KR100429676B1 - 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화방법및 현장 수질정화를 위한 구획구분장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.

본 발명은 바다, 호소, 하천, 연못 등의 자연 또는 인공 수역에서의 현장 수질정화방법에 있어서, 특히 수역의 오염물질을 수역에서 직접 가압부상시켜 제거할 때 처리하고자 하는 수역을 바닥부까지 구획을 구분한 상태에서 처리토록 한 것이 특징이다.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.

종래의 처리방식은 처리대상 수역을 구분시키지 않은 상태에서 정화작업이 이루어져 수역 전체가 완전혼합식 반응조와 유사한 형태로 운영됨으로서 처리대상 수역이 넓을 경우에는 처리수와 미 처리수가 연속적으로 혼합되는 상태에서 처리가 진행되기 때문에 처리수는 반복적으로 처리되는 반면 일부는 미 처리된 상태로 남게 되어 반응속도 측면에서 처리효율이 낮게 되는 문제점이 있다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

처리하고자 하는 수역을 일정 영역만큼 구획을 구분하여 작업수계를 형성토록 하고, 이 작업수계에서의 수질정화는 소규모의 회분식(batch) 반응조의 형태, 또는 연속흐름식(plug flow) 반응조 형태, 또는 연속흐름식완전혼합 반응조의 형태로 운영토록 하고 처리수는 별도의 구획에 미처리수와 격리시킴으로써 처리효율을 높이고 처리시간을 단축한 것이다.

라. 발명의 중요한 용도.

바다, 호소, 하천, 연못 등 자연 또는 인공 수역에서의 수질정화.

Description

바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화방법 및 현장 수질정화를 위한 구획구분장치{A method of purification and a device of divicision for a water guality in the area such as the sea, lakes, rirers and ponds}

본 발명은 바다, 호소, 하천, 연못 등 자연 또는 인공 수역에서의 현장 수질정화방법 및 현장 수질정화를 위한 구획구분장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수중의 오염물질을 수역의 현장에서 직접 가압부상시켜 제거할 때 처리하고자 하는 수역을 바닥부까지 구획을 구분하여 처리수와 미 처리수가 혼합되지 않은 상태에서 처리가 이루어지도록 한 것이다.

종래에 이러한 자연 또는 인공 수역에서의 현장 수질정화는 처리하고자 하는 수역이 위치하는 주변의 육지에 별도의 반응조를 비롯한 이에 수반된 반응설비들을 설치하여 수역의 물을 퍼 올려서 처리토록 하였으나 설비의 설치 및 해체에 따른 작업이 불편할 뿐 아니라 이를 설치하기에 충분한 부지가 필요했던 문제점이 있었다.

따라서 최근에는 처리하고자 하는 수역에 응집제와 공기가 포함된 가압수를 직접 고압으로 분사시켜 투입된 응집제에 의하여 수중에 포함된 오염물질을 응집토록 함과 동시에 미세 공기에 의하여 수 표면으로 부상토록 한 후, 수 표면에 오일 펜스(oil fence)를 띄어서 부상된 응집물과 스컴(scum) 등을 한 곳으로 집중되게 모아서 흡입장치에 의하여 수역의 외부로 배출시켜 제거토록 함으로서 별도의 반응조를 설치하지 않고도 편리하게 작업을 할 수 있는 현장 가압부상공법이 시도되고 있는 것이다.

그러나 이러한 현장 가압부상공법을 이용한 현장 수질정화에 있어서는 오일 펜스(oil fence)에 의하여 처리된 부분의 수 표면으로 부상되는 물질이 미 처리된 부분으로의 확산을 방지시켜 수 표면에서의 부상물질(스컴)의 확산은 방지할 수 있었으나, 수면 아래 수역에서는 부분적이나마 완전혼합식 반응조의 형태로 운영됨으로서 수면 이하의 부분에서는 처리수와 미 처리수의 혼합을 방지할 수 없기 때문에 처리대상 수역이 넓을 경우에는 처리수와 미 처리수가 연속적으로 혼합되는 상태에서 처리가 진행되어 처리수는 반복적으로 처리되는 반면 일부는 미 처리된 상태로 남게 되어 반응속도 측면에서 처리효율이 낮게 되는 문제점이 있다.

