KR100493431B1 - 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치에 관한 것으로, 호기 반응조 상에 바이오 볼이 충진된 바이오 볼 탱크를 설치하는 한편, 여과조 상에 락 필터를 설치함으로써 미생물의 증식 및 작용을 활성화하여 오수의 정화처리 능력을 보다 향상시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 유입된 오수를 무산소 상태하에서 연속적으로 혐기적 소화와 탈질반응이 일어나도록 하는 혐기겸 무산소 반응조; 혐기겸 무산소 반응조 내부의 오수를 교반시키는 교반기; 오수의 각종 유기물을 배양기로 하여 용존산소의 존재하에서 미생물의 혼합집단을 연속 배양시키는 호기 반응조; 호기 반응조 내부의 수위에 따라 상등수의 배출과 폭기를 제어하는 수위 제어수단; 호기 반응조의 내부에 설치되어지되 각기 분쇄된 세라믹, 객토, 활성탄 및 조개피를 40 : 30 : 20 : 10 중량%의 비율로 혼합하여 표면에 유탄을 피복한 소정형상의 바이오 볼과 상·하판덮개에 의해 락을 고정한 락 필터가 일정 비율로 충진된 다수의 바이오 볼 탱크; 호기 반응조를 거친 오수의 슬러지를 침전시키는 한편 여과하는 제 1 및 제 2 여과조; 호기 반응조와 제 1, 2 여과조 각각의 내부에 설치되어 주기적으로 산소를 공기방울 형태로 공급하는 폭기관; 제 2 여과조 내부에 설치되어지되 벌집모양의 통공이 다수 형성된 구조의 일정 크기로 직조되고, 내부에 소정량의 락이 수납된 자루형상으로 상하단부 양측단에 일단부가 고정 결합되며, 타단부에 고정버클을 갖는 다수개의 고정부재를 구비한 락 필터; 및 제 2 여과조로부터 유입된 유입수를 침전시켜 상등액을 방류수계로 방류하는 방류조로 이루어진다.

Description

바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치{SEWAGE TREATMENT SYSTEM UTILIZED BIO-BALL AND LOCK-FILTER}
본 발명은 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바이오 볼을 통해 미생물의 증식 및 작용을 활성화 함은 물론 반응조 내의 환경변화로 활성이 저하된 미생물을 활성화시켜 수처리 성능을 안정화하고, 락 필터를 통해 수처리장치 내의 오폐수 유로 상에서 미생물접촉산화 방식 및 여과방식으로 오폐수를 간편하게 정화처리 할 수 있도록 하고, 바닥 청소시에는 슬러지 이송관을 이용하여 적층된 슬러지를 간편 용이하게 청소할 수 있도록 하여 노동력 등을 절감시킬 수 있도록 한 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 급격한 경제발전 과정에서 환경보전에 대한 인식이 부족하였다는 것은 주지의 사실이다. 이처럼 환경보전에 대한 인식의 부족으로 인하여 대기는 물론 수질 또한 그 오염의 정도가 매우 심각한 지경에 이르렀다. 특히, 생활하수, 농·축산폐수 및 산업폐수 등은 호소, 내만 및 내해 등의 공용 수역과 도시 중소 하천 등의 수질을 오염시키는 원인이 되고 있다.
따라서, 수질의 오염으로 인한 호소, 내만 및 내해 등의 총질소(N)와 총인(P)에 관련된 수질환경 기준인 COD(Chemical Oxygen Demand), BOD(Biochemical Oxygen Demand)의 달성률은 매우 낮은 상태이다. 더욱이 하천, 호수 및 댐은 식수원인 경우가 많기 때문에 냄새, 여과장해 및 유독성 조류의 이상 증식 등은 커다란 환경 문제로 대두되고 있다.
