KR100294992B1 - 외주형일체식가압부상에의한수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리에 있어서 외주형 일체식 가압부상여과 방법 및 장치에 관한 것으로서, 원수에 응집제를 주입하여 급속혼화와 응집과정을 통해 오염물질의 플럭을 형성 조대화시키고 다시 이것을 부상에 의해 플럭들을 제거하며 최종적으로 제거되지 않은 오염물질들을 부상조 외주에 있는 여과조에 의해 제거하게 된다. 특히 본 발명은 부상공정과 여과공정을 하나로 통합하여 설치면적을 대폭 줄였을 뿐아니라 부상조 외주에 여과조가 있기 때문에 부상조와 독립적으로 유지관리가 쉽고, 여과조가 깊어 입상활성탄등 여러 가지 여재를 다양하게 이용할 수 있기 때문에 기존 공정이 제거할 수 없는 여러 유해화학물질들을 정교하게 제거할 수 있으며 원수수질 악화에 상관없이 안정적이고 깨끗한 물을 생산할 수 있다.

또한 역세척 방법은 원하는 셀만을 선택하여 세척하기 때문에 처리 흐름에 변화없이 연속적으로 할 수 있고, 공기와 물을 이용하기 때문에 세척 효과가 뛰어날 뿐 아니라 여층 팽창비를 고려하여 역세척된 오염물질을 배출시키기 때문에 여재의 유실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

외주형 일체식 가압부상여과에 의한 수처리 방법 및 장치

본 발명은 정수처리 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

기존의 일반적인 정수처리 방법은 응집침전과 급속 모래여과 및 염소소독 등을 주요 골격으로 이루어져 있는데, 이러한 방법은 비교적 양호한 원수를 처리할 경우에 적합한 방법이며, 우리나라와 같이 계절적 변동이 심한 원수에는 효과적이지 못하다. 특히, 침전공정등은 봄과 가을에 걸쳐 조류의 대발생으로 인한 맛, 냄새문제, 여과지의 막힘현상등에 또한 색도가 높은 물은 처리가 잘되지 않는 실정이며, 소독부산물 전구물질등이 제거되지 않아 염소소독에 의한 THM(Trihalomethane)등의 발암성 소독부산물이 발생하게 된다. 그리고 침전의 경우 처리시간(2 - 4시간)이 길어 많은 설치면적이 소요되기 때문에 국토가 좁은 우리나라의 실정에서는 신, 증설시 문제가 되고 있다.

이러한 기존공정의 단점을 보완하기 위해 용존공기부상법이 개발되었는데, 이는 우선 전처리 공정으로서 응집과정을 거친 후 물과 압축된 공기를 분사시켜서 발생되는 미세한 기포를 이용하여 오염물질을 부착시켜 공기가 접하고 있는 한계면까지 부상시키는 것을 말하는 것으로서 조류와 저탁도 물, 오일과 그리스, 철 및 마그네슘의 처리에 탁월한 효과가 있으며, 휘발성 유기오염물질, 병원성 박테리아 등의 제거에도 용이하다. 또한 처리시간이 30분 이내로 짧아 작은 면적에서도 상대적으로 많은 양의 물을 처리할 수 있다. 그리고 이러한 용존공기부상법은 다시 모래여과공정과 통합되어 하나의 원형조안에 상단부는 부상공정을 하단부에는 모래여과층을 삽입하여 처리하는 더욱 발전된 공정이 개발되었다.

