KR100415834B1

KR100415834B1 - 배수 처리 장치

Info

Publication number: KR100415834B1
Application number: KR10-2001-0036167A
Authority: KR
Inventors: 토시히로 타카하시
Original assignee: 아오키 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2004-01-24
Also published as: KR20020000628A; JP3479632B2; JP2002001375A

Abstract

본 발명은 유기성 배수의 처리를 목적으로 막 분리 장치를 사용하는 저수조에 있어서, 그 막 분리 장치의 여과 속도의 저하를 방지하는 것을 목적으로 한다.

유기성 배수(W)가 유입·유출되는 저수조(2)는 여과기(21)와 부식 물질을 포함한 펠릿(22)을 수용하기 위한 용기(20)를 구비한다. 여과기(21)는 여과실(26)과 배수 펌프(P)를 구비하며, 여과실(26)과 용기(20)는 저수조(3) 내부에서 병렬로 배치되고, 여과실(26)과 용기(20)의 적어도 한쪽 하방에는 공기 확산관(25)이 설치되어 있다.

Description

배수 처리 장치{APPARATUS FOR PURIFYING WASTE WATER}

본 발명은 농업 집단 배수(排水) 등의 유기성 배수의 처리 공정에서 사용되는 장치에 관한 것이다.

일본 특허 공개 공보 평성 제9-141066호에는 배설물 등의 유기성 배수 처리 장치에서 사용하는 침지형(浸漬型) 막 분리 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 처리조의 배수에 침지하여 사용하는 것으로, 그 배수가 흡인 펌프의 작용에 의해 여과막을 통과할 때, 투과수와 활성 오니 등의 고형 물질로 분리된다. 투과수는 BOD의 값이 낮고, 비교적 수질이 좋기 때문에, 이것을 수세 변소의 용수 등으로서 유효하게 이용할 수 있다.

상기 장치에서는, 고형 물질이 여과막에 부착되어 막의 여과 효율을 저하시키는 경우가 있기 때문에, 공기 확산관으로부터 발생하는 기포를 여과막에 접촉시키거나, 처리조의 상승 수류를 여과막에 접촉시킴으로써 여과막의 표면을 세척한다. 그러나, 세척 효과를 높이기 위해서 기포를 늘리거나, 상승 수류의 속도를 높이거나 하면, 단위 시간당 여과할 수 있는 수량이 감소하고, 그런 의미에서 여과 속도를 저하시키는 경우가 있다.

따라서, 본 발명에서는, 막 분리 장치를 사용하는 저수조에 있어서, 여과 속도를 저하시키지 않고 양질의 투과수를 얻을 수 있도록 개량을 행하는 것을 과제로 하고 있다.

도 1은 배수 처리 장치의 단면도이며,

도 2는 배수 처리 장치가 사용된 공정을 도시한 도면이고,

도 3은 배수 처리의 종래례의 공정을 도시한 도면이며,

도 4는 실시 형태의 일례를 도시한 도 1과 동일한 도면이고,

도 5는 실시 형태의 다른 일례를 도시한 도 1과 동일한 도면이며,

도 6은 정화 유닛의 일례를 도시한 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 배수 처리 장치

2 : 저수조

20 : 용기

21 : 여과기

22 : 펠릿

23 : 벽(주변벽)

25 : 공기 확산관

26 : 여과실

55 : 조정조

56 : 반응조

P : 배수 펌프

상기 과제 해결을 위해 본 발명이 대상으로 하는 것은 유기성 배수를 유입·유출시킬 수 있는 저수조 내부에, 유입시킨 상기 배수를 여과한 후에 상기 저수조 밖으로 유출시키는 여과기를 구비한 배수 처리 장치이다.

본 발명의 처리 장치에 따르면, 상기 여과기는 여과실과 배수 펌프를 구비하며, 상기 저수조 내부에는, 상기 배수중의 토양 세균을 호기적(好氣的) 조건하에서 배양하고 활성화하는 부식 물질을 포함한 다량의 펠릿이 수용되어 상기 배수의 출입을 가능하게 하도록 형성된 용기가 상기 여과실에 병렬로 배치되고, 이들 용기와 여과실 중 한쪽 이상의 하방에는 공기 확산관이 배치되어 있으며, 상기 여과실과 용기와 공기 확산관이 이들의 측방에 위치하는 통형상의 주변벽에 의해 둘러싸이고, 상기 저수조 내의 배수는 상기 통형상의 주변벽의 바닥부와 정상부에서 상기 주변벽의 내측으로의 출입이 가능하다.

