KR100441628B1 - 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한비점오염물질 처리방법 및 그 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비점오염물질 (Non-Point Sources) 처리방법 및 그 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용하여 도로, 교량 및 지표면 등의 상부에 산재 축적된 오염물질이 우천시 빗물과 혼합되어 하천, 강, 호수 등으로 유입되어 수질을 오염시키는 비점오염물질을 안정적이고 효율적으로 처리하는 것으로, 비점오염물질의 주오염 인자인, 조대 및 미세입자상물질, 부유성 유기 및 무기물질(SS), 탁도 등을 제거하고, 특히 계절적 요인에 의한 수량 변화 등에 쉽게 대처할 수 있는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.

또한, 비점오염물질을 제거하기 위해 화학약품을 사용하지 않아 처리비용이 저렴하고, 유지관리가 아주 편리하면서 보다 효율적으로 비점오염물질을 처리할 수 있는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.

Description

싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리방법 및 그 처리장치{Non-point source treatment method and apparatus thereof by mens of cyclone separator and spin klin disc filter}

본 발명은 비점오염물질 (Non-Point Sources) 처리방법 및 그 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용하여 도로, 교량 및 지표면 등의 상부에 산재 축적된 오염물질이 우천시 빗물과 혼합되어 하천, 강, 호수 등으로 유입되어 수질을 오염시키는 비점오염물질을 안정적이고 효율적으로 처리가 이루어지도록 유입관을 이용하여 도로, 교량 및 지표면 등의 상부에 산재 축적된 오염물질이 우천시 빗물과 혼합되어 비점오염물질을 포함한 유입수를 공급하는 유입단계와, 침사조를 이용하여 비점오염물질 중 조대입자상물질을 제거하고, 유속을 감소시켜 비중이 큰 조대물질을 침전시키는 침사단계와, 조류조를 이용하여 초기오염물질을 집수 저장하거나 유량을 조절하는 집수조절단계와, 인입펌프를 이용하여 유입된 우수를 공급하는 공급단계와, 싸이크론식 분리기를 이용하여 상등수를 배출하고, 큰 입자상물질을 수집하는 배출하는 원심력을 이용한 싸이크론식 분리단계와, 회전식 디스크 여과기를 이용하여 상등수에 포함된 미세입자상물질을 여과 처리하여 처리수를 방류하고, 역세수를 공급하는 배출하는 회전식 디스크 여과단계와, 슬러지저류조를 이용하여 오염물질을 저부에 침강시키고, 상등수를 집수조절단계로 재이송시키는 슬러지제거단계를 이용하여 비점오염물질을 제거함으로서, 우천시 발생하는 초기 비점오염물질을 확실히 처리하여 하천, 강, 호수 등으로 유입되는 오염원을 크게 줄일 수 있는 환경 친화적인 장치이며 더욱이 약품 등을 전혀 사용하지 않으므로 서 처리비용 절감과 함께 경제성을 크게 기대 할 수 있을 뿐만 아니라, 효율적이고 항상 안정적으로 처리하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 오염물질의 발생원을 구분하면, 점오염과 비점오염원으로 구분되며, 점오염원은 오염물질이 직접 배출구가 있어 배출시키고 있는 하수처리장, 산업공장의 폐수처리장, 축산, 분뇨, 침출수 등이며, 이에 비점오염원은 간접적으로 오염을 발생시킬 수 있는 도로 및 교량 등 상부에 쌓인 오염물질, 차량배기가스, 타이어 등의 미세분진 및 먼지 등의 지표면에 축적된 각종 오염물질, 도로 농경지 등의 건설현장의 지표면에 축적된 오염물질, 등으로 이와 같은 오염물질이 우천시 빗물을 통해 하천으로 유입이 되면 수질오염의 한 원인이 되는 것으로, 따로 배출구가 없는 오염원을 비점오염원이라 하는 것이다.

일반적으로 점오염원인 하수 및 폐수처리는 유기물질(BOD), 부유물질(SS), 총질소(T-N), 총인(T-P) 등을 처리하는데 주안점을 두고 있으나, 비점오염원 처리에는 조대입자상물질, 부유물질(SS), 탁도, 그리고 무기물질 등으로, 이와 같은 오염물질이 고정적으로 배출되는 것이 아니고 우천시 빗물과 혼합되어 발생되는 오염물질이기 때문에 계절강수량과 오염물질의 배출량 및 농도 변화의 예측이 어렵기 때문에 비점오염물질을 효율적이고, 안정적으로 처리하는데 많은 문제점이 있어, 이러한, 비점오염물질을 처리하기 위해서는 고도의 설계 및 처리기술이 요구되는 것이다.

이러한, 비점오염물질을 처리하는 방법은 물리적 처리 및 여과처리 그리고 화학적 약품처리 방법 등이 있으며, 물리적 처리 방법에는 스크린을 사용하여 조대입자상물질을 처리할 수 있으나 스크린의 간격이 통상 1mm ~ 3mm 이기 때문에 그 이하의 입자상물질은 처리가 곤란하여 효율적이라 할 수 없었다.

또한, 종래의 여과방법에는 모래여과기, 유연사 여과기, 등이 있으나 이러한 여과방법으로는 조대입자상물질이 여과기로 유입시 여과상 상부에 혼탁한 부유물질이 쌓여 여과과정이 원활하지 못 할 뿐만 아니라, 여과기 역세척시에도 역세가 원활이 이루어지지 않기 때문에 비점오염물질을 처리하기에는 효율적이지 못하여 사용하기가 힘든 문제점이 있었다.

