KR100243646B1 - 오폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

여과 효율을 높이면서 장치를 단순화시키고 처리수의 높이에 따른 압력차를 이용하여 역세를 행하도록, 오폐수의 농도를 조정하는 유량조정조와, 상기한 유량 조정조의 오폐수를 공급받아 복수의 단으로 설치된 미생물이 부착하여 성장할 수 있는 여과재층을 차례로 통과시켜 유기성 오염물질과 부유물질을 제거하고 고형물을 분리하는 여과조와, 상기한 여과조에 상기한 유량조정조의 오폐수를 공급하는 오폐수 공급수단과, 여과조에서 역세되어 배출되는 청소수와 고형물을 청소수관을 통하여 공급받아 고체와 액체를 분리하는 고액분리조로 구성되는 오폐수 처리장치를 제공한다.

여과조에는 맨 윗단의 위쪽에 처리수 저장실이 형성되고, 오염물질과 고형물이 여과 처리된 처리수를 배출하기 위한 처리수 배출관이 연결된다.

Description

오폐수 처리장치

본 발명은 하나의 여과조 안에 여과재층을 다단으로 설치하여 생물학적 처리를 행하므로 유기성 오염물질과 부유물질을 효과적으로 제거하고 구조를 단순화한 오폐수 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 일반 가정이나 음식점 또는 화장실 등에서 발생하는 오수나 공장이나 산업현장 등에서 발생하는 폐수 등(이하 오폐수라 한다)에 존재하는 오염물질은 물리적, 화학적, 생물학적 처리에 의해 제거된다.

상기에서 생물학적 처리는 유기성 오염물질을 처리하는 방식으로 주로 미생물이 부착하여 성장하는 여과재로 이루어지는 생물막 여과장치를 사용하는 데, 생물막 여과장치는 처리 성능이 우수하여 고도처리나 중수도 목적으로 그 보급이 확대될 전망이다.

상기한 생물막 여과장치 내부에 충전되는 여과재의 비중이 1보다 큰 경우에는 처리하고자 하는 오폐수를 위해서 아래로 통과시켜 처리(하향류 처리)하고, 여과재의 비중이 1보다 작은 경우에는 처리하고자 하는 오폐수를 아래에서 위로 통과시켜 처리(상향류 처리)한다.

상기에서 처리하고자 하는 오폐수의 양이 많으면 상기한 생물막 여과장치를 2개 이상 병렬로 연결하여 사용하고, 오염물질의 농도가 높으면 상기한 생물막 여과장치를 2개 이상 직렬로 연결하여 사용한다.

상기와 같이 사용되는 생물막 여과장치인 종래의 오폐수 처리장치는 도 4에 나타낸 바와 같이, 정화조(1) 또는 침사조와 스크린조를 통과하여 유입되는 오폐수의 농도를 조정하는 유량조정조(2)와, 상기한 유량조정조(2)로부터 공급펌프(4)를 통하여 공급되는 오폐수를 미생물이 부착하여 성장하는 여과재층(12)을 통과시켜 유기성 오염물질과 부유물질을 제거하고 고형물을 분리하는 제1여과조(10)와, 상기한 제1여과조(10)를 통과한 1차 처리수를 다시 여과재층(22)을 통과시켜 남아있는 유기성 오염물질과 부유물질을 제거하는 제2여과조(20)와, 상기한 제2여과조(20)를 통과한 처리수를 임시로 저장하고 배출하는 처리수조(6)와, 상기한 처리수조(6)의 처리수를 오염물질과 부유물질이 여과되어 적층된 상기한 제1여과조(10)와 제2여과조(20)의 여과재층(12), (22)을 세척하기 위하여 역으로 공급하는 역세펌프(8)로 구성된다.

상기에서는 제1여과조(10)와 제2여과조(20)를 직렬로 연결하여 사용하는 것으로 나타내었지만, 필요에 따라 병렬로 연결하여 사용하고, 3개 이상을 연결하여 사용한다.

상기와 같이 이루어지는 종래의 오페수 처리장치는 여과재층(12), (22)을 세척하기 위한 처리수를 공급하는 역세펌프(8)가 반드시 사용되어야 하고, 여과조를 복수개 설치하기 때문에 구조가 복잡하고 설치공간이 많이 필요하다는 문제가 있다.