첨부의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배수 처리 장치의 상세한 내용을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 단면도로 도시된 배수 처리 장치(1)는 저수조(2)와 정화 유닛(3)을 구비한다. 저수조(2)는 농업 집단 배수 등의 유기성 배수(W)의 유입구(4a) 외에 장치(1)에서 처리한 배수(W)를 필요에 따라 저수조(2) 밖으로 빼낼 수 있는 배수 펌프(P₂)와 유출구(4b)를 구비한다. 배수 펌프(P₂)로부터 연장되는 송수관(41)은 예컨대 배수 처리의 전공정으로 연장시킬 수 있다(도 2 참조). 유출구(4b)는 유입구(4a)보다 하방에 위치하고, 밸브(4c)를 조작하여 개폐한다. 저수조(2)의 하방에는 필요에 따라 제1 공기 확산관(5)을 설치하여 배수(W)를 교반하거나, 배수(W)에 공기를 공급할 수 있다. 제1 공기 확산관(5)의 하방에는 배수(W)나 침강한 오니 등의 고형 물질을 빼낼 수 있는 배출구(6)가 필요에 따라 설치된다.

정화 유닛(3)은 펠릿 수납 용기(20)와, 수납 용기(20)의 상방에 위치하는 여과실(26)을 포함하는 여과기(21)와, 수납 용기(20)의 하방에 위치하는 제2 공기 확산관(25)을 가지며, 수납 용기(20)와 여과실(26)과 제2 공기 확산관(25)은, 이들의 측방에 위치하는 주변벽(23)에 의해 둘러싸여 있다. 수납 용기(20)는 정상벽(20a)과 바닥벽(20b)과 측벽(20c)을 구비하며, 정상벽(20a)과 바닥벽(20b)에는 용기(20)의 내외로 통하는 다수의 통수성 관통 구멍(18)이 형성되어 있고, 측벽(20c)은 지지축(30)을 통해 주변벽(23)에 고정되어 있다. 정상벽(20a)에는 펠릿 투입구(도시 생략)가 형성되고, 여기에서 필요량의 펠릿(22)이 수납 용기(20)로 투입된다. 펠릿(22)에는, 부식 물질과 규산염을 포함하고 배수 처리에 유용한 토양 세균을 호기적 조건하에서 배양하거나 활성화할 수 있는 공지의 것이 사용된다. 또한, 이 펠릿(22)과 동시에 부식 물질을 포함하지 않고 무기물만으로 이루어진 제2 펠릿이나 경석(pumice) 등의 입자가 수납 용기(20)로 투입되는 경우도 있다.

여과기(21)는 병렬로 배치된 복수개의 여과실(26)과, 흡인 펌프(27)와, 여과실(26)로부터 펌프(27)를 경유하여 저수조(2) 밖으로 연장되는 송수관(28)을 구비한다. 여과실(26)은 수평 방향 단면의 형상이 예컨대 구형으로서, 주위가 여과막(26a)으로 형성되어 있다. 펌프(27)는 정화 유닛(3) 내의 배수(W)를여과실(26) 내로 흡인 여과하여 저수조(2) 밖으로 송출시킨다.

제2 공기 확산관(25)으로부터는 저수조(2) 밖에서 들어온 공기가 펠릿 수납 용기(20)를 향해 분출되어 펠릿(22) 주위를 호기적 분위기로 한다.

주변벽(23)은 통형상으로서, 상방에는 개구(31a)가 그리고 하방에는 통수 구멍(31b)이 마련되어 있다. 제2 공기 확산관(25)으로부터의 공기 분출에 의해 주변벽(23)의 내측에는 배수(W)의 상승류가 생기고, 주변벽(23)의 외측에는 하강류가 생긴다. 배수(W)는 통수 구멍(31b)으로부터 주변벽(23)의 내측으로 유입되고, 개구(31a)로부터 주변벽(23)의 외측으로 유출되어 정화 유닛(3)의 내외를 순환한다.

