KR100549368B1 - 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치 및 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치는 유입되는 오염수와 후술하는 회수유로를 통해 회수되는 오염수를 혼합 폭기하여 섞어주는 혼합폭기조와; 혼합폭기된 오염수가 혐기성 처리에 의한 유수분리 및 침전이 이루어지는 무산소조와; 상기 무산소조의 오염수가 공급되며 에어 공급원으로부터 공급된 에어로 폭기처리가 실시되는 다수개의 폭기조와; 상기 폭기조를 거쳐서 정화된 오염수를 상기 혼합 폭기조로 회수하는 회수유로와; 상기 폭기조의 오염수를 상기 회수유로로 펌핑하는 회수펌프와; 상기 회수유로에 설치되며 입구가 상기 오염수의 유통방향과 반대방향에 설치되어 상기 입구로 유입된 오염수를 필터링하는 필터와; 상기 필터의 출구와 연통되어 상기 필터를 거친 오염수를 외부로 배수하는 배수유로가 구비되는 것이 바람직한바, 이러한 본 발명에 따르면 무한 반복적인 형태의 폭기와 무산소처리 및 필터에 의한 필터링이 실시되어 고효율의 정화가 가능하며, 특히 질소와 인등과 같은 유해물질을 정화하는데 우수한 성능을 발휘하는 하수 및 오·폐수 처리장치 및 처리방법을 얻는 효과가 있다.

폐수, 여과장치

Description

순환식 하수 및 오·폐수 처리장치 및 처리방법{Apparatus and Method for circulating wastewater disposal}

도 1은 본 발명에 따른 순환식 하수 및 오·폐수처리장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치의 배관도이다.

도 3은 본 발명에 따른 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치에 의한 오염수의 흐름을 나타낸 상태도이다.

도 4는 본 발명에 따른 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치 내의 역세탱크에 정화수의 유입으로 충압이 이루어지는 과정을 나타낸 상태도이다.

도 5는 본 발명에 따른 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치의 역세탱크에 의해 충압된 정화수가 역세되는 상태의 흐름도이다.

도 6은 본 발명에 따른 순환식 하수 및 오·폐수 처리방법의 블록도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

102; 혼합 폭기조 103; 유량 조정조

104; 제 1 폭기조 106; 제 2 폭기조

108; 필터링 조 110; 무산소조

112; 회수유로 114; 회수펌프

116; 필터 118; 배수유로

122; 필터 케이스 124; 제 1 밸브

126; 분기관 128; 역세탱크

132; 제 2 밸브 134; 제 3 밸브

136; 우회관 137; 제 4 밸브

138; 제 5 밸브 152; 공급펌프

본 발명은 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 순환 형태의 폭기처리와 무산소처리 및 필터에 의한 필터링의 반복적인 실시가 가능한 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.

산업의 급속한 발달에 의해 인류문명은 많은 발전을 이루었으며, 이로 인해 더욱 편리한 생활의 영유가 가능해지고 있으나, 이와는 반대로 인류가 살아가는 환경은 갈수록 악화되고 있다.

이와 같은 생활환경 악화의 대표적인 것으로 대기 및 수질오염이 있으며, 이 중에서 수질오염은 가정에서 배출되는 생활하수, 가축 농가에서 배출되는 축산폐수 및 공장 등에서 배출되는 유기성 공업폐수 등에 의해 대부분 이루어진다.

이러한 수질의 악화문제를 해결하기 위한 시책으로 각종 오·폐수가 배출되 는 장소에는 폐수정화장치를 의무적으로 설치하여 폐수를 정화시킨 후 배출하고 있다.

일반적으로 각종 폐수에 존재하는 부유물질(SS), 질소 및 인 성분 등은 물리적, 화학적, 생물학적 방법 등 다양한 방법에 의해 처리되고 있다.

폐수를 정화하기 위해 종래에 사용된 개략적인 여과장치는 침전처리와 폭기처리가 실시되는 침전조와 폭기조를 구비하고 있으며, 각각의 침전조 및 폭기조를 통과시키는 방법으로 여과를 실시한다.