그리고, 화학적 처리방법에 있어서도 침전조나 부상조 전단에 전처리 개념으로 입자상물질을 제거할 수 있는 장치가 있어 조대입자상물질이나 미세입자상물질은 제거한 후에 응집 침전법이나 가압부상법을 적용하였을 시 처리효율을 기대할 수 있었으나, 오염물질을 저장시킬 수 있는 큰 저류조와 많은 약품의 투여로 인하여 처리공정이 복잡해지고 처리비용이 상승하여 비경제적인 문제점이 있었다.

이와 같은 처리방법을 적용하기 위해서는 대형 설비가 필수적으로 필요하여 막대한 유지관리 비용이 소요되므로 서 경제성이 떨어질 뿐만 아니라, 비점오염 물질의 발생의 특성상 계절적 오염물질의 발생량 등의 변화가 심하기 때문에 효율적이고 안정성 면에서도 큰 효과를 기대하기 어렵고 유지관리의 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 비점오염물질의 주오염 인자인, 조대 및 미세입자상물질, 부유성 유기 및 무기물질(SS), 탁도 등을 제거하고, 특히 계절적 요인에 의한 수량 변화 등에 쉽게 대처할 수 있는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리방법 및 그 처리장치를 제공하는데 있다.

또한, 비점오염물질을 제거하기 위해 화학약품을 사용하지 않아 처리비용이 저렴하고, 유지관리가 아주 편리하면서 보다 효율적으로 비점오염물질을 처리할 수 있는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리방법 및 그 처리장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로,

유입관을 이용하여 도로, 교량 및 지표면 등의 상부에 산재 축적된 오염물질이 우천시 빗물과 혼합되어 비점오염물질을 포함한 유입수를 공급하는 유입단계와, 침사조를 이용하여 비점오염물질 중 조대입자상물질을 제거하고, 유속을 감소시켜 비중이 큰 조대물질을 침전시키는 침사단계와, 조류조를 이용하여 초기오염물질을 집수 저장하거나 유량을 조절하는 집수조절단계와, 인입펌프를 이용하여 유입된 우수를 공급하는 공급단계와, 싸이크론식 분리기를 이용하여 상등수를 배출하고, 큰 입자상물질을 수집하는 배출하는 원심력을 이용한 싸이크론식 분리단계와, 회전식 디스크 여과기를 이용하여 상등수에 포함된 미세입자상물질을 여과 처리하여 처리수를 방류하고, 역세수을 공급하는 배출하는 회전식 디스크 여과단계와, 슬러지 저류조를 이용하여 오염물질을 저부에 침강시키고, 상등수를 집수조절단계로 재이송시키는 슬러지제거단계와, 상기 회전식 디스크 여과단계에서 여과 처리된 처리수를 배출하는 배출단계로 이루어지고; 디스크 여과단계와 배출단계 사이에, NaOH, Alum, Polymer을 첨가된 시상수가 공급되어 화학처리 작용을 하는 급속침전조를 이용하여 유기물 등을 제거한 처리수를 방류하고, 슬러지를 슬러지제거단계로 재이송시키는 화학적 침전처리단계로 이루어지며; 디스크 여과단계와 배출단계 사이에, NaOH, Alum, Polymer을 첨가된 시상수가 공급되어 화학처리 작용을 하는 반응응집조를 거쳐 가압부상처리 작용을 하는 부상조를 이용하여 유기물 등을 제거한 처리수를 방류하고, 슬러지를 슬러지제거단계로 재이송시키는 화학적 부상처리단계로 이루어진다.

또한, 도로, 교량 및 지표면 등의 상부에 산재 축적된 오염물질이 우선시 빗물과 혼합되어 비점오염물질을 포함한 유입수를 공급하는 유입관과, 상기 유입관과 연결되어 비점오염물질 중 조대입자상물질을 제거하는 경사세목 스크린이 설치되고, 유입수가 부딪히면서 유속을 감소시켜 비중이 큰 조대물질을 침전시키는 바플 옹벽이 설치된 스크린 침사조와, 상기 침사조와 연결되어 초기오염물질을 집수 저장하거나 유량을 조절하는 저류조와, 상기 저류조와 연결되어 이송관을 통하여 유입된 우수를 공급하는 인입펌프와, 상기 인입펌프의 이송관과 연결되어 상부에 상등수를 배출하는 배출관을 형성하고, 하부에 큰 입자상물질을 수집하는 조대물질수집통을 형성하며, 상기 조대물질수집통 일측에 큰 입자상물질을 배출하는 자동개폐밸브를 형성하는 원심력을 이용한 싸이크론식 분리기와, 상기 싸이크론식 분리기의 배출관과 연결되어 일측에 처리수를 방류하는 처리수관을 형성하고, 하단에 역세수를 공급하는 자동컨트롤밸브을 형성하며, 상시 자동컨트롤밸브의 하단에 연결되어 역세정수를 배출하는 역세수배출관을 형성하는 상등수에 포함된 미세입자상물질을 여과 처리하는 회전식 디스크 여과기와, 상기 회전식 디스크 여과기의 역세수이송관과 연결되어 상등수를 상기 저류조에 재이송시키는 상등수이송관이 형성하고, 역세정수의 오염물질을 저부에 침강시키는 슬러지저류조와, 상기 싸이크론식 분리기의 자동개폐밸브와 회전식 디스크 여과기의 자동컨트롤밸브와 유기적으로 연결되어 작동상태를 제어하는 자동제어반과, 상기 회전식 디스크 여과기의 처리수를 방류하는 처리수관에 연결되어 처리수를 외부로 방류하는 처리수배출관으로 구성되고; 상기 회전식 디스크 여과기의 처리수관과 배출관 사이에 연결되어, 상부에 시상수에 화학적 처리물질을 공급하는 공급조를 형성하고, 일측에 화학적 처리작용을 이용하여 유기물을 제거한 처리수를 처리수배출관으로 방류하는 방류관을 형성하며, 하부에 침전슬러지를 슬러지저류조에 재이송하는 슬러지관이 형성된 급속침전조로 구성되며, 상기 회전식 디스크 여과기의 처리수관과 배출관 사이에 연결되어, 상부에 시상수에 화학적 처리물질을 공급하는 공급조를 형성하고, 일측에 화학적 처리작용된 처리수를 이송하는 이송관이 형성된 방응응집조와, 상기 반응응집조의 이송관에 연결되어 상부에 침전슬러지를 제거하여 슬러지조류조에 재이송하는 슬러지관을 형성하고, 일측에 유기물을 제거한 처리수를 처리수배출관으로 방류하는 방류관이 형성된 부상조로 구성되어 이루어진다.