한편, 산업이 고도로 발전하기 이전의 경우 생활하수, 농·축산폐수 및 산업폐수의 오염물질은 주로 일정한 미생물에 의해 분해가 가능한 유기물인 반면에 근래에 들어서 급속한 산업의 발달과 인구증가 및 도시의 인구집중으로 인하여 각종 용수량의 증가와 함께 폐수 중에 무기 및 유기성분이 차지하는 비율이 점차로 증가하고 있는 실정으로, 산업 폐수의 경우 COD(Chemical Oxygen Demand, 화학적 산소 요구량), BOD(Biochemical Oxygen Demand, 생물학적 산소 요구량), SS(현탁물질), 질소(窒素), 인(燐) 등 고농도의 유기물을 다량 함유하고 있어 하천, 호수 및 댐 등에 그대로 흘러 들어가면 부영양화 등 수자원의 오염은 물론, 독성으로 인한 생태계의 파괴 등으로 이어져 환경에 악영향을 끼친다. 따라서, 산업 폐수는 일정의 기준을 정해 놓고 일정의 기준치 이하로 정화시켜 배수하도록 되어 있다.
한편, 생활하수와 같은 오수는 유기물과 무기물로 대별되는데 그 대부분이 유기물이다. 이러한 유기물은 3대 원소 즉, 탄수화물, 지방, 단백질을 포함하여 아미노산 등이 함유된 것으로서, 이러한 유기물이 하천 등에 유입될 경우 그 하천 등은 부영양화를 일으켜 심각하게 오염을 일으키게 된다.
전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 종래에는 산소를 싫어하는 편성 혐기성 미생물을 사용하여 오수를 정화 처리하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 전술한 편성 혐기성 미생물은 밀폐된 장소에서만 서식하는 한편, 그 서식 조건 또한 까다롭기 때문에 그를 유지하기가 무척 어려운 문제가 있다.
한편, 전술한 문제를 해결하기 위해 산소를 좋아하는 호기성 미생물 또는 산소의 존재와는 상관없이 생활할 수 있는 혐기성 미생물을 사용하여 오수를 정화 처리하는 방법이 알려지게 되었다. 그러나, 이러한 방법은 오수를 정화 처리하는 기간이 길며, 수시로 미생물을 오수에 투입시켜야 하는 번거로움이 있다.
그리고 일정기간마다 수처리장치의 호기 반응조 등에 적층된 슬러지 등의 청소시에는 작업자가 일일이 바닥을 확인한 상태에서 반응조의 바닥까지 별도의 호스 등을 삽입해 가면서 슬러지 등을 흡입하여 청소작업을 하였는바, 이는 별도의 호스 등을 지참 운반하면서 청소를 하여야 하기 때문에 호스 운송에 따른 번거로움은 물론 무거운 호스 등의 운반에 따른 노동력이 증대되고, 작업인원이 많이 투입하여야 함에 따른 관리유지비가 과다하게 소요되는 문제점등이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 호기 반응조 상에 바이오 볼이 충진된 바이오 탱크를 설치하는 한편, 여과조 상에 락 필터 또는 각종 충진물(여재)을 설치함으로써 미생물의 증식 및 작용을 활성화하여 오수의 정화처리 능력을 보다 향상시킬 수 있도록 한 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 반응조 내의 환경변화로 활성이 저하된 미생물을 활성화시켜 수처리 성능을 안정화하고, 락 필터를 통해 수처리장치 내의 오폐수 유로 상에서 미생물접촉산화 방식 및 여과방식으로 오폐수를 간편하게 정화처리 할 수 있도록 함에 있다.