따라서 이에 수반되는 약품의 사용량과 처리시간이 많이 소요되었던 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 처리하고자 하는 수역 전체가 완전혼합식 형태로 운영되는것을 수역의 일정 영역을 구획구분시켜 처리수와 미처리수가 혼합되지 않도록 격리시킴으로서 처리효율을 높이고자 함이다.

이를 위하여 처리하고자 하는 수역의 일정 영역을 바닥부까지 구획구분토록 하여 소규모의 회분식(batch) 반응조, 또는 연속흐름식(plug flow) 반응조, 또는 연속흐름식혼합 반응조의 형태로 운영토록 되는 작업수계를 형성하고, 처리수는 별도의 구획에 의하여 미처리수와 격리시켜 혼합되지 않도록 한 상태에서 통상의 가압부상공법에 의하여 수질을 정화토록 한 것이다.

또한 작업수계 내에서도 격벽을 설치하여 연속흐름식(plug flow) 반응조의 형태로 운영토록 하여 처리시간의 단축 및 처리효율을 더욱 높일 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 발명 수질정화방법의 일 실시예를 나타낸 작업 진행도.

도 2는 본 발명 수질정화방법의 또 다른 실시예를 나타낸 작업 진행도.

도 3은 도 1과 도 2의 작업수계에서의 회분식 처리방법의 개략도.

도 4는 도1 과 도 2의 작업수계에서의 연속흐름식 처리방법의 개략도.

도 5는 본 발명 수질정화방법의 제3 실시예를 나타낸 작업 진행도.

도 6은 도 5의 작업수계에서의 연속흐름혼합식 처리방법의 개략도.

도 7은 도 5의 작업수계에서의 연속흐름식 처리방법의 개략도.

도 8은 도 7의 방법에 의한 수역에서의 적용 실시예를 나타낸 사시도.

도 9는 본 발명 구획구분장치의 일 실시 예에 따른 설치 상태도.

도 10은 본 발명 구획구분장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 사시도.

도 11은 본 발명 구획구분장치에 연결수단을 형성시킨 상태의 사시도.

도 12는 수역에 설치된 구획구분장치에 작업대가 장착된 상태의 사시도.

도 13은 본 발명 구획구분장치의 사용 상태도.

도 14는 종래 현장 수질정화방법의 일 실시 예를 나타낸 개략도.

<도면의주요부분에대한부호의설명>

1: 구획막 2: 부레

3: 고정체 4: 작업대

5: 연결수단 6: 덮개

10: 작업수계 20: 처리수 영역

30: 미처리수 영역 40: 오일펜스

50: 흡입장치 60: 격벽

70: 가압수

본 발명은 처리하고자 하는 수역의 내부에 응집제와 공기가 포함된 가압수를 고압으로 분사시켜 응집제에 의하여 수중에 포함된 오염물질을 응집토록 함과 동시에 미세공기에 의하여 수 표면으로 부상토록 한 후 스컴 흡입장치를 이용하여 수역의 외부로 배출장치시켜 제거하는 현장 가압부상공법을 이용한 현장 수질정화방법에 있어서, 처리하고자 하는 수역을 일정 영역만큼만 바닥부까지 구획구분시켜 처리수와 미처리수가 격리되어지는 작업수계를 형성시킨 후 그 수계 내에서 통상의 현장 가압부상공법으로 수질을 정화시키는 방법이다.

이하, 다음의 실시예에 의하여 본 발명 수질정화방법을 보다 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명 수질정화방법의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 상기 작업수계를 전체 수역의 일정 영역만큼씩 단계적으로 형성시켜 소규모의 회분식(batch) 반응조의 형태로 이루어지는 가압부상공법에 의한 일련의 수질정화작업을 단계적으로 수행하여 수역 전체를 처리토록 하는 방법이다.

