KR100592039B1 - 평막 및 균일한 산기시설에 의한 수처리 장치 - Google Patents

Abstract

평막 및 균일한 산기시설에 의한 수처리 장치가 개시된다. 그러한 수처리 장치는 내부가 상, 하부로 구획되며, 오폐수가 저장되는 반응조와, 상기 반응조의 하부에 구비되며, 공기가 주입되는 경우 저장된 오폐수와 반응하는 산기작용에 의하여 오폐수를 정화처리하는 산기부와, 상기 반응조의 상부에 구비되며, 내부에 저장된 오폐수를 다수의 평막에 의하여 이물질을 제거하여 정화처리하는 여과부와, 그리고 상기 여과부의 다수의 평막 사이에 배치되어, 상기 산기부로부터 공급된 공기에 의하여 난류를 형성함으로써 상기 평막에 적층된 이물질을 제거하는 난류형성수단을 포함한다.

산기, 여과, 평막, 난류, 공기

Description

평막 및 균일한 산기시설에 의한 수처리 장치{PROCESS AND PLANT FOR WASTEWATER TREATMENT}

도1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 장치의 사시도.

도2 는 도1 에 도시된 수처리 장치의 측단면도.

도3 은 도1 에 도시된 수처리 장치의 평단면도.

도4 는 도2 에 도시된 "A" 부분의 다른 실시예에 따른 부분 단면도.

본 발명은 수처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부공기를 하부로부터 균일하게 공급함으로써 산기작용을 효율적으로 수행하고, 상승하는 오폐수의 흐름을 적절히 방해하여 난류를 형성함으로서 막으로부터 이물질을 효율적으로 분리하여 막의 투과율을 향상시킬 수 있는 수처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수처리는 수중의 오염된 물질을 미생물 또는 화학적인 산화, 환원반응에 의하여 안정화된 물질로 변화시키고 처리되지 않은 잔류물질을 분리하는 과정이다.

따라서, 수처리는 수질의 성상과 유기물, 영양물질을 다양한 방법으로 안정 화 및 물질 분리 기술이다. 현재, 수처리 기술은 생물학적 처리방식이 대부분이며 비교적 처리비용이 저렴하다.

그러나, 이러한 기존의 생물학적 수처리 방식은 다만 자연상태에서 미생물의 유기물 분해속도에 의존하고 있어 처리속도가 매우 느리고 불안정하다.

따라서, 수처리의 핵심은 수처리에 중요한 영향을 미치는 요소들을 분석하고 각 요소들이 상호간에 작용하는 과정에서 제한요소가 되는 부분을 제어하는 과정이 수처리에 가장 주요한 과정이라고 할 수 있다.

그러나, 현재 개발되고 있는 수처리 장치를 보면, 대부분 수처리 과정에서 핵심적인 요소인 기체전달과정, 반응과정, 반응 후, 물질분리 과정 중에서 반응과정에만 치중하고 있어 처리효율의 한계가 나타나고 있다.

따라서, 이러한 처리효율의 한계를 극복하기 위한 방안이 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 외부공기를 하부로부터 균일하게 공급함으로써 산기작용을 효율적으로 수행하고, 상승하는 오폐수의 흐름을 적절히 방해하여 난류를 형성함으로써 막의 이물질을 효율적으로 제거하여 막의 투과율을 향상시킬 수 있는 수처리 장치를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는 내부가 상, 하부로 구획되며, 오폐수가 저장되는 반응조와; 상기 반응조의 하부에 구 비되며, 공기가 주입되는 경우 저장된 오폐수와 반응하는 산기작용에 의하여 오폐수를 정화처리하는 산기부와; 상기 반응조의 상부에 구비되며, 내부에 저장된 오폐수를 다수의 평막에 의하여 이물질을 제거하여 정화처리하는 여과부와; 그리고 상기 여과부의 다수의 평막 사이에 배치되어, 상기 산기부로부터 공급된 공기에 의하여 난류를 형성함으로써 상기 평막에 적층된 이물질을 제거하는 난류형성수단을 포함하는 수처리 장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 장치를 상세하게 설명한다.

