KR100454069B1 - 살균용 자외선 램프를 장착한 폐수 내의 부유물을제거하는 전처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기물질과 다양한 영양분 등의 부유성 고형물을 함유하고 있는 폐수를 처리하는 경우, 여과기에 걸러진 유기물의 증식에 따라서 미생물에 의한 여과기의 막힘 현상을 제거할 수 있는 폐수내 부유물 제거 전처리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전처리 장치는, 여과기(7)로부터 이물질이 여과된 여과수를 저장하기 위해 여과기(7)의 하부에 제공되는 여과기 통(8); 제 1 유로 조절 밸브(3)에 의해, 여과기(7)의 상부 및 여과기 통(8) 내로 폐수를 공급하기 위한 상방 및 하방 유로(4,5)들에 선택적으로 연결되는 유입관(1); 여과기(7)로부터 여과기 통(8)의 외부로 흘러내린 폐수를 배출시키는 배출관(11); 여과기 통(8)과 배출관(11)을 연결하며, 하방 유로(5)를 통해 상기 여과기 통(8) 내로 폐수가 분사될 때 상기 배출관(11)에 설치된 제 2 유로 조절 밸브(12)에 의해 개방되어 여과기 통(8) 내의 폐수를 배수시키기 위한 배수관(15); 여과기(7)에 의해 여과되어 여과기 통(8)에 저장된 여과수를 취수하기 위하여 여과기 통(8) 내로 연장하는 취수관(13); 및 여과기(7)에 자외선을 방사하기 위하여 여과기(7)의 상부에 설치되는 한 쌍의 자외선 램프(9)들을 포함한다.

Description

살균용 자외선 램프를 장착한 폐수 내의 부유물을 제거하는 전처리 장치 {Pre-treatment system equipped with UV sterilization lamps for the removal of suspended solids and biofilm in wastewater}

본 발명은 수질 항목 측정 및 하폐수 처리장에 유입되는 폐수를 여과 처리하기 위한 살균용 자외선 램프가 장착된 전처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐수 처리 공정에서는 폐수 내의 다양한 부유 물질과 이물질들을 여과하기 위하여, 크기별 스크린조, 침사지 등의 전처리 장치가 설치되어 운영되고 있다. 또한, 이러한 다양한 전처리 방법들은 생물학적 산소 요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD) 및 각종 수질 항목의 분석 시에 대상 폐수의 전처리를 위해서도 적용되고 있다. 예를 들면, 원뿔 형태 여과기를 이용한 여과 장치는 제트류로서의 폐수의 빠른 접선 흐름 방식을 이용한 본 출원인에 의해 출원된 특허 출원 10-2000-0011032호에서 폐수 내의 부유물을 제거하기 위하여 적용된 기술이다.

그러나, 실제 유기물이 다량 포함된 폐수를 처리하는 경우에 있어서는 폐수 내에 포함되어 있는 많은 미생물들이 폐수 유입과 동시에 여과기 메쉬 표면에서 유기물에 의해 급격히 증식되기 때문에, 메쉬 표면의 막힘 현상이 자주 발생된다. 그러므로, 상기된 발명의 여과장치를 적용시킨 경우에 있어서는 여과기 메쉬 표면의 잦은 세척 및 교환 등의 유지 보수가 필요하였을 뿐만 아니라 여과 후에 측정 기기로 유입되는 폐수의 질과 양을 조절하는데 있어서도 많은 문제점들이 발생되었으며, 여과기 표면에서 부유물을 이용한 미생물의 증식을 방지하고 이로 인해 발생되는 메쉬 표면의 막힘 현상을 제거함으로써 장기간에 걸쳐 안정적으로 적용될 수 있는 전처리장치의 개발이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 유기물질과 다양한 영양분 등의 부유성 고형물을 함유하고 있는 폐수를 처리하는 경우, 여과기에 걸러진 유기물의 증식에 따라서 미생물에 의한 여과기의 막힘 현상을 제거할 수 있는 폐수내 부유물 제거 전처리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 설치 후에 부가적인 세척 및 교환이 불필요한 장기간 이용이 가능한 전처리 장치로서 유지 관리 등의 비용을 크게 절감시킬 수 있는 폐수내 부유물 제거 전처리 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 살균용 전처리장치를 장착시킨 부유물 전처리장치를 구성 장치위주로 표현한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 전처리장치의 작동 과정시 폐수의 유로도를 나타낸 개략도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 유입관 2 : 펌프

