KR100521132B1 - 폐수 처리방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물오수 및 공장폐수를 포함하는 폐수를 무명 또는 면 재질의 직물로 제조된 거름망인 제1여과체, 무명 또는 면 재질의 직물로 표면이 덮여진 미세다공체인 제2여과체 및 황토가 덩어리체로 건조되어 분산 혼입된 모래층과 상기 모래층과 접하여 고형체로 제조된 카트리지식숯층으로 구비된 제3여과체를 이용하여, 경제적이고 효율적으로 여과시키는 폐수처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

폐수 처리방법 및 그 장치{The method for manufacturing for Wastewater Disposal Method}

본 발명은 폐수 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 가정, 음식점, 판매 또는 유통과정, 조리과정, 유통기한 도과로 버려지거나 남겨지는 음식물쓰레기로부터 발생하는 각종 유기성 고형물 및 오수 또는 침출수인 음식물오수를 포함하는 가정폐수 및 공장폐수를 동시에 처리하는 폐수처리방법 및 그장치에 관한 것이다.

소비생활과 산업활동을 하는 현대사회에서는 물질적 문명 활동의 부산물로서 각종 폐기물이 끊임없이 배출되는데, 그 중에서 액체형태로 배출되는 것을 가리켜서 폐수라고 한다.

폐수를 출처에 따라서 크게 나누면 가정폐수와 공장폐수로 구분된다. 가정폐수는 각 가정 및 가정과 유사하게 폐물질을 배출하는 공공건물 영업건물 등으로부터 배출되는 폐수이다. 오늘날 도시폐수의 대부분은 이러한 가정폐수이다.

특히 가정폐수 발생요인으로서 음식물 또는 식품쓰레기는 실로 엄청난 양이 배출되는데, 전국적으로 가정, 음식점, 판매 또는 유통과정, 조리과정, 유통기한 도과로 버려지거나 남겨지는 음식물 또는 식품쓰레기는 1일 개략 11,390톤에 달하고 있다.

종래에는 음식물쓰레기를 대부분 매립하여 처리하였으나, 최근에는 다양한 처리기법의 개발로 재활용되는 비율(62%,2003년 기준)이 매우 커졌고, 다음으로 매립(29%, 2003년 기준) 및 소각(9%)의 형태로 처리되고 있는 실정이다.

음식물쓰레기의 재활용방법으로써 선별, 파쇄, 가열처리, 저온열처리분해 등을 통해 1차 처리한 후, 필요한 성분을 추가하는 방법 등에 의하여 2차 오염을 줄이면서 가축의 사료, 퇴비 및 메탄가스와 같은 연료로써 재활용하는 방법이 소개되어 있다.

하지만, 매립되는 음식물쓰레기의 경우 혐오시설기피 현상으로 필요한 매립장 부지확보가 최근 매우 어려워지고 있을 뿐만 아니라, 매립장 운영에 직, 간접으로 소용되는 비용이 매년 증가추세에 있고, 우리나라 음식물쓰레기의 특성상 수분을 다량 함유하여 쉽게 부패되는 문제점 때문에 매립장 주변의 악취발생, 해충번식 및 침출수에 의한 지하수 및 토양오염과 같은 2차 환경오염문제는 심각한 수준에 다다르게 되었다.

특히 음식물쓰레기로부터 발생하는 음식물오수의 경우 여러 유기성 고형물, 염분, 기름, 색소 및 냄새가 지독하여 이를 완벽하게 여과 처리하지 않은 상태에서 강이나 바다에 그대로 투기함으로써 발생하는 환경오염 문제는 결코 좌시할 수 없는 지경에 이르게 되었다.

공장폐수는 각 공장으로부터 배출되는 폐수인데, 광의적으로는 산업폐수라고 하며, 모든 산업시설로부터 배출되는 폐수를 총칭한다.

이러한 산업폐수에 포함되는 물질은 유기화합물질, 유류, 영양염류, 병원성미생물, 수은 및 부유물질, 색도, 중금속 무기오염물산 알칼리 세제류 등이 포함되어 있어 다양한 오염물질을 처리할 필요가 있고, 그 처리단계 및 정도도 폐수처리대상 등에 따라 다양하게 법적으로 구분되어 있다.

이러한 가정폐수 및 공장폐수는 일정한 처리과정을 통해 하수도를 통해서, 또는 직접적으로 자연수역에 배출되는데 실제 완벽한 처리를 기대하기는 어려울 뿐만 아니라, 그대로 투기 또는 방류되는 경우도 많아 강, 바다 등의 수질을 오염시키게 되며, 정도가 지나치면 공해를 유발시킨다는 문제점이 있어, 이를 효과적으로 처리하기 위한 새로운 기술개발의 필요성이 대두되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 폐수를 물리적으로 처리하는 방법으로서, 음식물오수의 경우에는 크게 1차 내지 3차의 여과과정을 거쳐 여과시키게 되며, 공장폐수의 경우에는 상기 3단계중 1차 여과과정을 제외한 2, 3차 여과과정만 거쳐 일정 수준이상의 여과가 가능하도록 경제적인 여과수단으로써 보다 효율적으로 처리 가능한 폐수 처리방법 및 그 장치를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제인 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 음식물오수와 공장폐수를 포함하는 폐수를 처리하는 방법에 관한 것으로서, 상기 음식물오수 처리방법은 무명 또는 면을 포함하는 직물로 제조된 여과포에 음식물오수를 통과시켜 음식물 오수로부터 유기성 고형물과 오수를 사전에 분리여과 시키되, 상기 분리여과는 상기 여과포의 외주연부에 설치된 회전체가 내부에 설치된 원심분리기에 음식물오수를 투입하여 유기성 고형물과 오수가 원심분리 되도록 하는 분리여과단계; 스펀지를 포함하는 미세다공체 표면을 무명 또는 면을 포함하는 직물로 덮어 구성된 카트리지식스펀지층과 카트리지식여과포층으로 구비된 제1여과조(200)에서 상기 분리여과된 오수를 통과시키는 재여과단계; 및 상기 재여과된 오수를, 황토가 구형 또는 사각형상의 건조된 덩어리체로 이격 분산 혼입된 카트리지식모래황토층과, 카트리지식숯층 및 카트리지식여과포층으로 구성된 제2여과조(300) 및 제3여과조(400)에 통과시키는 3차여과단계;로 처리하며, 상기 공장 폐수 처리방법은 오폐수처리조(10)에서 오폐수를 응집제로 응집하고 브로아로 산소공급시켜 교반시킨 후 정치조(30)에서 일정기간 정치 시키는 예비단계;를 거친후, 상기 재여과단계; 3차여과단계:로 구성된 폐수 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명은 폐수를 음식물오수의 경우에는 배치식 처리공정으로 크게 1차 내지 3차의 여과과정을 거쳐 여과시키게 되며, 공장폐수의 경우에는 상기 3단계중 1차 여과과정을 제외한 2, 3차 여과과정만 거쳐 일정 수준이상의 여과가 가능하도록 하고 있으며, 이는 공장폐수의 경우 연속공정으로 1차여과 단계를 거쳐도 상관은 없으나 굳이 유기성 고형물을 분리 여과시키는 본 발명의 1차 여과단계를 거치지 않고 직접 2,3차 여과단계에 투입되어도 상관없기 때문이다.

