KR100485311B1

KR100485311B1 - 오폐수 처리장치

Info

Publication number: KR100485311B1
Application number: KR10-2003-0049581A
Authority: KR
Inventors: 한성완
Original assignee: 한성완
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-07-19
Publication date: 2005-04-27
Also published as: KR20050003329A

Abstract

본 발명은 오폐수 처리장치에 관한 것으로서, 오폐수를 원수처리여과기에서 1차 처리하여 농축수를 분리한 후 이 농축수를 재차 원심분리기를 통해 2차 처리하여 정밀하게 거대물질을 분리하여 제거하며, 이때 거대물질이 제거된 미세물질을 수반한 물을 또 다시 여과층에서 3차 분리하는 처리방식을 적용하고, 원심분리기의 측벽 및 여과층의 상부와 하부에서 역세를 수행할 수 있는 수단을 구비함으로써, 미세여과를 가능하게 하고 막힘현상을 최소화하며 전체적인 처리용량의 증가 및 운전시간의 단축과 더불어 오폐수의 정화처리능력을 향상시킬 수 있도록 한 오폐수 처리장치를 제공한다.

Description

오폐수 처리장치{Wastewater treatment apparatus}

본 발명은 오폐수 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 크로스 플로우(cross flow) 형태의 원수처리여과기 및 사이클론 방식의 원심분리기를 채용하여 오폐수 중의 거대물질을 1, 2차에 걸쳐 분리하는 공정과 여러 단계의 여과층을 이용하여 오폐수 중의 미세물질을 최종 여과하는 공정을 포함하고, 특히 원심분리기의 외측벽 및 여과층의 상부와 하부에 각각의 역세수단을 구비하여 필터 및 여과층의 막힘현상을 완전히 해소할 수 있는 오폐수 처리장치를 제공함으로써, 오폐수의 정화 처리능력을 향상시킬 수 있으며, 처리용량이나 운전시간 등의 처리장치 가동측면에서 효율화를 도모할 수 있도록 한 오폐수 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업의 발달과 더불어 각종 공장이나 가정에서는 인체에 유해한 산업폐기물 및 오폐수가 다량 발생되고 있는 실정이며, 오폐수의 무단 방류로 인한 자연환경의 오염과 생태계의 파괴를 막기 위하여 오폐수의 정화처리와 관련한 각종 규제가 강화되고 있는 추세이다. 여기서 오폐수는 고형액상으로서 연못수, 호수, 분수, 수영장수, 강물, 바닷물, 냉각수, 양어장수, 지하수, 공정수, 기타 고형물(슬러지)를 함유한 물로서 오염된 물을 모두 포함하는 개념이다.

따라서, 오폐수의 정화처리문제가 심각한 환경문제로 대두됨에 따라 보다 깨끗하고 간단한 방법에 의해 오폐수를 정화처리하기 위한 장치나 방법들이 많이 개발되고 있다.

기존 대부분의 오폐수 처리장치들은 주로 생물학적 처리방식을 채택하고 있는데, 이러한 처리설비들은 각 처리단계별로 각각의 장치가 요구되어 전체적인 처리장치의 규모가 커지게 되고, 이로 인해 설치면적의 제한, 운전비용의 증가 등 소규모의 처리용량을 필요로 하는 곳에서 적용하기에는 비효율적인 면이 있다.