본 발명의 다른 목적으론 여과조 내에 에어리프트 펌프를 설치하여 여과조 바닥내의 슬러지를 간편 용이하게 흡입 이송하여 배출할 수 있도록 한 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적으론 호기 반응조로 유입되는 이송관 선단주변에 하부에 통공이 형성된 함실을 형성하여 이송되어 유입되는 오수의 흐름을 감소시킬 수 있도록 한 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적으론 호기 반응조의 내부에 슬러지 이송관을 설치하여 일정기간마다 청소할시 슬러지 이송관을 이용하여 반응조 바닥에 적층된 슬러지를 용이하게 흡입하여 청소할 수 있도록 한 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치를 제공하려는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 수처리장치는 유입된 오수를 저장하여 무산소 상태하에서 연속적으로 혐기적 소화와 탈질반응이 일어나도록 하는 혐기겸 무산소 반응조; 혐기겸 무산소 반응조의 내부에 설치되어 유입 저장된 오수를 일정주기로 교반시키는 교반기; 혐기겸 무산소 반응조로부터 유입된 오수의 각종 유기물을 배양기로 하여 용존산소의 존재하에서 미생물의 혼합집단을 연속 배양시키는 호기 반응조; 호기 반응조의 내부 일측에 설치되어 호기 반응조 내부의 수위에 따라 상등수의 배출과 폭기를 제어하는 수위 제어수단; 호기 반응조의 내부에 설치되어지되 각기 분쇄된 세라믹, 객토, 활성탄 및 조개피를 40 : 30 : 20 : 10 중량%의 비율로 혼합하여 표면에 유탄을 피복한 소정형상의 바이오 볼과 상·하판 부재에 의해 락을 고정한 락 필터가 일정 비율로 충진된 다수의 바이오 탱크; 호기 반응조를 거친 오수의 슬러지를 침전시키는 한편 여과하는 제 1 및 제 2 여과조; 호기 반응조와 제 1 여과조 각각의 내부에 설치되어 주기적으로 산소를 공기방울 형태로 공급하는 폭기관; 제 2 여과조 내부에 설치되어지되 벌집모양의 통공이 다수 형성된 구조의 일정 크기로 직조되고, 내부에 소정량의 락이 수납된 자루형상으로 상하단부 양측단에 일단부가 고정 결합되며, 타단부에 고정버클을 갖는 다수개의 고정부재를 구비한 락 필터; 제 2 여과조로부터 유입된 유입수를 침전시켜 상등액을 방류수계로 방류하는 방류조; 및 방류조의 내부 일측에 설치되어 방류조 내부에 유입된 처리수를 소독 처리하는 제오라이트가 충진된 제오라이트 탱크를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서 수처리장치는 하나의 탱크 내에 구성된 일체 구조로 이루어질 수 있다.
전술한 수위 제어수단은 호기 반응조 내부의 상부 일측에 상하로 일정 간격을 두고 다수 설치되어 호기 반응조 내부의 수위를 감지하는 수위 감지센서; 및 수위 감지센서의 감지에 의해 호기 반응조의 수위가 최고수위 이상인 경우 작동되어 호기 반응조 내부의 상등수를 외부로 배출시키는 펌프로 이루어질 수 있다.
전술한 펌프는 호기 반응조 내부에 유입된 오수의 수면에 부력에 의해 부표되도록 구성될 수 있다.
한편, 수위 감지센서의 감지에 의해 호기 반응조의 수위가 안정수위 이하인 경우에는 설정된 시간동안 폭기관을 통해 폭기가 이루어지도록 구성된다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시 예에 따른 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치를 보인 단면 상세도, 도 2 는 본 발명에 따른 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치를 보인 평면도, 도 3 은 본 발명에 따른 수위 제어수단을 설명하기 위한 설명도, 도 4 는 본 발명에 따른 수처리장치에 사용되는 바이오 탱크를 보인 설명도, 도 5 는 본 발명의 바이오 탱크 내에 충진되는 바이오 볼을 보인 사시도, 도 6 은 도 5 의 A-A선 단면도, 도 7 은 본 발명의 바이오 탱크 내에 충진되는 락 필터를 보인 사시도, 도 8 은 도 7 의 B-B선 단면도, 도 9 는 본 발명에 따른 수처리장치에 사용되는 다른 예의 락 필터를 보인 사시도, 도 10 은 도 9 에 따른 락 필터의 구조를 보인 단면도이다.
도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 바이오 볼과 바이오 탱크와 락 필터를 이용한 수처리장치(100)는 유입된 오수를 연속적으로 혐기적 소화와 탈질반응이 일어나도록 하는 혐기겸 무산소 반응조(110), 혐기겸 무산소 반응조 내부의 오수를 일정주기로 교반시키는 교반기(120), 오수의 각종 유기물을 배양기로 하여 용존산소의 존재하에서 미생물의 혼합집단을 연속 배양시키는 호기 반응조(130), 호기 반응조 내부의 수위에 따라 상등수의 배출과 폭기를 제어하는 수위 제어수단(140), 호기 반응조(130) 내부에 설치되어지되 표면에 유탄을 피복한 소정형상의 바이오 볼(152)과 상몫하판덮개(153a, 153b)에 의해 락(153c)을 고정한 락 필터(153)가 일정비율로 충진된 다수의 바이오 탱크(150), 호기 반응조(130)를 거친 오수의 슬러지를 침전시키는 한편 여과하는 제 1 및 제 2 여과조(160, 170), 호기 반응조(130)와 제 1, 2 여과조(160, 170) 각각의 내부에 주기적으로 산소를 공기방울 형태로 공급하는 폭기관(180), 제 2 여과조 내부에 설치되어 미생물이 부착되는 락 필터(190) 또는 각종 충진물 및 제 2 여과조(170)로부터 유입된 유입수를 침전시켜 상등액을 방류수계로 방류하는 방류조(200)를 포함하여 이루어진다.