이러한 여과과정들은 비화학적인 여과방법을 이용하면서도, 음식물오수 및 공장폐수에 포함된 유기성 고형물, 지방 또는 기름, 염분, 색소, 냄새를 한꺼번에 처리할 수 있고, 여과유속을 충분히 확보할 수 있으며, 각 단계별로 사용되는 여과수단의 제조 또는 제작비용이 저렴하며 주위에서 흔히 구할 수 있는 재료를 사용한다는 점에 기술적 특징이 있다.

압착기로 음식물쓰레기를 처리시 배출되는 오수를 처리하는 1차 여과단계는 원심분리기 및 무명 또는 면 재질을 포함한 직물을 이용하여 특히 음식물오수의 유기성 고형물과 오수를 원심분리하면서, 상기 오수에 포함된 지방 또는 기름, 색소 및 염분을 제거할 수 있도록 하고,

2차 여과단계는 무명 또는 면 재질을 포함한 직물로 덮여진 미세다공체인 스펀지를 적층시켜 상기 1차 여과된 오수로부터 지방 또는 기름, 색소 및 염분을 완벽하게 재여과 시키면서 냄새도 함께 제거하고, 공장폐수의 경우에는 직접 상기 2차 여과단계에 직접 투입되어 1차 여과되도록 한다.

3차 여과단계는 덩어리체로써 건조된 구체 및 다면체로 제조된 황토가 혼입된 모래층 및 카트리지식숯층을 재여과된 오수 또는 1차 여과된 공장폐수가 통과하도록 하여 깨끗한 물 또는 일정 수준 이상의 수질을 가지는 물로 필터링 하는 단계라 할 수 있다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 폐수 처리방법은 크게 2가지로 분류할 수 있으며, 첫째는 음식물오수의 처리방법이고, 둘째는 공장폐수 처리방법이다.

본 발명의 음식물오수 처리방법을 살펴보면, 무명 또는 면을 포함하는 직물로 제조된 거름망인 제1여과체에 음식물오수를 통과시켜 음식물 오수로부터 유기성 고형물과 오수를 사전에 분리여과 시키되, 상기 분리여과는 상기 여과포가 외주면에 설치된 회전체 내부에 설치된 원심분리기에 음식물오수를 투입하여 유기성 고형물과 오수가 원심분리 되도록 하는 분리여과단계;

스펀지를 포함하는 미세다공체 표면을 무명 또는 면을 포함하는 직물로 덮어 구성된 제2여과조에, 상기 분리여과된 오수를 통과시키는 재여과단계; 및

상기 재여과된 오수를, 황토가 구형 또는 다면체 형상의 건조된 덩어리체로 이격 분산 혼입된 모래층 및 상기 모래층과 접하여 고형체로 제조된 카트리지식숯층으로 구성된 제3여과조에 통과시키는 3차여과단계;를 포함하여 구성된다.

상기 분리여과단계는 음식물오수로부터 유기성 고형물을 오수로부터 원심분리함과 더불어 지방 또는 기름, 색소, 염분을 1차적으로 흡착여과 시키는 단계이다.

음식물오수는 매립장에서 침출된 음식물 침출오수가 될 수도 있고, 음식물쓰레기 또는 식품쓰레기로부터 각종 이물질 예컨대, 나무, 폐자재, 비닐, 종이 등이 미리 선별 처리되어 유기성 고형물이 포함된 오수가 될 수 있다. 이러한 오수는 유기성 고형물, 기름 또는 지방의 부패 등으로 인하여 악취가 많이 발생하고 검붉은 색깔을 띠고 있는 경우가 대부분이다.

이에 먼저 음식물오수로부터 유기성 고형물과 오수를 분리시키게 되는데, 특히 이러한 분리를 위하여 본 발명은 원심분리기를 이용하게 된다.

원심분리기 내부에 설치된 탈수구멍이 형성된 회전체 내부벽면을 적어도 1겹 이상으로 무명 또는 면 재질의 직물로 된 여과포로 감싸게 된다.

미 도시된 동력수단에 의하여 여과포로 감싸진 회전체를 회전시키게 되면, 여과포 안쪽으로는 유기성 고형물이 잔류되고, 오수는 여과포를 통과하면서 흡착여과 됨과 더불어 회전체 외부로 배출되면서 결국 유기성 고형물과 오수가 원심 분리되게 된다.

