KR100188878B1 - 폐타이어를 이용한 오폐수처리용 과립담체와 그 제조방법 및 이 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치 - Google Patents

폐타이어를 이용한 오폐수처리용 과립담체와 그 제조방법 및 이 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐타이어를 이용한 오폐수처리용 과립담체와 그 제조방법 및 이 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치에 관한 것으로, 타이어분말 100중량에 대해 결합체로서 친수성이 있으며 결합력 및 화학적으로 안정되며 고온에 견디는 EVA 또는 그 유도체 30 내지 50중량부와 활성탄 또는 이에 준하는 무기질미분말 5 내지 15중량부로 이루어진 폐타이어를 이용한 오폐수 처리용 과립담체와, 타이어분말에 EVA 또는 결합력 및 친수성이 있는 유도체를 각각 100중량 대 30 내지 50중량부의 비율로 교반한 후, 온도를 100 ~ 250℃로 일정하게 유지한 상태에서 혼합체중 EVA 또는 그 유도체를 용해시켜 분말 타이어와 활성탄을 결합시킨 다음 압출기를 통해 압출.절단하며 담체의 표면에 점착된 상태로 잔류하는 EVA 또는 그 유도체에 활성탄 분말을 피복시켜 제조하는 방법과, 외통(10)과, 이 외통(10)의 내부에 구비된 내통(20)과, 외통(10)의 상부에 설치되면서 오폐수를 공급하는 공급부(30)와, 상기 내통(20)의 상부에 설치되면서 과립담체(C)에 부착되는 기포(B)를 분리하여 하향.유도하는 담체분리부(40)와, 이 담체분리부(40)의 상부 일측에 갖추어지면서 처리된 오폐수를 배출시키는 배출관(50)과, 내통(20)의 외측으로 일정 간격을 두고 각각 설치되는 내통산기관(60) 및 외통산기관(70)과, 상기 내통(20)의 하부에 설치되면서 압축된 공기가 투입되도록 하는 분사관(80)으로 구성된 오폐수 처리장치를 제공하는 것으로, 오폐수의 처리효과를 대폭적으로 향상시키면서 시설의 비용절감도 이룰 수 있도록 한 것이다.

Description

폐타이어를 이용한 오폐수처리용 과립담체와 그 제조방법 및 이 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치
본 발명은 폐타이어를 이용한 생물처리용 과립담체와 그 제조방법 및 이 과립담체를 이용하여 오폐수를 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 실용화되어 있는 생물처리용 미생물고정화 담체는 비표면적이 작거나 또는 피복된 과립상 담체등이 있으며, 주요 요구특성으로서는 과립담체의 강도 및 무기질 분말의 피착강도가 클 것이 요구된다.
그러나, 종래에는 비표면적이 작아 부착미생물량이 작고, 비표면적이 큰 경우에는 장기간 폭기시, 피복 무기질 분말이 탈리되어 특히 특정 산업폐수의 적용시 폐수온도 및 기계적 충격에 의해 형태가 마모되어 과립담체의 비표면적을 충분히 활용할 수 없으며, 제조공정상 담체의 입도관리가 어렵고, 제조시 반응기의 온도 및 수분의 제어기술이 수반되는 단점이 있었다.
또한, 종래에는 고농도 난분해성 오폐수를 처리하기 위한 방법으로서 널리 사용되는 방법은 활성슬러지법을 이용하는 것이다. 그러나, 이 방법은 오폐수내의 용존되어 있는 오염물질을 단지 폭기조의 슬러지미생물에 의하여 분해하여 처리하게 되는데, 이 폭기조내의 MLSS(Mixed Liquid Suspended Solid)가 2,000 내지 3,000mg/L정도이므로 이 결과, 처리시간이 길어지고, 처리시간이 길어짐에따라 공기소모량이 늘어나 공기를 다량으로 필요하게 되어 인위적으로 공기를 넣어주는 폭기장치가 커져야 할 필요가 있게된다. 다량의 공기를 값싸게 얻기 위하여 기존의 활성슬러지법에서는 비용이 많이드는 컴프레서보다는 루트블로워(Roots Blower)를 사용하였다. 이때의 루트블로워의 압력은 0.5 내지 0.6 Kg/Cm2로써 압력의 한계 때문에 수조의 높이가 대개 4 내지 6m정도로 제한되었다. 이러한 일반적인 조건하에서는 공급되는 산소의 3 내지 7%만이 수중에 용해되기 때문에 다량의 산소공급을 위해서는 많은 양의 공기를 공급해주어야만 하였다.
