KR100303811B1 - 생물·산화 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상수원의 전처리나 하수 및 폐수처리에 이용될 수 있는 생물·산화 여과장치에 관한 것이며, 특히 물리적 여과기능과 생물학적 분해 및 포기과정을 통한 산화기능을 포함하는 자연정화처리환경을 유지하여 수질이 악화된 상수도의 전·후처리나 하·폐수처리에 적용하기 위한 것이다. 본 발명의 생물·산화 여과장치는 크게 원수유입부(10)와 생물접촉여과부(20) 및 여과정수유출부(30)로 이루어지고, 생물접촉여과부(20)에서 미생물군 증식환경을 잘 조성하면서 산화처리를 위해 공기 및/또는 산소를 공급하는 산화처리공기공급설비(40)가 부가되고, 생물접촉여과부 (20)의 폐색시 세척을 위한 통상적인 공기역세척설비(50) 및 물역세척설비 (60)를 포함하여 된다. 이러한 본 발명은 전처리로서 탁질, 유기물질, 암모니아성질소, 철, 망간, 냄새, 조류 등을 효과적으로 제거하여 오염된 상수원을 1급수로 향상시킴으로써 상수도의 정수처리 효과를 높이며, 후처리에 적용할 때에는 탁질, 유기물질, 암모니아성질소, 냄새 등을 제거하므로써 고도정수처리 시스템(입상활성탄여과지 또는 BAC)으로 대체하여 이용할 뿐 아니라 저농도의 하·폐수의 처리를 통하여 방류수질을 향상시켜 하천의오염을 방지하는데 효과적이다.

Description

생물·산화 여과장치{BIOLOGICAL AERATED FILTER SYSTEM}

본 발명은 상수도의 전·후처리나 하·폐수처리에 이용될 수 있는 생물·산화 여과장치에 관한 것으로서, 특히 입상의 여과재(자갈,모래,특수여과재 등)에 의한 물리적 여과처리기능과 함께 유기물등의 생물화학적 분해와 금속물질의 산화기능 및 용존산소를 증가시키는 포기(aeration)기능을 보유하는 생물·산화 여과장치에 관한 것이다.

최근에, 인구증가와 더불어 산업화 및 도시화의 가속화에 따라 물 사용량이 급증하고 있으며, 이에 따른 각종 생활하수와 공장폐수 및 축산폐수 등 하·폐수의 방류량이 늘어나면서 하천의 오염이 점차 심화되고 있다. 하천의 오염은 생태계를 파괴시킬 뿐 아니라 상수원의 수질을 악화시켜 수돗물 공급을 위한 상수도의 정수처리 비용을 증가시키고, 심지어 그 정수처리장의 기능을 마비시킬 수 있다.

통상적인 상수도의 정수처리방법중 완속여과방식은 미생물군에 의한 생물학적 분해작용으로 원수중의 탁질로부터 미량의 암모니아성 질소, 망간, 세균, 냄새물질 등을 제거하나, 약품처리를 하지 않기 때문에 수질 변동이 심하고 오염된 원수의 정수처리에는 적용할 수 없다. 한편, 완속여과방식으로 처리할 수 없는 경우에 적용되는 급속여과방식에서는 약품에 의한 혼화, 응집 및 침전처리된 원수를 모래와 자갈로 구성되는 입상층에 비교적 빠른속도로 통과시켜 물리적 체거름작용으로 현탁물질을 제거하므로 수질변동을 어느정도는 수용할 수 있으나, 이 역시 원수의 수질오염 정도에 따라 그 처리에 한계가 있으며, 특히 댐 건설로 인해 정체수가 늘어나서 조류 발생이 심하면 여과지 운용에 큰 장애를 받는다.

따라서 안심하고 마실 수 있는 양질의 수돗물을 공급하기 위해서는, 하천 등 상수원의 오염방지와 함께 상수원의 수질악화에 대처하는 방안으로서 상수원 수질이 악화된 데 따른 정수처리의 부담을 줄임으로써 기존 정수처리의 신뢰도를 높여줄 수 있는 전처리기술이나 고도처리기술이 요구되고 있으며, 이에 따라 본 발명과 관련한 미생물에 의한 생물학적 처리기술이 연구되어 왔다.