그러나, 종래의 폐수여과장치는 농도가 다른 폐수에 대해 각각의 침전조 및 폭기조를 통과시키는 일률적인 여과방법을 사용한 것인데, 이로 인해 농도가 옅은 폐수의 경우에는 만족할 만한 여과를 이루었으나 농도가 짙은 폐수의 경우에는 만족할 만한 여과가 이루어지지 않는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 순환 형태의 폭기처리와 무산소처리 및 필터에 의한 필터링의 반복적인 실시가 가능하여 오염물질 특히, 질소와 인등의 유해물질에 대한 효과적인 정화가 가능한 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치 및 처리방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 순환식 폐수여과장치는, 유입되는 오염수와 후술하는 회수유로를 통해 회수되는 오염수를 혼합 폭기하여 섞어주는 혼합폭기조와; 혼합폭기된 오염수가 혐기성 처리에 의한 유수분리 및 침전이 이 루어지는 무산소조와; 상기 무산소조의 오염수가 공급되며 에어 공급원으로부터 공급된 에어로 폭기처리가 실시되는 다수개의 폭기조와; 상기 폭기조를 거쳐서 정화된 오염수를 상기 폭기조로 회수하는 회수유로와; 상기 폭기조의 오염수를 상기 회수유로로 펌핑하는 회수펌프와; 상기 회수유로에 설치되며 입구가 상기 오염수의 유통방향과 반대방향에 설치되어 상기 입구로 유입된 오염수를 필터링하는 필터와; 상기 필터의 출구와 연통되어 상기 필터를 거친 오염수를 외부로 배수하는 배수유로가 구비되는 것이 바람직하고, 상기 회수유로에 의해 상기 폭기조로 회수되는 오염수는 공중살포에 의해 소포되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 폭기조는 상기 무산소조의 오염수가 이동하여 폭기처리되고 오염수를 일정량으로 이송시키기 위한 유량 조정조와, 상기 유량조정조의 오염수가 이동하며 공급된 에어에 의해 폭기처리가 실시되는 제 1 폭기조와, 상기 제 1 폭기조의 오염수가 이동하며 공급된 에어에 의해 폭기 처리가 실시되는 제 2 폭기조와, 상기 제 2 폭기조의 오염수가 이동하며 상기 회수유로가 설치되는 필터링조가 구비되는 것이 바람직하며, 상기 배수유로에는 상기 필터를 거쳐 배출되는 정화수를 저장한 후 저장된 압력에 의해 상기 필터로 유입되는 정화수를 역류시켜 상기 필터에 부착된 이물질을 제거하기 위한 역세수단이 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 역세수단은 상기 배수유로의 출구에 형성되어 상기 필터를 거친 상태의 정화수의 배수를 조절하기 위한 제 1 밸브와, 상기 필터와 상기 제 1 밸브의 사이에 위치하여 상기 배수유로 상에서 분기되는 분기관과, 상기 분기관으로 공급된 정화수가 저장되는 역세탱크와, 상기 분기관에 설치되며 상기 분기관으로 공급된 정화수의 유출입을 조절하기 위한 제 2 밸브가 구비되는 것이 바람직하고, 상기 회수유로에 입구 및 출구가 연결되고 입구측이 상기 회수유로 중 상기 회수펌프의 하류에 위치하여 상기 필터의 외주에 위치하는 필터 케이스와, 상기 필터 케이스의 출구측에 연결된 상기 회수유로에 구비되어 상기 혼합 폭기조로 오염수의 흐름을 제어하기 위한 제 3 밸브와, 상기 필터 케이스의 출구측에 연결된 상기 회수유로에 구비되어 상기 제 3 밸브를 우회하는 우회관과, 상기 우회관에 설치되는 제 4 및 제 5 밸브가 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 구성의 순환식 폐수여과장치에 의한 여과방법은 오염수가 유입되며 혐기성 처리에 의한 유수분리 및 침전기능이 이루어지도록 무산소조로 유입되는 침전단계와; 상기 무산소조에서 침전기능이 실시된 오염수가 유입되며 에어 공급원으로부터 공급된 에어로 다수개의 폭기조에서 폭기처리가 실시되는 폭기단계와; 상기 폭기조에서 폭기 처리된 오염수를 펌핑시켜 회수유로를 통해 상기 폭기조로 회수시켜 소포하는 소포단계와; 상기 회수유로 상에 구비된 필터에 의해 상기 회수단계에 의해 회수되는 오염수의 일부를 필터링 하기 위한 필터링 단계와; 상기 필터에 의해 필터링 된 정화수를 배수유로를 통해 배출하기 위한 배수단계가 구비되는 것이 바람직하고, 상기 필터에 의해 필터링 된 정화수를 펌핑된 압력으로 저장한 후 상기 필터로 역류시켜 상기 필터에 부착된 이물질을 제거하기 위한 역세단계가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 역세단계는 펌핑된 정화수를 상기 필터에 연결된 상기 배수유로 상에 구비된 역세탱크에 충압하는 충압단계와, 상기 역세탱크에 충압된 정화수 를 상기 필터로 역류시키는 역류단계로 구성되는 것이 바람직하고, 상기 충압단계는 상기 배수유로를 차단하는 배수유로 차단단계로 구성되고, 상기 역류단계는 상기 회수유로에 구비된 우회관을 조절하여 펌핑압력을 조절하는 회수유로 압력조절단계와, 상기 역세탱크에 저장된 정화수를 배출하는 배출단계로 구성되는 것이 바람직한바, 이러한 구성의 본 발명에 따르면, 무한 반복적인 형태의 폭기처리 및 필터에 의한 필터링이 실시되어 고효율의 정화가 가능한 순환식 폐수여과장치 및 여과방법을 얻는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 하며, 각 도면에 도시된 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일부재를 가리킨다.

도 1은 본 발명에 따른 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치의 개략적인 블록도를 도시한 것으로, 오염수의 원수가 유입되는 혼합 폭기조(102)가 있으며, 이 혼합 폭기조(102)에서 먼저 폭기 처리가 시행된 후 이동하는 무산소조(110)가 있다.

