KR100523067B1 - 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유동상 생물막공법의 폭기조에서 처리수를 유출시키기 위한 처리수 유출장치 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유동상 미생물 담체를 이용하여 하·폐수를 처리하는 생물막공법의 폭기조로부터 처리수를 유출시킬 때 미생물 담체가 한쪽으로 쏠리거나 처리수 유출구쪽에 설치된 다공판에 적체되는 일이 없도록 유동상 생물막공법의 폭기조 내에 하나 또는 다수 개로 설치되는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈은 반응조 내에 수직하게 설치되며 유동상 담체가 통과할 수 없는 크기로 다수의 관통공이 천공된 다공관과, 상기 다공관의 일측에 설치되어 관통공을 통해 유입된 처리수를 반응조의 처리수유출구로 유출시키는 수평유출관과, 상기 다공관의 외주면에 상향류의 순환흐름을 형성할 수 있도록 상기 다공관의 하부에 설치된 순환용 산기장치 또는 링형 산기장치와, 상기 다공관을 지지하는 지지장치를 포함하여 구성된다.

Description

유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈{Perforated tube type outflow module in fludized biofilim process}

본 발명은 유동상 생물막공법의 폭기조에서 처리수를 유출시키기 위한 처리수 유출모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유동상 미생물 담체를 이용하여 하폐수를 처리하는 생물막공법의 폭기조로부터 처리수를 유출시킬 때 미생물 담체가 한쪽으로 쏠리거나 처리수유출구쪽에 설치된 다공판에 적체되는 일이 없도록 유동상 생물막공법의 폭기조 내에 하나 또는 다수 개로 설치되는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈에 관한 것이다.

일반적으로 유동상 생물막공법은 담체의 표면에 형성된 생막물을 이용하여 하폐수에 포함된 유기물과 영양염류를 제거하는 기술이며, 도 1은 종래 기술에 따른 유동상 생물막공법의 폭기조를 보여주는 개략적인 측면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 유동상 생물막공법의 폭기조(201)는 소정 크기의 반응조(202)와, 상기 반응조(202)에 소정 부피비로 투입되어 반응조 내에서 유동하는 유동상 담체(203)와, 상기 반응조(202)를 호기상태로 유지함과 아울러 상기 유동상 담체(203)를 부유시키기 위해서 미세공기방울을 공급하는 다수의 산기장치(205)와, 상기 반응조(202)의 일측에 형성되어 오염물질이 제거된 처리수를 유출시키는 처리수유출구(207)와, 상기 반응조(202)의 타측에 설치되어 원수가 유입되는 원수유입구(208)로 구성되어 있다.

따라서, 상기 원수유입구(208)를 통해서 유입된 원수는 호기성 상태를 유지하는 반응조(202) 내에서 일정 시간 동안 머무르는 동안 정화된 후 처리수유출구(207)를 통해서 다음 공정으로 이송되고, 유입된 원수가 반응조(202)에 체류하는 동안에 원수에 포함된 유기물과 영양염류는 유동상 담체(203)의 표면에 부착된 미생물에 의해 흡수 분해되어 제거된다. 반면, 상기 유동상 담체(203)에 부착된 생물막은 두꺼워지고 상기 유동상 담체(203)의 생물막은 부분적으로 탈리되어 처리수와 함께 침전조로 이송되어 슬러지로 제거된다.

이러한 유동상 생물막공법은 반응조 내의 미생물 농도가 높기 때문에 반응조의 크기를 감소시키거나 또는 처리용량을 증대시킬 수 있고 미생물이 담체에 부착된 상태로 머물러 있기 때문에 슬러지 반송이 필요 없으며 담체로부터 슬러지를 직접 제거할 수 있는 등의 장점이 있다. 그러나 이러한 유동상 생물막공법이 적용되는 폭기조(201)로부터 처리수를 배출시킬 때 처리수의 흐름에 따라 유동상 담체(203)가 처리수유출구(207)쪽으로 이동되어 처리수유출구(207)가 폐쇄되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 상기 처리수유출구(207)의 전단에 다공판(209)을 설치하였다. 그러나 다공판(209)을 설치하는 경우에도 처리수의 흐름에 따라 이동되는 유동상 담체(203)가 다공판(209)의 내측 하부에 적체되는 문제가 여전히 발생할 뿐만 아니라 유동상 담체(203)가 다공판(209)쪽으로 쏠려서 반응조(202) 내에서 유동상 담체(203)가 불균등하게 분포되는 문제가 발생하였다.

