KR100424748B1 - 생활오수 처리장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반가정 및 식당, 호텔과 같은 숙박시설 등에서 배출되는 생활오수의 정화처리장치 및 방법에 관한 것으로, 이를 보다 상세히 설명하면, 생활오수에 포함되어 있는 고형분과 일반적인 오수처리시설을 통과한 후에 잔류하게 되는 미세입자들을 고려하여 생활오수를 보다 효과적으로 처리하기 위한 것으로서, 일반적인 수처리과정을 실시함에 있어, 유입수에 함유되어 있는 고형분을 사전에 제거하도록 하는 것과, 정화된 최종 방류수에서 부유성 미세입자를 제거한 후에 방류시켜 주도록 하는 것을 주된 특징으로 하는 생활오수 처리장치 및 방법을 제공하려는 것으로서, 수처리전에 고형분을 제거하여 고형분에 함유된 인의 유입을 사전에 차단하여 슬러지의 양을 확연히 감소시킬 수 있으며, 고형분의 용해성 BOD화 방지로 BOD부하감소를 꾀하며, 또한 종래의 경비과다의 여과장치를 제거하고 간단한 특수금속망으로 부유물을 제거하여 방류할 수 있다.

Description

생활오수 처리장치 및 방법{Treatment process and facilities for house hold waste water}

본 발명은 일반가정 및 식당, 호텔과 같은 숙박시설 등에서 배출되는 생활오수의 정화처리장치 및 방법에 관한 것이다.

이를 보다 상세히 설명하면, 생활오수에 포함되어 있는 고형분과 일반적인 오수처리시설을 통과한 후에 잔류하게 되는 미세입자들을 고려하여 생활오수를 보다 효과적으로 처리하기 위한 것으로서, 일반적인 수처리과정을 실시함에 있어, 유입수에 함유되어 있는 고형분을 사전에 제거하도록 하는 것과, 정화된 최종 방류수에서 부유성 미세입자를 제거한 후에 방류시켜주도록 하는 것을 주된 특징으로 하는 생활오수 처리장치 및 방법을 제공하려는 것이다.

정부 수질개선기획단에서 1999년 4월에 발표한 자료에 따르면, 전체 폐수 중 가장 많은 양을 차지하는 생활오수가 총 하·폐수 발생량의 89.9%이고, 그 다음으로 산업폐수와 축산폐수가 각각 9.4%, 0.7%를 차지한다고 나타나 있다. 따라서 물을 오염시키는 가장 큰 원인은 생활오수이며, 생활 속에서 하수로 흘려 버리는 세제, 샴푸, 음식물 찌꺼기 등이 수질오염의 주원인으로 전체 하·폐수 발생량의 약 90%를 차지한다. 따라서 생활오수에 의해 자연환경이 오염되는 것을 막기 위해서는 생활오수의 정화처리가 가장 선행되어야 한다.

일반적인 생활오수처리과정은 일반가정 및 식당, 숙박시설 등에서 배출되는 생활오수를 침사지에서 모래, 넝마, 막대기, 요구르트병 등의 각종찌꺼기를 제거하고, 포기조에서 호기성 미생물에 의하여 유기물 등 오염물질을 분해시켜 제거하여오염물질과 유기물 감소시키며, 최종침전지를 거쳐 호수·하천·바다로 방류되는 단계를 거치게 된다.

그러나 상기와 같이 처리할 경우 포기조에 유입되는 처리수에는 고형분이 과다하게 포함되어 있어, 이로 인해 잉여슬러지가 과량으로 발생하게 되는 폐해를 가져왔다.

따라서 생활오수의 처리 전에 고형분을 제거하는 방법이 절실히 필요되고 있는 실정이다.

이러한 문제를 고려하여 제안된 종래 기술로서는 국내실용신안등록 제119096호의 '부유물의 탈수처리가 가능한 오·폐수처리방치' 및 국내실용신안공개 제2000-0020131호의 '오탁수의 부유물제거막장치'가 알려져 있다.