그리고, 싸이크론식 분리기는 일측에 처리수유입구가 형성하고, 상부에 처리수배출구가 형성하며, 내측에 회전용바블이 형성된 원통형상 여과켑과, 상기 여과켑의 하부 개구부에 결합되도록 상부로 개구부를 형성하고, 하부에 조대물질배출구가 형성된 원통형 원추형상의 커버로 구성되되; 상기 여과켑의 내부로는 처리수배출구와 연결되는 회전수로내통이 형성하고, 처리수의 역류를 방지하도록 형성된 역류방지켑과, 상기 여과켑과 커버의 개구부 결합면에 밀폐력을 형성하는 오링을 형성하고, 결합면 외둘레로 여과켑과 커버를 결착고정하도록 형성된 링형상의 클립프와, 상기 커버의 하단에 형성된 조대물질배출구에 연결 설치되는 조재물질조대물질수집통을 형성하고, 상기 조대물질수집통의 일측에 수집된 조대물질을 외부로 자동 배출하는 자동밸브로 구성되고; 상기 회전식 디스크 여과기는 외부를 형성하는 하부개방형 원통형 컵형상의 여과기커버와, 상기 여과기커버의 개구부에 결합되도록 하부에 처리수배출구와 일측에 처리수 및 역세수를 공급하는 처리역세수공급구가 설치된 원통형상의 여과기본체로 구성되되; 상기 여과기커버와 여과기본체의 개구부 결합면에 밀폐력을 형성하는 오링을 형성하고, 결합면 외둘레로 여과기커버와 여과기본체를 결착고정하도록 형성된 링형상의 고정클립프와, 상기 여과기커버 내부에는 처리수를 분리하는 여과용기를 설치하고, 상기 여과용기에 설치되어 처리수를 여과하는 다수개 적층된 디스크와, 상기 여과용기 상부를 여과기커버에 지지 고정하는 상부지지판을 형성하고, 하부를 여과기본체에 지지 고정하는 하부지지판을 형성하며, 상기 여과용기와 상,하지지판의 사이가 밀폐되도록 설치된 오링으로 구성되며; 상기 회전식 디스크 여과기의 판체 원형링형상의 디스크는 평면과 저면의 양측면에 서로 다른 방향의 사선으로 비스듬히 마이크론(Micron) 등급 크기의 여과홈이 다수개 형성되어지며; 상기 회전식 디스크 여과기에 설치되는 판체 원형링형상의 디스크는 서로 다른 방향의 사선으로 비스듬히 마이크론(Micron) 등급 크기의 여과홈이 격자형상을 갖도록 세척용기에 적층 설치되어 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 비점오염물질 처리방법 도시한 순서도,

도 2는 본 발명에 따른 비점오염물질 화학적 침전 처리방법 도시한 순서도,

도 3은 본 발명에 따른 비점오염물질 화학적 가압부상 처리방법 도시한 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 비점오염물질 처리장치를 도시한 개략도,

도 5는 본 발명에 따른 비점오염물질 화학적 침전 처리장치 도시한 개략도,

도 6은 본 발명에 따른 비점오염물질 화학적 가압부상 처리장치 도시한 순서도,

도 7은 본 발명에 따른 싸이크론식 분리기를 도시한 분해사시도,

도 8은 본 발명에 따른 싸이크론식 분리기를 도시한 작용상태도,

도 9는 본 발명에 따른 단식 회전식 디스크 여과기를 도시한 분해사시도,

도 10은 본 발명에 따른 복식 회전식 디스크 여과기를 도시한 분해사시도,

도 11은 본 발명에 따른 단식 회전식 디스크 여과기를 도시한 역세척사용상태도,

도 12는 본 발명에 따른 단식 회전식 디스크 여과기를 도시한 여과사용상태도,

도 13은 본 발명에 따른 디스크를 도시한 요부확대 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 유입관 2 : 스크린침사조 21 : 경사세목스크린