이에 따라 최근에는 다공판(209)의 하부에 적체되어 있는 유동상 담체(203)를 반응조(202)의 타측으로 강제 이송시키기 위한 컨베이어 등을 설치하였다. 그러나 이는 장치가 복잡하고 관리가 어려운 문제가 있었다. 또한 상기 반응조(202)에 설치된 산기장치(205)의 공기량을 적절히 조절하여 유동상 담체(203)가 일측으로 쏠리지 않도록 하는 방법이 시도되었으나 이는 실질적으로 적용하기 어려운 문제가 있었다.

또 다른 기술로는 대한민국 특허출원 제10-1997-24119호에 개시되어 있다. 즉, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 다공판(209)의 하부에 적체되어 있는 유동상 담체를 분산시키기 위하여 소정 직경의 드래프트 튜브(301)를 사용한다. 이 드래프트 튜브(301)의 일측 하부에는 제트 에어레이터가 설치되어 있다. 따라서 유동상 담체(203)는 드래프트 튜브(301)를 따라 반응조(202)의 타측으로 강제 이송된 후 다시 다공판(209)쪽으로 이동하여 반응조(202) 전체를 순환하는 흐름을 형성하게 된다.

또한, 도 3에서는 반응조(202)의 일측에 두 개의 분리판(401)을 소정간격 이격되게 설치하고 반응조(202)의 중심에는 회전유도판(403)을 설치하며 원수유입구(208)쪽에는 다수의 산기장치(205)를 집중적으로 설치하여 다수의 산기장치(205)에서 생성되는 상향류의 흐름을 이용하여 유동상 담체(203)를 반응조(202) 전체에 걸쳐 크게 순환시킴으로써 균등하게 분포되도록 함과 아울러 분리판(401)을 통해 유동상 담체(203)가 유출되지 않도록 하는 기술이 개시되어 있다.

이러한 종래 기술에 따른 폭기조(201)는, 반응조의 일측면에 다공판(209)이나 분리판(401)를 설치하고, 컨베이어밸트, 드래프트 튜브(301) 또는 다수의 산기장치(205)를 일측에 집중되게 설치하여 유동상 담체(203)를 강제로 순환시킴으로써 반응조(202) 내에서 유동상 담체(203)가 균등하게 분포하도록 하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 종래의 폭기조(201)는 반응조(202)의 일측 끝에 다공판(209)이나 분리판(401)이 설치되므로 유동상 담체(203)를 강제 순환시키기 위해서 많은 동력이 소요되는 문제점이 있었다. 또한 다공판(209)이나 분리판(401)의 안쪽에는 유동상 담체(203)가 존재하지 않으므로 생물막에 의한 오염물질의 제거가 일어나지 않으므로 불필요한 사공간(A)이 생기게 된다. 특히 상기 다공판(209)과 분리판(401)는 유동상 담체(203)의 적체를 고려하여 반응조(202)의 폭과 동일한 크기의 수직판 형태로 설치되기 때문에 사공간이 커지게 된다. 따라서 여러 개의 폭기조(201)로 이루어진 하폐수처리장에서 이러한 사공간은 부지의 효율적 이용을 떨어뜨리고 부지의 형태와 반응조의 설계에 지장을 준다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 유동상 생물막공법의 폭기조로부터 처리수를 유출시킬 때 유동상 담체가 외부로 유출되거나 처리수유출구에 적체되지 않도록 하는 다공관 형태의 처리수 유출모듈(다공관식 처리수 유출모듈)을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 하나 또는 하나 이상의 다공관식 처리수 유출모듈을 반응조에 설치하여 처리수를 유출시킬 때 처리수의 배출에 따른 처리수의 흐름을 최소화함으로써 유동상 담체가 반응조의 일측으로 쏠리는 것을 방지할 수 있는 유동상 생물막공법의 처리수 유출모듈을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 하나 또는 하나 이상의 다공관식 처리수 유출모듈이 설치된 반응조에 다수의 산기장치를 균등하게 배치하고 각 산기장치에 발생되는 미세공기방울을 이용하여 상향류의 순환흐름을 형성함으로써 다공관식 처리수 유출모듈을 통해 처리수를 배출할 때 형성되는 처리수의 흐름에 따라 유동상 담체가 수평이동하는 것을 방지하는 유동상 생물막공법의 처리수 유출장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 주된 목적은, 유동상 생물막공법의 폭기조에 하나 또는 하나 이상으로 설치되는 다공관 형태의 처리수 유출모듈을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈은, 기본적으로 반응조 내에 설치되며 다수의 관통공이 천공된 다공관과, 상기 다공관과 연통되게 결합된 수평유출관으로 구성된다. 상기 다공관에는 반응조 내의 유동상 담체가 통과할 수 없는 크기로 다수의 관통공이 천공되어 있다. 그리고 상기 다공관의 측면이나 저면에는 상기 관통공을 통해 유입된 처리수를 반응조의 처리수 유출구를 통해 유출시킬 수 있도록 소정 길이의 수평유출관이 설치된다. 이때 상기 다공관과 수평유출관 사이에는 소정 형태의 연결관이 개재되어 연결될 수 있다.

