이 형성되어 공기방울이 거기에 포집되기에는 약간의 시간이 걸린다.

따라서, 초기처리실과 부유실(5)의 중간에 유지실(4)을 제공하는 것이 바람직하다.

이 경우에 부분적으로 형성된 응집물과 혼합된 폐수는 초기처리실(3)에서 유지실(4)로 넘쳐 흐른다.

여기에서는 상대적으로 평온한 조건하에서 응집물의 형성 및 공기방울이 응집물에 포집되는 것이 완전하다.

물과 응집물은 초기처리실에서보다 유지실에서 덜 교반되고 그 결과 높은 비율의 응집물이 유지실(4)의 표면에 오게된다.

유지실(4)의 양은 부유실(5)로 부드럽게 넘쳐흐르도록 하는 정도로서 많은 양의 응집물질이 부유실(5)에 있는 액체의 표면상으로 직접 이동하게 하고 이에 의해 그 표면에 생기게 되는 물질의 양을 감소시키므로서 부유실(5)의 효율성을 개선시킨다.

바람직하게는 하나이상의 초기처리실에 있는 폐수에 산화제를 첨가한다.

이것은 기체함유용액에 있는 공기와 합쳐지도록 오존발생기(17)에서 배출구(13)으로 오존을 공급하므로서 편리하게 달성된다.

본 발명은 바람직한 실시예와 첨부도면을 참고로 설명되었지만 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 많은 변형을 이룰 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (3)

1. 일정량의 액체를 유지시키기 위한 처리탱크(10)에 액체내에 공기방울을 배출하는 수단을 포함하는, 폐수등의 액체를 처리하기 위한 폐수처리 시스템에 있어서, 상기 수단이 유지용기(27), 탱크(10)로부터 입구덕트를 통하여 물을 끌어올려 출구덕트를 통하여 전달하기 위한 펌프(28) 및 탱크의 바닥을 가로질러 연장하는, 개구를 갖는 분배파이프(36)를 통하여 있는 벤츄리형 공기유도기를 포함하는데 상기 개구 각각을 따라서 용액의 흐름이 배플 플레이트(40,41,42)의 뱅크 상으로 나와서 부딪치고 이것이 용액의 흐름을 탱크(10)를 통한 폐수의 일반적인 흐름방향에 상향으로 그리고 부분적으로 반대방향으로 바꾸도록 하는 것을 특징으로 하는 폐수처리 시스템.
2. 제1항에 있어서, 유지탱크로 부터의 폐수의 흐름을 폐수가 응집제와 혼합되는 반응실들로 다시 방향을 잡게하여 장치의 성능을 매우 개선시키고 화학물질 소비를 감소시키는 폐수처리 시스템.
3. 비처리된 폐수를 응집제와 혼합한 폐수에 있는 오염물질을 오염물로 변형시키고, 공기 부유실에 있는 폐수와 응집물을 처리하여 그 실에 있는 액체의 표면에 응집물이 이동하도록 하고, 물과 부유하는 응집물을 분리하는 단계를 포함하는 폐수처리방법에 있어서, 물에 공기를 가압하여 공기를 함유시킨 용액을 응집제와 함께 폐수에 혼합하여 응집물이 형성될 때 공기방울이 응집물내 포집되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.