한편, 호기 반응조(130)의 선단에는 혐기겸 무산소 반응조(110)로 부터 유입되는 오수가 호기 반응조(130)에 일시적으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 격벽(182)에 의해 감속함실(181)을 형성하되 유입된 오수가 바닥으로 서서히 흘러 호기 반응조(130)에 채워질 수 있도록 격벽(182) 하부에 일정크기의 배수공(183)을 천공하여 이루어지는 것이고, 호기 반응조(130)의 일정 위치에는 바닥에 적층된 슬러지를 용이하게 수리할 수 있도록 슬러지 이송관(184)을 설치하여 구성되는 것이다.
그리고, 방류조(200)의 내부 일정 지점에는 제 2 여과조(170)로 부터 유입된 유입수를 방류수계로 방류하기전 유입수를 재차 소독할 수 있는 제오라이트 탱크(201)를 설치하여 구성되는 것이다.
이때, 수처리장치의 재질은 FRP, 콘크리트, PE, SUS 등으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 수처리장치는 먼저, 유입된 오수를 혐기겸 무산소 반응조(110)의 내부에 저장하는 한편, 유입 저장된 오수를 무산소 조건하에서 혐기적 소화와 탈질반응이 이루어지도록 한다. 이때, 혐기겸 무산소 반응조(110)의 내부에서는 일정 주기로 교반기(120)에 의해 오수의 교반이 이루어진다.
수두차에 의해 혐기겸 무산소 반응조(110)로부터 호기 반응조(130)의 내부로 유입된 오수는 오수의 각종 유기물을 배양기로 하여 용존산소의 존재하에서 미생물의 혼합집단이 연속 배양된다. 즉, 혐기적 소화와 탈질반응을 거친 오수에 충분한 산소를 공급하여 오수 속에 존재하는 질소를 질산화를 통하여 제거하게 된다.
이때, 호기 반응조(130) 내부의 수위 제어수단(140)은 호기 반응조(130) 내부의 수위가 안정수위 이하인 경우에는 설정된 시간만큼 폭기를 통해 산소를 공급하고, 호기 반응조(130) 내부의 수위가 최고수위 이상인 경우에는 호기 반응조(130) 내부의 상등수를 외부로 배출시키게 된다.
한편, 호기 반응조(130) 내부에 설치된 바이오 탱크(150)는 그 내부에 충진된 바이오 볼(152)을 통해 호기 반응조(130) 내의 미생물을 활성화시키고, 활성화된 미생물은 신진대사가 왕성하게 되어 오수 내의 부유물을 분해 제거하게 된다.
수두차에 의해 호기 반응조(130)로부터 호기 반응을 거친 오수가 제 1 여과조(160)로 유입되면 유입된 오수에 포함된 슬러지가 침전되어 제 2 여과조(170)의 내부로 수두차에 의해 유입되고, 제 2 여과조(170)의 내부로 유입된 오수는 제 2 여과조(170)의 내부에 설치된 락 필터(190)에 의해 여과가 이루어져 방류조(200)를 통해 방류수계로 방류된다.
이때, 락 필터(190)는 그 표면에 미생물을 접촉시켜 미생물 접촉산화방식 및 여과방식이 실시되도록 한다.
한편, 제 2 여과조(170)의 내부에는 그 표면에 미생물을 접촉시켜 미생물 접촉산화방식 및 여과방식이 실시되도록 다수개의 바이오 링을 설치하여 사용하여도 무방하고, 제 2 여과조(170)의 내부에 락 필터(190) 및 바이오 링을 병합 설치하여도 무방하다.
전술한 바와 같이 오수의 정회처리가 연속적으로 이루어지는 가운데 호기 반응조(130)와 제 1, 2 여과조(160, 170)의 내부에는 폭기관(180)을 통해 주기적으로 공기가 주입된다.
