KR100196947B1 - 하수정제장치 - Google Patents

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KR100196947B1
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Abstract

연속식 정제장치는 오염된 물과 정제용 화학물질을 혼합하는 혼합기, 혼합기로부터 혼합물질을 수용하여 유기물질과 무기물질을 부유물질, 침전물 및 정제된 액체로 분리시키는 정제탱크, 정제시킬 액체의 상층액을 취하는 정제액 배관체계, 및 부유물질과 침전물질을 유출시키는 배수배관체계로 이루어진다. 간헐식 정제장치는 상기 성분 이외에 추가로 윈도우 기구와 통이 구비되어 있다.

Description

[발명의 명칭]
하수 정제 장치
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 오염된 강, 호수 늪, 만(bay)의 해수, 가정 하수, 산업 폐수, 도살장 폐수, 하수, 흙탕물, 쓰레기 소각로 폐수, 분뇨, 농약, 살균제, 주방 하수 등을 고도로 정제하는 장치에 관한 것이다.
[기술적 배경]
종래의 하수 정제 장치는 넓은 대지 또는 건물 내에 있는 콘크리트 저수조를 사용하며, 저수조 물속에는 호기성 박테리아를 배양하기 위한 장치가 설치되어 있어서 물에 박테리아가 연속 공급된다. 동시에, 활성화를 위해 펌프에 의해 공기가 물속으로 제공된다. 수 배의 물로 희석된 오염수가 박테리아와 접촉함으로써, 물속에 함유된 오염물질이 박테리아에 의해 분해되어 정제된다. 그러나, 이를 위해서는 수 개월이 소요되고 대형 시설 및 고비용이 필요하다. 또한 완전한 정제를 위해서는 넓은 대지와 거대한 장치가 필요하다. 이러한 이유로 인해, 오염수는 수 배의 물로 희석된후 바람직하지 않게 강으로 배수되어 왔고, 이에 따라 강, 호수, 늪 및 바다가 오염되었다. 모래, 활성탄, 막 등을 이용한 여과 장치는 매우 고가이며 비경제적이다.
종래에는, 다양한 종류의 단일 응집제를 사용하여 오염수에서 슬러지 및 무기물질을 응집시켜 제거함으로써 물을 정제시켜 왔다. 황산 알루미늄, 염화철, 중합체 응집제 등이 응집제로서 단독으로 사용되어 왔다. 오염수를 단일 응집제와 함께 혼합 및 교반하고 침전되도록 방치한 경우에, 6 내지 24시간 후에 작은 돌과 모래만이 응집되어 저수조의 바닥에 침전되는 반면에, 물은 투명해지지 않았다. 토목 건설의 경우, 오염수가 투명해질 때까지 공정이 반복되었다. 그러나, 건설 비용의 30%를 사용하더라도 물속에 용해된 불순물을 제거하는 것은 불가능했다.
건설현장에서 발생된 오염수는 펌프에 의해 근처의 가장 높은 산이나 언덕에 설치된 거대한 탱크로 보내지며, 여기에서 물은 단일 응집제와 함께 교반되고 6 내지 24시간 동안 방치되어, 응집-침전에 의해 무기물질이 분리된다. 그런 다음, 여전히 반투명한 상층액이 더 낮은 높이에 설치된 또 다른 정제 탱크에 옮겨지고, 여기에서 플록(flock)이 다시 교반되고 6 내지 24시간 동안 방치된후, 상층액은 더 낮은 높이의 언덕에 설치된 또 다른 탱크에 옮겨진다. 이러한 공정이 수 회 반복되었다.
상기 공정은 6 내지 10회 이상 반복되며 최종적으로 투명한 물이 강에 배수되었다. 현재까지, 건설 현장에서는 염화철, 명반 등이 사용되고 있다(그러나, 오염수 또는 정제된 물이 BOD 및 COD는 고려되지 않음). 따라서, 물이 투명해지더라도 여전히 오염된 상태였다.
