KR100566057B1 - 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반출물을 최소로 하고 폐수 처리 효율을 높인 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 폐수에서 소정 크기 이상의 협잡물을 걸러내는 스크린, 상기 스크린을 통과한 원수에서 소정 비중 이상의 무기물을 침강 분리하는 침사조, 상기 침사조로부터 소정 비중 이상의 무기물이 분리된 원수를 집수하는 유량조정조, 상기 유량조정조로부터 유입된 원수에서 오일을 분리하고, 분리된 오일을 포집 및 제거하는 유수분리장치, 상기 유수분리장치에 의해 오일이 분리 제거된 1차 처리수를 오존 산화하는 오존 산화장치, 상기 오존 산화장치에 의해 오존 산화 처리된 2차 처리수를 가압수와 혼합한 후, 압력차를 이용한 미세기포 생성에 의하여 소정 비중 이하의 오염물질을 부상시켜 스컴을 분리 처리하는 스컴 분리장치, 상기 스컴 분리장치에 의해 스컴이 분리된 3차 처리수를 여과, 흡착 처리하는 여과기, 상기 여과기에 의해서 여과 처리된 최종 처리수를 집수하는 처리수 탱크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의하면, 처리 반출물을 최소로 하고 최종 처리수를 바로 사용할 수 있는 이점이 있다.

폐수 처리, 세차 폐수 처리, 유수 분리, 오존 산화, 혼합기

Description

오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템 및 방법{Waste Water Filtering System Using Ozone Oxidation and Method thereof}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템의 블록 구성도이다.

도 2는 도 1의 상세 구성도이다.

도 3은 도 2의 혼합기의 내부 구성 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 방법의 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 ; 스크린탱크 120 ; 침사조

130 ; 유량조정조 140 ; 유수 분리장치

150 ; 오존 산화장치 160 ; 스컴 분리장치

170 ; 여과기 180 ; 처리수 탱크

200 ; 집수탱크 212 ; 스크린

310 ; 유수분리조 320 ; 폐오일 저장탱크

330 ; 오일 제거기 331 ; 오일 포집통

331a; 유입홈 332 ; 오일 이송관

340 ; 분리수 흐름 제어막 350 ; 수위 조절막

410 ; 오존 산화기 420 ; 오존 발생기

430 ; 오존 이젝터 440 ; 배오존 제거기

510 ; 가압부상탱크 520 ; 공기 이젝터

530 ; 가압탱크 540 ; 혼합기

541a; 제 1 혼합부재 541b; 제 2 혼합부재

541c; 제 3 혼합부재 B1 ; 격벽

P1 ; 원수 이송펌프 P2 ; 1차 처리수 이송펌프

P3 ; 가압펌프 P4 ; 여과펌프

P5 ; 재사용펌프 P6 ; 역세펌프

L1 ; 원수 이송관 L2 ; 1차 처리수 이송관

L3 ; 2차 처리수 이송관 L4 ; 가압수 이송관

L5 ; 3차 처리수 이송관 L6 ; 최종 처리수 이송관

L8 ; 역세수 이송관 D1 ; 제 1 반송관

D2 ; 제 2 반송관 D3 ; 제 3 반송관

본 발명은 폐수 처리 시스템에 관한 것으로, 특히 유입 폐수를 협잡물 제거, 침강분리, 유수 분리, 오존 산화 처리, 혼합기를 이용한 스컴 부상 분리 처리, 여 과, 흡착 등의 다단의 처리 과정에 의하여 반출물의 발생을 최소로 하고 최종 처리수를 직접 재사용할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 세차 폐수를 처리하는 방법으로는, 스크리닝(screening), 침전, 부상, 및 여과 등과 같은 물리적 방법과 중화, 산화환원, 응집 및 흡착 등과 같은 화화적 처리 방법, 그리고 미생물 배양에 따라 정화처리가 이루어지는 생물학적 방법 등이 있다.

그리고, 세차 폐수에 함유된 세제, 오일 입자나 찌꺼기 등을 분리 제거하는 장치나 방법에서 가장 중요한 점은 오일 입자의 특성과 현탁액의 혼합 정도를 고려하여 처리하는 것이다.

그리고, 세차 폐수에 함유된 오일 입자의 크기에 따라 오일의 특성은, 먼저, 오일 입자의 직경이 150㎛ 이상일 때의 오일을 자유 오일(free oil), 오일 입자의 직경이 60㎛ 이하일 때의 오일을 에멀젼 오일(emulsion oil), 및 어떤 입자에 부착해 존재하는 부착성 오일(oil wet soild) 등으로 구분된다.

