KR100323045B1 - 야채 쓰레기 폐수 처리 장치 - Google Patents

야채 쓰레기 폐수 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경제 발전에 의하여 현대인의 식생활 문화의 개선과 향상에 따라서 야채류 소비가 급증하므로 유통 과정 및 생산 시설의 집하장 내에 야채 쓰레기가 당일 또는 다음 날 처리하지 못할 정도로 증가되는 추세이고, 이렇게 쌓인 야채 쓰레기는 특성상 2∼3일만 경과하면 서서히 부패가 시작되며 그 과정에서 발생되는 폐수를 처리하기 위한 장치이다. 즉, 야채가 부패하면서 발생되는 폐수를 폐수 집수조→발열 반응조→고속 교반조 및 응집조→약품 부상조→응집 침전조→압력식 사여과기 및 압력식 활성탄 여과기→상등수 방출하고, 약품 부상조와 응집 침전조에서 슬러지 배출→슬러지 균등조→슬러지 교반조→탈수기에서 케이크 형성→저장 콘테이너→고형 연료로 재활용 또는 폐기 과정을 거침으로써 야채 쓰레기 폐수를 처리할 수 있도록 하여 수질 오염 및 토양 오염을 최대한 줄일 수 있도록 하고 나아가서 환경 오염을 방지할 수 있도록 발명된 것이다.

Description

야채 쓰레기 폐수 처리 장치{VEGETABLE WASTE WATER TREATMENT SYSTEM}
본 발명은 야채 쓰레기 처리 과정 중 발생되는 폐수(또는 녹즙)를 포집하여 폐수 집수조에 저장한 후 폐수의 주성분인 엽록소(ss)를 제거하여 COD, BOD 등을 배출수 수질 기준 이하로 정화 처리하여 방류할 수 있도록 고안된 야채 쓰레기 폐수 처리 장치에 관한 것이다.
종래에는 야채 쓰레기에서 발생되는 폐수를 별도의 처리 과정없이 하수구, 하천, 강 등으로 방류시키고 있는 실정으로서 수질 오염의 악화를 초래하고 있으며, 또한 악취 발생 및 토양 오염으로 인하여 2차 환경 오염이 발생되어 원인 모를 피부 질환 및 호흡기 질환이 급증하고 있는 실정이다. 따라서 현재에는 특별한 대안없이 야채 쓰레기에서 발생되는 폐수를 별도의 처리 과정없이 저장에 의한 침전만을 통해 상등수는 방류하고 하부에 침전된 침전물 등은 폐기 처분 또는 토양 매립하여 환경 오염을 방치하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 경제 발전에 의하여 현대인의 식생활 문화 개선과 향상에 따라서 야채류의 소비가 급증하므로 유통 과정 및 생산 시설의 집하장 내에 야채 쓰레기가 당일 처리 및 다음 날 처리하지 못할 정도로 급증하는 추세이며, 이렇게 쌓인 야채 쓰레기는 특성상 2∼3일만 경과하면 서서히 부패가 시작되며 그 과정에서 발생되는 폐수를 처리하기 위한 장치이다.
즉, 야채가 부패하면서 발생되는 폐수를 폐수 집수조→발열 반응조→고속 교반조 및 응집조→약품 부상조→응집 침전조→압력식 사여과기 및 압력식 활성탄 여과기→상등수 방출 과정을 거치고, 약품 부상조, 응집 침전조 등에서 배출된 슬러지→슬러지 균등조→슬러지 교반조→탈수기에서 케이크 형성→저장 콘테이너→고형 연료로 재활용 또는 폐기 과정을 거쳐 채소 쓰레기 폐수를 처리함으로써, 수질 오염 및 토양 오염을 최대한 줄일 수 있도록 하여 환경 오염을 방지할 수 있도록 발명된 것이다.
도1은 본 발명의 야채 쓰레기 폐수 처리 시스템의 공정도.
도2는 도1에서 연장되는 야채 쓰레기 폐수 처리 시스템의 공정도.
도3은 본 발명의 발열 반응조의 상세도.
도4는 본 발명의 3-way 밸브 상세도.
도5는 본 발명의 가압탱크 상세도.