또한, 상기 다공관은 다양한 형상을 가질 수 있으며 바람직하게는 상기 다공관의 하부에 설치된 순환 산기장치에 의해서 유도되는 상향류의 순환흐름이 원활하게 형성될 수 있도록 내측으로 오목하게 들어간 유선형의 곡면을 갖는다.

그리고 상기 다공관의 수직 하부에는 미세공기방울을 공급하는 순환용 산기장치를 포함하여 설치하거나 상기 다공관을 감싸는 링형 산기장치를 설치한다. 상기 순환용 산기장치와 링형 산기장치는 공기공급관을 통해 공급되는 고압의 공기를 이용하여 다공관 주변에 상향류의 순환흐름을 형성함으로 상기 순환흐름에 의해 유동상 담체가 적체되는 것을 방지한다.

그리고 상기 다공관의 하부에는 상기 다공관의 내부로 세척용 공기방울을 주입하기 위한 세척용 에어노즐이 설치된다. 상기 세척용 에어노즐은 제어밸브가 설치된 소정 길이의 에어호스를 통해 기존 산기장치의 공기공급관에 연결되어 있다. 따라서 상기 다공관의 관통공이 막혔을 때는 상기 세척용 에어노즐에서 분사되는 미세공기방울을 이용하여 세척할 수 있다. 또한, 상기 세척용 에어노즐은 필요에 따라 별도의 세척수관에 연통되어 세척수의 강한 압력을 이용해 상기 다공관의 관통공을 세척할 수 있다.

더하여, 본 발명에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈은 상기 다공관의 하부를 지지하는 별도의 지지장치를 포함하여 구성된다. 상기 지지장치는 폭기조의 바닥면에 고정되는 플레이프부와 상기 다공관의 하부 개방부에 삽입되어 고정되는 소정 높이의 본체를 포함하여 구성된다. 이러한 지지장치를 이용하면 상당히 큰 다공관식 처리수 유출모듈도 반응조 내의 어디에나 쉽게 설치할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈이 설치된 폭기조를 보여주는 개략적인 측면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈(10)은 반응조(2)에 수직하게 설치된다. 그리고 상기 다공관식 처리수 유출모듈(10)은 수평유출관(13)을 통해 반응조(2)의 일측에 형성된 처리수유출구(7)에 연통되게 설치되어 있다. 또한 상기 다공관식 처리수 유출모듈(10)의 수직 하부에는 순환용 산기장치(6)가 설치된다. 그리고 상기 반응조(2)의 하부에는 상기 순환용 산기장치(6)외에 다수 개의 산기장치(5)를 균등 간격으로 이격되게 설치되어 있다. 따라서 상기 원수유입구(8)를 통해 유입된 원수는 다수의 산기장치(5)에 의해서 호기상태를 유지하는 반응조(2) 내에서 일정시간 머무른 후 상기 다공관식 처리수 유출모듈(10)을 통해서 처리수유출구(7)로 배출되게 된다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈을 보여주는 측면도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 다공관식 처리수 유출모듈(10)은 소정 직경을 갖는 다공관(11)과, 상기 다공관(11)의 하부에 연통되게 설치됨과 아울러 상기 반응조(2)의 일측면에 형성된 처리수유출구에 연결되게 설치된 수평유출관(13)과, 상기 다공관(11)과 수평유출관(13)을 연결시키기 위한 소정 형상의 연결관(15)으로 구성된다.

그리고, 상기 다공관(11)은 처리수가 유입되는 관통공(12)이 다수 개 형성된 소정 직경의 원형 관으로서 바람직하게는 상단이 폐쇄되어 있다. 이때, 상기 관통공(12)은 반응조(2)에 투입되는 유동상 담체(5)가 통과할 수 없는 크기로 천공되고, 상기 관통공(12)의 크기와 형태는 유동상 담체(5)에 따라 달라진다. 그리고, 상기 연결관(15)은 일종의 엘보로서 상기 다공관(11)과 수평유출관(13)을 결합시키기 위한 결합수단이 형성되어 있다. 예를 들어, 상기 결합수단으로는 플랜지, 나사산 또는 용접 등이 있다. 그리고 상기 연결관(15) 대신에 수평유출관(13)의 단부를 절곡하여 다공관(11)의 저면에 직접 결합하거나 측면에 일체형으로 결합하는 것도 가능하다. 한편, 상기 수평유출관(13)에는 처리수의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(14)가 설치된다.