도1 내지 도3 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 수처리 장치는 반응조(1)와, 상기 반응조(1)의 하부에 구비되며, 공기가 주입되는 경우 저장된 오폐수와 반응하는 산기작용에 의하여 오폐수를 정화처리하는 산기부(3)와, 상기 반응조(1)의 상부에 구비되며, 내부에 저장된 오폐수를 다수의 평막(13)에 의하여 이물질을 제거하여 정화처리하는 여과부(5)와, 상기 여과부(5)의 다수의 평막(13)사이에 배치되어, 상기 산기부(3)로부터 공급된 공기에 의하여 난류를 형성함으로써 상기 평막(13)에 적층된 이물질을 제거하는 난류형성수단(18,19)을 포함한다.

이러한 구조를 갖는 수처리 장치에 있어서, 상기 반응조(1)는 육면체 형상을 가지며, 그 내부가 칸막이(7)에 의하여 상하 2부분으로 구획됨으로써 칸막이(7)의 하부에는 산기부(3)가 구비되고, 칸막이(7)의 상부에는 여과부(5)가 구비된다.

그리고, 상기 산기부(3)는 양측면에 한 쌍의 공기 유입관(9,10)이 각각 돌출됨으로써 외부로부터 공기가 유입될 수 있다. 이러한 한 쌍의 공기 유입관(9,10)을 통하여 공급된 공기는 산기부(3)의 내부에 저장된 오폐수 중에 산포된다.

따라서, 산기부(3)의 내부에 저장된 오폐수는 공기에 의한 산기작용에 의하여 정화처리 된다.

그리고, 산기부(3)로부터 상승한 공기는 칸막이(7)에 구비된 다수의 공기 배출구(11)를 통하여 상기 여과부(5)로 이동한다.

상기 다수의 공기 배출구(11)는 칸막이(7)의 소정위치, 즉, 여과부(5)에 구비되는 다수의 평막(13) 사이에 각각 배치된다.

그리고, 다수의 공기 배출구(11)는 칸막이(7)를 관통한 구조를 갖음으로, 그 상부(17)는 여과부(5)에 배치되고, 하부(15)는 산기부(3)에 배치된다.

또한, 공기 배출구(11)의 하단선은 서로 일정한 길이를 갖음으로써 동일 높이를 유지한다.

따라서, 이러한 공기 배출구(11)는 산기부(3)로부터 여과부(5)로 이동하는 공기의 통로역할을 수행하며, 이때, 공기가 균일하게 산포되어 동일량 및 속도에 의하여 여과부(5)로 이동한다.

그리고, 산기부(3)의 수위는 바람직하게는 공기 배출구(11)의 하단선과 일치하는 높이를 유지한다.

한편, 상기 여과부(5)는 칸막이(7)의 상면에 직립형상으로 구비되어 오폐수중에 함유된 이물질을 제거하는 다수의 평막(13)과, 상기 평막(13)사이에 구비되어 상승하는 오폐수에 난류를 형성함으로써 다수의 평막(13)에 이물질이 적층되는 것을 방지하는 난류형성수단(18,19)을 포함한다.

이러한 구조를 갖는 여과부(5)에 있어서, 상기 다수의 평막(13)은 그 내부에 공간이 형성된 통상적인 구조를 갖는 평막(13)으로서 그 내부로 반응조(1) 내부에 저장된 오폐수가 유입되는 경우 오폐수중에 함유된 이물질이 평막(13)에 의하여 제거 된다.

그리고, 상기 평막(13)에는 처리수 배출관(22)이 구비됨으로써 평막(13)을 통과한 정화처리된 물을 외부로 배출하게 된다.

이러한 처리수 배출관(22)은 상기 다수의 평막(13)의 상면에 각각 일체로 연결되어 처리된 물이 유입되는 유입구(24)와, 상기 유입구(24)를 통하여 흡입된 물을 외부로 배출하는 유출구(26)와, 상기 유출구(26)에 연결되어 흡입력을 발생시킴으로서 평막(13)의 물을 배출시키는 펌프(20)로 이루어진다.

따라서, 상기 평막(13)을 통과한 물은 펌프(20)의 구동시 상기 평막(13)에 연결된 처리수 배출관(22)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.

한편, 난류형성수단(18,19)은 하부에 위치하는 제1 난류형성판(18)과, 상부에 위치하는 제2 난류형성판(19)을 포함한다.

이러한 제1 및 제2 난류형성판(18,19)은 바람직하게는 사각플레이트 형상을 가지며 부력에 의하여 상승하는 오폐수가 이 난류형성판들(18,19)에 충돌함으로써 난류가 형성되도록 한다.