이 무산소조(110)에서는 혐기성 처리에 의한 유수분리 및 침전기능이 이루어지게 된다. 이렇게 무산소조(110)를 거친 오염수는 다단의 폭기처리가 실시되도록 구비된 폭기조(100)로 이동한다. 이후, 다단의 폭기조(100)를 거쳐서 정화된 오염수를 다시 혼합폭기조(102)로 회수하는 한편, 폭기조(100)에서 발생하는 거품을 소포하는 회수유로(112)가 있다.

그리고, 폭기조(100)의 오염수를 회수유로(112)로 펌핑하는 회수펌프(114) 와, 회수유로(112)에 설치되며 입구가 오염수의 유통방향과 반대방향에 형성되어 입구로 유입된 오염수를 필터링하는 필터(116)와, 필터(116)의 출구와 연통되어 필터(116)를 거친 오염수를 외부로 배수하는 배수유로(118)를 구비한다.

이때, 회수유로(112)에 의해 혼합 폭기조(102)로 회수되는 오염수는 공중살포에 의해 살포시킴으로써 용존산소량을 늘리는 것이 바람직하다.

이처럼, 본 발명의 순환식 폐수여과장치는 각종 오·폐수(이하 오염수라 함)를 정화함에 있어 여러 개의 수조(水槽)를 구비하고, 이들 수조에 오염수를 단계적으로 이동시켜 가는 방법을 통한 정화법을 사용한 것이다. 그리고, 정화의 최종단계에 위치한 수조에서 필터에 의한 필터링을 실시하여 필터링 된 정화수는 외부로 배수시키고, 필터에 의해 걸러지지 않은 오염수는 다시 본 발명의 혼합 폭기조(102)로 회수한 후 폭기처리하여 정화하는 순환식 정화법으로 정화가 실시된다.

이로 인해, 농도가 다른 종류의 오염수가 유입되어도 순차적이며 반복적인 여과가 이루어지기 때문에 보다 깨끗한 농도로 정화할 수 있게 된다.

특히, 질소와 인은 폭기처리와 무산소처리에 의해 더욱 효과적인 정화가 가능하기 때문에 본 발명과 같이 무한 반복적인 폭기처리와 무산소처리가 실시되는 오·폐수 처리장치에서는 더욱 그 정화 효율이 증가하게 된다.

이하에서는 보다 구체적으로 각각의 구성요소들에 대해 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 오염수는 먼저 혼합 폭기조(102)로 유입된다. 혼 합 폭기조(102)에는 정화되지 않은 최초의 오염수가 유입되게 되며, 더불어 후술하게 될 세라믹필터(116)에 의해 정화되지 않은 상태로 회수되는 대부분의 오염수가 유입된다.

혼합 폭기조(102)의 표면에는 각종 부유물질 등이 존재하는 곳으로, 세라믹필터(116)에 의해 혼합 폭기조(102)로 회수되는 오염수는 혼합 폭기조(102)의 상부에 위치한 회수 노즐(121)에 의해 공중 살포된다.

이로 인해, 혼합 폭기조(102) 내에 있는 오염수의 농도는 희석된 상태가 되는데, 그 이유는 필터(116)에 걸러지지 않은 오염수 일지라도 여러 단계의 폭기조(104)(106)(108)를 거쳐 어느 정도 정화가 이루어졌기 때문이다.

또한, 회수노즐(121)에 의해 공중 살포되도록 회수되는 오염수는 혼합폭기조(102) 내의 용존산소량을 늘리게 된다.

이후 오염수는 인접하여 위치한 무산소조(110)로 이동하게 되는데, 오염수의 이동 방법은 수위차에 의한 월류의 방법으로 이동한다.

혼합 폭기조(102)에서 이동한 오염수는 무산소조(110) 내에서 유수분리와 침전기능이 이루어지며, 질산화 된 질소성분을 환원시키는 탈질화 작용이 진행되어 질소가 제거된다.

이 무산소조(110)에서는 산소의 접촉이 차단되는 상태의 처리(혐기성 처리)가 이루어지는데, 무산소조(110)의 표면에는 혼합 폭기조(102)보다는 작은 크기의 부유물질이 존재하게 되고, 메탄, 이산화탄소, 암모늄 또는 황화수소 등의 가스가 존재하게 된다.

이렇게 무산소조(110)를 거친 오염수는 다단으로 구성된 폭기조(100)에 유입되는데, 이러한 폭기조(100)의 구성을 보면, 순차적으로 유량 조정조(103), 제 1 폭기조(104), 제 2 폭기조(106), 필터링 조(108)가 있다.

무산소조(110)의 오염수는 유량조정조(103)로 이동하게 되는데, 유량 조정조(103)의 상부에는 소포노즐(169)이 구비되어 필터(116)를 통해 정화되지 않은 오염수의 일부가 공중 살포된다.