즉, 최초에 전체 수역(미처리수 영역(30)) 중 일정 영역만큼만 구획구분시켜 1단계의 작업수계(10)를 형성시킨 후, 1단계의 작업수계(10)에서의 정화작업이 완료되면 다음 영역을 1단계의 작업수계(10) 만큼 추가로 구획구분시켜 2단계의 작업수계(10a)를 형성시켜 결국 N단계의 작업수계(10_N)를 형성토록 함으로서 최후의 단계에서는 전체 수역이 처리수 영역(20)으로 형성토록 하는 것이다.

도 2는 본 발명 수질정화방법의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 상기 작업수계(10)를 전체 수역에 동시에 형성시켜 처음부터 N개의 소규모 회분식(batch) 반응조의 형태로 이루어지는 작업수계(10)를 형성하여 가압부상공법에 의한 일련의 수질정화작업을 동시에 수행토록 하는 방법이다.

이때 상기 작업수계(10)에서의 수질정화는 도 3에 도시된 바와 같이 가압부상을 위한 응집제와 공기가 포함된 가압수(70)를 작업수계(10)의 내부로 주입시키고, 수 표면으로 부상되는 슬러지 응집물 및 스컴(scum) 등의 부상물질(80)은 오일펜스(40)를 띄어 별도의 흡입장치(50)에 의하여 수역의 외부로 유출토록 하는 방식으로 정화작업이 이루어지도록 하는 것이다.

또한 도 4는 상기 작업수계(10)에서의 수질정화를 또 다른 방식으로 작업토록 하기 위한 것으로, 작업수계(10) 내부에 격벽(60)을 설치하여 더 작은 구획이 이루어지도록 하고 상기 가압수(70)의 이송배관(70a)에 연결되어진 분사노즐(70b)의 분사 방향에 의하여 작업수계(20) 내에서 일정한 흐름을 갖도록 하여 작업수계(10) 내에서 연속흐름식(plug flow) 반응조의 형태로 운영함으로서 처리시간의 단축 및 처리효율을 더욱 높일 수 있도록 할 수 있는 것이다.

도 5는 본 발명 수질정화방법의 제 3 실시예를 나타낸 것으로서, 상기 작업수계(10)를 미처리수 영역(30)와 처리수 영역(20)의 경계 지점에 형성하여 연속흐름방식(plug flow)의 처리가 가능토록 하는 방법이다.

즉, 처리수와 미처리수를 구분하기 위해 설치된 격벽(60)을 경계로하는 경계면에 작업수계(10)를 설정하고, 이 작업수계(10) 내에서 연속흐름식(plug flow) 반응조의 형태의 수질정화 작업이 이루어지도록 하여 연속적으로 미처리수가 처리되어 처리수 영역으로 이동되도록 하고 미처리수와 처리수 영역을 구분하기 위한 격벽(60)을 서서히 이동시킴으로서 수역 전체의 수질을 정화하는 방법이다.

이때 상기 작업수계(10)에서의 수질정화는 도 6에 도시된 바와 같이 가압부상을 위한 응집제와 공기가 포함된 가압수(70)를 작업수계(10)의 유입부로 주입시키고, 분사되는 가압수의 추진력에 의해 미처리수가 유입되도록 하거나, 격벽과 작업수계(10)를 미처리수 영역으로 서서히 이동시킴으로써 미처리수가 작업영역으로 유입되어 처리된 후 처리수 영역으로 이동되도록 하고, 수면으로 부상된 슬러지 응집물 및 스컴(scum)들의 부상물질은 오일펜스(40)를 띄어 별도의 흡입장치(50)에 의하여 수역의 외부로 유출토록 하는 방식으로 연속흐름식혼합 반응조의 형태로 정화작업이 이루어지는 것이다.

또한 도 7과 도 8은 상기 작업수계(10)에서의 수질정화를 또 다른 방식으로 작업토록 하기 위한 것으로, 작업수계(10) 내부에 격벽(60)을 설치하여 더 작은 구획이 이루어지도록 하고 상기 가압수 이송배관(70a)에 연결된 분사노즐(70b)을 통해 토출되는 가압수의 추진력에 의해 미처리수가 작업수계(10)로 유입되도록 하거나, 격벽(60)과 작업수계(10)를 미처리수 영역으로 서서히 이동시킴으로써 미처리수가 작업영역으로 유입되어 처리된 후 처리수 영역으로 이동되도록 하여 작업수계(10) 내에서도 일정한 흐름을 갖도록 하는 연속흐름식(plug flow) 반응조의 형태로 운영토록 함으로서 짧은 시간 내에 넓은 지역의 수역을 정화할 수 있도록 한 것이다.