22 : 바플옹벽 3 : 저류조 4 : 인입펌프

41 : 이송관 5 : 싸이크론식 여과기 51 : 조대물질수집통

52 : 배출관 53 : 자동밸브 6 : 회전식 디스크 여과기

61 : 자동콘트롤벨브 62 : 처리수관 63 : 역세수이송관

7 : 슬러지저류조 10 : 처리수배출관 11 : 자동제어반

이에, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 비점오염물질 처리방법 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 비점오염물질 화학적 침전 처리방법 도시한 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 비점오염물질 화학적 가압부상 처리방법 도시한 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 비점오염물질 처리장치를 도시한 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 비점오염물질 화학적 침전 처리장치 도시한 개략도이고, 도 6은 본 발명에 따른 비점오염물질 화학적 가압부상 처리장치 도시한 순서도이고, 도 7은 본 발명에 따른 싸이크론식 분리기를 도시한 분해사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 싸이크론식 분리기를 도시한 작용상태도이고, 도 9는 본 발명에 따른 단식 회전식 디스크 여과기를 도시한 분해사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 복식 회전식 디스크 여과기를 도시한 분해사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 단식 회전식 디스크 여과기를 도시한 역세척사용상태도이고, 도 12는 본 발명에 따른 단식 회전식 디스크 여과기를 도시한 여과사용상태도이고, 도 13은 본 발명에 따른 디스크를 도시한 요부확대 평면도이다.

도 1과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리방법과 및 비점오염물질 처리장치를 구성과 함께 작용상태를 설명하면, 유입단계(S1)는 통상에서와 같이 우천시 빗물과 혼합된 오염물질이 유입관(1)을 통하여 스크린 침사조(2)에 유입하는 것이다.

침사단계(S2)는 상기 스크린 침사조(2)에 설치된 경사세목스크린(21)에 의하여 조대부유 물질이 걸러지게되고, 비중이 큰 입자상물질은 스크린 침사조(2)에 설치된 바플옹벽(22)에 의해 침강되면서 침사조(2) 저부에 가라않게되며, 상기 침사조(2)의 저대부유물질과 큰 입자상물질이 제거된 상등수는 저류조(3)로 배출하는 것이다.

집수조절단계(S3)는 침사조(2)에서 이송된 상등수를 저류조(3)에 저장하는 것으로, 이러한 집수조절단계(S3)단계에서 이루어지는 처리방법은 물리적인 처리방법 조대부유물질을 제거할 수 있고, 상기 저류조(3)를 설치하는 것은 우천시 순간 유량이 급증하여 처리능력이 마비될 수 있기 때문에 초기오염물질을 집수 저장하거나 유량을 조절하는데 필요하여 설치되는 것이다.

공급단계(S4)는 상기 저류조(3)에 유입된 오염물질을 유입펌프(4)에 의해 이송관(41)을 통하여 주처리 공정인 싸이크론식 분리기(5)로 공급하는 것이다.

싸이크론식 분리단계(S5)는 유입펌프(4)에서 유입된 처리수를 처리하는 것으로, 상기 싸이크론식 분리기(5)의 구성은 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 여과켑(54)은 원통형상으로, 일측에 인입펌프(4)에서 이송된 처리수를 공급하는 처리수유입구(541)가 형성하고, 상부에 싸이크론식 분리기(5)에서 처리된 처리수를 배출하는 처리수배출구(542)가 형성하며, 내측에 처리수유입구에서 공급되는 처리수가 싸이크론식 분리기(5)의 내부에서 회전하도록 회전용바블(543)이 형성하는 것이다.

또한, 상기 여과켑(54)의 개구부에 결합되고 회전하는 처리수에서 조대물질이 적절하게 하부로 침전되도록 적정길이를 갖는 원통형 원추형상의 커버(55)는, 상부로 여과켑(54)과 결합되도록 개구부를 형성하고, 하부에 조대물질을 배출하는 조대물질배출구(551)를 형성하는 것이다.

이때, 상기 여과켑(54)의 내부에는 여과켑(54)의 처리수배출구(542)와 연결되어 회전하는 처리수와 조대물질이 분리되도록 회전수로내통(56)을 형성하고, 처리수의 역류로 인해 조대물질이 처리수와 함께 배출되는 것을 방지하도록 형성된 역류방지켑(57)을 형성하는 것이다.

이러한, 상기 여과켑(54)과 커버(55)의 개구부를 결합하는 접속면에는 처리수의 누수를 방지하는 오링(58)을 형성하고, 싸이크론식 분리기(5)의 내부수리 및 청소를 위해 여과켑(54)과 커버(55)의 결합면 외둘레를 결착고정하도록 링형상의 클립프(59)를 설치하는 것이다.

이와 같이, 싸이크론식으로 회전하여 처리된 처리수에 포함된 조대물질은 상기 커버(55)의 하단부에 형성된 조대물질배출구(551)를 통하여, 하단에 결합 설치된 된 조재물질조대물질수집통(51)으로 조대물질을 공급하게 되고, 상기 조대물질수집통(51)의 일측에는 수집된 조대물질을 외부로 일정처리량에 따라 자동 배출하도록 자동밸브(53)를 구성한 것이다.

이러한, 싸이크론식 분리기(5)의 작동원리를 설명하면, 원통원추형 타입으로써 원심력을 이용하여 유입수에 포함된 비중이 큰 입자상물질을 원심 분리시켜 비중이 큰 입자물질은 싸이크론식 분리기(5)의 하부에 설치된 조대물질 조대물질수집통(51)으로 떨어져 모이게 되고, 원심 분리된 상등수를 통하여 압력에 의해 배출관(52)을 타고 처리수를 정밀여과 처리하기 위하여 회전식 디스크 여과기(6)로 이송하는 것이다.

이때, 이송압력은 2 ~ 3 kg/㎝ 이 바람직 할 것이고, 상기 싸이크론식 분리기(5)는 유입수의 발생량에 따라 그 크기를 달리 할 수 있으며, 외부 몸체를 플라스틱이나 철판 등으로 선택적으로 가공하여 제작 사용할 수 있는 것이다.