그리고, 유량 조정조(103)에는 이후에 진행될 폭기조의 처리효율을 증대시키고 폭기조의 용량을 최적화하기 위해 오염수의 일정량을 지속적으로 공급하기 위한 공급펌프(152)가 구비된다.

또한, 유량 조정조(103)에서는 농도조정 및 교반활동이 실시되며, 유량조정부(103)의 저면 내측에는 에어가 공급되는 에어분사구(164)가 구비된다.

이후, 오염수는 공급펌프(152)에 의해 제 1 폭기조(104)로 이동한다.

제 1 폭기조(104)에서는 산소가 공급되는 호기적 상태에서 미생물의 자손증식과 번식으로 성장할 수 있는 공간을 제공하여 활성미생물(MLSS)을 이용한 유기물 처리방법이 이루어지는데, 이를 위해 비표면적이 높은 접촉제와 일정량의 산소를 공급함으로써 미생물의 활동에 필요한 에너지 및 활동공간을 제공함에 따라 다양한 미생물군(Bacteria, Fungi, Algae, Protozoa 등)이 서식하게 한다.

이러한 미생물들은 유기성 오탁물질을 흡착시켜 여재에 부착하여 고정상태로 성장 분해하게 된다.

제 1 폭기조(104)로 이송된 오염수는 산소공급을 통해 용존산소농도를 2.0ppm이상으로 유지시켜 호기성미생물의 활발한 신진대사 활동을 유도하며, 이러한 활성미생물은 유기물을 흡착, 산화 등의 방법에 의해 제거된 후 제 2 폭기조(106)로 이동한다. 제 2 폭기조(106)에서는 제 1 폭기조(104)와 동일한 방법으로 오염수에 대한 폭기처리가 실시되며, 이후 필터링 조(108)로 이동한다.

필터링 조(108)에서는 상술한 각각의 단계를 거친 상태의 오염수를 세라믹필터(116)에 의해 최종적으로 필터링하게 되며, 필터링 된 정화수는 방류조(109)에 저장된 후 월류에 의한 방법으로 최종 배출된다.

필터링 조(108)에는 혼합 폭기조(102)로 오염수를 회수하기 위한 회수유로(112)가 설치되며, 이 회수유로(112)에는 유량 조정조(103), 제1 폭기조(104) 및 제 2 폭기조(106)에서 발생하는 거품을 소포시키기 위한 소포노즐(169)이 설치되고, 또한, 회수유로(112)에는 오염수를 끌어올리기 위한 회수펌프(114)가 구비된다.

그리고, 회수펌프(114)의 하류에는 회수펌프(114)에 의해 펌핑된 오염수를 필터링 하기 위한 필터케이스(122)가 구비된다.

필터케이스(122)는 도 3에 도시된 바와 같이, 입구(122a) 및 출구(122b)가 회수유로(112) 상에 연결되며, 내부에는 세라믹필터(116)가 구비된다.

세라믹필터(116)의 입구측(116a)은 필터케이스(122)의 입구(122a)에 위치하고, 출구측(116b)은 필터케이스(122)의 출구(122b)에 위치한다.

그리고, 세라믹필터(116)의 출구측(116b)에는 필터링 된 정화수를 외부로 배출하기 위한 배수유로(118)가 구비된다.

이 배수유로(118)에는 필터링 된 정화수를 저장한 후 저장된 정화수의 압력에 의해 정화수를 세라믹필터(116)로 역류시키는 방법 즉, 필터링의 역방향으로 순간 가압시키는 방법으로 부착된 이물질을 제거하기 위한 역세수단(140)이 구비된다.

역세수단(140)의 구성은 배수유로(118)의 단부에 구비되는 제 1 밸브(124)와, 세라믹필터(116)의 출구측(116b)과 제 1 밸브(124) 사이의 배수유로(118) 상에서 분기되는 분기관(126)과, 분기관(126)의 단부에 구비되어 세라믹필터(116)에 의해 필터링 된 정화수가 충압되는 역세탱크(128)가 있다.

그리고, 분기관(126)에는 역세탱크(128)로 유입되는 정화수의 유출입을 조절하기 위한 제 2 밸브(132)가 구비된다.

한편, 필터 케이스(122)의 출구측(122b)에 연결된 회수유로(112) 상에는 세라믹필터(116)에 의해 필터링 되는 필터링 압을 결정하는 제 3 밸브(134)가 구비된다. 다시 말해, 제 3 밸브(134)를 조절하여 회수펌프(114)에 의해 펌핑되는 펌핑압력을 조절하여 필터 케이스(122) 내부에서 필터링되는 압력을 조절하는 기능을 하 게된다.

그리고, 회수유로(112)에는 제 3 밸브(134)를 우회하도록 우회관(136)이 구비되며, 우회관(136)에는 제 4 밸브(137) 및 제 5 밸브(138)가 구비된다.

밸브 선택의 하나의 실시예로 제 1 밸브(124), 제 2 밸브(132) 및 제 4 밸브(137)는 솔레노이드 밸브를 사용하여 자동역세가 가능토록 하는 것이 있을 수 있다.