생물학적 처리는 생물의 자연정화작용을 인위적으로 반응조 안에 고효율로 진행시키는 것으로서, 종래에 허니컴(honeycomb)방식, 회전원판장치, 생물접촉여과장치 등이 알려져 있다. 그러나 종래의 이와같은 생물학적 전처리 설비들은 원수의 온도와 수질변동에 기인하는 적응능력과 유지관리 등에서 신뢰성이 없으며, 현재까지는 중·대용량에 직접 적용될 수 있도록 설계되지 못하고 있는 실정이다.

일반적으로 생물학적 처리의 효과는 수중의 유기물, 질소, 인 등이 생물막에 존재하는 미생물에 의하여 분해 또는 섭취되기 때문에 수질의 정화가 이루어지는 효과가 있는 것으로 보고된 바 있으나, 생물막중의 미생물의 생물화학적 반응을 제어하기 어려워 처리대상물질을 완전히 제거하기가 곤란하고, 수온과 미생물의 증식환경 변화에 따른 영향을 많이 받으므로 계절이나 원수수질에 따라 처리효과가 달라지는 등 해결해야할 과제가 남아 있다.

한편, 우리나라와 같이 하절기에 강우량이 집중되어 유량변동이 큰 하천은 동절기등 갈수기에 각종 생활하수와 공장폐수 및 축산폐수 등에 의해 쉽게 오염될수 있다. 방류수질 기준에 가까운 저농도 하수의 유기물질을 효과적으로 제거하지 못할 경우 그 오염은 더욱 심화될 수 있다. 따라서 하천 등의 상수원 수질을 보전하기 위하여는 각종 하·폐수의 방류수질을 향상시킬 수 있는 고도처리시설이 필요하다. 그러나 종래의 하·폐수 처리에 적용되고 있는 활성오니방식은 유기물질 제거에 한계가 있어 그 처리효과가 낮고, 처리공정이 복잡하고 유지관리가 어려운 단점을 가지고 있다.

생물학적처리에 있어서 중요한 것은 처리조 내에 유입되는 원수수질의 악화에도 불구하고 미생물이 증식할 수 있는 환경을 조성해주어야 하는 것이다. 예를 들면 미생물이 증식하기 위해서는 유기물과 암모니아성 질소, 철 등의 무기물이 필수적이다. 또한 암모니아성 질소 이외의 질소, 무기성 인, 기타 미량의 금속이 필요하며 이중 어느 성분이 부족하면 미생물의 영양균형이 깨져서 미생물의 증식환경이 파괴되고 생물처리가 불가능해짐은 물론이다. 또한 미생물에 의한 유기물의 산화 분해반응이나 암모니아성 질소 등의 산화에는 충분한 용존산소가 필수적이다. 이에 대하여 종래에도 여과지 내에 외부에서 공기를 공급하여 용존산소를 증가시키려는 노력이 있었으나, 부압발생 등 기술적 한계에 부딪쳐 실현시키지 못하고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 통상적인 급속여과지와 같은 구조에 효과적인 미생물 증식환경을 제공함으로써 수질악화된 상수원에서 전·후전처리에 효과적으로 이용될 수 있고, 중·대용량에 적합한 생물·산화 여과장치를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은 상수원의 전·후처리에는 물론 하·폐수처리에도 효과적으로 이용될 수 있는 생물·산화 여과장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 생물·산화 여과장치 전체의 시스템을 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 생물·산화 여과장치에 적용되는 산화공기분사기를 구성하는 지별순환배관을 도시한 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 생물·산화 여과장치에 적용되는 산화공기분사기를 구성하는 블록별순환배관을 도시한 평면도.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.

도 5는 도 3의 Ⅴ부분을 확대한 평면도.

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 생물·산화 여과장치에 적용되는 산화공기분사기를 구성하는 복수의 산화공기노즐에 포함되는 배수겸산화공기노즐을 도시한 단면도.

도 8은 도 3에 표시된 Ⅷ-Ⅷ선상의 단면구조와 함께 여과정수처리공정을 도식화하여 보인 단면도.