따라서 상기와 같은 방법으로 처리되는 본 발명의 수질정화방법은 처리하고자 하는 수역을 일정 영역만큼 구획구분토록 하여 소규모의 회분식 반응조의 형태로서 수역 전체가 단계적으로 처리토록 하거나, 처리수와 미처리수 경계면에 설치된 작업영역을 통해 미처리수가 연속적으로 처리되어 처리수 영역으로 유입토록 함으로서 처리수와 미 처리수가 혼합되어 처리수가 다시 반복 처리되거나 미 처리수가 미 처리된 상태로 남게 되는 가능성을 최소한 배제시켜 반응속도 측면에서 볼 때 처리효율을 훨씬 증가시킬 수 있는 것이다.

한편, 도 9 내지 도 12는 상기 수질정화방법을 실시하기 위하여 적용되어지는 구획구분장치의 일 실시예를 도시한 것으로, 수중에 설치 시 수역의 바닥부까지 일정한 영역의 공간을 확보할 수 있도록 연장이 가능한 구획막(1)과, 구획막(1)의상부에 결합되어 구획막(1)이 수면 위로 떠 있도록 함으로서 수중에의 설치가 가능토록 하기 위한 부레(2)와, 구획막(1)의 하부에 매달려 있어 수역을 구획구분시킨 상태로 유지토록 하기 위한 고정체(3)로 구성되는 것이다.

이때 상기 구획막(1)은 내수, 내산성, 내마모성의 특성을 갖는 소재의 시트 또는 판으로 형성시킬 수 있으며, 수역 깊이에 따른 길이의 조절 및 수역 넓이에 따른 폭의 조절이 가능토록 되어야 하는 것으로, 이를 위하여 지퍼, 끈, 연결고리 등 다양한 연결수단(5)을 형성시켜 길이 또는 폭의 무한한 연장 또는 단축이 가능토록 함으로서 넓고 깊은 수역에서의 사용이 가능토록 하고, 또한 설치 및 이송이 편리하게 되는 것이다.

도 9는 상기 구획막(1)이 판으로 이루어진 것을 설치한 상태의 실시예를 나타낸 것이고, 도 10내지 도 12는 상기 구획막(1)이 시트로 이루어진 것의 실시예를 나타낸 것이다.

또한 상기 부레(2)는 발포성 소재를 사용하거나 플라스틱 소재의 기밀용기에 공기를 불어넣어 수면 위로 떠 올릴 수 있도록 하는 어떠한 형태로의 제작도 가능한 것이고, 고정체(3)는 구획막(1)이 수류의 흐름에 의해서도 유동되지 않도록 되면서 상기 부레(2)에 의하여 작용되는 부력이 상쇄되지 않을 정도의 무게를 갖는 물체로 이루어져야 하는 것이다.

또한 도 12에 도시된 바와 같이 상기 부레(2)의 상부에 플라스틱이나 나무 소재의 판이나 봉을 결합하여 작업자가 걸어다닐 수 정도의 폭으로 이루어지는 작업대(4)를 끈이나 고리 등의 연결수단(5)을 사용하여 장착이 가능토록 함으로서 수역을 구획구분시킨 상태에서도 작업자가 간단한 작업을 실시할 수 있도록 할 수 있는 것이다.