그러나 이러한 용존공기부상법은 여름철 우기시 고탁도가 발생했을 때 효과적으로 대처하기 힘들며, 용존성유기물(DOC), 미량유해화학물질, 지오스민, 2-MIB등 이취미물질들의 제거가 어려워 고도의 정수처리 공정으로써 한계를 보이고 있다. 또한 조내 하단부에 모래여과층은 역세척시 모래가 유실될 뿐만 아니라 그 영향으로 부상조내의 유체가 흔들려 부상하는 플럭의 정상적인 흐름에 장해를 주며 모래의 교체와 유지관리가 어려운 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원수에 응집제를 주입하여 급속혼화와 응집과정을 통해 오염물질의 플럭을 형성 조대화시키고 다시 이것을 부상에 의해 플럭들을 제거하며 최종적으로 제거되지 않은 오염물질들을 부상조 외주에 있는 여과조에 의해 제거하게 된다. 특히 본 발명은 부상조 외주에 여과조가 있기 때문에 부상조와 독립적으로 유지관리가 싶고, 여과조가 깊어 입상활성탄등을 이용할 수 있기 때문에 기존 공정이 제거할 수 없는 여러물질들을 정교하게 제거할 수 있을뿐만 아니라 여과조의 역세척 방법을 개선하여 유체흐름의 변화없이 연속적이고 모래등 여과 충진재의 유실을 막을 수 있는 것이다.

도 1 - 본 발명에 따른 공정도

도 2 - 본 발명에 따른 외주형 일체식 가압부상여과조의 단면도

도 3 - 본 발명에 따른 제 2도의 평면도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

4. 급속혼화조 5. 응집조 6. 외주형 일체식 가압부상여과조

10. 가압튜브(ADT: air dissolving tube) 11.콤푸레샤 9. 반송펌프

27. 역세척 후드 26. 역세척수 배수통 25. 여과조

21. 슬러지 제거 스쿠프

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제 1도에서 도시되는 바와같이 혼화조(4), 완속 교반조(5), 외주형 일체식 용존공기부상조(6)등으로 구성되어 있다. 이러한 구성 중에서 특징적 구성은 다음과 같다.

원형 부상조 외주에 여과층을 두어 유지 관리가 수월하며 여과조가 깊기 때문에 원수특성에 따라 입상활성탄, 안트라사이트, 모래등 여러가지 여과 충진재를 선택적으로 사용하여 미량유해화학물질등이 제거되어 고도처리가 가능하다. 그리고 기존 역세척방법은 부상조 하단부에 후드를 이용 모래를 흡입 역세척통에서 세척한후 압력차이에 의해 가벼운 불순물은 빠져나가고 비중이 무거운 모래는 다시 셀로 떨어지게 되는데, 이때 모래의 유실이 생기게 된다. 그러나 본 발명의 역세척 장치는 원하는 셀만을 선택하여 하부에서 공기와 역세척수에 의해 충진물을 팽창시켜 세척을 하며 윗부분은 후드(27)가 내려와 덮게 되고 역세척하고 난 물은 후드 내면에 부착된 역세척 배수통(26)에 의해 배출되게 된다. 이 방법은 공기와 물을 이용하기 때문에 역세척의 효과가 물만을 이용하는 경우보다 뛰어날 뿐 아니라 대상셀만을 역세척하기 때문에 공정의 흐름에 전혀 변화를 주지 않게 된다. 그리고 여재 팽창비를 충분히 고려하기 때문에 여과재의 유실을 줄일 수 있는 장점이 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1도는 본 발명의 전체 공정도로서 원수에 응집제를 정량주입장치(3)로 주입하여 혼화조(4)에서 급속혼화시켜 플럭을 형성시키고 완속교반조(5)에서 플럭을 조대화시킨후 외주형일체식부상여과조(6)로 보내지게 된다.