학계와 산업계에서는 오염수에 포함된 오염물질이 임의의 종류의 응집제를 사용하는 분리 및 제거에 의해 정제될 수 없는 것으로 이해되어 있다. 따라서, 수처리 공장과 하수 정제 공장에서는 먼저 하수 중의 고체물질과 무기물질이 완속 침전, 여과, 또는 혼합 및 교반되는 단일 응집제(염화철)를 사용하는 완속 침전 분리에 의해 제거된다. 완속 침전 분리후에, 하수를 활성 슬러지 공정에 의해 1 내지 5일 동안 박테리아와 접촉시킴으로써, 공기의 제공에 의해 눈에 보이지 않을 정도로 작은 박테리아가 배양되어 하수가 분해된다. 이러한 공정은 광대한 대지, 설비, 비용 및 시간을 필요로 한다. 그럼에도 불구하고, 완전한 정제는 불가능하다. 따라서, 오염수는 pH 조절되고 여과된 후에 강으로 배수되어 왔다.
분뇨 처리의 경우, 분뇨를 활성 슬러지 공정에 의해 5내지 7일간 박테리아와 접촉시킨 다음, 고중합체막을 통해 여과시키는 데에는 입방미터당 2000만엔이 소요된다. 그러나, 이러한 방법으로는 COD가 단지 90 내지 95mg/l 까지 낮아질 수 있다. 그런 다음, 분료를 염화철과 혼합하여 분료 중에 포함된 오염물질을 침전시킨후, 활성탄 층을 통과시켜서, 강에 배수되기 전에 COD가 30mg/l 인 투명한 물로 만들었다. 이러한 방법은 비용면에서 한계가 있었다. 정제 시설의 비용은 톤(ton)당 2,000만엔이며, 처리 비용은 톤당 2,500 내지 6,000엔이었다.
[본 발명의 설명]
따라서, 본 발명의 목적은 다양한 유형의 오염수를 매우 순수한 물로 효율적으로 정제시킴으로써 저비용으로 물을 재이용할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 장치는 연속식과 불연속식의 2가지 유형으로 분류된다.
연속식 정제 장치는 오염수를 정제 탱크에 연속적으로 공급함으로써 오염수를 연속 정제한다. 이 장치는 오염수와 정제용 화학물질을 혼합시키는 혼합기, 혼합기로부터 혼합물을 수용하여 무기물질과 유기물질을 부유물질, 침전물 및 정제된 액체로 부리시키는 정제 탱크, 상층액을 유출시키기 위한 정제된 액체 파이핑 시스템, 및 부유물질과 침전된 물질을 유출시키기 위한 배출 파이핑 시스템을 포함한다.
불연속식 정제 장치는 오염수를 불연속적으로 정제탱크에 공급하는데, 이 정제 탱크에서 물을 일정 수준까지 정제된후, 정제된 물과 오염수가 불연속으로 교환된다. 이 장치는 오염수와 정제용 화학물질을 혼합시키는 혼합기, 혼합기로부터 혼합물을 수용하여 무기물질과 유기물질을 부유물질, 침전물 및 정제된 액체로 분리시키는 정제 탱크, 상층액을 정제 탱크로부터 종종 익류시키기 위해 정제 탱크의 측벽의 특정 위치에 설치된 윈도우(window) 기구, 익류된 상층액을 수용하기 위해 상기 정제 탱크의 하부 주위에 설치된 통(tub), 통으로부터 상층액을 유출시키기 위한 정제된 액제 파이핑 시스템, 및 부유물질과 침전된 물질을 유출시키기 위한 배출 파이핑 시스템을 포함한다.
정제 탱크내에서의 혼합을 촉진시키기 위해, 초음파 진동기, 혼합 스크루우 및 인젝터가 정제 탱크의 기부 상에 설치될 수 있다. 또한 인젝터는 혼합기의 첨단부 상에 설치될 수 있다. 인젝터는 액체를 고압 및 고속으로 분사시킬 수 있는 기능을 가져야 한다.
상기 윈도우 기구는 정제 탱크의 측벽 상에 직사각형 윈도우를 가지며, 이 윈도우 상에는 상하로 움직이는 도어(door)가 설치되어 있다. 윈도우 기구의 개수는 1개 이상일 수 있다.
또한 배기 가스가 상기 인젝터로 공급됨으로써 정제될 수 있다. 이 경우에는, 배기 가스의 예비처리 단계로서 배기 가스를 150℃가 넘게 가열한 다음, 가열된 기체에 오존, 과산화수소, 진한 질산, 진한 황산, 과망간산칼륨, 중크롬산칼륨, 염소, 요오드 등과 같은 산화제를 첨가하는 것이 바람직하다.