또한, 상기 연결관(15)의 하부에는 세척용 에어노즐(17)이 설치되어 있다. 상기 세척용 에어노즐(17)은 호스(73)를 통해서 공기공급관(53)에 연결되어 있고, 상기 호스(73)에는 세척용 공기의 유량을 조절하기 위한 공기량제어밸브(77)가 설치되어 있다. 따라서, 상기 다공관(11)에 형성된 관통공(12)이 오염물이나 유동상 담체(3)에 의해서 막혔을 때는 상기 공기량제어밸브(77)를 개방하여 다공관(12) 내부로 공기방울을 공급하여 제거할 수 있다.

본 명세서에서는 공기를 이용하여 세척하는 방법에 대하여 기술하였으나 공기 대신에 별도의 세척수관과 연결되거나 반응조 내의 처리수를 펌핑하여 세척수로 사용하여 상기 다공관(11)을 세척하는 것도 가능하다.

다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈(10)의 수직 하부에는 순환용 산기장치(6)가 설치되어 있다. 상기 순환용 산기장치(6)는 일반적으로 폭기조에서 사용하던 폭기용 산기장치와 동일 또는 유사한 구조를 갖는다. 다만, 상기 순환용 산기장치(6)는 다공관(11)의 주위에 상향류의 순환흐름을 형성하기 용이하도록 링 형이나 원판형의 산기관인 것이 바람직하다. 그리고 상기 순환용 산기장치(6)는 공기공급관(53)과 연결되어 있다. 따라서 상기 순환용 산기장치(6)에서 미세공기방울이 공급되면 상기 다공관(11)의 주변에 상향류의 순환흐름이 형성되게 된다. 상기 상향류 순환흐름은 다공관(11) 주변에서는 상승하고 그보다 외측에서는 하강하는 상하방향의 순환흐름(C1)을 형성한다. 따라서 상기 다공관(11) 주변의 유동상 담체(3)는 상기 순환흐름(C1)을 따라서 연속 순환되므로 유동상 담체(3)가 다공관(11)의 외주면에 적체되는 것을 방지한다.

도 6(a)(b)은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다공관식 처리수 유출모듈을 보여주는 측면도이다. 도시한 바와 같이, 상기 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈(10)은 옆면이 내측으로 오목한 형상의 다공관(11)과, 상기 다공관(11)의 일측면에 설치된 수평유출관(13)을 포함하여 구성한다.

상기 다공관(11)은 옆면이 내측으로 들어가 오목한 곡면으로 형성되어 하부의 관경은 작고 상부로 갈수록 관경이 커지는 나팔관 형태를 갖는다. 그리고 상기 다공관(11)에는 유동상 담체(3)가 통과하지 못하는 크기로 다수개의 관통공(12)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 다공관(11)의 하부에 설치한 순환용 산기장치(6)에서 발생하는 공기방울에 의해 상향류의 순환흐름이 원활하게 형성된다. 특히 순환흐름이 다공관(11)의 유선형 옆면을 타고 상승함으로써 유동상 담체(3)가 적체되지 않게 되고 다공관(11) 주위의 순환흐름 속도가 증가되어 다공관(11)의 표면을 세척하는 효과를 갖게 된다.

한편, 상기 다공관(11)의 상측판은 시간의 흐름에 따라 슬러지가 쌓이는 것을 방지하기 위해서 폐쇄된 볼록의 곡면 형상을 갖는 것이 바람직하다. 그러나 필요에 따라서는 상기 상측판에도 관통공(12)을 형성하여 효율을 증가시키는 것도 가능하다. 그리고 상기 다공관(11)의 하측판은 상기 순환용 산기장치(6)에서 발생하는 공기방울이 원활하게 다공관(11)의 유선형 옆면을 타고 상승할 수 있도록 폐쇄된 볼록의 곡면 형상을 갖는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 수평유출관(13)은 상기 다공관(11)의 옆면 중앙부나 하부에 일체로 연통되게 형성되어 상기 다공관(11)의 관통공(12)을 통해 유입된 처리수를 외부로 유출시킨다. 이때 상기 다공관(11)의 옆면 중앙부에 설치되는 수평유출관(13)의 단부와 상기 다공관(11) 사이에는 위아래가 긴 유선형의 관 형상의 연결관(15)이 설치되고, 상기 다공관(11)의 저면에 설치되는 수평유출관(13)의 단부와 상기 다공관(11) 사이에는 엘보형 연결관(15)이 설치된다. 상기한 유선형의 연결관(15)은 상기 순환용 산기장치(6)에서 발생하는 공기방울이 원활하게 상승할 수 있도록 한다. 그리고, 도 6b에 도시한 바와 같이 상기 수평유출관(13)은 상기 다공관(11)의 하부에 엘보형 연결관(15)에 의해 일체로 연통되게 설치된다.