이와 같이 종래에는 오폐수를 처리하기 위한 담체의 입도관리가 어렵고, 제조상의 난점이 있으며, 더욱이 오폐수를 처리하기 위한 장치도 많은 공기가 필요하고, 부대비용이 상승하는 등의 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1목적은 기계적 내마모성 및 내약품성이 강하고 과립담체의 강도 및 무기질분말의 피착강도가 증대되며, 담체의 비표면적을 크게하여 담체표면에 많은 미생물을 고정시켜 오폐수의 고속처리가 가능한 과립담체를 제공함에 있다.
본 발명의 제 2목적은 과립담체를 제조함에 있어서, 원료의 배합조절이 용이하고, 담체의 크기 및 비중조절이 용이하여 제품의 용도별 요구사항의 조절이 용이하고 생산수율을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 과립담체의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 제 3목적은 상기와 같은 과립담체를 이용하여 오폐수를 처리할 수 있는 장치를 구현하는 것으로, 처리조의 내부에 과립담체를 간헐적으로 교체하지 않고 한 번의 투입으로 순환식으로 오폐수의 처리를 보다 신속하면서도 처리효율을 증대시킬수 있도록 한 것이다.
상기 제 1목적을 달성하기 위한 본 발명은 기계적 내마모성 및 내약품성이 강한 타이어분말과; 결합체로서 친수성이 있으며 결합력이 강하고 화학적으로 안정하며 고온에서도 견딜 수 있는 에칠렌비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate; 이하 EVA라 약칭함)또는 그 유도체와; 활성탄 또는 이에 준하는 무기질분말로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2목적을 달성하기 위한 본 발명은 입경 0.2mm~3mm의 타이어분말과 이 타이어분말의 중량비 100에 대해 EVA 또는 그 유도체 30~50를 믹서로 교반하여 조성을 일정하게 유지한 후 100~250℃ 온도상태에서 혼합체중의 EVA 또는 그 유도체를 용해시켜 분말타이어를 결합시킨 후 압출기를 이용하여 압출하여 일정크기로 절단하였으며, 이때 절단된 담체의 보유열에 의하여 표면에 점착된 상태로 잔류하는 EVA 또는 그 유도체에 활성탄 분말 또는 무기질분말 5 내지 15중량부를 피복시킴으로써 비표면적이 큰 담체를 제조함을 특징으로 한다.