배수(W)는 이와 같이 순환하는 과정에 있어서, 펠릿 수납 용기(20)를 통과하여 펠릿(22)과 호기적 조건하에 접촉하고, 배수(W)에 있어서의 토양 세균의 배양과 활성화가 진행된다. 그 결과, 배수(W)에서는 활성 오니 등의 고형 물질이 소비되는 동시에 미세화하여 배수(W)의 점도가 저하한다. 이러한 배수(W)는 펠릿 수납 용기(20)를 나오면 펌프(27)의 흡인 작용하에 여과막(26a)에 의해 여과되고, BOD 및 SS의 값이 비교적 낮은 물과 고형 물질로 분리된다. 물은 펌프(27)에 의해 저수조(2) 밖으로, 예컨대 배수 처리 체계에 있어서 저수조(2)보다 이전의 공정으로 복귀되어 재이용된다(도 2 참조).

이러한 배수 처리 장치(1)에서는 저수조(2) 안의 배수(W)가 정화 유닛(3)에서 토양 세균의 활발한 작용을 받으면서 여과된다. 배수(W)는 그러한 작용을 받지 않고 여과되는 경우에 비하여 고형 물질이 적어지고 점도도 낮아지기 때문에 신속하게 여과되고, 여과 후의 물은 BOD나 SS의 값이 낮은 우수한 수질이 된다. 예컨대, 양자의 값은 모두 5ppm 이하로 될 수 있다. 고형 물질은 미세하여 여과막(26a)을 쉽게 막히게 하지 않고, 여과막(26a)의 표면에 부착되었다고 해도, 정화 유닛(3)의 내측을 흐르는 상승 수류(水流)나 제2 공기 확산관(25)으로부터 분출되는 기포에 의해 여과막(26a)으로부터 용이하게 이탈된다. 따라서, 이 처리 장치(1)에서는, 여과막(26a)의 표면을 세척할 목적으로 상승 수류의 속도를 높이거나, 분출하는 기포를 늘리거나 할 필요가 없다.

도 2, 도 3은 처리 장치(1)가 사용된 배수 처리 공정과, 이 공정과 대비될 만한 종래례의 공정을 도시하고 있다. 도 2의 공정은 조정조(55)와 반응조(56)로 이루어지고, 반응조(56)에는 처리 장치(1)와 배수 펌프(P₂)가 포함되어 있다. 장치(1)의 펌프(27)에 의해 빼내어진 물은 재이용수로서 조정조(55) 앞으로 공급되는 것 외에, 처리수로서 공정 밖으로 보내어져 수세 변소 용수나 마루 세정 용수 등이 된다. 또한, 배수 펌프(P₂)에 의해 반응조(56)의 오니가 반송 오니로서 이전의 공정으로 보내어진다. 도 3에 도시된 종래례의 공정은 조정조(55)와, 반응조(56)와, 분리조(57)와, 배양조(58)를 포함하고, 배수(W)는 화살표를 따라 이동한다. 분리조(57)에서는, 배수(W)가 여과막을 통과하여 처리수와 고형 물질로 분리되고, 처리수는 공정 밖으로 진행된다. 배양조(58)에서는, 배수(W)가 호기적 조건하에서 펠릿과 접촉하고, 토양 세균의 배양과 활성화가 진행된다. 도 2, 도 3의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 처리 장치(1)가 사용됨으로써 종래 필요하던 분리조(57)와 배양조(58)가 불필요하게 되고, 이들 분리조 및 배양조(57, 58)의 역할을 반응조(56)가 담당한다. 이러한 종래례의 처리 공정을 사용하는 배수 처리 시설에 있어서, 분리조(57)와 배양조(58)가 차지하는 면적은 대략 20∼30% 이기 때문에, 본 발명을 채용한 도 2의 공정이라면, 처리 시설의 면적이 20∼30% 적어진다.