이때 여과포를 통과한 오수는 재여과 단계를 위하여 미도시 된 배수관을 통해 다음 여과단계로 이송될 수 있도록 한다.

특히, 여과포는 본 발명의 핵심적인 기술적 구성의 하나에 해당하며, 유기성 고형물을 1차적으로 걸러주는 기능 및 오수의 지방 또는 기름, 색소 및 염분을 흡착여과 시키는 기능을 가지게 된다. 이러한 여과포의 재질은 무명 또는 면을 포함한 직물이 이용된다.

무명 또는 면으로 제조된 직물은 건조한 상태에서는 육안으로 확인할 수 있을 정도의 틈새구멍이 형성되어 있으나, 오수에 포함된 수분에 의하여 팽창되면 그 틈새구멍이 상대적으로 작아지면서, 통과되는 오수에 포함된 지방 또는 기름, 색소 및 염분이 흡착되어 통과되지 않도록 하는 여과포 역할을 할 뿐만 아니라, 마른 상태에서는 흡착된 지방 또는 기름, 색소 및 염분 및 유기성 고형물을 털어 제거하는 정도의 작업만으로도 재사용이 가능하다는 장점이 있으며, 비교적 가격이 저렴하고 쉽게 구할 수 있다는 장점이 있다.

이때, 여과포는 목화로부터 추출된 면 재질로 제조하는 것이 가장 바람직하며, 누에고치로부터 추출된 무명 재질로 제조할 수 있다. 나아가 면, 무명이 화학섬유와 혼방된 것이 포함되고, 화학섬유 재질만으로 제조된 직물을 포함할 수도 있다.

원심분리기(110) 내부에 여과포를 설치하는 예로써, 통상은 음식물탈수기와 같이 내부 중앙에 탈수구멍이 형성된 회전체를 무명 또는 면의 직물로 감싸 설치되도록 할 수 있다.

이에 음식물오수(A)를 여과포가 감싸져 설치된 회전체에 투입하고, 투입된 음식물오수에 포함된 유기성 고형물은 여과포에 감싸진 회전체를 회전시킴으로서 여과포에 잔류될 수 있도록 하고, 여과포에는 지방 또는 기름, 색소 및 염분이 흡착되어 여과되도록 한다.

이러한 무명 또는 면 재질의 직물로 제조된 여과포는 바람직하게 다수 겹으로 겹쳐 설치하는 것이 바람직하며 겹쳐진 직물이나 천의 수에 따라 용량에 따른 원심분리기의 가장 바람직한 분당 회전수를 정하여 보다 효율적인 여과작업이 가능하도록 할 수 있다.

실험적인 결과에 의하면 본 발명의 분리여과단계에서 유기성 고형물 및 지방 또는 기름 대부분이 여과되며, 색소 및 염분은 1/4 ~ 1/3 이 여과됨을 알 수 있었다.

재여과단계는 분리여과된 오수를 재여과하여 지방 또는 기름을 완벽하게 여과시키고 색소, 염분 대부분을 여과하되, 특히 오수의 냄새가 제거되는 단계이다.

분리여과단계에서는 원심분리기의 분당회전수 및 여과포의 설치 겹수에 의하여 다소 차이가 있을 수 있지만, 아직까지는 분리여과된 오수에 미세한 유기성 고형물, 지방 또는 기름, 색소 및 염분이 아직 완벽하게 제거된 상태는 아니고, 특히 냄새는 아직 제거되지 않은 상태이다. 통상 냄새는 유기성 고형물 및 지방 또는 기름이 부패하면서 발생하므로 이러한 것들이 완전히 제거되지 않는 한, 냄새도 완벽하게 제거될 수 없기 때문이다.

이에 재여과단계에서는 오수에 남아있는 미세한 유기성 고형물, 지방 또는 기름을 완전히 재여과 시킴으로써 냄새까지 제거되도록 함과 더불어 오수에 포함된 색소 및 염분도 완전히 여과시키는 단계라 할 수 있다.

재여과단계에서는 미세다공체인 산업용 스펀지를 위에서 살펴본 무명 또는 면 재질을 포함하는 직물로 덮여진 제 2여과조를 이용하게 된다.

예컨대, 소정의 제2여과조에 상기 여과체인 카트리지식스펀지층 및 무명 또는 면 재질을 포함하는 직물(200b)을 적층시켜 구성된 카트리지식 여과포층으로 구성되어, 분리여과 단계에서 분리여과된 오수를 상부로부터 투입시켜 중력에 의하여 카트리지식 여과포층과, 카트리지식스폰지층을 통과하면서 미세한 유기성고형물, 지방 또는 기름, 색소, 염분 및 냄새가 완벽하게 제거되도록 한다.

본 발명의 여과조는 카트리지식으로 여과조에서 서랍식으로 탈 부착이 용이하게 설치하여 사용할 수 있도록 하였다.

상기 카트리지식스폰지층에 사용되는 스펀지 미세공의 크기는 오수의 여과속도와 밀접한 관계가 있으므로 스펀지의 미세공 크기 및 적층높이는 투입되는 오수의 양 및 부가적인 설비 등에 의하여 조정될 수 있다. 부가적인 설비로써 상기 여과통 내부에 설치되는 가압수단을 예로 들 수 있다. 즉, 여과조 내부에 가압수단에 의하여 가압된 오수는 보다 빠른 통과유속으로 제2여과조를 통과할 수 있을 것이다.

분리여과단계에서 분리여과된 오수는 먼저, 적층된 카트리지식스펀지층 및 카트리지식여과포층이 다층으로 구성된 것들 중에서 최상위 층으로부터 아래로 차례차례 통과하게 된다.