도 9는 도 3에 표시된 Ⅸ-Ⅸ선상의 단면구조와 함께 공기역세척공정을 도시화하여 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 원수유입부 11 : 원수유입거

14 : 원수유입위어 20 : 생물접촉여과부

22 : 여과재 23 : 집수블록

24 : 집수실 25 : 유출트로프

26 : 배수로 29 : 배수거

30 : 여과정수유출부 34 : 여과정수유출관

37 : 유출위어 40 : 산화처리공기공급설비

41 : 산화공기블로우어 47 : 산화공기공급관

48 : 산화공기분사기 50 : 공기역세척설비

60 : 물역세척설비 237 : 지지돌기

481 : 지별순환배관 483 : 블록별순환배관

484 : 산화공기노즐 484' : 배수겸산화공기노즐

484a : 노즐몸체 484b : 노즐개구

484c : 배기관 484d : 배기홈

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 수중의 탁질을 여과하면서 미생물군의 증식환경을 제공할 수 있는 여과재를 수용하며 이 여과재에 대하여 물을 도입 및 유출시킬 수 있는 여과수단과, 여과수단의 여과재를 통과하여 유출되는 물을 집수하는 집수수단, 여과재 내에 미생물군을 증식시키기 위해 용존산소량을 증가시키는 동시에 원수중의 금속성 산화물을 산화처리하기 위한 공기 및/또는 산소를 분산 공급하는 공기공급수단, 외부로부터 집수수단을 통해 여과재로 역세척 공기를 공급하여 여과재를 공기세척하는 공기역세척수단, 외부로부터 하부집수수단을 통해 여과재로 세척수를 공급하여 여과재를 물세척하는 물역세척수단, 역세척시 여과수단 내의 물을 일정한 최저수위로 유지하면서 그 이상으로 상승되는 물을 배수하는 배수수단이 구비된 생물·산화 여과장치를 구성하였다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 생물·산화 여과장치는, 통상적인 상수도의 정수처리장치인 자연평형형 급속여과지에 거의 그대로 적용될 수 있는 것으로서, 그 바람직한 실시예가 도시된 도 1과 같이, 크게 외부로부터 원수를 도입하는 원수유입부(10)와 도입되는 원수중의 탁질을 여과하면서 미생물군을 접촉시켜서 정수하는 생물접촉여과부(20) 및 여과정수된 물을 외부로 유출시키는 여과정수유출부(30)로 이루어지고, 본 발명에 따라 생물접촉여과부(20)에 공기 및/또는 산소를 공급하는 산화처리공기공급설비(40)가 부가되어 있으며, 생물접촉여과부(20) 폐색시 세척을 위해 통상 구비되는 공기역세척설비(50) 및 물역세척설비(60)를 포함하여 된다.

원수유입부(10)는 외부로부터 원수가 도입되는 원수유입거(11), 밸브(12)로 개폐될 수 있는 원수유입배분구(13), 이 원수유입배분구(13)를 통해 원수가 유입되어 일정높이로 채워진 후 월류하게 되는 원수유입위어(14), 원수유입위어(14)를 월류한 원수를 생물접촉여과부(20)로 공급하는 원수공급구(15)로 구성된다.

생물접촉여과부(20)는 원수유입위어(14)로부터 공급되는 물을 저수위(LWL)로 유지할 수 있는 여과실을 구획하는 격벽(21)을 가지고 있으며, 이 격벽(21)으로 구획된 여과실 내에 모래(221)와 자갈(222)로 적층된 여과재(22)를 수용하며, 여과실내 바닥에 설치되어 여과재(22)를 지지하면서 각각 여과정수를 집수하여 아래로 유출시키는 다수의 집수블록(23)과 이 다수의 집수블록(23)을 통해 유출되는 여과정수를 집수하는 집수실(24)로 이루어진 여과정수의 하부집수수단, 역세척시에 여과실내 저수위(LWL) 이상으로 수위상승된 물을 격벽(15) 외측으로 유출시키도록 일정간격마다 설치된 복수의 유출트로프(25)와 이 복수의 유출트로프(25)에 유출된 물을 받아서 이송하는 배수로(26)와 이 배수로(26) 끝에 형성되어 밸브(27)로 개폐되는 배수구(28) 및 이 배수구(28)를 통해 배출되어 오는 물을 외부로 이송하는 배수거(29)로 이루어진 역세척수의 배수수단으로 구성된다.

여과정수유출부(30)는 전술한 집수실(24)에 후술하는 공기 및 물역세척시의 압력실로 형성하기 위해 그 집수실(24)과 다수의 역세척공기배분공(31) 및 역세척수배분공(32)을 통해 연결되는 압력배분실(33), 이 압력배분실(33)로부터 여과정수를 유출시키도록 연결되어 밸브(35)로 개폐되는 여과정수유출관(34), 이 여과정수유출관(34)에서 유출되는 여과정수를 받는 여과정수유출조(36), 이 여과정수 유출조(36)내 상측에 설치되어 전술한 생물접촉여과부(20)의 여과실내 저수위(LWL) 부근에서 여과정수를 유출시키기 위한 관형의 유출위어(37), 그리고 이 유출위어(37)에서 월류되어 오는 여과정수를 외부로 이송하는 여과정수유출거(38)로 이루어진다.