도6은 본 발명의 응집 침전조 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 : 폐수 집수조, 11 : 교반 블로워, 12 : 공기 분출 노즐,
13 : 공기 펌프, 20 : 발열 반응조, 21 : 입구,
22 : 출구, 23 : 히터 24 : 상향 가이드편,
24' : 하향 가이드편, 30 : 고속 교반조, 31 : 응집조,
40 : 3way mixing valve, 50 : 약품 부상조, 51 : 후럭 수거 주걱
52 : 스키밍(skimming)통, 60 : 가압탱크, 61 : 가압수 펌프,
62 : 콤프레셔, 63 : 공급수조, 70 : 응집 침전조,
71 : 내벽, 72 : 외벽, 73 : 콘,
74 : 스텐레스 여과팩, 75 : 안내수로, 76 : 슬러지 배출구,
80 : 압력식 사여과기, 81 : 압력식 활성탄 여과기, 90 : 슬러지 균등조,
91 : 슬러지 교반조, 92 : 탈수기 93 : 저장 콘테이너,
100 : 응집제, 101 : 가성소다, 102 : 황산알루미늄,
103 : 폴리염화알루미늄
이하 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 야채 쓰레기 폐수가 담수되도록 폐수 집수조(10)를 형성하고 이의 내부에는 교반용 블로워(11)에 의하여 공기가 분출되는 공기 분출 노즐(12)과 폐수를 이송시키도록 된 이송 펌프(13)가 설치된 구성과;
상기 폐수 집수조(10) 내의 폐수를 이송 펌프(13)로 발열 반응조(20)에 이송시켜 순간 가열한 후 고속 교반조(30)로 인입되어 응집제(100)의 가성소다(101)와 황산알루미늄(102)이 첨가되어 1차로 고속 교반된 다음 하부를 통하여 응집조(31)에서 2차로 교반되어 3-way 밸브(40)를 통하여 약품 부상조(50)로 인입되도록 한 구성과;
상기 약품 부상조(50)로 인입된 폐수는 가압탱크(60)에서 3-way mixing valve(40)를 통하여 인입된 기포수와 함께 믹싱되면 부상된 부유 물질 및 스컴(scum)은 상부에 설치된 수거 주걱(51)에 의하여 스키밍(skimming)통(52)으로 수거되고 여액은 슬러지 균등조(90)로 배출되고, 미립자와 함께 부상된 폐수는 응집 침전조(70)로 유입되어 응집제(100)의 폴리염화알루미늄(103)에 의하여 일정한 크기를 갖는 슬러지로 응집되도록 한 구성과;
상기 응집 침전조(70) 내의 중앙에는 내벽(71)과 외벽(72)이 이중으로 설치되고 이의 외벽(72)과 내벽(71) 하단 사이에는 하부가 넓게 개구된 콘(73)이 설치되며, 콘(73) 외주변에는 슬러지 배출구(76)가 구비되고 응집 침전조(70) 상단 내벽에는 일체로 상등수 안내수로(75)가 형성되며 이의 안내수로(75)와 외벽(72) 사이에는 숯이 내장된 스텐레스 여과팩(74)이 설치된 응집 침전조(70)의 구성과;
상기 응집 침전조(70)에서 배출된 상등수는 압력식 사(沙) 여과기(80)와 압력식 활성탄 여과기(81)에서 여과된 후 방출되도록 한 구성과;
상기 약품 부상조(50)의 스키밍통(52)과 응집 침전조(70)의 슬러지 배출구(76)에서 배출된 슬러지는 슬러지 균등조(90)에서 일정 시간 균등화된 다음 슬러지 교반조(91)에서 교반된 후 탈수기(92)의 압착 밸트로 탈수시키는 동시에 슬러지를 케이크화시켜 저장 콘테이너(93)로 배출될 수 있도록 된 폐수 처리 장치이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 야채 쓰레기 폐수 처리 장치에 의하여 처리되는 폐수 처리 공정의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저 농산물 야채 시장, 야채 집하장, 야채 쓰레기장 등에서 야채가 부패하여 발생되는 폐수를 집수조(10)로 모아 담수시킨 후 교반용 블로워(11)로 공기를 공급하면 폐수 집수조(10) 바닥에 설치된 공기 분출 노즐(12)에서 공기가 분출되면 폐수는 침전되지 않고 공기의 분출 힘에 의하여 교반되므로 폐수와 슬러지는 혼합 부상된 상태가 된다. 이렇게 공기 분출에 교반되는 폐수는 집수조(10) 내의 이송 펌프(13)에 의하여 발열 반응조(20)로 이송된다. 따라서 이송된 야채 쓰레기는 도2와 같은 발열 반응조(20)에서 BOD(생물 화학적 산소 요구량), COD(화학적 산소 요구량), SS(엽록소) 등의 유발 물질인 엽록소를 효과적으로 처리하기 위한 장치로서, 발열 반응조(20) 입구(21)를 통하여 바로 출구(22)로 배출되면 순간 가열 효과가 떨어지므로 이를 효과적으로 증대시키기 위하여 발열 반응조(20)의 입구(21)측 내부에는 유입되는 폐수가 상부로 70%, 하부로 30% 정도 분산되어 흐르도록 상향 가이드편(24)을 설치하고, 배출시에는 출구(22)측 하향 가이드편(24')에 의하여 안내되면서 배출되도록 함으로써 폐수는 히터(23)에 순간 가열되어 물리, 화학적 반응이 잘 이루어질 수 있도록 폐수의 성상을 변화시키는 데 중요한 역할을 하게 된다.