상기 카트리지식여과포층에 오수가 통과하면서 추가적으로 오수에 남아있는 기름 또는 지방, 염분, 색소가 여과되고, 스펀지의 미세공을 오수가 통과하는 과정에서 미세 유기성 고형물이 여과되기 때문에 오수의 냄새도 함께 제거되는 효과가 있게 된다.

카트리지식스펀지층 및 카트리지식여과포층을 설치함에 있어서 무명 또는 면 재질의 직물로 표면이 덮여지거나 감싸진 미세다공체인 스펀지블록을 차례로 적층하여 설치할 수도 있으며,

여과통 맨 하부에 무명 또는 면 재질의 직물을 깔고, 그 위에 스펀지를 설치하고, 다시 무명 또는 면 재질의 직물을 까는 방식으로도 제2여과조를 설치할 수도 있다.

이때 상기 직물은 스펀지와 완전히 결합 된 상태로 부착시키는 것이 아닌, 감싸거나 스펀지위에 직물이 덮여져 있는 정도로 설치하여, 추후 직물을 스펀지로부터 분리하여 건조시켜 말린 후 여과된 잔류물을 털어 재사용 가능하도록 하고, 스펀지도 세척하여 재사용할 수 있으며,

카트리지식스펀지층 및 카트리지식여과포층 또한 분해하여 건조시켜 잔류물을 털어 세척한 다음, 재사용이 가능하여 매우 경제적이며, 스펀지는 미세공이 매우 많아 오수가 통과하는 데 있어 통과유속을 방해하지도 않아 오수처리 속도에 영향이 거의 없다는 장점이 있다.

이때, 제2여과조의 적층 수는 적어도 2-3단 이상으로 적층시키는 것이 바람직하지만, 오수의 양 및 통과유속을 고려하여 적층 수의 변경이 가능하다.

이에 적층된 다수의 제2여과조를 통과하면서 분리여과된 오수는 기름 또는 지방, 염분, 색소가 거의 100% 가까이 여과되고, 냄새도 제거되어 배출되는 오수는 거의 투명한 물에 가까운 형태가 가능하게 되며, 별도의 배수관을 통해 후술되는 필터링단계로 이송된다.

3차여과단계는 재여과된 오수에 남아 있는 기타 불순물들을 추가적으로 필터링하는 단계로써, 통과유속을 충분히 확보할 수 있는 형태로 제3여과조를 구성시키게 되며, 특히, 3차여과단계는 동일한 다수의 단계로써 구분하여 구성시킬 수 있는데 이는 경제적인 면, 통과유속의 확보를 통해 필터링을 얼마나 할 필요가 있는 가에 대한 기준에 따라 정해지게 된다.

3차여과단계에서는 제3여과조에 카트리지식모래황토층 및 카트리지식숯층이 반복하여 적층된 제3여과조를 이용하되, 특히 상기 카트리지식모래황토층에 황토를 덩어리체로 건조된 것을 분산 매입한다는 데 큰 특징이 있으며, 제3여과조 아래 하부면에는 위에서 살펴본 카트리지식여과포층을 추가적으로 설치할 수 있다.

예컨대, 소정의 제3여과조에 황토가 건조된 덩어리체로 모래에 분산되어 혼입된 카트리지식모래황토층 및 카트리지식숯층을 적층시켜 놓고, 재여과단계에서 재여과된 오수를 상부로부터 투입시켜 역시 중력에 의하여 제3여과조를 통과하면서 미세한 불순물들을 필터링 하게 되는 것이다.

상기 제3여과조의 모래의 입경 및 숯의 크기는 오수의 필터링 속도와 밀접한 관계가 있으므로 모래의 입경 및 숯의 크기는 투입되는 오수의 양 및 통과유속의 확보 필요성에 조정할 수 있으나,

바람직하게는 모래의 경우 직경이 1mm 미만이 개략 20%, 3mm 이상 5mm 이하가 80% 정도로 그 모래의 입경분포를 확보하고, 깨끗하게 세척한 후 건조시킨 것을 사용한다.

숯의 경우 분말형태인 것을 사용하면 통과유속을 방해하므로 필히 일정한 크기를 가진 부피를 가진 숯을 이용하게 되며, 바람직하게는 고형체 형태로 개략 한쪽 면의 길이가 1-2cm 정도 되는 것을 이용한다.

특히 모래에는 황토가 분산되어 혼입되는데, 바람직하게는 구형 또는 사면체 형상의 건조된 덩어리체로 이격 분산되어 모래에 혼합되도록 한다. 그 이유는 다음과 같다.

자연에 산재된 황토는 다량의 실리카와 철분과 알루미나 및 미량의 마그네슘과 나트륨 등의 여러 물질로 구성되어 있고, 이러한 황토는 예로부터 탈습, 탈취, 악취제거 등의 특성이 있는 것으로 알려져 왔다.

본 발명에서는 이러한 황토의 특성을 이용함에 있어 오수가 통과된 황토는 수분과 결합되어 진흙형태로 상태변이 되면서 결국은 제3여과조의 통과유속을 저하시키는 요인으로 작용함을 확인하게 되었다.

이에 본 발명에서는 2가지 방법을 제시하게 되었다.

첫째, 황토를 덩어리체 형태로 건조되어 모래에 분산 이격 혼입하는 방식을 채택하게 되었다. 일단 황토를 덩어리체 형태로 제조하게 되면 황토입자와 수분이 접촉하면서 황토입자가 풀어지는 시간을 지연시킬 수 있기 때문이다. 이러한 덩어리체의 형태는 환형(구체)이 될 수도 있고, 사면체가 될 수도 있으며 황토를 빚어 소정의 크기로 제조한 다음 말려 사용하면 된다. 이러한 덩어리체 형태의 황토는 수분과 결합되어 최종적으로 진흙형태로 되는 경우 모래층과 함께 갈아주면 되는데 덩어리체 형태로 건조시켜 제조한 것을 미리 준비하여 두면 모래에 황토를 혼입시키는 작업이 매우 수월해지는 장점도 있다.

