KR100365772B1 - 미네럴을 이용한 폐수 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미네럴을 이용하여 폐수를 연속적으로 처리하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 폐수에 미네럴 용액을 공급하면서 공기 분출에 의해 교반하여 활성화하는 단계와; 상기 활성화된 폐수에 미네럴 활성액을 공급하면서 공기 분출에 의해 교반하여 상기 폐수중의 유기물의 분해 및 분해대사산물의 석출을 실시하는 단계와; 상기 폐수를 석출 물질과 처리 용액으로 분리하는 단계와; 상기 처리 용액을 미네럴을 이용하여 활성화시키는 단계를 포함한다. 또한, 상기 장치는 폐수를 미네럴 용액에 의해 1차로 활성화하기 위한 폐수 활성화조와; 미네럴 용액을 발생하여 상기 폐수 활성화조에 공급하기 위한 미네럴 발생기와; 상기 활성화된 폐수중의 유기물의 분해 및 분해대사산물의 석출을 수행하기 위한 폐수 유기물 분해조와; 미넬럴 활성액을 생성하여 상기 폐수 유기물 분해조에 공급하기 위한 수단과; 상기 유기물-분해된 폐수를 석출 물질과 처리 용액으로 분리하기 위한 석출 분리조와; 상기 폐수 활성화조 및 상기 폐수 유기물 분해조내의 폐수에 공기를 분출하여 교반을 실시하기 위한 산기 장치와; 상기 석출 분리조로부터 배출되는 처리용액을, 내부에 구비된 활성수 제조기를 이용하여 활성화하기 위한 최종 분해조를 포함한다. 본 발명의 장치에 의하면, 폐수중의 유기물의 완전 분해 및 제거가 가능하다. 또한, 처리된 방류수는 잔류 유기물에 의한 부패가 전혀 없어 장시간 방치해도 부패 및 악취가 없다.

Description

미네럴을 이용한 폐수 처리 장치{Waste-water purifying apparatus using meneral}

본 발명은 미네럴을 이용한 연속적 폐수 처리 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 오폐수 처리 방법을 개략적으로 도시하는 공정도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 일반적인 오폐수 처리 방법은 원폐수를 모으는 유량 조정조에서 원폐수의 유량조절을 하여 그 일정량을 폭기조로 연속적으로 유입시키다. 그후, 상기 폐수는 폭기조내에서 미생물에 의하여 폐수중의 유기물을 산화 분해시킨 후 침전조에서 일정시간 체류시켜 침전된 오니와 상등수를 분리한다. 그런 다음, 상기 침전된 오니는 반송또는 폐기처분하고 최종 상등수는 방류조에서 방류시킨다. 그러나, 이러한 방법은 폭기조내의 미생물이 산소 공급에 의해 유기물을 산화 및 분해시키는데 한계가 있고 이로 인해 최종 방류되는 방류수내에는 잔존 유기물이 상당량 존재한다. 또한, 방류수는 이러한 잔존 유기물의 부패에 의해 악취가 발생되고 대장균등의 잡균이 존재하므로 상기의 종래 방법은 최적의 처리수를 얻기에는 불충분한 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기물이 완전 분해 및 제거된 방류액이 얻어지도록 폐수를 처리할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 잔류 유기물에 의한 부패가 전혀 없어 장시간 방치해도 부패 및 악취가 없는 방류액이 얻어지도록 폐수를 처리할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 항균 작용을 가짐으로써 위생학적으로 우수한 방류액이 얻어지도록 폐수를 처리할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 토양 개선 효과를 가짐으로써 액비로서 작물 육성 효과를 가지는 방류액이 얻어지도록 폐수를 처리할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 사료 제조 원료로도 사용될 수 있는 방류액이 얻어지도록 폐수를 처리할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폐수에 미네럴 용액을 공급하면서 공기 분출에 의해 교반하여 활성화하는 단계와; 상기 활성화된 폐수에 미네럴 활성액을 공급하면서 공기 분출에 의해 교반하여 상기 폐수중의 유기물의 분해 및 분해대사산물의 석출을 실시하는 단계와; 상기 폐수를 석출 물질과 처리 용액으로 분리하는 단계와; 상기 처리 용액을 미네럴을 이용하여 활성화시키는 단계를 포함하는 폐수 처리 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 폐수를 미네럴 용액에 의해 1차로 활성화하기 위한 폐수 활성화조와; 미네럴 용액을 발생하여 상기 폐수 활성화조에 공급하기 위한 미네럴 발생기와; 상기 활성화된 폐수중의 유기물의 분해 및 분해대사산물의 석출을 수행하기 위한 폐수 유기물 분해조와; 미넬럴 활성액을 생성하여 상기 폐수 유기물 분해조에 공급하기 위한 수단과; 상기 유기물-분해된 폐수를 석출 물질과 처리 용액으로 분리하기 위한 석출 분리조와; 상기 폐수 활성화조 및 상기 폐수 유기물 분해조내의 폐수에 공기를 분출하여 교반을 실시하기 위한 산기 장치와; 상기 석출 분리조로부터 배출되는 처리 용액을, 내부에 구비된 활성수 제조기를 이용하여 활성화하기 위한 최종 분해조를 포함하는 폐수 처리 장치를 제공한다.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 오폐수 처리 방법을 개략적으로 도시하는 공정도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐수 처리 방법을 보여주는 공정도.