상기 발열 반응조(20)의 히터(23)는 분리가 가능한 구조로서 폐수의 온도는 일측에 부착된 온도 저절 스위치에 의하여 임의 설정이 가능토록 된 것이다.
상기와 같이 발열 반응조(20)에서 적당히 가열된 폐수가 고속 교반조(30)로유입되면 응집제(100)의 가성소다(101)와 황산알루미늄(102)이 일정량 투입되어 교반 프로펠러에 의하여 고속으로 교반하게 되며, 완전히 혼합된 폐수는 하단부의 통로를 통하여 응집조(31)로 넘어가 응집 교반 프로펠러로 전속 회전시키면 커다란 후럭을 형성하여 약품 부상조(50) 내에서 효과적인 부상 및 침전 반응이 이루어질 수 있도록 한다. 이렇게 후럭을 형성한 폐수가 도3과 같이 된 3-way 밸브(40)를 통하여 약품 부상조(50)에 유입되는 동시에 가압수 펌프(61)에 의하여 공습수조(63)의 물이 도4와 같이 구성된 가압탱크(60)로 보내지면 일측 콤프레셔(62)의 공기가 가압탱크(60)에서 물과 함께 용해되어 3-way mixing valve(40)를 통하여 약품 부상조(50)에 유입된다.
약품 부상조(50)에 유입된 폐수는 공기와 혼합된 물이 중앙에 설치된 교반 프로펠러에 의하여 교반되는 동시에 후럭이 깨지지 않은 상태에서 적당히 믹싱되면 가압탱크(60)에서 지속적인 압력을 가하게 되므로 용해된 공기는 폐수와 함께 상부로 부상되고 이 과정에서 형성된 후럭이 함께 부상되어 수면층을 이루게 된다. 이 때 후럭이 수면층을 이루면 중앙의 교반 프로펠러측에 부설된 후럭 수거 주걱(51)이 회전되면서 긁어 모아 일측에 설치된 스키밍(skimming)통(52)으로 밀어 넣게 되므로 모아진 후럭은 슬러지 균등조(90)로 보내지고 폐수는 미세한 슬러지와 함께 도5와 같이 이루어진 응집 침전조(70)로 유입된다.
상기 약품 부상조(50) 장치는 폐수의 주성분이 엽록소(ss)인 점을 착안하여 비중이 물보다 가벼우므로 침전 분리보다는 부상 분리가 더 효율적으로 판단되며, 효과적인 부상 분리를 통해 80% 이상의 ss(엽록소) 제거를 할 수 있도록 설계된 것이다.
상기와 같이 약품 부상조(50)에서 후럭이 제거된 후 응집 침전조(70)에 유입된 폐수는 응집제(100)의 폴리염화알루미늄(103)이 투입됨과 동시에 내벽(71) 중앙에 설치된 교반 프로펠러에 의하여 믹싱되면서 하부가 넓게 개구된 콘(73)의 하부를 통하여 상부로 부상되는 동시에 투입된 폴리염화알루미늄(103)에 의하여 미세한 슬러지가 서로 응집되어 부상하다가 어느 정도의 크기로 응집되면 슬러지 자체의 무게에 의하여 콘(73) 외주변의 슬러지 배출구(76) 주변으로 침전되어 군락을 이루고 있는 상태가 되고, 극히 미세란 슬러지와 물은 계속 부상하게 되거나 응집 침전조(70) 내의 상부 외벽(72)과 안내수로(75) 사이에 설치된 스텐레스 여과팩(74)에서 미세한 부유 물질은 대부분 여과된 후 상등수는 안내수로(75)를 따라서 배출된다. 이 때 스텐레스 여과팩(74) 내부에는 숯이 내장되어 미립자의 부유 물질을 여과하는 동시에 냄새를 제고하게 된 것이다. 상기와 같이 응집 침전조(70)에서 배출된 상등수는 모래가 내장된 압력식 사여과기(80)와 활성탄이 내장된 압력식 활성탄 여과기(81)를 통과하여 방출된다.
이상과 같이 된 압력식 사여과기(80)는 응집 침전조에서 미처 제거되지 못한 콜로이드성 물질(ss)을 완전하게 제거하기 위한 장치로서 차후 거쳐야 할 압력식 활성탄 여과기(81)가 미립자에 의한 다공성 공극의 폐쇄로 인한 흡착 성능 저하를 방지하기 위한 설비이며, 압력식 활성탄 여과기(81)는 수중에 함유된 잔량의 BOD, COD 성분 등을 제거하여 배출수 수질 기준에 적합하도록 하기 위한 최종 처리 장치이다.