둘째, 황토를 구체 또는 사면체로 제조할 때 그 표면을 로에서 구워, 상기 표면 또는 표층만 경화되도록 하는 방식으로 황토를 통과하는 오수의 통과속도를 저하시키지 않으면서 황토가 풀어지면서 진흙화 되는 현상을 최대한 억제해주는 것이다. 이렇게 제조하면 구체 또는 사면체 형태로 황토를 장시간 유지할 수 있어 보다 경제적인 필터링이 가능하게 되며, 바람직하게는 표면이 구워진 덩어리체인 황토를 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 황토를 혼입하는 양 및 이격 거리도 역시 투입되는 재여과된 오수의 양 등에 의하여 조정이 가능하지만 개략 10cm 간격으로 황토 덩어리체가 혼입될 수 있도록 함이 바람직하다.

숯은 분말형태가 아닌 고형체 형태의 숯을 이용하게 되어 통과유속에 방해가 되지 않도록 한다.

3차여과단계는 모래의 입경 및 숯의 크기를 조정하여 다수의 추가 여과단계(다중 필터링단계)로 구성되도록 할 수 있으며, 이때 추가되는 여과단계에서 사용되는 모래의 입경 및 숯의 크기는 점차적으로 크기가 커지도록 구성시킴이 바람직하다.

본 발명의 공장폐수 처리방법을 살펴보면,

카트리지식여과포층과 카트리지식스펀지층으로 구성된 제2여과조에, 상기 공장폐수를 통과시켜 여과시키는 재여과단계; 및

상기 여과된 폐수를, 황토가 구형 또는 사면체 형상의 건조된 덩어리체로 이격 분산 혼입된 카트리지식모래황토층 및 카트리지식숯층으로 구성된 제3여과조에 통과시키는 3차여과단계를 포함하여 구성될 수 있다.

공장폐수는 음식물오수와는 달리 유기성 고형물과 오수를 굳이 원심분리방법으로 분리여과 시킬 필요성이 적기 때문에 위에서 살펴본 음식물오수의 분리여과단계를 거치지 않고,

곧바로 미세다공체인 산업용 카트리지식여과포층 및 카트리지식스펀지층으로 구성된 제 2여과조를 통과시켜 여과하고, 이렇게 여과된 공장폐수를 황토가 구형 또는 사면체 형상의 건조된 덩어리체로 이격 분산 혼입된 카트리지식모래황토층 및 카트리지식숯층으로 구성된 제3여과체에 통과시켜 필터링 하는 단계라 할 수 있다.

이하 본 발명의 장치를 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.도1은 본 발명의 폐수처리 전체도, 도2는 본 발명의 오폐수처리조 상세도, 도3은 본 발명의 음식물쓰레기 압착장치 상세도, 도4는 본 발명의 원심분리기 상세도 도5는 본 발명의 원심분리기 내부 상세도, 도6 내지 도8은 본 발명의 원심분리기 회전체 상세도, 도9는 본 발명의 제1여과조 상세도, 도10은 본 발명의 제2여과조 상세도 도11은 본 발명의 제3여과조 상세도 도4는 본 발명의 원심분리기 상세도를 도시한 것이며, 응집제공급탱크(1,2), 브로아(3), 공기공급관(4,5), 오폐수처리조(10), 정치조(30), 압착장치(50), 유압기(51), 실린더(52), 압착판(53), 압착용기(54), 회전체(100), 회전몸체(101), 힌지(102), 회전체덮개(105), 회전축(107), 원심분리축(108), 핀(109), 원심분리기(110). 원심분리몸체(111), 원심분리기덮개(112), 원심분리기지지대(113), 모터(114), 모터축(115), 회전판(116), 커플링(117), 여과포(120), 손잡이(130), 제1여과조(200), 제1여과조몸체(201), 카트리지식여과포층(202,303,403), 카트리지식스펀지층(203), 카트리지식활성탄층(204), 제2여과조(300), 제2여과조몸체(301), 카트리지식모래황토층(301,401), 카트리지식숯층(302,402), 제3여과조(400), 제3여과조몸체(401)를 나타낸 것임을 알 수 있다.

구조를 살펴보면, 도1내지 도12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 폐수처리장치는 압착판(53)과 압착판(53)을 작동하는 유압기(51) 및 실린더(52)로 구성된 압착장치(50)와, 상기 압착장치(50)의 후면에 설치되어 압착장치(50) 사용중 생성된 오수를 원심분리하는 원심분리기(110)와, 상기 원심분리기(110)의 하부에 파이프로 연결설치되어 원심분리기(110)에서 분리여과된 여액을 처리하는 제1여과조(200)와,

상기 제1여과조(20)에 연결되는 파이프는 다른 일측에 설치된 오폐수처리조(10)에서 처리된 오수를 펌프 및 파이프에 의해 연결되어 있으며,

상기 제1여과조(200)의 하부에는 펌프 및 파이프로 연결되어 2차 여과하는 제2여과조(300)와, 상기 제2여과조(300)의 하부에는 펌프 및 파이프로 연결되어 3차 여과하는 제3여과조(400)로 구성된 폐수처리장치의 구조인 것이다. 보다 상세히 설명하면,

상기 원심분리기(110)는 도4 및 도9에 도시된바와 같이,

원통형상의 원심분리몸체(111)와, 상기 원심분리몸체(111)의 하부에 설치된 모터(114)와, 상기 모터(114)에 연결되어 원심분리몸체(111)의 하부를 관통하여 설치된 모터축(115)과, 상기 모터축(115)의 상부에 설치된 회전판(116)과, 상기 원심분리몸체(111)의 상부에 위치하는 원심분리기덮개(112)와, 상기 원심분리기덮개(112)의 중앙하부에 설치된 커플링(117)과, 상기 커플링(117)의 중앙부에 설치되며 하부에 홈이 구비된 원심분리축(108)과, 상기 원심분리축(108)의 하부 일측에 형성된 통공에 삽입되는 핀(109)과,

상기 회전판(116)의 상부에 안치되어 회전판(116)의 회전함에 따라 함께 회전하는 회전체(100)와, 상기 회전체(100)에 내장되는 여과포(120)와, 상기 원심분리몸체(111)의 하부에 설치된 원심분리기지지대(113)로 구성되어 있으며,

상기 회전체(100)는 원통형상의 망으로 구성된 회전몸체(101)와, 회전몸체(101)의 상부에 힌지(102)에 의해 연결 설치된 회전체덮개(105)와, 상기 회전덮개(105)의 중앙부에 구비되며 상부로 연장되어 설치된 회전축(107)으로 구성되어 있음을 알 수 있다.