상기 무기질 분말은 제올라이트(Zeolite), 안드라사이트(Anthracite)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 오폐수 처리장치는 외통과, 이 외통의 내부에 구비된 내통과, 외통의 상부에 설치되면서 오폐수를 공급하는 공급부와, 상기 내통의 상부에 설치되면서 과립담체에 부착된 기포를 분리하여 하향유도하는 담체분리부와, 이 담체분리부의 상부 일측에 갖추어져 처리된 오폐수를 배출시키는 배출관과, 내통의 외측으로 일정 간격을 두고 각각 설치되는 내통산기관 및 외통산기관과, 상기 내통의 하부에 설치되면서 압축된 공기가 투입되도록 하는 분사관과, 이 분사관의 안쪽으로 오폐수와 과립담체의 유동방향을 유도할 수 있도록 하는 경사관으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 폐기물인 폐타이어를 이용하여 오폐수를 고속처리할 수 있으며, 담체는 압출부 내부에서 압력에 의해 수축되었던 고무부분이 압출부의 외부로 나오며, 팽창되어 부정형의 모양이 이루어짐으로써 담체의 비표면적을 2배 이상 증가시켜줌은 물론, 표면에 활성탄 또는 그와 유사한 무기질 미분말을 담체표면에 부착시킴으로써 담체 표면에 많은 미생물을 고정화시켜 오폐수의 고속처리를 가능케하였으며, 제조공정상 원료의 배합조절이 용이하고, 특히 압출부의 노즐크기 및 절단속도의 조절로서 담체의 크기 및 비중조절이 용이하여 제품의 용도별 요구사항의 조절이 간편하고 생산수율을 대폭적으로 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제조장치를 나타낸 단면도
도 2는 본 발명에 따른 제조장치내에서 작동상태 단면도
도 3A는 도 2의 내통산기관부분을 횡절단한 단면도
도 3B는 도 2의 외통산기관부분을 횡절단한 단면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
B : 기포 C : 과립담체
10 : 외통 11 : 가이드부재
20 : 내통 21 : 공간부
30 : 공급부 31 : 유입관
40 : 담체분리부 50 : 배출관
60 : 내통산기관 61,71 : 환형관
62,72 : 배기공 70 : 외통산기관
80 : 분사관 90 : 오버플로우관
91 : 배출공
100 : 유도관 110 : 경사관
120 : 자갈층
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 오폐수를 처리하기 위한 과립담체를 제조하기 위해 다음과 같은 실험을 하였다.
실시예1
타이어분말(입도 0.2mm~3mm)중량에 EVA 또는 그 유도체를 각각 30,40,50 중량과 200메쉬 미분말 활성탄 10중량을 믹서를 이용하여 잘 혼합한 후, 170℃정도로 가열하여 EVA 또는 그 유도체를 완전히 녹여 압출기에 인입한다.
압출기의 출구를 통해 압출되는 담체를 일정크기로 절단하였으며, 이때 절단되는 담체의 보유열에 의해 표면에 점착된 상태로 잔류하는 EVA 또는 그 유도체에 활성탄 분말을 피복시켜 비표면적이 큰 담체를 제조하였다.
이와 같이 제조된 과립담체의 평균입도는 2mm~11mm였으며, 수율은 97%이상이었다. 또한 담체를 수중에 침지한 결과, 7시간 경과후 70%가량이 침지하였으며, 20시간 경과시 전량이 침지되었다. 이에 대한 결과는 다음과 같다.
실시예 2
타이어분말(입도 0.2mm~3mm)100중량에 대해 EVA 또는 그 유도체를 각각 30, 40, 50 중량을 믹서를 이용하여 잘 혼합한 후 170℃정도로 가열하여 EVA 또는 그 유도체를 완전히 녹여 압출기에 인입한다. 압출부의 출구는 직경 8mm로 각각 하였으며, 압출부의 온도는 120℃ 정도로 유지하였다. 이때 담체는 선형상태로 압출되어지며, 이런 선형상태의 담체를 200메쉬의 분말활성탄이 담겨있는 욕조를 통과시킴으로써 자체 보유열에 의해 담체표면에 녹아있던 EVA 또는 그 유도체에 활성탄을 부착시킨 다음, 냉수가 들어있는 욕조에 재차 통과시켜 급냉시킴으로써 담체 표면에 활성탄을 피복시키고 냉각된 선형피복담체를 절단기에 도입하여 일정한 크기로 절단하였다. 제조된 과립담체의 평균입도는 9.8mm였으며, 수율은 99%이상이었다. 또한 담체를 물속에 침지한 결과, 7시간 경과 후 70%가량이 침지하였으며, 20시간 경과시 전량이 침지되었다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 과립담체를 이용하여 오폐수를 효과적으로 처리하기 위한 장치가 마련되는바, 첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 외통(10)과, 이 외통(10)의 내부에 구비된 내통(20)과, 외통(10)의 상부에 설치되면서 오폐수를 공급하는 공급부(30)와, 상기 내통(20)의 상부에 설치되면서 과립담체(C)에 부착되는 기포(B)를 분리하여 하향.유도하는 담체분리부(40)와, 이 담체분리부(40)의 상부 일측에 갖추어지면서 처리된 오폐수를 배출시키는 배출관(50)과, 내통(20)의 외측으로 일정 간격을 두고 각각 설치되는 내통산기관(60) 및 외통산기관(70)과, 상기 내통(20)의 하부에 설치되면서 압축된 공기가 투입되도록 하는 분사관(80)과, 담체분리부(40)의 상부에 위치하면서 일정수위를 넘으면 오버플로우되도록 하는 오버플로우관(90)과, 이 오버플로우관(90)으로부터 넘치는 오폐수를 받아 일측방향으로 유도하는 유도관(100)과, 상기 분사관(80)의 안쪽에 오폐수와 과립담체의 유동방향을 유도할 수 있도록 하는 경사관(110)으로 구성되어 있다.