또한 본 발명의 응집 침전조(70) 내 하단 슬러지 배출구(76) 주변에거 군락을 이루고 있는 슬러지는 선택적으로 배출구(76) 밸브를 개구시키면 슬러지 균등조(90)로 배출된다. 따라서 약품 부상조(50)와 응집 침전조(70)에서 슬러지 균등조(90)로 유입된 슬러지는 성분이 일정하도록 교반 후 펌프를 통해 슬러지 교반조(91)로 이송시킨 다음 응집제인 폴리머(polymer)를 사용하여 최대한 후럭을 형성시켜 탈수기(92)로 보내져 탈수용 압착 밸트로 일정 함수율 이상으로 탈수한 후 타수여액은 다시 폐수 집수조(10)로 보내지고 탈수된 슬러지 케이크는 저장 콘테이너(93)에 보관하여 일정한 양으로 모아지면 고형 연료 재료 또는 위탁 폐기 처분하게 된다.
이상과 같이 된 본 발명은 대도시의 야채 집하장, 농산물 야채 시장 등의 야채 쓰레기가 부패하면서 발생되는 폐수를 처리함으로써, 폐수의 주성분인 엽록소(ss)를 제거하고 COD, 및 BOD를 배출수 수질 기준 이하로 정화 처리하여 하천, 강, 바다 등의 수질 오염을 방지하여 프랑크톤과 어류의 생태계를 보존하고, 폐수가 토양에 스며들어 지하수를 오염시키는 것을 방지하므로 현재 뿐만 아니라 미래의 후손들이 사용할 지하수를 깨끗하게 보존시킴과 동시에 환경 오염을 줄여 원인 모르는 피부병과 호흡기 질환을 최대한 방지할 수 있도록 된 효과를 갖게 되었다.

Claims (1)

  1. 야채 쓰레기 폐수가 담수되도록 폐수 집수조(10)를 형성하고 이의 내부에는 교반용 블로워(11)에 의하여 공기가 분출되는 공기 분출 노즐(12)과 폐수를 이송시키도록 된 이송 펌프(13)가 설치된 구성과;
    상기 폐수 집수조(10) 내의 폐수를 이송 펌프(13)로 발열 반응조(20)에 이송시켜 순간 가열한 후 고속 교반조(30)로 인입되어 응집제(100)의 가성소다(101)와 황산알루미늄(102)이 첨가되어 1차로 고속 교반된 다음 하부를 통하여 응집조(31)에서 2차로 교반되어 3-way 밸브(40)를 통하여 약품 부상조(50)로 인입되도록 한 구성과;
    상기 약품 부상조(50)로 인입된 폐수는 가압탱크(60)에서 3-way 밸브(40)를 통하여 인입된 기포수와 함께 믹싱되면 부상된 후럭은 수거 주걱(51)에 의하여 스키밍(skimming)통(52)으로 수거되어 슬러지 균등조(90)로 배출되고, 미립자와 함께 부상된 폐수는 응집 침전조(70)로 유입되어 응집제(100)의 폴리염화알루미늄(103)에 의하여 일정한 크기를 갖는 슬러지로 응집되도록 한 구성과;
    상기 응집 침전조(70) 내의 중앙에는 내벽(71)과 외벽(72)이 이중으로 설치되고 이의 외벽(72)과 내벽 하단 사이에는 하부가 넓게 개구된 콘(73)이 설치되며, 콘(73) 외주변에는 슬러지 배출구(76)가 구비되고 응집 침전조(70) 상단 내벽에는 일체로 상등수 안내수로(75)가 형성되며 이의 안내수로(75)와 외벽(72) 사이에는 숯이 내장된 스텐레스 여과팩(74)이 설치된 응집 침전조(70)의 구성과;
    상기 응집 침전조(70)에서 배출된 상등수는 압력식 사(沙) 여과기(80)와 압력식 활성탄 여과기(81)에서 여과된 후 방출되도록 한 구성과;
    상기 약품 부상조(50)의 스키밍통(52)과 응집 침전조(70)의 슬러지 배출구(76)에서 배출된 슬러지는 슬러지 균등조(90)에서 일정 시간 균등화된 다음 슬러지 교반조(91)에서 교반된 후 탈수기(92)의 압착 밸트로 탈수시키는 동시에 슬러지를 케이크화시켜 저장 콘테이너(93)로 배출될 수 있도록 폐수 처리 장치가 구성된 것을 특징으로 하는 야채 쓰레기 폐수 처리 장치.
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