산화처리공기공급설비(40)는 전술한 생물접촉여과부(20)의 여과재(22)에 미생물군이 증식할 수 있는 최적의 환경을 조성할 수 있는 용존산소량을 증가시키는 동시에 여과재(22)를 통과하는 물에 산소를 접촉시켜 수중의 금속성 산화가능물질을 산화처리하기 위한 것으로서, 산화처리용 공기(이하 산화공기라 함)를 펌핑하기 위한 산화공기 블로우어(41), 이 산화공기 블로우어(41)의 토출관에 산소를 공급하기 위한 산소발생기(42), 펌핑토출되는 산화공기의 양을 측정하기 위한 공기량계(43)와 그 양을 조절하는 조절밸브(44), 블로우어에서 토출되는 산화공기의 충격을 흡수하여 완화하기 위한 공기충격 흡수탱크(45), 이 공기충격 흡수탱크(45)로부터 여과실내로 배관되고 밸브(46)로 개폐되는 산화공기공급관 (47), 여과실내 여과재(22)와 집수블록(23) 사이에 전 영역을 순환하도록 배관되어 있고 산화공기 공급관(47)과 연결되어 공급되는 산화공기를 분사하는 산화공기 분사기(48)로 구성되어 있다. 산화공기 분사기(48)의 구체적인 구성은 나중에 설명한다.

공기역세척설비(50)는 통상과 같이 세척용 공기(이하 세척공기라 함)를 공급하는 세척공기 블로우어(51), 공기량계(52), 밸브(53)로 개폐되는 세척공기 공급관 (54), 그리고 이 세척공기 공급관(54)과 연결되어 전술한 집수실(24)에 균일한 세척공기압을 작용시키는 전술한 다수의 세척공기 분배공(31)과 압력배분실(33)로 구성된다.

다음, 물역세척설비(60)는 세척수를 펌핑하는 세척수펌프(61), 유량조절밸브 (62)와 유량계(63), 밸브(64)로 개폐되는 세척수공급관(65), 그리고 이 세척수공급관(65)과 연결되어 전술한 집수실(24)에 균일한 세척수압을 작용시키는 전술한 다수의 세척수분배공(32)과 압력배분실(33)로 구성된다.

상기한 구성에 있어서, 산화처리공기공급설비(40)의 산화공기 분사기(48)로부터 분사되는 산화공기는 일반적으로 수중에서 공기부양력으로 자연상승하게 되나, 여과실내의 물이 여과정수 유출조(33)에 설치된 유출위어(34)의 높이 이상으로 수위상승된 경우에 그 유출측과의 수두차이에 의한 공기압 발생으로 분사되는 산화공기가 여과실 수면으로 상승하지 못하고 유출측으로 이동할 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위해 도면에서 보인 바와 같이 여과정수유출관(31) 단부를 아래로 구부림으로써 여과실내 고수위(HWL)에 도달한 경우의 최대여과수두(H1)보다 그 굽어진 여과정수 유출관(31) 단부와 유출위어(34) 단부 사이의 높이로 되는 유출수두(H2)를 크게( H1〈 H2 ) 하였다.

상기한 산화처리공기공급설비(40)에 있는 산화공기 분사기(48)는, 여과실내 여과재(22) 전면으로 균일하게 산화처리공기를 분사할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 집수블록(23)을 순환하는 형태인 격자상으로 배관되고 일측에 전술한 산화공기 공급관(47)과 연결되는 지별 순환배관(481)과 각 집수블록(23)으로 분기연결된 다수의 분기연결관(482), 도 3 내지 도 7에 보인 바와 같이 각 집수블록(23)의 영역을 순환하는 형태인 또하나의 작은 격자상으로 배관되고 일측에 분기연결관(482)과 연결되는 블록별 순환배관(483), 이 블록별 순환배관(483)에 간격으로 두고 연결되어 상향으로 공기를 분사하는 다수의 산화공기노즐(484)과 배수기능을 가지면서 공기를 분사하는 적어도 하나의 배수겸산화공기노즐(484')로 구성하였다.