도 3은 도 2에 따른 방법을 수행하기 위한 장치의 개략도.

도 4는 본 발명에 따라 폐수를 처리하는데 있어서 미네럴의 생체 촉매 작용을 보여주는 도식.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11: 스크린 장치 12: 산기 장치

13: 폐수 활성화조 15: 미네럴 발생기

17: 폐수 유기물 분해조 19: 제 1 미네럴 활성기

21: 미네럴 활성조 23: 제 2 미네럴 활성기

27: 석출 분리조 37: 최종 분리조

45a, 45b, 45c: 활성수 제조기

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐수 처리 방법을 보여주는 공정도이고, 도 3은 도 2에 따른 방법을 수행하기 위한 장치의 개략도이다.

도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐수 처리 방법은 폐수를 폐수 활성화조에 유입하여 1차로 활성화하는 것을 포함한다. 이러한 폐수 활성화는 폐수에, 광석 및 부식재가 충전된 미네럴 발생기로부터 미네럴 용액을 공급하면서 공기를 분출시켜서 약 24시간동안 교반함으로써 수행된다. 상기 미네럴 용액은 100% 자연상의 자연광물(특수 부식암)을 무기 화학적으로 처리한 것으로 미네럴 함량이 15% 이상이며, 비중은 1.1 내지 1.2 정도로 초순도의 액으로 Fe, Al, Mg, K, Ti, Ca, P 등을 주성분으로 한다. 특히, 상기 자연 광물로는 미네럴을 다량 함유한 광물로서 규산염(실리케이트)구조를 가진 화강암인 것을 사용한다. 또한, 특히 상기 미네럴 용액은 운모의 풍화체로서 흑운모중 20 내지 40종의 미네럴이 풍부하게 분포한 흑운모를 사용하며 미네럴이 풍부하게 분포한 질석등을 사용한다. 또한, 상기 미네럴 용액은 흑운모(질석)으로부터 무기산(pH 2이하)으로 미네럴을 용해하여 축출함으로써 제조된다. 이 미네럴 용액은 여타의 독성 중금속 및 유기물을 함유하지 않아야 한다. 이 미네럴 용액은 유입 오폐수와 접촉하여 유기물분해 작용과 촉매 작용에 의해 강력한 산화 작용을 유도한다. 이러한 폐수 활성화에 의하여 폐수 유기물중 약 50% 이상이 제거된다.

다음에, 이와 같이 1 차로 활성화된 폐수는 폐수 유기물 분해조에 유입된다. 이와같이 유입된 폐수에는, 미네럴 활성조로부터 미네럴 활성액이 공급되면서 산기 장치로부터 공기가 분출된다. 이러한 공기 분출에 의하여 상기 폐수는 약 24 시간동안 교반됨으로써 폐수중의 유기물이 분해되고 그 분해대사산물이 석출된다. 이러한 분해에 의하여, 폐수중의 유기물이 약 99% 이상 제거된다.