상기 제1 및 제2 난류형성판(18,19)의 가로폭(W)은 평막(13)사이의 길이보다 작은 길이를 갖으며, 세로폭(D)은 상기 평막(13)과 동일한 길이를 갖음으로써 반응조(1)의 내측면에 일체로 연결된다.

따라서, 상기 제1 및 제2 난류형성판(18,19)은 평막(13)과 소정 길이, 바람직하게는 약 5㎜ 이하의 간격(T)을 유지한다.

결과적으로, 상승하는 오폐수는 상기 제1 및 제2 난류형성판(18,19)의 저면에 충돌함으로써 난류가 형성되어 인접한 평막(13)의 측면(14a,14b)에 다시 충돌하게 되고, 이 과정에서 평막(13)에 이물질이 적층되는 것을 방지하며, 또한 적층된 이물질은 충격력에 의하여 평막(13)으로부터 분리시킴으로써 세척하게 된다.

상기에서는 난류형성수단(18,19)을 2개의 난류형성판에 의하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 1개의 난류형성판 혹은 3개 이상의 난류형성판이 구비될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 반응조(1)의 상부 일측에는 여과부(5)의 내부에 순환하는 오폐수를 외부로 배출하기 위한 오폐수 배출구(6)가 구비된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로써 도4 에 도시된 바와 같이, 공기 차단막(21)이 구비될 수도 있다. 즉, 칸막이(7)의 일측단을 일정 길이로 절곡함으로써 공기 차단막(31)을 형성한다. 이때, 상기 공기 차단막(31)은 산기부(3)의 양측에 모두 형성될 수도 있고, 일측에만 형성될 수도 있다.

이와 같이 공기 차단막(31)을 형성하는 경우, 산기부(3)와 여과부(5)의 오폐수가 서로 순환할 수 있음으로 정화효율이 더욱 향상될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오폐수 정화처리 장치의 작동과정을 더욱 상세하게 설명한다.

도1 내지 도3 에 도시된 바와 같이, 상기한 바와 같은 오폐수 처리장치를 이 용하여 오폐수를 처리하는 경우, 먼저 오폐수를 반응조(1)의 내부에 저장한다.

반응조(1) 내부에 공급된 오폐수는 칸막이(7)를 중심으로 상부 및 하부에 저장되며, 특히 산기부(3)에 저장된 오폐수는 공기 배출구(11)의 하단선 높이의 수위를 유지한다.

이와 같이 오폐수를 저장한 후, 산기부(3)의 공기 유입구(9,10)를 통하여 외부 공기를 주입한다. 산기부(3) 내부로 주입된 공기는 오폐수중에 산포되어 산기작용을 진행하게 된다.

그리고, 일정 시간 후, 공기는 상승하여 다수의 공기 배출구(11)로 유입되며, 공기 배출구(11)로 유입된 공기는 칸막이(7) 상부에 구비된 여과부(5)로 균일하게 산포된다.

이때, 상기 다수의 공기 배출구(11)는 그 하부(15)가 동일한 길이를 갖음으로써 산기부(3)로부터 여과부(5)로 공급되는 공기가 균일한 양과 속도로 이동될 수 있도록 한다.

여과부(5)로 공급된 공기는 상승하게 되고, 제1 난류형성판(18)의 저면에 충돌하게 된다. 물론, 제1 난류형성판(18)에 충돌하지 않은 공기는 평막(13)과 제1 난류형성판(18)의 사이에 형성된 틈새(T)를 통하여 상승하게 된다.

제1 난류형성판(18)에 공기가 충돌함으로써 오폐수에 난류를 형성되며, 난류가 형성된 오폐수는 인접한 평막(13)의 측면(14a,14b)에 충돌하게 된다.

이때, 오폐수는 평막(13)을 통과하면서 걸러지게 되는 과정이 진행되고, 또한 난류가 평막(13)에 충돌하는 과정에서 평막(13)에 적층된 이물질이 분리되어 평 막(13)이 세척될 수 있다. 즉, 기존에 평막(13)의 세척을 위하여 실시되던 물리적 방법 혹은 화학적 방법을 실시할 필요가 없다.