국내실용신안등록 제119096호의 '부유물의 탈수처리가 가능한 오·폐수처리장치'는 침사지에 수개의 홈을 지닌 무한궤도상의 경사스크린을 설치하여 부유물을 상향으로 수거하면서 침사지 외부의 홉퍼에 떨어뜨려 배출시키고, 홉퍼와 압착스크류를 통해 부유물을 탈수, 압착되도록 된 장치이다.

그러나, 이와 같은 종래의 처리장치는 부유물의 수거를 용이하게 실시할 수 있지만 회전 가능한 경사스크린, 외부홉퍼, 압착스크류 등 시설이 복잡하고, 설비비가 많이 소요되며, 또한 경사스크린 회전과 스크류의 작동을 위한 전력비 등 운용·유지비가 소요되는 문제점이 있었다.

또한 국내실용신안공개 제2000-0020131호의 '오탁수의 부유물제거막장치'는, 내부에 브러쉬가 형성된 브러쉬네트와 작은 망으로 형성된 실트매쉬를 수면위에 뜨는 플로트에 물 속 수직방향으로 고정시켜 부유물제거장치를 구성하고, 이 부유물 제거장치를 물흐르는 방향에 수직으로 좌우 일정한 간격을 두고 설치하여 형성되어 있다. 수직으로 설치된 부유물제거장치에 의해 수면 아래 부유물들이 걸러지며, 걸러진 부유물들은 서로 뭉쳐져서 자중에 의해 스스로 침강(침전)되도록 되어 있고, 또한 수면의 부유물들은 수면에 일정한 간격으로 설치된 플로트에 의해 수면흐름의 정체구간을 형성하게 되고, 물의 흐름이 정체하는 부분에 부유물들이 서로 뭉쳐서 자중에 의해 침강(침강)하도록 된 장치이다.

그러나, 이와 같은 종래의 처리방법은 별도의 동력장치없이 침전된 부유물의 수거가 가능하지만 부유물들에 의해 망이 쉽게 막혀지게 되고, 따라서 망을 수시로 청소해 주어야 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 더욱 개선된 생활오수의 처리장치 및 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명은 생활오수 중에 존재하는 고형분을 수처리 전에 제거하기 위한 고형분사전제거부와, 수처리 양을 조정하여 처리과정에 과부하가 걸리지 않도록 유량을 조정해주는 유량조정부, 혐기성분해침전조와 호기성분해조로 이루어져 질소와 유기물의 분해가 용이한 탈질부, 최종방류수의 부유물을 제거하기 위한 부유물제거방류부로 이루어지는 생활오수의 처리장치 및 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 생활오수 중에 존재하는 고형분을 사전에 제거하는데있어서, 만곡필터와 곡면형상의 임펠러를 이용하여 별도의 동력원이 없이 처리수의 자중에 의해 처리수의 고형분을 걸러 내도록 된 생활오수처리장치 및 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 고형분 분리장치에 의해 걸러진 고형분을 내부망과 외부망사이에 나무칩을 채운 수납장치에 담아 물기를 제거하되, 고형분수납장치의 내부망과 외부망사이에 채운 나무칩을 필터로 사용한 후엔 유기비료로 사용할 수 있도록 된 생활오수처리장치 및 방법을 제공하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 일반적인 수처리과정을 거친 방류수에 다량 존재하는 음이온계 부유물들을 미세금속망의 정전기전하를 이용하여 제거하도록 하고, 처리수의 부유물이 부유물제거망의 유통공을 막아 처리수가 불가능 할 경우 처리수의 흐름을 반대방향으로 바꾸어 부유물제거망에 끼인 부유물을 제거하여 막힘없이 사용할수 있도록 된 생활오수처리장치 및 방법을 제공하려는데 있다.