전술한 바와 같은 구성에 의해 유입된 오수를 정화 처리하여 처리수를 방유수계로 방류하는 본 발명의 수처리장치(100)는 혐기겸 무산소 반응조(110) 선단에 감속함실(181)이 형성되고, 슬러지 이송관(184)이 일체로 된 호기 반응조(130), 제 1 여과조(160), 제 2 여과조(170) 및 제오라이트 탱크(201)가 설치된 방류조(200)가 하나의 탱크 내에 구성된 일체 구조로 이루어진다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 혐기겸 무산소 반응조(110)는 유입된 오수를 저장하여 무산소 상태하에서 연속적으로 혐기적 소화와 탈질반응이 일어나도록 하는 반응조로, 이 혐기겸 무산소 반응조(110) 내에서 질소형 유기물은 미생물의 작용에 의해 분해되어 탄산이나 암모니아성 질소가 된다. 이처럼 미생물의 작용을 통해 혐기적 소화반응에 의해 발생된 암모니아성 질소는 질산 또는 아질산화하여 발생되는 질소가스를 방출시키게 된다. 즉, 탈질반응을 거치는 동안 오수 속에 존재하는 질산성 질소가 제거된다. 한편, 연속적인 혐기적 소화는 무산소 조건하에서 이루어지고, 혐기적 소화와 탈질반응을 거친 폐수는 수두차에 의해 호기 반응조(130)로 이송된다.
교반기(120)는 혐기겸 무산소 반응조(110) 내부의 유입 저장된 오수를 교반시키기 위한 것으로, 이 혐기겸 무산소 반응조(110)의 내부에 설치된 교반기(120)는 설정된 시간에 주기적으로 작동되어 혐기겸 무산소 반응조(110) 내부의 유입 저장된 오수를 교반시키게 되고, 유입 저장된 오수는 수두차에 의해 1차적으로 호기 반응조(130) 선단에 격벽(182)에 의해 형성된 감속함실(181)로 유입되고, 유입된 오수는 감속함실(181) 하단에 천공된 배수공(183)으로 서서히 배수되면서 호기 반응조(130)의 내부를 채우게 되는 것이다.
오수가 채워진 호기 반응조(130)는 오수의 각종 유기물을 배양기로 하여 용존산소의 존재하에서 미생물의 혼합집단을 연속 배양시키기 위한 반응조로, 이 호기 반응조(130)에서는 혐기적 소화와 탈질반응을 거친 오수에 충분한 산소를 공급하여 오수 속에 존재하는 질소를 질산화를 통하여 제거한다.
수위 제어수단(140)은 호기 반응조(130) 내의 수위를 제어하기 위한 것으로, 이 수위 제어수단(140)은 호기 반응조(130) 내부의 상부 일측에 상하로 일정 간격을 두고 다수 설치되어 호기 반응조(130) 내부의 수위를 감지하는 수위 감지센서(142, 142a, 142b, 142c) 및 수위 감지센서(142, 142a, 142b, 142c)의 감지에 의해 호기 반응조(130)의 수위가 최고수위 이상인 경우 작동되어 호기 반응조(130) 내부의 상등수를 외부로 배출시키는 펌프(144)로 이루어진다.
이때, 수위 제어수단(140)의 펌프(144)는 호기 반응조(130) 내부에 유입된 오수의 수면에 부력에 의해 부표되도록 구성된다. 즉, 부력에 의해 오수의 수면에 뜰 수 있도록 구성된다.
전술한 바와 같이 구성된 수위 제어수단(140)은 도 3 에 도시된 바와 같이 호기 반응조(130) 내부의 수위가 'H'의 높은수위(142b) 선상과 'B'의 낮은수위(142c)의 안정수위 이하인 경우에는 설정된 시간만큼 폭기관(180)을 통해 산소가 호기 반응조(130)의 내부로 공급된다. 이때, 본 발명에서는 H'의 높은수위(142b) 선상과 'B'의 낮은수위(142c)의 사이에서 수위가 유지되는 2시간 동안만 폭기가 이루어지도록 구성된다.
한편, 호기 반응조(130) 내부의 수위가 'H'의 높은수위(142b)의 안정된 수위 이상으로 올라가면 폭기는 중단되고, 'T'의 최고수위(142a) 이상 올라가면 펌프(144)가 작동되어 호기 반응조(130) 내부의 상등수를 외부로 배출시키게 된다. 이때, 배출되는 량은 'H'의 높은수위(142b) 까지의 수량만 배출되어 정상수위로 유지시키게 된다.