한편, 상기 다공관(11)의 하측이나 그 하부에 연결된 연결관(15)에는 다공관(11) 내부로 공압의 공기방울을 내뿜을 수 있도록 세척용 에어노즐(17)이 설치된다. 상기 세척용 에어노즐(17)은 상술한 바와 같이, 공기방울에 의하여 다공관(11)의 관통구(12)을 세척한다. 반면에 상기 세척용 에어노즐(17) 대신에 세척수분사노즐을 설치하면 고압의 세척수를 이용하여 다공관(11)의 막혀있는 관통공(12)을 세척할 수 있다.

도 7(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 다공관(11)을 나타낸 측면도로서, 도시한 바와 같이, 상기 다공관(11)에는 다수의 슬릿(41)이 수평으로 형성되어 있으며 상기 슬릿(41)은 유동상 담체(3)가 통과할 수 없는 크기를 갖는다. 이때, 상기 슬릿(41)은 가공 또는 제조방법에 따라 수평하거나 경사지게 형성될 수 있으며, 도 7b에서와 같이 수직방향으로 형성된다. 또한 상기 다공관(11)의 상단은 밀폐되는 것이 바람직하다. 또한 상기 다공관(11)은 원통형으로 한정되지는 않는다. 예를 들어 7c와 같이 옆면이 내측으로 오목한 곡면을 형성한 관 형태를 가지거나 각형 혹은 타원형이나 삼각형 등 다양한 형태의 다공관도 본 발명의 목적을 달성하는데 유효하게 사용될 수 있다.

이어서, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈을 보여주는 측면도이다. 도시한 바와 같이, 상기 다공관식 처리수 유출모듈(10)은 옆면이 내측으로 오목하여 곡면을 형성한 다공관(11)과 상기 다공관(11)의 일측으로 연통되어 형성된 수평유출관(13)과 상기 다공관(11)을 지지할 수 있는 지지장치(20)를 포함하여 구성한다.

상기 다공관(11)은 도 6에서 상술한 다공관(11)과 동일한 형태를 가지나 하측판이 없이 하부측이 개방되어 있다. 그리고 상기 개방부의 테두리 즉, 상기 다공관의 하단부에는 시간의 흐름에 따라 상기 다공관(11) 내부에 쌓이는 슬러지가 빠져나갈 수 있도록 소정 크기로 다수개의 슬러지 토출구(18)가 형성되어 있다. 이때 상기 슬러지 토출구(18)는 유동상 담체(3)가 통과될 수 없는 크기로 형성된다.

그리고, 상기 다공관(11)의 외주면 하단부에는 링형 산기장치(30)가 설치된다. 상기 링형 산기장치(30)은 상향류의 흐름을 형성하는 고리형 산기관(31)과 상기 고리형 산기관(31)에 고압의 공기를 공급할 수 있도록 공기공급관(53)과 연결되어 있는 연결호스(33)와 상기 연결호스(33)에 설치되어 있는 제어밸브(37)를 포함하여 구성된다. 따라서, 본 실시예의 링형 산기장치(30)를 설치하는 경우에는 순환용 산기장치(6)를 생략할 수 있으며 상기 링형 산기장치(30)에 고압의 공기를 공급하면 미세공기방울에 의해서 다공관(11) 주위로 상향류의 흐름이 형성된다. 그리고 이러한 상향류의 흐름에 의해 유입되는 유동상 담체(3)는 상향류의 흐름속도을 따라 연속적으로 유동하므로 다공관(11)의 주위에 적체되지 않는다.