이과 같은, 본 발명의 싸이크론식 분리기(5)의 모양은 원추형 원통형상으로 구성되어 있어, 비중이 큰 입자상물질을 제거하기 용이하여 경제적이고 효율적인 것이다.

위에서 설명한 바와 같이, 상기 싸이크론식 분리기(5)에서 배출되는 조대물질은 조대물질수집통(51)에서 자동벨브(53)에 의해 외부로 자동 배출되는 것이나, 배출되는 조대물질을 보다 용이하게 처리하기 위해 자동밸브(53) 일측에 조대물질저장박스(100)를 별도로 설치 구성하는 것이 바람직 할 것이다.

회전식 디스크 여과단계(S6)는 싸이크론식 여과단계(S5)에서 조대물질이 제거된 처리수에 포함된 미세입자상물질을 제거하여 처리수를 배출하고, 여과도지 않은 슬러지를 역세수를 통해 슬러지저장조로 배출하는 것으로, 도 9와 13에 도시된 바와 같이 상기 회전식 디스크 여과기(6)는 외부를 형성하는 하부개방형 원통형 컵형상의 여과기커버(64)와, 상기 여과기커버(64)의 개구부에 결합되도록 하부에 처리수배출구(651)와 일측에 처리수 및 역세수를 공급하는 처리역세수공급구(652)가 설치된 원통형상의 여과기본체(65)로 구성한 것이다.

또한, 상기 여과기커버(64)와 여과기본체(65)의 개구부 결합면에 오링(66)을 형성하여 누수를 방지하고, 결합면 외둘레로 회전식 디스크 여과기(6)를 관리 유지하기 위해 여과기커버(64)와 여과기본체(65)를 결착고정하도록 링형상의 고정클립프(67)를 설치한 것이다.

이러한, 상기 여과기커버(64) 내부에는 처리역세수공급구(652)에서 공급하는 처리수를 적층된 디스크가 설치된 여과용기(68)에 의해 여과 처리하여 처리수배출구(651)로 배출하는 것이다,

이때, 상기 회전식 디스크 여과기(6)의 내부에 설치된 여과용기(68)는 여과 과정에서 처리수가 누수를 방지하고 밀폐고정하기 위해 상부를 여과기커버(64)에 지지 고정하는 상부지지판(681)을 형성하고, 하부를 여과기본체(65)에 지지 고정하는 하부지지판(682)을 형성하며, 상기 여과용기(68)와 상,하지지판(681,682)의 사이가 밀폐되도록 설치된 오링(661)을 구성하는 것이다.

이와 같은, 상기 회전식 디스크 여과기(6)의 판체 원형링형상의 디스크(69)는 평면과 저면의 양측면에 서로 다른 방향의 사선으로 비스듬히 마이크론(Micron) 등급 크기의 여과홈(691)이 다수개 형성되도록 하여 세척용기에 다수개 적층 설치한 것이다.

본 발명의 회전식 디스크 여과기(6)의 작동원리는 도 9내지 도 13에 도시된 바와 같이 여과홈(691)이 파진 다수개의 디스크(69)를 세척용기(68)에 설치된 스프링(도면미도시)에 의해 압축되어 겹쳐 놓여 있으며 여려겹으로 겹쳐진 디스크(69) 사이로 유입수가 디스크(69) 바깥쪽에서 유입되어 압력(2 ~ 3 kg/㎠)에 의해 디스크(69) 사이의 내부로 통과되면서 디스크(69)를 거치는 동안에 미세오염물질이 디스크(69)와 디스크(69)의 표면에 걸리게 되면서 여과과정이 이루어지는 것이다.

이때, 상기 디스크(69)를 통과한 여과된 처리수는 디스크(69) 내부 세척용기(68) 중앙을 통해 여과기본체(65) 하부 처리수배출구(651)로 배출되고, 상기 디스크(69)와 디스크(69) 사이에 걸린 미세오염물질을 역세척 하는 것은 유입의 반대로 처리역세수공급구(652)에서 공급된 역세수가 디스크(69) 내부 몸통 속으로 유입되어 디스크(69) 안쪽에서 바깥쪽으로 밀어내는 것으로, 이때의 역세척의 압력은 5 ~ 6 kg/㎠ 정도가 바람직 할 것이다.

또한, 본 발명에 따른 회전식 디스크 여과기(6)의 최대 특징은 역세척시 세척용기(68)에 적층 설치된 디스크(69)가 분리되어 회전하는 것이다.

이와 같은, 상기 디스크(69) 표면에 미세물질이 쌓이고 필터역할을 하는 적층된 디스크(69)에 의해 압력이 높아지면 자동으로 유입수가 중단되고 역세수가 디스크(69) 내부로 유입되면서 디스크(69)를 받치고 있는 세척용기(68)의 스프링이 압력에 의해 밀쳐지고 디스크(69)들의 간격을 느슨하게 하여 역세수가 디스크(69) 사이로 압력 분사되면서 수압에 의하여 디스크(69)가 빠르게 회전하는 것이다.

이때, 상기 디스크(69) 표면에 쌓였던 미세입자물질은 디스크(69)가 회전하기 때문에 원심력과 수압에 의하여 빠르게 세척되면서 미세입자물질이 디스크(69) 외부로 역세수와 함께 배출되어 배출관(63)을 통하여 슬러지저류조(7)로 배출되는것이다.