상기 외통(10)은 원통형을 이루고, 실제높이가 10 내지 15m정도로 제작가능하여 처리효율이 더욱 증대되며, 에어리프팅(air lifting)작용에 의해 상승하는 오폐수/과립담체가 다시 순환되도록 외통(10)의 상부벽 소정위치에는 가이드부재(11)가 돌출형성되어 있다.
상기 내통(20)은 외통(10)과 일정 공간부(21)를 두고 설치되며, 내통산기관(60) 및 외통산기관(70)으로부터 공급되는 공기와 함께 오폐수를 하향.이동시킨 다음, 상기 공간부(21)를 통해 리프팅되도록 되어 있다.
또한, 상기 공급부(30)는 외통(10)의 최상단에 설치되고, 이 공급부(30)로부터 외통(10)의 내부로 오폐수가 공급되도록 소정길이를 가지는 유입관(31)이 담체분리부(40)를 통과하여 내통(20)의 내부까지 연장.설치되어 있다. 이 유입관(31)을 통해 오폐수가 공급되어 소정수위를 나타내는 것이다.
한편, 상기 담체분리부(40)는 깔때기형을 이루면서 경사면(41)이 형성되어 있고, 상기 오버플로우관(90)의 일측에는 유도관(100)안으로 처리된 오폐수가 오버플로우되어 공급되도록 하는 배출공(91)이 형성되어 있으며, 또한 유도관(100)은 배출관(50)과 연통되게 설치되어 있다.
또한, 상기 내통산기관(60)과 외통산기관(70)은 도 3에 도시된 바와 같이, 외통(10)을 관통하여 설치되면서 내통(20)의 내외 둘레로 일정 간격을 두고 각각 내통용 환형관(61) 및 외통용 환형관(71)이 환설되고, 이 내.외통용 환형관(61)(71)에는 다수개의 배기공(62)(72)이 형성되어 유입된 공기가 분사되도록 되어 있다.
상기 배기공(62)(72)의 형성위치는 내통용 환형관(61) 및 외통용 환형관(71)의 상부 또는 하부에 형성하여도 무관하다.
한편, 상기 내통(20)의 하부에는 분사관(80)이 설치되어 있는데, 이 분사관(80)은 압축기(미도시)로부터 압축된 공기가 간헐적으로 유입되어 외통(10)의 안쪽 하부에서 상부로 분사되어 침전되는 오염물질과 과립담체를 상승시키도록 되어 있다.
또한, 상기 분사관(80)의 안쪽에는 슬러지 및 과립담체의 유동방향을 유도할 수 있도록 하는 경사관(110)이 구비되어 있는데, 이 경사관(110)은 상부가 원추형으로 형성되어 있어 슬러지와 과립담체의 혼합액 유동방향을 자연스럽게 하향으로부터 상방향으로 유도하고, 액상을 외통에 골고루 공급할 수 있도록 해주는 것이다.