따라서, 유해물질을 함유하는 배기 가스를 산화 처리하는 단계를 미리 부가함으로써, 이 배기 가스를 물에 쉽게 흡수되는 물질을 함유하는 배기가스로 변화시킬 수 있다.
정제 장치는 단일 정제 탱크, 또는 필요에 따라 수평 또는 수직으로 연속하여 연결된 1개 이상의 탱크를 가질 수 있다.
오염수는 이것의 공급원에 따라, 고온을 가질 수 있다(예를 들어, 화력발전소의 터어빈 냉각수, 에어콘으로부터의 배수 등). 이러한 오염수는 정제된 후에도 온도가 높다. 따라서, 이러한 고온인 정제된 물은 방출열을 이용하기 위하여 열교환기로 공급될 수 있다.
본 발명의 장치를 사용함으로써, 하기에 설명되는 바와 같은 오염수의 정제 방법이 사용될 수 있다.
이러한 오염수의 정제 방법에서, 무기물질/유기물질을 부유 또는 침전시키기 위하여 제1공정에서는 오염수에 혼합되는 2종의 응집제가 사용된다. 제2공정에서는, 잔류의 무기물질/유기물질을 부유 또는 침전시키기 위하여 제1 공정에서 생성된 익류된 물에 3종 이상의 응집제가 혼합된다.
상기의 제1공정 또는 제2 공정 중의 하나 또는 둘 모두는 1회 이상 반복 된다. 따라서, 반 순수한, 순수한 및 극히 순수한 물이 수득될 수 있다.
제1공정에서 사용되는 응집제는 칼슘(즉, 석회, 표백분 등), 및 폴리염화알루리늄, 염화절, 황산알루미늄, 명반, 규산나트륨, 염산, 수산화나트륨, 세정제, 중합체 응집제와 같은 1종의 이상의 화학물질로 구성되어 있다.
제2공정에 사용되는 응집제의 주요 조성은 명반이 첨가된 칼슘-함유 화학물질 및 전술된 1종 이상의 응집제이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 연속식 오염수 정제 장치의 1가지 구체예의 개략도이다.
제2도는 연속식 오염수 정제 장치의 또 다른 구체예의 개략도이다.
제3도는 본 발명의 불연속식 오염수 정제 장치의 1가지 구체예의 개략도이다.
제4도는 불연속식 오염수 정제 장치의 또 다른 구체예의 개략도이다.
제5도는 본 발명의 장치에 사용되는 혼합기의 종단면도이다.
제6도는 제5도에 도시된 혼합기의 에지 상에 설치된 인젝터의 개략적인 요소이다.
제7도는 제6도에 도시된 인젝터의 대안적인 구체예의 개략도이다.
제8도는 본 발명의 장치에 사용되는 인젝터의 종단면도이다.
제9도는 또 다른 인젝터의 종단면도이다.
제10도는 제9도의 일부를 확대시킨 도면이다.
제11도는 라인 XI-XI로부터 본 제10도의 횡단면도이다.
제12도는 제9도에 도시된 인젝터의 1가지 구체예의 측면도이다.
제13도는 제12(b)도의 평면도이다.
제14도는 본 발명의 장치에 사용되는 윈도우 기구의 1가지 구체예이다.
제15도는 본 발명의 장치의 또 다른 구체예의 구성의 개략도이다.
제16도는 본 발명의 장치의 1가지 구체예이다.
제17도는 본 발명의 장치의 적용례이다.
제18도는 일부가 변경된 제6도에 도시된 인젝터의 종단면이다.
제19도는 인젝터에 사용되는 기체 분사 노즐의 다양한 구체예를 도시한다.
[본 발명의 가장 바람직한 구체예]
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 하수 정제 장치가 설명될 것이다.
본 발명의 장치는 일반적으로 연속식과 불연속식의 2가지 유형으로 분류된다.