본 발명의 상기 목적은,

일반적인 포기조를 포함하는 생활오수처리하는 것에 있어서,

수처리전에 고형분을 제거해 주는 고형분분리장치(6) 및 고형분 분리장치에 의해 분리된 고형분을 수납하고 고형분에 함유되어 있는 수분을 제거해 주도록 하는 고형분수분제거수납장치(7)로 이루어진 고형분사전제거부(2)와,

유량조절조(30)에 유입된 처리수를 일정하게 다음 공정으로 공급해 주기 위한 통상의 유량조정부(3)와,

유기물분해와 질소화합물 분해를 하는 통상의 탈질부(4)와,

최종 방류수의 부유물을 제거하는 부유물제거망(70)과 역세장치(80)으로 이루어진 부유물제거방류부(5)를 순차적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 생활오수 처리방법 및 장치에 의해 달성된다.

특히, 상기 최종방류수의 부유물제거방류부를 실시할 때 부유물제거망(70)을 막는 부유물을 제거하기 위해 처리수의 흐르는 방향을 역으로 바꾸어 부유물제거망에 끼인 부유물을 없애주어 막힘없이 사용할 수 있게 하는 역세장치를 이용함을 특징으로 하는 생활오수 처리장치 및 방법에 의해 달성된다.

도 1은 본 발명에 따른 생활오수 처리장치의 전체 공정도.

도 2는 본 발명에 따른 생활오수 처리장치에서 고형분 사전제거부를 발췌하 여 보인 확대도.

도 3은 본 발명에 따른 생활오수 처리장치에서 부유물제거방류부를 발췌하여 보인 확대도.

도 4는 본 발명에 따른 생활오수 처리장치를 보인 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

1. 생활오수 처리장치 2. 고형분 사전제거부

3. 유량조절부 4. 유기물분해부

5. 부유물제거방류부 6. 고형분 분리장치

7. 고형분 수분제거수납장치 41. 호기성분해조

42. 혐기성분해침전조 12. 임펠러

64. 부유구 70. 부유물제거망

80. 역세장치

본 발명의 상기 목적과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

첨부도면 도 1내지 도 4는 본 발명에 따른 생활오수 처리장치 및 방법의 구체적인 실현예를 보인 것으로서, 도 1은 본 발명에 따른 생활오수 처리장치(1)의 전체처리공정을 보여주고, 도 2는 본 발명에 따른 생활오수 처리장치에서 고형분사전제거부(2)를 발췌하여 보인 확대도이고, 도 3은 본 발명에 따른 생활오수 처리장치에서 부유물제거방류부(5)를 발췌하여 보여주는 확대도이며, 도 4는 본 발명에 따른 생활오수 처리장치(1)을 평면상으로 보여주는 것이다.

본 발명에 따른 생활오수처리장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 유입되는 생활오수를 오수와 고형분으로 분리하여 주는 고형분분리장치(6) 및 고형분분리장치(6)에 의해 분리된 고형분을 수납하고 고형분에 함유되어 있는 수분을 제거해 주도록 하는 고형분 수분제거수납장치(7)로 구성된 고형분 사전제거부(2), 탈질부(4)에 과부하가 걸리지 않도록 처리수의 유량을 조절해주는 유량조절부(3), 호기성미생물을 이용해 처리수의 유기물을 분해하는 호기성분해조(41)와 혐기성미생물을 이용해 유기물을 분해하는 혐기성분해침전조(42)로 이루어진 탈질부(4), 처리수를 상측으로 역류시키면서 정전기전하를 이용한 미세금속망에 의해 부유물을 제거하는 부유물제거망(70)와 부유물제거망(70)의 유통공이 폐쇄되었을 때 부유물제거망(70)의 상측의 물을 부유망하측으로 통과시켜 유통공을 뚫어주도록 하는 역세장치(80)로 구성된 부유물제거방류부(5)로 이루어져 있다.

도 2는 탈질부(4)를 실시하기 전에 생활오수에 포함되어 있는 고형분을 제거하기 위한 고형분 사전제거부(2)를 발췌하여 보인 확대도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 고형분분리장치(6)은 오수저장조(11)의 내부 상측에는 만곡필터(15)를 구비하고, 그 위에 날개가 만곡형으로 된 임펠러(12)를 회전가능하게 장착하여 임펠러(12)의 외주면에는 솔(13)을 일정한 간격으로 장착하되, 상기 솔(13)이 만곡필터(15)와 접촉되도록 한다.