또 여과조 안에 존재하는 미생물의 호흡에 필요한 양의 산소를 공급(산소 용해량을 증가)하기 위하여 여과재층의 압력을 1~3㎏/㎠로 조절해 주어야 한다는 불편함이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 여과조에 여과재층을 다단으로 설치하여 생물학적 처리를 수행하고 여과조 안에 처리수 저장실을 형성하여 수두를 이용하여 역세를 행하는 오폐수 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명 오폐수 처리장치는 오폐수의 농도를 조정하는 유량조정조와, 상기한 유량조정조의 오폐수를 공급받아 복수의 단으로 설치된 미생물이 부착하여 성장할 수 있는 여과재층을 통과시켜 유기성 오염물질과 부유물질을 제거하고 고형물을 분리하는 여과조와, 상기한 여과조에 상기한 유량조정조의 오폐수를 공급하는 오폐수 공급수단으로 구성된다.

상기한 오폐수 공급수단은 펌프를 이용하여 이루어지고, 상기한 여과조와 연결되는 오폐수 공급관에는 별도의 산소공급장치로부터 공급되는 산소와 오폐수를 혼합하는 기액혼합기를 설치하는 것이 바람직하다.

상기한 여과조에는 복수로 설치되는 여과재층 위쪽에 처리수 저장실을 형성하여 상기한 복수의 단으로 형성된 여과재층을 통과한 처리수를 임시로 저장하고 처리수를 이용하여 역세를 행한다.

또 본 발명의 오폐수 처리장치는 상기한 여과조에서 역세되어 배출되는 고형물을 공급받아 고체와 액체를 분리하는 고액분리조가 더 설치된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 오폐수 처리장치는 상기한 오폐수 공급수단이 작동하여 상기한 유량조정조의 오폐수를 상기한 여과조로 공급하면, 오폐수는 상기한 여과조에 복수로 설치된 여과재층을 통과하면서 고형물이 걸러지고 산소공급장치에 의하여 산소가 공급되므로 여과재층에 부착된 미생물에 의하여 호기성 분해가 이루어지며 유기성 오염물질 및 부유물질이 제거된다.

상기와 같이 오폐수에서 유기성 오염물질 및 부유물질이 제거된 처리수는 상기한 여과조의 위쪽에 형성된 처리수 저장실을 통하여 외부로 배출되고, 상기한 처리수의 일부는 다시 상기한 여과재층을 반대로 통과하면서 여과재층에 걸러진 고형물에 대한 청소를 행하여 상기한 고액분리조로 배출되고, 상기한 고액분리조에서 분리된 고형물은 고형물 농축조로 반송되고 청소수는 유량조정조로 반송된다.

제1도는 본 발명에 따른 오폐수 처리장치의 일실시예를 나타내는 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 오폐수 처리장치의 다른 실시예를 나타내는 개략도.

제3도는 본 발명에 따른 오폐수 처리장치의 또 다른 실시예를 나타내는 개략도.

제4도는 종래 오폐수 처리장치를 나타내는 개략도.

다음으로 본 발명에 따른 오폐수 처리장치의 가장 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 오폐수 처리장치의 일실시예는 오폐수의 농도를 조정하는 유량조정조(30)와, 상기한 유량조정조(30)의 오폐수를 공급받아 복수의 단으로 설치된 미생물이 부착하여 성장할 수 있는 여과재층(52), (54), (56)을 차례로 통과시켜 유기성 오염물질과 부유물질을 제거하고 고형물을 분리하는 여과조(50)와, 상기한 여과조(50)에 상기한 유량조정조(30)의 오폐수를 공급하는 오폐수 공급수단으로 구성된다.

또 본 발명에 따른 오폐수 처리장치의 일실시예는 상기한 여과조(50)에 복수의 단으로 설치된 여과재층(52), (54), (56)을 역세하여 배출되는 청소수와 고형물을 청소수 이송관(65)을 통하여 공급받아 고체와 액체를 분리하는 고액분리조(60)가 더 설치된다.