이러한, 회전식 디스크 여과기(6)의 역세척시간은 5~10초 정도 소요되는 것이 바람직 할 것이고, 역세수량은 도 10에 도시된 복식 회전식 디스크 여과기(6a) 기준으로 200ℓ가 배출되는 것이며, 역세척 수량은 전체 유입수량의 0.2% 정도에 해당되는 것으로 아주 적은 역세수량이 발생되므로 경제적이고 효율적인 것이다.

도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 회전식 디스크 여과기(6)는 처리량에 따라 다양한 종류가 있을 수 있으나 본 발명에 따른 실시예로 수량이 적게 발생할 때 사용되는 단식 회전식 디스크 여과기(6)와 많은 수량이 발생할 때 사용되는 복식 회전식 디스크 여과기(6a)로 나누어질 수 있는 것이다.

이때, 복식 회전식 디스크 여과기(6a) 구성은 상기 단식 회전식 디스크 여과기(6)는 동일 하지만 여과기커버(64)와 여과기본체(65)가 크고, 내부에 단식 회전식 디스크 여과기(6)의 적층된 디스크(69)가 설치된 세척용기(68)가 다수개가 설치될 수 있으나, 바람직하게는 다섯 개씩 들어있어 많은 여과수를 처리할 수 있게 하는 것이다.

또한, 본 발명의 회전식 디스크 여과기(6)의 중요한 여과기능을 수행하는 혁신적인 디스크(69)는 마이크론 크기의 여과홈(691)이 형성되어 정밀한 마이크론 (micron) 수치의 여과기능을 갖추어 미세입자물질을 완벽하게 여과할 수 있게끔 되어 있고, 상기 디스크(69)는 높은 내항성, 압력, 등 주위의 어떠한 환경요인에도 견딜 수 있으며 모든 재질이 P.P(Poly Proplene) 소재를 특수 가공하여 성형되는 것이다.

이때, 상기 디스크(69)는 색깔로 구분된 디스크(69) 들은 양면으로 비스듬히 서로 반대 방향으로 마이크론(Micron) 등급 크기의 여과홈(691)이 파여져 있어 여과기능을 살리면서 역세척시 빠르게 세정될 수 있게 형성된 것이다.

이러한, 상기 디스크 (69)에 여과되는 미체입자상물질에 따라 그 등급 구분은 사용자가 편리하게 구분할 수 있도록 청색이 400 마이크론, 노랑색 200 마이크론, 빨강색 130 마이크론, 검정색 100 마이크론, 초록색 50 마이크론, 회색이 20 마이크론으로 구성하여 비점오염물질을 제거함에 있어 유입수의 오염농도 범위에 따라 구분하여 손쉽게 운영할 수 있는 것이다.

이와 같은, 회전식 디스크 여과기(6)를 거친 처리수는 처리수관(62)을 통하여 배출 방류되며, 회전식 디스크 여과기를 역세척 하는 과정에서 발생되는 역세정수는 배출관(63)을 통하여 슬러지저류조(7)로 유입되어 저장하는 것이다.

슬러지제거단계(S7)는, 슬러지저류조(7)에 집수된 역세척수의 오염물질은 저부에 침강되고, 상등수는 상등수이송관(71)을 통하여 저류조(3)로 재 유입되게 되는 것이다.

배출단계(S10)는 상기 회전식 디스크여과단계(S6)에서 회전식 디스크 여과기(6)의 처리수관(62)을 통해 이송된 처리수를 외부로 배출관(10)을 통해 배출하므로 서, 친환 경적인 비전오염물질을 제거한 처리수를 제공할 수 있는 것이다.

화학적 침전처리단계(S8)는 도 2와 도 5에 도시된 바와 같이 디스크 여과단계(S6)와 배출단계(S10) 사이에 설치되어, 화학처리 작용을 하는 NaOH, Alum, Polymer을 첨가된 시상수를 공급하여 급속침전조(8)에서 유기물(BOD) 등을 제거한처리수를 방류하고, 슬러지를 슬러지제거단계(S7)로 재이송하는 것으로, 처리수에 포함된 유기물을 제거 하기 위해, 회전식 디스크 여과기(6)의 처리수관(62)과 배출관 (10)사이에 연결되어, 상부에 시상수에 화학적 처리물질인 NaOH, Alum, Polymer 을 공급하는 공급조(81)를 형성하고, 일측에 화학적처리작용을 이용하여 유기물을 제거한 처리수를 처리수배출관(10)으로 방류하는 방류관(82)을 형성하며, 하부에 침전슬러지를 슬러지저류조(7)에 재이송하는 슬러지관(83)이 형성된 급속침전조(8)를 구성하여, 친화경적으로 처리된 처리수는 유기물이 포함되어 있어 바로 하천 등으로 방류하였을 때 유기물로 인해 환경오염이 되는 것을 방지 하기 위해 화학약품을 이용한 화학적 처리방법을 이용하여 처리수에 포함된 유기물을 제거하여 하천 등으로 방류할 수 있도록 한 것이다.