그리고, 상기 다공관(11)의 하부로는 지지장치(20)가 설치된다. 상기 지지장치(20)는 반응조의 바닥면에 밀접하게 접촉되어 고정되는 소정 크기의 원판형 플레이트부(21)와, 상기 플레이트부(21)의 중심에 소정 높이로 돌출되게 형성된 원뿔형상의 본체(23)로 이루어진다. 이때 상기 플레이트부(21)는 반응조의 하부에 체결볼트(22)에 의해 고정될 수 있도록 체결구멍이 형성되어 있다. 그리고 상기 원뿔형 본체(23)는 소정 높이 신장되고 상부로 올라 갈수록 그 직경이 작아진다. 이때 상기 본체(23)는 소정 높이에서 그 직경이 상기 다공관(11) 하단부의 관경과 동일하다. 따라서 상기 다공관(11)의 개방된 하단부를 상기 본체(23)의 상부로 결합하는 경우 상기 다공관(11)의 하단부가 본체(23)의 외주면에 밀접하게 접촉된다.

이러한 상태에서 상기 다공관(11)의 하단부와 상기 본체(23)의 외주면은 용접, 볼트체결 등의 결합수단을 통해서 일체로 결합된다. 이와 같이 상기 다공관(11)과 본체(23)를 고정시키면 상기 다공관(11)의 하단부를 따라 소정 형상의 슬러지 토출구(18)가 다수 개 형성되게 된다. 한편, 상기 원뿔형 본체(23)의 정상부에는 상기한 세척용 에어노즐(17)이나 세척수 분사노즐이 설치된다. 이때 상기 세척용 에어노즐(17)은 상기 슬러지 토출구(18)보다 상부에 위치된다. 따라서 상기 세척용 에어노즐(17)을 통해 공기가 상기 다공관(11)의 내측을 통과하며 막힌 관통공(12)을 세척하게 된다. 그리고 상기 다공관(11) 내부의 슬러지는 상기 슬러지 토출구(18)를 통해 반응조로 배출된다.

한편, 상기 다공관(11)에 형성된 관통공(12)은 균일하게 형성되거나 불균일하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 수평유출관(13)을 다공관(11)의 측면에 설치할 경우, 수평유출관(13) 근처에서 배출되는 처리수의 속도가 빨라져 유동상 담체(3)가 부분적으로 적체될 수 있다. 따라서 이러한 문제를 방지하기 위해서 상기 수평유출관(13)이 설치된 주변의 다공관(11)에는 관통공(12)을 드물게 천공하고 상기 수평유출관(13)과 떨어진 부분의 다공관(11)에는 관통공(12)을 조밀하게 형성하므로써 처리수의 흐름에 따라 부분적으로 유동상 담체(3)가 적체되는 것을 방지할 수 있따.

이어서, 도 9는 본 발명에 따른 다공관식 처리수 유출모듈(10)를 이용한 처리수 유출장치(70)의 일예를 보여주는 개략적인 측면도이다. 도시된 바와 같이, 하나의 반응조(2)에 하나의 다공관식 처리수 유출모듈(10)이 반응조(2)의 중심에 설치되어 있다. 이때 상기 다공관식 처리수 유출모듈(10)은 수면으로부터 소정 깊이(D1) 아래에 위치되고 그 하단은 반응조의 바닥으로부터 소정 높이(D2) 위에 위치하도록 설치된다. 즉, 상기 다공관식 처리수 유출모듈(10)은 수면위로 노출되지 않으며 적당한 정도의 수압을 받을 수 있도록 수면으로부터 소정 깊이(D1) 아래에 설치되며 처리수가 처리수유출구(7)를 통해 자연유하식으로 유출될 수 있도록 소정 높이(D2)로 설치된다.

그리고 상기 다공관식 처리수 유출모듈(10)은 반응조(2)의 중심에 설치되는 것이 바람직하다. 그러나 상기 다공관식 처리수 유출모듈(10)이 반드시 반응조(2)의 중심에 설치될 필요는 없으며, 상기 다공관식 처리수 유출모듈(10)의 주위에 상향류의 순환흐름이 원활하게 형성될 수 있도록 반응조(2)의 내측면으로부터 소정 거리(L) 이격되게 설치되면 된다. 예를 들어, 상기 소정 거리(L)는 순환용 산기장치(6)에 의해 형성되는 상향류 순환흐름(C1)이 반응조(2)에 방해 받지 않을 정도의 거리(1m이상)이다.

또한 상기 다공관식 처리수 유출모듈(10)의 수직 하부에는 상술한 바와 같은 순환용 산기장치(6)가 설치된다. 그리고 상기 반응조(2)의 하부에는 미세공기방울을 발생기켜 산소를 공급할 뿐만 아니라 유동상 담체(3)를 연속적으로 순환 및 교반시키기 위한 다수의 산기장치(5)가 소정 간격으로 이격되게 설치되어 있다. 상기 산기장치(5)는 반응조(2) 내에 균등하게 분포되도록 설치되는 것이 바람직하다. 따라서 이웃하는 산기장치(5)는 상향류의 흐름이 방해 받지 않을 정도로 서로 이격되게 설치된다. 따라서 도 9에서 보는 바와 같이, 반응조(2) 내에는 상기 산기장치(5)와 순환용 산기장치(6)에 의해서 형성되는 상하방향의 흐름(C1)(C2)이 반응조(2)의 전면적에 걸쳐 균일하게 형성된다.