연속식 정제 장치는 오염수를 정제 탱크(1) 내에 연속적으로 공급하고, 물을 연속적으로 정제시킨다. 이러한 연속식 정제 장치는 오염수와 정제용 화학물질을 혼합시키는 혼합기(2), 혼합기(2)로부터 혼합된 물질을 수용하여 유기물질과 무기물질을 부유물질, 침전물 및 정제된 액체로 분리시키는 정제 탱크(1), 정제된 액체 파이핑 시스템(3), 및 부유물질과 침전물을 유출시키기 위한 배출 파이핑 시스템(4)을 포함한다.
제1도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 혼합기(2)의 모터(22)는 본체(21)의 에지 상에 고정되어 있고, 스크루우 샤프트(23)는 모터 구동 샤프트(221)에 장착되어 있다. 스크루우 샤프트(23)의 에지는 자유롭게 회전하도록 본체(21)에 의해 지지된다. 스크루우 샤프트의 에지 부근에는 유량계(24)가 설치되어 있다.
본제(21)의 중앙부에는 다수의 구획을 갖는 호퍼(hopper)가 설치되어 있고, 분할된 구획(252)은 각각의 밸브(251)를 통해 본제(21)의 내부에 연결되어 있다. 각각의 분할된 구획(252)에는 필요에 따른 정제용 화학물질이 공급된다.
오염수의 흡입관(5)은 펌프(51)를 통해 본제(21)의 기부에 연결되어 있다. 정제된 액체 파이핑 시스템(3)의 연결관(31)은 밸브(32)를 통해 오염수의 흡입관(5)에 연결되어 있다. 정제된 액체 파이핑 시스템(3)의 익류관(33)은 밸브(34)를 통해 정제 탱크(1)의 상부에 설치되어 있다.
배출 파이프 시스템(4)은 부유물질을 흡출 및 제거시키기 위한 상부관(41)과 침전 물질을 제거하기 위한 하부관(42)으로 구성된다. 하부관(42)에는 밸브(421 및 422)가 설치되어 있다.
혼합기(2)의 출구에는, 도관(26)이 오염수와 화학물질의 혼합물을 탱크(1)의 내부로 안내하기 위하여 정제 탱크(1)의 하부까지 연장되어 있다. 모터(22)가 작동되면 스크루우 샤프트(23)가 회전하여 오염수와 화학물질을 혼합시키고, 이 혼합물을 도관(26)으로 보낸다.
정제 탱크(1)내에서의 혼합을 촉진시키기 위해 제2도에 도시된 바와 같은 초음파 진동기(7) 및 인젝터(8)가 혼합 스크루우(6) 외에 정제 탱크의 기부에 설치되거나, 인젝터(9)(제6도에 도시된 바와 같은)가 혼합기(2)의 에지에 설치될 수 있다. 인젝터(8 및 9)는 기체와 액체를 고압 및 고속으로 분사시키는 기능이 있는데, 이에 관해서는 뒤에서 상세하게 설명될 것이다.
정제 탱크(1)는 직경이 클 수 있다. 제3도에 도시된 바와 같이, 불연속식 정제 장치의 경우, 오염수는 불연속적으로 정제탱크(1)에 공급되어 일정 수준까지 정제된후, 정제된 물이 오염수와 불연속적으로 교환된다. 이러한 불연속식 정제 장치는, 오염수와 정제용 화학물질을 혼합시키는 혼합기(2), 혼합기로부터 혼합된 액체를 수용하여 유기물질과 무기물질을 부유물질, 침전물 및 정제된 액체로 분리시키는 정제 탱크(1), 정제된 액체의 상층액이 정제 탱크를 익류하도록 정제 탱크 측벽의 특정 위치에 설치된 윈도우 기구(11), 익류된 상층액을 수용하기 위하여 상기 정체 탱크(1)의 하부 주위에 설치된 통(12), 통(12)으로부터 상층액을 유출시키기 위한 정제된 액체 파이핑 시스템(3), 및 부유물질과 침전물을 유출시키기 위한 배출 파이핑 시스템(4)으로 이루어진다.
제4도에 도시된 바와 같이, 정제 탱크(1)에서의 혼합물의 교반을 촉진시키기 위하여, 정제 탱크의 기부에는 혼합 스크루우(6)이외에 초음파 진동기(7), 인젝터(8) 또는 혼합기(2)의 첨단에 있는 인젝터(9)(제6도)가 설치 될 수 있다. 인젝터(8 및 9)는 액체를 고압 및 고온으로 분사시키는 기능이 있는데, 이에 대해서는 뒤에서 상세히 설명될 것이다.