이러한 구성에 따른 오염수 및 정화수의 흐름을 보면 도 3과 같다.

만약, 회수펌프(114)에 의해 필터링 조(108) 내의 오염수가 3㎏/㎠의 초기필터링압력으로 필터링되도록 제 3 밸브(134)를 조정하면, 오염수는 회수유로(112)를 통해 초기필터링압력 값을 지닌 상태로 필터 케이스(122) 내로 유입된다.

필터 케이스(122)로 유입된 오염수는 필터 케이스(122) 내부에 구비된 세라믹필터(116)를 지나며 필터링 되는데, 이 때 오염수 중 일정량만이 필터(116)에 의해 필터링된다.

이후, 세라믹필터(116)에 의해 필터링 된 정화수는 배수유로(118)를 통해 배출되며, 필터링 되지 않은 나머지 오염수는 회수유로(112)를 통해 혼합 폭기조(102), 유량 조정조(103), 제 1 폭기조(104), 제 2 폭기조(106)의 각각의 상부에 위치한 회수노즐(121) 및 소포노즐(169)에 의한 분사의 방법으로 회수된다. 이 경우, 대부분의 오염수는 혼합폭기조(102) 회수되어 여과가 다시 진행되며, 일부 오염수는 유량 조정조(103), 제 1 폭기조(104) 및 제 2 폭기조(106)로 분사되는데, 이렇게 오염수의 일부를 분사하는 것은 각각의 조(103)(104)(106)에서 발생하 는 거품을 제거하기 위한 것이다.

이렇게, 회수된 오염수는 반복하여 혼합 폭기조(102), 무산소조(110), 폭기조(103)(104)(106)를 다시 거치는 방법으로 여과과정이 진행되게 된다.

이러한 과정이 지속적으로 이루어질 경우 오염수를 필터링 하는 세라믹필터(116)에는 각종 이물질이 부착되게 되며, 이는 곧 필터링의 효율을 저하시키는 문제가 된다.

이를 위해 본 발명에서는 오염수를 반복적으로 여과함에 있어 세라믹필터(116)에 부착된 이물질을 자체적으로 이탈시키기 위해 사용되는 역세수단(140)을 구비하고 있으며, 이 역세수단(140)의 작동을 위한 선행조작의 단계는 도 4에 도시된 바와 같다.

먼저, 배수유로(118) 상의 제 1 밸브(124)를 OFF시키고, 배수유로(118) 상에서 분기된 분기관(126)에 구비된 제 2 밸브(132)를 ON시킨다.

이때, 오염수의 초기필터링압력이 3㎏/㎠라고 하면, 배수유로(118)를 통해서는 외부로 배수되지 않게 되며, 이로 인해 배수유로(118) 상의 정화수는 역세탱크(128)로 유입된다.

이 경우, 제 3 밸브(134)는 초기세팅상태이고, 제 4 밸브(137)는 OFF 상태이며, 제 5 밸브(138)는 제 4 밸브(137)를 ON 시켰을 때 필터케이스(122)의 내부압이 2㎏/㎠가 되도록 세팅된 상태이다.

일정시간이 지나게 되면 역세탱크(128)에는 초기필터링압력과 동일한 3㎏/㎠의 압력이 충압되는데, 이렇게 초기필터링압력 값이 충압되면 역세탱크(128)로 유 입되는 정화수의 유입을 차단하기 위해 제 2 밸브(132)를 OFF시킨다.

이러한 상태에서 도 5와 같이 제 4 밸브(137)를 ON 시키면, 제 5 밸브(138)에 의해 필터케이스(122) 내부 압력은 최초의 필터링압력인 3㎏/㎠보다 작은 압력 즉, 2㎏/㎠가 된다.

이렇게, 제 5 밸브(138)가 조절되면, 조절된 2㎏/㎠의 압력으로 오염수는 필터케이스(122)로 유입되고, 이러한 압력으로 혼합폭기조(102)와 폭기조(100) 방향으로 오염수의 회수 흐름은 진행된다.

이때, 제 2 밸브(132)를 ON 시키면 압력차에 의해 역세탱크(128)에 충압된 3㎏/㎠의 수압으로 배수유로(118) 상에 위치한 정화수가 세라믹필터(116)의 내부로 역류하게 된다.

이렇게 역류된 정화수는 세라믹필터(116)의 내부에서 외부로 이동하며 세라믹필터(116)를 필터링의 반대방향으로 가압하게 되고, 이로써 부착된 이물질은 분리된다.

한편, 역류된 정화수에 의해 이탈된 이물질 등은 회수유로(112)를 통해 이동하게된다.

이러한 역세수단(140)에 의한 방법은 세라믹필터(116)에 부착된 이물질을 이탈시켜 여과효율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 필터(116)의 사용수명을 연장하게 한다.

또한, 각각의 밸브를 포함한 역세수단(140)을 제어할 수 있는 별도의 제어부(미도시)를 구비할 경우 무한적으로 순환하는 방법에 의한 여과시스템이 구축되게 된다.