화학적 부상처리단계(S9)는 화학적 침전처리단계(S8)의 다른 실시방법으로 도 3과 도 6에 도시된 바와 같이, 화학적 부상처리단계(S9)는 디스크 여과단계(S6)와 배출단계(S10) 사이에, NaOH, Alum, Polymer을 첨가된 시상수가 공급되어 화학처리 작용을 하는 반응응집조(91)를 거쳐 가압부상처리 작용을 하는 부상조(92)를 이용하여 유기물(BOD) 등을 제거한 처리수를 방류하고, 슬러지를 슬러지제거단계(S7)로 재이송시키는 위해, 상기 회전식 디스크 여과기(6)의 처리수관(62)과 배출관 사이에 연결되어, 상부에 시상수에 화학적 처리물질을 공급하는 공급조(93)를 형성하고, 일측에 화학적처리 작용된 처리수를 이송하는 이송관(94)이 형성된 방응응집조(91)와, 상기 반응응집조(91)의 이송관(94)에 연결되어 상부에 침전슬러지를 제거하여 슬러지조류조(7)에 재이송하는 슬러지관(95)을형성하고, 일측에 유기물을 제거한 처리수를 처리수배출관(10)으로 방류하는 방류관(96)이 형성된 부상조(92)로 구성하여, 화학적 침전처리단계(S8)와 같이 친화경적으로 처리된 처리수는 유기물이 포함되어 있어 바로 하천 등으로 방류하였을 때 유기물로 인해 환경오염이 되는 것을 방지 하기 위해 화학약품을 이용한 화학적 처리와 부상처리방법을 이용하여 처리수에 포함된 유기물을 제거하여 하천 등으로 방류할 수 있도록 한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 새롭게 대두되고 있는 비점오염물질처리를 효율적이고 안정적으로 처리가 이루어 질 수 있도록 구성함으로서, 설치비용 절감에 따른 경제성을 크게 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 화학약품의 사용 없이 처리운영이 가능하여 처리시설의 운전 및 관리가 용이하고 설치크기가 작아 콤팩트하게 설치가 가능하므로 서, 비점오염이 발생될 수 있는 도로, 교량, 건설현장, 농경지, 등에 사용하는데 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유입되는 비점오염물질 성상에 따라 다양하게 변형하여 설치가 가능하고 내구성이 반영구적이므로 안정적으로 비점오염물질을 처리하여 관리, 운영할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 유입관(1)을 이용하여 도로, 교량 및 지표면 등의 상부에 산재 축적된 오염물질이 우천시 빗물과 혼합되어 비점오염물질을 포함한 유입수를 공급하는 유입단계(S1)와

   침사조(2)를 이용하여 비점오염물질 중 조대입자상물질을 제거하고, 유속을 감소시켜 비중이 큰 조대물질을 침전시키는 침사단계(S2)와

   조류조(3)를 이용하여 초기오염물질을 집수 저장하거나 유량을 조절하는 집수조절단계(S3)와

   인입펌프(4)를 이용하여 유입된 우수를 공급하는 공급단계(S4)와

   싸이크론식 분리기(5)를 이용하여 상등수를 배출하고, 큰 입자상물질을 수집하는 배출하는 원심력을 이용한 싸이크론식 분리단계(S5)와

   회전식 디스크 여과기(6)를 이용하여 상등수에 포함된 미세입자상물질을 여과 처리하여 처리수를 방류하고, 역세수를 공급하는 배출하는 회전식 디스크 여과단계(S6)와

   슬러지저류조(7)를 이용하여 오염물질을 저부에 침강시키고, 상등수를 집수조절단계(S3)로 재이송시키는 슬러지제거단계(S7)와

   상기 회전식 디스크 여과단계(S6)에서 여과 처리된 처리수를 배출하는 배출단계(S10)로 이루어진 것을 특징으로 하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리방법.
2. 제 1항에 있어서, 디스크 여과단계(S6)와 배출단계(S10) 사이에, NaOH, Alum, Polymer을 첨가된 시상수가 공급되어 화학처리 작용을 하는 급속침전조(8)를 이용하여 유기물(BOD) 등을 제거한 처리수를 방류하고, 슬러지를 슬러지제거단계(S7)로 재이송시키는 화학적 침전처리단계(S8)로 이루어진 것을 특징으로 하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리방법.
3. 제 1항에 있어서, 디스크 여과단계(S6)와 배출단계(S10) 사이에, NaOH, Alum, Polymer을 첨가된 시상수가 공급되어 화학처리 작용을 하는 반응응집조(91)를 거쳐 가압부상처리 작용을 하는 부상조(92)를 이용하여 유기물(BOD) 등을 제거한 처리수를 방류하고, 슬러지를 슬러지제거단계(S7)로 재이송시키는 화학적 부상처리단계(S9)로 이루어진 것을 특징으로 하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리방법.
4. 도로, 교량 및 지표면 등의 상부에 산재 축적된 오염물질이 우선시 빗물과 혼합되어 비점오염물질을 포함한 유입수를 공급하는 유입관(1)과,

   상기 유입관(1)과 연결되어 비점오염물질 중 조대입자상물질을 제거하는 경사세목스크린(21)이 설치되고, 유입수가 부딪히면서 유속을 감소시켜 비중이 큰 조대물질을 침전시키는 바플옹벽(22)이 설치된 스크린 침사조(2)와,

   상기 침사조(2)와 연결되어 초기오염물질을 집수 저장하거나 유량을 조절하는 저류조(3)와,

   상기 저류조(3)와 연결되어 이송관(41)을 통하여 유입된 우수를 공급하는 인입펌프(4)와,

   상기 인입펌프(4)의 이송관(41)과 연결되어 상부에 상등수를 배출하는 배출관(52)을 형성하고, 하부에 큰 입자상물질을 수집하는 조대물질수집통(51)을 형성하며, 상기 조대물질수집통(51) 일측에 큰입자상물질을 배출하는 자동개폐밸브(53)를 형성하는 원심력을 이용한 싸이크론식 분리기(5)와,

   상기 싸이크론식 분리기(5)의 배출관(52)과 연결되어 일측에 처리수를 방류하는 처리수관(62)을 형성하고, 하단에 역세수를 공급하는 자동컨트롤밸브(61)를 형성하며, 상시 자동컨트롤밸브(61)의 하단에 연결되어 역세정수를 배출하는 역세수배출관(63)을 형성하는 상등수에 포함된 미세입자상물질을 여과 처리하는 회전식 디스크 여과기(6)와,