한편, 이러한 오일 입자의 크기에 따라 처리하는 장치를 살펴보면, 상기 자유 오일을 분리하는데 적합한 단순 중력 분리식 유수분리장치와, 에멀젼 오일과 부착성 오일을 처리하는데 적합한 가압식 부상 분리장치가 사용되고 있다.

그러나, 현재 오일을 함유한 세차 폐수 처리 장치에서는 세차 폐수 중에 함유된 오일 입자의 크기를 고려하지 않은 채, 대부분 단순 중력 분리식 유수 분리장치를 이용하고 있는데, 이에 따라 그 처리 효율이 떨어진다는 문제점이 제기되고 있다.

그리고, 상기 가압식 부상 분리장치의 설치 운영의 효율성이 떨어지고 있는데, 그 이유는 오일을 함유한 세차 폐수에 투입되는 용존 공기의 발생 기술이 낙후되어 오일 입자의 분리 수거 효율이 떨어진다는 문제점이 제기되고 있다.

그리고, 종래에 사용되고 있는 미세기포를 이용한 가압부상 방법에 있어서는, 단순히 미세기포를 생성하여 처리수에 투입하고 있는데, 이 경우 미세기포와 처리수가 잘 혼합되지 않고, 그 결과 미세기포가 플록(Floc)에 잘 부착되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 본 발명의 목적은, 폐수에 함유된 오염 물질의 특성에 따라 유수분리처리, 오존 산화 처리, 가압부상처리 등의 다단 처리 시스템에 의하여, 방류 없이 최종 처리수를 직접 재사용할 수 있도록 한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 화학 약품을 사용하지 않고 오존 산화에 의하여 처리수에 함유된 유기물을 산화시킴으로써, 슬러지 발생을 최소화 한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 유수분리 처리단계에서, 원수와 분리된 오일을 연속적이면서도 자동으로 제거할 수 있는 유수분리장치를 구비한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 가압 부상에 의한 스컴 처리시에, 가압수와 처리수를 혼합기에 의하여 미리 혼합시켜 미세기포가 오염물질에 원활하게 잘 부착하도록 함으로써, 스컴이 효율적으로 부상하도록 하기에 적당하도록 한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 미세기포 발생장치에 의하지 않고 가압탱크에서 공기를 용해시켜 용존공기에 의하여 미세기포를 발생시킬 수 있는 스컴 분리장치를 구비한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템은, 폐수 처리 시스템에 있어서, 폐수에서 소정 크기 이상의 협잡물을 걸러내는 스크린, 상기 스크린을 통과한 원수에서 소정 비중 이상의 무기물을 중력 침강에 의하여 고액 분리하는 침사조, 상기 침사조로부터 소정 비중 이상의 무기물이 분리된 원수를 집수하는 유량조절조, 상기 유량조절조로부터 유입된 원수에서 오일을 분리하고, 분리된 오일을 자동으로 포집 제거한 후 저장하는 유수분리장치, 상기 유수분리장치에 의해 오일이 분리 제거된 1차 처리수를 오존 산화 처리하는 오존 산화장치, 상기 오존 접촉장치에 의해 오존 산화 처리된 2차 처리수를 공기가 용존된 가압수와 혼합한 후, 혼합된 2차 처리수의 압력 강하에 의한 미세기포 발생에 의하여 소정 비중 이하의 오염물질을 부상시켜 스컴(SCUM)을 분리 처리하는 스컴 분리장치, 상기 스컴 분리장치에 의해 스컴이 분리된 3차 처리수를 여과, 흡착 처리하는 여과기, 상기 여과기에 의해서 여과 처리된 최종 처리수를 집수하는 처리 수 탱크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 방법은, 폐수를 처리하는 방법에 있어서, 폐수 중에서 협잡물을 분리하는 단계, 상기 협잡물이 분리된 원수를 침사조에서 비중차에 의해 고액 분리하는 단계, 상기 고액 분리 단계에 의해 소정 비중 이상의 무기물이 제거된 상태의 원수를 유수 분리하는 단계, 상기 원수를 유수 분리한 후, 분리된 오일을 자동으로 포집 제거한 후 폐오일 저장탱크에 저장하는 단계, 상기 오일이 제거된 1차 처리수를 오존 산화 처리하는 단계, 상기 오존 산화 처리된 2차 처리수에 공기가 용존되어 있는 가압수를 혼합기에 의하여 혼합하는 단계, 상기 가압수가 혼합된 2차 처리수가 가압부상탱크에 유입되면서 압력차에 의한 미세기포 발생에 의하여 소정 비중 이하의 오염물질을 부상시켜 스컴을 분리하는 단계, 상기 스컴이 제거된 3차 처리수를 여과기에 의하여 여과, 흡착하는 단계, 및 상기 여과, 흡착된 최종 처리수를 처리수 탱크에 집수하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

다음은 본 발명인 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템 및 방법의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.