상기한 오폐수 공급수단은 상기한 유량조정조(30)에 연결된 오폐수 공급관(33)에 설치되는 공급펌프(32)를 이용하여 이루어지고, 상기한 여과조(50)와 오폐수 공급관(33)에 연결되는 오폐수 이송관(51)에는 산소공급관(37)을 통하여 산소공급장치(36)로부터 공급되는 산소와 상기한 오폐수 공급관(33)을 통하여 공급되는 오폐수를 혼합하는 기액혼합기(40)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기에서 공급펌프(32)에 의하여 상기한 기액혼합기(40)로 공급되는 오폐수의 압력은 대략 2.5㎏/㎠ 정도로 유지하는 것이 바람직하고, 오폐수의 온도는 미생물이 활동하기 좋은 온도로 대략 10℃ 이상으로 유지하는 것이 바람직하다.

또 상기한 산소공급장치(36)로부터 공급되는 산소의 압력은 대략 3.0㎏/㎠ 정도로 유지하고, 산소의 온도는 상기한 공급펌프(32)에 의하여 공급되는 오폐수의 온도와 같은 온도인 대략 10℃ 이상으로 유지하는 것이 바람직하다.

상기한 유량조정조(30)에는 오폐수가 유입되는 오폐수 유입관(31)과, 상기한 고액분리조(60)에서 분리된 액체인 청소수가 반송되는 청소수 반송관(67)이 각각 연결된다.

또 상기한 고액분리조(60)에는 분리된 고체인 고형물(62)을 고형물 농축조(34)로 반송하기 위한 고형물 반송관(69)이 연결된다.

상기한 여과조(50)에는 맨 윗단의 여과재층(56) 위쪽에 처리수 저장실(58)이 형성되고, 상기한 처리수 저장실(58)에는 오염물질과 고형물이 여과 처리된 처리수를 배출하기 위한 처리수 배출관(70)이 연결된다.

상기한 여과조(50)는 스테인레스강이나 탄소강 등을 이용하여 제작하는 것이 바람직하고, 보온재나 보온설비를 추가로 사용하는 것도 가능하다.

또 상기한 여과조(50)는 통형상으로서 원통형과 사각통형 등 모든 통형상이 사용 가능하다.

상기한 여과조(50)에 복수의 단으로 설치되는 여과재층(52), (54), (56)에 사용되는 여과재는 비표면적이 400~3,000㎡/㎥인 것이 미생물의 부착이 가장 효과적으로 이루어지므로 바람직하다. 더욱이 아래에 위치하는 여과재층(52)으로부터 위에 위치하는 여과재층(56)으로 갈수록 비표면적이 작은 여과재를 사용하는 것이 오폐수가 차례로 여과재층(52), (54), (56)을 통과하면서 단계적으로 점점 미세한 오염물질과 고형물을 여과할 수 있으므로 바람직하다.

상기한 여과재층(52), (54), (56)에 사용되는 여과재는 합성수지의 발포체로 이루어지는 것이 미생물의 부착이 효과적으로 이루어지고 비중이 1보다 작아 부력이 크기 때문에 부유하여 오폐수를 상향류 처리를 하는 경우에 바람직하다. 더욱이 상기한 여과재는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 또는 폴리스티렌 등의 합성수지로 이루어지고, 발포체로 형성하는 것이 바람직하다.

또 상기한 여과재층(52), (54), (56)에 사용되는 여과재는 하향류 처리를 하는 경우에는 비중이 1보다 크고 미생물의 부착이 효과적으로 이루어지는 모래, 세라믹, 발포하지 않은 합성수지 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기한 여과조(50)에는 고농도의 오폐수가 공급될 때에 오폐수의 농도를 조정하기 위하여 상기한 처리수 저장실(58)에 저장된 처리수의 일부를 상기한 기액혼합기(40)로 공급하는 재순환펌프(42)가 연결된 재순환관(43)이 연결된다.

상기한 오폐수 공급관(33), 산소공급관(37), 재순환관(43), 오폐수 이송관(51), 청소수 이송관(65), 청소수 반송관(67), 고형물 반송관(69), 처리수 배출관(70)에는 각각 유량을 조절하기 위한 밸브(48)가 설치된다.