제 2도는 외주형 일체식 용존공기부상조의 단면도로써 완속교반조에서 응집된 물은 원수유입관(12)에서 와류를 형성하면서 원수통(33)을 통해 상층부로 이동하게 되고 링 형태 노즐(19)에서 나오는 우유빛 형상의 미세한 기포와 만나 내통(32)에서 플럭과 기포가 접촉 부착을 하게되고 다시 외측으로 진행하면서 기포 때문에 밀도가 낮아져 불순물들이 표면으로 부상하게 된다. 이렇게 표면에 뜬 스컴(scum)들은 슬러지제거 스쿠프(21)에 의해 슬러지 제거관(13)으로 보내 제거되고, 1차로 부상에 의해 정수된 물은 아래쪽으로 이동, 관(15)에 의해 배수로(24)로 보내진다. 배수로의 물은 다시 웨어(weir)(23)에 의해 오버플로우(overflow)되어 여과조(25)를 통과하고 최종 정화된 물은 각 관(36', 36"등: 각 셀)에서 최종배출관(36)을 통해 배출된다. 이렇게 처리된 물의 일부분은 다시 반송펌프(9)에 의해 가압튜브(10)로 주입되고 여기에 콤푸레샤(11)에 의해 발생된 공기도 주입되게 된다. 가압튜브내에는 약 5kg/㎠정도의 압력이 걸리게 되고 이를 다시 링 노즐(19)을 통해 대기압 상태로 내보내 갑작스러운 압력의 감소에 의해 평균 직경 80㎛ 혹은 그 이하의 미세한 기포가 발생하게 되는데 이 기포가 물속에 부유하고 있거나 콜로이드 상태로 있는 불순물 입자들과 결합하여 떠오르게 된다. 다음은 여과조의 역세척 방법을 보면, 각각 나뉘어진 셀중 역세척 하고자 하는 대상셀을 선택하게 되면 우선 후드(27)가 회전하여 대상셀의 상층으로 이동 내려와 덮게되고, 셀의 하부에서는 배출관(36')이 닫히고 대신 역세척수관(16), 공기유입관(17)이 열리면서 물과 공기가 역으로 유입 섞이면서 여과재를 세척하게 된다. 역세척된 오염물질들은 팽창(팽창비:30 - 40%)하여 배수통(26)으로 넘치게 되고, 이것은 다시 펌프(29)를 이용하여 관(20)을 통해 오염상태에 따라 각각 버려지거나(34) 부상조로 유입시키거나(34') 또는 처음공정으로(34") 다시 보내지게 된다. 그리고 후드에 찬 공기는 배출구(35)를 통해서 밖으로 배출된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 외주형 일체식 가압부상여과에 의한 수처리 방법은 침전공정에 비해 설치면적이 월등히 작으며 기존 용존공기부상법에서 처리가 안되는 미량유해화학물질등의 제거에 탁월한 처리 효능과 수질 변동에 따라서도 일정한 처리효과를 가진다. 또한 여과공정을 부상조의 외주에 설치 하나로 통합함으로써 처리면적을 대폭 감소시켰을 뿐 아니라 여과조가 외주에 있어서 높이가깊고 독립적이기 때문에 여재를 다양하게 사용할 수 있고 교체 및 유지관리가 용이하다. 그리고 본 발명에 있어서 역세척 방법은 원하는 셀만을 선택적으로 세척하기 때문에 처리 흐름에는 변화없이 연속적으로 할 수 있고, 공기와 물을 이용하기 때문에 세척 효과가 뛰어날 뿐 아니라 여층 팽창비를 고려하여 역세척된 오염물질을 제거하기 때문에 여재의 유실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 혼화제가 투입된 원수가 혼화조(4) 및 완속교반조(5)를 거쳐 부상여과장치(6)에 공급되고 부상여과장치(6)에는 별도로 콤프레샤(7) 및 반송펌프(8)를 포함하는 가압튜브(9)가 연결되는 외주형 일체식 가압부상에 의한 수처리장치에 있어서, 상기 부상여과장치(6)의 가압부상조(11) 외주면에 일체로 형성한 여과조(19) 상부에 외측으로 돌출되게 배수로(20)를 형성하고 여과조(19)의 사이로 웨어(21)를 형성함과, 가압부상조(11)의 하부를 통해 여과조(19)의 배수로(20)로 연결하는 연결관(23)을 설치함을 특징으로 하는 외주형 일체식 가압부상에 의한 수처리장치.
2. 제1항에 있어서, 여과조(19)의 상부에 위치하도록 배출통(27) 및 배기관(31)을 갖는 후드(26)를 설치하고 하부에 역세척관(24)및 공기유입관(25)을 병행설치하며, 또한 배출통(27)에 유입되는 오염물질을 제거하는 제거관(30)을 설치함을 특징으로 하는 외주형 일체식 가압부상에 의한 수처리장치.