이때 상기 작업대(4)를 케노피(conopy) 형태로 장착시키면 우천 시 빗물이 구획구분되어진 영역으로 유입되지 않도록 하여 생성된 응집물의 파손을 방지토록 함으로서 우천 시에도 용이한 작업이 이루어지도록 할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명의 구획구분장치는 상부에 결합되어 있는 부레(2)에 의하여 상기 부레(2)의 상부에 플라스틱이나 나무 소재의 판이나 봉을 결합하여 작업자가 걸어다닐 수 정도의 폭으로 이루어지는 작업대(4)를 끈이나 고리 등의 연결수단(5)을 사용하여 탈착이 가능토록 함으로서 수역을 구획구분시킨 상태에서도 작업자가 간단한 작업을 실시할 수 있도록 할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명의 수질정화방법에 의하면, 처리하고자 하는 수역 전체가 완전혼합식 형태로 운영되어지는 것을 수역의 일정 영역만큼씩 소규모의 회분식 반응조의 형태로 운영토록 되어 처리효율을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims (12)

1. 처리하고자 하는 수역의 내부에 응집제와 공기가 포함된 가압수를 고압으로 분사시켜 수중에 포함된 오염물질을 처리하는 현장 가압부상공법을 이용한 현장 수질정화방법에 있어서, 처리하고자 하는 수역을 일정 영역만큼만 바닥부까지 구획구분시켜 처리수와 미처리수가 격리되어지는 작업수계를 형성시킨 후 그 수계 내에서 통상의 현장 가압부상공법으로 수질을 정화시키는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 작업수계를 수역의 일정 영역만큼씩 단계적으로 형성시켜 회분식(batch) 반응조의 형태로 이루어지는 가압부상공법에 의한 일련의 수질정화처리공정을 단계적으로 수행토록 함을 특징으로 하는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 작업수계를 전체 수역에 동시에 형성시켜 처음부터 N개의 소규모 회분식(batch) 반응조의 형태로 이루어지는 가압부상공법에 의한 일련의 수질정화작업을 동시에 수행토록 함을 특징으로 하는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화방법.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 작업수계 내부에 격벽을 설치하고 가압수 분사시 발생되는 추진력에 의하여 작업수계 내에서 일정한 흐름이 유지되도록 되는 연속흐름식(plug flow)으로 처리토록 함을 특징으로 하는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 작업수계를 격벽에 의하여 구획구분되어진 미처리수 영역과 처리수 영역의 경계 지점에 형성하여 연속흐름식(plug flow) 반응조의 형태로 방식의 처리가 가능토록 하는 함을 특징으로 하는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 작업수계 내부에 격벽을 설치하고 가압수 분사시 발생되는 추진력에 의하여 일정한 흐름이 유지되도록 함으로써 미 처리수가 연속적으로 유입되면서 처리수 영역으로 유출토록 하는 연속흐름식(plug flow)으로 처리토록 함을 특징으로 하는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 작업수계의 미처리수 유입부에 가압수를 분사시켜 발생되는 추진력으로 미처리수가 연속적으로 유입토록 하여 연속흐름혼합식으로 처리토록 함을 특징으로 하는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화방법.
8. 제 5항 내지 7항의 어느 한 항에 있어서, 미처리수와 처리수를 격리시키기위한 격벽, 작업수계를 구분하기 위한 격벽을 미처리수 영역으로 이동시킴으로써 미처리수가 작업수계로 연속적으로 유입되어 처리된 후 처리수 영역으로 이동토록 함을 특징으로 하는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화방법.
9. 수중에 설치 시 수역의 바닥부까지 연장이 가능한 구획막과, 구획막의 상부에 결합되어 구획막의 수중 설치가 가능토록 하기 위한 부레와, 구획막의 하부에 매달려 수역을 구획구분시킨 상태로 유지토록 하기 위한 고정체로 이루어진 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화를 위한 구획구분장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 구획막에 연결수단을 형성하여 길이 또는 깊이 조절을 위한 연장 또는 축소가 가능토록 함을 특징으로 하는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화를 위한 구획구분장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 부레의 상부에 연결수단을 사용하여 작업대의 설치가 가능토록 함을 특징으로 하는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화를 위한 구획구분장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 작업대를 케노피(conpy) 형태로 장착시켜 우천 시에도 정화작업이 가능토록 함을 특징으로 하는 하는 바다, 호소, 하천, 연못 등 수역에서의 현장 수질정화를 위한 구획구분장치.