임펠러(12)의 상단에는 생활오수공급관(18)을 구비하여 생활오수를 공급할 수 있도록 하되 임펠러(12)의 만곡형 날개에 충진된 처리수의 자중에 의해 임펠러(12)가 회전하도록 하되 공급되는 고형분이 잔류하고 처리수는 만곡필터(15)를 통하여 오수저장조(11)로 떨어지도록 하였고, 만곡필터(15)의 상부에 잔류하는 고형분은 임펠러(12)가 회전할 때 솔(13)에 의해 차후에 구체적으로 설명되는 고형분수납장치(20)로 쓸려가도록 하였다. 특히 오수정화조로 떨어진 처리수는 차후에 구체적으로 설명되는 고형분수납장치(20)로 이송시킬수 있도록 하였고, 오수처리저장조(11)에 처리수가 만곡필터(15)를 넘지 않도록 도 4에 도시된 바와 같이 유통로(19)를 통하여 유량조절부(3)로 공급되어지도록 하였다.

상기와 같이 수처리에 들어가기 전에 고형분제거를 미리 하므로 기존에는 고형분에 함유된 인(P)의 유입으로 인해 처리 후 발생하던 슬러지가 감소하여 그에 따른 처리비용도 줄일 수 있게 되었으며, 고형분과 오수분리장치(10)는 처리수의 자중을 이용하므로 별도의 동력 공급원이 필요치 않게 되었다.

상기 고형분과 오수분리장치(10)의 측면에는 고형분 수납장치(20)를 구비하여 걸러진 고형분을 이송시킬 수 있도록 하였다.

상기 고형분 수납장치(20)는, 받침대(22)에 안치되는 10~20메쉬 크기로 된 내부망(25)과 외부망(24)과의 사이에 나무칩(26)을 충진시켜 필터(23)를 형성하였고, 필터(23)의 하부에는 수위감지센서(27)를 설치하여, 떨어지는 처리수의 수위가 받침대(22)보다 높아질 경우에는 순환관(28)과 펌프(29)를 이용하여 유량조정조(30)로 순환공급시킬 수 있도록 하였다.

상기와 같이 내·외부망(25)(26)의 사이에 충진된 필터(23)의 나무칩(26)은 생활하수의 유기물이 베어지도록 하여 일정시간이 지난 후에 유기비료로도 쓰일 수 있도록 하였다.

부유물을 제거한 처리수는 도 4에 도시된 바와 같이 유량조절부(3)로 이송되어지며, 유량조절부(3)는 탈질부(4)에 과부하가 걸리지 않도록 하기 위한 것으로 통상적으로 실시하는 과정이므로 보다 구체적인 설명은 생략키로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 유량조정부(3)을 거친 처리수는 호기성분해조(41)와 혐기성분해침전조(42)로 이루어진 통상의 탈질부(4)를 실시하도록 하였다.

탈질부(4)는 공기를 처리수에 넣어 호기성생물에 의해 유기물을 덩어리로 만들어 가라앉히는 통상의 호기성분해조(41)와, 공기를 차단하여 혐기성생물에 의해 유기물을 덩어리로 만들어 가라앉히는 통상의 혐기성분해침전조(42)로 이루어진다.

상기와 같은 호기성분해조(41)와 혐기성분해침전조(42)로 구성된 탈질부(4)는 통상적으로 실시하는 과정이므로 보다 구체적인 설명은 생략키로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이 탈질부(4)를 거친 처리수를 방류하기 전에 부유물제거방류부(5)에 의해 부유물 제거과정을 실시한다.

부유물제거방류부(5)의 부유물제거망(70)은 받침대(62)에 의해 분할되는 부유물제거조(60)와 방류조(61)사이에 40~60메쉬 크기로서 상광하협의 유통공(72)을 지닌 금속망으로 이루어진다.

종래 방류수에 일부 잔여 유기물들은 음전하를 띈 상태로 다량 존재하는데, 동일한 전하간에 발생하는 척력으로 인해 침전되지 않은 채로 처리수 중에 부유물상태로 있다. 하지만 본 발명에서는 상기와 같이 음이온으로 존재하는 부유물들을 부유물제거망(70)을 이용해 정전기적으로 중화하므로 응집되어 제거하게 된다.