이하 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈를 이용한 처리수 유출장치(70)의 작용 및 효과를 설명한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 처리수 유출장치(70)의 중요한 특징 및 효과는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈(10)를 통해 처리수를 배출시킬 때 유동상 담체(3)가 반응조(2)의 일측으로 쏠리거나 적체되지 않는다는 것이다. 즉, 종래 기술에 따른 처리수 유출장치는 반응조(202)와 같은 폭을 갖는 대면적의 다공판(209)과 분리판(401)을 반응조(202)의 일측에 설치하므로 처리수의 흐름을 따라 유동상 담체(255)가 반응조의 일측으로 수평이동하여 한쪽으로 쏠리는 현상이 나타나는데, 본 발명에 따른 처리수 유출장치(70)는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈(10)을 반응조(2)의 가운데 또는 반응조(2)의 내측면으로부 소정 거리(L) 이격된 임의의 장소에 설치함으로서 유동상 담체(3)가 반응조(2)의 일측으로 쏠리는 문제가 해결된다.

또한, 본 발명에 따른 처리수 유출장치(70)는 처리수의 배출에 따라 다공관식 처리수 유출모듈(10)쪽으로 향하는 방사방향의 처리수의 흐름이 형성되나 직경이 작은 다공관식 처리수 유출모듈(10)를 사용하기 때문에 처리수의 흐름이 작고 유동상 담체(3)의 이송거리가 짧다.

아울러, 본 발명에 따른 처리수 유출장치(70)는 그 수직 하부에 순환용 산기장치(6)를 설치하여 다공관식 처리수 유출모듈(10)의 주위에 상향류의 순환흐름(C1)을 형성하므로 유동상 담체(3)가 적체되지 않게 될 뿐만 아니라 상기 유동상 담체(3)가 수평이동하여 것을 차단한다. 이러한 효과는 상기 다공관(11)의 외주에 원통형상의 안내관(20)를 설치할 때 더욱 우수하게 나타난다.

이와 같이 본 발명에 따른 처리수 유출장치(70)는 다공관식 처리수 유출모듈(10)을 포함하는 전체 반응조(2)에 상하방향으로의 흐름을 형성하여 처리수의 배출에 의해 형성되는 수평방향으로의 흐름을 차단함으로써 그 목적이 달성된다. 반면에 종래의 다공판(209)은 반응조의 내측면과 근접하게 설치되어 있으므로 다공판(209) 주위에 상향류의 순환흐름을 형성할 수 없었다.

그리고, 도 9에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 처리수 유출장치(70)는 상기 순환용 산기장치뿐만 아니라 다수의 산기장치(5)에 의해서 상하방향으로의 흐름을 형성하여 유동상 담체(3)가 수평이동하는 것을 차단한다. 이에 따라 반응조(2) 내에 하나의 다공관식 처리수 유출모듈(10)이 설치된 경우에도 유동상 담체(3)가 수평이동하여 다공관식 처리수 유출모듈(10)로 모이는 것을 방지할 수 있다. 그리므로 본 발명에 따른 처리수 유출장치(70)는 반응조의 일측에 쏠려있는 유동상 담체를 타측으로 이송시키기 위한 별도의 강제이송장치가 필요하지 않다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 처리수의 흐름방향에 따라 유동상 담체가 폭기조의 일측으로 쏠리거나 적체되는 일이 없이 유동상 담체가 포함되어 있는 폭기조로부터 처리수를 원활하게 배출시킬 수 있다.

또한 본 발명은 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈의 하부에 설치된 순환용 산기장치와 폭기조 내에 균일하게 배치된 다수의 산기장치에 의해 형성되는 상하방향의 흐름에 의해서 유동상 담체의 수평방향의 이동이 차단되기 때문에 별도의 동력원과 추가장치 없이 반응조 내에 유동상 담체를 균등하게 분산시킨 상태에서 처리수를 배출시킬 수 있다.

본 발명에 따른 다공관식 처리수 유출모듈은 반응조 내에 형성되는 사공간을 최소화할 수 있으므로 처리시설의 소요부지를 줄일 수 있으며 다양한 형태의 반응조에 적용할 수 있으므로 설계가 용이할 뿐만 아니라 기존 처리시설에 적용하기 용이하다.