본 발명은 예컨대, 세차 폐수, 가정 폐수, 공장 폐수 등을 포함하는 일반적인 폐수를 대상으로 하여 여과 처리하는 폐수 여과 처리 시스템 및 방법에 관한 것이나, 이하의 본 발명의 일 실시예에서는 세차 폐수를 예를 들어서 기술한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 의한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템의 블록 구성도가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템은, 스크린탱크(110)와 침사조(120)와 유량조정조(130)와 유수분리장치(140)와 오존 산화장치(150)와 스컴 분리장치(160)와 여과기(170)와 처리수 탱크(180)를 포함하여 구성된다.

상기 스크린탱크(110)는 후술하는 스크린(212)을 구비하고 있어서, 스크린(212)에 의하여 유입된 세차 폐수 중에 포함되어 있는 소정 크기 이상의 협잡물을 걸러낸다.

상기 침사조(120)는 상기 스크린탱크(110)에 의해서 협잡물이 여과된 원수를 저장하는데, 이러한 침사조(120)에 저장된 원수는 비중차에 의하여 소정 비중 이상의 예컨대, 흙, 모래, 기타 무기물이 중력 침강된다.

상기 유량조정조(130)는 상기 침사조(120)에 의해서 무기물이 분리된 원수를 집수한다.

상기 유수 분리장치(140)는 상기 유량조정조(130)로부터 유입된 원수에서 오일을 분리하고, 분리된 오일을 포집 제거한 후 저장한다.

상기 오존 산화장치(150)는 상기 유수분리장치(140)에 의해 오일이 제거된 1차 처리수를 오존(O₃) 산화 처리한다.

상기 스컴 분리장치(160)는 상기 오존 산화장치(150)에 의해 오존 산화 처리된 2차 처리수를 용존 공기를 함유한 가압수와 혼합한 후, 상기 혼합된 가압수와 2차 처리수의 압력강하에 의한 미세기포 발생에 의하여 소정 비중 이하의 오염물질 을 부상시켜, 부상한 스컴(SCUM)을 분리 처리한다.

상기 여과기(170)는 상기 스컴 분리장치(160)에 의해 스컴이 분리된 3차 처리수를 여과 흡착 처리한다.

상기 처리수 탱크(180)는 상기 여과기(170)에 의해 여과 처리된 최종 처리수를 집수한다.

도 2에는 도 1의 상세 구성도가 도시되어 있다. 도 2를 기초로 본 발명의 일 실시예에 의한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템의 구성을 상세하게 기술한다.

먼저, 스크린탱크(110)는 집수탱크(200)의 상부 일측에 고정 설치되어 있으며, 협잡물을 걸러내는 스크린(212)을 경사 구비하고 있다.

집수탱크(200)는 상기 침사조(120)와 유량조정조(130)를 구비하고 있으며, 상기 침사조(120)와 유량조정조(130)는 격벽(B1)에 의해 구획 분리되어 있다. 상기 격벽(B1)은 상기 침사조(120)에 집수되는 원수의 최대 높이를 조절한다.

상기 유량조정조(130)와 유수 분리장치(140)는 원수 이송관(L1)에 의하여 연결되어 있다. 상기 유량조정조(130)에 집수된 원수를 상기 원수 이송관(L1)으로 원활하게 이송하기 위한 원수 이송펌프(P1)가 상기 원수 이송관(L1)의 시작단에 설치되어 있다.

상기 유수 분리장치(140)는 유수분리조(310)와 폐오일 저장탱크(320)와 오일 제거기(330)와 분리수 흐름 제어막(340)과 수위 조절막(350)을 포함하여 구성된다.

상기 유수분리조(310)는 상기 원수 이송관(L1)으로부터 유입된 원수를 집수 하는데, 유수분리조(310)로 유입된 원수는 비중차에 의해서 오일, 예컨대 자유오일이 비중 분리된다.