한편, 위와 같은 대규모 처리장치와는 달리 배관수단, 탱크수단, 여과층 등을 포함하는 소규모 처리장치들이 일부 제공되고 있으나, 대부분 오폐수 중의 거대물질과 미세물질을 효과적으로 분리 정화처리하는 측면에서 미흡한 점이 있고, 또 여과층 표면에 부착되는 부유물질 등으로 인하여 미세여과는 실현되기 어려운 실정이며, 특히 미세여과를 수행할 경우에는 역세횟수를 크게 증가시켜야 하므로 운전시간의 증가나 처리용량의 감소 등 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 오폐수 원수 중의 거대물질과 미세물질을 원수처리여과기에서 1차적으로 거대물질을 수반한 농축수를 분리하고 이 농축수를 무동력의 원심분리기를 통해 2차 분리하는 처리방식을 적용하고, 원심분리기의 외측벽 및 여과층의 상부와 하부에서 역세를 수행할 수 있는 수단을 구비함으로써, 미세여과를 가능하게 하고 막힘현상을 최소화하며 전체적인 처리용량의 증가 및 운전시간의 단축과 더불어 오폐수의 정화처리능력을 향상시킬 수 있도록 한 오폐수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부의 부유물 배출용 배관 및 하부의 처리수 배출용 배관과 측면 일측의 오폐수 유입용 배관을 갖는 일정한 용적의 처리탱크; 상기 처리탱크의 내부 윗쪽으로 배치되며 오폐수 유입용 배관을 통해 내부로 유입되는 오폐수의 토출력 및 상기 오폐수 유입용 배관상에 설치되는 원수처리여과기로부터 연장되어 처리탱크의 측부에 배치되는 수압관을 통해 유입되는 오폐수의 토출력에 의해 회전되면서 오폐수 중의 거대물질을 분리하는 원심분리기 및 이것과 연동되면서 외부까지 연장되는 거대물질 배출용 배관; 상기 처리탱크의 내부 아래쪽으로 배치되며 조밀도가 다른 적어도 3단계의 적층구조로 구성되어 오폐수 중의 미세물질을 여과하는 여과층; 상기 거대물질 배출용 배관으로부터 배출되는 거대물질 및 오폐수를 수집하고 이를 스크류형 배출기로 배출시키는 수집탱크; 상기 여과층의 상부와 하부에 각각 위치되며 외부로부터 제공되는 역세수를 이용하여 여과층의 표면과 내부에 대한 역세를 수행하는 상부 역세기 및 하부 역세기; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원심분리기는 처리탱크의 내부에 동심원상으로 위치되고 안쪽 벽면에 일정간격으로 돌출 배치되는 다수의 날개차 및 그 하측에 다수의 저항판을 가지면서 하단부가 거대물질 배출용 배관상에 회전가능한 구조로 지지되는 뚜껑이 결합된 상하부 개방형의 본체와, 상기 본체의 타공형 이중벽체 내부에 장착되는 필터재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부 역세기는 밸브를 가지면서 오폐수 유입용 배관상에 연결된 원수처리여과기로부터 분기되어 연장되는 주관과, 상기 주관과 연결되며 다수의 산기구를 가지면서 처리탱크의 내부에서 방사상으로 연장 배치되는 형태의 보조관으로 구성되어 여과층의 윗면에 쌓여있는 미세입자 등을 제거하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 역세기는 별도의 처리수 탱크로부터 연장되어 펌프로 압송되는 깨끗한 처리수를 공급할 수 있으며 공기주입관 및 밸브를 가지면서 처리탱크의 내부까지 연장되는 주관과, 상기 주관으로부터 연장되어 여과층의 저면에 위치되는 다수의 분기관 형태로 되어 있는 보조관으로 구성되어 여과층의 내부에 부착되어 있는 미세입자 등을 제거하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 처리탱크는 공기주입관 및 밸브를 가지면서 하부역세기의 주관에서부터 원심분리기의 벽체에 근접한 위치까지 연장되어 처리수 순환을 통해 원심분리기의 벽면에 부착되어 있는 이물질을 제거하는 세척용 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오폐수 유입용 배관상에 설치되는 원수처리여과기는 상하관통되며 외면이 다공의 스크린부재로 된 원추형의 내통체와 내통체의 외측에 공간이 형성되도록 결합되며 그 측벽에 상기 주관이 연결되는 원통형의 외통체로 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 제공하는 오폐수 처리장치는 오폐수 원수 집수조로부터 공급되는 오폐수를 원수처리여과기에서 1차 처리하여 거대물질이 수반된 농축수는 원심분리기로 이동시키고 1차 수처리 된 오폐수는 처리탱크 내에 유입하며, 이때 농축수는 처리탱크 내의 원심분리기를 이용하여 2차적으로 거대물질과 미세물질로 더욱 정밀하게 분리한 후, 거대물질은 곧바로 수집탱크로 보내 분리 제거하며, 미세물질은 여러 단계의 여과층을 통과시켜 깨끗한 물로 정화시키는 처리과정을 포함한다.

상기 거대물질은 크기·밀도가 큰 입자(고체입자·액적)를 가리키며, 미세물질은 액상에 섞여 있는 크기·밀도가 작은 입자를 가리킨다.