상기한 실시예에서는 여과재층을 3단으로 설치하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 필요에 따라 예를 들면 유기성 오염물질의 농도에 따라 2단으로 하는 것오 가능하고, 4단 이상으로 하는 것도 가능하다.

다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 오폐수 처리장치의 일실시예에 대한 작동 과정을 설명한다.

먼저 정화조 또는 침사조와 스크린조에서 1차로 큰 입자의 고형물을 걸러낸 오폐수가 유입되어 저장되는 상기한 유량조정조(30)로부터 상기한 오폐수 공급수단인 공급펌프(32)가 작동하여 상기한 유량조정조(30)의 오폐수를 상기한 여과조(50)로 공급하면, 오폐수는 상기한 여과조(50)에 복수의 단으로 설치된 여과재층(52), (54), (56)을 차례로 통과하면서 고형물이 걸러지고, 상기한 산소공급장치(36)에 의하여 공급되는 산소가 혼합되어 공급되므로 상기한 여과재층(52), (54), (56)에 부착된 미생물에 의하여 호기성 분해가 이루어져 유기성 오염물질이 제거된다.

상기와 같이 오폐수에서 유기성 오염물질 및 고형물이 여과 처리된 처리수는 상기한 여과조(50)의 위쪽에 형성된 처리수 저장실(58)에 임시로 저장되고 상기한 처리수 배출관(70)을 통하여 외부로 배출된다.

상기에서 처리수 저장실(58)에 저장된 처리수의 일부는 다시 상기한 여과재층(52), (54), (56)을 반대로 통과하면서 여과재층(52), (54), (56)에 여과된 유기성 오염물질과 고형물에 대한 청소를 행하고 상기한 청소수 이송관(65)을 통하여 상기한 고액분리조(60)로 배출된다.

상기한 여과재층(52), (54), (56)에 대한 청소는 처리수 저장실(58)에 저장된 처리수의 수두차에 의한 압력으로 이루어진다.

즉, 처리수 저장실(58)의 위치가 여과재층(52)(54)(56)의 위치보다 높은 위치에 있으므로 중력에 의해 처리수의 일부가 아래측으로 내려오게 된다.

상기한 고액분리조(60)로 배출된 고형물이 포함된 청소수는 상기한 고액분리조(60)에서 고체인 고형물(62)이 아래쪽으로 침전되어 액체인 청소수와 분리되고, 분리된 고형물은 상기한 고형물 반송관(69)을 통하여 고형물 농축조(34)로 반송되고 액체인 청소수는 상기한 청소수 반송관(67)을 통하여 상기한 유량조정조(30)로 반송된다.

상기에서 유량조정조(30)로부터 고농도의 오폐수가 공급되면, 상기한 재순환펌프(42)가 작동하여 상기한 여과조(50)의 위쪽에 형성되는 처리수 저장실(58)에 저장된 처리수의 일부를 상기한 재순환관(43)을 통하여 재순환시켜 상기한 기액혼합기(40)로 공급하여, 다시 복수의 단으로 구성된 여과재층(52), (54), (56)을 차례로 통과하면서 유기성 오염물질을 분해하고 고형물을 여과하는 것이 처리수의 수질을 최적화할 수 있다.

또 본 발명에 따른 오폐수 처리장치의 다른 실시예는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기한 일실시예의 여과조(50)에 복수의 단으로 설치된 여과재층(52), (54), (56)에 역세효율을 높이기 위한 기체(예를 들면 공기)를 공급하는 복수의 기체공급관(82), (84), (86)을 복수의 단으로 설치된 상기한 여과재층(52), (54), (56) 각각에 연결한다.

상기한 기체공급관(82), (84), (88)은 별도로 설치되는 기체공급장치(80)에 연결하는 것이 가능하다.

상기와 같이 여과재층(52), (54), (56)에 기체를 공급하면 역세를 행할 때에 공급되는 기체에 의하여 여과재층(52), (54), (56)을 형성하는 여과재와 역세수가 충돌하거나 여과재끼리 서로 충돌하는 것에 의하여 여과재에 부착된 고형물의 분리가 촉진되므로 역세효율이 증가된다.