상기 오일 제거기(330)는 상기 유수분리조(310)에서 상층에 분리된 자유 오일을 포집하여 이송한다.

상기 폐오일 저장탱크(320)는 상기 오일 제거기(330)로부터 이송 받은 오일을 저장한다.

상기 분리수 흐름 제어막(340)은, 상기 유수분리조(310)의 바닥면과 소정 간격 이격 설치되어, 상기 분리된 오일의 흐름을 차단하며, 상기 오일 분리된 하층의 분리수(유수분리조(310)에 유입된 원수 중에서 비중 분리된 오일을 제외한 나머지 원수를 ‘분리수’라고 칭하며, 이는 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 의미로 사용됨)의 흐름을 제어한다.

그리고, 상기 수위 조절막(350)은, 상기 분리수 흐름 제어막(340)과 소정 공간 이격되어서 상기 유수 분리조의 바닥면에 밀착 설치되어, 상기 분리수의 수위를 조절한다.

그리고, 상기 오일 제거기(330)는 오일 포집통(331)과 오일 이송관(332)으로 구성된다. 상기 오일 포집통(331)은 상기 유수분리조(310)에 의해 비중 분리된 오일 예컨대, 자유 오일을 포집하고, 상기 오일 이송관(332)은 상기 오일 포집통(331)에 의해서 포집된 자유 오일을 무동력으로 이송한다.

상기 오일 포집통(331)에는 상기 비중 분리된 예컨대, 자유 오일이 유입될 수 있도록 개방부가 형성되어 있다. 바람직하게는, 상기 오일 포집통(331)에는 상 기 비중 분리된 자유 오일이 유입되는 유입홈(331a)이 형성되어 있다.

상기 오일 포집통(331)은 회전축(331b)을 구비하고 있으며, 상기 회전축(331b)은 상기 유수분리조(310)에 고정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 회전축(331b)은 상기 수위 조절막(350)의 높이와 같은 높이에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 유수분리조(310)와 오존 산화장치(150)는 1차 처리수 이송관((L2)에 의하여 연결되어 있다. 상기 유수분리조(310)에 의해 오일 분리된 1차 처리수를 상기 1차 처리수 이송관(L2)으로 원활하게 이송하기 위한 1차 처리수 이송펌프(P2)가 상기 1차 처리수 이송관(L1)에 설치된다.

상기 오존 산화장치(150)는, 오존을 생성하는 오존 발생기(420)와, 상기 오존 발생기(420)로부터 유입된 오존을 상기 1차 처리수에 접촉시켜서 상기 1차 처리수를 오존 산화시키는 오존 산화기(410)와, 잔여 오존을 제거하는 배오존 제거기(530)와 오존의 유입을 유도하는 오존 이젝터(430)로 구성된다.

상기 스컴 분리장치(160)는 공기 이젝터(520)와 가압펌프(P3)와 가압탱크(530)와 혼합기(540)와 가압부상탱크(510)로 구성된다.

상기 공기 이젝터(520)는 외부 공기를 유입하고, 상기 가압펌프(P3)는 상기 공기 이젝터(520)로부터 유입된 외부 공기와 함께 상기 가압부상탱크(510)로부터 유입되는 가압수를 펌핑하여 가압탱크(530)로 이송한다.

상기 가압탱크(530)는 소정 압력 이상을 유지하여 상기 가압펌프(P3)로부터 유입된 외부 공기를 가압수에 용해시킨다.

상기 혼합기(540)는 상기 가압탱크(530)로부터 유입된 외부공기가 용해된 가압수와 상기 오존 접촉기(410)로부터 유입된 2차 처리수를 혼합한다.

상기 가압부상탱크(510)는 상기 혼합기(540)로부터 공기가 용존된 가압수와 혼합된 상기 2차 처리수를 공급 받아서, 압력차(가압탱크(530) 내의 압력과 가압부상탱크(510) 내의 대기압과의 차이)에 의해 발생한 미세기포에 의해서 소정 비중 이하의 오염물질(예컨대, 에멀젼 오일 등)을 부상시켜 스컴을 분리한다.