또한, 원심분리기의 외측벽 및 여과층의 상부와 하부에 각각의 역세기를 구비하여 필터 및 여과층에 부착되어 있는 각종 미세물질 등의 이물질을 효과적으로 제거함으로써, 여과효율을 획기적으로 높일 수 있고, 또 처리장치의 전체적인 운전이 관리 측면에서 효율화를 도모할 수 있다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 일정량의 오폐수를 수용할 수 있는 처리탱크(13)에는 오폐수의 유입을 위한 오폐수 유입용 배관(12)과 처리수의 배출을 위한 처리수 배출용 배관(11)이 각각 측부와 하부에 연결 설치되고, 오폐수 유입시 초기의 부유물을 주기적으로 배출시킬 수 있는 부유물 배출용 배관(10)이 상부에 연결 설치된다.

각각의 배관에는 밸브(22h,22d,22e,22g)이 설치되어 수동조작 또는 컨트롤러 (미도시)의 제어에 의해 개폐되면서 오폐수, 처리수 및 부유물의 흐름을 단속할 수 있게 되며, 또한 오폐수 유입용 배관(12)에는 펌프(24)가 설치되어 있어서 오폐수의 강제 유입을 가능하게 한다.

이에 따라, 집수조측으로 연결되어 있는 오폐수 유입용 배관(12)을 통해 처리탱크(13)의 내부로 유입된 오폐수는 소정의 분리 및 여과과정을 거쳐 처리수로 정화되고, 이렇게 정화된 처리수는 처리수 배출용 배관(11)을 통해 처리탱크(13)의 일측에 마련되어 있는 처리수 탱크(23)로 보내져 수집되며, 오폐수 중의 부유물은 부유물 배출용 배관(10)을 통해 역시 처리탱크(13)의 일측에 마련되어 있는 다른 수집탱크(미도시)로 보내져 수집,처리된다.

오폐수 중에 포함되어 있는 거대물질은 후술하는 원수처리여과기(30)에서 1차적으로 처리하여 거대물질을 수반된 농축수를 얻게 되며 이어서 이 농축수를 사이클론 방식의 원심분리기(14)에 의해 더욱 정밀하게 분리한 후, 직접 수집탱크 (18)로 보내져 처리된다.

이를 위하여, 처리탱크(13)의 내부 윗쪽으로는 회전가능한 상하부 개방형의 본체(14b) 및 이것의 벽체 내에 장착되는 필터재(14c)로 구성된 원추형상의 원심분리기(14)가 설치되고, 원심분리기(14)의 상부에는 덮개가 구비되며 그 중심에 베어링을 장착하여 오폐수 유입용 배관(12)을 관통시켜 이것을 축으로 회전 가능하게 설치되며 하부에는 수집탱크(18)까지 연장되는 거대물질 배출용 배관(15)이 연결 설치된다.

이러한 원심분리기(14)는 처리탱크(13)와 동심원상으로 위치되면서 상기 거대물질 배출용 배관(15)의 상단부에 베어링 등을 통해 회전가능한 구조로 지지되고, 안쪽 벽면에 일정간격으로 돌출 배치되는 다수의 날개차(14a)를 통한 회전력을 이용하여 회전되면서 내측으로 유입된 오폐수에 원심력을 부여할 수 있게 된다. 이때 날개차(14a)의 하측에는 저항판(14a')을 설치하여 회전력을 더욱 부여받을 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 또 원심분리기(14)의 내부에서 외부로 진행되는 수압에 의해 회전력을 부가받을 수 있도록 바깥쪽 아래 벽면에도 일정간격으로 돌출 배치되는 다수의 날개차(14d)를 구비하는 것이 좋다.