또한, 상기 분사관(80)의 윗쪽에는 자갈층(120)이 갖추어져 있는바, 이 자갈층(120)은 분사관(80)안으로 각종 오염물질이 유입되지 않도록 하고, 발생된 기포(B)를 잘게 부숴주는 역할을 하는 것이다. 따라서, 분사관(80)을 통해 압축공기가 공급될 때, 각종 오염물질 및 과립담체의 부유가 보다 원활하게 이루어진다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 오폐수 처리장치는 공급부(30)를 통해 오폐수가 공급되어 외통(10)의 내부로 직립되게 관통.설치된 유입관(31)을 통해 내통(20)의 내부를 통과하게 되고, 이 내통(20)의 상.하부는 개구되어 있어 이 개구된 하부를 지나 내통(20)과 외통(10) 사이의 공간부(21)를 통해 다시 상승하게 되어 있다. 그런데, 내통(20)에는 내통산기관(60)이 설치되어 있고, 이 내통산기관(60)의 연장부에는 내통(20)의 둘레를 따라 내통용 환형관(61)이 갖추어져 있기 때문에 이 환형관(61)의 배기공(62)을 통해 공기가 배기되어 슬러지를 부유시킨다. 또한, 외통산기관(70)의 연장부에는 내통(20)의 외주면을 따라 외통용 환형관(71)이 갖추어져 있어 이 환형관(71)을 통해 공기가 유입되고, 이 공기는 환형관(71)에 형성된 배기공(72)을 통해 배기되어 외통(10)내의 오폐수를 공기의 부력에 의하여 오폐수를 윗방향으로 이동시킨다. 그런데, 내통(20)의 단면적은 외통(10)의 단면적보다 적고, 그에따라 공간부(21)의 면적이 내통(20)의 단면적보다 상대적으로 크게되어 1차로 유입된 오폐수의 유동속도가 공간부(21)를 지나는 유동속도보다 수배(대략 4~5배)에 달하게 되어 공기의 부상속도보다 빠르게된다. 따라서, 내통용 환형관(61)을 통해 공급되는 공기는 하향이동되어 하단부를 통과한 후 다시 상승하는 작용을 하게되며, 그에따라 오폐수의 재순환이 용이하게 된다.
여기서, 상기 공기는 수압에 의해 내려가면서 그 용적이 작아지고, 상승하면서 부피가 커지게되므로 에어리프트 역할이 증대된다. 또한, 수압이 하단부에서는 약 1 내지 1.5Kg/Cm2를 받게되어 공기전달효과가 상대적으로 커지게 된다. 이때, 상기 외통(10)의 내부에는 미리 본 발명에 따른 과립담체(C)를 투입하게 되어 오폐수와 함께 유동하면서 폐수속에 들어있는 오염물질을 과립담체에 부착된 미생물이 처리한다. 따라서, 외통(10)의 내부에는 과립담체(C)가 부유하는 상태로 존재하게 되고, 오폐수의 재순환 유동에 따라 과립담체(C)도 유동하면서 오폐수를 처리하여 정화시키게 된다.
이 과정에서, 외통(10)의 내부에 공기가 분출되므로 기포(B)가 발생하게 되는데, 이 기포(B)는 상승하면서 기포(B)끼리 합체되어 보다 큰 크기로 형성된 후 수면에 접면되면서 터지게된다. 그런데, 오폐수를 처리하기 위한 과립담체(C)에도 미세한 기포(B)가 부착되며, 이 기포(B)가 부착된 과립담체(C)는 부유하면서 상승하게된다. 과립담체(C)는 상승과정에서 담체분리부(40)의 경사면(41)으로 인해 외통(10)의 하부에서 상부로 갈수록 공간면적이 좁아져 과립담체(C)들간의 충돌이 심화되므로써 과립담체(C)에 붙어있던 기포(B)는 터지면서 과립담체(C)와 분리됨과 동시에 진동이 발생하게 된다. 그에따라 부유하고 있는 작은 기포(B)들은 진동으로 인해 영향을 받아 터지게된다.