바이오 탱크(150)는 바이오 볼(152)과 락 필터(153)를 일정한 비율로 충진시키기 위한 것으로, 바이오 탱크(150)의 내부에 충진된 바이오 볼(152)은 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이 각기 분쇄된 세라믹, 객토, 활성탄 및 조개피를 40 : 30 : 20 : 10 중량%의 비율로 혼합하여 표면에 유탄(152a)이 피복되어 소정형상으로 이루어지고, 락 필터(153)를 도 7 및 도 6 에 도시한 바와 같이 상·하부덮개(153a, 153b)의 내부에 락(153c)을 충진하여 이루어진다.
전술한 바이오 볼(152)의 제조과정은 세라믹, 객토, 활성탄 및 조개피의 원료를 혼합하여 성형할 수 있도록 작은 입자로 분쇄되어 세라믹 40 중량%, 객토 30 중량%, 활성탄 20 중량%, 조개피 10 중량%의 비율로 혼합되며, 이때 성형을 용이하게 할 수 있도록 습식혼합방법으로 혼합이 이루어진다.
이때, 바이오 탱크(150) 내부에는 바이오 볼(152)과 락 필터(153)를 일정비율로 혼합하여 사용함이 바람직하나, 바이오 탱크(150)의 내부에 바이오 볼(152)과 락 필터(153)를 선택하여 충진시켜 사용하여도 무방하다.
전술한 바와 같이 혼합된 원료는 소정형상과 크기로 성형한 후, 수중에서 장시간 제역할을 할 수 있는 강도를 갖게 하기 위하여 1000℃ 내지 1100℃의 온도로 7시간 동안 소결한다. 이처럼 성형물의 소결공정이 완료되면 고열의 성형물을 상온에서 서서히 냉각시킨 후, 미세분말의 유탄(152a)을 성형물의 외주면에 소정두께로 피복한다. 이때, 바이오 볼(152)은 활성세라믹이다.
전술한 바와 같이 제조된 바이오 볼(152)은 소정크기로 제조된 바이오 탱크150)에 충진되어 호기 반응조(130)의 내부에 설치된다. 이처럼 호기 반응조(130) 내에 바이오 볼(152)을 투여하게 되면 먼저, 활성세라믹인 유탄(152a)이 폐수에 풀리면서 파장이 15㎛정도인 원적외선이 방사되어 미생물에 조사됨으로서 미생물을 활성화시키고, 활성화된 미생물은 신진대사가 왕성하게 되어 오수내의 부유물을 분해 제거하게 된다. 또한, 성형물에 함유되어 있는 활성탄의 흡착 및 탈취작용에 의해 초기 유기물 부하를 안정화시키며, 성형물 내에 함유된 조개피는 주성분인 탄산이온이 유리되어 산성인 오수를 중화시켜 오수로 인한 토양의 산성화를 방지할 수 있도록 한다.
더구나, 본 발명에 따른 바이오 볼(152)은 질소와 인의 제거성능이 매우 우수하다. 즉, 오수 내의 질소는 바이오 볼(152)을 오수 내에 투여하여 미생물을 활성화시킴으로써 생물조건 상 질산화박테리아의 성장이 촉진되어 수중의 질소이온이 탈질반응에 의하여 질소가스로 배출되며, 인은 성형물에 함유된 조개피에서 유리된 칼슘이온이 인과 반응하여 인을 침전시킴으로써 오수 내의 인을 신속하고 간편하게 제거할 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 성능을 갖는 바이오 볼(152)을 수처리장치(100) 내에 지속적으로 설치함으로써 수처리장치(100)의 수처리 성능을 보다 안정화시킬 수 있다.
제 1 여과조 및 제 2 여과조(160, 170)는 호기 반응조(130)를 거친 반응수에 포함된 슬러지를 침전시키는 한편, 반응수를 여과하기 위한 것으로, 호기 반응조(130)를 거치 반응수는 제 1 여과조 및 제 2 여과조(160, 170)를 거치는 동안 슬러지의 침전과 함께 여과된다.