상기 혼합기(540) 구성의 일 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 혼합기의 내부 구성은, 내부 바닥면에 소정 높이로 수직 돌설된 제 1 혼합부재(541a), 상기 제 1 혼합부재(541a)로부터 소정 간격 이격되어, 내부 상면에 소정 길이로 수직 하방으로 돌설된 제 2 혼합부재(541b), 및 상기 제 2 혼합부재(541b)로부터 소정 간격 이격되어, 내부 바닥면에 소정 높이로 수직 돌설된 제 3 혼합부재(541c)로 구성되어 있고, 상기 각 구성(제 1 혼합부재, 제 2 혼합부재, 제 3 혼합부재)은 2차 처리수와 외부 공기가 용존된 가압수가 원활하게 혼합될 수 있도록 지그재그 구조로 되어 있다.

상기 가압부상탱크(510)와 여과기(170)는 3차 처리수 이송관(L3)에 의하여 연결되어 있다. 상기 스컴 분리장치(160)에 의해 스컴 분리된 3차 처리수를 상기 3차 처리수 이송관(L3)으로 원활하게 이송하기 위한 3차 처리수 이송펌프(P3)가 상기 3차 처리수 이송관(L3)에 설치된다.

그리고, 상기 여과기(170)에 의해 여과 흡착되어 처리된 최종 처리수는 최종 처리수 이송관(L6)에 의해서 처리수 탱크(180)에 연결된다.

다음은 처리 결과물의 반송라인 시스템에 대하여 기술한다. 상기 폐오일 저장탱크(320)와 침사조(120)는 제 1 반송관(D1)에 의해서 연결되어 있고, 상기 가압부상탱크(510)와 침사조(120)는 제 2 반송관(D2)에 의해서 연결되어 있고, 상기 여과기(170)와 침사조는 제 3 반송관(D3)에 의해서 연결되어 있는데, 상기 제 1 반송관(D1), 제 2 반송관(D2) 및 제 3 반송관(D3)은 각각의 단계에서의 처리 결과물(오일, 스컴, 여과기에 걸러진 이물질)을 재처리하기 위해 처리수를 드레인하는 이송관이다.

다음은 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하여 폐수를 처리하는 과정에 대하여 기술한다.

도 4에는 본 발명의 일 실시예에 의한 오존을 이용한 폐수 여과 처리 방법의 흐름도가 도시되어 있다.

먼저, 세차 오·폐수가 스크린탱크(110)로 유입되면, 스크린탱크(110)에 경사 구비된 스크린망(212)에 의해 조대 협잡물, 거대 협잡물 등의 협잡물이 걸러진다(S1 단계).

상기와 같이 협잡물이 분리 제거된 세차 폐수의 원수는 침사조(120)로 자연 유하에 의해 유입된다. 침사조(120)로 유입된 원수는 소정 비중 이상을 갖는 예컨대 흙, 모래 기타 무기물류는 비중차에 의하여 중력 침강되어서 원수와 고액 분리된다(S2 단계).

상기 침사조(120)에 유입되는 흙, 모레 기타 무기물류가 분리된 원수의 유량이 격벽(B1) 이상의 높이를 갖게 되면, 격벽(B1)을 타고 넘어서(overflow) 상기 유 량조정조(130)로 유입된다.

상기 유량조정조(130)의 담수용량은, 침사조(120)로부터 유입되는 원수의 유량에 무관하게 일정량을 원수 이송펌프(P1)에 의하여 유출하도록 충분히 크게 구현된다.

상기 원수 이송펌프(P1)의 펌핑에 의하여 유량조정조(130)의 원수는 원수 이송관(L1)을 따라서 유수분리조(310)로 유출된다.

유량조절조(130)로부터 유수분리조(310)로 유입된 원수는, 비중 차이에 의하여 예컨대, 자유 오일 등의 오일이 상층으로 계층화되면서 비중 분리된다.

이 때, 비중 분리되는 오일을 제외한 원수의 수위는 상기 수위 조절막(350)의 높이를 유지한다. 그리고, 상기 비중 분리된 오일은, 상기 분리수 흐름 제어막(340)에 의해서 흐름이 차단됨과 동시에 분리수 흐름 제어막(340) 아래를 통과할 수 없게 된다. 따라서 상기 비중 분리된 오일은, 수위 조절막(350)을 넘어 갈 수 없게 되고, 오직 오일을 제외한 원수만이 분리수 흐름 제어막(340)의 아래를 통해 수위 조절막(350)을 타고 흐를 수 있다. 비중 분리된 오일을 제외한 분리수의 상기 유수분리조(310) 내에서의 흐름이 도 2에 화살표로 도시되어 있다.