제14도에 도시된 바와 같이, 윈도우 기구(11)는 정제 탱크(1)의 측벽(13) 상에 직사각형의 윈도우(131)를 갖는다. 윈도우(131)에는 실린더(133)에 의해 상하로 이동하는 직사각형 도어(132)가 설치되어 있다. 다른 방식으로, 정제 탱크(1)의 측벽 상에 삼각형 윈도우(134)가 설치되고, 이 윈도우(134)는 실린더(133)에 의해 수평으로 움직이는 도어(132)를 갖는다. 후자의 경우에, 도어(132)와 윈도우(134)는 각각 삼각형 또는 직사각형일 수 있다.
도어(132)는 탱크내 혼합물의 정제도(예를 들어, 투명도)를 검출하는 검출기(14)의 신호를 기초로 하여 실린더(133)를 활성화시킴으로써 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 검출기(14)는 통상적인 광학식, 전자식, 자기식 또는 기계일 수 있다.
윈도우 기구(11)의 개수는 1개 이상일 수 있다.
혼합기(2)의 첨단에 설치된 인젝터(9)의 구성 및 작동은 제6도와 제7도를 참조로 하여 설명된다.
혼합 노즐(27)은 혼합기(2)의 출구 상에 설치된 흡입관(26)의 첨단에 정착되어 있다. 커버링관(28)은 흡입관(26) 주위에 일정한 간격을 두고 제공된다. 혼합 노즐(27)은 정제 탱크(1)로 통하는 수 개의 구멍(27)을 갖는다. 정제하려는 액체는 구멍(271)으로부터 유출될 수 있다.
노즐(27)의 에지 부근에는 다수의 작은 구멍(272)이 있다. 에지는 개방 단부를 갖는다. 커버링관(28)의 하부 에지는 노즐(27)에 연결 되어 있고, 말단이 폐쇄되어 있다. 커버링관(28)의 상부 에지에는 외부 기체(공기)나 배기 가스 등을 흡입하기 위해 송풍기(281)가 설치되어 있다.
흡입된 기체는 커버링관(28)을 통과하여 노즐(27)의 작은 구멍(271)으로부터 노즐 내로 유입되며, 여기에서 흡입된 기체와 구멍(271)으로부터 흡입된 정제시킬 액체가 혼합된다. 기체는 미세한 기포 및 미세한 입자로 이루어지는 기체-액체 혼합물이 되며, 정제 탱크(1) 내에서 분사된다.
제7도에 도시된 바와 같이, 노즐의 첨단 상의 작은 구멍(272)은 노즐(27)의 주위에 위치될 수 있다(제7a도). 다른 방식으로는, 유선형의 긴다공(multiple-hole)성 인젝터(273)가 노즐(27)의 에지 내부에 설치되거나(제7b도), 날개형 크로스 인젝터(274)가 노즐(27)의 에지 내에 제공될 수 있다(제7c도).
상기 분출기(9)의 구성에 있어서, 흡입관(26)은 제18도에 도시된 바와 같은 커버링관(28)의 내부에 배열될 수 있다. 노즐(27)의 그 밖의 변형은 제19도에 도시되어 있다.
기체-액체 혼합물의 압력 및 속도는 송풍기(281)의 회전수를 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
정제 탱크(1)의 하부 상에 설치된 인젝터(8)는 제8도 내지 제13도를 참조로 하여 설명된다.
제8도에 도시된 인젝터(8a)는 기체 수송관(82)이 삽입된 액체 수송관(31)을 포함하고 있다. 기체 수송관(82)의 에지는 폐쇄되어 있고, 관(82)의 첨단 부근에는 다수의 구멍(821)이 있다.
이러한 점에서, 액체는 오염수, 정제된 액체, 화학물질 등을 포함하는 반면에, 기체는 공기, 배기 가스 등을 포함한다.
기체와 액체는 인젝터(8a) 내에서 혼합되어, 이러한 기체-액체 혼합물이 분사된다.