3 : 제 1 유로 조절 밸브 4 : 상방 유로

5 : 하방 유로 6 : 수주 노즐

7 : 여과기 8 : 여과기 통

9 : 자외선 램프 10 : 경사판

11 : 배출관 12 : 제 2 유로 조절 밸브

13 : 취수관 14 : 취수 펌프

15 : 배수관 16 : 케이싱

상기된 바와 같은 목적은, 폐수 내에 포함된 이물질을 여과하기 위한 고깔형태의 망체로 된 여과기로부터 이물질이 여과된 여과수를 저장하기 위해 상기 여과기의 하부에 제공되는 여과기 통; 제 1 유로 조절 밸브에 의해, 상기 여과기의 상부 및 상기 여과기 통 내로 폐수를 공급하기 위한 상방 및 하방 유로들에 선택적으로 연결되는 유입관; 상기 여과기로부터 상기 여과기 통의 외부로 흘러내린 폐수를 배출시키기 위한 배출관; 상기 여과기 통과 상기 배출관을 연결하며, 상기 하방 유로를 통해 상기 여과기 통 내로 폐수가 분사될 때 상기 배출관에 설치된 제 2 유로 조절 밸브에 의해 개방되어 상기 여과기 통 내의 폐수를 배수시키기 위한 배수관; 상기 여과기에 의해 여과되어 상기 여과기 통에 저장된 여과수를 취수하기 위하여 상기 여과기 통 내로 연장하는 취수관; 및 상기 여과기에 자외선을 방사하기 위하여 상기 여과기의 상부에 설치되는 한 쌍의 자외선 램프들를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 폐수 내의 부유물을 제거하는 전처리 장치에 의해 달성될 수 있다.

상기에서, 상기 자외선 램프들은 상기 여과기를 중심으로 이동하도록 설치된다.

또한, 상기 여과기 통의 주변에 경사판이 형성되고, 상기 배출관은 상기 경사판의 하부에 위치된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명인 살균용 전처리장치를 장착시킨 부유물 전처리장치를 구성 장치위주로 표현한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전처리 장치는 폐수 내에 포함된 이물질을 여과하기 위하여 고깔형태의 망체로 된 여과기(7)로부터 이물질이 여과된 여과수를 저장하기 위해 여과기(7)의 하부에 제공되는 여과기 통(8)을 케이싱(16) 내에 구비한다. 여과기(7)의 상부에는 유입관(1)을 통해 유입된 폐수를 여과기(7)로 분사하기 위한 수주 노즐(6)이 위치된다.

유입관(1)은 제 1 유로 조절 밸브(3)에 의하여 여과기(7)의 상부 및 상기 여과기 통(8) 내로 폐수를 공급하기 위한 상방 및 하방 유로(4,5)들에 선택적으로 연결(개방)된다. 그러므로, 유입관(1)을 통해 유입된 폐수는 제 1 유로 조절 밸브(3)의 작동에 따라서 펌프(2)의 구동에 의해 상기 여과기(7)의 상부 및 상기 여과기 통(8) 내로 공급될 수 있다.

폐수가 수주 노즐(6)로부터 고깔 형태의 망체로 형성된 여과기(7)로 분사되었을 때, 여과기(7)로부터 여과기 통(8)의 외부로 흘러내린 폐수는 여과기 통(8)의 주변에 설치되는 경사판(10)을 따라 낙하되어, 경사판(10)의 하부에 배치되는 배출관(11)을 통하여 외부로 배출된다. 여과기 통(8)과 배출관(11)은 배수관(15)을 통해 서로 연결되며, 배수관(15)은 하방 유로(5)를 통해 상기 여과기 통(8) 내로 폐수가 분사될 때 배출관(11)에 설치된 제 2 유로 조절 밸브(12)에 의해 개방되어, 여과기 통(8) 내의 폐수가 배수관(15)과 배출관(11)을 통해 외부로 배출된다.

한편, 여과기(7)에 의해 여과되어 상기 여과기 통(8)에 저장된 여과수는 여과기 통(8) 내로 연장하는 취수관(13)을 통해 취수된다. 즉, 취수관(13)에 설치된 취수 펌프(14)가 구동됨으로써, 여과기 통(8) 내의 여과수가 취수관(13)을 통해 취수될 수 있다. 한편, 여과기(7)의 상부에 설치되는 한 쌍의 자외선 램프(9)로부터 자외선이 여과기(7)에 의해 걸러진 부유성 고형물과 유기 물질 및 다른 이물질들에 방사되어, 여과기(7)표면에서 미생물이 증식하는 것이 방지될 수 있다.

본 발명에 따른 폐수 전처리 장치에 있어서, 폐수는 폐수 유입관(1)에 설치된 펌프(2)의 구동에 의해 폐수 유입관(1)을 통해 전처리 장치 내로 약 30분 동안 주입된다. 이 때, 제 1 유로 조절 밸브(3)의 조작에 의해, 상방 유로(4)는 개방되고, 하방 유로(5)는 폐쇄된다. 그러므로, 펌프(2)의 구동에 의해 폐수 유입관(1)으로 유입된 폐수는 상방 유로(4)를 통해 수주 노즐(6)을 통해 소정 압력의 제트류로서 배출된다.