폭기관(180)은 호기 반응조(130)와 제 1, 2 여과조(160, 170) 내의 오수에 산소를 공급하여 호기 반응 조건하의 반응과정을 진행시키기 위한 것으로, 이 폭기관(180)은 송풍기(도시하지 않음)에 의해 주입되는 공기(산소)를 호기 반응조(130)와 제 1, 2 여과조(160, 170)로 분배하여 공기방울 형태로 주입되도록 한다.
수처리장치(100) 내의 제 2 여과조(170) 내에 설치되는 락 필터(190)는 미생물 접촉산화처리와 여과처리를 동시에 실시할 수 있도록 하기 위한 것으로, 이 락 필터(190)는 도 9 및 도 10 에 도시된 바와 같이 벌집모양의 다수개의 통공(191)을 갖고 소정폭과 길이를 갖도록 직조되고, 내부에 소정량의 락(192)이 수납된 자루형상으로써 상하단부의 양측단에 일단부가 고정 결합되며, 타단부에 고정버클(194)을 갖는 다수개의 고정부재(193)를 구비하고, 수처리장치의 제 1, 2 여과조(160, 170) 내에 각각의 고정부재(193)의 고정버클(194)이 구조물에 설치된 버클(도시하지 않음)에 체결되어 수직으로 고정 설치된다.
한편, 전술한 락 필터(190)에서 락(192)은 폴리프로필렌 파이렌사의 원사를 탄성 처리한 후, 접착제를 통해 상호 표면 접착시킨 다음, 열건조한 후 혼합접착제로 표면을 피복하여 자연 건조시킨 것으로, 제조된 락(192)은 복원성이 뛰어나고, 내수성, 내약품, 내용제성이 우수하며, 기계적인 강도가 강하여 반영구적이다. 이러한 락(192)은 한가락의 원사를 컬링하여 가공함으로써 풀림 발생을 확실히 방지하고, 미생물의 흡착성이 양호하며, 미생물을 활성화시키는 효과를 극대화시킴으로써 미생물의 서식 및 번식을 증대시켜 수처리 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.
방류조(200)는 반응을 통해 최종적으로 여과 처리된 처리수를 방류수계로 방류하기 위한 것으로, 이 방류조(200)는 제 2 여과조(170)로부터 유입된 처리수를 침전시켜 상등액을 제오라이트 탱크(201)에 의해 재처리한 후 방류수계로 방류하게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면 바이오 볼(152) 및 바이오 탱크(150)와 락 필터(190)를 통해 오수의 처리 효율을 보다 극대화시킬 수가 있다.
그리고, 전술한 바와 같이 수처리장치를 통해 수처리를 하는 과정에서 일정기간이 경과하여 반응조의 바닥에 슬러지 등이 적층되면 작업자는 수처리장치 덮개를 열고 슬러지 이송관(184) 선단과 흡입장치만을 간편히 연결하여 작동시키면 바닥에 적층된 슬러지가 슬러지 이송관(184) 하단을 통하여 바닥에 적층된 슬러지를 간편 용이하게 제거하여 청소작용을 간편 용이하게 할 수 있는 것이다.
본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따르면 호기 반응조 상에 바이오 볼이 충진된 바이오 볼 탱크를 설치하는 한편, 여과조 상에 락 필터를 설치함으로써 미생물의 증식 및 작용을 활성화하여 오수의 정화처리 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 발휘된다.
나아가, 본 발명은 반응조 내의 환경변화로 활성이 저하된 미생물을 활성화시켜 수처리성능을 안정화하고, 락 필터를 통해 수처리장치 내의 오폐수 유로 상에서 미생물접촉산화 방식 및 여과방식으로 오폐수를 간편하게 정화처리 할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치를 보인 단면 상세도.
도 2 는 본 발명에 따른 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치를 보인 평면도.
도 3 은 본 발명에 따른 수위 제어수단을 설명하기 위한 설명도.
도 4 는 본 발명에 따른 수처리장치에 사용되는 바이오 탱크를 보인 설명도.
도 5 는 본 발명의 바이오 탱크 내에 충진되는 바이오 볼을 보인 사시도.
도 6 은 도 5 의 A-A선 단면도.
도 7 은 본 발명의 바이오 탱크 내에 충진되는 락 필터를 보인 사시도.
도 8 은 도 7 의 B-B선 단면도.