상기 제1여과조(200)는 도9에 도시된 바와 같이, 제1여과조몸체(201)와, 상기 제1여과조몸체(201)의 상부에는 유입수가 유입되는 파이프와 연결되어 있으며, 하부에는 여과된 여과수가 배출되는 펌프 및 밸브가 구비된 배출파이프로 구성되어 있으며,

내측 상부에는 카트리지식여과포층(202)과, 상기 카트리지식여과포층(202)의 하부에 설치된 카트리지식스펀지층(203)과, 상기 카트리지식스펀지층(203)의 하부에 설치된 카트리지식 활성탄층(204)이 한조로 다수개 설치된 구조이다.

상기 제2여과조(300)는 도10에 도시된 바와 같이, 상기 제1여과조(200)에서 처리된 여과수를 재여과하는 장치로서,

제2여과조몸체(301)와, 상기 제2여과조몸체(301)의 상부에는 제1여과조(200)에서 여과된 여과수가 유입되는 파이프와 연결되어 있으며, 하부에는 여과된 여과수가 배출되는 펌프 및 밸브가 구비된 배출파이프로 구성되어 있으며,

내부에는 상부에 설치된 카트리지식모래황토층(301)과, 상기 카트리지식모래황토층(301)의 하부에 설치된 카트리지식숯층(302)이 한조로 다수 설치되어 있으며, 최하부에는 카트리지식여과포층(303)으로 구성된 구조이다.

상기 제3여과조(400)는 도11에 도시된 바와 같이, 제2여과조(300)와 동일한 구조이며, 상기 제2여과조(300)에서 처리된 여과수를 처리하는 장치로서, 제3여과조몸체(401)와, 상기 제3여과조몸체(401)의 상부에는 제2여과조(300)에서 여과된 여과수가 유입되는 파이프와 연결되어 있으며, 하부에는 여과된 여과수가 배출되는 펌프 및 밸브가 구비된 배출파이프로 구성되어 있으며, 내부에는 상부에 설치된 카트리지식모래황토층(401)과, 상기 카트리지식모래황토층(401)의 하부에 설치된 카트리지식숯층(402)이 한조로 다수 설치되어 있으며, 최하부에는 카트리지식여과포층(403)으로 구성된 구조이다.

상기 오폐수처리조(10)는 오폐수가 유입되는 파이프와, 유입된 오폐수에 응집제를 파이프에 의해 공급하는 응집제공급탱크(1,2)와, 오폐수처리조(10)의 내부에 공기를 공급하는 브로아(3)와, 상기 브로아(3)와 연결되어 공기를 공급하며 분사노즐이 구비된 공기공급관(4,5)과, 상기 오폐수처리조(10)의 하부에는 처리된 오폐수를 배출하는 펌프 및 파이프로 구성된 구조인 것이다.

작동상태를 설명하면,

음식물쓰레기처리시 배출되는 오수의 처리는 음식물을 압착장치기(50)에 투입한 다음, 유압기(51)를 작동시키면, 실린더(52)의 끝단에 부착된 압착판(53)에 의해 압착되며, 상기와 같이 압착장치(50)의 하부에 생성된 오수를 원심분리기(110)로 이송시키고,

회전체(100) 회전체덮개(105)를 열어 주머니 형상의 여과포(120)를 안치하고, 회전체(100)를 원심분리기(110)내의 회전판(116)상부에 위치시킨 다음, 상기 여과포(120)에 음식물쓰레기 오수를 유입시킨 다음,

회전체덮개(105)를 닫고 회전체덮개(105)의 중앙상부에 설치된 회전축(107)을 원심분리기덮개(112)의 중앙하부에 설치된 원심분리축(108)의 끝단에 설치된 홈에 삽입하여 핀(109)으로 고정시킴과 동시에 회전판(116)의 상부에 안치시키고,

모터(114)를 작동시키면, 모터(114)의 모터축(115), 회전판(116)이 회전함과 동시에 회전체(100)가 회전되어, 회전체 내부에 내장된 여과포(120)에 의해 여과 시키고, 원심분리기(110)의 외벽에 여과액이 부딪쳐 하부로 흐르며, 원심분리기(110)의 하부의 파이프에 의해 제1여과조(200)로 이송하여, 카트리지식여과포층(202)과, 상기 카트리지식여과포층(202)의 하부에 설치된 카트리지식스펀지층(203)과, 상기 카트리지식스펀지층(203)의 하부에 설치된 카트리지식 활성탄층(204)을 순서대로 통과하면서 여과 시킨 후에,

제1여과조(200)의 하부에 배출파이프에 연결된 펌프에 의해 제2여과조(300)로 이송한 다음, 제1여과조(200)의 내부의 상부에 설치된 카트리지식모래황토층(301)과, 상기 카트리지식모래황토층(301)의 하부에 설치된 카트리지식숯층(302)이 한조로 다수 설치되어 있으며, 최하부에는 카트리지식여과포층(303)을 순서대로 통과하여 여과한 후에,

제2여과조(300)의 하부에 배출파이프에 연결된 펌프에 의해 제3여과조(400)로 이송한 다음, 내부의 상부에 설치된 카트리지식모래황토층(401)과, 상기 카트리지식모래황토층(401)의 하부에 설치된 카트리지식숯층(402)을 통과하여, 하부에 설치된 배출파이프로 여과된 여과수를 배출하는 것이다.