   상기 회전식 디스크 여과기(6)의 역세수이송관(63)과 연결되어 상등수를 상기 저류조(3)에 재이송시키는 상등수이송관(71)이 형성하고, 역세정수의 오염물질을 저부에 침강시키는 슬러지저류조(7)와,

   상기 싸이크론식 분리기(5)의 자동개폐밸브(53)와 회전식 디스크 여과기(6)의 자동컨트롤밸브(61)와 유기적으로 연결되어 작동상태를 제어하는 자동제어반(11)과,

   상기 회전식 디스크 여과기(6)의 처리수를 방류하는 처리수관(62)에 연결되어 처리수를 외부로 방류하는 처리수배출관(10)으로 구성한 것을 특징으로 하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 회전식 디스크 여과기(6)의 처리수관(62)과 배출관 (10)사이에 연결되어, 상부에 시상수에 화학적 처리물질을 공급하는 공급조(81)를 형성하고, 일측에 화학적처리작용을 이용하여 유기물을 제거한 처리수를 처리수배출관(10)으로 방류하는 방류관(82)을 형성하며, 하부에 침전슬러지를 슬러지저류조(7)에 재이송하는 슬러지관(83)이 형성된 급속침전조(8)로 구성된 것을 특징으로 하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 회전식 디스크 여과기(6)의 처리수관(62)과 배출관 사이에 연결되어, 상부에 시상수에 화학적 처리물질을 공급하는 공급조(93)를 형성하고, 일측에 화학적처리 작용된 처리수를 이송하는 이송관(94)이 형성된 방응응집조(91)와,

   상기 반응응집조(91)의 이송관(94)에 연결되어 상부에 침전슬러지를 제거하여 슬러지조류조(7)에 재이송하는 슬러지관(95)을 형성하고, 일측에 유기물을 제거한 처리수를 처리수배출관(10)으로 방류하는 방류관(96)이 형성된 부상조(92)로 구성된 것을 특징으로 하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리장치.
7. 제 4항에 있어서, 싸이크론식 분리기(5)는 일측에 처리수유입구(541)가 형성하고, 상부에 처리수배출구(542)가 형성하며, 내측에 회전용바블(543)이 형성된 원통형상 여과켑(54)과,

   상기 여과켑(54)의 하부 개구부에 결합되도록 상부로 개구부를 형성하고, 하부에 조대물질배출구(551)가 형성된 원통형 원추형상의 커버(55)로 구성되되;

   상기 여과켑(54)의 내부로는 처리수배출구(542)와 연결되는 회전수로내통(56)이 형성하고, 처리수의 역류를 방지하도록 형성된 역류방지켑(57)과,

   상기 여과켑(54)과 커버(55)의 개구부결합면으로 밀폐력을 형성하는 오링(58)을 형성하고, 결합면 외둘레로 여과켑(54)과 커버(55)를 결착고정하도록 형성된 링형상의 클립프(59)와,

   상기 커버(55)의 하단에 형성된 조대물질배출구(551)에 연결 설치되는 조재물질조대물질수집통(51)을 형성하고, 상기 조대물질수집통(51)의 일측에 수집된 조대물질을 외부로 자동 배출하는 자동밸브(53)로 구성된 것을 특징으로 하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리장치.
8. 제 4항에 있어서, 상기 회전식 디스크 여과기(6)는 외부를 형성하는 하부개방형 원통형 컵형상의 여과기커버(64)와,

   상기 여과기커버(64)의 개구부에 결합되도록 하부에 처리수배출구(651)와 일측에 처리수 및 역세수를 공급하는 처리역세수공급구(652)가 설치된 원통형상의 여과기본체(65)로 구성되되;

   상기 여과기커버(64)와 여과기본체(65)의 개구부 결합면에 밀폐력을 형성하는 오링(66)을 형성하고, 결합면 외둘레로 여과기커버(64)와 여과기본체(65)를 결착고정하도록 형성된 링형상의 고정클립프(67)와,

   상기 여과기커버(64) 내부에는 처리수를 분리하는 여과용기(68)를 설치하고, 상기 여과용기(68)에 설치되어 처리수를 여과하는 다수개 적층된 디스크(69)와,

   상기 여과용기(68) 상부를 여과기커버(64)에 지지 고정하는 상부지지판(681)을 형성하고, 하부를 여과기본체(65)에 지지 고정하는 하부지지판(682)을 형성하며, 상기 여과용기(68)와 상,하지지판(681,682)의 사이가 밀폐되도록 설치된 오링(661)으로 구성된 것을 특징으로 하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리장치.
9. 제 4항과 제 8항에 있어서, 상기 회전식 디스크 여과기(6)의 판체 원형링형상의 디스크(69)는 평면과 저면의 양측면에 서로 다른 방향의 사선으로 비스듬히 마이크론(Micron) 등급 크기의 여과홈(691)이 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리장치.
10. 제 4항과 제 8항에 있어서, 상기 회전식 디스크 여과기(6)에 설치되는 판체 원형링형상의 디스크(69)는 서로 다른 방향의 사선으로 비스듬히 마이크론(Micron)등급 크기의 여과홈(691)이 격자형상을 갖도록 세척용기(69)에 적층 설치한 것을 특징으로 하는 싸이크론식 분리기와 회전식 디스크 여과기를 이용한 비점오염물질 처리장치.