그리고 나서, 상기 유기물-분해된 폐수는 석출 분해조에 유입되어 석출 물질 및 처리 용액으로 분리된다. 이러한 분리를 위하여 자연 침전 방식, 부상 방식, 또는 기계적인 분리 방식이 사용될 수 있다. 상기 석출분리조에 침강되는 석출물질은 미생물의 대사산물 및 금속 착체 화합물을 함유하므로 점도가 있어 쉽게 해체되지 않는다. 이러한 석출 물질은 펌프에 의하여, 광석 및 부식재가 충전된 제 1 미네럴 활성기에 재반송 및 통과됨으로써 유기물의 분해 및 대사산물 석출에 재활용된다. 이와 같이 재반송되는 석출물질은 미네럴 활성기에 의하여 미생물군으로 활성화되고, 미네럴 활성조의 내부에 구비되며 광석 및 부식재가 충전된 제 2 미네럴 활성기에 의하여 더욱더 활성화되어 상기 폐수 유기물 분해조에 유입된다. 즉, 반송 석출 물질을 미네럴 활성기에 통과시키면, 생물에 필요한 필수 미네럴(칼슘, 규소, 납, 칼륨, 철 등)이 미생물의 생화학 반응의 주요원인 단백질 효소 분해 반응에 촉매 작용을 하여 미생물의 대사 활동을 촉진시키고 미생물의 증식원으로 작용한다. 즉 발생 미생물에 의해 오니(미생물)의 활성도가 높아지고 양질의 미생물균을 생산하여 극도로 활성화된 미생물군으로 증식시킬 수 있다. 이것을 폐수 유기물 분해조에 유입하면 유기물 분해 및 석출에 뛰어난 효과가 있다.

다음에, 석출 분해조에서 처리된 용액은 바로 방류되어도 무방하다. 그러나, 상기 용액에는 잔존 유기물을 미세한 정도로 함유할 수 있다. 따라서, 최종 음용수(순수)에 가까운 양질의 처리수를 얻기위해 상기 용액은 최종 분해조에 유입하여 잔존 유기물을 완전 제거하는 것이 바람직하다. 이와 같이 유입되는 용액은 활성수 제조기의 가동에 의하여 처리된다. 상기 최종 분해조에서의 체류 시간은 약 4시간인 것이 바람직하다. 이와 같이 활성화되는 용액중 일부(일반적으로, 방류되는 수량의 1-20% 정도)는 상기 미네럴 발생기 및 제 1 미네럴 활성기에 재순환됨으로써 미네럴 활성화 및 유기물 분해와 그 대사산물의 석출에 사용된다. 이와같이 재순환되는 활성수를 미네럴 발생기 또는 미네럴 활성기에 의해 이미 제조된 고순도의 미네럴 수와 잘 혼합하여 사용하면 유입되는 오탁물에 대해 분해, 반응, 응집등의 반응을 촉진시켜주고 향후 미생물 활동에 촉매 역할을 담당하여 고농도의 폐수도 처리할 수 있게 된다. 본원에서 사용되는 용어 '활성수'는 보통의 물과 비교하여 활성이 높은 물을 통칭하며 장시간 방치하여도 부패가 전혀 없고 살균력을 보유한 물로서 물 자체에도 자연 정화 능력이 잇는 등 특정의 기능을 보유한 물을 의미한다.

한편, 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐수 처리 장치는 각각의 배출원으로부터 유입되는 오폐수중 조대한 부유 물질과 미세 부유 물질을 제거하기 위한 스크린 장치(11)과 상기 스크린된 오폐수를 1차로 활성화하기 위한 폐수 활성화조(13)를 포함한다. 또한, 본 발명의 장치는 미네럴 용액을 발생시켜서 상기 폐수 활성화조의 폐수에 공급하기 위한 미네럴 발생기(15)를 구비한다. 이러한 미네럴 발생기(15)에서 발생되는 미네럴 용액은 상기 폐수와 혼합되는 경우 발생 미네럴이 생체 촉매 작용을 일으키고 폐수중의 용존 산소를 활성화시킨다. 상기 활성화된 산소는 미생물의 유기물 산화 분해 활동을 강화시켜 쉽게 폐수중의 오탁 유기물을 제거함과 동시에 응집 석출 반응에 의해 대부분의 유기물을 제거할 수 있다.