예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 원심분리기(14)의 내측에는 본체(14b)의 내벽 접선방향으로 오폐수 유입용 배관(12)의 토출구(26)가 근접 하향배치되고, 토출구(26)를 통해 강하게 분사되는 오폐수가 본체(14b)의 벽면으로부터 돌출되어 있는 날개차(14a) 및 저항판(14a')를 밀어주게 되므로, 본체(14b)는 외부의 동력없이 수압에 의해 원활하게 한쪽 방향으로 회전하게 된다. 이에 따라 본체 내측의 오폐수도 같은 방향으로 흐름을 갖게 되므로 원심력에 의해 미세물질을 포함하는 오폐수는 필터링되면서 본체(14b)의 외측으로 빠져나가게 되고, 거대물질은 원심력에 의해 선회하면서 본체(14b)의 타공망 이중벽체 내부의 필터재(14c)에 부딪혀 걸러지면서 원추형으로 된 본체(14b)의 아래쪽으로 이동되어 거대물질 배출용 배관(15)을 통해 수집탱크(18)로 보내지게 된다. 이때 상기 타공망으로 형성된 이중벽체는 망부재(MESH SCREEN)로 형성할 수도 있으며, 상기 날개차(14a)의 형상은 본체(14b)에 큰 원심력 제공 및 거대물질을 더욱 원활하게 거대물질 배출용 배관(15)으로 유도할 수 있도록 벽체에 경사지게 나선형으로 형성할 수도 있다.

이렇게 수집탱크(18)측으로 보내진 거대물질은 스크류형 배출기(17)를 통해 외부로 처리 제거되고, 거대물질과 함께 수집된 정화되지 않은 오폐수는 수집탱크 (18)측에서 오폐수 유입용 배관(12)측으로 연결되는 별도의 오폐수 회수용 배관 (27)을 통해 재차 처리탱크(13)측으로 보내져 처리될 수 있게 된다.

이때, 상기 거대물질 배출용 배관(15)과 오폐수 회수용 배관(27)에도 각각의 밸브(22f,22i)가 설치되어 있어서 필요에 따라 그 흐름을 단속할 수 있게 된다.

위와 같은 원심분리기(14)의 경우 필터재(14c)의 막힘현상을 최대한 배제하기 위한 수단으로 세척용 배관(25)을 갖추게 된다.

이를 위하여, 처리탱크(13)의 바깥쪽으로 하부 역세기(20)의 주관에서 분기되어 원심분리기(14)의 벽체까지 근접 연장되는 세척용 배관(25)이 설치되며 세척용 배관(25)에는 밸브(22c)와 공기주입관(21c)이 구비된다. 이때 세척용 배관(25)은 밸브(22c)와 공기주입관(21c)을 각각 가지도록 하여 그 끝단을 2개로 분기시켜 원심분리기(14)의 벽체의 상,하측에 배치하도록 함으로써 원심분리기(14)의 필터재 (14c)의 소제효과를 상승시킬 수 있다.

따라서, 주기적으로 또는 필요시마다 밸브(22c)를 연 후 공기주입관(21c)을 통해 공기를 주입하면 이때의 물과 공기주입력에 의해 깨끗한 처리수가 버블형태로 배관을 통해 원심분리기(14)의 본체(14b) 외측벽면에 강하게 분사되므로, 수압에 의해 무동력으로 회전하는 본체(14b)의 필터재(14c)에 부착되어 있는 부유물, 이물질 등이 떨어져 나가게 되고, 이에 따라 원심분리기(14)의 필터링 기능이 지속적으로 양호하게 유지될 수 있게 된다.

이때에는 좀더 강한 분사력을 얻기 위하여 강제 펌핑수단을 세척용 배관(25)상에 설치하는 것이 바람직하다.

오폐수에 대한 실질적인 미세 정화를 위한 수단으로는 여과층(16)이 제공된다.

상기 여과층(16)은 처리탱크(13)의 중간부터 아래쪽까지 일정구간 채워지는 각기 다른 입자 크기를 갖는 여과재 층으로 되어 있으며, 윗쪽으로 입자가 작은 것이 채워지고 아래쪽으로 갈수록 입자가 큰 것이 채워진다.

예를 들면, 아래쪽에 타공형 플레이트가 설치되고, 그 위로 자갈층, 굵은모래층, 가는모래층이 순차적으로 채워질 수 있으며, 이러한 여과층(16)을 단계적으로 통과하게 되면서 오폐수 중의 미세입자, 불순물, 미생물 등이 제거될 수 있게 된다. 여기서 여과층은 카본, 직포 등 다른 여과수단을 채용할 수도 있다.

이와 같은 여과층(16)은 오랜 기간 운전 후 여과성능이 저하되면 교체를 해주어야 하는데, 이때에는 처리탱크(13)의 일측 즉, 여과층(16)의 상면 및 하면측방에 별도의 도어수단을 설치하여 필요시마다 여과층을 편리하게 교체할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 오폐수 처리장치의 큰 특징 중의 하나는 여과층(16)에 대한 역세를 상부와 하부에서 수행하는데 있다.