한편, 상기와 같은 구성의 순환식 하수 및 오·폐수 처리방법에 의한 여과방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 오염수가 유입되며 혐기성 처리에 의한 유수분리 및 침전기능이 이루어지도록 무산소조(110)로 유입되는 침전단계(S210), 무산소조(110)에서 침전기능이 실시된 오염수가 유입되며 에어 공급원으로부터 공급된 에어로 다수개의 폭기조에서 폭기처리가 실시되는 폭기단계(S220), 폭기조에서 폭기 처리된 오염수를 펌핑시켜 회수유로(112)를 통해 폭기조로 회수시켜 소포하는 소포단계(S230), 회수유로(112) 상에 구비된 필터(116)에 의한 소포단계(S230)에 의해 회수되는 오염수의 일부를 필터링 하기 위한 필터링 단계(S240), 필터(116)에 의해 필터링 된 정화수를 배출유로(118)를 통해 배출하기 위한 배수단계(S300)가 구비된다.

또한, 필터(116)에 의해 필터링 된 정화수를 초기필터링압력으로 저장한 후 필터(116) 측으로 역류시켜 필터(116)에 부착된 이물질을 제거하기 위한 역세단계(S250)가 구비된다.

그리고, 역세단계(S250)는 초기필터링압력으로 펌핑된 정화수를 필터(116)에 연결된 배수유로(118) 상에 구비된 역세탱크(128)에 충압하는 충압단계(S280), 역세탱크(128)에 충압된 정화수를 필터(116)로 역류시키는 역류단계(S270)가 있는데, 충압단계(S280)는 배수유로(118)를 차단하는 배수유로 차단단계로 이루어지며, 역류단계(S270)는 회수유로(112)에 구비된 우회관(136)의 밸브(137)(138)를 조절하여 필터(116)로 유입되는 오염수의 필터링압력을 조절하는 회수유로 압력조절단계(S270a)와, 역세탱크(128) ON 단계(S270b), 역세탱크(128)에 저장된 정화수를 배출하는 배출단계(S270c)로 구성된다.

이하에서는 상술한 각 단계를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 침전단계(S210)는 무산소조(110)에서 시행되는 것으로 유입된 오염수에 혐기성 처리에 의한 유수분리 및 침전기능이 수반되어 실시된다.

이렇게 침전단계(S210)가 실시된 오염수는 폭기단계(S220)가 실시되는데, 폭기단계(S220)는 무산소조(110)로 유입되기 전의 오염수를 먼저 폭기처리하는 혼합 폭기조(102), 무산소조(110)에서 혐기성 처리가 실시된 오염수가 이동하여 폭기처리되는 유량 조정조(103), 유량 조정조(103)의 오염수가 이동하며 각각 폭기 처리가 실시되는 제 1 폭기조(104) 및 제 2 폭기조(106)에서 각각 실시된다.

이후 오염수는 필터링 조(108)로 이동하고, 필터링 조(108)에 구비된 회수펌프(114)에 의해 폭기단계(S220)의 반복실행이 이루어지도록 공중살포에 의한 방법으로 각각의 폭기조(100) 및 혼합 폭기조(102)로 회수되는 소포단계(S230)가 실시된다.

소포단계(S230)에 의해 혼합 폭기조(102)로 회수되는 오염수는 반복하여 폭기처리가 실시되며, 유량 조정조(103), 제 1 폭기조(104) 및 제 2 폭기조(106)로 회수된 오염수는 이들 폭기조(103)(104)(106)에서 발생하는 거품을 제거하는데 사용된다.

그리고, 필터링 단계(S240)는 소포단계(S230)에 의해 폭기조(100)로 회수되는 오염수의 일부가 필터(116)를 거쳐 정화되는 것이다.

즉, 오염수 중 일부는 필터(116)에 의해 여과되어 배출유로(118)를 통해 배출되며, 필터(116)를 거치지 못해 여과되지 않은 오염수는 다시 혼합폭기조(102)로 회수되어 반복 폭기처리가 된 후 다단의 폭기조(103)(104)(106)를 지나 다시 필터(116)에 의해 여과되는 단계가 반복적으로 진행되는 것이다.

이렇게 정화된 정화수는 배수단계(S300)에 의해 배출된다.

이러한 각각의 단계를 거쳐 오염수는 정화되는데, 필터(116)에 의해 지속적인 정화가 이루어지면 필터(116)에 이물질이 부착되어 여과효율이 떨어지게 된다.

이를 위해 필터(116)에 부착된 이물질을 이탈시키기 위한 역세단계(S250)가 실시되며, 역세단계의 실시여부를 먼저 판단(S251)하게 된다.

역세단계를 실시해야(Yes) 될 것으로 판단되면, 정화수가 역세탱크(128)에 소정시간동안 충압 되었는지의 여부를 판단(S260)한다.

만약, 역세탱크(128)가 소정압력으로 충압되지 않았을 경우(NO)에는 충압단계(S280)를 실시하게 되는데, 이때에는 배수유로(118)를 폐쇄시키기 위해 제 1 밸브(124)를 OFF시키고, 제 2 밸브(132)를 ON시켜 정화수가 유입되도록 하여 역세탱크(128)를 충압한다.