산화공기노즐(484)은 도 6과 같이 블록별순환배관(483)에 일체로 연결된 연결부(483a)에 나사결합되는 노즐몸체(484a)에 간단히 노즐개구(484b)를 관통시켜 형성하였으며, 배수겸산화공기노즐(484')은 도 7과 같이 블록별순환배관(483)에 일체로 연결된 연결부(483a)에 나사결합되는 노즐몸체(484a')에 노즐개구(484b)를 형성한 한편, 블록별순환배관(483) 내부 바닥 가까이 위치하는 배기관(484c)을 일체로 형성하고 그 배기관(484c) 단부에 배기홈(484d)을 형성하였다. 즉, 블록별순환배관(483)에 물이 찬 경우에도, 공급되는 산화공기의 압력이 수면에 작용하여 배기홈(484d)을 통해 배기관(484c)으로 진입하여 그 배기관(484c)을 따라 노즐개구(484b)로부터 용이하게 빠져나갈 수 있게 함으로써 산화공기의 공급을 원할하게 하였다.

한편, 전술한 집수블록(23)은, 본 출원인이 고안하여 선출원한 1997년 실용신안등록출원 제27298호에 의한 '급속여과지의 하부집수장치'를 사용한 것으로서, 도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이 상판부에 다수 형성한 집수공(231), 내부에 격벽으로 구획한 복수개의 균압실(232)과 균압공(233), 하판부에 형성한 수개의 배기공(234)을 가지고 있으며, 그 하판부에 각 균압실(232)과 대응하여 연결되고 하단부에 통기공(236)을 가지는 복수개의 통수관(235)과 결합하여 된다. 본 발명에서는 이와같은 집수블록(23) 위에 전술한 블록별순환배관(483)을 안정적으로 배관하기 위하여 도 4 및 도 6에 나타난 바와 같이 지지돌기(237)을 일체로 돌기시켰다.

이하, 본 발명에 따른 생물·산화여과장치에서 행해지는 여과정수처리공정과 공기역세척공정 및 물역세척공정을 설명한다.

여과정수처리공정은 원수유입부(10)의 원수유입거(11)와 원수유입배분구(13) 원수유입위어(14) 및 원수공급구(15)를 통해 생물접촉여과부(20)에 공급되어 격벽(21)으로 구획된 여과실 내 수위가 저수위(LWL)에 도달하면 여과정수 유출부(30)의 여과정수유출관(34) 밸브(35)를 여는 동시에 산화처리공기공급 설비(40)를 가동하면서 진행한다. 생물접촉여과부(20)로 공급되는 원수는 도 8에 보인 바와 같이 여과재(22)를 통과하고 집수블록(23)의 집수공(231)과 균압실(232) 균압공(233) 및 통수관(235)을 통해 하부의 집수실(24)에 집수된다. 원수는 이와같이 여과재(22)를 경유하는 동안 그 여과재(22)를 구성하는 모래(221)와 자갈(222)의 물리적 여과작용에 의하여 원수중의 탁질이 걸러지므로 저탁도로 여과처리되는 동시에 산화처리공기공급설비(40)의 가동에 따라 산화공기분사기(48)에서 분사되어 자연히 상승하는 공기 및/또는 산소와 접촉하게 된다. 따라서 그 접촉되는 공기 및/또는 산소의 산화작용에 의해 원수중의 철, 망간 등 금속성 산화가능물질이 용이하게 산화처리된다. 뿐만 아니라, 그 공기 및/또는 산소의 포기(aeration)작용에 의하여 여과재(22) 내 원수에 용존산소량이 증가하게 되고 이에 따라 그 여과재(22)에 서식하게 되는 미생물의 증식이 촉진됨으로써, 미생물군에 의하여 원수중의 유기물과 암모니아성 질소 등이 생물학적으로 분해처리되고, 또한 그 포기작용에 의해 각종 휘발성 가스가 수면위로 배출되어 냄새가 제거되는 등, 여과재(22)와 미생물 및 산화공기를 이용한 종합적인 자연정화처리 작용으로 정화되는 것이다.

이렇게 여과처리되어 집수실(24)에 집수되는 여과정수는 다수의 역세척수배분공(32)을 통해 압력배분실(33)로 이송되고 그 압력배분실(33)로부터 여과정수유출부(30)의 여과정수유출관(34)을 통해 여과정수유출조(36)로 유출되고, 이 여과정수유출조(36)에서는 일정수위로 상승하다가 생물접촉여과부(20)의 여과실내 저수위(LWL)와 대략 같은 높이에 설치되는 유출위어(37)를 월류하여 여과정수유출거(38)로 유출된다.