상기와 같이 유수분리조(310)에서 비중 분리된 오일은, 상기 오일 포집통(331)의 유입홈(331a)으로 유입되면서 상기 오일 포집통(331)에 포집된다.

상기 오일 포집통(331)에 포집된 오일은 오일 이송관(332)을 통해서 이송되어서 상기 폐오일 저장탱크(320)로 유입된다. 상기 오일 포집통(331)에 포집된 오일이 오일 이송관(332)을 통해서 상기 폐오일 저장탱크(320)로의 이송은 중력에 의 해서 행해진다.

상기와 같이, 폐오일 저장탱크(320)에 저장되는 오일 중에 비중이 낮은 원수는 다시 포집 이송된 자유 오일과 분리되어 하층을 형성하고, 이렇게 형성된 원수는 상기 제 1 반송관(D1)을 통해서 침사조(120)로 드레인되어 세차 폐수 처리 과정을 다시 반복한다.

상기 유수분리조(310)에서 자유 오일이 분리되어 처리된 1차 처리수는 상기 1차 처리수 펌프(P2)의 펌핑에 의하여 1차 처리수 이송관(L2)을 통하여 오존 산화기(410)로 유입된다.

오존 산화기(410)에서는 유입된 1차 처리수와 오존 이젝터(430)에 의해서 유입된 오존이 접촉되어서, 1차 처리수가 오존 산화된다(S5 단계).

상기와 같은 1차 처리수를 오존 산화 처리하는 과정은 본 발명의 기술적 요지 중의 하나인데, 이렇게 1차 처리수에 오존 산화 처리 수행함으로써 COD(Chemical Oxygen Demand) 수치를 낮출 수 있고, 유기물 제거에 의하여 슬러지 발생을 최소로 할 수 있다.

그리고, 1차 처리수에 오존 산화 처리를 수행한 결과, 여과기(170)의 여과재인 활성탄(미도시)의 공극률을 크게 하는 부수적 효과도 생긴다.

상기 오존 산화기(410)에서 오존 산화 처리된 2차 처리수는 혼합기(540)로 유입된다. 그리고, 혼합기(540)에서는 유입된 2차 처리수와 가압탱크(530)로부터 유입된 외부 공기가 용해된 가압수가 혼합된다.

2차 처리수와 외부 공기가 용해된 가압수가 혼합되는 과정을 보다 상세하게 기술한다. 가압부상탱크(510)로부터 가압수(이 가압수는 실제 3차 처리수와 같다)와 공기 이젝터(520)로부터 유입된 외부 공기는 혼합되어 가압펌프(P3)에 의해서 가압탱크(530)로 이송된다.

가압탱크(530)는, 예컨대 3kg/㎠ 내외의 압력을 유지하고 있어서, 유입된 외부 공기는 가압탱크(530) 내에서 용매인 가압수에 용해된다. 외부 공기가 용해되어 있는 가압수는 혼합기(540)로 유입되어서 2차 처리수와 혼합된다.

도 3과 같은 내부 구성에 의해서 유입된 가압수와 2차 처리수는 원활하게 혼합되고, 가압부상탱크(510)로 유출된다.

가압수와 혼합된 2차 처리수는 상기 가압부상탱크(510)로 유입되는 순간, 대기압 상태에 놓이게 되고, 이때 압력 강하가 발생하므로, 가압수에 용해되어 있던 외부공기는 미세 기포를 발생하게 된다.

이렇게 발생된 미세 기포는 2차 처리수에 존재하던, 예컨대 에멀젼 오일 등의 소정 비중 이하를 갖는 오염물질에 부착되어서 부상 처리된다(S7 단계).

상기와 같은 과정으로 부상한 스컴은 제 2 반송관(D2)을 통해 침사조(120)로 다시 드레인되어 재처리 과정을 밟게 된다.

상기와 같이 스컴이 분리된 3차 처리수의 일부는 상기와 같이 가압수로 이용되고, 일부는 여과펌프(P4)의 펌핑에 의해 3차 처리수 이송관(L5)으로 이송되는데, 가압수는 가압펌프(P3), 가압탱크(530), 혼합기(540), 가압부상탱크(510)의 폐루프를 형성하고 있기 때문에, 가압수로 이용되는 3차 처리수의 양은 일정하다.

상기 3차 처리수 이송관(L5)을 통해서 유입된 3차 처리수는 여과기에서 여과 흡착 등의 과정을 거쳐서 최종 처리수로 최종 처리수 이송관(L6)을 통해서 처리수 탱크(180)로 집수된다.