예를 들면, 처리탱크(13) 내에 배치되어 있는 여과층(16)의 상부에는 오폐수 유입용 배관(12)상에 연결되는 원수처리여과기(30)에 밸브(22a)를 가지면서 연결되는 주관(19a)과, 상기 주관(19a)과 연결되며 다수의 산기구(19b)를 가지면서 처리탱크(13)의 내부에서 방사상으로 연장 배치되는 형태의 보조관(19c)으로 구성되어 여과층(16)의 윗면에 미세입자가 달라붙는 것을 방지하고 또 쌓여있는 미세입자 등을 제거하도록 되어 있는 상부 역세기(19)가 배치되고, 하부에는 별도의 처리수 탱크(23)로부터 연장되어 펌프(24a)로 압송되는 깨끗한 처리수를 공급할 수 있으며 공기주입관(21b) 및 밸브(22b)를 가지면서 처리탱크(13)의 내부까지 연장되는 주관(20a)과, 상기 주관(20a)으로부터 연장되어 여과층(16)의 내부 저면에 위치되는 다수의 분기관 형태로 되어 있는 보조관(20b)으로 구성되어 여과층(16)의 내부에 부착되어 있는 미세입자 등을 제거하도록 되어 있는 하부 역세기(20)가 배치된다.

또 상기 상부역세기(19)의 주관(19a)에는 밸브(22a')를 가진 수압관(19a')이 원심분리기(14)의 바깥쪽 날개차(14d)에 근접되게 연장 형성되고, 하부역세기의 주관(20a)으로부터는 상기 세척용 배관(25)이 분기된다. 이때 세척용 배관(25)이 분기된 곳과 처리탱크(13)사이로는 밸브(21a)가 설치된다.

이에 따라, 상기 상부 역세기(19)는 도 5에 도시한 바와 같이 역세시 여과층(16)의 바로 윗쪽에서 방사상으로 뻗쳐있는 보조관(19c)의 산기구(19b)를 이용하여 오폐수 유입용 배관(12)으로부터 공급되는 물을 강하게 분사시켜주는 방식으로 여과층(16)의 상부에 쌓여있는 이물질, 오염물질 등을 제거할 수 있고 비역세시에는 주관(19a)에서 분기된 수압관(19a')을 통해 물을 강하게 분사하는 방식으로 원심분리기(14)의 외측 날개차(14d)를 밀어주게 되므로 회전력을 더욱 부가시킬 수 있게 된다.

또한 상기 하부 역세기(20)는 분기관 형태의 보조관(20b)을 이용하여 깨끗한 처리수 또는 별도의 상수를 여과층(16)의 저부로부터 그 내부까지 강하게 분사시켜주는 방식으로 여과층(16)의 내부에 부착되어 갇혀있는 이물질, 오염물질 등을 제거할 수 있고 또 주관(20a)으로부터 분기된 원심분리기(14) 세척용 배관(25)의 밸브(22c)을 열게되면 원심분리기(14)의 필터(14c)를 세척할 수 있게 된다.

이러한 역세수단의 가동은 처리장치의 운전 중 또는 주기적으로 또는 필요시마다 모두 함께 또는 각각 개별적으로 수행시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 거대물질이 다량 함유된 오폐수 원수를 1차 처리하여 거대물질을 수반한 농축수를 원심분리기(14)로 보내 2차 처리하여 거대물질을 더욱 정밀하게 분리해 제거할 수 있도록 하며, 또 상기 상부 역세기(19)와 원심분리기 (14)의 바깥쪽 날개차(14d)로 1차 처리된 물을 공급, 분사할 수 있도록 하는 여과수단을 제공한다.

이를 위해, 상기 오폐수 유입용 배관(12)으로부터 상부역세기(19)의 주관 (19a)이 분기되는 연결부에는 펌프(24b)에 의해 유입되는 오폐수 원수를 1차 처리하여 처리탱크(13) 및 상부역세기(19)로 제공하기 위한 원수처리여과기(30)가 설치된다.