이 상태로, 본 발명에 따른 담체분리부(40)의 경사면(41)을 타고 상승하게 되고, 과립담체(C)와 기포(B)는 분리되며, 기포(B)와 분리된 과립담체(C)는 담체분리부(40)의 경사면(41)안쪽면을 따라 하향.유도되어 내통(20)의 안쪽으로 빨려들어간다.
이와 같은 작용을 반복하면서 과립담체(C)에 부착된 미생물이 각종 오폐수를 분해하면서 생성.발육된 미생물이 과립담체(C)에 부착되어 커지며, 이 상태에서 유동하는 과립담체(C)들끼리 서로 충돌하면서 커팅되고, 커팅된 과립담체(C)가 담체분리부(40)의 경사면(41)을 타고 하향.이동하게되어 일정 크기의 과립담체(C)를 유지할 수 있다. 또한, 분리된 슬러지는 가볍기 때문에 처리된 물과 함께 오버플로우관(90)을 통해 유도관(100)을 경유하여 배출관(50)밖으로 배출된다. 이렇게 분리된 오폐수를 별도의 침전조(미도시)에 저장한 다음, 일정시간 안치하여 두면 분해된 슬러지는 침전되고, 그에따라 정화된 물이 형성되는 것이다.
한편, 상기 외통(10)의 하부에 배치된 분사관(80)은 간헐적으로 압축공기를 유입시켜 외통(10)의 하부에 퇴적하려는 오염물질과 과립담체를 상방향으로 부상시키는바, 이때 소정높이(10 내지 20cm)의 자갈층(120)이 형성되어 있기 때문에 오염물질 및 과립담체의 부상이 용이하고, 분사되는 압축공기는 자갈층(120)에 충돌하여 작은 기포(B)로 되므로 그 산소용존율도 향상된다. 또한, 바로 오염물질 및 과립담체가 외통(10)의 하단에 바로 퇴적되지 않으므로, 분사관(80)의 분사공이 막히는 현상을 방지할 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 처리장치를 이용하여 다음 표 3 및 표4와 같이 실험하였다.
여기서, 표 3,4에 사용된 과립담체는 표 1의 실시예1에서 사용한 과립담체이다.
* F/M 비는 유기오염물 대 미생물(Food/Micro organism)의 비율을 의미한다.
표 3에서 보는바와 같이 오폐수의 생물화학적산소요구량(BOD)이 150 내지 250(평균 200)mg/L이며, 1일 오수 발생량이 120000m3인 생활오수를 처리하는 시설을 설치한 경우 표준활성슬러지법으로는 6시간 처리하여 약 90%전후의 처리율을 달성하게 되고, 이때 폭기조의 용량은 30000m3이다. 따라서, BOD용적부하는 0.8kg/m3/일이고, F/M비는 0.27 내지 0.40이 된다. 이와 같은 폭기조를 설치하는 부지는 7500m2이며,약 2273평이 소요된다. 그러나, 본 발명의 처리장치를 이용하여 유효수심 10m로 설치할 경우, F/M비는 0.24 내지 0.32로서 활성슬러지법과 유사한 수치임에도 불구하고 폭기조의 용적은 5000m3로 6분의 1로 줄일 수 있다. 그리고, BOD용적부하는 4.8kg/m3/일로서 6배 높게 할 수 있다. 따라서, 폭기조를 설치하는데 필요한 부지면적은 500m2로서 15분의 1로 줄일 수 있다.
유효수심 15m로 설치한 경우, 다른 운전지표는 유효수심 10m설치때와 동일하지만, 설치에 필요한 부지는 334m2로 줄어들게 된다. 또한 산소소비량을 계산하여 보면, 표준활성슬러지법이나 본 발명을 이용하여 설치한 시설 모두 7537.5kgO2/일로 같다. 그러나 실제로 공급해야할 공기량은 그 차이가 큼을 알 수 있다. 그리고, 유효수심 10m로 설치한 경우에는 매분당 270Nm3로서, 약 절반만을 공급하여도 처리할 수 있다. 그리고, 유효수심 15m로 설치한 경우에는 237Nm3으로 표준 활성슬러지법의 43.9%만을 공급해주어도 가능하다.