상기 미네럴 발생기(15)는 원형 또는 직사각형의 스테인레스통과, 상기 스테인레스통에 충진된 광석과, 산소 공급 장치와, 온도 제어 장치와, 교반 장치와, 고농도 난분해성 오폐수 유입시 별도의 고순도 미네럴액을 별도 주입할 수 있도록 설치되는 부가 장치를 구비하여 이루어 진다. 상기 스테인레스통에 충진되는 광석은 마그마가 상승 냉각하여 여러 가지 광물을 함유한 화성암중 미네럴 성분이 잘 혼합되어 성장한 보통의 석영, 장석 흑운모등 SiO₂나 MgSO₄등의 재질을 충진한 화강암과, 화성암이 모래가 되어 지층을 형성하며 부식물질을 함유한 부식토 및 경석의 혼합 광석이다. 또한, 상기 부가 장치는 이미 제조된 고순도의 미네럴액을 저장하여 이중 일부와 약 1-20%의 적정 비율로 혼합하여 폐수 활성화조(13)에 투입할 수 있는 장치이다. 상기 고순도 미네럴 용액은 100% 자연상의 자연광물(특수 부식암)을 무기 화학적으로 처리하여 통상 미네럴 함량이 15% 이상이어야 하며, 비중은 1.1 내지 1.2 정도로 초순도의 액으로 Fe, Al, Mg, K, Ti, Ca, P 등을 주성분으로한다. 특히 광석은 미네럴을 다량 함유한 광물로서 규산염(실리케이트) 구조를 가진 화강암을 사용한다. 특히 상기 고순도 미네럴액은 운모의 풍화체로서 흑운모중 통상 20 내지 40종의 미네럴이 풍부하게 분포한 흑운모를 사용하여 제조한다. 이러한 미네럴액은 흑운모(질석)으로부터 무기산(pH 2이하)으로 미네럴을 용해하여 축출한다. 이 미네럴액에는 여타의 독성 중금속 및 유기물이 포함되어서는 안된다. 이 미네럴액은 유입 오폐수와 접촉하여 유기물 분해 작용과 촉매 작용에 의해 강력한 산화 작용을 유도한다.

그리고, 본 발명에 따른 폐수 처리 장치는 상기 페수 활성화조에서 1차로 활성화된 용액이 라인(33)을 통해 유입되어 폐수중의 유기물을 분해하고 그 분해 대사산물을 석출하는 폐수 유기물 분해조(17)를 포함한다. 폐수 유기물 분해조(17)에 유입된 폐수중의 유기물을 분해하기 위하여, 미네럴 활성액을 생성하여 라인(25)를 통해 폐수 유기물 분해조에 공급하기 위한 수단이 마련된다. 이러한 수단은 제 1 미네럴 활성기(19)과, 상기 제 1 미네럴 활성기(10)으로부터 유입되는 미네럴 활성액을 수용하기 위한 미네럴 활성조(21)과, 상기 미네럴 활성조(21)에 수용되는 미네럴 활성액을 더욱더 활성화하기 위한 것으로 미네럴 활성조(21)의 내부에 설치되는 제 2 미네럴 활성기(23)로 이루어진다.