제9도, 제10도 및 제11도에 도시된 인젝터(8b)는 혼합관(83)의 입구(831)와 떨어져서 이것과 마주보도록 배열되어 있다. 기체 수송관(82)의 첨단은 혼합관(83) 입구(831)의 아래쪽에 삽입된다. 관(81)으로부터 유출되는 액체 및 정제시킬 주위의 액체는 입구(831) 내로 흡입된다.
이러한 인젝터(3b)에 있어서, 액체 수송관(82)으로부터 분사되는 액체의 약 2배의 부피인 정제 탱크(1) 내의 정제시킬 액체가 혼합관(83) 내로 흡입되어 고압에 의해 분출될 때, 액체가 관(82)의 작은 구멍(821)으로부터 흡입되어 무수한 초미세 기포로 변하고 인젝터(8b)로부터 정제 탱크(1)내로 분사된다. 이 경우, 기포 흐름은 정제 탱크(1) 내에서 정제시킬 물을 회전시켜서, 용해된 물질이 정제된 물에 흡수되는 반면에, 배기 가스는 정제된다.
제10도 및 제11도에 도시된 바와 같이, 기체 수송관(82)은 액체 흐름을 방해하지 않기 위하여 유선형으로 되어 있다.
인젝터(8)는 수직 방향(A) 또는 수평방향(B)으로 배열되어 있다.
제13도에 도시된 바와 같이, 기체-액체 혼합물 흐름은 정제 탱크(1)의 측변 (13)과 충돌한 후(A) 또는 충돌없이(B) 이 측벽을 따라 유동할 수 있다.
제15도는 오염수나 배기 가스 중의 어느 한가지, 또는 둘 모두를 정제하는 장치의 구체예를 도시한 것이다.
호퍼(25)는 다향한 화학물질로 구성된 단일 또는 혼합 응집제가 들어가는 적당한 수의 구획으로 나뉘어져 있다. 제어 패널(10) 상에 있는 스위치를 켜면, 폄프(101)가 가동되어 정제 탱크(1)로부터의 오염수가 약간 가압된 상태로 연결관(31)을 통해 혼합기(2)로 이동된다.
정제시킬 액체는 모터(22)에 연결된 스크루우(23)가 회전됨으로써 전방으로 이동되고, 혼합기(2)를 통과하는 액체의 부피는 혼합기(2) 내에 설치된 유량계(24)에 의해 계측된다. 정제시킬 액체의 톤(ton)당 필요한 일정량의 각각의 응집제가 제어 패널(10)로부터의 지시에 따라 공급관(251)을 통해 혼합기(2) 내에 공급된다.
정제시킬 액체와 응집제가 혼합될 때, 혼합물은 흡입관(26)을 통해 가압된 상태로 유동하고, 정제 탱크(1) 내에 설치된 인젝터(8)에 의해 고압으로 정제 탱크 내에 분사된다.
한편, 배기 가스는 관(82)으로부터 고속으로 흡입되고 정제시킬 액체와 혼합되어, 다수의 초미립 입자를 갖는 기포가 되며, 이러한 기포가 인젝터(8)로부터 분사되어 정제 탱크(5) 내에서 회전하는데, 여기에서 기포는 정제시킬 액체와 접촉하고 이 액체와 혼합된다.
기포내에 함유된 CO 1-3, SO 1-3 및 NO 1-5는 계속 정제시킬 액체 내에 흡구되어 용해된다. SO 1-3는 용해되어 묽은 황산이 되고, NO 1-5는 용해되어 묽은 질산이 된다.
이들 산은 다양한 정제 화학물질의 혼합물 중에서 점차로 중화되고, 용해되고, 정제된다. 동시에, 정제시킬 액체 중에서 기체가 상승함에 따라, 기체는 정제 탱크(1) 내에 적당한 개수로 설치된 펀칭 메탈(punching metal)(17)과 충돌하고 그 밖의 물질과 충돌함으로써, 회전 및 용해되어 액체를 반복 정제시킨다. 최종적으로, 기체는 아무런 오염물질 없이 배기관(18)으로부터 대기 중으로 방출된다.
정제 탱크(5)의 기부 상의 다양한 산 침전물을 중화시켰던 배수는 밸브(421,422)를 개방함으로써 유출된다.