또한 도 3에 도시된 바와 같이 부유물제거망(70)를 오랫동안 실시할 경우 하부에서 상부로 흘러 방류되는 처리수의 부유물이 부유물제거망(70)의 유통공(72)을 막아 처리수 흐름의 저속화되게 되는데 이를 방지하기 위한 역세장치(80)를 형성한다.

상기 역세장치(80)는 포기조(40)와 연통되도록 방류조의 상측에 유임공(65)을 뚫어주고, 일측 상부에 방류공(61-1)이 뚫어진 방류조(61)에서 유입공(65)는 정화오수유입관(63)을 구비하여 부유구(64)를 내장시키되 정화오수유입관(63)의 내부에서 유입공(65)의 하측에는 센서(66)을 구비하고, 정화오수유입관(63)의 하단에는 협소부(63-2)에 의해 단면적이 좁아지는 정화오수유출관(63-1)을 부유물제거조(60)의 내부에까지 유입되도록 형성하였으AU, 부유물제거조(60)의 내부하측에는 정화오수반송관(69)를 구비하되 펌프(68)에 의해 유량조절조(30)에 공급시킬 수 있도록 하되, 펌프는 부유물제거조(60)의 내부에 구비된 수위감지센서(67)와 정화오수유입관(63)에 구비된 센서(66)에 의해 단속할 수 있도록 하였다.

역세장치(80)는 탈질부(4)로부터 유입되는 정화오수에 의해 탈질부(4)에서 부유물제거조(60)로 유입되는 정화오수유입관(63)에 설치된 부유구(64)가 그 상단의 센서(66)에 의해 가동되는 펌프(68)로 부유물제거조(60)하단에 설치된 정화오수반송관(69)의해 유량조절부(3)로 정화오수를 비롯한 부유물제거망(70)의 유통공(72)을 막았던 부유물을 반송시킴으로 방류조(61)의 처리수가 부유물제거조(60)로 역류하게 되어 부유물제거망(70)에 끼인 부유물을 제거하게 된다. 정화오수가 부유물 제거망 하단에 위치한 레벨센서(67)에 의해 일정수위가 되면 펌프(68)의 작동을 정지시켜 정상적인 흐름을 유지하도록 한다.

부유물이 장시간 접촉함으로 부유물제거망(70)의 유통공(72)이 막혀 처리수의 흐름이 저해되었을 경우를 고려하여 부유물제거망(70)의 유통공(72)은 도 3에서 보여지는 바와 같이 하단부는 협소유통공(72-1)로 상단은 확장유통공(72-2)으로 형성하여, 처리수의 흐름이 역세될 때 그물눈에 낀 부유물을 제거하기에 용이하도록하여 별도의 세척장치를 두지 않도록 한다.

본 발명은 생활오수를 처리함에 있어서, 수처리전에 고형분을 제거하여 고형분에 함유된 인의 유입을 사전에 차단하여 슬러지의 양을 확연히 감소시킬 수 있으며, 고형분이 부패조에서 용해성 BOD로 전환되어 BOD부하를 가중시키던 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

본 발명에 따른 고형분사전제거장치는 처리수의 자중을 이용하여 만곡형상의 임필러를 회전시켜 실시함으로 별도의 동력원이 없이 작동할 수 있고, 솔이 달린 임펠러와 철망으로 이루어져 있으므로 그 구성이 간편하여, 설치·유지비가 저렴하다.

본 발명에 따른 고형분 수납장치의 내부망과 외부망사이를 채우는 나무칩은 실시중에는 필터로 사용되고, 정기적으로 유기물이 베인 나무칩을 꺼내 유기비료로 다시 활용할 수 있다.

또한 본 발명은 종래에는 별도의 여과 없이 그대로 방류되었던 방류수의 부유물을 부유물제거망을 통해 제거할 수 있으며, 본 발명의 자동역세장치로 인해 부유물제거망이 막힘없이 사용될 수 있다.