도 9 는 본 발명에 따른 수처리장치에 사용되는 다른 예의 락 필터를 보인 사시도.
도 10 은 도 9 에 따른 락 필터의 구조를 보인 단면도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100. 수처리장치 110. 혐기겸 무산소 반응조
120. 교반기 130. 호기 반응조
140. 수위 제어수단 142, 142a, 142b, 142c. 수위 감지센서
144. 펌프 150. 바이오 볼 탱크
152. 바이오 볼 153. 락 필터
160. 제 1 여과조 170. 제 2 여과조
180. 폭기관 181. 감속함실
182. 격벽 183. 배수공
184. 슬러지 이송관 190. 락 필터
191. 통공 192. 락
193. 고정부재 194. 고정버클
200. 방류조 201. 제오라이트 탱크

Claims (9)

  1. 유입된 오수를 저장하여 무산소 상태하에서 연속적으로 혐기적 소화와 탈질반응이 일어나도록 하는 혐기겸 무산소 반응조;
    상기 혐기겸 무산소 반응조의 내부에 설치되어 유입 저장된 오수를 일정주기로 교반시키는 교반기;
    상기 혐기겸 무산소 반응조로부터 유입된 오수의 각종 유기물을 배양기로 하여 용존산소의 존재하에서 미생물의 혼합집단을 연속 배양시키는 호기 반응조;
    상기 호기 반응조의 내부 일측에 설치되어 상기 호기 반응조 내부의 수위에 따라 상등수의 배출과 폭기를 제어하는 수위 제어수단;
    상기 호기 반응조의 내부에 설치되어지되 각기 분쇄된 세라믹, 객토, 활성탄 및 조개피를 40 : 30 : 20 : 10 중량%의 비율로 혼합하여 표면에 유탄을 피복한 소정형상의 바이오 볼과 상·하부 덮개의 내부에 락을 삽입한 락 필터가 일정 비율로 충진된 다수의 바이오 볼 탱크;
    상기 호기 반응조를 거친 오수의 슬러지를 침전시키는 한편 여과하는 제 1 및 제 2 여과조;
    상기 호기 반응조와 제 1, 2 여과조 각각의 내부에 설치되어 주기적으로 산소를 공기방울 형태로 공급하는 폭기관;
    상기 제 2 여과조 내부에 설치되어지되 벌집모양의 통공이 다수 형성된 구조의 일정 크기로 직조되고, 내부에 소정량의 락이 수납된 자루형상으로 상하단부 양측단에 일단부가 고정 결합되며, 타단부에 고정버클을 갖는 다수개의 고정부재를 구비한 락 필터;
    상기 제 2 여과조로부터 유입된 유입수를 침전시켜 상등액을 방류수계로 방류하는 방류조; 및
    상기 방류조의 내부 일측에 설치되어 방류조 내부에 유입된 처리수를 소독 처리하는 제오라이트가 충진된 제오라이트 탱크를 포함하여 이루어진 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수처리장치는 하나의 탱크 내에 구성된 일체 구조인 것을 특징으로 하는 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 호기 반응조의 선단에는 혐기겸 무산소 반응조로부터 유입되는 오수의 흐름을 감속시킬 수 있도록 감속함실을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 호기 반응조의 내부에 침전되어 적층된 슬러지를 제거할 수 있도록 슬러지 이송관을 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 여과조의 내부에 바이오 링을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 여과조의 내부에 락 필터와 바이오 링을 병합 설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수위 제어수단은 상기 호기 반응조 내부의 상부 일측에 상하로 일정 간격을 두고 다수 설치되어 상기 호기 반응조 내부의 수위를 감지하는 수위 감지센서; 및
    상기 수위 감지센서의 감지에 의해 상기 호기 반응조의 수위가 최고수위 이상인 경우 작동되어 상기 호기 반응조 내부의 상등수를 외부로 배출시키는 펌프로 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 펌프는 상기 호기 반응조 내부에 유입된 오수의 수면에 부력에 의해 부표되도록 구성된 것을 특징으로 하는 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 수위 감지센서의 감지에 의해 상기 호기 반응조의 수위가 안정수위 이하인 경우에는 설정된 시간동안 폭기관을 통해 폭기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 바이오 볼과 락 필터를 이용한 수처리장치.
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