제 1 미네럴 활성기(19)는 원형 스테인레스망 또는 직사각형의 스테인레스 네트망으로 제조한 통을 각각 포함하는 4개의 층으로 이루어지며, 최하부 제 1 층에는 비중 0.5 이하의 경석이 충진되고, 제 2 층에는 화성암이 모래가되어 지층을 형성하며 부식물질을 함유한 부식토 또는 부식재가 충진되고, 제 3 층에는 마그마가 상승작용하여 여러 가지 광물을 함유한 화성암중 미네럴 성분이 잘 혼합되어 성장한 보통의 석영, 장석, 흑운모등 SiO₂나 MgSO₄등의 재질이 풍부한 화강암(화성암)이 충진되고, 최상부 제 4 층에는 미생물의 대사산물이 충진되어 있다. 또한 상기 제 1 미네럴 활성기(19)는 산소 공급 장치, 온도 제어 장치, 교반 장치, 및 고농도 난분해성 오폐수 유입시 별도의 고도 처리를 할 수 있는 고순도 미네럴액을 별도 주입할 수 있는 미네럴액 주입용 장치를 구비한다. 상기 미네럴액 주입용 장치는 미네럴 활성기 내부 용량의 최고 20% 까지 미네럴액을 미네럴 활성기 내부에 주입할 수 있는 용량이어야 한다. 특히 고순도 미네럴액의 주입을 위해 미네럴액 주입용 장치에 충진되는 미네럴 용액은 운모의 풍화체로서 흑운모중 통상 20-40종의 미네럴이 풍부하게 분포한 질석등을 사용하여 제조하여야 하며, 이 흑운모(질석)으로부터 무기산(pH 2이하)으로 미네럴을 용해하여 축출한다. 이 미네럴액에는 여타의 독성 중금속 및 유기물이 포함되어서는 안된다. 이 미네럴액은 유입 오폐수와 접촉하여 유기물 분해 작용과 촉매 작용에 의해 강력한 산화 작용을 유도한다.

그리고, 제 2 미네럴 활성기(23)는 원형 스테인레스망 또는 직사각형의 스테인레스 네트망으로 제조한 통을 각각 포함하는 4개의 층으로 이루어지며, 최하부 제 1 층에는 비중 0.5 이하의 경석이 충진되고, 제 2 층에는 화성암이 모래가 되어 지층을 형성하며 부식물질을 함유한 부식토 또는 부식재가 충진되고, 제 3 층에는 마그마가 상승 냉각하여 여러 가지 광물을 함유한 화성암중 미네럴 성분이 잘 혼합되어 성장한 보통의 석영, 장석, 흑운모등 SiO₂나 MgSO₄등의 재질이 풍부한 화강암(화성암)이 충진되고, 최상부 제 4 층에는 미생물의 대사산물이 충진되어 있다. 이러한 제 2 미네럴 활성기는 일정시간 경과후 미생물의 활성도를 극히 높여준다.

또한, 본 발명의 폐수 처리 장치는 상기 폐수 유기물 분해조(17)에서 유기물-분해되고 대사산물-석출되어 라인(29)를 통해 유입되는 용액을 석출 물질과 처리 용액으로 분리하기 위한 석출 분해조(27)를 포함한다. 상기 석출 분리조(27)에는 펌프(31b)가 설치된다. 상기 펌프(31b)는 석출 분리조(27)에 침강된 석출물질을 라인(35)를 통해 제 1 미네럴 활성기(19)에 재반송하기 위해 구비되는 것이다.

또한, 본 발명의 폐수 처리 장치는 석출 분리조(27)에서 처리되어 배출되는 용액중의 미소한 잔존 유기물을 제거하여 최종 음용수(순수)에 가까운 양질의 처리수를 얻기위해최종 분해조(37)를 포함할 수 있다. 상기 최종 분리조(37)에는 펌프(31c)가 설치된다. 이러한 펌프(31c)는 최종 분리조(37)에서 처리된 물의 일부(통상 물방류량의 1 내지 20% 정도)를 라인(41) 및 (43)을 통해 미네럴 발생기(15) 및 제 1 미네럴 활성기(19)에 각각 리사이클링하기 위하여 구비되는 것이다. 또한, 상기 최종 분리조(37)에는 제 1 활성수 제조기(45a), 제 2 활성수 제조기(45b) 및 제 3 활성수 제조기(45c)가 설치된다. 제 1 활성수 제조기(45a)는 통상 마그마가 상승 냉각하여 여러 가지의 광물을 함유한 화성암중 미네럴 성분이 잘 혼합되어 성장한 보통의 석영, 장석, 흑운모등 SiO₂나 MgSO₄등의 재질이 풍부한 화강암이 충전되어있고 산소 공급 장치가 내장되어 있으며, 제 2 활성수제조기(45b)는 화성암이 모래가 되어 지층을 형성하며 부식물질을 함유한 부식토가 충전되어 있고 산소 공급 장치를 내장하고 있으며, 제 3 활성수 제조기(45c)는 비중 0.5이하의 경석이 충전되어 있고 산소 공급 장치가 내장되어 있다.