처리수 탱크(180)에 집수된 최종 처리수는, 상기와 같은 다단의 처리 과정과 오존 산화 처리에 의해서 세차 폐수를 처리하기 때문에, 다음의 세차 과정에 직접 이용될 수 있는 무방류의 재사용수로 된다

상기 여과기(170)에서의 여과 흡착 처리과정에서 걸러진 이물질은 역세펌프(P6)의 펌핑에 의하여 주기적인 역세를 시행하여 상기 제 3 반송관(D3)을 통해서 침사조(120)로 드레인되어 다시 재처리 되게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 세차 폐수 처리 과정에서 반출되어야 할 처리 결과물은 모두 상기 폐오일 저장탱크에 저장되게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 혼합기(540)의 내부 구조는 도 3에 도시되고 있으나, 혼합기(540)의 내부 구조가 이에 한하는 것은 물론 아니며, 오존 접촉기(410)로부터 유입되는 2차 처리수와 가압탱크(530)로부터 유입되는 용매를 원활하게 혼합할 수 있는 구성이라면 본 발명에 의한 혼합기의 기술적 범위에 속함은 물론이다.

상기의 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

상기와 같은 구성과 동작 과정을 가지는 본 발명인 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 협잡물 분리 단계, 중력 침강 분리, 유수 분리, 오존 산화처리, 가압수와 처리수의 혼합 후의 스컴 부상 처리 및 여과 처리 등의 다단 처리 과정에 의하여 세차 폐수를 처리함으로써, 세파 폐수 처리 효율이 높아지고 최종 처리수를 방류하지 않고 곧 바로 재사용할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 유수분리장치에 오일 제거기를 구비함으로써, 원수에서 분리된 오일을 자동으로 실시간 포집 제거 처리할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 2차 처리수를 오존 산화 처리함으로써, 슬러지 발생이 최소화되는 효과가 있다.

넷째, 혼합기에 의하여 처리수와 가압수를 혼합하는 구성에 의하여, 미세기포가 처리수의 오일 등에 더욱 원활하게 부착되고, 그 결과 부상되는 스컴의 양이 증대되어 전체적으로 시스템 처리 효율이 상승하는 효과가 있다.

다섯째, 별도의 미세기포 발생장치에 의하지 않고, 가압탱크에 의해서 승압한 후 대기압에 노출시킴으로써, 미세기포의 발생 효율이 더 좋아지는 효과가 있다.

여섯째, 각 단계에서 발생한 처리물을 다시 재처리 함으로써, 최종 반출물의 양을 최소화하고, 시스템 처리 효율이 높아지는 효과가 있다.

Claims (14)

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5. 폐수 처리 시스템에 있어서,

   폐수에서 소정 크기 이상의 협잡물을 걸러내는 스크린;

   상기 스크린을 통과한 원수에서 소정 비중 이상의 무기물을 중력 침강에 의하여 고액 분리하는 침사조;

   상기 침사조로부터 소정 비중 이상의 무기물이 분리된 원수를 집수하는 유량조정조;

   상기 유량조정조로부터 유입된 원수에서 오일을 분리하고 분리된 오일을 자동적으로 포집 제거한 후 저장하는 역할을 하며,

   상기 유량조정조로부터 유입된 원수를 집수하고 오일을 비중 분리하는 유수 분리조와, 상기 유수 분리조에서 분리된 오일을 포집하여 이송하는 오일 제거기와, 상기 오일 제거기로부터 이송된 오일을 저장하는 폐오일 저장탱크와, 상기 유수 분리조의 바닥면과 이격 설치되어 상기 오일의 흐름을 차단하며 상기 오일 제거기에 의해 오일 분리된 분리수의 흐름을 제어하는 분리수 흐름 제어막과, 상기 분리수 흐름 제어막과 소정 공간 이격되고 상기 유수 분리조의 바닥면에 밀착 설치되어 상기 오일 제거기에 의해 오일 분리된 분리수의 수위를 조절하는 수위 조절막을 포함하여 구성되는 유수분리장치;

   상기 유수분리장치에 의해 오일이 분리 제거된 1차 처리수를 오존 산화하는 오존 산화장치;

   상기 오존 접촉장치에 의해 오존 산화 처리된 2차 처리수를 공기가 용존된 가압수와 혼합한 후, 혼합된 2차 처리수의 압력 강하에 의한 미세기포 발생에 의하여 소정 비중 이하의 오염물질을 부상시켜 유속 제거식으로 스컴(SCUM)을 분리 처리하는 스컴 분리장치;