배기 가스와 오염수 둘 모두 또는 오염된 물만을 정제시킬 경우, 오염수는 관(5)으로부터 밸브(55)를 통해 상기 정제 공정이 일어나는 혼합기(2) 내로 공급된 후, 상층액은 관(33)으로부터 정제 장치의 다음 공정으로 보내진다. 정제 공정에서 발생되는 부유물질은 탱크 위에 있는 흡입관(41)으로부터 흡입됨으로써 제거되는 반면에, 침전물은 정제 탱크(1)의 기부로부터 제거된다.
정제 탱크 내에 설치된 pH 센서에 의해 검출된 신호를 호퍼 내의 구획의 각각의 밸브, 호퍼 내에서 스크루우 샤프트를 구동시키는 모터, 오염수 또는 기체를 공급하는 펌프 중의 하나 이상에 적용함으로써, 정제하는 동안에 하수 또는 오염수의 pH값을 조정할 수 있다.
본 발명의 정제 장치는 1개의 정제 탱크를 사용하거나, 제16도에 도시된 바와 같이, 필요에 따라 수평(A) 또는 수직(B)으로 연속하여 연결된 1개 이상의 정제 탱크를 사용할 수 있다.
제17도에 도시된 바와 같이, 오염수(200)는 공급원에 따라(예를 들어, 화력발전소의 터어빈 냉각수, 에어콘으로부터의 배수 등) 고온일 수 있다. 이러한 오염수의 온도는 정제 탱크(1)에서 정제된 후에도 상당히 높다. 따라서, 이러한 고온의 정제된 물의 방출열은 이것의 열을 일부 시설(400)에 이용하기 위하여 열교환기(300) 등으로 보내질 수 있다. 제17도에 있어서, 이러한 시설은 온수 수영장(A) 또는 탈염 공장(B)일 수 있다.
[산업상의 이용가능성]
본 발명은 오염수와 배기 가스 뿐만 아니라 수영장, 목욕탕, 온천 및 다양한 형태의 오락 시설로부터의 물, 또는 공장, 극장, 집회장, 전시장 등으로부터의 공기를 정화시키기 위해 적용될 수 있다.
이러한 적용 외에도, 구체예의 일부 목록에는 다음과 같은 것이 있다.
(1) 환경 오염 방지를 위하여 지상 및 공간의 오염수 또는 사용되고 처리된 다량의 물을 정제 및 재사용함으로서 무해한 물과 공기를 제공하는 정제 방법 및 장치.
(2) 가정 하수, 기타 하수, 산업 폐수, 공장 폐수, 및 원자력발전소, 화력발전소, 보일러, 에어컨 등으로부터의 냉각수의 정제.
(3) 다양한 종류의 폐수, 음식물 액체 쓰레기, 소각로 폐수, 염료 세제, 주방 하수, 도살장 쓰레기, 육류 및 어류 가공 쓰레기의 정제.
(4) 조류 과분, 적조, 해초 및 흙탕물의 정제.
(5) 가축, 동물 쓰레기, 세균, 대장균, 콜레라균 및 살모넬라의 살균.
(6) 인, 질소, 이산화탄소, 시안, 약제, 중금속, 농약 및 살균제의 제조.
(7) 강, 호수와 나무, 연못, 바다와 슬러지의 정제.
(8) 식수, 준식수 및 하수의 정제.
(9) 건설현장(댐, 터널, 강, 간척, 터널내, 빌딩, 다리, 준설, 해양 개발, 터널 건설, 및 지하 심층 건설)에서 심하게 오염된 물의 정제.
(10) 환경오염의 방지 및 가뭄이나 재해시 비상 식수의 확보.
(11) IC 및 전자부품을 세정하기 위하여 최종 막에 의한 정제공정 후에 사용 될 수 있는 극히 순수한 물의 제조 및 재이용.
(12) 원자력발전소, 화력발전소, 보일러, 연소기관 및 열기관용 냉각수와 가열수, 열수, 또는 냉각을 위해 대량으로 펌프로 퍼올린 해수를 식수, 준식수 또는 산업용수로의 정제, 탈염 및 전환.
(13) 사막에 조성된 거대한 호수 및 여기에 연결된 수로에 보내지는 해수의 정제 및 탈염에 의한 사막의 조림.