원수처리여과기(30)는 상하관통되며 외면이 다공의 스크린부재로 된 원추형의 내통체(31)와 내통체(31)의 외측에 공간이 형성되도록 내통체(31)와 상,하단부가 결합되는 외통체(32)로 되어 있다. 이때 외통체(32)는 원통형으로 형성하는 것이 바람직하고 측벽 일측에는 상기 상부역세기(19)의 주관(19a)이 연결된다.

이에 따라 펌프(24b)에 의해 유입되는 오폐수 원수를 1차 처리하여 상부역세기(19)로 거대물질이 수반되지 않는 오폐수를 제공할 수 있게 된다. 즉, 원수처리여과기(30)로 유입되는 오폐수 원수는 망상형으로 된 다공의 스크린부재인 내통체 (31)를 통과하면서 거대물질을 걸러내고 외통체(32)와 연결된 주관(19a)으로 공급되며 나머지 거대물질을 수반한 오폐수 농축수는 그대로 통과하여 처리탱크(13)내의 원심분리기(14)로 공급된다. 이때 상기 내통체(31)는 원추형으로 되어 외부에서 유입되는 압력을 크로스 플로우(cross flow) 형태로 설정하여 와류를 형성하며 통과하기 때문에 내통체(31) 내벽은 원수가 그 표면을 쓸고가는 자가세척 방식으로 거대물질이 끼는 일이 없게 된다.

따라서, 상기와 같이 1차 처리된 오폐수 원수를 원활하게 상부역세기(19)로 제공하게 됨에 따라 보조관(19c)의 분사구멍이 막히는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 원수처리여과기(30)는 처리탱크(13) 내부의 원심분리기 (14)에서 1차 여과된 물을 이용하여 백와싱(back washing)이 가능하다. 이를 위해 원수처리여과기(30)의 하측 오폐수 유입용 배관(12)에는 배출밸브(22j)가 설치되며, 상기 주관(19a)에 설치된 밸브(22a)를 열게 되면 보조관(19c), 산기구(19b), 주관(19a)을 경유하며 원수처리여과기(30)로 원심분리기(14)에서 1차 여과된 물이 역세하며 백와싱이 이루어지고 이때 제거한 이물질을 수반하여 상기 밸브(22j)를 통해 배출된다.

한편, 상기 원수처리여과기(30)에서 1차 처리된 물은 원심분리기(14)의 회전을 돕기 위해 바깥쪽 날개차(14d)로 보내지게 되며, 이를 위해 상부역세기(19)의 주관(19a)에서 분기되어 원심분리기(14)의 바깥쪽 날개차(14d)와 근접되게 연장된 수압관(19a')이 형성된다. 따라서 원수처리여과기(30)에서 1차 여과된 물은 수압관(19a')을 통해 날개차(14d)를 밀어 원심분리기(14)의 회전력을 더욱 부가하게 된다.

본 발명에서 제공하는 오폐수 처리장치를 이용한 오폐수 처리과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.

정상운전시, 초기 침전조를 거친 오폐수나 혹은 고형물의 일부가 제거된 오폐수는 오폐수 유입용 배관(12)의 펌프(24b)에 의해 펌핑된 후 원수처리여과기(30)를 통과하여 처리탱크(13)의 내부로 유입된다. 이때 원수처리여과기(30)에서 거대물질을 수반한 농축수는 처리탱크(13) 내의 원심분리기(14)로 유입되어 내측 날개차(14a) 및 저항판(14a')에 분사되며, 1차 처리된 물은 원심분리기(14)의 바깥쪽 날개차(14d)로 분사하게 된다. 이에 따라 원심분리기(14)는 내외측에서 수압을 받아 무동력으로 일방향 회전하게 된다.

위와 같이 처리탱크(13)의 내부로 유입된 오폐수 중 거대물질은 원심분리기 (14)의 회전작동에 의해 재차 정밀하게 걸러지면서 그대로 아래쪽으로 통하는 거대물질 배출용 배관(15)을 경유하여 수집탱크(18)로 보내지고, 이와 동시에 미세물질은 원심분리기(14)의 외측으로 필터링되어 빠져나와 원수처리여과기(30)로부터 유입된 1차처리수와 섞이게 되며 아래 여과층(16)을 거치면서 깨끗한 처리수로 정화된 후, 처리수 배출용 배관(11)을 경유하여 최종적으로 처리수 탱크(23)로 보내진다.