Claims (6)

1. 일반적인 포기조를 포함하는 생활오수처리하는 것에 있어서,

   수처리전에 고형분을 제거해 주는 고형분분리장치(6) 및 고형분 분리장치에 의해 분리된 고형분을 수납하고 고형분에 함유되어 있는 수분을 제거해 주도록 하는 고형분 수분제거수납장치(7)로 이루어진 고형분사전제거부(2)와,

   유량조절조(30)에 유입된 처리수를 일정하게 다음 공정으로 공급해 주기 위한 통상의 유량조정부(3)와,

   유기물분해와 질소화합물 분해를 하는 통상의 탈질부(4)와,

   최종 방류수의 부유물을 제거하는 부유물제거망(70)과 역세장치(80)으로 이루어진 부유물제거방류부(5)를 순차적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 생활오수 처리장치.
2. 제 1항의 고형분사전제거부(2)에 있어서,

   고형분사전제거부(2)의 고형분분리장치(6)는 오수저장조(11)의 내부 상측에는 만곡필터(15)를 구비하고, 그 위에 날개가 만곡형으로 된 임펠러(12)를 회전가능하게 장착하여 임펠러(12)의 외주면에는 솔(13)을 일정한 간격으로 장착하되, 상기 솔(13)이 만곡필터(15)와 접촉되도록 이루어짐을 특징으로 하는 생활오수처리장치.
3. 제 1항의 고형분사전제거부(2)에 있어서,

   고형분사전제거부(2)의 고형분 수분제거수납장치(7)는 받침대(22)에 안치되는 10~20메쉬 크기의 내부망(25)과 외부망(24)과의 사이에 나무칩(26)을 충진시켜 필터(23)로 된 고형분수납장치(20)를 형성였고, 고형분수납장치(20)의 하부에는 수위감지센서(27)를 설치하여, 떨어지는 처리수의 수위가 받침대(22)보다 높아질 경우에는 순환관(28)과 펌프(29)를 이용하여 유량조정조(30)로 순환공급시킬 수 있도록 이루어짐을 특징으로 하는 생활오수 처리장치.
4. 제 1항의 부유물제거방류부(5)에 있어서,

   부유물제거방류부(5)의 부유물제거망(70)은 받침대(62)에 의해 분할되는 부유물제거조(60)와 방류조(61)사이에 40~60메쉬 크기로서 상광하협의 유통공(72)을 지닌 금속망으로 이루어짐을 특징으로 하는 생활오수처리장치.
5. 제 1항의 부유물제거방류부(5)에 있어서,

   부유물제거방류부(5)의 역세장치(80)는 포기조(40)와 연통되도록 방류조의 상측에 유임공(65)을 뚫어주고, 일측 상부에 방류공(61-1)이 뚫어진 방류조(61)에서 유입공(65)는 정화오수유입관(63)을 구비하여 부유구(64)를 내장시키되 정화오수유입관(63)의 내부에서 유입공(65)의 하측에는 센서(66)을 구비하고, 정화오수유입관(63)의 하단에는 협소부(63-2)에 의해 단면적이 좁아지는 정화오수유출관(63-1)을 부유물제거조(60)의 내부에까지 유입되도록 형성하였으나, 부유물제거조(60)의 내부하측에는 정화오수반송관(69)를 구비하되 펌프(68)에 의해 유량조절조(30)에 공급시킬 수 있도록 하되, 펌프는 부유물제거조(60)의 내부에 구비된 수위감지센서(67)와 정화오수유입관(63)에 구비된 센서(66)에 의해 단속할 수 있도록 이루어짐을 특징으로 하는 생활오수처리장치.
6. 일반적인 포기조를 포함하는 생활오수처리방법에 있어서,

   생활오수의 고형분을 제거해 주는 고형분분리공정과,

   분리된 고형분을 수납하는 고형분수납공정과,

   처리수의 유량을 조정하는 통상의 유량조정공정과,

   질소와 유기물을 제거하는 통상의 탈질공정과,

   최종 방류수의 부유물을 제거하는 부유물제거공정을 순차적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 생활오수처리방법.