Claims (12)

  1. 호퍼 내의 다수의 구획으로부터 각각 공급되는 정제용 화학물질과 하수를 본체내의 스크루우 샤프트에 의해 혼합시키기 위한 혼합기로서, 본체의 출구에 설치된 유량계 및 본체의 출구에 연결되고 출구의 아래쪽으로 연장된 수송관을 포함하는 혼합기; 혼합기로부터 혼합물을 수용하고, 혼합물을 무기물질 및 유기물질로 이루어진 부유물질과 침전물, 및 정제된 액체로 분리시키기 위한 정제 탱크; 정제된 액체 중의 상층액을 유출시키기 위한 정제된 액체 파이핑 시스템; 및 부유물질과 침전물질 유출시키기 위한 배출 파이핑 시스템을 포함하여, 하수의 연속 정제를 위해 하수를 정제 탱크에 연속 공급하는 정제 장치.
  2. 제1항에 있어서, 정제 탱크의 기부에, 기체와 액체를 혼합시키고 혼합된 물질을 고압 및 고속으로 분사시키기 위한 인젝터가 제공됨을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기체와 액체를 혼합하여 혼합된 물질을 분사시키기 위한 인젝터가 혼합기의 상부에 인접한 위치에서 혼합기에 부착되어 있고, 혼합기가 정제 탱크의 하부에 배치됨을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 인젝터에 공급되는 기체가 배기 가스임을 특징으로 하는 장치.
  5. 호퍼 내에 있는 다수의 구획으로부터 각각 공급되는 정제용 화학물질과 하수를 본체 내의 스크루우 샤프트에 의해 혼합시키기 위한 혼합기로서, 본체의 출구에 설치된 유량계 및 본체의 출구에 연결되고 출구의 아래쪽으로 연장된 수송관을 포함하는 혼합기; 혼합기로부터 혼합물을 수용하고, 혼합물을 유기물질과 무기물질로 이루어진 부유물질과 침전물, 및 정제된 액체로 분리시키기 위한 정제 탱크; 정제된 액체 중의 상층액을 정제 탱크로부터 순차적으로 익류시키기 위하여 정제 탱크의 외부 측벽 상의 소정 위치에 제공된 윈도우 기구; 정제 탱크로부터 익류된 상층액을 수용하기 위하여 정제 탱크의 하부 주위에 제공되는 통; 통으로부터 상층액을 유출시키기 위한 정제된 액체 파이핑 시스템; 및 부유물질과 침전물을 유출시키기 위한 배출 파이핑 시스템을 포함하여, 하수를 정제 탱크에 불연속적으로 공급함으로써, 정제 탱크 내의 하수가 예정된 수준까지 정제된 후에 정제된 물을 하수와 불연속적으로 교환시키거나, 그 반대로 교환시킴을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 정제 탱크의 기부에, 기체와 액체를 혼합시키고 혼합된 물질을 고압 및 고속으로 분사시키기 위한 인젝터가 제공됨을 특징으로 하는 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 기체와 액체를 혼합하여 혼합된 물질을 분사시키기 위한 인젝터가 혼합기의 상부에 인접한 위치에서 혼합기에 부착되어 있고, 혼합기가 정제 탱크의 하부에 배치됨을 특징으로 하는 장치.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 인젝터에 공급되는 기체가 배기 가스임을 특징으로 하는 장치.
  9. 제5항에 있어서, 윈도우 기구가 정제 탱크의 측벽 내로 직사각형의 윈도우를 절단시키고, 윈도우를 수직방향으로 변위가능한 직사각형 도어로 덮음으로써 형성됨을 특징으로 하는 장치.
  10. 제5항에 있어서, 윈도우 기구가 정제 탱크의 측벽 내로 직사각형의 윈도우를 절단시키고, 윈도우를 수직방향으로 변위가능한 직사각형 도어로 덮음으로써 형성됨을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 정제 장치가, 고온의 하수를 정제함으로써 수득되는 고온의 정제된 물을 열교환기와 같은 응용 설비에 공급하도록 설계됨을 특징으로 하는 장치.
  12. 제5항 또는 제6항에 있어서, 정제 장치가, 고온의 하수를 정제함으로써 수득되는 고온의 정제된 물을 열교환기와 같은 응용 설비에 공급하도록 설계됨을 특징으로 하는 장치.
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