한편, 표 4에서 알 수 있는바와 같이, 오폐수의 화학적산소요구량(COD)이 350 내지 450(평균 400)mg/L이며 1일 폐수발생량이 10000m3인 난분해성 제지폐수를 처리하는 시설을 설치할 경우, 활성슬러지법으로는 24시간 내지 30시간 처리하여 약 90%전후의 처리율을 달성하게되며, 이때 폭기조의 용량은 10000m3이다. 따라서, COD용적부하는 0.4kg/m3/일이고, COD F/M비는 0.13 내지 0.20이 된다.
이와 같은 폭기조를 설치하는 부지는 2500m2이며 약 758평이 소요된다.
그러나, 본 발명에 따른 장치를 이용하여 유효수심 10m로 설치할 경우에는 F/M비는 0.12 내지 0.16으로서 활성슬러지법과 비슷한 수치임에도 불구하고 폭기조의 용적은 1667m3로 6분의 1로 줄일 수 있다. 그리고 COD용적부하는 2.4kg/m3/일로서 6배 높게 할 수 있다. 따라서, 폭기조를 설치하는데 필요한 부지면적은 168m2로서 약 15분의 1로 줄일 수 있다. 또한 유효수심 15m로 설치할 경우에는 다른 운전지표는 유효수심 10m설치때와 동일하지만 설치에 필요한 부지가 112m2로 줄어들게 된다. 또한 산소소비량을 계산하여보면 표준활성슬러지법이나 본 발명에 따른 장치 모두 2475kgO2/일로 같다. 그러나 실제로 공급해야할 공기량은 그 차이가 큼을 알 수 있다. 즉 표준활성슬러지법을 설치할 경우 공급해야할 공기량은 매분당 178Nm3이다, 그러나 유효수심 10m로 설치할 경우, 공급해야할 공기량은 매분당 89Nm3로서 표준활성슬러지법에 비해 약 절반만을 공급하여도 처리할 수 있다. 그리고, 유효수심 15m로 설치할 경우, 공급해야할 공기량은 78Nm3으로서, 표준 활성슬러지법의 43.9%만을 공급해 주어도 가능하다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 과립담체는 기계적 내마모성 및 내약품성이 강하고 과립담체의 강도 및 무기질분말의 피착강도가 증대되므로 생물처리장치에서 폭기시 피복 무기질분말의 탈리가 방지되며, 특정 산업폐수의 적용시 폐수온도 및 기계적 충격에 의하더라도 형태가 쉽게 마모되지 않음은 물론 과립담체의 비표면적을 충분히 활용할 수 있다. 특히 담체의 비표면적을 크게함으로써 담체 표면에 많은 미생물을 고정화시킬 수 있기때문에 오폐수의 고속처리를 가능하게 하는 것이다. 그리고, 과립담체를 제조할 때 원료의 배합조절이 용이하고 담체의 크기 및 비중조절이 용이하여, 제품의 용도별 요구사항의 조절이 간편하고, 생산수율이 대폭적으로 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 과립담체를 투입한 오폐수 처리장치를 통해 신속한 오폐수의 처리가 가능하고, 처리효율이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Claims (13)

  1. 타이어분말 100중량에 대해 결합체로서 친수성이 있으며 결합력 및 화학적으로 안정되며 고온에 견디는 EVA 또는 그 유도체 30 내지 50중량부와, 활성탄 또는 이에 준하는 무기질미분말인 제올라이트 5 내지 15중량부로 이루어진 폐타이어를 이용한 오폐수 처리용 과립담체.
  2. 타이어분말에 EVA 또는 결합력 및 친수성이 있는 유도체를 각각 100중량부 대 30 내지 50중량부의 비율로 교반하여 혼합체를 형성한 후, 온도를 100 ~ 250℃로 한 상태에서 혼합체중 EVA 또는 그 유도체를 용해시켜 분말 타이어와 활성탄을 결합시킨 다음, 압출기를 통해 압출하고 절단하며, 담체의 표면에 점착된 상태로 잔류하는 EVA 또는 그 유도체에 활성탄 분말을 피복시켜 제조함을 특징으로 하는 폐타이어를 이용한 오폐수 처리용 과립담체의 제조방법.