도 1은 종래 기술에 따른 유동상 생물막공법의 폭기조를 보여주는 개략적인 측면도.

도 2는 유동상 담체 강제이송용 드래프트 튜브가 설치된 처리수 유출모듈을 보여주는 개략적인 측면도.

도 3은 유동상 담체를 순환시키기 위한 분리판이 설치된 처리수 유출모듈을 보여주는 개략적인 측면도.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈이 설치된 폭기조를 보여주는 개략적인 측면도.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈을 보여주는 측면도.

도 6(a)(b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈을 보여주는 측면도.

도 7(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 다공관의 또 다른 실시예를 보여주는 측면도.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈을 보여주는 사시도.

도 9는 본 발명에 따른 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈를 이용한 폭기조의 상태를 보여주는 개략적인 구성도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 폭기조 2 : 반응조

3 : 유동상 담체 5 : 산기장치

6 : 순환용 산기장치 10 : 다공관식 처리수 유출모듈

11 : 다공관 12 : 관통공

13 : 수평유출관 15 : 연결관

17 : 세척용 에어노즐 18 : 슬러지 토출구

20 : 지지장치

C1, C2 : 상향류 순환흐름 A : 사공간

Claims (11)

1. 유동상 생물막공법의 폭기조 내에 설치하는 처리수 유출모듈에 있어서,

   상기 폭기조 내에 설치되며 유동상 담체가 통과할 수 없는 크기로 다수 개의 관통공이 천공되고 옆면이 내측으로 들어가 오목한 유선형의 곡면을 형성하며 상부는 나팔관 형상으로 확대된 곡면을 갖는 다공관과;

   상기 다공관에 형성된 관통공을 통해 유입되는 처리수를 폭기조의 처리수유출구를 통해 유출시킬 수 있도록 상기 다공관의 일측에 연통되게 설치된 소정 길이의 수평유출관과;

   상기 다공관의 수직 하부에 설치되어 상기 다공관의 외주부에 상향류의 순환흐름을 형성하는 순환용 산기장치와;

   상기 다공관의 내부로 세척용 공기방울을 공급할 수 있도록 다공관의 하부에 설치된 세척용 에어노즐을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 다공관과 수평유출관의 단부를 연결시키며 상하로 긴 유선형의 형상을 가지는 소정 길이의 연결관을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 다공관의 하단부로 수평유출관을 연결시키기 위한 엘보 형상의 연결관을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 세척용 에어노즐은 다공관의 내부를 세척할 수 있도록 별도의 세척수 공급관과 연통되거나 처리수를 펌핑하여 세척수로 사용하는 세척수 분사노즐인 것을 특징으로 하는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 다공관에는 유동상 담체가 통과될 수 없는 크기의 수평 또는 수직 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈.
7. 유동상 생물막공법의 폭기조 내에 설치하는 처리수 유출모듈에 있어서,

   상기 폭기조 내에 설치되며 유동상 담체가 통과할 수 없는 크기로 다수 개의 관통공이 천공되고 하부측은 개방된 소정 크기의 다공관과;

   상기 다공관에 형성된 관통공을 통해 유입되는 처리수를 폭기조의 처리수유출구를 통해 유출시킬 수 있도록 상기 다공관의 일측에 연통되게 설치된 소정 길이의 수평유출관과;

   상기 다공관의 하부 개방부에 삽입되어 결합되는 원뿔형상의 본체와 반응조의 바닥면에 밀접하게 고정되는 소정 크기의 플레이트부로 이루어진 지지장치와;

   상기 다공관의 하단부에 설치되어 다공관의 외주부에 상향류의 순환흐름을 형성하는 링형 산기장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 다공관은 옆면이 내측으로 들어간 오목의 곡면을 가진 형상으로 상측판은 외부로 돌출된 볼록한 곡면을 가지는 것을 특징으로 하는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 지지장치의 본체 정상부에는 세척용 에어노즐이 설치되고, 상기 다공관의 하부 테두리에는 소정 크기의 슬러지 토출구가 형성된 것을 특징으로 하는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 세척용 에어노즐은 상기 슬러지 토출구보다 높은 위치에 설치되고 상기 슬러지 토출구은 유동상 담체가 통과할 수 없는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈.
11. 제 7항에 있어서,

    상기 링형 산기장치는 상기 다공관의 하단에 설치되는 고리형 산기관과 공기공급관에 연결되는 호스와 상기 호스에 설치된 제어밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유동상 생물막공법의 다공관식 처리수 유출모듈.