수주 노즐(6)로부터 제트류로서 배출된 폐수는 고깔 형태의 망체로 만들어진 여과기(7)의 상부로 분사된다. 여과기(7)를 타격하는 폐수 내에 포함된 부유성 고형물과 유기 물질 및 다른 이물질들은 여과기(7)에 걸러져서 고깔 형태의 여과기(7)의 경사면을 따라서 여과기 통(8)의 하부로 흘러가고, 깨끗한 여과수만이 여과기 통(8)의 내부에 저장된다. 여과기(7)의 상부에는 적어도 한 쌍의 자외선 램프(9)들이 서로 이동 가능하게 설치된다.

폐수가 수주 노즐(6)로부터 고깔 형태의 여과기(7)로 분사될 때, 전처리장치의 상부에 설치된 한 쌍의 자외선 램프(9)들은 고깔 형태의 여과기(7)의 양쪽에서 여과기(7)의 외부면에 자외선을 방사하여 여과기(7)의 외부면에서 미생물이 번식하는 것을 방지한다. 자외선 램프(9)들은 수주 노즐(6)로부터 여과기(7)의 외부면으로 폐수가 분사될 때 분사되는 폐수의 흐름에 방해가 되지 않도록 수주 노즐(6)을 중심으로 이동될 수 있도록 설치된다.

한편, 여과기(7)에 의해 걸러져 여과기 통(8)의 외부로 흘러 내려간 폐수는 여과기 통(8)의 외부에 일정 각도로 설치된 경사판(10)으로 낙하된다. 도면에 도시된 바와 같이, 경사판(10)의 하부에는 폐수를 외부로 배출시키기 위한 배출관(11)이 설치되어 있으며, 폐수는 경사판(10)을 따라서 유출관(11)으로 모여져, 배출관(11)을 통해 외부로 배출된다. 배출관(11)은 배출관(11)에 설치된 제 2 유로 조절 밸브(12)에 의해 유로가 개폐된다. 유출관(11)은 정상 작동 과정과 역세척 과정 동안 제 2 유로 조절 밸브(12)에 의해 항상 개방되어 있으며, 여과기 통(8)의하부와 배출관(11)을 연결하는 배수관(15)은 제 2 유로 조절 밸브(12)에 의해 폐쇄되어 있다.

여과기 통(8)에는 여과기(7)에 의해 여과되어 여과기 통(8)에 모인 여과수를 취수하기 위한 취수관(13)이 설치되고, 취수관(13)에는 여과기 통(8)에 모인 여과수를 펌핑하여 취수하기 위한 취수 펌프(14)가 설치된다. 예를 들어 30분 동안 폐수가 유입되어, 여과기 통(8)의 내부에 일정한 수위까지 걸러져 모여지면, 여과기 통(8)에 모여진 여과수는 취수 펌프(14)에 의해 펌핑되어 취수관(13)을 통해 다음 공정을 위해 취수된다.

상기된 바와 같이 30분 동안의 정상 작동 과정 동안의 취수가 이루어진 후, 망체로 형성된 여과기(7)의 표면에 부착된 부유성 고형물질 및 이물질들을 제거하기 위해 5분 동안의 역세척 과정이 수행된다. 역세척 과정 동안, 세척수는 정상 작동 과정과 마찬가지로 펌프(2)의 구동에 의해 유입관(1)을 통하여 유입된다. 이 때, 상방 유로(4)는 밸브(2)에 의해 폐쇄되고, 하방의 유로(5)가 개방되어, 세척수는 하방 유로(5)를 통하여 여과기 통(8) 내로 분사된다.

여과기 통(8) 내로 들어온 세척수는 정상 작동 과정 동안의 폐수 흐름의 역방향으로 여과기(7)의 망체 표면에 부착된 부유물들을 경사판(10)으로 씻어내어, 여과기(7)의 표면으로부터 분리된 부유물들은 경사판(10)의 하부에 위치된 유출관(11)을 통하여 외부로 유출된다. 이 때, 취수 펌프(14)는 작동이 중지되고, 배수관(15)은 폐쇄된 상태를 유지한다.

5분 동안 역세척 과정이 진행되면, 1분 동안 세척 과정을 연속적으로 수행한다. 이러한 세척 과정은 여과기(7)의 망체 표면뿐만 아니라 여과기 통(8)의 내부에 잔류할 수도 있는 부유 물질 및 이물질들을 완전히 세척하기 위한 과정이다. 이 때는 제 1 유로 조절 밸브(3)에 의해 폐쇄되어 있던 상방 유로(4)가 개방되어, 세척수가 상방 유로(4)를 통하여 전처리 장치 내부로 유입되며, 제 2 유로 조절 밸브(12)에 의해 배수관(15)이 개방되어, 여과기 통(8) 내에 잔류하는 세척수가 배수관(15)을 통해 외부로 배출된다.