공장등의 오폐수처리는 오폐수를 오폐수처리조(10)에 유입시키고, 파이프와, 오폐수처리조(10)의 일측에 설치된 응집제공급탱크(1,2)에서 응집제를 투입하고, 다른 일측에 설치된 브로아(3)를 통해 공개를 오폐수처리조(10)의 바닥에 설치된 공기공급관(4,5)의 노즐을 통해 산소를 공급함과 동시에 교반시킨 다음, 오폐수처리조(10)의 일측에 설치된 정치조(30)로 이송하여 일정기간 정치시킨 후에, 상기 정치조(30)의 하부에 설치된 펌프를 이용하여 제1여과조(200)로 이송시켜, 상기 음식물쓰레기 발생오수와 동일하게 처리하는 것이다.

실험예1

음식물오수중 제1여과조(200)를 통과한 음식물 오수를 처리한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.

시험검사기관 : 서울특별시 보건환경연구원

시험의뢰인 : 유중회

시험일시 : 2005. 3. 15

시험방법 : 수질오염공정 시험법

시험결과

검사항목	검사결과	비고(단위;mg/ℓ)
BOD	580.0
COD	293.3
SS	38.5

실험예2

음식물오수중 제2여과조(300)를 통과한 음식물 오수를 처리한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.

시험검사기관 : 서울특별시 보건환경연구원

시험의뢰인 : 유중회

시험일시 : 2005. 3. 22

시험방법 : 수질오염공정 시험법

시험결과

검사항목	검사결과	비고(단위;mg/ℓ)
BOD	98.0
COD	58.0
SS	54.0

실험예3

음식물오수중 제3여과조(400)를 통과한 음식물 오수를 처리한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.

시험검사기관 : 서울특별시 보건환경연구원

시험의뢰인 : 유중회

시험일시 : 2005. 6. 7

시험방법 : 수질오염공정 시험법

시험결과

검사항목	검사결과	비고(단위;mg/ℓ)
BOD	2.9
COD	2.2
SS	2,4

상기와 같은 실험결과, 본 발명의 장치 단계별 처리결과를 알 수 있었으며, 최종 제3여과조(400)를 통과한 여액은 수질이 우수한 것으로 나타났음을 알 수 있었다.

본 발명의 각 여과단계에서 여과된 음식물오수, 공장폐수는 지방 또는 기름, 색소, 염분 및 냄새 등이 거의 완벽하게 여과됨으로써 오수가 아닌 깨끗한 물로써 사용이 가능할 뿐만 아니라,

제 1,2,3 여과체를 구성하는 구성들이 가격도 저렴하여 구입도 용이하고, 교체가 용이하여 종래의 설비 등에 있어 부분적으로 적용할 수도 있고, 새로운 설비에 적용하는 것도 용이하여 충분한 가력 경쟁력을 확보할 수 있고,

특히 음식물 오수 및 공장폐수의 통과유속을 방해하는 요인이 없어 용량에 따른 차이가 있을 뿐 통과유속이 저하되어 사용성이 저하되는 경우가 없게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되며. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

도1은 본 발명의 폐수처리장치 전체도

도2는 본 발명의 오폐수처리조 상세도

도3은 본 발명의 음식물쓰레기 압착장치 상세도

도4는 본 발명의 원심분리기 상세도

도5는 본 발명의 원심분리기 내부 상세도

도6 내지 도8은 본 발명의 원심분리기 회전체 상세도

도9는 본 발명의 제1여과조 상세도

도10은 본 발명의 제2여과조 상세도

도11은 본 발명의 제3여과조 상세도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

응집제공급탱크(1,2), 브로아(3), 공기공급관(4,5), 오폐수처리조(10), 정치조(30), 압착장치(50), 유압기(51), 실린더(52), 압착판(53), 압착용기(54), 회전체(100), 회전몸체(101), 힌지(102), 회전체덮개(105), 회전축(107), 원심분리축(108), 핀(109), 원심분리기(110). 원심분리몸체(111), 원심분리기덮개(112), 원심분리기지지대(113), 모터(114), 모터축(115), 회전판(116), 커플링(117), 여과포(120), 손잡이(130), 제1여과조(200), 제1여과조몸체(201), 카트리지식여과포층(202,303,403), 카트리지식스펀지층(203), 카트리지식활성탄층(204),제2여과조(300), 카트리지식모래황토층(301,401), 카트리지식숯층(302,402), 제3여과조(400)

Claims (7)

1. 음식물오수와 공장폐수를 포함하는 폐수를 처리하는 방법에 있어서,

   상기 음식물오수 처리방법은

   무명 또는 면을 포함하는 직물로 제조된 여과포에 음식물오수를 통과시켜 음식물 오수로부터 유기성 고형물과 오수를 사전에 분리여과 시키되, 상기 분리여과는 상기 여과포의 외주연부에 설치된 회전체가 내부에 설치된 원심분리기에 음식물오수를 투입하여 유기성 고형물과 오수가 원심분리 되도록 하는 분리여과단계;

   스펀지를 포함하는 미세다공체 표면을 무명 또는 면을 포함하는 직물로 덮어 구성된 카트리지식스펀지층과 카트리지식여과포층으로 구비된 제1여과조(200)에서 상기 분리여과된 오수를 통과시키는 재여과단계; 및