한편, 도 4는 본 발명에 따라 폐수를 처리하는데 있어서 미네럴의 생체 촉매 작용을 보여주는 도식이다. 오폐수중에 유기물이 유입하면 미생물이 산소를 이용하여 유기물을 분해하게 되는데 이러한 기존의 반응은 주위 조건, 특히 온도, 산소 공급량등에 영향을 크게 받아 유기물 분해 활동의 조절이 어렵고 미생물 분해 능력의 한계로 유기물의 완전 제거가 불가능하다. 도 4에서 도시한 바와같이, 이 반응에 생물에 필요한 필수 미네럴(규소, 나트륨, 칼슘, 철 등)이 첨가되면 수중의 산소가 활성화되고 상기 미네럴의 생체 촉매 작용으로 미생물의 대사 활동을 극도로 촉진시킨다. 또한, 이 광석중 미생물과 서식 환경이 비슷한 동질의 토양 부식재가 첨가되면 미생물이 급격하게 증식되면서 유기물을 분해하게 되고 미생물의 대사산물과 그 화합물 및 H₂O등이 형성되며 잔류 미네럴 및 대사산물의 화합물이 고분자화하여 석출하게 된다.

폐수중 유기물은 물 분자에 부착하거나 물 집단에 존재한다. 즉 물이 오염되었다는 것은 물이 부패한 것이 아니라 수중의 물분자에 존재하는 유기물이 부패하는 것이다. 유기물의 부패는 환원상태의 것으로 이곳에 도 4에서 도시하는 바와같이 미네럴이 투입되고 미네럴의 생체 촉매 작용으로 수용성 유기물이 산화하면 물의 부패 방지뿐 아니라 이 유기물이 불용해 상태로 변화하면서 석출하게 된다. 이때 CO₂가스가 발생하고 N₂탈질이 일어난다.

미네럴의 생체 촉진 반응은 미네럴이 용존 산소 또는 해리 상태의 산소 이온의 역가를 높이고 산소를 활성화하여 유기물의 산화에 작용한다. 또한, 일부의 미네럴이 산화된 유기물과 염의 형태로 화합하여 불용성 물질로 석출된다.

미네럴의 생체 촉매로서의 작용은 미네럴이 호기성 상태에서 화학 반응에 직접 관여하지 않고 미생물의 증식원으로 작용하거나 생물의 생화학 반응의 주요원인 단백질 효소 반응에 생체 촉매로 이용된다.

미네럴의 석출제로서의 작용은 미네럴이 촉매 작용을 일으켜 수중의 용존 산소를 활성화시켜 이 활성 산소가 미생물의 유기물 산화 분해 활동을 활성화시키고 동시에 응집, 석출을 일으켜 쉽게 수중의 오탁 유기물을 제거한다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

각각의 배출원으로부터의 오폐수를 1차 스크린 장치 (11)에 유입하여 오폐수중의 조대한 부유 물질과 미세 부유 물질을 제거한 다음, 폐수 활성화조(13)로 유입한다. 이때, 상기 오폐수의 BOD는 2,500 ppm, COD는 1,800 ppm으로 측정된다. 폐수 활성화조(13)에 유입된 오폐수에, 산기 장치(12)에 의해 발생되는 일정량의 공기를 송풍기(미도시)로부터 분출시켜서 상기 오폐수를 교반한다. 이러한 공기의 분출은 상기 오폐수의 부패를 방지하고 상기 오폐수에 산소를 공급하는 작용을 한다. 이와같이 교반하면서 미네럴 발생기(15)를 가동하여 폐수 활성화조(13)에 미네럴액을 투입한다. 이때, 상기 미네럴 발생기(15)는 미네럴 발생 및 미생물 생식에 적정한 온도인 약 25 내지 35 ℃로 세팅한다.