이때, 회수유로(112)의 제 3 밸브(134)는 초기세팅상태로 개방된 상태를 유 지한다.

만약, 제 3 밸브(134)를 조절하여 초기필터링압력이 3㎏/㎠인 상태로 하여 일정시간이 경과하게 되면, 역세탱크(128)에는 초기필터링압력(3㎏/㎠)이 충압되고, 충압이 완료되면 제 2 밸브(132)를 OFF시킨다.

이렇게 역세탱크(128)에 충압이 완료되면, 역류단계(S270)를 실시하게 되는데, 이에 앞서, 회수유로(112)에 연결되어 있는 우회관(136)의 제 4 밸브(137) 및 제 5 밸브(138)를 조절하여 초기필터링압력 보다 낮은 압력으로 펌핑되도록 조절하는 회수유로 압력 조절단계(S270a)가 실시된다.

자세하게 말하면 회수유로 압력 조절단계(S270a)에서는 제 4 밸브(137)를 개방할 경우 필터케이스(122)로 유입되는 필터링압력이 초기필터링압력인 3㎏/㎠보다 작은 압력 즉, 2㎏/㎠의 압력으로 유입되도록 제 5 밸브(138)를 조절하는 것이다.

이와 같이, 회수유로 압력 조절단계(S270a)가 실시되어 제 4 밸브(137)를 ON 시키게 되면, 조절된 제 5 밸브(138)에 의해 필터케이스(122)로 유입되는 필터링압력은 2㎏/㎠이 되고, 이 상태에서 역세탱크(128)를 개방하는 단계(S270b)가 실시된다.

이렇게 역세탱크(128)가 개방되면 역세탱크(128)에 저장된 저장압력에 의해 정화수가 필터(116) 측으로 역류하게 되며, 역류하는 정화수에 의해 필터(116)는 필터링의 반대방향으로 필터(116)를 가압하여 필터(116)에 부착된 이물질을 이탈시키게 된다.

즉, 제 5 밸브(138)가 조절되어 필터케이스(122) 내의 압력이 2㎏/㎠가 된 상태이기 때문에 역세탱크(128)의 저장된 3㎏/㎠의 압력에 의해 정화수의 역류가 가능하게 된다.

한편, 역세탱크(128)가 충압되었을 경우(YES)일 경우에는 바로 역류단계(S270)를 실시하게 되는데, 이 경우에 회수유로(112)에 연결되어 있는 우회관(136)의 제 4 밸브(137) 및 제 5 밸브(138)를 조절하여 초기필터링압력 보다 낮은 압력으로 펌핑되도록 조절하는 회수유로 압력 조절단계(S270a)가 실시된다.

회수유로 압력 조절단계(S270a)에서는 제 4 밸브(137)를 개방할 경우 필터케이스(122)로 유입되는 필터링압력이 초기필터링압력인 3㎏/㎠보다 작은 압력 즉, 2㎏/㎠의 압력으로 유입되도록 제 5 밸브(138)를 조절하는 것이다.

이와 같이, 회수유로 압력 조절단계(S270a)가 실시되어 제 4 밸브(137)를 ON 시키게 되면, 조절된 제 5 밸브(138)에 의해 필터케이스(122)로 유입되는 필터링압력은 2㎏/㎠이 되고, 이 상태에서 역세탱크(128)를 개방하는 단계(S270b)가 실시된다.

이렇게 역세탱크(128)가 개방되면 역세탱크(128)에 저장된 저장압력에 의해 정화수가 필터(116) 측으로 역류하게 되며, 역류하는 정화수에 의해 필터(116)는 필터링의 반대방향으로 필터(116)를 가압하여 필터(116)에 부착된 이물질을 이탈시키게 된다.

즉, 제 5 밸브(138)가 조절되어 필터케이스(122) 내의 압력이 2㎏/㎠가 된 상태이기 때문에 역세탱크(128)의 저장된 3㎏/㎠의 압력에 의해 정화수의 역류가 가능하게 된다.

이상과 같이 본 발명의 하수 및 오·폐수 처리방법은 회수유로 상에 구비된 하나의 회수펌프를 하나의 에너지원으로 이용하여 필터링되지 않은 오염수를 회수시킴과 동시에 필터를 역세시키는 역세기능을 동시에 수행하게 되며, 이로 인해, 에너지를 절감하는 효과가 있다.

미설명부호 166은 에어 공급원(180)으로부터 공급되는 에어의 양을 조절하기 위한 에어공급밸브이고, 171은 필터(116)에 의해서 걸러지지 않은 오염수를 회수함에 있어 이의 양을 조절하기 위한 회수조절밸브이며, 170은 드레인밸브이다.

이상과 같이 본 발명에 따르면 무한 반복적인 형태의 폭기와 무산소처리 및 필터에 의한 필터링이 실시되어 고효율의 정화가 가능하며, 특히 질소와 인등과 같은 유해물질을 정화하는데 우수한 성능을 발휘하는 하수 및 오·폐수 처리장치 및 처리방법을 얻는 효과가 있다.