   상기 재여과된 오수를, 황토가 구형 또는 사각형상의 건조된 덩어리체로 이격 분산 혼입된 카트리지식모래황토층과, 카트리지식숯층 및 카트리지식여과포층으로 구성된 제2여과조(300) 및 제3여과조(400)에 통과시키는 3차여과단계;로 처리하며,

   상기 공장 폐수 처리방법은 오폐수처리조(10)에서 오폐수를 응집제로 응집하고 브로아로 산소공급시켜 교반시킨 후, 정치조(30)에서 일정기간 정치 시키는 예비단계;를 거친후, 상기 재여과단계; 3차여과단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 카트리지식모래황토층은 덩어리체 형태의 황토는 표층만 경화되도록 로에서 구워져 제조되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리방법.
3. 음식물오수와 공장폐수를 포함하는 폐수를 처리하는 장치에 있어서,

   압착판(53)과 압착판(53)을 작동하는 유압기(51) 및 실린더(52)로 구성된 압착장치(50)와, 상기 압착장치(50)의 후면에 설치되어 압착장치(50) 사용중 생성된 오수를 원심분리하는 원심분리기(110)와, 상기 원심분리기(110)의 하부에 파이프로 연결설치되어 원심분리기(110)에서 분리여과된 여액을 처리하는 제1여과조(200)와, 상기 제1여과조(20)에 연결되는 파이프는 다른 일측에 설치된 오폐수처리조(10)에서 처리된 오수를 펌프 및 파이프에 의해 연결되어 있으며, 상기 제1여과조(200)의 하부에는 펌프 및 파이프로 연결되어 2차 여과하는 제2여과조(300)와, 상기 제2여과조(300)의 하부에는 펌프 및 파이프로 연결되어 3차 여과하는 제3여과조(400)로 구성되며,

   상기 오폐수처리조(10)는 오폐수가 유입되는 파이프와, 유입된 오폐수에 응집제를 파이프에 의해 공급하는 응집제공급탱크(1,2)와, 오폐수처리조(10)의 내부에 공기를 공급하는 브로아(3)와, 상기 브로아(3)와 연결되어 공기를 공급하며 분사노즐이 구비된 공기공급관(4,5)과, 상기 오폐수처리조(10)의 하부에는 처리된 오폐수를 배출하는 펌프 및 파이프를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 폐수처리장치
4. 청구항 3에 있어서, 상기 원심분리기(110)는 원통형상의 원심분리몸체(111)와, 상기 원심분리몸체(111)의 하부에 설치된 모터(114)와, 상기 모터(114)에 연결되어 원심분리몸체(111)의 하부를 관통하여 설치된 모터축(115)와, 상기 모터축(115)의 상부에 설치된 회전판(116)과, 상기 원심분리몸체(111)의 상부에 위치하는 원심분리기덮개(112)와, 상기 원심분리기덮개(112)의 중앙하부에 설치된 커플링(117)과, 상기 커플링(117)의 중앙부에 설치되며 하부에 홈이 구비된 원심분리축(108)과, 상기 원심분리축(108)의 하부 일측에 형성된 통공에 삽입되는 핀(109)과, 상기 회전판(116)의 상부에 안치되어 회전판(116)의 회전함에 따라 함께 회전하는 회전체(100)와, 상기 회전체(100)에 내장되는 여과포(120)와, 상기 원심분리몸체(111)의 하부에 설치된 원심분리기지지대(113)로 구성되어 있으며,

   상기 회전체(100)는 원통형상의 망으로 구성된 회전몸체(101)와, 회전몸체(101)의 상부에 힌지(102)에 의해 연결설치된 회전체덮개(105)와, 상기 회전덮개(105)의 중앙부에 구비되며 상부로 연장되어 설치된 회전축(107)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 폐수처리장치.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 제1여과조(200)는 제1여과조몸체(201)와, 상기 제1여과조몸체(201)의 상부에는 유입수가 유입되는 파이프와 연결되어 있으며, 하부에는 여과된 여과수가 배출되는 펌프 및 밸브가 구비된 배출파이프로 구성되어 있으며, 내측 상부에는 카트리지식여과포층(202)과, 상기 카트리지식여과포층(202)의 하부에 설치된 카트리지식스펀지층(203)과, 상기 카트리지식스펀지층(203)의 하부에 설치된 카트리지식 활성탄층(204)이 한조로 다수개 설치된 구조임을 특징으로 하는 폐수처리장치.
6. 청구항3에 있어서, 상기 제2여과조(300)는 제1여과조(200)에서 처리된 여과수를 재여과하는 장치로서, 제2여과조몸체(301)와, 상기 제2여과조몸체(301)의 상부에는 제1여과조(200)에서 여과된 여과수가 유입되는 파이프와 연결되어 있으며, 하부에는 여과된 여과수가 배출되는 펌프 및 밸브가 구비된 배출파이프로 구성되어 있으며, 내부에는 상부에 설치된 카트리지식모래황토층(301)과, 상기 카트리지식모래황토층(301)의 하부에 설치된 카트리지식숯층(302)이 한조로 다수 설치되어 있으며, 최하부에는 카트리지식여과포층(303)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 폐수처리장치
7. 청구항3에 있어서, 상기 제3여과조(400)는 제2여과조(300)와 동일한 구조이며, 상기 제2여과조(300)에서 처리된 여과수를 처리하는 장치로서, 제3여과조몸체(401)와, 상기 제3여과조몸체(401)의 상부에는 제2여과조(300)에서 여과된 여과수가 유입되는 파이프와 연결되어 있으며, 하부에는 여과된 여과수가 배출되는 펌프 및 밸브가 구비된 배출파이프로 구성되어 있으며, 내부에는 상부에 설치된 카트리지식모래황토층(401)과, 상기 카트리지식모래황토층(401)의 하부에 설치된 카트리지식숯층(402)이 한조로 다수 설치되어 있으며, 최하부에는 카트리지식여과포층(403)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 폐수처리장치.