상기와 같은 여과정수처리공정이 일정시간 이상 지속되면, 여과재(22)가 누적되는 탁질에 의해 점차 폐쇄되어 부하가 커지고, 이에 의하여 생물접촉여과부 (20)의 수위가 점차 상승하게 된다. 수위가 고수위(HWL)에 도달하면, 도 1에 나타난 원수유입부(10)의 원수유입배분구(13) 밸브(12)를 닫아서 원수유입을 차단하고 또한 여과정수유출부(30)의 여과정수유출관(34) 밸브(35)를 닫아서 여과정수처리공정 및 산화처리공기공급설비(40)의 가동을 중단하고, 이어 배수구(28) 밸브(27)를 열어서 지내배수한 다음, 공기역세척설비(50)를 가동하여 공기역세척공정을 수행하고, 그 다음으로 물역세척설비(60)를 가동하여 물세척공정을 수행한다.

공기역세척공정은, 공기역세척설비(50)의 세척공기공급관(54)으로부터 압력배분실(33)과 세척공기분배공(31)을 통해 집수실(24)로 세척공기가 공급되어, 그 집수실(24)에는 도 9에 보인 바와 같이 압력수층(55)과 균압선(56)을 경계로 하는 공기압층(57)을 형성하며, 대체로 균일한 압력으로 그 공기압층(57)에 노출되는 집수블록(23)에 결합된 통수관(235)의 통기공(236)과 집수블록(23)의 배기공(234)과 균압실(232) 및 집수공(231)을 통하여 여과실로 안내된다. 여과실 내에서는 여과재(22)를 공기부양력으로 역상승한 후 그 수표면을 이탈한다. 이와같이 공기가 통과하면 공기의 미진동과 부양력에 의하여 여과재(22)에 축적된 탁질이 쉽게 분리된다. 따라서 그 이후의 행해지는 물역세척공정에 의하여 탁질 등의 이물질이 용이하게 부양되어 배출될 수 있는 것이다.

물역세척공정은 물역세척설비(60)의 세척수공급관(65)으로부터 배분실(33)과 세척수분배공(32)을 통해 집수실(24)로 세척수가 공급되고, 그 집수실(24)로부터는 집수블록(23)에 결합된 통수관(235)을 통해 균압실(232) 및 집수공(231)을 통하여 여과실로 압송되어 여과재(22)를 역으로 통과한다. 이때 여과재(22) 내에 축적된 탁질 등의 이물질이 역상승되는 세척수에 부양되고, 수위가 상승함에 따라 그 세척수와 함께 도 1에 도시된 유출트로프(25)와 배수로(26)와 배수구(28)를 경유하여 배수거(29)로 배출되어진다.

이와같이 공기역세척후 물역세척공정을 수행함으로써 여과재(22)에 축적된 탁질 등의 이물질은 물론 원수에 부유하는 조류 등 부유물질도 제거되는 것이다.즉, 기존 급속여과방식 정수처리와 같이 입상여과재의 재생동작이 가능하여 연속적으로 대용량의 원수처리 및 고도정수처리가 가능한 것이다.

본 발명은 비록 상기한 실시예에서 유입수 제어형의 자연평형형 급속여과방식에 적용하여 실시하였으나, 어떠한 여과유량 조절방식에도 적용가능하며, 다만, 유출측 수두로 인한 산화공기의 역행을 방지할 수 있어야만 된다.

또한 본 발명은 원수의 수질조건이나 처리목적에 따라 전술한 여과재로서 조대입상의 모래와 자갈 대신 무연탄이나 활성탄 등 다양한 여과재로 대체할 수 있으며, 그 여과재를 단층 또는 다층으로 구성할 수도 있다.