도 4는 본 발명의 실시 형태의 일례를 도시한 도 1과 동일한 도면이다. 단, 이 장치(1)에 있어서의 정화 유닛(3)에서는, 펠릿 수납 용기(20)와 여과실(26) 사이에 제3 공기 확산관(63)이 설치되어 있다. 제3 공기 확산관(63)으로부터 분출되는 공기는 배수(W)의 상승류의 속도를 높임으로써 여과막(26a)의 표면으로부터 고형 물질을 떨어뜨려 여과막(26a)이 막히는 것을 막을 수 있다. 또한, 분출되는 공기는 여과막(26a)에 충돌하여 접함으로써도 고형 물질을 떨어뜨릴 수 있다. 단, 상승류의 속도와 공기의 양은 여과막(26a)에 있어서의 여과 속도를 저하시키지 않는 범위에서 조정한다. 이 장치(1)의 저수조(2)에서는, 도면의 좌측에 있어서 전체 공정의 저수조(66), 예컨대 도 2의 조정조(55)가 인접하고 있고, 이 저수조(66)의 배수(W)가 유입구(4a)로부터 저수조(2)로 침입한다. 이 경우의 저수조(2)는 바닥부가 평탄하고, 바닥부와 측벽에는 배출구(6)와 유출구(4b: 도 1 참조)가 형성되어 있지 않다.

도 5도 또 실시 형태의 일례를 도시한 도 1과 동일한 도면이다. 이 장치(1)에 있어서의 정화 유닛(3)에서는, 펠릿 수납 용기(20)와, 여과실(26)이 칸막이 벽(64)을 사이에 두고 가로로 늘어서고, 각각의 하방에 제2 공기 확산관(25)이 설치되어 있다.

도 6은 저수조(2) 안에서 사용되는 정화 유닛(3)의 일례를 도시한 도면이다. 이 유닛(3)에서는, 주변벽(23)의 내측에 펠릿 수납 용기(20)와 여과실(26)이 칸막이 벽(64)을 사이에 두고 병렬로 배치되어 있다. 주변벽(23)으로부터는, 제2 공기 확산관(25)(도 5 참조)으로 이어지는 송기관(25a)이 연장되어 있다. 여과실(26)로부터는, 흡인 펌프(27: 도 5 참조)로 이어지는 송수관(28)이 연장되어 있다. 배수(W)는 화살표(X)로 도시된 바와 같이 주변벽(23)의 하방으로부터 주변벽(23) 내측으로 침입한다. 용기(20)와 여과실(26)은 주변벽(23) 밖으로 빼낼 수 있다.

본 발명에 따른 배수 처리 장치는 저수조 안에서 토양 세균을 배양하고 활성화시키면서 배수를 여과하기 때문에, 여과막은 쉽게 막히지 않고, 높은 여과 속도를 유지할 수 있다. 여과 후의 물은 수질이 좋고, 여러 가지 용도로 재이용할 수 있다. 또한, 이 처리 장치를 사용하면, 종래의 배수 처리 시설에서 필요로 되었던 분리조와 배양조의 역할을 반응조에서 담당할 수 있기 때문에, 처리 시설의 면적을 줄일 수 있다.

Claims

유기성 배수를 유입·유출시킬 수 있는 저수조 내부에, 유입시킨 상기 배수를 여과한 후에 상기 저수조 밖으로 유출시키는 여과기를 구비한 배수 처리 장치에 있어서,

상기 여과기는 여과실과 배수 펌프를 구비하며, 상기 저수조 내부에서는, 상기 배수 중의 토양 세균을 호기적(好氣的) 조건하에서 배양하고 활성화하는 부식 물질을 포함한 다량의 펠릿이 수용되어 상기 배수의 출입을 가능하게 하도록 형성된 용기가 상기 여과실에 병렬로 배치되고, 이들 용기와 여과실 중 한쪽 이상의 하방에는 공기 확산관이 배치되어 있으며, 상기 여과실과 용기와 공기 확산관이 이들의 측방에 위치하는 통형상의 주변벽에 의해 둘러싸이고, 상기 저수조 내의 배수는 상기 통형상의 주변벽의 바닥부와 정상부에서 상기 주변벽의 내측으로의 출입이 가능한 것을 특징으로 하는 배수 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 저수조 내부에서, 상기 여과실이 상방으로 되고 상기 용기가 하방으로 되도록 병렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 배수 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 저수조 내부에서, 상기 여과실과 용기가 가로 방향으로 병렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 배수 처리 장치.
삭제
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저수조는 상기 유기성 배수의 처리 체계에 있어서 직렬로 배치되어 있는 복수개의 처리조 중의 하나인 것을 특징으로 하는 배수 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기성 배수의 처리 체계는 조정조와 반응조를 구비하며, 상기 저수조는 상기 반응조 내부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배수 처리 장치.