현재, 중랑하수처리장의 1차 침전지의 처리수를 측정하는 BOD 계측기의 전처리장치에 설치되어 있는 여과장치의 부유물 제거효과를 비교 관찰해 보고 있다. 기존의 전처리장치로서 적용된 여과장치의 부유물 처리효과와 본 발명의 자외선램프 장착용 전처리장치의 적용결과는 다음과 같이 상이하였다.

즉, 자외선램프가 장착되지 않은 상태의 전처리장치를 적용시킨 경우에, 유기물이 다량 포함된 폐수가 여과기(7)의 상부로 빠른 속도로 펌핑되어 분사된 후, 여과기(7)의 상부를 주기적으로 점검한 결과, 폐수 주입후 평균 일주일 정도의 시간에 여과기(7)의 망체 표면에 유기물과 미생물들이 엉켜서 누런 막이 형성되어, 망체의 구멍들이 거의 막혀짐을 확인 할 수 있었다. 이러한 망체의 막힘 현상으로 인해 여과기 통(8)의 내부로 모여지는 여과수의 양이 매우 적게되어 연속적인 측정기의 정상적인 작동을 방해하는 원인으로 작용함을 알 수 있었다.

본 발명에 따라서, 전처리 장치 내의 여과기(7)의 상부에 한 쌍의 자외선 램프(9)를 장착시킨 후, 이전의 적용 조건과 동일한 상태에서 동일한 폐수를 주입시켰다. 그 결과, 자외선 램프(9)에 의해 여과기표면에서 유입 폐수내의 유기물질을이용한 미생물의 증식의 방지효과 발생과 주기적인 역세척 과정을 통한 여과장치의 세척 등을 통해 처리 시작 후 6개월이 경과할 때까지 이전에 문제점으로 대두되었던 여과기 망체 표면의 막힘 현상이 거의 발생하지 않았음을 확인 할 수 있었다.

본 발명에 따르면 전처리 장치 내의 여과기 상부에 자외선 램프를 장착시킴으로써, 종래의 전처리 장치에서 큰 문제점으로 대두되고 있는 부유성 유기물과 미생물들에 의한 여과기표면의 막힘 현상을 해결할 수 있다. 뿐만 아니라, 수주되는 제트류로서의 폐수의 빠른 접선 흐름 방식을 이용하여 여과기의 메쉬 부분에 수류를 타격함으로써, 폐수의 여과 처리 효율성을 높이는 효과를 가진다.

즉, 본 발명의 전처리 장치는 접선흐름방식의 폐수 수류를 통한 여과효과 및 자외선램프를 이용한 살균작용과 함께 역세척 과정을 주기적으로 반복할 수 있는 시스템을 구축함으로써, 여과장치의 효율성을 저하시키던 망체 표면의 막힘 현상을 완전히 해결하게 되어 여과기의 처리효율성을 극대화시키고 여과장치의 주기적인 보수 및 잦은 교체와 세척 등을 최소화할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 폐수 내에 포함된 이물질을 여과하기 위한 고깔형태의 망체로 된 여과기(7)로부터 이물질이 여과된 여과수를 저장하기 위해 상기 여과기(7)의 하부에 제공되는 여과기 통(8);

   제 1 유로 조절 밸브(3)에 의해, 상기 여과기(7)의 상부 및 상기 여과기 통(8) 내로 폐수를 공급하기 위한 상방 및 하방 유로(4,5)들에 선택적으로 연결되는 유입관(1);

   상기 여과기(7)로부터 상기 여과기 통(8)의 외부로 흘러내린 폐수를 배출시키기 위한 배출관(11);

   상기 여과기 통(8)과 상기 배출관(11)을 연결하며, 상기 하방 유로(5)를 통해 상기 여과기 통(8) 내로 폐수가 분사될 때 상기 배출관(11)에 설치된 제 2 유로 조절 밸브(12)에 의해 개방되어 상기 여과기 통(8) 내의 폐수를 배수시키기 위한 배수관(15);

   상기 여과기(7)에 의해 여과되어 상기 여과기 통(8)에 저장된 여과수를 취수하기 위하여 상기 여과기 통(8) 내로 연장하는 취수관(13); 및

   상기 여과기(7)에 자외선을 방사하기 위하여 상기 여과기(7)의 상부에 설치되는 한 쌍의 자외선 램프(9)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 내의 부유물을 제거하는 전처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자외선 램프(9)들은 상기 여과기(7)를 중심으로 이동하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 폐수내 부유물을 제거하는 전처리 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 여과기 통(8)의 주변에 경사판(10)이 형성되고, 상기 배출관(11)은 상기 경사판(10)의 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 폐수내 부유물을 제거하는 전처리 장치.