한편, 최종분해조(37)로부터 라인(41)을 통해 반송되어온 미네럴 활성수와 미네럴 발생기(15)에서 생성된 미네럴액을 약 1:1의 부피비로 잘 혼합하고 상기 얻어지는 혼합물을 미네럴 발생기(14)에 설치된 밸브(미도시)를 사용하여 하루 유입 폐수량의 약 1 내지 20%의 양으로 폐수 활성화조(2)의 선단에 재투입한다. 교반을 24시간동안 계속한다. 교반후 상등액을 분석해보면, 상기 상기 상등액의 BOD 및 COD는 각각 1,300 ppm 및 900 ppm으로, 미네럴 투입과 공기 분출에 의한 교반만으로 폐수중의 유기물이 약 50% 이상 제거되었음을 알 수 있다.

다음에, 폐수 활성화조(13)에서 미네럴에 의해 1차로 활성화된 용액을 수중 펌프(31a) 및 유량 조정 장치를 이용하여 24 시간 간격으로 폐수 유기물 분해조(17)로 유입한다. 이때, 산기 장치(12)로부터 발생되는 일정량의 공기를 송풍기에 의해 상기 용액에 분출시켜서, 폐수 유기물 분해조(17)에서 미생물에 의한 유기물 분해를 수행하고, 미네럴 활성조(21)에서 발생되는 고도로 활성화된 미네럴 활성액을 라인(25)을 통해 일정량씩 24시간동안 폐수 유기물 분해조(17)로 유입하여 분해 대사 산물을 석출한다. 이러한 분해 및 석출을 약 24시간동안 수행한다. 분해 및 석출후, 상등액을 분석해보면, 상기 상등액의 BOD 및 COD는 각각 6 ppm 및 2 ppm으로, 미네럴 활성액 투입과 공기 교반만으로도 폐수중의 유기물이 99% 이상 제거되었음을 알 수 있다.

그런다음, 이와같이 처리된 용액을 수로(129)를 통해 석출 분리조(27)로 유입시켜서 생성된 석출 물질과 처리된 용액을 분리한다. 석출분리조(27)는 자연침전방식을 이용하여 석출물질과 용액을 분리하는 것이 일반적이지만, 부상 방식이나 기계적인 분리방식이 사용될 수도 있다. 석출분리조(27)에 침강된 석출물질은 미생물의 대사산물 및 미네럴의 금속착체 화합물이 형성되어 있어 점도로 인해 쉽게 해체되지 않는다. 이러한 석출물질을 석출분리조(27)에 설치된 펌프(31b)에 의해 제 1 미네럴 활성기(19)에 재반송하여 유기물의 분해 및 대사산물의 석출에 재활용한다. 이렇게 미네럴 활성기(19)에 유입된 오니(석출물질)은 양질의 미생물군에 의해 활성화되고 수중 제 2 미네럴 활성기(23)를 통해 더욱 활성화되어 폐수 유기물 분해조(17)의 선단에 유입한다.

석출분리조(27)에서 분리된 처리 용액은 바로 방류하여도 무방하다. 그러나 미세하나마 잔존 유기물이 일부 함유되어 있으므로 상기 잔존 유기물을 완전 제거하여 최종 음용수(순수)에 가까운 양질의 처리수를 얻기위해 상기 처리 용액을 최종 분해조(37)로 이송한다. 상기 처리 용액이 최종 분해조(37)내로 유입되면, 활성수 제조기(45a), (45b) 및 (45c)를 가동한다. 상기 최종 분해조(37)에서 상기 처리 용액의 체류 시간은 약 4시간이상으로 하여 활성수 제조기(45a), (45b) 및 (45c)에 의해 잔류 유기물 및 대장균이 충분히 제거될 수 있도록 한다. 이러한 활성수 제조기(45a), (45b) 및 (45c)는 지지대에 의해 고정하여 수중에 잠수시키고 송풍기로부터 공기를 주입하여 미네럴 발생을 유도하는 것으로 조작이 완료된다. 이때, 최종 분해조(37)에서 처리된 최종 방류수를 분석해보면 BOD 및 COD가 각각 1ppm으로서 유기물이 완전 제거되어 있으므로 사람과 동물이 직접 마셔도 되는 일급수에 가까운 양질의 활성수임을 알 수 있다.