이때의 정화된 처리수 일부는 원심분리기의 세척이나 또는 여과층에 대한 하부 역세시 쓰일 수 있다.

소정시간의 정상운전 후, 여과층(16)은 부유성 고형물이나 과다성장된 미생물 찌꺼기, 미세입자, 오염물질로 많이 끼어있기 때문에 역세단계를 필요로 한다.

본 발명에서 제공하는 역세방식은 여과층의 상부와 하부, 그리고 원심분리기의 벽체에 대해 각각 수행하는 방식이다.

이를 위하여, 상부 역세기(19)와 하부 역세기(20)를 이용하여 물과 공기를 각각의 여과층(16) 위아래로 분사시킨다. 이때 상부 역세기(19)로 제공되는 물은 원수처리여과기(30)에서 1차 처리한 후 제공하게 된다.

이러한 분사방식의 역세는 물의 강한 분사력과 공기가 포함된 버블형태의 분사수를 이용하므로, 여과층 전체가 충분한 압력이 가해질 수 있고, 이에 따라 그 표면에 쌓이거나 내부에 갇힌 오염물질을 완전히 배출 및 제거시킬 수 있게 되고, 여과층 전체에 걸쳐 균일한 역세가 이루어질 수 있게 된다.

또한, 상기 하부역세기(20)의 주관(20a)에서 분기되는 세척용 배관(25)을 통해 역세시켜 원심분리기(14)의 필터(14c)를 세척할 수 있게 되며, 이때에도 공기가 포함된 버블형태의 분사수를 이용하게 되므로 필터(14c)에 쌓인 이물질을 더욱 청결하게 제거할 수 있게 된다.

상기와 같이 역세 완료 후에는 다시 정상 운전단계로 돌아가 오폐수처리를 수행하며, 정상운전과 역세단계를 계속해서 주기적으로 또는 필요시마다 간헐적으로 반복한다.

상기 본 발명의 실시예에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하고 있는 것에 불과하며 본 발명의 기술범위를 한정하는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 처리탱크(13)의 길이를 연장하여 내부에 수압에 의해 무동력으로 회전되는 원심분리기(14)를 상하 다단으로 여러개 구비시켜 고형물 여과단계를 늘릴수도 있는 것이며, 이때 각 원심분리기(14) 본체(14b)의 외측벽면을 망부재(MESH SCREEN)로 형성하고 위쪽으로부터 아래쪽으로 갈수록 더 조밀한 순으로 배치하여 고형물 입자의 분리 제거를 더욱 정밀하게 할 수 있다. 또한 이를 응용하여 상기 원수처리여과기와 처리탱크의 병렬로 연결하여 오폐수의 처리량을 늘릴 수 있도록 하는 이러한 변형이 본 발명의 권리범위에 속하는 것임은 당연한 것이라 하겠다.

이상에서와 같이 본 발명은 크로스 플로우 방식의 원수처리여과기에서 거대물질을 수반하는 농축수를 1차 분리한 후, 이 농축수를 사이클론 방식으로 외부 동력이 없이 수압에 의해 회전되는 원심분리기를 이용하여 더욱 정밀하게 2차 분리할 수 있고, 이때 원심분리기 본체의 타공망형상의 이중벽체에 구비되는 필터재에 역세를 수행할 수 있으며, 또 상부와 하부에서 모두 여과층에 대한 역세를 수행할 수 있는 오폐수 처리장치를 제공함으로써, 미세여과를 가능하게 하고 막힘현상을 최소화하며 전체적인 처리용량의 증가 및 운전시간의 단축과 더불어 오폐수의 정화처리능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 오폐수 처리장치의 전체적인 구성을 보여주는 단면도

도 2는 본 발명에 따른 오폐수 처리장치에서 처리탱크의 구조를 보여주는 확대단면도

도 3은 도 1에 있어서 원심분리기의 작동상태를 보여주는 A-A선 단면도

도 4는 본 발명에 있어서 원심분리기 날개차의 다른 실시예를 보여주는 단면도

도 5는 도 1에 있어서 상부 역세기의 구조를 보여주는 B-B선 단면도

도 6은 도 1에 있어서 원수처리여과기의 구조를 보여주는 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 부유물 배출용 배관 11 : 처리수 배출용 배관