상기한 실시예를 통하여 상세히 설명된 바와 같이, 본발명은 탁질을 제거하는 물리적 여과기능과 함께, 유기물과 암모니아성 질소 등을 제거하는 생물학적 분해기능, 철이나 망간 등 산화가능물질을 산화처리하여 제거하는 산화기능, 냄새 등의 휘발성 가스의 제거와 함께 조류 등의 부유물질을 부상시켜 역세척시에 자동배출시키는 배기 및 부상처리기능, 그리고 생물학적 분해기능을 위한 미생물군의 증식환경을 잘 조성하여 줄 수 있는 용존산소량을 증가시키는 포기기능 등 자연정화와 비슷한 조건으로 원수처리 및 정수처리를 할 수 있게 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 용존산소를 증가시키는 포기기능으로 미생물군의 증식환경을 잘 보존할 수 있어서 생물접촉효과를 향상시키고 또한 풍부한 공기 및/또는 산소를 원수에 접촉시키므로 미생물군 증식환경의 저해요소중 하나인 중금속 등을 산화처리할 수 있다. 또한 수질정화의 목적에 따라 여과재의 구성이나 여과속도 등을 조정할 수 있음은 물론, 산화공기의 공급량을 제어하여 산소농도를 조절함으로써 생물화학적 반응제어가 비교적 쉽다. 따라서 수질정화의 목적에 따라 그 처리효과를 높일 수 있으며, 수질변동이나 악화된 수질에 용이하게 대처할 수 있는 것이다.

이와같은 본 발명은 오염된 상수원의 전처리에 적용되어, 유기물질, 암모니아성 질소, 철, 망간, 냄새, 조류 등을 제거하므로써 상수도의 정수처리효과를 높여서 오염된 상수원으로부터도 양질의 수돗물을 공급하는데 기여할 수 있다.

또한 본 발명은 저농도의 하·폐수처리에 적용하여 생물접촉 및 산화작용으로 그 처리효과를 높여서 방류수질을 향상시킴으로써 하천의 오염을 방지하는데에도 효과적으로 사용될 수 있는 것이다.

Claims (7)

1. 수중의 탁질을 여과하면서 미생물군의 증식환경을 제공할 수 있는 여과재를 수납하고 그 상측으로 물을 도입하여 물을 여과하면서 미생물군에 접촉시키는 생물접촉여과부와, 이 생물접촉여과부내의 여과재를 지지하면서 그를 통과하여 유출되는 집수수단, 이 집수수단에 집수된 물을 외부로 유출시키는 여과정수유출수단, 여과재에 증식하는 미생물군의 증식환경을 위한 용존산소량을 늘리는 동시에 여과재를 통과하는 물에 산화공기를 접촉시키기 위해 그 여과재와 집수수단 사이에서 산화공기를 공급하는 산화처리공기공급설비가 구비된 것을 특징으로 하는 생물·산화 여과장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 생물접촉여과부의 최대여과수두보다 상기 여과정수유출부의 유출수두가 크게 된 것을 특징으로 하는 생물·산화 여과장치.
3. 제1항에 있어서, 상기한 산화처리공기공급설비가, 상기 여과재와 집수수단 사이의 전 영역을 순환하도록 배관된 지별순환배관과 이 지별순환배관에 간격을 두고 각각 연결되어 그 전 영역을 분할한 분할영역을 순환하도록 배관된 복수의 블록별순환배관 그리고 그 블록별순환배관에 간격을 두고 각각 연결되어 산화공기를 분사하는 복수의 산화공기노즐을 포함하는 산화공기분사기를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 생물·산화 여과장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 산화공기노즐에, 산화공기 분사시에 그 압력을 이용하여 상기 블록별순화배관내에 고인 물을 배출시킬 수 있는 배수기능을 보유하는 적어도 하나의 배수겸산화공기노즐이 포함된 것을 특징으로 하는 생물·산화 여과장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 배수겸산화공기노즐이, 상기 블록별순환배관측에 나사결합되는 노즐몸체, 이 노즐몸체를 관통하여 산화공기를 분사하는 노즐개구, 그 노즐몸체에 일체로 연장되어 블록별순환배관 내부 바닥 가까이 위치하는 배기관으로 구성된 것을 특징으로 하는 생물·산화 여과장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 생물접촉여과부가 상기 여과재 위에 공급된 물이 일정수위 이상으로 역세척수위에 도달하면 세척을 위하여 상승된 물을 배수하는 배수수단을 포함하며, 세척수가 상기 여과재를 역으로 통과하여 배수수단으로 배수되도록 하는 물역세척설비가 더 구비된 것을 특징으로 하는 생물·산화 여과장치.
7. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 집수수단을 통해 세척공기를 공급하고 그 세척공기가 상기 여과재를 역으로 통과하게 하는 공기역세척설비가 더 구비된 것을 특징으로 하는 생물·산화 여과장치.