  3. 타이어분말 중량비 100에 대해 EVA 또는 그 유도체 30 내지 50중량을 교반하여 균질한 상태로 유지한 후 100 ~ 250℃의 상태에서 혼합체중의 EVA 또는 그 유도체를 용융시켜 분말타이어를 결합한 다음, 압출기를 통해 압출하며, 압출시 자체 보유열에 의해 표면에 용해되어 있는 EVA 또는 그 유도체를 이용하여 표면에 활성탄을 부착시키고, 냉각 후 일정 크기로 절단하여 제조함을 특징으로 하는 폐타이어를 이용한 오폐수처리용 과립담체의 제조방법.
  4. 외통(10)과, 이 외통(10)의 내부에 구비된 내통(20)과, 외통(10)의 상부에 설치되면서 오폐수를 공급하는 공급부(30)와, 상기 내통(20)의 상부에 설치되면서 과립담체(C)에 부착되는 기포(B)를 분리하여 하향.유도하는 담체분리부(40)와, 이 담체분리부(40)의 상부 일측에 갖추어지면서 처리된 오폐수를 배출시키는 배출관(50)과, 내통(20)의 외측으로 일정 간격을 두고 각각 설치되는 내통산기관(60) 및 외통산기관(70)과, 상기 내통(20)의 하부에 설치되면서 압축된 공기가 투입되도록 하는 분사관(80)과, 담체분리부(40)의 상부에 위치하면서 일정수위를 넘으면 오버플로우되도록 하는 오버플로우관(90)과, 이 오버플로우관(90)으로부터 넘치는 오폐수를 받아 일측방향으로 유도하는 유도관(100)과, 상기 분사관(80)의 안쪽에 슬러지와 과립담체의 유동방향을 유도할 수 있도록 하는 경사관(110)으로 구성된 것을 특징으로 하는 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 외통(10)은 원통형을 이루고, 상승하는 오폐수/과립담체가 다시 순환되도록 외통(10)의 상부벽 소정위치에 가이드부재(11)가 돌출.형성되어 있는 것을 특징으로 하는 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 내통(20)은 외통(10)과 일정 공간부(21)를 두고 설치된 것을 특징으로 하는 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 공급부(30)는 외통(10)의 최상단에 설치되고, 이 공급부(30)로부터 외통(10)의 내부로 오폐수가 공급되도록 소정길이를 가지는 유입관(31)이 담체분리부(40)를 통과하여 내통(20)의 내부까지 연장.설치되어 있는 것을 특징으로 하는 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 담체분리부(40)는 깔때기형을 이루면서 경사면(41)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치.
  9. 제 4항에 있어서, 상기 오버플로우관(90)의 주위로 구비된 유도관(100)은 상기 배출관(50)과 연통되게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 오버플로우관(90)의 일측면에는 상기 오버플로우관(100)으로 처리된 오폐수가 유입되어 배출가능하도록 하는 배출공(91)이 형성되어 되어 있는 것을 특징으로 하는 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치.
  11. 제 4항에 있어서, 상기 내통산기관(60)과 외통산기관(70)은 외통(10)을 관통하여 설치되면서 내통(20)의 내외 둘레로 일정 간격을 두고 각각 내통용 환형관(61) 및 외통용 환형관(71)이 환설되어 있는 것을 특징으로 하는 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 내.외통용 환형관(61)(71)에는 유입되는 공기가 분사되도록 하는 배기공(62)(72)이 다수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치.
  13. 제 4항에 있어서, 상기 분사관(80)의 윗쪽에는 외통(10)의 바닥면에 침전되어 분사관(80)내부로 각종 오염물질의 유입을 방지하고, 기포가 잘게 부숴지도록 하는 자갈층(120)이 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 과립담체를 이용한 오폐수 처리장치.
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