그리고, 제1 난류형성판(18)을 통과한 공기 및 오폐수는 제2 난류형성판(19)에 다시 충돌함으로써 제1 난류형성판(18)과 동일한 과정이 진행된다.

따라서, 제2 난류형성판(19) 인접위치의 평막(13)에 난류가 발생함으로써 이물질이 평막(13)으로부터 분리될 수 있다.

그리고, 이러한 난류에 의한 이물질 제거과정은 다수의 평막(13)에서 동시에 진행되므로 여과부(5) 내에 저장된 오폐수가 효율적으로 정화처리 될 수 있다.

이와 같이, 각 평막(13)에서 정화 처리된 오폐수는 펌프(20) 구동시, 각 평막(13)의 상면에 구비된 처리수 배출관(22)를 통하여 외부로 배출된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 여과조 내부에 난류형성수단을 설치함으로써 난류를 형성하여 평막에 적층된 이물질을 용이하게 분리함으로써 정화효율을 향상시킬 수 있다.

둘째, 산기부에 구비된 공기 배출구의 길이를 동일하게 유지함으로써 유입되는 공기량이나 압력이 일정 수준 이하일 경우 발생할 수 있는 공기의 편중된 주입을 방지함으로써 균일한 산포를 유도할 수 있다.

셋째, 각 평막을 통과하면서 걸러진 오폐수를 배출관을 통하여 외부로 배출할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구의 범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (7)

1. 내부가 칸막이에 의하여 상, 하부로 구획되며, 오폐수가 저장되는 반응조와;

   상기 반응조의 칸막이 하부에 구비되며, 공기가 주입되는 경우 저장된 오폐수와 반응하는 산기작용에 의하여 오폐수를 정화처리하는 산기부와;

   상기 반응조의 칸막이 상부에 구비되며, 내부에 저장된 오폐수를 다수의 평막에 의하여 이물질을 제거하여 정화처리하는 여과부와; 그리고

   상기 여과부의 다수의 평막 사이에 배치되어, 상기 산기부로부터 공급된 공기에 의하여 난류를 형성함으로써 상기 평막에 적층된 이물질을 제거하는 난류형성수단을 포함하는 수처리 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 반응조는 그 내부에 칸막이가 설치되어, 상,하부로 구획되고, 상기 칸막이에는 다수의 공기 배출구가 구비됨으로써 상기 산기부와 여과부를 서로 연결하여 공기의 통로가 되도록 하는 수처리 장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 산기부는 상기 공기 배출구가 상기 칸막이의 하부로 동일한 길이의 배관이 돌출되어 있고, 반응조의 외측으로 돌출된 공기 유입관에 의하여 공기가 주입될 수 있는 수처리 장치.
4. 제1 항에 있어서, 상기 산기부는 상기 칸막이의 하부로 동일한 길이의 배관 이 돌출되고, 반응조의 외측으로 돌출된 공기 유입관에 의하여 공기가 주입될 수 있으며, 상기 칸막이의 일단부가 절곡됨으로써 공기 차단막을 형성하는 수처리 장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 여과부는 상기 칸막이의 상면에 직립형상으로 구비되는 다수의 평막과, 상기 다수의 평막에 연결됨으로서 평막에 의하여 걸러진 오폐수를 외부로 배출하는 처리수 배출관과, 상기 반응조의 상부 일측에 구비되어 오폐수를 외부로 배출시킬 수 있는 오폐수 배출관을 포함하는 수처리 장치.
6. 제5 항에 있어서, 상기 처리수 배출관은 상기 다수의 평막의 상면에 각각 일체로 연결되어 처리된 물이 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통하여 흡입된 물을 외부로 배출하는 유출구와, 상기 유출구에 연결되어 흡입력을 발생시킴으로서 평막의 물을 배출시키는 펌프를 포함하는 수처리 장치.
7. 제5 항에 있어서, 상기 난류형성수단은 제1 및 제2 난류형성판을 포함하며, 상기 제1 및 제2 난류형성판은 가로폭은 상기 평막의 사이보다 작게 형성되어 평막과의 사이에 틈새가 형성되어 공기 및 오폐수의 이동이 가능하고, 세로폭은 평막과 동일한 길이를 갖음으로써, 상승하는 공기가 그 저면에 충돌하여 난류가 형성되어 인접 평막의 측면에 적층된 이물질을 제거할 수 있는 수처리 장치.

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