   상기 스컴 분리장치에 의해 스컴이 분리된 3차 처리수를 여과, 흡착 처리하는 여과기; 및

   상기 여과기에 의해서 여과 처리된 최종 처리수를 집수하는 처리수 탱크를 포함하여 구성되고,

   상기 오일제거기는

   상기 유수 분리조에서 분리된 오일을 포집하며, 오일이 유입하는 입구인 유입홈이 형성되어 있고, 회전축을 구비하고 있으며, 상기 회전축은 상기 수위 조절막의 높이와 같은 위치의 상기 유수분리조에 고정되어 있는 오일 포집통; 및

   상기 오일 포집부에 의해 포집된 오일을 이송하는 오일 이송관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템.
6. 삭제
7. 삭제
8. 폐수 처리 시스템에 있어서,

   폐수에서 소정 크기 이상의 협잡물을 걸러내는 스크린;

   상기 스크린을 통과한 원수에서 소정 비중 이상의 무기물을 중력 침강에 의하여 고액 분리하는 침사조;

   상기 침사조로부터 소정 비중 이상의 무기물이 분리된 원수를 집수하는 유량조정조;

   상기 유량조정조로부터 유입된 원수에서 오일을 분리하고 분리된 오일을 자동적으로 포집 제거한 후 저장하는 역할을 하며,

   상기 유량조정조로부터 유입된 원수를 집수하고 오일을 비중 분리하는 유수 분리조와, 상기 유수 분리조에서 분리된 오일을 포집하여 이송하는 오일 제거기와, 상기 오일 제거기로부터 이송된 오일을 저장하는 폐오일 저장탱크와, 상기 유수 분리조의 바닥면과 이격 설치되어 상기 오일의 흐름을 차단하며 상기 오일 제거기에 의해 오일 분리된 분리수의 흐름을 제어하는 분리수 흐름 제어막과, 상기 분리수 흐름 제어막과 소정 공간 이격되고 상기 유수 분리조의 바닥면에 밀착 설치되어 상기 오일 제거기에 의해 오일 분리된 분리수의 수위를 조절하는 수위 조절막을 포함하여 구성되는 유수분리장치;

   상기 유수분리장치에 의해 오일이 분리 제거된 1차 처리수를 오존 산화하는 오존 산화장치;

   상기 오존 접촉장치에 의해 오존 산화 처리된 2차 처리수를 공기가 용존된 가압수와 혼합한 후, 혼합된 2차 처리수의 압력 강하에 의한 미세기포 발생에 의하여 소정 비중 이하의 오염물질을 부상시켜 유속 제거식으로 스컴(SCUM)을 분리 처리하는 스컴 분리장치;

   상기 스컴 분리장치에 의해 스컴이 분리된 3차 처리수를 여과, 흡착 처리하는 여과기; 및

   상기 여과기에 의해서 여과 처리된 최종 처리수를 집수하는 처리수 탱크를 포함하여 구성되고,

   상기 스컴 분리장치는

   외부 공기를 유입하는 이젝터;

   상기 이젝터로부터 유입된 외부 공기를 가압수와 함께 이송하는 가압펌프;

   소정 압력 이상을 유지하여 상기 가압펌프로부터 유입된 외부 공기를 상기 가압수에 용해시키는 가압탱크;

   상기 가압탱크로부터 유입된 외부공기가 용해된 상기 가압수와 상기 2차 처리수를 혼합하는 역할을 하며,

   내부 바닥면에 소정 높이로 수직 돌설된 제 1 혼합부재와, 상기 제 1 혼합부재로부터 소정 간격 이격되어 내부 상면에 소정 길이로 수직 하방으로 돌설된 제 2 혼합부재와, 상기 제 2 혼합부재로부터 소정 간격 이격되어 내부 바닥면에 소정 높이로 수직 돌설된 제 3 혼합부재를 포함하여 구성되는 혼합기; 및

   상기 혼합기로부터 공기가 용존된 가압수와 혼합된 상기 2차 처리수를 공급 받아서, 혼합된 2차 처리수의 압력 강하에 의한 미세기포 발생에 의해서 소정 비중 이하의 오염물질을 부상시켜 스컴을 분리하는 가압부상탱크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 폐수 여과 처리 시스템.
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