상기와 같이 이루어지는 도 2에 나타낸 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 도 1에 나타낸 일실시예와 마찬가지의 구성으로 이루어진다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허 청구의 범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상기와 같이 구성되고 작동되는 본 발명에 따른 오폐수 처리장치에 의하면, 복수의 단으로 설치된 여과재층에 의하여 매우 작은 입자의 고형물까지도 여과할 수 있고 단계적으로 여과를 행하므로 여과 효율이 향상되며 유입되는 오폐수의 오염물질 농도가 높은 경우에도 확실하게 미생물에 의한 분해가 이루어지고 고형물의 여과가 이루어진다.

또 하나의 여과조를 사용하므로 다수의 여과조를 사용하는 경우보다 장치 전체의 부피가 적고 구조가 간단해진다.

그리고 별도의 역세펌프를 사용하지 않고 여과조에 형성된 처리수 저장실에 저장되는 처리수의 수두에 의한 압력차를 이용하여 역세를 행하므로 부품이 절감되고 장치가 단순해진다.

또 본 발명의 오폐수 처리장치는 여과조에 형성된 처리수 저장실에 저장되는 처리수의 양에 따라 압력이 높아지므로 여과가 진행될수록 여과층에 작용하는 압력이 높아져 산소 용해율이 순차적으로 높아지고, 별도의 장치를 사용하여 여과조 내부를 소정의 압력으로 조절할 필요가 없다.

Claims (7)

1. 오폐수의 농도를 조정하는 유량조정조와; 상기한 유량 조정조에 연결되어 오폐수 공급관에 연결설치되어 오폐수를 공급하는 공급펌프와; 산소공급관을 통하여 산소공급장치로부터 공급되는 산소와 상기한 오폐수 공급관을 통하여 공급되는 오폐수를 혼합하는 기액 혼합기와; 상기한 유량 조정조의 오폐수를 공급받아 복수의 단으로 설치된 미생물이 부착하여 성장할 수 있는 여과재층을 차례로 통과시켜 유기성 오염물질을 제거하고 고형물을 분리하는 여과조와; 상기한 여과조의 최상단에 형성되고 오염물질과 고형물이 여과 처리된 처리수를 배출하기 위한 처리수 배출관이 연결되는 처리수 저장실과; 상기한 여과조의 여과재 층을 역세하여 배출되는 청소수의 고형물을 청소수 이송관을 통하여 공급받아 고체와 액체를 분리하는 고액 분리조를 포함하는 오폐수 처리장치.
2. 청구항1에 있어서, 상기한 유량 조정조에는 오폐수가 유입되는 오폐수 유입관과 상기한 고액 분리조에서 분리된 액체인 청소수가 반송되는 청소수 반송관이 연결되고, 상기한 고액 분리조에 분리된 고체인 고형물을 고형물 농축조로 반송하기 위한 고형물 반송관이 연결되는 오폐수 처리장치.
3. 청구항1에 있어서, 상기한 여과조에 복수의 단으로 설치되는 여과재 층은 아래에 위치하는 여과재 층으로부터 위에 위치하는 여과재 층으로 갈수록 비표면적이 작은 여과재를 사용하는 오폐수 처리장치.
4. 청구항1에 있어서, 상기한 여과재 층에 사용되는 여과재는 비표면적이 400-3000㎡/㎥인 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리스티렌 발포체인 것을 더욱 포함하는 오폐수 처리장치.
5. 청구항1에 있어서, 상기한 여과재 층에 사용되는 여과재는 모래, 세라믹, 발포하지 않은 합성수지 중의 하나로 이루어지는 오폐수 처리장치.
6. 청구항1에 있어서, 상기한 여과조 위쪽에 형성되는 처리수 저장실에 저장되는 처리수의 일부를 상기한 여과조로 공급되는 오폐수의 농도를 조정하기 위하여 재순환시키는 재순환 펌프가 연결된 재순환 관이 상기한 처리수 저장실에 연결되는 오폐수 처리장치.
7. 청구항1에 있어서, 상기한 여과조에 복수의 단으로 설치된 여과제 층에 기체를 공급하는 기체공급장치에 연결되는 복수의 기체 공급관을 복수의 단으로 설치된 상기한 여과재 층 각각에 연결하는 오폐수 처리장치.

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