이와같이 최종 방류되는 방류수는 미네럴에 의해 극도로 활성화되어 있어 활성화된 처리수의 일부(일반적으로 방류수량의 1 내지 20% 정도)를 최종 분해조(37)내의 수중펌프(31c)에 의해 라인(41)(47)을 통해 미네럴 발생기(15) 및 제 1 미네럴 활성기(19)에 재반송시켜서 미네럴 활성화 및 유기물 분해, 대사 산물의 석출에 기여한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 미네럴을 이용하여 폐수를 처리하는 것을 포함으로써 폐수중의 유기물의 완전 분해 및 제거가 가능하다. 또한, 본 발명에 따라 처리된 방류수는 잔류 유기물에 의한 부패가 전혀 없어 장시간 방치해도 부패 및 악취가 없으며, 항균 작용으로 위생학적으로 우수하고, 토양 개선 효과로 액비로서 작물 육성 효과를 가지며, 사료 제조 원료로도 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 바람직한 실시예를 기준으로 설명되었지만 당업자는 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (15)

1. 배출 배출원과 연결되어 유입된 오폐수중 조대한 부유물질과 미세 부유물질을 제거하기 위한 스크린장치와;

   상기 스크린 장치가 그 측벽에 연통되게 구성되며, 그 침전물을 펌핑하여 다른 수조로 이동시키기 위한 펌프가 구성되고, 미네랄 함량이 15%이며 Fe, Al, Mg, K, Ti, Ca, P를 주성분으로 하는 미네랄 용액을 발생시키는 미네랄 발생기가 그 상단에 장착되어 공기 및 미네랄 활성화용액이 투입됨으로써 스크린된 오폐수를 1차적으로 활성화시키기 위한 폐수 활성화조와;

   상기 폐수 활성화조에 이웃하여 구비되어 폐수 활성화조로부터 유기물을 제공받으며, 미네랄 용액과 석출 분리조 및 최종 분해조의 처리용액이 혼합된 미네랄 활성화 용액을 제공하기 위한 제 1 미네랄 활성기와 제 2 미네랄 활성기가 각각 장착되어 미네랄 활성수를 유입받아 수용하는 미네랄 활성조와;

   상기 미네랄 활성조에 이웃하여 구비되어 미네랄 활성조로부터 유기물을 제공받으며, 상기 폐수 활성화조 바닥에 침전된 침전물을 유입받아 폐수중의 유기물을 분해하고 그 분해 대사산물을 석출하는 폐수 유기물 분해조와;

   상기 폐수 유기물 분해조에 이웃하여 구비되어 폐수 유기물 분해조로부터 유기물을 제공받으며, 그 유기물을 석출물질과 처리용액으로 각각 분리하고, 그 내부에 펌프가 구비되어 처리용액을 상기 미네랄 활성조로 리사이클 시키게 된 석출 분리조와;

   상기 석출 분리조에 이웃하게 구성되어 석출 분리조로부터 유기물을 제공받으며, 내부에 유기물을 활성화시키기 위한 제 1,2,3 활성수 제조기가 각각 구비되고, 내부에 펌프가 구비되어 상기 폐수 활성화조 및 미네랄 활성조로 처리용액이 리사이클 되도록 한 최종 분해조와;

   상기 폐수 활성조, 미네랄 활성조, 폐수 유기물 분해조, 석출 분리조, 최종 분해조에 각각 파이프로 연결되어 공기를 투입시키고, 상기 미네랄 발생기 및 제 1,2 미네랄 활성기에 공기의 투입시키고, 상기 미네랄 발생기 및 제 1,2 미네랄 활성기에 공기의 재투입을 행하는 산기장치로 구성된 것을 특징으로 하는 미네랄을 이용한 폐수 처리장치
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