12 : 오폐수 유입용 배관 13 : 처리탱크

14 : 원심분리기 15 : 거대물질 배출용 배관

16 : 여과층 17 : 스크류형 배출기

18 : 수집탱크 19 : 상부 역세기

20 : 하부 역세기 21 : 공기주입관

22 : 밸브 23 : 처리수 탱크

24 : 펌프 25 : 세척용 배관

26 : 토출구 27 : 오폐수 회수용 배관

30 : 원수처리여과기

Claims

상부의 부유물 배출용 배관(10) 및 하부의 처리수 배출용 배관(11)과 측면 일측의 오폐수 유입용 배관(12)을 갖는 일정한 용적의 처리탱크(13);

상기 처리탱크(13)의 내부 윗쪽으로 배치되며 오폐수 유입용 배관(12)을 통해 내부로 유입되는 오폐수의 토출력 및 상기 오폐수 유입용 배관(12)상에 설치되는 원수처리여과기(30)로부터 연장되어 처리탱크(13)의 측부에 배치되는 수압관을 통해 유입되는 오폐수의 토출력에 의해 회전되면서 오폐수 중의 거대물질을 분리하는 원심분리기(14) 및 이것과 연동되면서 외부까지 연장되는 거대물질 배출용 배관(15);

상기 처리탱크(13)의 내부 아래쪽으로 배치되며 조밀도가 다른 적어도 3단계의 적층구조로 구성되어 오폐수 중의 미세물질을 여과하는 여과층(16);

상기 거대물질 배출용 배관(15)으로부터 배출되는 거대물질 및 오폐수를 수집하고 이를 스크류형 배출기(17)로 배출시키는 수집탱크(18);

상기 여과층(16)의 상부와 하부에 각각 위치되며 외부로부터 제공되는 역세수를 이용하여 여과층(16)의 표면과 내부에 대한 역세를 수행하는 상부 역세기(19) 및 하부 역세기(20);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 원심분리기(14)는 처리탱크(13)의 내부에 동심원상으로 위치되고 안쪽 벽면에 일정간격으로 돌출 배치되는 다수의 날개차(14a) 및 그 하측에 다수의 저항판(14a')을 가지면서 하단부가 거대물질 배출용 배관(15)상에 회전가능한 구조로 지지되는 뚜껑이 결합된 상하부 개방형의 본체(14b)와, 상기 본체(14b)의 타공형 이중벽체 내부에 장착되는 필터재(14c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 상부 역세기(19)는 밸브(22a)를 가지면서 오폐수 유입용 배관(12)상에 연결된 원수처리여과기(30)로부터 분기되어 연장되는 주관(19a)과, 상기 주관(19a)과 연결되며 다수의 산기구(19b)를 가지면서 처리탱크(13)의 내부에서 방사상으로 연장 배치되는 형태의 보조관(19c)으로 구성되어 여과층의 윗면에 쌓여있는 미세입자 등을 제거하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 하부 역세기(20)는 별도의 처리수 탱크(23)로부터 연장되어 펌프(24a)로 압송되는 깨끗한 처리수를 공급할 수 있으며 공기주입관 (21b) 및 밸브(22b)(21a)를 가지면서 처리탱크(13)의 내부까지 연장되는 주관(20a)과, 상기 주관(20a)으로부터 연장되어 여과층(16)의 저면에 위치되는 다수의 분기관 형태로 되어 있는 보조관(20b)으로 구성되어 여과층의 내부에 부착되어 있는 미세입자 등을 제거하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 처리탱크(13)는 공기주입관(21c) 및 밸브(22c)를 가지면서 하부역세기(20)의 주관(20a)에서부터 원심분리기(14)의 벽체에 근접한 위치까지 연장되어 처리수 순환을 통해 원심분리기(14)의 벽면에 부착되어 있는 이물질을 제거하는 세척용 배관(25)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 오폐수 유입용 배관(12)상에 설치되는 원수처리여과기(30)는 상하관통되며 외면이 다공의 스크린부재로 된 원추형의 내통체(31)와 내통체(31)의 외측에 공간이 형성되도록 결합되며 그 측벽에 상기 주관(19a)이 연결되는 원통형의 외통체(32)로 된 것을 특징으로 하는 오폐수 처리장치.