또한, 회수유로 상에 구비된 하나의 회수펌프를 하나의 에너지원으로 이용하여 필터링되지 않은 오염수를 회수시킴과 동시에 필터를 역세시키는 역세기능을 동시에 수행하여 에너지를 절감하는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 오염수가 유입되며 혐기성 처리에 의한 유수분리 및 침전기능이 이루어지는 무산소조와, 상기 무산소조의 오염수가 공급되며 에어 공급원으로부터 공급된 에어로 폭기처리가 실시되는 다수 개의 폭기조와, 상기 폭기조를 거쳐서 정화된 오염수를 상기 폭기조로 회수하는 회수유로와, 상기 폭기조의 오염수를 상기 회수유로로 펌핑하는 회수펌프와, 상기 회수유로에 설치되며 입구가 상기 오염수의 유통방향과 반대방향에 설치되어 상기 입구로 유입된 오염수를 필터링하는 필터와, 상기 필터의 출구와 연통되어 상기 필터를 거친 오염수를 외부로 배수하는 배수유로가 구비되는 하수 및 오·폐수 처리장치에 있어서,

   상기 폭기조는 상기 무산소조의 오염수가 이동하여 폭기처리되고 오염수를 일정량으로 이송시키기 위한 유량 조정조와, 상기 유량조정조의 오염수가 이동하며 공급된 에어에 의해 폭기처리가 실시되는 제 1 폭기조와, 상기 제 1 폭기조의 오염수가 이동하며 공급된 에어에 의해 폭기 처리가 실시되는 제 2 폭기조와, 상기 제 2 폭기조의 오염수가 이동하며 상기 회수유로가 설치되는 필터링조가 구비되는 것을 특징으로 하는 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 배수유로에는 상기 필터를 거쳐 배출되는 정화수를 저장한 후, 저장된 압력에 의해 상기 필터로 유입되는 정화수를 역류시켜 상기 필터에 부착된 이물질을 제거하기 위한 역세수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 역세수단은 상기 배수유로의 출구에 형성되어 상기 필터를 거친 상태의 정화수의 배수를 조절하기 위한 제 1 밸브와, 상기 필터와 상기 제 1 밸브의 사이에 위치하여 상기 배수유로 상에서 분기되는 분기관과, 상기 분기관으로 공급된 정화수가 저장되는 역세탱크와, 상기 분기관에 설치되며 상기 분기관으로 공급된 정화수의 유출입을 조절하기 위한 제 2 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 회수유로에 입구 및 출구가 연결되고 입구측이 상기 회수유로 중 상기 회수펌프의 하류에 위치하여 상기 필터의 외주에 위치하는 필터 케이스와, 상기 필터 케이스의 출구측에 연결된 상기 회수유로에 구비되어 상기 혼합 폭기조로 오염수의 흐름을 제어하기 위한 제 3 밸브와, 상기 필터 케이스의 출구측에 연결된 상기 회수유로에 구비되어 상기 제 3 밸브를 우회하는 우회관과, 상기 우회관에 설치되는 제 4 및 제 5 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 순환식 하수 및 오·폐수 처리장치.
8. 삭제
9. 오염수가 유입되며 혐기성 처리에 의한 유수분리 및 침전기능이 이루어지도록 무산소조로 유입되는 침전단계와, 상기 무산소조에서 침전기능이 실시된 오염수가 유입되며 에어 공급원으로부터 공급된 에어로 다수개의 폭기조에서 폭기처리가 실시되는 폭기단계와, 상기 폭기조에서 폭기 처리된 오염수를 펌핑시켜 회수유로를 통해 상기 폭기조로 회수시켜 소포하는 소포단계와, 상기 회수유로 상에 구비된 필터에 의해 상기 회수단계에 의해 회수되는 오염수의 일부를 필터링 하기 위한 필터링 단계와, 상기 필터에 의해 필터링 된 정화수를 배수유로를 통해 배출하기 위한 배수단계가 구비되는 하수 및 오·폐수 처리방법에 있어서,

   상기 필터에 의해 필터링 된 정화수를 펌핑된 압력으로 저장한 후 상기 필터로 역류시켜 상기 필터에 부착된 이물질을 제거하기 위한 역세단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 순환식 하수 및 오·폐수 처리방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 역세단계는 펌핑된 정화수를 상기 필터에 연결된 상기 배수유로 상에 구비된 역세탱크에 충압하는 충압단계와, 상기 역세탱크에 충압된 정화수를 상기 필터로 역류시키는 역류단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 순환식 하수 및 오·폐수 처리방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 충압단계는 상기 배수유로를 차단하는 배수유로 차단단계로 구성되고, 상기 역류단계는 상기 회수유로에 구비된 우회관을 조절하여 펌핑압력을 조절하는 회수유로 압력조절단계와, 상기 역세탱크에 저장된 정화수를 배출하는 배출단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 순환식 하수 및 오·폐수 처리방법.

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